DE691898C - Umsteuerbare Brennkraftmaschine - Google Patents

Umsteuerbare Brennkraftmaschine

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DE691898C
DE691898C DE1936A0079181 DEA0079181D DE691898C DE 691898 C DE691898 C DE 691898C DE 1936A0079181 DE1936A0079181 DE 1936A0079181 DE A0079181 D DEA0079181 D DE A0079181D DE 691898 C DE691898 C DE 691898C
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valves
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DE1936A0079181
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2760/00Control of valve gear to facilitate reversing, starting, braking of four stroke engines
    • F01L2760/003Control of valve gear to facilitate reversing, starting, braking of four stroke engines for switching to compressor action in order to brake
    • F01L2760/004Control of valve gear to facilitate reversing, starting, braking of four stroke engines for switching to compressor action in order to brake whereby braking is exclusively produced by compression in the cylinders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

  • Umsteuerbare Brennkraftmaschine Bei den bisher verwendeten Einrichtungen zur direkten Umsteuerung von Brennkraftmaschinen mit Hilfe von Druckluft trat der Nachteil auf, da'ß es nicht möglich war, die Umsteuerung in genügend kurzer Zeit durchzuführen. Bei den meisten bekannten Einrichtungen war-es zur Riehtungsänderung der Bewegung erforderlich, zunächst den Steuerhebel auf die Haltstellung zti bringen und dann die Maschine auslaufen zu lassen, bevor Druckluft zum Anlassen der Maschine in entgegengesetzter Richtung eingeführt werden durfte. Wenn dies versäumt wurde, konnte es' vorkommen, daß die Maschine in .der gleichen Richtung weiterlief, wodurch Verzögerungen oder auch Gefahren sowie Verluste an Druckluft hervorgerufen wurden. Bei derartigen Anlagen war daher im allgemeinen eine Fernsteuerung nicht zu verwenden, da es aus der Entfernung unmöglich ist, festzustellen, wann die Maschine stehengeblieben ist, und den richtigen- Augenblick zu wählen, in dem Druckluft zuzuführen ist, um die Umsteuerung der Bewegung zu erreichen.
  • Um eine Fernsteuerung zu ermöglichen, wurden bereits Einrichtungen vorgeschlagen, bei denen das Stellglied aus der- Betriebsstellung sofort auf die. Anlaßstellung.des entgegengesetzten Drehsinnes geschaltet werden konnte. Die dabei angestrebte Gegenluftbremsung war jedoch wirkungslos, da die Arbeit, die bei der Verdichtung vom Kolben aufgewandt wurde, bei der Expansion wieder an den Kolben zurückgegeben wurde, so daß enne .große Menge Manövrierluft verbraucht wurde, ohne daß eine wirksame Bremsung erzielt werden konnte.
  • Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Kraftfahrzeugmotore dadurch wirksam abzubremsen, daß am Ende des Verdichtungshubes ein Ventil geöffnet wurde. Bei der Umsteuerung von Breunkraftmaschinen hätte die Anwendung dieser Art Bremsung. zur Voraussetzung, daß für Abbremsen eine besondere Stellung des Stellgliedes vorgesehen ist, in welcher das Stellglied gehalten wird, bis die Maschine zum Stillstand gekommen ist, was wieder eine Beobachtung der Maschine voraussetzen und eine Fernsteuerung ausschließen würde.
  • Gemäß der Erfindung wird die Umsteuerung vonBrennkraftmaschinen unterAbbremsung der Maschine durch die Verdichtungsarbeit, wobei die am Ende des Verdichtungshubes in denZylindern verdichteteLuft durch Ventile in die Außenluft entweichen kann, ermöglicht durch .die Verwendung druckluftgesteuerter Ventile 52, welchen die Druckluft taktmäßig von einer .durch die Maschine angetriebenen Verteilungsvorrichtung32-._ lange zugeführt wird, wie die Maschine,.Üa der Verstellung des Umsteuerhebels in alten Richtung weiterläuft, während nä#li_ Umkehr der Drehrichtung eine selbsttätige Abstellung der Luftzufuhr erfolgt.
  • Der Steuerhebel kann daher bei Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung direkt aus der Vorwärtsstellung in die Rückwärtsstellung bzw. umgekehrt gebracht werden, ohne daß dieser Hebel zunächst auf Halt gestellt wird, bis die Maschine stehengeblieben ist. Eine Anordnung dieser Art besitzt -den Vorteil, daß die Umsteuerung schneller erfolgt, und außerdem kann bei derselben eine Fernsteuerung verwendet werden, bei der der die Umsteuerung Vornehmnende keine Gelegenheit hat, festzustellen, ob die Maschine stehengeblieben ist oder nicht.
  • Es ist auch bereits bekannt, zum Zwecke der pneumatischen Entlüftung von Brennkraftmaschinen, welche mit einer Drucklufteinlaßsteuerung arbeiten, ein nach außen öffnendes, federbelastetes Ventil vorzusehen, das mit Hilfe von Druckluft. gesteuert wird. Mit dieser Anordnung wird jedoch das Gegenteil von dem bezweckt, was die Erfindung erstrebt. Während nämlich durch die bekannte Anordnung die Entstehung von Kompressionsarbeit -in den Zylindern beschränkt oder verhindert werden soll, damit während des Ingangsetzens die verdichtete Luft nicht bremsend wirkt, wird gemäß der Erfindung eine Verdichtung der Luft in den Zylindern herbeigeführt und die Kompressionsarbeit ausgenutzt, um dieMaschinemöglichst schnell zum Stehen zu bringen.
  • In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine entsprechend der Erfindung ausgestaltete bekannte Anordnung, welche die Druckluft mit Hilfe einer besonderen Regelvorrichtung (Kolbenschieber) den Drucklufteinlaßventilen zuführt. Diese Anordnung ist, mit Ausnahme der den eigentlichen Erfindungsgegenstand bildenden Vorrichtung zur Zuführung der Druckluft zu den Auslaßventilen, bekannt, so, daß sie nur summarisch beschrieben zu werden braucht.
  • Die Arbeitszylinder der Maschine sind sämtlich mit einem Drucklufteinlaßventil i versehen, und diese Ventile Stehen über Rohre 2 und eine gemeinsame Leitung 3 mit einem Anlaßventil q. in Verbindung. Das Ventil :I, dem durch ein Rohr 5 Druckluft aus einem geeigneten Behälter (nicht dargestellt) zugeführt wird, ist, wie insbesondere Fig. 6 erkennen läßt, mit einem Steuerhebel 6 versehen und steht über ein Röhr 7 mit einem Gehäuse 8 in Verbindung, in welch letzterem `ein Verteilungs- oder Kolbenschieber 9 vor-:gesellen ist. Das Schiebergehäuse 8 und der Verteilungsschieber 9 sind in Fig. i sowohl im Längsschnitt als auch im Querschnitt zu erkennen (s. die mit A bezeichnete Einzelansicht, die in kleinerem Maßstab ausgebildet ist). Aus dem Querschnitt geht hervor, dal das Gehäuse 8 mit den Drucklufteinlaßventilen i über Leitungen io in Verbindung steht. Der Verteilungsschieber 9 läuft in der einen oder anderen Richtung um, wobei die Drehbewegung von der Kurbelwelle der Maschine durch ein geeignetes Getriebe übertragen wird. Dieses Getriebe enthält ein Zahnrad i i, das auf der Welle 12 des Kolbenschiebers befestigt ist. Die Welle 12 wird mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben wie die Kurbelwelle, und der Kolbenschieber 9 ist in axialer Richtung verschiebbar, jedoch nicht drehbar auf :der Wele 12 befestigt. Die Verschiebung des Kolbenschiebers erfolgt durch einen Handhebel 1'3, der auf Vorwärts, Halt und Rückwärts eingestellt werden kann. Die Verbindung zwischen dem Handhebel 13 und dem Verteilungsschieber 9 wird durch Hebel 1d., 15 und ein Verbindungsglied 16 hergestellt. Die Umsteuerung dieser Anordnung wurde schon weiter oben behandelt.
  • In diesem Zusammenhang soll nur darauf hingewiesen werden, daß die durch den Verteilungsschieber 9 den verschiedenen Leitungen io zugeführte Luft in den Drucklufteinlaßventilen i wirksam wird und diese Ventile öffnet, so daß die von dem geöffneten Anlaßventil4 kommendeAnlaßluft über die Rohrei und 2 im richtigen Augenblick jedem der Zylinder in einer ganz bestimmten Reihenfolge zugeführt wird.
  • Um ein schnelleres Arbeiten zu ermÖglichen, als es bei .der oben beschriebenen Anordnung möglich ist, werden gemäß der Erfindung die Zylinder der Maschine mit besonderen druckluftgesteuerten Auslaßventilen versehen, die geöffnet werden, wenn sich der Kolben im oberen Totpunkt befindet, so daß i die komprimierte Luft in den Zylindern am Ende des Kompressionshubes in die Außenluft entweichen kann. Das Öffnen dieser Auslaßventile wird mit Hilfe von Druckluft vorgenommen, die durch eine besondere Ver- i teilungsvorrichtung zweckmäßig in Form eines Kolbenschiebers 32 (Fig. 1, 2, 3 und 4.) zugeführt wird. Dieser "Kolbenschieber 32 kann von dem obenerwähnten Verteilungsschieber 9 mit Hilfe einer Klauenkupplung i angetrieben werden. Der Kolbenschieber 32 kann jedoch auch durch andere geeignete mechanische Mittel angetrieben werden, so ®daß die Übertragung der Bewegung von dem Verteilungsschieber 9 aus, wie sie auch in den Zeichnungen -dargestellt ist, nur als Ausführungsbeispiel anzusehen ist.
  • Dagegen ist der eigentliche Erfindungsgegenstand in den Fig. 2 bis 4 wiedergegeben, von denen Fig.2 im vergrößerten Maßstab einen Längsschnitt durch den Kolbenschieber zeigt,. welcher die Druckluft den Auslaßventilen zuführt. Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch diesenKolbenschieber und einen senkrechten Schnitt durch eins der Auslaßventile. Fig. 4 zeigt den gleichen Querschnitt wie Fig. 3, jedoch bei einer anderen Stellung der Klauen.
  • Fig.5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen der Arbeitszylinder, aus dem die i Anordnung der Drucklufteinlaß- und -auslaßventile auf dem Zylinder hervorgeht, während in Fig. 6 ein senkrechter Schnitt durch das weiter obenerwähnte, an sich bekannte Lufteinlaßventil4 wiedergegeben ist.
  • Das Gehäuse 2o des .die Luft den Auslaßventilen-zuführendenKolbenschiebers (welcher nachstehend mit zweiter Kolbenschieber bezeichnet wird) ist, wie schon erwähnt, mit dem Gehäuse 8 des Verteilungsschiebers 9 verbunden (welcher mit erster Verteilungsschieber bezeichnet wird). In dem Verteilungsschieber 9 ist ein Träger für den Schieberkolben, in Form einer Welle 3 1 vorgesehen, welcher in den zwesten Verteilungsschieber 32 hineinragt und mit einer Kupplungsklaue 33 (Fig. 2 bis 4) versehen ist. Diese Klaue legt sich bei der Drehung der Welle in der einen oder anderen Richtung gegen die entsprechendeSeite derKupplungsklaue 34 an, die an dem zweiten Verteilungsschieber 32 befestigt ist. Die verschiedenen Stellungen der Klauen 33 und 34 sind für die der Vorwärtsbewegung der Maschine entsprechende Stellung in Fig. 3- und für die der Rückwärtsbewegung entsprechende Stellung in Fig.4 wiedergegeben. Wie aus, diesen Figuren hervorgeht, kann die Klaue 33 der Welle 3 1 um -einen Winkel von r8o ° gegenüber der Klaue 34 des zweiten Verteilungsschiebers 32 verdreht werden, und zwar erfolgt diese Drehung dann, wenn die Drehrichtung von Vorwärts auf Rückwärts und umgekehrt geändert wird.
  • Die von dem Lufteinlaßventil 4 (s. Fig. r und 6) .durch das Rohr 7 einer axialen Bohrung (gestrichelt gezeichnet) des ersten Verteilungsschiebers 9 zugeführte Druckluft fließt durch eine Bohrung 35 (Fdg. 2) der Trägerwelle 3 z zu dem zweiten Verteilungsschieber, 32 weiter. Von der Bohrung 35 sind Kanäle 36 und 37 abgezweigt, welche mit Kanälen 38 und 39 übereinstimmen, die in dem zweiten Verteilungsschieber 32 vorgesehen sind, so daß die Luft in die Aussparungen 40, 41 des Schiebers 32 gelangen kann.
  • Bei der Drehung des Kolbenschiebers öffhen die Kanten der Aussparungen 40, 41 die in dem Gehäuse 2o des zweiten Verteilungsschiebers 32 vorgesehenen Kanäle 42, 43, 44 und 45 bzw. schließen dieselben.
  • Von -den Kanälen 42, 43, 44 und 45 wird die Luft durch Rohre 49 den entsprechenden Auslaßventilen 5o ,zugeleitet. Jedes Auslaßventil bleibt so lange offen, wie Druckluft durch die Leitung 49 zufließt. Das Auslaßventil wird andererseits dadurch geschlossen, daß der Druck in :der Leitung 49 entlastet wird, was dadurch erreicht wind, daß die Druckluft von diesem Ventil durch eine der Aussparungen 47; 47a (Fig. 2) entweicht, wenn das zweite Verteilungsventil 32 sich in der einer Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung entsprechenden Stellung befindet, so daß die Kanäle 46 des Ventilgehäuses mit der Aussparung 47a (für die Vorwärtsbewegung) oder der Aussparung 47 (für die Rückwärtsbewegung) übereinstimmen. Die Kanäle 36, 38 und die Aussparung 40 ermöglichen den Zutritt der Druckluft bei der Umstellung von Rückwärts auf Vorwärts und die Kanäle 37, 39' sowie die Aussparung 41 den Zutritt der Druckluft bei der Umstellung von Vorwärts auf Rückwärts. Um die Zeichnung nicht unnötig zu komplizieren, sind in Fig. 3 und 4 nur die Kanäle 37, 39 und die Aussparung 41 dargestellt. Die Kanäle 36, 38 und die Aussparung 40 liegen auf der gegenüberliegenden Seite, von den Kanälen 37, 39.und der Aussparung 41 aus gerechnet. Die in Fig. 2 dargestellte Lage des Kolbenschiebers 32 entspricht der Zwischenstellung (Haltestellung) des Steuerhebels 13.
  • Die, Umkehrung von voller Geschwindigkeit Vorwärts auf volle Geschwindigkeit Rückwärts erfolgt in folgender Weise: z. Der Steuerhebel 13 wird aus der Vorwärtsstellung unmittelbar in die Ri'tckwärtsstellung gebracht. Hierdurch werden die Kanäle 37, 39 und 41 des Kolbenschiebers 3 2 in übereinstimmung mit den Kanälen 42, 43, 44 und 45 des Ventilgehäuses 2o gebracht.
  • 2. Das Anlaßventil 4 wird unmittelbar anschließend geöffnet, ohne daß man wartet, bis die Maschine stehengeblieben ist.
  • Die Einregulierung der Maschine erfolgt so, daß die Kanten der Aussparungen 40, 41 die Kanäle 42, 43, 44 und 45 in dem Augenblick freizugeben beginnen, indem der zugehörige Kolben im - Arbeitszylinder der Maschine durch den oberen Totpunkt geht: Solange die Maschine infolge ihrer Trägheit in der Drehbewegung Vorwärts fortfährt, steht der Kanal 3_7 der Trägerwelle 31 mit dem Kanal 39 des zweiten Verteilungsschiebers 32 in übereinstimmung (s. Fig. 3), so daß die Druckluft dem Auslaßventil 5o zugeführt wird, und zwar erfolgt infolge der obenerwähnten Einstellung die Zuführung in dem Augenblick, wenn' der entsprechende Kolben durch den oberen Totpunkt geht. Gelangt durch- die Anlaßventile Druckluft in die Zylinder, so erhält man eine stärkere Kompresisio;n, als wenn Luft von Atm-osphärdruck angesaugt wird, wodurch die Maschine noch rascher abgebremst wird, da dieKompression nacheinander in den einzelnen Zylindern steigt. Die komprimierte Luft kann dabei nicht expandieren, sondern wird durch das Auslaßventil5o herausgelassen, wenn die Kurbel über den oberen Totpunkt weggegangen ist. Wenn die Maschine zur Ruhe gekommen ist, läuft sie sofort in entgegengesetzterRichtung wieder an, und zwar unter dem Einfluß der durch die Drucklufteinlaßv entile i einströmenden Luft. In diesem Augenblick kommt der Kolbenschieber 32 unter Wirkung seiner Reibung an dem Ventilgehäuse zum Stillstand und bleibt so lange in Ruhestellung, bis die Klaue 33 sich um einen Winkel von i8o ° gedreht und die Klaue 34 in die neue Drehrichtung gebracht hat (s. Fig, q.). Hierdurch wird der Kanal 37 offensichtlich um einen Winkel von i8o ° gedreht, so daß keine Verbindung mehr mit dem Kanal 39 des Kolbenschiebers 32 besteht (s. Fig. q.). Durch diese Maßnahmen wird die Luftzuführung zu den Auslaßventilen 5o abgestellt, so daß diese nicht länger arbeiten, sondern sich unter Einwirkung des Federdruckes schließen. Die Auslaßventile 5o können so ausgebildet sein, daß sie gleichzeitig als Sicherheitsventile wirken.
  • Gemäß :der als Ausführungsbeispiel,gezeigten Ausbildung der Auslaßventile der Fig. 3 stehen diese Ventile über Kanäle 53 mit Kanälen 56 in Verbindung, welche beispielsweise in dem Zylinderdeckel vorgesehen sind. Im Ventilgehäuse ist ein Ventilschaft 57 gleitbar angeordnet, dessen oberes Ende 52 als Ventilkegel ausgebildet ist und normalerweise unter der Wirkung einer Feder 58 gegen einen Ventilsitz anliegt. Ein Kanal 54 führt von dem Ventilsitz beispielsweise zu einem Schalldämpfer. Mit dem Ventilschaft 57 ist ein Tauchkolben 59 verbunden, auf dessen Oberfläche :die durch das weiter obenezwähnte Rohr 49 eingeführte Druckluft wirkt. Diese Luft ruft dann das Offnen des Auslaßventils hervor, so daß die in dem Maschinenzylinder komprimierte Luft am Ende des Kompressionshubes in die Außenluft entweichen kann. Wie aus vorstehendem hervorgeht, werden die Auslaßventile durch Druckluft betätigt, d. h. sie sind so angeordnet, daß sie mit Hilfe der zugeführten Druckluft inTätigkeit gesetzt werden. Die Verwendung derartiger Ventile ergibt bei der Umsteuerung besondere Vorteile; die Steuerung der Auslaßventile mit Hilfe druckluftbetätigter Ventile bildet daher einen wesentlichen Teil der Erfindung.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Umsteuerbare Brennkraftmaschine, bei welcher die Verdichtungsarbeit zum Abbremsen der Maschine dient und die am Ende des Verdichtungshubes in den Zylindern verdichtete Luft durch Ventile in die Außenluft entweichen kann, gekennzeichnet durch die Verwendung druckluftgesteuerter Ventile (52), welchen die Druckluft taktmäßig von einer durch die Maschine angetriebenen Verteilungsvorrichtung (32) so lange zugeführt wird, wie die Maschine nach der Verstellung des Umsteuerhebels in der alten Richtung weiterläuft, während nach Umkehr der Drehrichtung eine selbsttätige Abstellung der Luftzufuhr erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsvorrichtung für die Druckluft aus einem Drehschieber (32) bestehf, der an einer treibenden Welle (3 i) verdrehbar angebracht ist, und daß letztere zwecks Zufuhr der Druckluft mit einer axialen Bohrung versehen ist und Luftkanäle in dem Drehschieber abschließt, wenn der Schieber von einer gegenüber der Welle verdrehbaren Mitnehmervorrichtung (33, 3.4) in der gewünschten Drehrichtung mitgenommen wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und @, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsvorrichtung (32) für die Druckluft mit dem Umsteuerhebel (i3) der Maschine-verbunden ist und durch die Umstellung des Steuerhebels unmittelbar von Vorwärts auf Rückwärts bzw. umgekehrt in die richtige Stellung für die gewünschte Drehrichtung gebracht wird.
DE1936A0079181 1935-04-27 1936-04-23 Umsteuerbare Brennkraftmaschine Expired DE691898C (de)

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