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Verbrennungskraftmaschine mit Dekompressionsvorrichtung Die Erfindung
bezieht sich auf Kolben-Verbrennungskraftmaschinen, die eineDekompressionsvorrichtung
aufweisen, die während der Anlaufperiode eine Start-Stellung einnimmt, in der sie
eine Öffnung in dein Zylinder bzw. jedem Zylinder offen hält, um die Kompression.
innerhalb des Zylinders zu verringern bzw. aufzuheben und dadurch das. Durchdrehen,der
Maschine zum Anlassen bis hinauf zu einer geeigneten Geschwindigkeit zu erleichtern,
woraufhin die Dekompressionsvorrichtung.in eine Betriebs-Stellung bewegt wird, in
der sie unwirksam ist. Die Erfindung betrifft eine. Verbrennungskraftmaschiiie obiger
Art, .die in dein Zylinder bzw. jedem Zylinder eine durch einTellerventil gesteuerte
Öffnung und eine Dekompression:s:vorrichtung aufweist, die in :der Start-Stellung
das: Tellerventil zur Erleichterung des Durchdrehens :der Maschine von seinem Sitz
angehoben hält, wohingegen sie in der Betriebs-Stellung das Ventil normal aufsitzen
läßt. Die Erfindung ist insbesondere bei Maschinen anwendbar, bei denen das Tellerventil,
auf das die Dekompressionsvorrichtung einwirkt, ein normales Ein- oder Auslaßventil
ist, das an dem normalen
Betrieb der Maschine .teilnimmt; jedoch
-kann die Erfindung ebenso bei Maschinen angewandt werden, bei denen das Ventil
ein besonderes Dekompressionsventil ist, das während des normalen Betriebes der
Maschine dauernd geschlossen bleibt.
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Bei den üblichen bekannten Dekompressionsanordnungen für Verbrennungskraftmaschinen
der angegebenen Art ist die Dekompressionsvorrichtung entweder so- angeordnet, daß
sie durch den Maschinisten von ihrer Start- in ihre Betriebs-Stellung gebracht werden
muß, wenn dieser glaubt, daß der Maschine einte ausreichende Umdrehungsgeschwindigkeit
gegeben wurde, oder es sind Einrichtungen vorgesehen, die die Deko.mpressionsvorrichtung
selbsttätig von ihrer Start- in ihre Betriebs-Stellung bewegen, nachdem der Kurbelwelle
vom Ruhezustand aus eine vorher festgelegte Zahl von Umdrehungen erteilt wurde.
Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, die Dekompressionsvorrichtung durch
einen auf die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine ansprechenden Regler üblicher
Bauart oder durch einen aufgebauten Flüssigkeitsdruck bei Erreichen einer bestimmten
Umdrehungsgeschwindigkeit selbsttätig von .der Start- in die Betriebs-Stellung bewegen
zu lassen.
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Der Zweck der Erfindung ist, eine Maschine obiger Art zu schaffen,
die eine verbesserte, viel einfachere Einrichtung für eine D.ekompres,sionsvorrichtung
aufweist, die bei Erreichen einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit selbsttätig
von der Start- in die Betriebs-Stellung gebracht wird.
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. Gemäß der Erfindung besitzt eine Verbrennungskraftmaschine -der
vorgenannten Art einen Bauteil mit Trägheitsvermögen, der so angeordnet ist, daß
ihm während. der Anlaufperiode durch einen bewegten Maschinenteil gegen die Wirkung
seiner Schwerkraft und/oder einer Feder in bezug auf den ihn ,stützenden Teil in
einer Richtung intermittierend eine Bewegung erteilt wird, und Mittel, vermittels
welcher der Bauteil mit Trägheitsvermögen selbsttätig die Bewegung der Dekompressionsvorrichtung
in die Betriebs-Stellung bewirkt, wenn dieser Bauteil sich vermöge seiner Trägheit
bzw. -des ihm durch die Einwirkung des bewegten Maschinenteils erteilten Moments
in bezug auf den ihn stützenden Teil über einen bestimmten Punkt hinwegbewegt.
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Bei einer solchen Anordnung hat der Trägheitsvermögen aufweisende
Teil zweckmäßigerweise die Form eines drehbar gelagerten Gewichts, das um eine feste
Achse schwenkbar ist und während der Anlaufperiode gegen die Wirkung der Schwerkraft
und/oder einer Feder stoßweise in einer Richtung zu einer Totpunkt-Stellung hingeschwenkt
wird und, sobald es infolge seines Moments. über diese Totpunkt-Stellung hinausbewegt
wird, selbsttätig unter der Wirkung der Schwerkraft und/oder der Feder weiterwandert,
.um durch einen weiteren Weg zu bewirken, daß sich die Dekompressionsvorrichtung
in ihre Betriebs-Stellung bewegt. -Bei einer zweckmäßigen. Anordnung wird die stoßweise
Bewegung dem Trägheitsvermögen aufweisenden Teil durch einen Nocken auf einer einen
Teil der Maschine bildenden Nocleientvelle mitgeteilt, und zwar entweder direkt
oder durch einen dazwischenliegenden Mechanismus, wie z. B. den Stößelmechanismus
bzw. Stoßstange und Schwinghebeleinnichtung,die im Normalbetrieb in üblicher Weise
zur Betätigung des Ventils dienen, das .durch die Dekompressionsvorrichtung während
der Anlaufperiode angehoben werden soll.
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Weiterhin kann die Wirkung des Trägheitsvermögen aufweisenden Teils
diesein, -daß er entweder die Dekompressionsvorrichtung auslöst, die dann unter
der Wirkung einer Feder in ihre Betriebs-Stellung geht, oder eine solche Vorrichtung
infolge des Gewichts und/oder Moments des Trägheitsvermögen aufweisenden Teils:
mit oder ohne die Mitwirkung einer Feder bewegt.
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Im folgenden «nird die Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. i ist eine im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Ausführung;
Fig. 2 ist ein im Schnitt gezeigter Grundriß der in Fig. i gezeigten Ausführung;
Fig. 3. ist eine Endansicht auf einen. Teil der in Fig. i und 2 gezeigten Ausführung;
Fig.4 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführung gemäß,der Erfindung;
Fig. 5 ist ein im Schnitt gezeigter Grun@driß der in Fig. 4 gezeigten Ausführung;
Fig. 6 isst eine im Schnitt gezeigte Seitenansicht der in Fig. 4 und 5 gezeigten
Ausführung; Fig. 7 ist eine Endansicht auf einen Teil der in Fig. 4, 5 und 6 gezeigten
Ausführung, und Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer abgeänderten Anordnung
gemäß der Erfindung.
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In der in Fig. i, 2 und 3 dargestellten Ausführung hat die nach dem
Zweitakt- oder Viertaktprinzip gebaute Maschine ein hängendes Auslaßventil A, das
durch Stoßstange und Schwinghebelvorrichtung in üblicher Weise betätigt wird, und
zur Darstellung der Erfindung sind nur das Ventil-Schwinghebelgehäuse und seine
damit verbundenen Teile gezeigt.
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Wie ersichtlich, hat das das Aus- oder Einlaßventil der Maschine bildende
Ventil El die übliche Ventilfeder A1 und ist so angeordnet, daß es durch einen Schwinghebel
B betätigt wird, der bei C gelagert ist und auf den über eine Einstellschraube D
das obere Ende einer Stoßstange D1 einwirkt, deren unteres Ende durch eine Nocke
in üblicher Weise betätigt wird.
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In .dargestellter Ausführung wird der Zapfen C für den Schwinghebel
B von einem Exzenterzapfen auf einer Welle Cl gebildet, die von Lagern E
im Schwinghebelgehäuse El abgestützt wird und auf deren einem Ende ein Bedienhebel
E2 starr befestigt ist, der in einem Schlitz F in einer mittels Schrauben F2 am
Schwinghebelgehäuse El befestigten Kulisse F1 bewegt werden kann. Der Schlitz F
hat zwei entsprechend an seinen Enden angebrachte Einschnitte F3, F4, und der Hebel
E2 hat die Form eines federnden Streifens, der danach strebt, in den
einen
oder anderen der beiden Einschnitte F3, F4, entsprechend dem Ende ,des Schlitzes,
an dem sich der Hebel im Augenblick befindet, einzutreten und zu bleiben.
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Die Anordnung und Exzentrizität des Zapfens C ist derart, daß, sobald
sich der Hebel E2, wie in Fig. 2 gezeigt, in -dem Einschnitt F4 befindet, das Ventil
dauernd offen -gehalten wird, wohingegen das Ventil A normal betätigt wird, ,sobald
sich der Hebel E2 in dem Einschnitt F3 befindet.
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In dem Schwinghebelgehäuse El befindet sich eine in einem Lager G
gelagerte Welle H, mit deren innerem Ende ein Finger Hl starr verbunden isst, während
auf deren, äußerem Ende ein Gewicht H2 starr befestigt ist, auf das ein Ende einer
bei H3 gezeigten Zugfeder einwirkt.
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In dem Schwinghebelgehäuse El ist weiterhin eine Stoßstange T gleitend
gelagert, auf die eine Druckfeder Il einwirkt und .die so angeordnet ist, daß die
Stoßstange, wenn sie gegen die Wirkung dieser Feder bewegt wird, den Hebel E2, falls
er die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnimmt, aus dem Einschnitt F4 herausbringt,
w -oraufhin sich der Hebel infolge der Wirkung der Ventilfeder Al, die über den
Schwinghebel B und Zapfen C wirkt, und, falls notwendig, unterstützt durch eine,
wie: bei C2 bezeigt, um den Zapfen C geschlungene Feder längs dem Schlitz F selbsttätig
in den Einschnitt F3 be-@vvgt.
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Das Gewicht H2 ist mit einer Nockenfläche H4 ausgestattet, die so
gestaltet ist, daß .sie mit der Stoßstange I in der nachfolgend beschriebenen Weise
zusammenwirkt.
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Wenn die Maschine anlaufen soll, wird um das Ventil A in angehobener
Stellung zu halten, der Hebel E2 in den Einschnitt F4 gebracht und das Gewicht H2
in die in Fig. i und 2 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung bewegt, in
der, wie ersichtlich, der Finger Hl auf dem oberen Ende der Einstellschraube D ruht
und sowohl infolge des Gewichts H2 als auch der Wirkung der auf das Gewicht wirkenden
Zugfeder H3 danach strebt, mit dieser in Berührung zu bleiben.
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Die Maschine wird jetzt mittels Hand oder mittels einer Kraftanlaßvorrichtung,durchgedreht,
und es ist ersichtlich, daß jedesmal, wenn der Schwinghebel B durch das periodische
Hochkommen der Stoßstange Dl bewegt wird, die Welle H und das Gewicht H2 durch den
Finger Hl, in Fig. i im Uhrzaigersinn, geschwenkt wird. Bis zu einer bestimmtenUmdrehungsgeschwindigkeit
reicht das Moment, das, dem Gewicht H2 während jeder Aufwärtsbewegung der Stoßstange
Dl erteilt wird, nicht aus, um das Gewicht gegen die Wirkung seines Eigengewichts
und -die Kraft der Feder H3 über seinen Totpunkt hinwegzubringen. Wenn jedoch die
Umdrehungsgeschwindigkeit einen vorher festgelegten Wert erreicht, bringt das Moment
:des Gewichts H2 dieses über seinenTotpunkt hinweg, woraufhin sein Gewicht, jetzt
durch die Spannung der Feder H3 unterstützt, dieses in die in Fig. i mit strichpunktierten
Linien und in Fig.3 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung bringt. Gegen
Ende seines Weges in diese Stellung wirkt die Nockenfläche H4 auf die Stoßstange
7 derart, daß diese dien Hebel E2 aus dem Einschnitt F4 hinausstößt, woraufhin
sich dieser Hebel in oben beschriebener Weise längs des Schlitzes F in den Einschnitt
F3 bewegt, so daß das Ventil seine normale Tätigkeit aufnehmen kann.
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In Fig.4, 5, 6 und 7 ist die Ausführung einer Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine
gezeigt, die kolbengesteuerte Spülluftöffnungen und eine durch ein mechanisch betätigtes
Tellerventil gesteuerte Auslaßöffnung in dem Zylinderkopf aufweist und Einrichtungen
besitzt, durch die der Auslaßventilsteuerung nach dein Anlaufen während der Anfangsbetriebsperiode
eine besondere Einstellung gegeben werden kann.
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Bei dieser Ausführung wird das die übliche Feder K1 aufweisende Auslaßventil
K durch einen bei L drehbar gelagerten Schwinghebel K2 betätigt, auf den eine nockenbetätigte
Stoßstange K3 in üblicher Weise einwirkt. Der Zapfen L hat die Form eines Exzenters
auf der Welle L1, die von: im Sch-,vi.nghebelgehäuse Al befindlichen Lagern getragen
wird. Auf dieser Welle ist an einem Ende ein Hebel L2 starr befestigt, :der sich
in einem in einer Kulisse L3 befindlichen Schlitz bewegt, der an seinen Enden Einschnitte
L4, L5 aufweist, um den Hebel in derjenigen der beiden Endstellungen, die er gerade
im Augenblick einnimmt, festzuhalten. Die Anordnung ist derart getroffen, daß das
Ventil K normal betätigt wird, wenn der Hebel L2 die in Fing. 4 und 6 in strichpunktierten
Linien gezeigte Stellung einnimmt, wohingegen, sobald der Hebel L2 seine andere,
in F'ig. 4, 5 und 6 in ausgezogenen Linien .dargestellte Stellung einnimmt, das
Ventil gegenüber der Normalbetätigung später öffnet und früher schließt, wodurch
während der Anlaufperiode und unmittelbar nach dem Start ein erhöhtes effektives
Kompressionsverhältnis bewirkt wird.
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Außerdem ist :eine Welle N in dem Schwinghebelgelhäuse 31 gelagert,
die einen Nocken bzw . Stufe NI trägt, :der, wenn er sich in der in Fig. 6 mit ausgezogenen
Linien dargestellten Stellung befindet, mit einer schrägen Fläche K8 an dem Schwinghebel
K2 zusammenwirkt und dadurch das Ventil K für Dekompressionszwecke angehoben hält,
und wenn er in die in Fig. 6 mit strichpunktierten Linien dargestellte Stellung
bewegt wird, die freie Betätigung dies Ventils zuläßt. Die Welle N' trägt außerdem
an einem Ende einen Finger N2, der. die in Fig.4 in ausgezogenen Linien dargestellte
Stellung einnimmt, wenn der Nocken N1 sich in der in Fig.6 mit ausgezogenen Linien
dargestellten Stellung befindet.
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Weiterhin ist in einem Lager innerhalb des Schwinghebelgehäuses 11.T
eine dritte Welle 0 gelagert, @d@,ie an ihrem äußeren Ende ein Gewicht
01
und an ihrem inneren Ende einen Exzenterzapfen 02 trägt, wobei letzterer
so angeordnet ist, daß er mit einem Kragen K4 der Stoßstange K3, wie gezeigt, im
Eingriff steht. Auf das Gewicht 01
wirkt das eine Ende einer Zugfeder 03,
:deren anderes
Ende, wie :ersichtlich, auf einem Ankerzapfen 04
einstellbar verankert ist.
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Die Betätigung der Einrichtung ist folgende: Der Hebel L2 steht zunächst
in der in Fig. 4 und 6 mit strichpunktierten Linien dargestellten Stellung, in der
.er, wie bereits erwähnt, !die normale Ventilzei,bsteuerung mit voller Periode ergibt.
Wenn die Maschine zum Starten vorbereitet werden .soll, wird das Gewicht 01 in die
in Fig. 4 und 5 gezeigte Stellung gebracht und die Welle N mit Hilfe des Fingers
N2 in die in Fig. 4, 5 und 6 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung geschwenkt.
In .dieser Stellung kann der Nocken bzw. Stufe N1 mit der schrägen Fläche Ks des
Schwinghebels K2 entweder in Berührung oder nicht in Berührung stehen. jetzt wird
der Hebel L2 in die in- Fig. 4, 5 und 6 mit ausgezogenen Liniendargestellte Stellung
bewegt, wodurch die schräge Fläche KB des Schwinghebels K2 gegen Iden Nocken bzw.
StufeNl gedrückt wird, die ihrerseits das Ventil von seinem Sitz herunterdrückt
und wodurch außerdem das Ventil K gegenüber der Normalbetätigung später öffnet und
früher schließt.
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Die Maschine wird, jetzt mittels Hand oder Kraftanlaßvorrichtung durchgedreht,
und es ist ersichtlich, daß jedesmal, wenn die Stoßstange K3 hochkommt, der Kragen
K4 den Zapfen 02 durchschleudern möchte, um die Welle 0 und dadurch das Gewicht
01 durchzuschwenken. Die Bewegung der Stoßstange K3 ist absolut ungenügend, um das
Gewicht 01 über seineTotpunkt-Stellung zubringen, so daß- das Gewicht 01, wenn die
Maschine vergleichsweise nur langsam durchgedreht wird, jedesmal, wenn die Stoßstange
K3 heruntergeht, in die in Fig. 4 und 5 gezeigte Stellung zurückkehrt. Wenn .die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine jedoch einem gewissen, vorher festgelegten
Wert erreicht, bringt das dem Gewicht 01 durch die schnellere Aufwärtsbewegung der
Stange K3 erteilte Moment das Gewicht 01 über seinen Totpunkt, woraufhin es - unter
seinem Eigengewicht, unterstützt durch die Spannung der: Feder 03, in Eingriff mit
dem Finger N2 fällt, den es dadurch in die in Fig.4 mit strichpunktierten Linien
dargestellte Stellung herumdreht, während das Gewicht am Ende auf einen bei 05 geigten
gedämpften Anschlag auffällt. Es ist ersichtlich, daß die dem Finger N2 auf ,diese
Weise erteilte Bewegung die Welle N :und dien Nocken bzw. Anschlag Ni so schwenkt,daß
der letztere iindie inFig.6 mit strichpunktierten Linien Jargesitellte Stellung
bewegt wird, wodurch er zuläßt, daß sich ,das Ventil K schließt,und -daher nur zu
.den durch die Wirkung der Stoßstange K3 bestimmten Zeiten geöffnet wird. Die Zeitsteuerung
.des Ventils K ist in diesem Augenblick so, daß in Hinblick auf die Stellung des
Hebels L2 die Ventilzeitsteuerung, wie oben erklärt, ein; effektives Kompressnonsverhältniis
bewirkt, das höher liegt als während- des normalen Betriebs.
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Nach einer angemessenen Zeit, nach dem Anlauf der Maschine mit eigener
Kraft, wird ,der Hebel L= mittels- Handbetätigung in die in Fig. 4 und 6 mit strichpunktierten
Linien dargestellte Stellung gebracht, so daß die Zeitsteuerung des Öffnens und
Schließens des Ventils die für normale Betriebsbedingungen geeignete wird.
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Die Zugfeder 03 trägt, wie ersichtlich, sowohl dazu bei, das Gewicht
01 daran zu hindern, daß es bei .einer zu geringen Geschwindigkeit während der anfänglichen
Umdrehung der Maschine vor dem Anlaufen über seine Totpunkt-Stellung geworfen wird,
und ebenso ,dazu bei, das Gewicht, nachdem es über seine Totpunkt-Stellung geworfen
wurde, in @die in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien dargestellte Stellung zu bringen.
Ebenso ist ersichtlich, daß durch Einstellung des Verankerungspunktes des unteren
Endes der Feder 03 auf dem Verankerungszapfen 04 (indem glas Ende der Feder in die
eine oder andere der in dem Zapfen 04 dargestellten, am Umfang befindlichen Nuten
gebracht wird) die Geschwindigkeit, mit der die Maschine @durchgedreht werden muß,
bevor das Gewicht 01 über seine Totpunkt-Stellung geworfen wird, innerhalb gewisser
Grenzen eingestellt werden kann.
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In der in Fig.8 schematisch dargestellten abgeänderten Ausführung
ist ein Gewicht P gezeigt, auf das eine Zugfeder P1 wirkt und das so aus-,gebildet
ist, daß es z.B. in der gleichen allgemeinen Weise wie in der in Fig. 4, 5 und 6
gezeigten Ausführung das Gewicht 01 tätig ist, um die Dekompressionsvorrichtung
unwirksam zu machen. Anstatt daß jedoch indirekt über eine Welle 0 und Zapfen 02
durch eine Stoßstange auf das Gewicht P eingewirkt wird, wird auf dieses Gewicht,
wenn es sich in der Start-Stellung befindet, durch einen Nocken Q auf einer sich
mit der Maschine drehenden Nockenwelle Q1 direkt eingewirkt. Eine solche Anordnung
würde z. B. zur Anwendung in einer Maschine geeignet sein, die ein in üblicher Weise
durch eine obenliegende Nockenwelle über einen Schwinghebel betätigtes Auslaßventil
aufweist, wobei die Nockenwelle Q1 die obenliegende Nockenwelle bilden wurde. Das
Ventil würde dabei, um die Dekompression herbeizuführen., "durch einen Nocken: oder
Anschlag, ähnlich dem Nocken NI,
offen gehalten, wobei dieser Nocken auf einerWelle
mit einem Finger, ähnlich dem Finger N2, angeordnet ist, der so ausgebildet ist,
,daß er mit dem Gewicht P im Eingriff steht und durch das Herunterfallen des Gewichts:
P in die in Fig. 8 in strichpunktierten Linien gezeigte Stellung, in der gleichen
Weise wie der in Fig. 4,5 und 6 gezeigte Finger N2 durch das Gewicht 01, bewegt
wird.
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Bei dieser abgeänderten Anordnung ist, um die Geschwindigkeit der
Maschine, bei,der das Gewicht über seinen Totpunkt geworfen wird, veränderlich zu
machen, die Feder F1 mittels einer auf einem Ankerzapfen P3 befindlichen Einstellmutter
P2 in ihrer Spannung einstellbar.
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Es dürfte verständlich sein, daß in manchen Fällen ein Gewicht, wie
das Gewicht H2, 01 oder P, ohne eine Zugfeder H3, 03 oder P1 angewandt werden kann,
während in anderen: Fällen es sich als geeignet erweisen kann, ,das Gewicht so anzuordnen,
daß es in .einer im wesentlichen horizontalen Ebene schwingt, wobei in diesen Fällen
die Endbewegung
des Gewichts zurVerbrin:gung der Dekompressionsvorrichtung
in ihre unwirksame Stellung allein oder hauptsächlich :durch eine ähnlich der Feder
H3, 03 oder P1 angeordnete Feder bewirkt würde.