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Anlaßhilfseinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Hilfseinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere
bei Kraftfahrzeugen, bei welcher ein kleiner Brennkraftmotor wesentliche Hilfsapparate
der Brennkraftmaschine antreibt und zum Anwärmen und Anlassen der Brennkraftmaschine
dient. Nach der Erfindung ist der Brennkraftmotor mit einer Regeleinrichtung versehen,
mittels welcher der Brennkraftmotor beim Anlassen der Brennkraftmaschine selbsttätig
auf erhöhte Drehzahl eingestellt wird.
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Nach der Erfindung ist zur Übertragung von dem Brennkraftmotor auf
die Hauptbrennkraftmaschine für das Anlassen derselben ein Flüssigkeitsgetriebe
von hydrostatischer oder hydrodynamischer Bauart vorgesehen. Vorteilhafterweise
wird dabei in dem Antrieb zwischen dem Flüssigkeitsanlaßmotor und der Hauptbrennkraftmaschine
eine Freilaufkupplung angeordnet.
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Nach der Erfindung wird die Anlaßeinrichtung so ausgebildet, daß der
Brennkraftmotor beim Anlassen der Hauptbrennkraftmaschine auf erhöhte Drehzahl und
damit erhöhte Leistung eingestellt wird, z. B. dadurch, daß der Brennkraftmotor
mit einem Drehzahlregler versehen ist, dessen Feder beim Anlassen der Hauptbrennkraftmaschine
mehr gespannt wird.
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Um die Leistung des kleinen Brennkraftmotors möglichst weitgehend
für den Anlaßvorgang verwenden und den Motor selbst möglichst klein halten zu können,
sind nach der Erfindung in dem Antrieb
der Hilfsmaschinen und in
dem des Primärteils (Pumpe) des Flüssigkeitsgetriebes ausrückbare Kupplungen vorgesehen,
die durch Betätigung des Anlaßgestängeswechselweise ein- oder ausgeschaltet werden.
Die Hilfsmaschinen werden dann erfindungsgemäß während des Anlaßvorgangs durch einen
Flüssigkeitsmotor, welcher von der Flüssigkeitspumpe gespeist wird, mit niedrigerer
Drehzahl angetrieben. Zur Vervollkommnung der Anlage ist nach der Erfindung ein
Regelglied, z. B. abhängig von der Spannung des von dem Stromerzeuger gelieferten
Stromes, vorgesehen, das die Drehzahl der Hilfsapparate beim Anlassen der Hauptbrennkraftmaschine
regelt, z. B. durch Drosselung der Zufuhr zu dem Flüssigkeitsmotor.
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Für das Warmhalten oder Anwärmen der Hauptbrennkraftmaschine kann
die in dem Kühlmittel (Wasser, Öl oder Luft) sowie in den Abgasen des Brennkraftmotors
enthaltene Abwärme verwendet werden. Im weiteren Ausbau der Erfindung wird die Einrichtung
so ausgebildet, daß der Brennkraftmotor neben den üblichen Hilfsapparaten eine besondere
Einrichtung zum Anwärmen oder Warmhalten der Brennkraftmaschine antreibt, z. B.
eine Luft-, Wasser- oder Ölpumpe zur Erzeugung eines Wärmekreislaufes. Dabei wird
vorteilhafterweise die Flüssigkeitsübertragung so eingerichtet, daß die durch sie
während des Anwärmevorgangs .erzeugte Leistung zum Anwärmen der Brennkraftmaschine
benutzt werden kann.
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Um den Wirkungsgrad der Flüssigkeitspumpe zu verbessern, ist in deren
Antrieb eine Albersetzung ins Langsame vorgesehen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
gezeigt.
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Abb. i zeigt eine Einrichtung mit einem.Einzylinderbrennkraftmotor
und einer besonderen Flüssigkeitspumpe; Abb. z zeigt eine Einrichtung mit einem
Vierzylinderbrennkraftmotor für den Antrieb unter Verwendung der Schmierölpumpe
der Hauptbrennkraftmaschine zur Speisung des Flüssigkeitsanlaßmotörs.
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In Abb. i bedeutet i die Brennkraftmaschine. z ist der Brennkraftmotor,
der die Hilfsapparate, z. B. den elektrischen Stromerzeuger 3, die Wasserpumpe 4
unmittelbar und die Flüssigkeitspumpe 5 über eine Übersetzung 6 ins Langsame antreibt.
7 und 8 sind Kupplungen, die wechselweise eingerückt werden können. 9. ist die Druckleitung
von der Pumpe 5 zum Flüssigkeitsmotor io. Zwischen diesem und dem in den Antrieb
der Brennkraftmaschine eingreifenden Ritzel ist die Freilaufkupplung i i vorgesehen.
Von der Druckleitung 9 zweigt die Leitung 12 ab. Diese wird durch ein von der Regeleinrichtung
13 gesteuertes Drosselorgan 14 mehr oder weniger freigegeben. Die Regeleinrichtung
13- ist von der Spannung des Stromerzeugers abhängig. Die Fortsetzung der Leitung
12 ist die Leitung 15, die in -den Flüssigkeitsmotor 16 mündet. 17 und i8 sind drucklose
Rückführleitungen, die in den Behälter i9, der mit dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine
verbunden sein kann, führen zo, ist der von der Welle des Br ennkraftmotors 2 angetriebene
Regler, dessen Regelfeder :2i durch das Anlaßgestänge 22 über die Gestängeverbindung
26 zusätzlich gespannt werden kann. Der Brennkraftmotor 2 treibt außerdem eine Anwärmeeinrichtung
23 für die Brennkraftmaschine. Der elektrische Schaltkasten ist mit 24 bezeichnet.
Der Flüssigkeitsmotor 16 ist mit dem Hilfsapparatantrieb (in vorliegendem Fall mit
der Wasserpumpe 4) durch eine Freilaufkupplung 25 verbunden, In Abb.2 bedeuten neben
den Teilen, welche die gleiche Bezeichnung wie in Abb. i tragen, 32 einen kleinen
Vierzylinderbrennkraftmotor, 35 die Schmierölpumpe der Hauptbrennkraftmaschine i.
Die Steuereinrichtung 34 steuert die Leitung 31, die zu dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine
i führt, die Leitung 33, die zu dem FlüssigkeitSanlaßmOtOr 30 führt. Von
der Leitung 33 zweigt die Leitung 12 zu dem Drosselorgan 14 ab.
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Soll bei der Einrichtung nach der Erfindung die Brennkraftmaschine
i angewärmt werden, so wird mittels einer nicht gezeigten, an sich bekannten Anlaßeinrichtung,
z. B. kleiner elektrischer Anlasser, Durchdrehanlasser, Preßöl- oder Preßluftanlasser
oder ähnliches, der Brennkraftmotor 2 in Gang gebracht. Er treibt dann den Stromerzeuger
3, die Wasserpumpe 4 und die Anwärmeeinrichtung 23, die z. B. eine Luftpumpe sein
kann, welche erwärmte Luft der Hauptbrennkraftmaschine k zuführt. Der vom Stromerzeuger
3 gelieferte Strom wird während des Anwärmevorgangs zu Heizkörpern (in der Zeichnung
nicht gezeigt) geführt, die an für die Erwärmung der Brennkraftmaschine i besonders
günstigen Stellen angebracht sein können. Die Wasserpumpe 4 .erzeugt einen Kreislauf,
durch welchen die Brennkraftmaschine i möglichst gleichmäßig erwärmt wird..
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Zum Anlassen der Brennkraftmaschine i wird das Gestänge 2z nach links
gedrückt. Dadurch wird die Kupplung 7 ein- und die Kupplung 8 ausgerückt, so daß
die Flüssigkeitspumpe 5 jetzt vom Brennkraftmotor 2 angetrieben wird. Der Antrieb
zwischen dem Brennkraftmotor 2 und den Hilfsapparaten 3 und 4 ist durch Ausrücken
der Kupplung 8 unterbrochen. Der Flüssigkeitsmotor 16 wird während des Anlaßvorgangs
von der Flüssigkeitspumpe 5 gespeist und treibt die Wasserpumpe 4 und den Stromerzeuger
3 an. Dabei wird deren Drehzahl abhängig von der spannungsabhängigen Regeleinrichtung
13 durch Regelung von der Druckmittelzufuhr vermittels des Drosselorgans 14, das
die Leitung 121 mehr oder weniger freigibt, geregelt. Hauptsächlich liefert die
Pumpe 5 jedoch Druckflüssigkeit zu dem Flüssigkeitsanlaßmotor io. Dieser treibt
über die Freilaufkupplung i i und ein Ritzel die Brennkraftmaschine i an.
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Durch das Betätigen des Anlaßgestänges 22 wurde über eine Gestängeverbindung
26 die Feder :2 i des dem Brennkraftmotor 2 zugeordneten Reglers 2o zusätzlich gespannt.
Der Brennkraftmotor wurde damit auf erhöhte Drehzahl eingestellt und gibt während
,des Anlaßvorgangs erhöhte Leistung ab.
Zach dem Anlaufen der Brennkraftmaschine
kann das Gestänge 22 durch den Fahrer zurückgenommen werden. Dadurch wird die Kupplung
7 ausgerückt, die Kupplung 8 eingerückt und die Spannung der Feder 21 des Reglers
2o vermindert. Die Drehzahl des Brennkraftmotors 2 geht wieder auf das ursprüngliche
Maß zurück. Die Druckmittelzufuhr von der Leitung 9 über die Leitung 12, das Regelorgan
14. und die Leitung 15 zu dem Flüssigkeitsmotor 16 hört auf, da die Pumpe 5 stillgesetzt
wird. Der Stromerzeuger 3 und die Wasserpumpe .i werden wieder unmittelbar von dem
Brennkraftmotor2 mit dessen niedrigerer Drehzahl angetrieben. Die Druckmittelzufuhr
zu dem Flüssigkeitsmotor io hört nun ebenfalls auf.
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Die Freilaufkupplung 25 verhindert, daß der Flüssigkeitsmotor 16 beim
Antrieb der Hilfsapparate 3 und .a. durch den Brennkraftmotor 2 mitläuft. Dieser
ist vielmehr nur in Betrieb, wenn er während des Anlaßvorgangs die Hilfsapparate
anzutreiben hat.
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Die Flüssigkeitspumpe 5 im Zusammenwirken mit den Flüssigkeitsmotoren
io und 16 kann durch eine beliebig hydrostatische oder eine hydrodynamische Übertragung
ersetzt werden.
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Außer den in Abb. i gezeigten Hilfsapparaten, Stromerzeuger 3 und
Wasserpumpe .f können natürlich weitere Hilfsapparate der Brermkraftmaschine i angetrieben
werden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Abb. 2 ist im Prinzip dieselbe
wie die der Einrichtung nach Abb. i.. Hierbei bildet jedoch die Flüssigkeitspumpe
35 zugleich die Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine i und läuft daher, ständig
durch den Brennkraftmotor 2 über die Zahnradübersetzung 6 an-etrieben, mit. Im normalen
Betrieb fördert .die Pumpe 35 das Öl vom Behälter i9 durch die Leitung 9 über das
Steuerorgan 3.:1. und die Leitung 31 zu dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine
i.
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Beim Anlassen wird auch hier das Anlaßgestänge durch Drücken nach
links verschoben, womit erstens die Feder 21 des dem Brennkraftmotor 2 zugeordneten
Reglers 20 zusätzlich gespannt, zweitens das Steuerorgan 34 so verstellt wird, daß
die von der Pumpe 35 gelieferte Druckflüssigkeit über die Leitung 33 zu dem Flüssigkeitsanlaßmotor
30 und über die Leitungen 12 und 15 sowie das Drosselorgan 14 zu dem Flüssigkeitsmotor
1.6 zugeführt wird. Der Flüssigkeitsanlaßmotor 30 wirkt durch einrückbare
Klauen auf die Brennkraftmaschine i. Dieser Motor kann so bemessen sein, daß er
ohne besondere mechanische Übersetzungsunmittelbar auf die Kurbelwelle treiben kann.
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Weiterhin wird durch das Betätigen des Anlaßgestänges 22 die Kupplung
8 ausgerückt, so daß, wie bei der Einrichtung nach Abb. i beschrieben, die Hilfsapparate
während des Anlaßvorgangs durch den Flüssigkeitsmotor 16 angetrieben werden können.
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Der Brennkraftmotor 2 ist in diesem Beispiel als Vierzylindermotor
gezeigt, der hinsichtlich Detriebssicherheit einem Einzylindermotor gegenüber bekannte
Vorteile zeigt. Der Brennkraftmotor 2 läuft in beiden Fällen während der ganzen
Betriebszeit der Brennkraftmaschine i. Die Einrichtung kann so getroffen werden,
daß bei tiefen Außentemperaturen beim Allstellen der Brennkraftmaschine i der Brennkraftmotor
2 weiterläuft und die Anlage durch besondere Warmhalte- und Anwärmekreisläufe auf
einer zur sofortigen Wiederbenutzung der Anlage günstigeren Temperatur hält. In
der Druckleitung 9 der Abb. i bzw. 33 der Abb. 2 kann ein Kraftspeicher angeordnet
sein, der so gesteuert wird, daß dessen Energie beim Anlassen zusätzlich und momentan
zur Verfügung steht.
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Mit der Erfindung ist eine Einrichtung geschaffen, die durch die Anordnung
eines kleinen Hilfsbrennkraftmotors eine besonders zweckmäßige Konstruktion der
Hilfsapparate ermöglicht. Der Hilfsmotor selbst kann mit einer der Höchstleistung
beim Anlassen entsprechenden verhältnismäßig hohen Drehzahl, z. B.. io ooo U/Min.,
dagegen in der normalen Betriebsweise zum Antrieb der Hilfsapparate mit entsprechend
geringerer Drehzahl, z. B. 300o U/Min., betrieben werden. Er erhält sehr günstige
Abmessungen. Der Leistungsbedarf und deshalb der hierfür aufgewandte Brennstoffverbrauch
ist kleiner als beim Antrieb durch die Hauptbrennkraftmaschine. Die Kühlwasserpumpe,
der Stromerzeuger, die Schmierölpumpe, Brennstofförderpumpen usw, können bei gleicher
Förderleistung zur Versorgung der Kraftanlage kleiner gehalten werden, ihre Einzelteile
sind nicht so hohen Beanspruchungen durch Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte
ausgesetzt, wie dies beim üblichen Antrieb derselben durch die Hauptbrennkraftmaschine
der Fall ist.
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Weiterhin bietet die Einrichtung nach der Erfindung die Vorteile eines
Anwärme- und Warmhaltea"gregats sowie des Wegfalles umfangreicher Anlaßapparate.
Als ganz besonderer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit anzusehen, eine mit
einer Einrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten Kraftanlage unter Umständen vollständig
ohne elektrische Sammler zu jeder Zeit betriebsfähig zu halten und sämtliche elektrischen
Verbraucher ohne Beschränkung durch das Speichervermögen von elektrischen Sammlern
ausbauen zu können. Dieser Vorteil ist auch vorhanden, selbst wenn für das Anlassen
des kleinen Brennkraftmotors ein kleiner elektrischer Sammler vorgesehen würde.
Dieser Motor kann jedoch im allgemeinen durch einfache mechanische Vorrichtungen,
z. B. K2ckstarter, angeworfen werden, da sein Zylinderinhalt sehr klein ist.