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Selbsttätige Abstellvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine selbsttätige Abstellvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei
welcher die Abstellung durch Absperrung der Kraftstoffzufuhr mittels eines an den
Kraftstoffweg eingefügten Ab-
sperrventils erfolgt, wobei ein einerseits unter
der Wirkung der Druckflüssigkeit, andererseits unter der Wirkung einer Feder stehender
Kolben eines Hydraulikzyhnders das Absperrventil in Offen- bzw. S#hließstellung
steuert, mit einer Vorrichtung zum Öffnen des Absperrventils von Hand beim Anlassen,
insbesondere für als Pumpenantrieb für Beregnungsanlagen dienende Brennkraftmaschinen
mit vom Pumpendruck der Beregnungsanlage beaufschlagtem Hydraulikzylinder.
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Bei einer an sich bekannten Vorrichtung dieser Art wird das Kraftstoffabsperrorgan
sowohl von einem vom Kühlwasserdruck beaufschlagten Kolben als auch von einem vom
Schmieröldruck beaufschlagten Kolben beeinflußt.
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Nachdem das Absperrventil bei Anlassen des Motors von Hand in Offenstellung
übergeführt ist, sperrt es sich in dieser Position bis zum Aufbau des erforderlichen
Druckes im Kühlwasser bzw. im Schmieröl selbsttätig.
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Der hierzu vorgesehene, unter Mitwirkung von Schwerkraft arbeitende
Mechanismus ist jedoch bezüglich der Aufrechterhaltung der Sperre erschütterungsempfindlich
und bezüglich der Lösung der Sperre lageabhängig. Aus diesem Grunde eignet sich
eine solche Vorrichtung z. B. nicht für fahrbare Pumpmotoren von Beregnungsanlagen,
die auch in unebenem Gelände zum Einsatz kommen.
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In gleicher Weise ist der Anwendungsbereich einer anderen, an sich
bekannten Abstellvorrichtung der in Rede stehenden Art eingeschränkt, bei der die
handbetätigte Einrichtung zum öffnen des Absperrventils beini Anlassen einen Betätigungshebel
umfaßt, der das geöffnete Ventil nach Aufbau des erforderlichen öldruckes durch
Herabfallen infolge Schwerkraft freigibt.
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Bei einer anderen an sich bekannten Druckschmiereinrichtung mit Brennstoffabstellung
an Brennkraftmaschinen mit Zirkulationsschmierung wird beim Anlassen des Motors
das Absperrventil im Kraftstoffweg mittels eines Zugknopfes geöffnet, der so lange
von Hand in gezogener Stellung gehalten werden muß, bis der normale Schmieröldruck
aufgebaut ist.
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Ausgehend von den erörterten selbsttätigen Abstellvorrichtungen liegt
der Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Gattung so weiterzubilden, daß sie sich für alle Einsatzbereiche, insbesondere auch
für extreme Einsatzbedingungen, so z. B. für Dieselfahrzeuge zum Betrieb von Beregnungsanlagen
im Gelände eignet und dabei ein Höchstmaß an Funktionssicherheit bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung
zum öffnen des Absperrventils beim Anlassen aus einem koaxial zur Ventilachse und
zum Zylinder angeordneten und auf diesem drehbar gelagerten sowie unter der Wirkung
einer Verdrehfeder stehenden Schaltring besteht, der eine mit Steigung versehene
Gleitfläche aufweist, die mit einem Mitnehmer des mit dem Ventilkörper eine starre
Einheit bildenden Kolbens zusammenarbeitet, wobei der Mitnehmer bei geschlossenem
Ventil im Tiefpunkt der Steigung der Gleitfläche liegt.
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Zweckmäßigerweise ist der Mitnehmer ein in einer Querbohrung des Kolbens
befestigter Bolzen, dessen beiderseits überragende Enden den diametral am Schaltring
angeordneten Gleitflächen gegenüberliegen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die Gleitflächen
je am Ende ihrer Steigung eine Rastkerbe auf, und die Gesamthöhe dieser Steigung
ist kleiner als die Höhe des maximalen Kolbenhubes.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Abstellvorrichtung in Seitenansicht mit
aufgebrochenem Gehäuse in Abschaltstellung, F i g. 2 die Vorrichtung gemäß
F i g. 1 in einer um 900 gedrehten Lage im Längsschnitt, F
i g. 3 die Vorrichtung in einer Ansicht gemäß F i g. 1 in Anlaßstellung,
F i g. 4 die Vorrichtung gemäß F i g. 3 in einer um 900 gedrehten
Lage im Längsschnitt, F i g. 5 a, 5 b und 5 c Abwicklungen
der Schaltringkurve des Schaltringes der Vorrichtung und F i g. 6 das Schema
einer die Abstellvorrichtung, Pumpe und Dieselmotor umfassenden Anlage.
Die
als bauliche Einheit ausgebildete und insbesondere für als Pumpenantrieb für Beregnungsanlagen
dienende Dieselmotore geeignete Abstellvorrichtung umfaßt ein Absperrventil, dessen
Ventilgehäuse 5 Anschlüsse 14, 15 für die Kraftstoffleitung
1 der Brennkraftmaschine sowie eine in der Ventilachse verlaufende zentrale
Bohrung 7 aufweist. An einen Ab-
schnitt der zylindrischen Bohrung
7 von bestimmtem Durchmesser schließt sich unter Bildung einer Ringschulter
8 ein Abschnitt 7" größeren Durchmessers an. Der Anschluß 14 für die
Kraftstoffzuleitung mündet in eine radial zur Bohrung 7 führende Bohrung
13.
Senkrecht zur Bohrung 7 befindet sich im Ventilgehäuse
5 eine Bohrung 16, die sich mit der Bohrung 7 im Abschnitt
7' von größerem Durchmesser überschneidet, so daß ein Durchbruch von der
Bohrung 7' zur Bohrung 16 vorhanden ist. In der Bohrung
16 ist eine Hohlschraube 17 gelagert, die in Höhe der überschneidung
von Bohrung 7 und Bohrung 16
eine Ringnut aufweist. Diese Ringnut steht
über radial verlaufende Bohrungen mit der Axialbohrung der Hohlschraube
17 in Verbindung. Am Ende des Ab-
schnittes 7' ist die Bohrung
7 nach außen durch eine Schraube 19 mit Dichtungsring 20 abgeschlossen.
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Mit dem Ventilgehäuse 5 ist ein Hydraulikzylinder, 2 verschraubt,
dessen Kolben 3 über die Kolbenstange 3' mit einem Ventilkörper
6 in fonnschlüssiger Verbindung steht. Die Kolbenstange 3' ist in
der Bohrung 7 des Ventilgehäuses gleitbar gelagert und in ihr durch eine
Ringdichtung 21 abgedichtet. Der Ventilkörper 6 weist einen mit einem Dichtungsring
versehenen Bund 6' auf, der bei geschlossenem Ventil auf der als Ventilsitz
dienenden Ringschulter 8 aufliegt. Der ebenfalls mit einer Ringdichtung 22
versehene Kolben 3 ist von einem unter dem Pumpendruck stehenden Medium beaufschlagt.
Der Zylinder 2 weist einen zentralen Gewindeanschluß 23 für eine Zuleitung
24 des unter dem Druck einer Pumpe 26, 27 stehenden Mediums auf. Der Kolben
3 steht unter dem Gegendruck einer im Hydraulikzylinder 2 angeordneten und
am Ventilgehäuse 5 abgestützten Spiralfeder 4. Die Feder ist so bemessen,
daß sie durch eine von dem normalen Pumpendruck hervorgerufene Axialbewegung des
Kolbens 3 gespannt wird.
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Dem Absperrventil ist eine über den Kolben 3 auf *den Ventilkörper
6 wirkende mechanische Schaltvorrichtung zugeordnet, die von Hand in eine
das Ab-
sperrventil durch mechanische Sperrung offenhaltende Schaltstellung
schaltbar und vom einsetzenden Pumpendruck selbsttätig in eine andere, die mechanische
Sperre beseitigende und das Absperrventil einer druckabhängigen Steuerung überlassende
Schaltstellun überführbar ist. Im einzelnen besteht diese zum 'Anlassen der Brennkraftmaschine
bestimmte Vorrichtung aus einem Gleitbolzen 10, einem Schaltring
11 mit Gleitflächen 11' und einer Verdrehfeder 12. Der Gleitbolzen
10 ist in einer Querbohrung des Kolbens 3 befestigt. Seine Enden ragen
über Langlöcher 28 aus dem Zylinder 2 heraus. Der auf dem Zylinder 2 drehbar
gelagerte Schaltring 11 geht ventilseitig in einen zylindrischen Teil
11... über, in den in diametraler Anordnung mit Steigung versehene Gleitflächen
11' eingearbeitet sind. Am Ende der Steigung befindet sich je eine
Rastkerbe 11". Der Schaltring 11 steht -unter der Wirkung der auf
dem Hydraulikzylinder 2 sitzenden Verdrehfeder 12, die einerseits im Ventilgehäuse
5 und andererseits am Schaltring 11 verankert ist. Sie verleiht dem
Schaltring nach Drehung von Hand die Tendenz, wieder in seine Ausgangslage, zuräckzukehren.
Eine Mantelhülse 25 deckt die Verdrehfeder 12, die Enden des Gleitbolzens
10 und den hülsenförmigen Teil 11"" des Schaltringes 11 ab.
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In die vom Druckstutzen 26 der Pumpe 27 zum Hydraulikzylinder
2 führende Leitung 24 kann ein Magnetventil,- vorzugsweise ein Dreiwege-Magnetventil
(nicht gezeichnet) eingeschaltet sein, das wahlweise von einer Zeitschaltuhr oder
bzw. und von einem Öldruckschalter in Abhängigkeit vom öldruck in der Brennkraftmaschine
oder bzw. und von einem Thermoelement mit Kontaktgeber in Abhängigkeit von der Zylindertemperatur
gesteuert ist. Die genannten übergeordneten Steuermittel wirken sämtlich über den
Pumpendruck auf das hydraulisch gesteuerte Ab-
sperrventil.
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Die selbsttätige Abstellvorrichtung arbeitet wie folgt: Sind Brennkraftmaschine
und Pumpe außer Betrieb, so befindet sich der Kolben 3 in einer Stellung
gemäß den F i g. 1 und 2. Er steht hierbei unter dem einseitigen axialen
Druck der Feder 4, da auf der der Verbindungsleitung 24 zugewandten Seite des Kolbens
3 kein überdruck lastet. Die Enden des Gleitbolzens 10 liegen
je an der vom Absperrventil abgewandten Stirnseite der Langlöcher
28 im Zylinder an. Gleichzeitig liegen diese Enden aber auch an den Gleitflächen
11' des Schaltringes 11, und zwar am Beginn ihrer Steigung an. Die
Lage der Enden des Gleitbolzens 10 an den Gleitflächen 11' des Schaltringes
11 ist durch die in der F i g. 5 b dargestellten Abwicklung der Schaltringkurve
veranschaulicht; sie entspricht der Stellung in den F i g. 1 un 2, bei denen
das Absperrventil geschlossen ist.
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Zum Anlassen der Brennkraftmaschine wird der Schaltring von Hand gedreht,
bis er am Ende der Gleitflächen 11' an die Enden des Gleitbolzens
10 anschlägt. Die hierdurch erreichte Lage ist in F i g. 5 c veranschaulicht;
sie entspricht der Stellung in den F i g. 3 und 4, bei welcher das Absperrventil
geöffnet ist. Bei dieser Stellung ruhen die Enden des Schaltbolzens 10 in
den Rastkerben 11" und hindern den Schaltring 11 daran, unter Wirkung
der Verdrehfeder 12 in seine Ausgangslage zurückzuschnellen. Der Kraftstoff gelangt
nun über die bei 14 angeschlossene Zuleitung 1 und über eine radial führende
Bohrung 13 in die Ringkammer 9, von dort durch das geöffnete Ventil
über eine durch die Ringnut der Hohlschraube 17 zwischen dieser und der angrenzenden
Wandung der Bohrung gebildeten Ringkammer und über Radialbohrungen 18 der
Hohlschraube in deren Axialbohrung, die zum Gewindeanschluß 15 der Kraftstoffleitung
führt. Die Hohlschraube 17 kann gleichzeitig Mittel zur Befestigung der Abstellvorrichtung
sein, indem sie beispielsweise in den Zulaufstutzen einer Dieseleinspritzpumpe eingeschraubt
ist.
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Läuft die die Pumpe antreibende Brennkraftmaschine, so wird der Kolben
von der unter dem Pumpendruck stehenden Flüssigkeit beaufschlagt und gelangt in
eine Stellung, die gekennzeichnet ist durch den Anschlag der Stirnfläche Y' des
Kolbens 3 an der Stirnseite 5' eines zylinderförmig vorgezogenen Teiles
des Ventilgehäuses 5. Die maximale Linksstellung des Kolbens 3 wird
also erreicht, wobei die Enden des Gleitbolzens 10 aus ihrer Rastkerbe
11" am Schaltring 11 gehoben sind. Der freigegebene Schaltring springt
demzufolge in seine Ausgangslage zurück. Das Absperrventil weist in dieser Position
des Kolbens,
die F i g. 5 a entspricht, seine maximale Offenstellung
auf und ist nunmehr in Abhängigkeit vom Pumpendruck gesteuert; sobald der Pumpendruck
eine gewisse Grenze unterschreitet, die durch Stärke und Vorspannung der Feder 4
bestimmt ist, wird der Kolben unter der Wirkung dieser Feder in die Stellung gemäß
den F i g. 1 und 2 gedrückt (vgl. hierzu F i g. 5 b), wobei sich das
Absperrventil schließt und somit die Kraftstoffzufuhr unterbricht. Bei unterbrochener
Kraftstoffzufuhr läuft ein Dieselmotor in der Regel noch kurze Zeit weiter, während
der die Einspritzpumpe arbeitet und infolge des fehlenden Kraftstoffnachflusses
einen Unterdruck in der Kraftstoffleitung erzeugt. Die Dichtung 21 ist von diesem
Unterdruck entlastet, da sie im Sinne des Krattstoffflusses vor der Absperrstelle
des Ventils liegt.
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Zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Abstellvorrichtung ist der
vom Kraftstoff gefüllte Raum von dem vom Druckmedium gefüllten Raum durch zwei voneinander
unabhängige Dichtungssysteme 21, 22 getrennt, zwischen denen sich Räume befinden,
die eine Verbindung nach außen haben. Diese Verbindung nach außen wird durch die
Durchbrüche im Zylinder 2 und ein Ringspalt zwischen Mantelhülse 25 und Schaltring
11 gebildet. Hierdurch ist sichergestellt, daß selbst bei schadhafter Kolbendichtung
Leckverluste des den Kolben 3 beaufschlagenden Mediums niemals zur Ringkammer
9 und somit mit dem Kraftstoff in Berührung kommen, sondern in solchem Falle
nach außen abfließen.