)fit elektrisehem Stromerzeuger gekuppelte Brennkraftmasehine auf Fahrzeugen. Bei Vorrichtungen zur Regelung der Drehzahlen von Maschinen ist es bekannt, mehrere auf einen Fliehkraftregler wirkende Federn gleichzeitig oder nacheinander in ihrer Spannung zu ändern. Da diese Ände rung mittelst eines Handrades und einer Schraubenspindel vorgenommen wird, ent steht der Nachteil, dass für den Betrieb der Maschine gefährliche Drehzahlbereiche nur bei äusserst sorgfältiger Bedienung vermie den werden können und auch dann nicht nur einen besonderen Anzeigeapparat, sondern vor allem die ganze Aufmerksamkeit der Bedienung während der Verstellung erfor dern.
Mit elektrischem Stromerzeuger gekup- pelte Brennkraftmaschinen auf Fahrzeugen erzeugen bekanntlich den Betriebsstrom für elektrische Motoren zum Antrieb des Fahr zeuges. Bei Betriebsverhältnissen, bei denen die Erzeugung des zum Betrieb notwendigen Stromes nicht die volle Leistung der Brenn- kraftmaschine erfordert, ist es vorteilhaft, eine kleinere Leistung statt bei der höchsten bei einer kleineren Drehzahl zu erzeugen. Dadurch wird die Brennkraftmaschine ge schont und ihre Lebensdauer verlängert.
Es lässt sich aber nicht vermeiden, dass zwischen der niedrigsten und der höchsten im Betrieb vorkommenden Drehzahl Drehzahlbereiche auftreten, während welchen die Kurbelwelle sehr hohen, von Torsionsschwingungen her rührenden, zusätzlichen Beanspruchungen ausgesetzt und bei längerem Verharren in denselben gefährdet ist.
Die Erfindung, die sich auf Brennkraft maschinen genannter Art bezieht, bezweckt. nun, dies zu vermeiden und verschiedene, nacheinander einschaltbare Drehzahlbereiche für den Fahrbetrieb, bei einfacher Bedienung der Brennkraftmaschine und völligem Aus schluss einer Gefährdung derselben durch zusätzliche, von Torsionsschwingungen her rührende Beanspruchungen zu ermöglichen. Gemäss der Erfindung ist der Drehzahlregler der Brennkraftmaschine mit mindestens einem zusätzlichen Organ, zum Beispiel einer Feder, versehen,
das zwecks Umschaltung der Brennkraftmaschine von einem Drehzahl bereich auf den andern zugeschaltet wird und die Einstellung des Drehzahlreglers auf den neuen Bereich bewirkt. Sind mehrere zuschaltbare Organe vorhanden, so kann das erste zuschaltbare Organ die Einstellung eines zweiten Drehzahlbereiches, das zweite zuschaltbare Organ die eines dritten Dreh zahlbereiches usw. bewirken. Vorteilhafter weise sind die zuschaltbaren Organe derart ausgebildet und angeordnet, dass der Dreh zahlregler in allen Drehzahlbereichen an genähert den gleichen Ungleichförmigkeits- grad aufweist.
Bei umsteuerbaren Fahr zeugen kann der Wendeschalter zurr Zu schalten von Organen am Drehzahlregler be nutzt werden. Bei Einspritzbrennkraft- maschinen mit Brennstoffeinspritzung mit oder ohne Einblasedruckluft kann die Ein stellung der Brennstoffeinspritzung von dem Schalter zum Zuschalten von Organen am Drehzahlregler aus geschehen, um zum Bei spiel den Kurbelwinkel der Voreinspritzung bei höheren Drehzahlen zu vergrössern. Auch kann das Zuschalten jedes Organes durch einen Hilfsmotor erfolgen.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
Fig.1 ist ein Diagramm zur Veran schaulichung der Lage der Drehzahlbereiche, welche durch die zusätzlichen Beanspru chungen der Kurbelwelle durch Torsions- schwingungen bestimmt werden; Fig. 2 zeigt ein Schema für ein umsteuer bares Fahrzeug; Fig. 3 zeigt eine Abänderung.
In Fig.l sind die zusätzlichen Bean spruchungen der Kurbelwelle durch Tor sionsschwingungen (Ordinaten) in Abhän gigkeit von der Drehzahl der Maschine (Abszisse) aufgetragen. Bekanntermassen treten die maximalen, von Torsionsschwin- gungen herrührenden, zusätzlichen Bean spruchungen bei durch die Konstruktion be stimmten Drehzahlen auf; bei diesen Dreh zahlen ist ein dauernder Betrieb der Verbren nungskraftma.schine ohne Gefährdung der Kurbelwelle nicht möglich.
Infolgedessen müssen die Betriebsdrehzahlen in Gebieten der minimalen, zusätzlichen Beanspruchun gen genannter Art liegen.<I>w, x, y,</I> z sind die maximalen, zusätzlichen Beanspruchungen der Kurbelwelle durch Torsionsschwin- gungen, .die bei den kritischen Drehzahlen n@Y, <I> ,x,</I> ny ur)d nz auftreten. Dazwischen liegen die Minima<I>a, b,</I> c.
Für die mit dem Stromerzeuger gekuppelte Brennkra.ft- maschine sind drei in der Nähe der Minima liegende Drehzahlen n, n. und % vor gesehen, denen zur Leistungsregelung die Betriebsdrehzahlbereiche I, II und Ur zu geordnet sind.
In Fig.2 ist die Brennkraftmasehine durch ihre Kurbelwelle 1 angedeutet, die über das Kegelradgetriebe 2, die Welle 3 und das Armkreuz 4 die Regulatorkugeln 5 antreibt, die sich auf den untern Kugel teller 6 stützen und, durch die Fliehkraft nach aussen getrieben, den obern Kugelteller 7, den untern Federteller 8 und den Hebel 9 anheben, so dass die Stange 10 ein nicht eingezeichnetes Regulierorgan, zum Beispiel ein Organ zum Einstellen der Brennstoff zufuhr in einem drehzahlvermindernden Sinne verstellt.
In dem Drehzahlbereich I nach Fig.1 hält die Feder 11 den Kugeln 5 das Gleich gewicht. Zum Einstellen der Drehzahl bereiche II und III während des Bereiches dient der Schalter 16, der für jede Dreh richtung eine der Anzahl Betriebsdrehzahl bereiche entsprechende Zahl Schaltstellungen n.1-n, hat.
In der Schaltstellung n" zum Beispiel für Vorwärtsfahrt, des Schalters 16 ist die Kontaktschiene 17 mit dem einen Pol der Stromquelle 18 durch die Leitung 19 ver bunden. Zum Einstellen des Drehzahl bereiches 1I wird der Schalter 1,6 in die Schaltstellung n. gedreht, und die Kontakt schiene 17 schliesst den Stromweg: Leitungen 1,9 und 20, Solenoid 21 und Rückleitung 22.
Das vom Strom durchflossene Solenoid 21 zieht den Anker 2!3 an und verstellt damit den Lufthahn 24 so, dass die Druckluft führende Rohrleitung 2,5 über die Rohr- leitung 26 an den Druckluftzylinder 27 -an geschlossen wird.
Die Druckluft presst den Kolben 28 im Zylinder 27 in seine unterste Stellung. Der Kolben<B>28</B> nimmt die Kolben stange 2-9 mittelst des Anschlages 30 mit und führt den mit der Kolbenstange 29 ver bundenen Hebel 13 aus der Stellung I in die Stellung II. Dabei drückt der Hebel 13 den obern Federteller 12 herunter, so dass für den Drehzahlbereich II die Feder 14 zur Feder 11 zugeschaltet wird.
Für das Einstellen des Drehzahlbereiches III wird der Schalter 1,6 nach n3 verstellt, die Schiene 17 schliesst den Stromkreis über die Leitungen 19 und 31, das Solenoid 3!2 und die Rückleitung 22. Der vom Solenoid 32 angezogene Anker -33 verbindet durch Drehung des Hahnes .34 die Druckluft zu führende Rohrleitung 3,5 mit der Rohr leitung 316, woran der Druckluftzylinder 37 angeschlossen ist.
Dessen Kolben 38 ist durch die Kolbenstange 29 mit dem Hebel 13 verbunden, so dass er beim Einstellen des Drehzahlbereiches II bereits in eine der Stellung II des Hebels 13 entsprechende Lage gebracht worden ist. Die durch Rohr leitung 8,6 zugeführte Druckluft drückt den Kolben 3,8 in die untere Endstellung im Zy linder 3'7 herunter. Der Kolben 88 führt mittelst der Kolbenstange 2'9 den Hebel 13 von der Stellung II in die Stellung III. Da bei gleitet die Kolbenstange 29 durch den stillstehenden Kolben 2!8.
Der Hebel 13 drückt beim Übergang den Federteller 1'2 soweit herunter, dass nunmehr für den Dreh zahlbereich III auch die Feder 15 den Fe dern ,11 und 14 zugeschaltet wird. Durch das Zuschalten der Feder 14 für den Drehzahlbereich II und der Feder 15 für den Drehzahlbereich III zur Feder 11 wird jeweils eine Verschiebung und eine grössere Neigung der Federcharakteristik erreicht. Die Federn 14 und 1,5 sind so ab gestimmt, dass für die Drehzahlen n,-n3 Drehzahlbereiche mit stabiler Charakteristik des Reglers entstehen und dieser vorzugs weise denselben Ungleichförmigkeitsgrad hat.
Beim Zurückschalten des Schalters 1-6 von n3 nach n2 wird das Solenoid 32 strom los und der Lufthahn,34 durch die Feder 39 zurückgedreht, so dass die Druckluft über dem Kolben 38 durch die Leitung 36 und die Öffnung 40 ins Freie entweicht. Dar auf gehen der Kolben 88, die Kolbenstange 29, der Hebel 13 und der Federteller 12 un ter dem . Einfluss der Federn 11 und 14 in die der Stellung II des Hebels 13 entspre chende Lage zurück,. und die Feder 15 wird abgeschaltet.
Beim Rückschalten des Schal ters 16 von n" nach n, wird das Solenoid 21 stromlos und der. Lufthahn @2:4 durch die Fe der 41 zurückgedreht, und die Druckluft über dem Kolben 28 entweicht durch die Rohrleitung 26 und die. Öffnung 42. Infolge dessen gehen der . Kolben 28, die Kolben stange 29, der Hebel 18 und der Federteller 1121. unter dem. Einfluss der Feder 11 in ihre Anfangsstellung zurück, und die Feder 14 wird abgeschaltet.
Gegenüber der Kontaktschiene 17 des Schalters 16 ist eine zweite, 43, mit der glei chen -Zahl -Schaltstellungen n,-ns an gebracht; die beim Rückwärtsfahren in genau gleicher Weise wie die Schiene 17 bei Vor wärtsfahrt die Stromkreise der Solenoide 2t1 und 32 steuert. -Zur Verringerung der für den Fahrbetrieb notwendigen Schalter kann der Wendeschalter des Fahrzeuges zum Zuschalten der Federn (14, 15) benutzt werden.
Bei Einspritzbrennkraftmaschinen kann die Einstellung der Brennstoffein spritzung vom Schalter 16 aus geschehen, um: zum Beispiel den Kurbelwinkel der Vor einspritzung bei höheren Drehzahlen zu ver grösseTn, indem zum Beispiel, wie in Fig. \? strichpunktiert gezeichnet,
ein Arm 44 -des Hebels 13 mit der Stange 45 das Brenn- stoffeinspritzventil oder die Brennstofförde- rüng beeinflusst. Dies könnte auch mittelst einer an die Druckluftleitungen @26 und 36 angeschlossenen-Hilfsmotorenvorrichtung, ähnlich wie die Druckluftzylinder 27, 37 mit dem Hebel ,1-31, 44 und der Stange 45, bewirkt werden.
Nach Fig. 3, ist der obere Federteller als Druckluftkolben 46 ausgebildet und wird von dem Ringkolben 47 umschlossen. Der Ringraum 48 über dem Ringkolben 4 7 ist an die Rohrleitung 26, des Lufthahnes 2!4 angeschlossen. Wird in der vorher beschrie benen Weise Druckluft in den Ringraum 4,8 geleitet, so wird der Kolben 47 auf den An schlag 49 gedrückt und nimmt dabei den Kolben 416 mit, der für den Drehzahlbereich II die Feder 14 zuschaltet.
Der Raum über dem Kolben 46- ist mittelst der Rohrleitung 36 an den Lufthahn 34 angeschlossen, so dass beim Einstellen des Drehzahlbereiches III in diesen Raum Druckluft eingelassen wird. Diese drückt den Kolben 4,6 in eine untere Endstellung und schaltet die Feder 1-5 zu den andern. Beim Ablassen der Druck luft aus den genannten Räumen erfolgen die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Organe (14, 15) am Drehzahlregler, die zum Umschalten von einem Drehzahlbereich auf einen andern zweckmässig vom Führer stand aus zugeschaltet werden können, selbst- tätig die Einstellung des Drehzahlreglers auf den diesen Organen zugeordneten Drehzahl bereich (II bezw. 111) bewirken.
Dadurch werden die den maximalen Beanspruchungen entsprechenden Drehzahlen n" lind n, unab hängig vom Fahrzeugführer und ohne die Kurbelwelle 1 zu gefährden, stets rasch durchfahren, so dass die Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers sich ausschliesslich auf den Fahrweg richten kann.
Wenn für die Zuschaltung der zusätz lichen Organe ein besonderer Schalter vor gesehen ist, so kann dieser durch den Fahr schalter so verriegelt sein, dass bei still stehendem Fahrzeug nur der niedrigste Regelbereich eingestellt werden kann. Statt der Federn 11, 14, 15 können zum Beispiel Gewichte angewendet werden. Natürlich kann die Zahl der einzustellenden Drehzahl bereiche grösser sein. Statt -des Druckluft zylinderpaares 27 und 37 können dann meh- rere Druckluftzylinder um den Regler herum angeordnet sein.
Ferner könnte statt der elektropneumatischen Übertragung zwischen dem Schalter 16 und den Organen 14, 15 auch ausschliesslich mechanische, elektrische, pneumatische oder hydraulische Übertragung oder andere Kombinationen hieraus vor gesehen sein.