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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderschmiervorrichtung,
welche unter Druck stehendes Schmieröl in das Innere eines Zylinders
eines Verbrennungsmotors einspritzt.
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Eine
solche wie oben beschriebene Zylinderschmiervorrichtung wird heutzutage
in beispielsweise großen
Dieselmotoren und im Besonderen in Schiffsmotoren eingesetzt.
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Ein
Beispiel der Zylinderschmiervorrichtung wird in dem Mikrofilm (Seite
1-3, 1 und 2) der Japanischen Gebrauchsmuster-Anmeldung
Nr. 56-71004 (die japanische Gebrauchsmuster-Anmeldung Veröffentlichungsnummer
KOKAI 59-175619) offenbart.
In der in diesem Dokument offenbarten herkömmlichen Zylinderschmiervorrichtung
wird mittels der Kraft einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors
eine Nockenwelle gedreht, wobei ein Nocken der Nockenwelle ein Ende
eines Schwinghebels presst, so dass der Schwinghebel drehend in
eine Richtung bewegt wird und das eine Ende des drehend bewegten
Schwingarms einen Kolben einer Kolbenpumpe gegen die Beaufschlagungskraft
einer Feder presst, wobei der Kolben mit einem Absperrventil unter
Druck stehendes Schmieröl
zu den. Injektoren und der Injektor das Schmieröl in das Innere eines Zylinders
des Verbrennungsmotors befördert. Dann
wird der Kolben zusammen mit dem Schwingarm durch die Beaufschlagungskraft
der Feder in seine ursprüngliche
Position gebracht. Der Schwingarm und der Kolben werden gegen die
Kraft der Feder durch einen Kontakt des anderen Endes des Schwingarms
mit einer Öleinspritzungsmengen-Einstellschraube
in ihrer ursprünglichen
Position gehalten. In dieser herkömmlichen Vorrichtung kann der Schwingbereich
des Schwingarms durch Einstellen des Ausmaßes der Bewegung der Öleinspritzungsmengen-Einstellschraube
eingestellt werden und als Folge dieser Einstellung kann die Menge
des einspritzten Öls,
die durch eine reziproke Entfernung des Kolben gesteuert wird, mittels
eines Arbeitsgangs eingestellt werden.
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Die
herkömmliche,
in dem oben erwähnten Dokument
beschriebene Zylinderschmiervorrichtung ist in jedem Zylinder des
großen
Dieselmotors vorgesehen. Deshalb ist in jedem eine Vielzahl an Zylindern
aufweisenden großen
Dieselmotor die gleiche Anzahl an den oben erwähnten Zylinderschmiervorrichtungen
und Zylindern vorhanden.
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11 zeigt
einen schematischen Aufbau eines herkömmlichen Dieselmotors 1,
der eine Vielzahl der in dem obigen Dokument beschriebenen konventionellen
Zylinderschmiervorrichtungen 3 aufweist.
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Wie
in 11 gezeigt, ist die Anzahl an konventionellen
Zylinderschmiervorrichtungen 3 und Zylindern 2 in
denen eine Vielzahl an Zylindern 2 aufweisenden herkömmlichen
großen
Dieselmotor gleich. Die Mehrzahl der Zylinder 2 des großen Dieselmotors 1 ist
linear angeordnet und die Mehrzahl der Zylinderschmiervorrichtungen 3 ist
auch linear und parallel zu den Zylindern 2 angeordnet.
Die Nockenwellen 4 der Zylinderschmiervorrichtungen 3 sind
sämtlich
ausgerichtet. Die Nockenwellen 4 sind mittels Wellenkupplungen 6 verbunden
und ein Teil der Rotationskraft einer nicht gezeigten Kurbelwelle des
großen
Dieselmotors 1 wird von einer nicht gezeigten Ablassventil-Antriebsnockenwelle
an das freie Ende der Nockenwelle 4 der Zylinderschmiervorrichtung 3 übertragen,
die an einem Ende der linear angebrachten Zylinderschmiervorrichtungen 3 mittels
eines bekannten Energieübertragungselements 7 wie
einer Kette oder einer Serie von Zahnrädern angebracht sind. In 11 bezeichnet
das Bezugszeichen 5 einen Teil der Vielzahl der in jeder
Nockenwelle 4 vorgesehenen Nocken und das Bezugszeichen 3a ein
Gehäuse,
welches die oben beschriebenen strukturellen Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 3 wie
die oben erwähnten
und nicht gezeigten Schwingarme, die oben erwähnten und nicht gezeigten Kolbenpumpen,
die oben erwähnten
und nicht gezeigten Beaufschlagungselemente sowie die oben erwähnten und
nicht gezeigten Injektoren mit den Kontrollventilen beherbergt.
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In
dem die Vielzahl der konventionellen Zylinderschmiervorrichtungen 3 umfassenden
und wie oben beschrieben aufgebauten herkömmlichen großen Dieselmotor 1 ist
es arbeitsintensiv, die Mehrzahl der Zylinderschmiervorrichtungen 3 derart
anzuordnen, dass die Zentren der Nockenwellen 4 ausgerichtet
sind.
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Des
Weiteren ist ein Festfahren/Festfressen der durch die Wellenkupplungen 6 gekoppelten
Nockenwellen 4 wahrscheinlich. Deshalb ist es schwierig,
den Betrieb der Zylinderschmiervorrichtungen 3 derart einzustellen,
dass jede der Zylinderschmiervorrichtungen 3 einer optimalen
Ablaufsteuerung entsprechend in Reaktion auf die Bewegung eines
nicht gezeigten Kolbens in dem entsprechenden Zylinder 2 Schmieröl in das
Innere der Zylinder 2 einspritzt.
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Um
die Menge des durch den Betrieb des Injektors in jede Zylinderschmiervorrichtung 3 einspritzten Öls einzustellen,
ist es des Weiteren notwendig, den Umfang der Drehung der Öleinspritzungsmengen-Einstellschraube
in jeder Zylinderschmiervorrichtung 3 einzustellen. Deshalb
ist die Einstellung der Öleinspritzungsmengen
in allen Zylinderschmiervorrichtungen 3 kompliziert.
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Außerdem verändert sich
die optimale Öleinspritzungsmenge,
wenn sich die Last des großen Dieselmotors 1 abwandelt,
es ist jedoch schwierig, die optimale Öleinspritzungsmenge in der
die Öleinspritzungsmengen-Einstellschraube
verwendenden herkömmlichen
Zylinderschmiervorrichtung 3 zu verändern.
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Unter
diesen Umständen
verbraucht die konventionelle Zylinderschmiervorrichtung 3 zwangsläufig mehr
als die optimale Menge an Schmieröl.
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Eine
andere Zylinderschmiervorrichtung wird in der GB 2,058952 offenbart.
Diese Vorrichtung umfasst über
Zuleitungsrohre mit einem Hauptölrohr verbundene
Schmieröl-Verteilungseinheiten,
die mit unter variablem Druck stehenden Öl von einem Öldruckgenerator
versorgt werden. Die Schmierrohre sind mit Schmierpunkten des Verbrennungsmotors und
den Zuleitungsrohren in den Verteilungseinheiten über elektrisch
kontrollierbare Ölfluss-Kontrollelemente
verbunden, die wiederum mit einer elektronischen zentralen Kontrolleinheit
in Kontakt stehen. Elektrische Impulse von gesteuerter/kontrollierter Dauer
können
in gesteuerten/kontrollierten Sequenzen und in gesteuerten/kontrollier
ten Zeiten an die Ölfluss-Kontrollelemente
geliefert werden, um die Schmierrohre derart zu öffnen, dass exakt abgemessene
Mengen Schmieröl
an die individuellen Schmierpunkte befördert werden.
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Ein
weiteres Zylinderschmiersystem wird in der
EP 0,049603 offenbart. Dieses System
umfasst Ölversorgungsvorrichtungen,
die elektromagnetisch betriebene Ventile aufweisen, die den Zylindern
eines Verbrennungsmotors Öl
zuführen.
Ein elektronisches Steuersystem betätigt als Antwort auf Signale einer
Zeiteinstellungsvorrichtung die Ventile, einen Öldrucksensor, einen Fließdetektor
oder andere Sensoren, die andere Motorbetriebs-Parameter detektieren,
um das zugeführte
Schmieröl
zu steuern und einzustellen.
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In
der
EP 0,368430 wird
noch ein anderes Zylinderschmiersystem offenbart. Dieses System umfasst
einen Elektromotor, um Schmieröl
mit Druck in einen Öltank
zu einem Akkumulator zu befördern, verschiedene
Steuerventile zur Zuführung
des Öls
an die Zylinder, einen Druckdetektor in dem Akkumulator sowie eine
Steuerung für
ein Antriebskommando der elektrischen Pumpe, so dass der Druck des Öls in dem
Akkumulator einem auf einer Schmierbedingung basierenden vorab bestimmten
Wert, einer Betriebsbedingung sowie verschiedenen feststehenden Anfängen und
Enden der Schmierungszeiteinstellungen entspricht.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter den oben erwähnten Umständen entwickelt und es ist
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Zylinderschmiervorrichtung
vorzusehen, die einfach in einem eine Vielzahl an Zylindern aufweisenden
großen
Dieselmotor installiert werden und die schnell und einfach die Menge
an eingespritztem Öl
in dem großen Dieselmotor
in Beziehung zu der Betriebssituation desselben steuern kann.
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Um
das oben beschriebene Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen,
umfasst die Zylinderschmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Vielzahl an Injektoren, die an einem Zylinder des Verbrennungsmotors
angebracht sind und Schmieröl
in das Innere des Zylinders injizieren, eine Schmierölpumpe,
die das Schmieröl
mit Druck zu den Injektoren befördert,
ein Speicherelement für
das unter Druck gesetzte Öl,
welches mit einem Ausgabeanschluss der Schmierölpumpe in Wirkverbindung steht
und das mittels der Schmierölpumpe
unter Druck gesetzte Schmieröl
speichert, eine Vielzahl von verzweigten Öl-Zufuhrelementen, die von
dem Speicherelement für
das unter Druck gesetzte Öl
verzweigt und mit der Vielzahl von Injektoren verbunden sind, ein Öffnungs-/Verschließventil,
das üblicherweise
verschlossen ist und aus der Entfernung gesteuert wird, das in jedem
der verzweigten Öl-Zufuhrelemente
vorgesehen ist, sowie ein Steuerungselement, das eine Ventilöffnungs-Zeiteinstellung
und eine Ventilöffnungs-Haltezeit
jedes der Öffnungs-/Verschließventile
fernsteuert, wobei die Zylinderschmiervorrichtung dadurch gekennzeichnet
ist, dass jedes der Vielzahl von verzweigten Öl-Zufuhrelementen einen Ölmengen-Begrenzer
beinhaltet und der Ölmengen-Begrenzer
eine Strömungsrate
des von dem Speicherelement für
unter Druck gesetztes Öl
zum ferngesteuerten Öffnungs-/Verschließventil
beförderten
unter Druck gesetzten Schmieröls
regelt.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle erforderlichen Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Unter-Kombination
der beschriebenen Merkmale darstellen kann.
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Die
Erfindung ist anhand der folgenden detaillierten Beschreibung besser
zu verstehen, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet
wird, in denen:
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1 den
Aufbau einer Zylinderschmiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch aufzeigt;
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2 ein
elektromagnetisch betriebenes Öffnungs-/Verschließventil
(ein in der Ausführungsform
mittels einer Magnetspule betriebenes Ventil) zeigt, welches in
der Zylinderschmiervorrichtung der 1 vorgesehen
ist und das durch Verwendung eines grafischen Symbols desselben
betrieben wird, wobei das elektromagnetisch betriebene Öffnungs-/Verschließventil
eine Art von ferngesteuertem Öffnungs-/Verschließventil
darstellt;
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3 schematisch
eine längs
verlaufende Schnittdarstellung eines Ölmengen-Begrenzers zeigt, der
in der Zylinderschmiervorrichtung aus 1 vorgesehen
ist;
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4 ein
Zeitdiagramm ist, welches die Beziehung zwischen einem Betrieb des
elektromagnetisch betriebenen Öffnungs-/Verschließventil
(dem in dieser Ausführungsform
mit einer Magnetspule betriebenen Ventil) der 2 und
einem Kurbelwinkel-Signal mit einem Zeitablauf aufzeigt;
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5 einen
Aufbau einer Zylinderschmiervorrichtung schematisch gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufzeigt;
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6 ein
elektromagnetisch betriebenes Öffnungs-/Verschließventil
(die in dieser Ausführungsform
mit einer Magnetspule betriebenen Ventilen) zeigt, die in der Zylinderschmiervorrichtung
der 5 vorgesehen und durch die Verwendung von grafischen
Symbolen derselben parallel zueinander angeordnet sind;
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7 schematisch
einen Aufbau einer Zylinderschmiervorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufzeigt;
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8A eine
längs verlaufende
Schnittdarstellung eines Beispiels einer elektromagnetischen Öffnungs-/Verschließventils
(dem in dieser Ausführungsform
mit einer Magnetspule betriebenen Drehschieber) zeigt, wobei eine
Art Einbau-Injektor in der Zylinderschmiervorrichtung der 7 vorgesehen ist;
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8B eine
längs verlaufende
Schnittdarstellung eines weiteren Beispiels eines elektromagnetisch
betriebenen (den in dieser Ausführungsform mit
einer Magnetspule betriebenen Drehschieber) wobei eine Art Einbau-Injektor
in der Zylinderschmiervorrichtung der 7 vorgesehen
ist;
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9 einen
Aufbau einer Zylinderschmiervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung schematisch aufzeigt;
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10 einen
Aufbau einer Zylinderschmiervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung schematisch aufzeigt;
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11 schematisch
einen eine Vielzahl an Zylindern aufweisenden großen Dieselmotor
schematisch zeigt, der mit einer Vielzahl an konventionellen Zylinderschmiervorrichtungen
vorgesehen ist.
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Im
Folgenden wird gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Zylinderschmiervorrichtung 20A detailliert
unter Bezugnahme auf die beiliegenden 1 bis 4 erläutert.
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1 zeigt
nur Teile von jeweils zwei Zylindern 11a und 11n,
die sich an beiden Enden einer Anordnung einer Vielzahl von Zylindern 11a bis 11n eines
großen
Schiffsdieselmotors befinden. Die Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform
weist eine Vielzahl von Injektoren 12a bis 12n auf,
die an jeder der Vielzahl von Zylindern 11a bis 11n eines
großen
Schiffsdieselmotors angebracht sind. Die Injektoren 12a bis 12n sind
an vorab bestimmten Positionen an jedem der Zylinder 11a bis 11n angebracht.
Diese vorab bestimmten Positionen sind in der umfänglichen
Richtung eines nicht gezeigten Zylinderrohrs gleich beabstandet
und betragen beispielsweise 1/3 der Höhe der Gesamthöhe des Zylinderrohrs.
In dieser Ausführungsform
sind beispielsweise sechs Injektoren vorgesehen, wobei nur drei
Injektoren 12a, 12b und 12c in 1 zu
sehen sind.
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Jeder
der Injektoren kann entweder ein Absperrventil (eine offene Ausführung) oder
eine nach innen geöffnete
(eine geschlossene Ausführung) sein,
die in der Lage ist, Schmieröl
mit einer höheren Geschwindigkeit
als die Injektionsgeschwindigkeit des Absperrventils zu injizieren.
Es ist auch zulässig, die
Absperrventil-Injektoren und die nach innen geöffneten Injektoren zusammen
einzusetzen.
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Der
Absperrventil-Injektor (die offene Ausführung) weist eine Ölkammer,
einen mit einem Ende der Ölkammer
in Wirkverbindung stehender Injektionsanschluss und ein abgeschrägter Ventilsitz,
der an einem Teil der inneren Oberfläche der Ölkammer am anderen Ende der Ölkammer
in einem vorderen Endabschnitt eines schlanken Düsenkörpers ausgebildet ist. Ein
am Zentrum des Ventilsitzes offener Ölleitungs-Durchlauf erstreckt
sich in Richtung eines mittleren Abschnitts des Düsenkörpers. Am
anderen Ende der Ölkammer
sind ein Ventilkörper
beispielsweise eine Stahlkugel und eine Spiralfeder zum Aufsitzen
des Ventilkörpers
auf dem Ventilsitz vorgesehen.
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Wenn
der Druck eines unter Hochdruck stehenden und durch den Ölleitungs-Durchlauf
an das andere Ende der Ölkammer
geleiteten Schmieröls größer als
die Beaufschlagungskraft der Spiralfeder wird, verlässt der
Ventilkörper
in diesem Injektor den Ventilsitz und das unter hohem Druck stehende Schmieröl fließt im Ergebnis
in die Ölkammer
und wird anschließend
vom Injektionsanschluss ausgegeben. Die Ausgabe wird gestoppt, wenn
der Druck des unter hohem Druck stehenden, in den Schmieröl-Leitungsdurchlass
fließenden
Schmieröls
abfällt.
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Ein
Injektor mit nach innen geöffnetem
Ventil (die geschlossene Ausführung)
eines automatischen Öffnungs-/Verschließsystems,
der eine Ausführung der
nach innen geöffneten
Ventile (die geschlossene Ausführung)
des Injektors ist, weist eine Ölkammer, einen
mit einem Ende der Ölkammer
in Wirkverbindung stehender Injektionsanschluss, sowie einen abgeschrägten Ventilsitz,
der an einem Teil der inneren Oberfläche der Ölkammer an dem einen Ende der Ölkammer
in einem vorderen Endabschnitt eines schlanken Düsenkörpers ausgebildet ist. Der
Düsenkörper ist
des Weiteren mit einer Nadel, die in ihrer längs verlaufenden Richtung reziprok
beweglich ist und deren eines Ende eine abgeschrägte Oberfläche aufweist, welche mit oder
links von dem Ventilsitz des Düsenkörpers in
Kontakt gebracht wird und die der Ölkammer ausgesetzt ist, versehen.
Der Düsenkörper ist
außerdem
mit einer die Nadel derart beaufschlagenden Spiralfeder versehen,
dass die abgeschrägte
Oberfläche
an deren einem Ende in Kontakt mit dem Ventilsitz des Düsenkörpers kommt,
und einem Ölleitungs-Durchlauf,
der sich von der Außenseite
des Düsenkörpers zu
der Ölkammer
erstreckt, wobei er sich von der Nadel fernhält.
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Wenn
der Druck eines unter hohem Druck stehenden und durch den Ölleitungs-Durchlass
in die Ölkammer
geleiteten und auf der abgeschrägten Oberfläche des
einen Endes der Nadel ankommenden/aufliegenden Schmieröls größer als
die Beaufschlagungskraft der Spiralfeder wird, verlässt die
Nadel den Ventilsitz und das unter hohem Druck stehende Schmieröl wird im
Ergebnis in diesem Injektor von dem Injektionsanschluss ausgegeben.
Die Ausgabe wird gestoppt, wenn der Druck des unter hohem Druck
stehenden, in den Schmieröl-Leitungsdurchlass
fließenden
Schmieröls
abfällt.
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Jeder
Injektionsanschluss der an jedem der Zylinder 11a bis 11n angebrachten
Injektoren 12a bis 12n kann entweder ein Einfach-Anschluss,
der nur einen Anschluss an seinem vorderen Ende aufweist, wobei
der eine Anschluss in der radialen Richtung eines jeden Zylinders 11a bis 11n nach
innen weist, oder einen Vielfach-Anschluss, dessen vorderes Ende
in vielfache Anschlüsse
verzweigt ist, die in Richtung der inneren umfänglichen Oberfläche eines jeden
Zylinders 11a bis 11n geneigt sind.
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An
der äußeren umfänglichen
Oberfläche
eines jeden Zylinders 11a bis 11n ist eine Vielzahl
an Temperatursensoren 13a bis 13n (in 1 werden nur
drei Temperatursensoren gezeigt, die anderen sind nicht zu sehen)
vorgesehen. Die Anzahl der Temperatursensoren 13a bis 13n an
jedem Zylinder entspricht vorzugsweise der Anzahl der Injektoren 12a bis 12n an
jedem Zylinder. Außerdem
ist es vorzuziehen, dass die Temperatursensoren 13a bis 13n den
Injektoren 12a bis 12n an jedem Zylinder benachbart
angeordnet sind. Jeder der Temperatursensoren 13a bis 13n sendet
entsprechend der von ihm gemessenen Temperatur ein elektrisches
Signal (ein Zylindertemperatur-Detektionssignal) aus.
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Außerdem umfasst,
wie oben beschrieben, die Zylinderschmiervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
zusätzlich
zu den an jedem der Zylinder 11a bis 11n angebrachten
Injektoren 12a bis 12n des großen Schiffsdieselmotors eine
Schmierölpumpe 14,
welche das zu den Injektoren 12a bis 12n zu befördernde
Schmieröl
unter Druck setzt; ein Speicherelement 15 für das unter
Druck stehende Öl, welches
mit dem Ausgabeanschluss der Schmierölpumpe 14 in Wirkverbindung
steht und das mittels der Schmierölpumpe 14 unter Druck
gesetzte Schmieröl
speichert; eine Vielzahl von verzweigten Öl-Zufuhrelementen 16a bis 16n,
die von dem Speicherelement 15 für das unter Druck gesetzte Öl verzweigt
sind und mit der Vielzahl von an jedem der Zylinder 11a bis 11n angebrachten
Injektoren 12a bis 12n verbunden sind; Öffnungs-/Verschließventile 17a bis 17n,
die üblicherweise
verschlossen sind und aus der Entfernung gesteuert werden und die
jeweils an den verzweigten Öl-Zufuhrelementen 16a bis 16n vorgesehen
sind; sowie ein elektrisches Steuerungselement 19, welches
eine Ventilöffnungs-Zeiteinstellung
und eine Ventilöffnungs-Haltezeit
jedes der Öffnungs-/Verschließventile 17a bis 17n fernsteuert. Ölmengen-Begrenzer 18a bis 18n sind
in den verzweigten Ölzufuhrelementen 16a bis 16n zwischen
den Speicherelementen 15 für das unter Druck stehende Öl und den
ferngesteuerten Steuerungsventilen 17a bis 17n untergebracht.
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In
dieser Ausführungsform
wird ein mittels einer Magnetspule betriebener Drehschieber, der
einem elektromagnetisch betriebenen Öffnungs-/Verschließventil
entspricht, als ferngesteuertes Steuerungsventil verwendet.
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Die
Schmierölpumpe 14 ist
bevorzugt eine hydraulische Pumpe mit einem konstanten Volumen, die
eine konstante Menge an unter Druck stehendem Schmieröl in nur
eine Richtung befördert
und mittels einem nicht gezeigten elektrischen Motor oder durch eine
dem großen
Schiffsdieselmotor entnommene Rotationskraft angetrieben wird.
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Das
Speicherelement 15 für
das unter Druck gesetzte Öl
beinhaltet ein Rohr, welches sich entlang der Vielzahl an Zylindern 11a bis 11n des
großen Schiffsdieselmotors
erstreckt und wird als gemeinsame Schiene bezeichnet. Das von dem
Ausgabeanschluss der Schmierölpumpe 14 ausgegebene Schmieröl wird von
dem Speicherelement 15 für das unter Druck gesetzte Öl auf einem
vorab bestimmten Druckniveau gehalten.
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Eine
Kombination aus der Schmierölpumpe 14 und
dem Speicherelement 15 für das unter Druck gesetzte Öl kann so
angeordnet werden, dass sie mit jedem der Zylinder 11a bis 11n korrespondiert.
Wenn die Zylinder 11a bis 11n in verschiedene
Gruppen aufgeteilt werden, kann die Kombination auch für jede der
Gruppen angeordnet werden.
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Des
Weiteren ist es auch möglich,
eine Kombination aus der Schmierölpumpe 14 mit
einer Vielzahl von Speicherelementen 15 für das unter
Druck gesetzte Öl
anzuordnen, um jeweils mit den Zylindern 11a bis 11n zu
korrespondieren, oder eine Kombination einer Schmierölpumpe 14 mit
einer Vielzahl von Speicherelementen 15 für das unter
Druck gesetzte Öl
für jede
Gruppe der Zylinder 11a bis 11n anzuordnen.
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Ein
in 2 schematisch gezeigter 2-Anschluss/2-Positions-Drehschieber kann
bevorzugt als mit einer Magnetspule betriebene Drehschieber 17a bis 17n verwendet
werden.
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Jeder
der Ölmengen-Begrenzer 18a bis 18n weist
die gleiche Aufbau auf und reguliert die Menge des zu den Injektoren 12a bis 12n beförderten Schmieröls. 3 zeigt
den Aufbau der Ölmengen-Begrenzer
schematisch auf.
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Der Ölmengen-Begrenzer 18a beinhaltet
ein Gehäuse 31.
Das Gehäuse 31 ist
mit einem ersten Gehäuseelement 31a,
einem zweiten Gehäuseelement 31b und
einem transparenten Fensterelement 31c zwischen dem ersten
und zweiten Gehäuseelement 31a und 31b versehen.
Das erste Gehäuseelement 31a,
das transparente Fensterelement 31c und das zweite Gehäuseelement 31b sind
miteinander ausgerichtet. In einer Endfläche des dem transparenten Fensterelement 31c benachbarten
ersten Gehäuseelements 31a ist
ein Blindloch und in dem transparenten Fensterelement 31c ein
mit dem Blindloch konzentrisches Zentralloch ausgeformt. Eine Öffnung des
dem zweiten Gehäuseelements 31b benachbarten
Zentrallochs wird von dem zweiten Gehäuseelement 31b verschlossen
und das Blindloch des ersten Gehäuseelements 31a und
das Zentralloch des transparenten Fensterelements 31c bilden eine Ölkammer 34 des
Gehäuses 31.
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In
dem geschlossenen Endabschnitt des ersten Gehäuseelements 31a ist
ein Öleinlass 35 ausgebildet
und der Öleinlass 35 verbindet
einen stromaufwärtigen
Teil des verzweigten Öl-Zufuhrelements 16a,
welches dem Speicherelement 15 für das unter Druck gesetzte Öl mit der Ölkammer 34 benachbart ist.
Der Durchmesser des Öleinlasses 35 ist
kleiner als der der Ölkammer 34.
In dem zweiten Gehäuseelement 31b ist
ein Ölauslass 36 ausgeformt
und der Ölauslass 36 verbindet
einen stromabwärtigen
Teil des verzweigten Öl-Zufuhrelements 16a,
welches dem mittels einer Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a benachbart
ist. Der Durchmesser des Ölauslass 36 ist
kleiner als der der Ölkammer 34 und eine Öffnung des Ölauslass 36 in
die Ölkammer 34 ist wie
ein abgeschrägter
Ventilsitz 36a ausgebildet.
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In
der Ölkammer 34 ist
ein Pendel 32 enthalten, um in längs verlaufender Richtung der Ölkammer 34 gleiten
zu können.
Das Pendel 32 besteht aus einem magnetischen Material wie
Stahl und ist derart konfiguriert, dass es eine gestuftzylindrische
Form aufweist. Das Pendel 32 beinhaltet eine in längs verlaufender
Richtung eindringende Drosselventil-Passage 37. Die Drosselventilpassage
weist einen ersten Teil 37a auf, der denselben Durchmesser
wie der des Öleinlass 35 aufweist,
und einen mit dem ersten Teil 37a in Verbindung stehenden
zweiten Teil 37b, dessen Durchmesser kleiner als der des
ersten Teils 37a ist. Der erste Teil 37a erstreckt
sich von einer Endfläche
des Pendels 32, die dem Öleinlass 35 der Ölkammer 34 gegenüber liegt
und einen größeren Durchmesser
aufweist, in die Nähe
der anderen Endfläche
des Pendels 32, die dem Ölauslass 36 der Ölkammer 34 gegenüber liegt
und einen kleineren Durchmesser aufweist. Der zweite Teil 37b erstreckt sich
von dem inneren Ende des ersten Teils 37a an die andere
Endfläche
des Pendels 32.
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Ein
einen kleinen Durchmesser aufweisender Umfang 32a der anderen
Endfläche
des Pendels 32 ist derart abgeschrägt, dass sie eine abgeschrägte Oberfläche aufweist,
um damit und links von dem abgeschrägten Ventilsitz 36a an
der Öffnung
des Ölauslass 36 in
der Ölkammer 34 in
Kontakt gebracht zu werden.
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Die Ölkammer 34 enthält des Weiteren
ein Beaufschlagungselement 33, welches das Pendel 32 in
Richtung einer ersten Position dem Öleinlass 35 benachbart
beaufschlagt. In dieser Ausführungsform weist
das Beaufschlagungselement 33 eine um den Teil einer äußeren umfänglichen
Oberfläche
mit einem kleinen Durchmesser des Pendels 32, welches sich
nahe dem zweiten Gehäuseelement 31b befindet,
gewundene Spiralfeder auf. Beide Enden der Spiralfeder berühren die
Peripherie des Ventilsitzes 36a an der Ölkammerseiten-Endfläche des
zweiten Gehäuseelements 31b und
einen Stufe 32b der äußeren umfänglichen
Oberfläche
des Pendels 32.
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Der Ölmengen-Begrenzer 18a ist
mit einem Hebesensor 38 zum Detektieren der Bewegung des Pendels 32 vorgesehen.
Der Hebesensor 38 ist vorzugsweise ein magnetischer Annäherungssensor. Der
Hebesensor 38 detektiert eine Veränderung des magnetischen Felds,
das durch die Bewegung der Schulter 32c eines einen großen Durchmesser
aufweisenden Teils des Pendels 32 entsteht, wenn die Schulter 32c eine
erste Position (ein in 4 gezeigter Zustand), die dem Öleinlass 35 gegen
die Beaufschlagungskraft der Spiralfeder 33 benachbart
ist, verlässt
und sich in eine zweite Position bewegt, in der der Umfang 32b der
einen kleinen Durchmesser aufweisenden anderen Endfläche des
Pendels 32 auf dem Ventilsitz 32a des Ölauslasses 36 aufsitzt. Ein
Pendelbewegungs-Detektionssignal des Hebesensors 38 wird
in die Steuerungsvorrichtung 19 eingegeben.
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Die
Steuerungsvorrichtung 19 kann beispielsweise ein Mikrocomputer
sein und steuert, basierend auf verschiedenen Eingabedaten den Betrieb der
Schmierölpumpe 14 und
die Ventilöffnungs-Zeiteinstellung
und Ventilöffnungs-Haltezeit
eines jeden der Magnetspulen-betriebenen Drehschieber 17a bis 17n.
Die verschiedenen Eingabedaten der Steuerungsvorrichtung 19 beinhalten
das Pendelbewegungs-Detektionssignal des Hebesensors 38 eines jeden
in 3 gezeigten Ölmengen-Begrenzers 18a bis 18n,
das Zylindertemperatur-Detektionssignal
eines jeden in 1 gezeigten Temperatursensors 13a bis 13n,
das Kurbelwinkel- und das Motorlastsignal des großen Schiffsdieselmotors.
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Das
Kurbelwinkelsignal wird mittels eines in 1 gezeigten
Kurbelwinkel-Detektionselements 39 detektiert. Das Kurbelwinkel-Detektionselement 39 ist
mit einer Vielzahl von zu detektierenden Teilen wie Projektionen
und Magnete versehen, die an der Kurbelwelle des großen Schiffsdieselmotors
befestigt sind, so dass die zu detektierenden Teile mit den Zylindern
des Motors korrespondieren, und einer Vielzahl von Annäherungsschaltern,
welche die Durchgänge
der zu detektierenden Teile detektieren. Das Kurbelwinkel-Detektionselement 39 erzeugt
einen Detektionsimpuls der detektierten Teile, welcher das Detektionssignal
(in Bezug auf 3) für ein oder mehrere Male pro
Rotation der Kurbelwelle darstellt und das Kurbelwinkelsignal der
Steuerungsvorrichtung 19 zuführt.
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Das
Kurbelwinkelsignal wird auch an eine Motorlast-Rechnereinheit 40 weitergegeben.
Die Motorlast-Rechnereinheit 40 errechnet anhand des Kurbelwinkelsignals
eine Rotationsgeschwindigkeit der Kurbel und aufgrund dieser Rotationsgeschwindigkeit
den Belastungszustand des großen
Schiffsdieselmotors und gibt ein dem errechneten Wert entsprechendes
Motorlastsignal an die Steuerungsvorrichtung 19 weiter.
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Nun
wird der Betrieb der Zylinderschmiervorrichtung 20 der
ersten und oben beschriebenen Ausführungsform detailliert erläutert.
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Wenn
der große
Schiffsdieselmotor betrieben und die Kurbelwelle gedreht wird, wird
das Kurbelwinkelsignal von dem Kurbelwinkel-Detektionselement 39 an
die Steuerungsvorrichtung 19 und die Motorlast-Rechnereinheit 40 gesendet.
Die Motorlast-Rechnereinheit 40 versorgt die Steuerungsvorrichtung 19 mit
dem von dem eingehenden Kurbelwinkelsignal errechneten Motorlastsignal.
Der Steuerungsvorrichtung 19 gehen auch die Zylindertemperatursignale
der Temperatursensoren 13a bis 13n eines jeden
Zylinders 11a bis 11n des großen Schiffsdieselmotors zu.
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Wenn
eine vorab bestimmte Zeit t1 (in Bezug auf die 4)
nach der Erhebung des Kurbelwinkelsignals vergeht, werden die mittels
einer Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n,
die an einem der Zylinder 11a bis 11n montiert
sind, von denen das Kurbelwinkelsignal zugeführt wird, von der Steuerungsvorrichtung 19 erregt
und geöffnet.
Die Ventilöffnungs-Haltezeit
t2 (in Bezug auf 4), die für das Halten der per Magnetspule
betriebenen Drehschieber 17a bis 17n in einem
geöffneten
Ventilzustand zuständig
ist, wird, basierend auf dem Motorlastsignal und den Zylindertemperatursignalen
durch die Steuerungsvorrichtung 19 determiniert und gesteuert.
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Das
heißt,
dass die Steuerungsvorrichtung 19 jedem Zylinder entsprechend
und auf dem Kurbelwinkelsignal, dem Motorlastsignal und den Zylindertemperatursignalen
basierend die Ventilöffnungs-Zeiteinstellung
t1 (in Bezug auf die 4) und die Ventilöffnungs-Haltezeit
t2 (in Bezug auf die 4) eines jeden per Magnetspule
betriebenen Drehschiebers 17a bis 17n jedes der
Zylinder 11a bis 11n steuert. Im Ergebnis kann
die Zylinderschmiervorrichtung 20A der ersten Ausführungsform
in Übereinstimmung
mit den Betriebsbedingungen des großen Schiffsdieselmotors während des
Betriebs desselben mit der installierten Zylinderschmiervorrichtung 20A eine
angemessene Menge an Schmieröl
in Echtzeit in die vorab bestimmten Teile entsprechend den Injektoren 12a bis 12n der
Zylinder injizieren.
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Die
Steuerungsvorrichtung 19 steuert beispielsweise in Übereinstimmung
mit einem Ansteigen und Abfallen der vom Motorlastsignal ermittelten Last
des großen
Schiffsdieselmotors die Ventilöffnungs-Haltezeit
t2 (in Bezug auf die 4) der per Magnetspule betriebenen
Drehschieber 17a bis 17n der Zylinder 11a bis 11n.
Die Menge des Schmieröls, das
von den Injektoren 12a bis 12n entsprechend den
per Magnetspule betriebenen Drehschiebern 17a bis 17n entsprechend
den Injektoren 12a bis 12n in die Zylinder einspritzt
wird, steigt im Ergebnis an oder fällt ab.
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Des
Weiteren steuert die Steuerungsvorrichtung 19 in Übereinstimmung
mit dem Ansteigen oder Abfallen des Zylindertemperatursignals der
Temperatursensoren 13a bis 13n der Zylinder 11a bis 11n die Ventilöffnungs-Haltezeit
t2 (in Bezug auf die 4) der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n der
Zylinder 11a bis 11n. Die Menge des Schmieröls, das
von den Injektoren 12a bis 12n entsprechend den
per Magnetspule betriebenen Drehschiebern 17a bis 17n entsprechend
den Injektoren 12a bis 12n in die Zylinder einspritzt
wird, steigt im Ergebnis auch an oder fällt ab.
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Das
heißt,
dass es möglich
ist, die Menge des Schmieröls,
die von den nahe bei den Temperatursensoren, die eine hohe Temperatur
detektieren, gelegenen Injektoren einspritzt wird, im Vergleich
zu der Menge des Schmieröls,
das von Injektoren, die den eine niedrige Temperatur detektierenden
Temperatursensoren benachbart sind, zu erhöhen. Und dies bedeutet, dass
der Betrieb der einzelnen Injektoren 12a bis 12n durch
ein Ansteigen oder Abfallen der einspritzten Menge des Schmieröls, welches
von den Injektoren 12a bis 12n einspritzt wird,
in Übereinstimmung
mit der Zylindertemperatur, die von den Temperatursensoren 13a bis 13n,
die den Injektoren 12a bis 12n benachbart sind,
detektiert wird, gesteuert werden kann.
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Wenn
einer der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n geöffnet ist,
fließt
das unter Druck gesetzte Schmieröl
aus dem Speicherelement 15 für das unter Druck gesetzte
Schmieröl entsprechend
einem der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n durch
den stromaufwärtigen
Teil eines hiermit korrespondierenden verzweigten Öl-Zufuhrelements 16a bis 16n in
den Ölauslass 35 eines
der Ölmengen-Begrenzer 18a bis 18n.
Das in den Ölauslass 35 geflossene,
unter Druck gesetzte Schmieröl
wird in den Drosselventildurchlass 37 des Pendels 32 geleitet
und trifft auf die Stufe zwischen dem ersten Teil 37a und
dem zweiten Teil 37b in dem Drosselventildurchlass 37,
um das Pendel 32 von der ersten (in 3 gezeigten)
Position, in der das Pendel 32 neben dem Öleinlass 35 liegt,
gegen die Beaufschlagungskraft des Beaufschlagungselements 33 in
die zweite Position zu bewegen, in der die abgeschrägte Peripherie 32a der einen
kleinen Durchmesser aufweisenden Endfläche des Pendels 32 auf
dem abgeschrägten
Ventilsitz 36a des Ölauslass 36 aufsitzt.
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Der
Drosselventildurchlass 37 des Pendels 32 reguliert
die Strömungsrate
des unter Druck gesetzten und von dem Speicherelement 15 für unter Druck
gesetztes Öl
in einen der Injektoren 12a bis 12n durch einen
der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n und
mit einem korrespondierenden Ölmengen-Begrenzer 18a bis 18n fließenden Schmieröls. Auch
wenn einer der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n,
der mit einem der Ölmengen-Begrenzer 18a bis 18n korrespondiert,
ausfällt
und in seinem geöffneten
Zustand verbleibt, wird dem ausgefallenen per Magnetspule betriebenen
Drehschieber entsprechend keine übergroße Menge
an Schmieröl
in den Zylinder fließen.
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Der
Hebesensor 38 detektiert die oben erwähnte Bewegung des Pendels 32 und
sendet das Detektionssignal an die Steuerungsvorrichtung 19.
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Die
Bewegung des Pendels 32 kann auch mittels einer visuellen
Kontrolle durch das transparente Fensterelement 31c des
Gehäuses 31 betrachtet
werden.
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Wenn
einer der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n entsprechend
einem der Ölmengen-Begrenzer 18a bis 18n geschlossen ist
und der Fluss des unter Druck gesetzten Schmieröls aus dem Speicherelement 15 für das unter
Druck gesetzte Schmieröl
in den Drosseldurchlass 37 des Pendels 32 eines
der Ölmengen-Begrenzers 18a bis 18n durch
den Öleinlass 35 desselben
gestoppt wird, wird das Pendel 32 von der zweiten Position,
in der die abgeschrägte
Peripherie 32a der einen kleinen Durchmesser aufweisenden
anderen Endfläche
auf dem abgeschrägten
Ventilsitz 36a des Ölauslass 36 aufsitzt,
in die erste (in 3 gezeigte) Position, die dem Öleinlass 35 benachbart
ist, mittels der Beaufschlagungskraft des Beaufschlagungselements 33 zurück verbracht.
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Durch
das Detektionssignal des Hebesensors 38 kann die Steuerungsvorrichtung 19 erkennen,
welcher der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n auf
Anweisung der Steuerungsvorrichtung 19 normal arbeitet.
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Die
wie oben beschrieben aufgebaute Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführung
kann im Vergleich zu der in 11 gezeigten herkömmlichen
Zylinderschmiervorrichtung einfach in einem Verbrennungsmotor installiert
werden und kann die Ventilöffnungs-Zeiteinstellung und
die Ventilöffnungs-Haltezeit
eines jeden der Injektoren 12a bis 12n immer exakt
steuern, und kann unabhängig
davon, ob der Verbrennungsmotor entsprechend der Schmiervorrichtung 20A läuft oder
gestoppt ist, leicht ferngesteuert werden.
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Nun
wird eine Zylinderschmiervorrichtung 20B gemäß einer
zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung unter Zuhilfenahme der 5 und 6 im
Detail erklärt.
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Die
meisten strukturellen Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20B gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entsprechen denen der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten,
in den 1 bis 4 erklärten Ausführung. Deshalb werden die strukturellen
Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20B gemäß der zweiten
Ausführungsform
mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden und gleichen strukturellen
Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform
bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung dieser strukturellen
Elemente ausgelassen.
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In
der Zylinderschmiervorrichtung 20B gemäß der zweiten Ausführungsform
ist eine Vielzahl an durch eine Magnetspule betriebenen Drehschiebern 17a – oder 17n parallel
zu der Vielzahl an verzweigten Öl-Zufuhrelementen 16a bis 16n vorgesehen.
In den 5 und 6 sind beispielsweise zwei durch
eine Magnetspule betriebene Schieber 17a – oder 17n parallel
vorgesehen.
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Der
weitere Aufbau der Zylinderschmiervorrichtung 20B gemäß der zweiten
Ausführungsform ist,
außer
der oben beschriebenen Aufbau über
die Bereitstellung der mittels einer Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a – oder 17n auf
parallele Art und Weise, die gleiche wie die der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform. Deshalb
sieht die Zylinderschmiervorrichtung 20B gemäß der zweiten
Ausführungsform
die gleichen Funktionen und technischen Vorteile vor wie die Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform.
Da die Vielzahl der durch eine Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a – oder 17n parallel
zu jeder der Vielzahl der verzweigten Öl-Zufuhrelemente 16a bis 16n vorgesehen
ist, kann außerdem
in der Zylinderschmiervorrichtung 20B gemäß der zweiten
Ausführungsform
die Vorrichtung 20B normal betrieben werden, auch wenn
einer der parallel vorgesehenen und durch eine Magnetspule betriebenen
Drehschieber 17a – oder 17n ausfällt.
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Dies
ist für
eine in einem großen
Schiffsdieselmotor installierte Zylinderschmiervorrichtung wichtig,
wenn sie auf dem Meer über
einen langen Zeitraum im Einsatz ist.
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Als
nächstes
wird eine Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß einer
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung detailliert und unter Bezug auf die 7, 8A und 8B beschrieben.
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Die
meisten strukturellen Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entsprechen denen der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten,
in den 1 bis 4 erklärten Ausführung. Deshalb werden die strukturellen
Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der dritten
Ausführungsform
mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden und gleichen strukturellen
Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform
bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung dieser strukturellen
Elemente ausgelassen.
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In
der in 7 gezeigten Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der dritten
Ausführungsform ist
jeder per Magnetspule betriebener Drehschieber 17a – oder 17n in
jeden dem entsprechenden Injektor 12 – oder 12n eingebaut.
Die Strukturen der die per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n beinhaltenden
Injektoren 12a bis 12n sind sich gleich.
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8A zeigt
einen Injektor 12a als Repräsentant der Injektoren 12a bis 12n,
in denen die mittels einer Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n beinhaltet
sind. Der in 8A gezeigte und den per Magnetspule
betriebenen Drehschieber 17a enthaltende Injektor 12a ist
ein Prototyp der Ausführung
eines nach innen offenen (eine verschlossene Ausführung) automatischen Öffnungs-/Verschließsystems.
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Der
Prototyp-Injektor 12a enthält eine Ölkammer 42, einen
mit der Ölkammer 42 in
Wirkverbindung stehenden Injektionsanschluss 43 sowie einen
an einem Ende des Injektionsanschlusses 43 der Ölkammer 42 gegenüber liegenden,
in einem vorderen Endabschnitt des schlanken Düsenkörpers 41 vorgesehenen
Ventilsitz 44. In einem mittleren Abschnitt des Düsenkörpers 41 ist
ein schmales Führungsloch 41a ausgebildet
und erstreckt sich von der Ölkammer 42 zu
einem Basis-Endabschnitt
des Düsenkörpers 41.
In dem Führungsloch 41a ist eine
Nadel 45 derart vorgesehen, dass sie sich in längs verlaufender
Richtung des Führungsloches 41a reziprok bewegen
kann. Ein vorderer Endteil 45a der Nadel 45 ist
derart ausgeformt, dass er eine abgeschrägte Oberfläche aufweist, die dem Ventilsitz 44 des
Injektionseinlasses 43 entspricht und der abgeschrägte vordere
Endteil 45a in die Ölkammer 42 hineinragt.
In dem mittleren Abschnitt des Düsenkörpers 41 ist
des Weiteren ein Pilotdurchlass 46 vorgesehen, der sich entlang
des Führungslochs 41a von
der Ölkammer 42 in
Richtung des Basisendabschnitts des Düsenkörpers 41 erstreckt.
Das innere Ende des Pilotdurchlasses 46 steht mit einem
Raum zwischen einem inneren Ende des Führungslochs 41a und
einem inneren Ende der Nadel 45 in dem Führungsloch 41a in
Wirkverbindung. Das innere Ende des Pilotdurchlasses 46 steht
außerdem
noch mit dem Injektor 12a, der mit dem verzweigten Öl-Zufuhrelement 16a korrespondiert,
in Wirkverbindung. Ein mittels Magnetspule betriebener Drehschieber 17a ist
in den Basisendabschnitt des Düsenkörpers 41 eingebaut und
mit dem Führungsloch 41a ausgerichtet.
Der mittels Magnetspule betriebene Drehschieber 17a beinhaltet
eine Ölkammer 52,
die mit dem inneren Ende des Führungslochs 41a durch
den Ölauslass
mit einem kleinen Durchmesser und mit einem Öldurchlass 56, der
sich von einem nicht gezeigten Öltank durch
den gestuften Öldurchlass 49 mit
einem großen
Durchmesser erstreckt, in Wirkverbindung.
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In
der Ölkammer 52 ist
ein Ventilkörper 48 derart
enthalten, dass er sich entlang der längs verlaufenden zentralen
Linie des Düsenkörpers 41 zwischen
dem Ölauslass 51 und
dem gestuften Öldurchlass 49 reziprok
bewegen kann. Eine magnetische Spule 47 umgibt die Ölkammer 52 an
dem Basisendabschnitt des Düsenkörpers 41 und
der Ventilkörper 48 funktioniert
als eine von der magnetischen Spule 47 angetriebener Anker,
um dessen reziproke Bewegung durchzuführen.
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Der
Betrieb der magnetischen Spule 47 wird mittels der Steuerungsvorrichtung 19 gesteuert.
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In
dem Ventilkörper 48a ist
ein Ölführungs-Durchlass 48a aufgeformt.
Der Ölführungs-Durchlass 48a erstreckt
sich von einem dem Ende des Ventilkörpers 48a gegenüber liegenden Öldurchlass 49 in
die Nähe
des anderen Endes desselben, der dem Ölauslass 51 gegenüber liegt,
und öffnet
sich in der äußeren umfänglichen
Oberfläche
des Ventilkörpers 48a in
der Nähe
des anderen Endes desselben.
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Eine
komprimierte Spiralfeder 50 ist in dieser Ausführungsform
als Beaufschlagungselement zwischen dem einen Ende des Ventilkörpers 48a und
der Stufe des Öldurchlass 49 angeordnet.
Die Beaufschlagungskraft des Beaufschlagungselements 50 beaufschlagt
den Ventilkörper 48a in
derart Richtung des Ölauslass 51,
dass ein Ende des Ventilkörpers den Öleinlass 51 berührt und
verschließt.
Zu diesem Zeitpunkt entsteht eine Lücke G zwischen dem anderen
Ende des Ventilkörpers 48a und
einem Ende der Ölkammer 52,
das dem anderen Ende des Ventilkörpers 48a gegenüber liegt
und in dem sich der Öldurchlass 49 öffnet.
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In
dem wie oben beschrieben konfigurierten Prototyp-Injektor 12a wird
der Ventilkörper 48 bewegt,
um den Ölauslass 51 gegen
die Beaufschlagungskraft des Beaufschlagungselements 50 zu
verlassen, wenn die magnetische Spule 47 des mittels einer
Magnetspule betriebenen Drehschiebers 17a mit Energie versorgt
wird. Als Ergebnis dessen fließt das
unter Druck gesetzte Öl
von dem verzweigten Ölzufuhrelement 16a,
das mit dem Injektor 12a korrespondiert, durch das Drosselventil 46a,
den Ölauslass 51,
die Ölkammer 52 die Ölführungs-Durchlass 48a des
Ventilkörpers 48 sowie
den gestuften Öldurchlass 49 in
den Öldurchlass 56.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird der Druck des unter Druck gesetzten Schmieröls, welches
durch das verzweigte Öl-Zufuhrelement 16a durch
das Drosselventil 46a, den Ölauslass 51, die Ölkammer 52,
die Ölführungs-Durchlass 48a des
Ventilkörpers 48 und den
gestuften Öldurchlass 49 in
den Öldurchlass 56 fließt, niedriger,
wenn das Schmieröl
das Drosselventil 46a passiert. Außerdem entsteht, wie oben beschrieben,
eine Differenz zwischen einem mittels des unter Druck stehenden
Schmieröls
auf das abgeschrägte
vorderen Endabschnitt 45a der Nadel 45 in der Ölkammer 42 ausgeübten Druck
und einem dem inneren Ende der Nadel 45 mittels des unter
Druck gesetzten Schmieröls
zugeführten
Drucks. Die Differenz des Drucks bewegt die Nadel 45 derart,
dass der abgeschrägte
vordere Endabschnitt 45a der Nadel 45 den abgeschrägten Ventilsitz 44 des
Injektionsanschlusses 43 verlässt und dann wird das unter Druck
gesetzte Schmieröl
in der Ölkammer 42,
das mit dem Injektor 12a korrespondiert, durch den Injektionsanschluss 43 in
den Zylinder 11a – oder 11n einspritzt.
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Wenn
die Energieversorgung der magnetischen Spule 47 des per
Magnetspule betriebenen Drehschiebers 17a beendet wird,
wird der Ventilkörper 48 durch
die Beaufschlagungskraft des Beaufschlagungselements 50 bewegt,
um den Ölauslass 51 zu
verschließen.
Die Nadel 45 in dem Führungsloch 41a wird
als Ergebnis dessen zurück
bewegt, um den Injektionsanschluss 43 durch eine Differenz zwischen
dem Druck des nicht unter Druck stehenden Schmieröls, welches
dem inneren Ende der Nadel 45 zugeführt wird, und dem Druck des
unter Druck stehenden Schmieröls,
das dem abgeschrägten
vorderen Endabschnitt 45a der Nadel 45 in der Ölkammer 42 – während das
unter Druck gesetzte Schmieröl
von der Ölkammer 42 durch
den Injektionsanschluss 43 einspritzt wird – zugeführt wird,
zu verschließen
und der Druck des unter Druck stehenden Schmieröls in der Ölkammer sinkt ab.
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Der
Prototyp-Injektor 12a kann schnell betrieben werden, was
seinen technischen Vorteil ausmacht.
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8B zeigt
eine innere offene Ausführung (eine
geschlossene Ausführung)
des Injektors 12a eines direkt angetriebenen Systems, in
dem ein per Magnetspule betriebener Drehschieber 17a eingebaut
ist, wobei der in 8B gezeigte Injektor 12a anstelle
des in 8A gezeigten Prototyp-Injektors 12a in
der Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der in 7 gezeigten
dritten Ausführungsform
verwendet werden kann.
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In
der nach innen offenen Ausführung
(eine geschlossene Ausführung)
des Injektors 12a des direkt angetriebenen Systems, sind
eine Ölkammer 43', ein mit der Ölkammer 42' in Wirkverbindung
stehender Injektionsanschluss 43' und ein Ventilsitz 44', der an einer Öffnung des
Injektionsanschlusses 43' in der Ölkammer 42' ausgebildet
ist, in einem schmalen Düsenkörper 41' vorgesehen.
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Ein
schmales Führungsloch 41'a ist in einem mittleren
Abschnitt des Düsenkörpers 41' ausgebildet,
so dass sich das Führungsloch 41'a von der Ölkammer 42' zu einem Weg
zu dem Basisendabschnitt des Düsenkörpers 41' erstreckt.
In dem Führungsloch 41'a ist eine Nadel 55 enthalten,
so dass die Nadel 55 reziprok in längs verlaufender Richtung des
Führungslochs 41'a bewegt werden kann.
Ein vorderer Endabschnitt 55a der Nadel 55 ist so
ausgeformt, dass er entsprechend dem abgeschrägten Ventilsitz 44' des Injektionsanschlusses 43' eine abgeschrägte Oberfläche aufweist,
und der abgeschrägte
vordere Endabschnitt 55a in die Ölkammer 42' hereinragt.
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Der
per Magnetspule betriebene Drehschieber 17a ist in dem
mittleren Abschnitt des Düsenkörpers 41' eingebaut.
Der per Magnetspule betriebene Drehschieber 17a beinhaltet
eine magnetische Spule 47',
die einen inneren Endteil des Führungslochs 41' umgibt, und
die Nadel 55 dient als ein Anker, der durch die magnetische
Spule 47' angetrieben
wird, um deren reziproke Bewegung auszuüben.
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Der
Betrieb der magnetischen Spule 47' wird von de Steuerungsvorrichtung 19 gesteuert.
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In
der Nadel 55 ist ein Ölführungsdurchlass 55b ausgebildet.
Der Ölführungsdurchlass 55b erstreckt
sich von dem vorderen Endabschnitt 55a der in die Ölkammer 42' hineinragenden
Nadel 55 zu einem Basisende der Nadel 55, das
einem inneren Ende des Führungslochs 41'a gegenüber liegt.
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Ein
mit dem Öl-Zufuhrelement 16a in
Wirkverbindung stehender gestufter Öleinlass 49' ist dem Injektor 12a entsprechend
in einem Basisendabschnitt des Düsenkörpers 41' ausgebildet
und der Öleinlass 49' öffnet sich
in dem inneren Ende des Führungslochs 41'a.
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Zwischen
dem Basisende der Nadel 55 und der Stufe, in dem sich der Öleinlass 49' befindet, ist in
dieser Ausführungsform
eine komprimierte Spiralfeder, ein Beaufschlagungselement 50' angeordnet. Die
Beaufschlagungskraft des Beaufschlagungselements 50' beaufschlagt
die Nadel 55 in Richtung des Injektionsanschlusses 43', so dass der
abgeschrägte vordere
Endabschnitt 55a der Nadel 55 mit dem Ventilsitz 44' des Injektionsanschlusses 43' in Berührung kommt
und diesen schließt.
Zu diesem Zeitpunkt entsteht eine Lücke G zwischen dem Basisende
der Nadel 55 und dem inneren Ende des Führungslochs 41'.
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In
der innerlich offenen Ausführung
(der geschlossenen Ausführung
des Injektors 12a des wie oben beschrieben konfigurierten
direkt angetriebenen Systems, wird die Nadel bewegt, um den Ventilsitz 44' des Injektionsanschlusses 43' gegen die Beaufschlagungskraft
des Beaufschlagungselements 50' zu verlassen, wenn die magnetische
Spule 47' des
mittels einer Magnetspule betriebenen Drehschiebers 17a energetisiert
wird. Als Ergebnis dessen wird das unter Druck stehende Schmieröl mit dem
Injektor 12a korrespondierenden verzweigten Öl-Zufuhrelements 16a von
dem Injektionsanschluss 43' durch
den Öleinlass 49', der Ölführungsdurchlass 56b der
Nadel 55 und der Ölkammer 42' einspritzt.
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Wenn
die Energieversorgung der magnetischen Spule 47' des per Magnetspule
betriebenen Drehschiebers 17a gestoppt wird, wird die Nadel 55 durch
die Beaufschlagungskraft des Beaufschlagungselements 50' bewegt, um
den abgeschrägten vorderen
Endabschnitt 55a der Nadel 55 in Kontakt mit dem
Ventilsitz 44' des
Injektionsanschlusses 43' zu
bringen und, wie in 8B gezeigt, den Injektionsanschluss 43' zu verschließen.
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Der
Injektor 12a des wie oben beschrieben aufgebauten direkt
angetriebenen Systems kann im Vergleich mit der oben beschriebenen
Ausführung des
Injektors 12a als Absperrventil noch schneller betrieben
werden, seine Betriebsgeschwindigkeit ist aber niedriger als die
des oben beschriebenen Prototyp-Injektors 12a. Der Aufbau
des Injektors 12a des direkt angetriebenen Systems ist
jedoch einfacher als der des Prototyp-Injektors 12a und
seine Herstellungskosten sind niedriger als die des Prototyp-Injektors 12a.
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Außer dem
oben beschriebenen Aufbau in Bezug auf die per Magnetspule betriebenen
Drehschieber 17a bis 17n, die in den Injektoren 12a bis 12n eingebaut
sind, ist der andere Aufbau der Zylinderschmiervorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
identisch mit der der Zylinderschmiervorrichtung 20a gemäß der ersten
Ausführungsform. Deshalb
sind in der Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der dritten
Ausführungsform
die gleichen Funktionen und technischen Vorteile wie die der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform
vorgesehen. Da im Vergleich zu der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten Ausführungsform,
in der die mittels einer Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n nicht
in den mit ihnen korrespondierenden Injektoren 12a bis 12n eingebaut
sind, die mittels einer Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n in
den ihnen entsprechenden Injektoren 12a bis 12n in
der Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der dritten Ausführungsform
jedoch eingebaut sind, wird die zeitliche Differenz, die durch einen
Durchflusswiderstand, der entsteht, während das Schmieröl von jedem
der per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17a bis 17n zu
jedem der ihnen entsprechenden Injektoren 12a bis 12n sowie
durch einen Viskositätswiderstand
des Schmieröls
zwischen dem Betrieb eines jeden per Magnetspule betriebenen Drehschiebers 17a bis 17n und
dem Betrieb der diesen entsprechenden Injektoren 12a bis 12n,
zustande kommt, verkürzt.
Das bedeutet, dass der Zylinderschmierbetrieb der Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der dritten
Ausführungsform
im Vergleich mit der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform
zuverlässiger
ist, und dass die Zylinderschmiervorrichtung 20C gemäß der dritten
Ausführungsform
den Zylinderschmierbetrieb präziser
als die Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten
Ausführungsform
steuern kann.
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Als
nächstes
wird eine Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß einer
vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung detailliert und unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben.
Bei den strukturellen Elementen der Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der in 9 gezeigten
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die den strukturellen Elementen
der Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten Ausführung gleichenden
strukturellen Elemente mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und
eine detaillierte Beschreibung dieser strukturellen Elemente wird
ausgelassen.
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In
der Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der in 9 gezeigten
vierten Ausführungsform beinhaltet
jede der Vielzahl an verzweigten Öl-Zufuhrelementen 16 für eine Vielzahl
an Injektoren 12a bis 12n ein stromaufwärtsseitig
verzweigtes Öl-Zufuhrrohr
UBP, um ein Speicherelement 15 für unter Druck gesetztes Öl mit einem
der Vielzahl von verzweigten Öl-Zufuhrelementen 16 entsprechenden, per
Magnetspule betriebenen Drehschieber 17 in Wirkverbindung
zu bringen, und um eine Vielzahl an stromabwärtsseitig verzweigten Öl-Zufuhrrohren LBP
mit den entsprechenden, per Magnetspule betriebenen Drehschiebern 17 und
der Vielzahl der ihnen entsprechenden Injektoren 12a bis 12n in
Wirkverbindung zu bringen.
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In
der in 9 gezeigten Ausführungsform sind zwei verzweigte Öl-Zufuhrelemente 16 an
jeder der Vielzahl von Zylinder 11a bis 11n vorgesehen. Die
Hälfte
der an jedem Zylinder 11a bis 11n angebrachten
Vielzahl von Injektoren 12a bis 12n (in 9 sind
sechs Injektoren zu sehen) ist mit der Hälfte der stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohren
LBP, die von einem stromaufwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohr UBP eines
verzweigten Öl-Zufuhrelements 16 an
dem per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17 verzweigt
sind, verbunden und die andere Hälfte
der Vielzahl von Injektoren 12a bis 12n (sechs
Injektoren sind in der 9 zu sehen) ist mit der anderen
Hälfte
der stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohre
LBP, die von dem anderen stromaufwärtsseitig verzweigten Öl-Zufuhrrohr UBP
des anderen verzweigten Öl-Zufuhrelements 16 an
dem per Magnetspule betriebenen Drehschiebers 17 verzweigt
sind, verbunden.
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Ein Ölmengen-Begrenzer 18 ist
in jedem der verzweigten stromaufwärtsseitig verzweigten Öl-Zufuhrrohre
UBP des verzweigten Öl-Zufuhrelements 16 vorgesehen.
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Der
Aufbau des per Magnetspule betriebenen Drehschiebers 17 und
der des Ölmengen-Begrenzers 18,
die in dieser Ausführungsform
verwendet werden, ist der gleiche wie der eines jeden per Magnetspule
betriebenen Drehschiebers 17a – oder 17n und der
eines jeden Ölmengen-Begrenzers 18a – oder 18n,
die in der Zylinderschmiervorrichtung 20A der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform
verwendet werden.
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Außer dem
oben beschriebenen Aufbau des verzweigten Öl-Zufuhrelements 16 ist der weitere Aufbau
der Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten Ausführungsform
identisch mit der Zylinderschmiervorrichtung 20A der ersten
Ausführungsform.
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Da
die Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten Ausführungsform
die gleiche Anzahl an Injektoren 12a bis 12n wie
die in der ersten Ausführungsform
eingesetzten Injektoren 12a bis 12n betreibt,
aber weniger per Magnetspule betriebene Drehschieber 17 und
weniger Ölmengen-Begrenzer 18 als
die in der ersten Ausführungsform
verwendet, sind die Produktionskosten der Zylinderschmiervorrichtung 20D geringer
als die der Zylinderschmiervorrichtung 20A.
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Die
Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten Ausführungsform
kann jedoch die Öleinspritzungsmenge
nicht so präzise
steuern, wie die Zylinderschmiervorrichtung 20A gemäß der ersten Ausführungsform.
Die Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten Ausführungsform
kann jedoch im Vergleich mit der oben beschriebenen und auf 11 bezogenen
Zylinderschmiervorrichtung 3 leicht in einem Verbrennungsmotor
installiert werden und kann die Ventilöffnungs-Zeiteinstellung und
die Ventilöffnungs-Haltezeit eines jeden
Injektors 12a bis 12n immer exakt und leicht durch
einen Betrieb aus der Entfernung, unabhängig davon, ob der der Zylinderschmiervorrichtung 20D entsprechende
Verbrennungsmotor in Betrieb ist oder nicht, steuern.
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Nun
wird die Zylinderschmiervorrichtung 20E gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung detailliert und unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben.
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Die
meisten strukturellen Elemente der in 10 gezeigten
Zylinderschmiervorrichtung 20E gemäß der fünften Ausführungsform entsprechen denen
der Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten, in der 9 erklärten Ausführung. Deshalb werden
die strukturellen Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20E gemäß der fünften Ausführungsform
wie die der in 9 gezeigten Zylinderschmiervorrichtung 20D der
vierten Ausführungsform und
die der Zylinderschmiervorrichtung 20A der ersten, in den 1 bis 4 gezeigten
Ausführungsform
mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden und gleichenden
strukturellen Elemente der Zylinderschmiervorrichtung 20A und 20D bezeichnet
und eine detaillierte Beschreibung dieser strukturellen Elemente
ausgelassen.
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Die
in 10 gezeigte Zylinderschmiervorrichtung 20E gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet
sich von der Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten,
mit Bezugnahme auf 9 beschriebenen Ausführungsform
in folgendem Aufbau.
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Das
heißt,
dass Drosselventile 61 und 62 in einer Vielzahl
von stromabwärtsseitigen
verzweigten Öl-Zufuhrrohren
LBP außer
in dem längsten
vorgesehen sind. Diese Drosselventile 61 und 62 agieren so,
dass sie einen Druckverlust in jedem der stromabwärtsseitigen
verzweigten Öl-Zufuhrrohre
LBP außer
in dem längsten
zwischen einem per Magnetspule betriebenen und mit den stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohren
LBP und den Injektoren 12a, oder 12d bis 12n korrespondierenden
Drehschieber 17, im Wesentlichen gleich dem des längsten stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohrs LBP einstellen.
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In
dem Fall, dass wie in 10 gezeigt, ein verzweigtes Öl-Zufuhrelement 16 beispielsweise
drei stromabwärtsseitige
verzweigte Öl-Zufuhrrohre
LBP beinhaltet, ist eines von den beiden in dem kürzesten der
zwei stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohre
LBP vorgesehenen Drosselventile außer das längste der drei stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohre LBP,
das sich von dem per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17 entsprechend der
stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohre LBP
und den hiermit korrespondierenden Injektoren 12a bis 12c oder 12d bis 12n erstreckt,
in einem Querschnittsbereich kleiner als das andere Drosselventil 61,
das in einem zweiten kurzen der zwei stromabwärtsseitig verzweigten Öl-Zufuhrrohre
LBP außer
dem längsten
vorgesehen ist.
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Die
wie oben beschrieben aufgebaute Zylinderschmiervorrichtung 20E gemäß der fünften Ausführungsform
sieht zwangsläufig
die gleichen Funktionen und technischen Vorteile wie die Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten,
oben beschriebenen und in 9 gezeigten
Ausführungsform
vor. Im Vergleich zu der Zylinderschmiervorrichtung 20D gemäß der vierten
Ausführungsform,
die oben mit Verweis auf die 9 beschrieben
ist und in der keine Drosselventile 61 und 62 in
der Vielzahl von stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohren LBP,
die mit einem verzweigten Öl-Zufuhrelement 16 korrespondieren,
vorgesehen sind, außer
in dem längsten
stromabwärtsseitig
verzweigten Öl-Zufuhrrohr
LBP, kann die Zylinderschmiervorrichtung 20E der fünften Ausführungsform
außerdem
jedem der Vielzahl der Injektoren 12a bis 12c,
oder 12d bis 12n, die mit einem verzweigten Öl-Zufuhrelement 16 korrespondieren,
die gleiche Menge an Schmieröl
mittels eines per Magnetspule betriebenen Drehschiebers 17,
der mit dem verzweigten Öl-Zufuhrelement 16 korrespondiert,
injizieren.
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Diese
Erfindung ist nicht auf die Aufbauten der Zylinderschmiervorrichtungen 20A bis 20E gemäß der oben
unter Verweis auf die 1 bis 10 beschriebenen
ersten bis fünften
Ausführungsform beschränkt. In
jeder der ersten bis fünften
Ausführungsform
kann beispielsweise der Ölmengen-Begrenzer 18 oder 18a bis 18n weggelassen
werden. In dem Fall, dass die Ölmengen-Begrenzer 18 oder 18a bis 18n verwendet
werden, können
diese nicht nur an den stromaufwärtigen
Seiten der verzweigten Öl-Zufuhrelemente 16 oder 16a bis 16n in
Bezug auf die per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17 oder 17a bis 17n,
sondern auch an den stromabwärtigen Seiten
der verzweigten Ölzufuhrelemente 16 oder 16a bis 16n in
Bezug auf die per Magnetspule betriebenen Drehschieber 17 oder 17a bis 17n vorgesehen sein.
In dem Fall, dass die Ölmengen-Begrenzer 18 oder 18a bis 18n nicht
verwendet werden, kann ein Ventilkörper-Hebesensor oder ein Nadel-Hebesensor
in jedem der Injektoren 12a bis 12n vorgesehen sein,
so dass der Hebesensor eine Hebedistanz eines Ventilkörpers oder
einer Nadel detektiert und ein Signal erzeugt, das zur Kontrolle
des Öleinspritzungsbetriebs
eines jeden Injektors 12a bis 12n nützlich ist
und um den Öleinspritzungsvorgang
zu steuern.