DE1060188B

DE1060188B - Sicherheitsvorrichtung fuer umsteuerbare Einspritz-Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1060188B
Application number: DEM32647A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Henninger
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1956-12-13
Filing date: 1956-12-13
Publication date: 1959-06-25

Description

Sicherheitsvorrichtung für umsteuerbare Einspritz-Brennkraftmaschinen Bei umsteuerbaren Dieselmaschinen, insbesondere Schiffsdieselmaschinen, wird infolge des Fahrtstromes die mit dem Motor verbundene Schraube denselben noch eine gewisse Zeit in der alten Drehrichtung weiter antreiben.. Dies hat häufig zur Folge, daß beim raschen Umsteuern, Einlassen der Anlaßluft und Wiederzufuhr von Brennstoff die Maschine in derselben Drehrichtung wie bisher wieder anläuft. Sie wird also durch die Auspuffleitung ansaugen und durch die Einlaßleitung auspuffen. Dies hat vor allem den Nachteil, daß im Gefahrfalle die Maschine, wenn auch mit verminderter Leistung, in der alten Drehrichtung weiterläuft, das Schiff also, anstatt zu stoppen, sogar noch weiter beschleunigt wird: was zu gefährlichen Kollisionen führen kann. Daneben werden aber auch noch die Einlaßleitungen verschmutzt. Bisher bestand der einzige Schutz dagegen darin, daß der Maschinist die Maschine erst nach völligem Stillstand wieder anließ. Dieses Verfahren schloß aber auch einerseits die Gefahr eines menschlichen Versagens ein und war andererseits bei kleinen Schiffen, die keinen eigentlichen Maschinisten besaßen, sondern von der Brücke aus bedient wurden, nicht angängig, da es schwierig war, von der Brücke aus den Gang der Maschine zu überwachen.
Es sind schon verschiedene, auf die Brennstoffpumpe einer umsteuerbaren Verbrennungskraftmaschine zum Antrieb von Schiffen wirkende Sicherheitsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die verhindern sollen, daß den Arbeitszylindern Brennstoff zugeführt wird, wenn die Maschine nach einem Umsteuervorgang in der oben beschriebenen unerwünschten Weise in der alten, nunmehr falschen Drechrichtung weiterläuft. Diese Vorrichtungen bestehen aus einer von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Zahnradpumpe und Umschalthähnen oder Schiebern in den zu der Zahnradpumpe führenden Leitungen, die mit dem Umsteuergestänge verbunden und so ausgebildet sind, daß das von der Pumpe geförderte Druckmittel eine Abstellvorrichtung der Brennstoffpumpe betätigt, wenn eingestellte und tatsächliche Maschinendrehrichtungnicht übereinstimmen. Der Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß die Anlaßluft oder ein elektrischer Anlasser nicht abgestellt werden, so daß es bei Unaufmerksamkeit des Bedienungspersonals oder bei Fernbedienung von der Brücke, wobei die Überwachung der Maschine schlechter möglich ist, vorkommen kann, daß die Maschine unter der Wirkung der Anlaßluft oder des Anlassers so lange in der falschen Drehrichtung angetrieben wird, bis der Luftvorrat oder die Batterie erschöpft sind. Der eigentliche Zweck der Vorrichtung wird dabei nicht erreicht. Außerdem sind die bekannten Vorrichtungen recht verwickelt im Aufbau. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird an einer Sicherheitsvorrichtung für umsteuerbare Einspritz-Brennkraftmaschinen mit Druckluftanlaßsteuerung und Druckluftumsteuerung, welche das Anspringen der Maschine in verkehrter Drehrichtung beim Umsteuern verhindert mittels Verriegelung der Einspritzpumpe auf Nullförderung bei Einleitung des Umsteuervorganges, dadurch gelöst, daß ein drehzahlabhängiges Steuerorgan der vom Umsteuerventil kommenden Steuerluft erst bei Stillstand der Maschine oder bei einer für den Umsteuervorgang ungefährlichen Drehzahl den Weg zum druckluftbetätigten Hauptanlaßluftventil und zur Entriegelungsvorrichtung für die Einspritzpumpe freigibt.
Vorteilhaft wird dabei das drehzahlabhängige Steuerorgan als Steuerkolben ausgebildet, der mit einem Fliehkraftregler verbunden ist. Das drehzahlabhängige Steuerorgan kann auch eine vom Öldruck der Maschine beaufschlagte Membran sein, die mit dem Steuerkolben verbunden ist.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar bedeutet Fig. 1 eine Anordnung mit Fliehkraftregler, Fig. 2 eine Anordnung mit Öldruckregler.
In Fig. 1 bedeutet Position 1 einen Fliehkraftregler, der mit einem Steuerventil 2 gekuppelt ist. Bei 3 ist der Eintritt der von dem eigentlichen Maschinensteuerventil herkommenden Steuerluft in das Ventil 2; der Austritt aus demselben erfolgt bei 4. 5 ist das Hauptanlaßventil, welches über die Leitung 6 mit dem Steuerventil 2 verbunden ist. Bei 7 ist das Anlaßventil 5 mit der Luftflasche und bei 8 mit der Dieselmaschine verbunden. In dem Hauptanlaßventil5 befindet sich ein Stufenkolbenventil 9 mit dem Kolben 1O und der im wirksamen Querschnitt kleinere Ventilwgel 11. Der Steuerventilkörper 9 wird durch Feder L2 im Ruhestand zum Abschluß gebracht. Von der Steuerleitung 6 zweigt eine Leitung 13 zu dem Zylinier 14 ab, in dem sich der unter der Wirkung der Feder 15 stehende Entriegelungskolben 16 befindet. 17 ist die Regelstange der Brennstoffpumpe 18, welche sich nach rechts in die Stop- und nach links in die Vollaststellung bewegt. 19 ist ein an der Regelstange 17 angebrachter Nocken mit der schiefen Ebene 20 und dem Anschlag 21. Auf diesen Nocken wirkt das mit dem Kolben 16 verbundene Arretierstück 22 ein.
Fig.2 zeigt im wesentlichen dieselben Positionen wie Fig. 1, doch tritt hier an Stelle des Fliehk.raftreglers 1 ein Olschalter 23, welcher bei 24 mit der Schmieröldruckleitung der :Maschine verbunden ist.
Wirkungsweise Beim Umstellen des nicht dargestellten Maschinensteuerventils wird die Eingangsseite 3 des Steuerventils 2 unter Druck gesetzt. Sie ist nämlich mit derselben Steuerleitung verbunden, welche auch die zur Verschiebung der Nockenwelle notwendigen Steuerkolben beaufschlagt. Solange aber die Maschine noch Umdrehungen macht, hält der Fliehkraftregler das Steuerventil 2 geschlossen. Gleichzeitig war während des Verschiebens der Steuerwelle die Regelstange 17 in Stopstellung (rechte Endlage) gebracht, wobei das Arretierstück 22 an der schiefen Ebene 20 gleitend nach unten gedrückt wird und schließlich hinter dem Anschlag 21 einrastet. Sobald die Maschine nun zum Stillstand gekommen ist oder doch mindestens eine sehr geringe, für den Umsteuervorgang ungefährliche Drehzahl angenommen hat, öffnet der Drehzahlregler das Ventil 2, die Steuerluft beaufschlagt über Leitung 6 den Kolben 10 des Ventils 5. Im Betriebszustand ist das Ventil 5 immer geschlossen, da die Fläche des Kolbens 10 größer ist als die des Ventilkegels 11. Ferner wirkt die Feder 12 auch noch schließend. Sobald nun die Steuerluft auf Kolben 10 einwirkt, bewegt sich das Stufenventil 9 nach links und gibt der Anlaßluft von der nicht gezeigten Luftflasche den Weg über 8 zur Maschine frei. Gleichzeitig aber wird der Kolben 16 gegen die Wirkung der Feder 15 nach unten gedrückt, das Arretierstück 22 gibt die Regelstange 17 frei, und der Motor bekommt wieder Brennstoff zugeführt.
,Nach einer anderen Ausführungsform wird das Steuerventil 2 durch den Membran-Ölschalter 23 unter dem Einfluß des Schmieröldruckes der Maschine geschlossen gehalten. Erst beim Stillstand der Maschine sinkt der Druck auf Null. Erst in diesem Augenblick bewegt dich der Ölschalter unter dem Einfluß der Feder 25 nach links und gibt den Weg der Steuerluft durch das Steuerventi12 frei. Die übrigen Steuervorgänge sind dieselben wie im erstbeschriebenen Fall.
Für Maschinen von Schiffen, die sich besonders schnell umsteuern lassen sollen, ist es noch vorteilhaft, die Maschinenwelle beim Umsteuern durch eine Bremse rasch stillzusetzen. Dies kann in der Weise geschehen, daß die Bremse durch die Steuerluft, welche das Verschieben der Nockenwelle bewirkt, angezogen wird. Nach der Freigabe der Steuerluft durch Ventil 2 zum Hauptanlaßventil5 wird dann die Bremse über einen Druckluftkolben wieder gelöst.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Sicherheitsvorrichtung für umsteuerbare Einspritz-Brennkraftmaschinen mit Druckluftanlaßsteuerung und. Druckluftumsteuerung, welche das Anspringen der Maschine in verkehrter Drehrichtung beim Umsteuern verhindert mittels Verriegelung der Einspritzpumpe auf Nullförderung bei Einleitung des Umsteuervorganges, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehzahlabhängiges Steuerorgan (2) der vom Umsteuerventil kommenden Steuerluft erst bei Stillstand der Maschine oder bei einer für den Umsteuervorgang ungefährlichen Drehzahl den Weg zum druckluftbetätigten Hauptanlaßluftventil (11) und zur Entriegelungsvorrichtung (22) für die Einspritzpumpe freigibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als drehzahlabhängiges Steuerorgan ein mit einem Fliehkraftregler verbundener Steuerkolben (2) vorgesehen ist (Fig. 1). 3'.. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als drehzahlabhängiges Steuerorgan ein mit einer vom Oldruck der Maschine beaufschlagten Membran (23) verbundener Steuerkolben (2) vorgesehen ist (Fig. 2). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 527 923; schweizerische Patentschrift Nr. 288 247. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1006 207.