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Umsteuerbare elektrische Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine umsteuerbare elektrische Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen,
insbesondere Schiffsantriebsmaschinen.
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Für den Schiffsantrieb mit festen Propellern ist für Vor- und Rückwärtsfahrt
die Umkehr der Drehrichtung der Schraubenwelle, entweder durch Einbau eines Wendegetriebes
oder durch direkte Umsteuerung der Drehrichtung der Brennkraftmaschine, notwendig.
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Um den Aufwand an Schiffsraum und Gewicht für das Wendegetriebe zu
sparen, ist man im Schiffsbau in zunehmendem Maße bestrebt, die Brennkraftmaschinen
umsteuerbar zu bauen. Derartige Maschinen benötigen aber zum Inbetriebsetzen Anlaßvorrichtungen,
um aus eigener Kraft weiterlaufen zu können.
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Es sind verschiedene Einrichtungen zum Andrehen von Brennkraftmaschinen
bekannt, durch die einfache Möglichkeit der Fernbedienung haben jedoch elektrische
Anlaßmotoren am meisten Verbreitung gefunden. Sie werden von Akkumulatorenbatterien
gespeist und sind daher Gleichstrommotoren. Da diese nur in einer Drehrichtung laufen
können, sind zum Umsteuern der Drehrichtung besondere Einrichtungen notwendig, die
das Andrehen in beliebiger Drehrichtung gestatten.
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Bekannt ist eine Umsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinenanlagen
mit einem elektrischen Anlaßmotor, dessen Drehrichtung zwecks Umsteuerung der Drehrichtung
des Anlasserritzels geändert wird. Ferner ist die Anordnung eines willkürlich zu
betätigenden Wendegetriebes oder von zwangläufig ausrückenden bzw. von elektromagnetisch
über Umsteuerschalter schaltbaren Kupplungen zwischen Anlaßmotor und Brennkraftmaschine
vorgeschlagen worden.
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Es ist auch bekannt, daß das Wendegetriebe auf einen Schwenkrahmen
gesetzt, und dadurch wahlweise ein rechts- oder ein linksdrehendes Zahnrad mit dem
Zahnkranz der Brennkraftmaschine in Eingriff gebracht werden. Je nach der Anzahl
der zu verwendenden Zahnräder ist durch geeignete Schwenkbewegungen und Stimradkombinationen
auf diese Weise die Umkehrung der Andrehrichtung des Anlasserritzels möglich.
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Weitere bekannte Ausführungen verschieben die Kohlebürsten auf dem
Kollektor oder verwenden eine elektrische Anlaßhilfsvorrichtung, welche den Andrehmotor
umpolt und dadurch eine Umkehrung der Andrehrichtung bewerkstelligt.
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Allen bekannten elektrischen Umsteuerungen ist gemeinsam, daß sie
nur einen Anlasser verwenden und umständliche Einrichtungen benötigen, die die Betriebssicherheit
gefährden. Um ein sicheres Kämmen zwischen Anlasserritzel und Zahnkranz zu erreichen,
müssen die Verstellbewegungen ruckartig von der einen Endstellung in die andere
schnappen und verlangen zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen.
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Nach der Erfindung wird das betriebssichere elektrische Umsteuern
von zum Weiterlaufen in beiden Drehrichtungen geeigneten Brennkraftmaschinen dadurch
erzielt, daß zwei getrennte Startanlagen vorgesehen sind, die eine für Rechtslauf,
die andere für Linkslauf. Da jeweils nur der oder die Starter für die eine Drehrichtung
betätigt werden, genügt hierfür ein Anlasserzahnkranz und eine normal bemessene
Akkumulatorenbatterie.
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Um ein gleichzeitiges Betätigen beider Anlaßanlagen zu verhindern,
ist ein Umsteuerschutzschalter mit 3 Kontakten und Schwenkhebelbedienung vorzusehen.
Der Schalter ermöglicht wahlweise ein Kurzschließen des Mittelkontaktes mit einem
der Außenkontakte, an denen die Einschaltleitungen der Anlasser angeschlossen werden.
Bei Fernbedienung kann der Maschinist außerdem nicht hören, ob die Maschine nach
dem Abstellen zum Stillstand gekommen ist, infolgedessen ist eine Einrichtung vorgesehen,
die bei laufender Maschine durch einen elektrischen Sicherheitsschalter in den Leitungen
ein Betätigen der Anlasser verhindert. Elektrische Sicherheitsschalter sprechen
bei einer bestimmten Mindestdrehzahl an, infolgedessen benötigen sie zum Umsteuern
eine Zeitverzögerung durch ein Zeitrelais, die ausreichend sein muß, um die Zeitdifferenz
beim Abstellen der Maschine zwischen dem Durchfahren der Mindestdrehzahl und dem
Stillstand zu überbrücken. Ein mechanisch betätigter Sicherheitsschalter ist in
dieser Beziehung vorteilhafter, da er
schneller anspricht, wenn
er z. B. durch eine Fahne im Luftansaugkanal oder in der Abgasleitung gesteuert
wird. Bei Zweitaktmotoren wird am besten der Spüldruck zur Bedienung des Sicherheitsschalters
verwendet.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es stellt dar A b b. 1 die Anordnung
einer Brennkraftmaschine mit zwei gegenläufigen Anlaßmotoren in einem Schiff, A
b b. 2 das Schaltschema einer elektrischen Umsteueranlage mit den Sicherheitseinrichtungen,
A b b. 3 eine elektrische Umsteueranlage schematisch vereinigt mit dem Drucklagergehäuse.
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Mit 10 ist in der A b b. 1 der Ausschnitt eines Schiffskörpers
bezeichnet, der durch die Brennkraftmaschinell über einen nicht dargestellten Propeller
angetrieben wird. Der Propellerschub wird über die Schraubenwelle 12 in dem Drucklager
13 aufgenommen. Zum Anlassen bzw. Umsteuern dienen die beiden gegenläufigen elektrischen
Anlassermotoren 14 und 15, die in diesem Beispiel an die Maschine
angebaut sind. Die Anlasserritzel 16 und 17 spuren beim Andrehen in den Zahnkranz
18 am Schwungrad 19 der Maschine ein. Die Einschaltleitungen 20 und
21 der Anlasser führen erfindungsgemäß zu dem Umsteuerschalter 22, der im
Steuerhaus des Schiffes angeordnet sein kann. Er besteht aus dem Schwenkhebel 23,
dem Mittelkontakt 24 und den beiden Außenkontakten 25 und 26, die
über die Einschaltleitungen 20 und 21
mit den Anlassern verbunden sind,
während der Mittelkontakt 24 über die Leitung 27 am +-Pol der Batterie
28 angeschlossen ist.
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Die A b b. 2 stellt ein Schaltschema dieser Anlage dar. Der Schwenkhebel
23 ist in der neutralen Stellung gezeichnet, welche dem Betriebszustand »Halt«
oder »Betrieb« der Brennkraftmaschine entspricht. Zum Umsteuern der Drehrichtung
des Propellers wird durch Abstellen der Kraftstoffzufuhr die Maschine stillgesetzt
und mit dem Schwenkhebel 23 des Umsteuerschalters über die zugehörige Einschaltleitung
der Anlasser für die entgegengesetzte Drehrichtung betätigt. Währenddessen ist die
Einschaltleitung des anderen Anlassers stromlos.
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Um die Anlasser vor dem vorzeitigen Einschalten zu schützen, kann
in der Leitung 27 ein Sicherheitsschalter 29 angebracht werden, der
in der Zeichnung vom Spülluftdruck der Zweitaktmaschine gesteuert wird. Bei laufender
Maschine wird durch die Rohrleitung 30, die mit denn Spülluftkanal in Verbindung
steht, Druck in dem Raum 31 erzeugt, welcher die Gummimembran 32 durchbiegt
und den elektrischen Schalter 29 so betätigt, daß die Leitung 27 unterbrochen
wird. Dadurch wird verhindert, daß die Anlasser bei laufender Maschine betätigt
werden können. Nachdem die Maschine stillsteht, fällt der Spüldruck schnell ab,
und die Feder 33 drückt die Membran in die ursprüngliche Lage zurück, wobei die
Leitung 27 über den Schalter 29 geschlossen wird.
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Bei Brennkraftmaschinen in Schiffen wird gewünscht, daß sich die Arbeitskolben
leicht ausbauen lassen, zu welchem Zweck die Kurbelgehäuse mit großen seitlichen
Öffnungen versehen sind. Mehrere an der Maschine angebaute elektrische Anlasser
sind dabei hinderlich; infolgedessen sieht die in A b b. 3 gezeigte Ausführungsform
die Befestigung der Anlasser 14 und 15 sowie der Lichtmaschine
34 am Drucklagergehäuse 35 vor, welches entweder an der Hauptmaschine zentriert
oder auf dem Fundament, getrennt von der Hauptmaschine, montiert werden kann. Die
bei Motorschiffen beliebte Anordnung eines Untersetzungsgetriebes und einer Schaltkupplung
im Drucklagergehäuse ist ohne weiteres möglich, da die Anlasser durch die Größe
des Zahnkranzes außerhalb des hierfür benötigten Raums liegen.