DE1300340B - Fernbedienungsanlage fuer in der Drehrichtung umsteuerbare ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernbedienungsanlage für in der Drehrichtung umsteuerbare ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen mit einer Nockenwelle, die zwecks Änderung der Ventilsteuerzeiten bei Drehrichtungswechsel axial verschiebbar angeordnet ist und die, abhängig von ihrer axialen Lage, Kanäle auf- und zusteuert, durch welche ein Arbeitsmedium vom Fahrstand zu einem Stehorgan für den Fahrhebel der Brennkraftmaschine geleitet wird, nachdem es zuvor weitere von der Maschinendrehung beherrschte Ventile durchströmt hat, wobei das auf die Drehzahl der Maschine ansprechende Ventil ein Magnetventil ist, der von der Maschine entfernt liegende Fahrstand einen auf verschiedene Schaltstellungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt einstellbaren Fahrstandhebel aufweist, vom Fahrstand aus das Arbeitsmedium - vorzugsweise Druckluft -Organen zugeführt wird, die den Ablauf des durch jede beliebig gewählte Schaltstellung des Fahrstandhebels bestimmten Manövers selbstwirkend auslösen, durchführen und überwachen und wobei eines der Ventile, nämlich das von der Maschinendrehzahl abhängige, eine Leitungsverzweigung des Arbeitsmediums zur Betätigung des Fahrhebels durch das Arbeitsmedium in seine Stellung für Anlassen und in seine Stellung für Betrieb beherrscht, indem ein Geber maschinendrehzahlabhängig einen Betätigungsstrom für das Betätigungsglied des Ventils freigibt, wobei ein Schalter in der vom Geber zum Magnetventil führenden Leitung liegt, der in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrstandhebels betätigt wird, und das andere Ventil, nämlich ein von der Drehrichtung der Maschine über einen Drehrichtungsgeber abhängiges, in dem Leitungszweig zur Betätigung des Fahrhebels in seiner Stellung für Betrieb liegt.
• Eine Fernbedienungsanlage der vorstehend näher beschriebenen Art ist bekannt. Der Drehrichtungsgeber ist bei dieser Fernbedienungsanlage als mechanisch wirkende Einrichtung ausgebildet. Diese Einrichtung besteht aus einem Hebel, der an seinem freien Ende einen in seiner Längsrichtung und in Längsrichtung des Hebels federnden Stift aufweist, der wiederum mit seinem freien Ende in der Rotationsebene tangential an einer umlaufenden Zylinderfläche der Maschine anliegt. Die umlaufende Zylinderfläche ist eine Fläche, die zum Antrieb einer Hilfsmaschine dient.
• Der mechanisch wirkende Drehrichtungsgeber hat den Nachteil, daß er in seiner Anordnung gebunden ist an die örtliche Lage der umlaufenden Zylinderfläche. Darüber hinaus ist er auch störanfällig.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, die bestehenden Nachteile der bekannten Fernbedienungsanlage zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, daß Drehzahl- und Drehrichtungsgeber zu einem Gerät vereinigt sind, wobei das Gerät auf einen Kontaktapparat wirkt, der Strom über den vom Fahrstand betätigten Schalter nach Drehrichtung getrennt über einen weiteren, von der Nockenwellenstellung abhängigen Schalter auf die Betätigungsglieder für die Ventile leitet.
• Nach der Erfindung ist nunmehr auch der Drehrichtungsgeber als elektrisch wirkende Einrichtung ausgebildet. Es ist mit dem maschinendrehzahlabhängigen elektrischen Geber, wie er bei der bekannten Fernbedienungsanlage vorhanden ist, zu einer Einheit verbunden. Es wird hier bemerkt, daß im Rahmen der neuen Erfindung für den kombinierten elektrischen Geber kein Schutz beansprucht wird. Die Erfindung besteht vielmehr in der Kombination des kombinierten elektrischen Gebers mit den beiden Schaltern. Die erfindungsgemäße Kombination ist durch die bekannte Fernbedienungsanlage nicht nahegelegt.
• Durch die Erfindung wird .der Vorteil erzielt, daß der elektrische Geber mit den beiden Schaltern an beliebigen Stellen der Fernbedienungsanlage angeordnet werden kann. Darüber hinaus ist die Störanfälligkeit, die durch den mechanisch wirkenden Drehrichtungsgeber vorhanden war, behoben.
• In den Abbildungen ist ein Beispiel einer solchen Anordnung mit den zur Erläuterung erforderlichen Einzelheiten in verschiedenen Schaltphasen dargestellt. Dabei wurde im Interesse der übersichtlichkeit der Fahrstand, dessen Funktion allgemein bekannter Art und auch nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, nur schematisch angedeutet. Elektrische Leitungen wurden durch unterbrochene Linien, Druckmittelleitungen durch ausgezogene Linien dargestellt.
• A b b. 1 zeigt die Stellung der Betätigungsglieder kurz nach dem Umschalten des Fahrstandhebels von »Voraus« auf »Zurück«; A b b. 2 zeigt die Stellung der Betätigungsglieder bei unveränderter Stellung des Fahrstandhebels nach Abfall der Drehzahl auf einen Wert, der etwas über der Zünddrehzahl der Brennkraftmaschine liegt; A b b. 3 zeigt die gleiche Situation nach weiterem Abfall der Drehzahl im Augenblick der Drehrichtungsumkehr; A b b. 4 zeigt die gleiche Situation nach Erreichen der Zünddrehzahl in der gewählten Drehrichtung. Der Geber 1 ist mit der Kurbelwelle der zeichnerisch nicht dargestellten Brennkraftmaschine zu gemeinsamer Drehbewegung verbunden. Der Geber 1 ist über elektrische Leitungen oder unmittelbar mit einem Kontaktapparat 2 verbunden, der beispielsweise mittels eines sich analog zur Drehrichtung und Drehzahl der Kurbelwelle bewegenden Schleifkontaktes 9 elektrisch leitende Verbindungen zu Schaltsegmenten 3, 4, 5, 6, 7, 8 herstellt. An die Stelle von Schaltsegmenten und Schleifkontakten 3 bis 9 können auch andere, wirkungsgleiche Organe, z. B. schleifkontaktlose Sperrzellen an sich bekannter Art treten. In der Nähe des Nulldurchganges der Drehzahl sind alle Kontakte unterbrochen. Bei Zünddrehzahl schließen sich zunächst der Kontakt 3 bei »Vorausfahrt« und der Kontakt 6 bei »Zurück«, bei höherer Drehzahl zusätzlich nacheinander die Kontakte 4 oder 7 und 5 oder B. Bei weiterem Anstieg der Drehzahl bleibt dieser letztere Zustand bestehen.
• Von den Kontakten 3 und 6 führen Leitungen über die Schaltmesser eines Druckschalters 16 zu den Eingangskontakten des einen Schaltmessers eines zweipoligen Umschalters 17, der über Zwischenglieder 10 abhängig von der Axialverschiebung der Nockenwelle 11 betätigt wird.
• Von den Kontakten 4 und 7 führen Leitungen zu den Eingangskontakten des zweiten Schaltmessers des zweipoligen Umschalters 17. Von der Ausgangsseite des einen Schaltmessers des Umschalters 17 führt eine Leitung zu der Spule des Magnetventils 18 und von dem zweiten Schaltmesser eine Leitung zu der Spule des Magnetventils 19. Das ganze System wird über die Klemmen 20 mit elektrischer Energie versorgt.
• Das Magnetventil 18 steuert mittels seines Schiebers 33 den Umschaltvorgang von »Anlassen« auf »Betrieb«, das Magnetventil 19 sperrt mittels seines Schiebers 37 bei bestimmten Bedingungen die Druckmittelzufuhr zum Betätigungskolben 36 des Fahrhebels 34. Die Schieber 33, 37 sind jeweils in der Stellung gezeichnet, die der in den Abbildungen dargestellten Schaltsituation entspricht. Die eingezeichneten Pfeile deuten die Richtung der Rückstellbewegung des Schiebers bei stromloser Spule an.
• Der Kontaktapparat 2 hat folgende Funktion: Die Kontakte 3 bzw. 6 schalten das Magnetventil 18 bei normalem Betrieb so, daß der Fahrhebel 34 aus der Stellung »Anlassen« in die Stellung »Betrieb« bewegt wird. Die Kontakte 4 bzw. 7 schalten das Magnetventil 19, wenn die am Fahrstand 22 mit dem Fahrstandhebe121 eingestellte Drehrichtung der Brennkraftmaschine nicht mit deren tatsächlicher Drehrichtung übereinstimmt. Die Kontakte 5 bzw. 8 schalten das Magnetventil 18 bei einem über der Zünddrehzahl liegenden Wert, aber nur, wenn die am Fahrstand 22 gewählte Drehrichtung der Brennkraftmaschine nicht mit deren tatsächlicher Drehrichtung übereinstimmt.
• Beispielsweise beim Starten der kalten Maschine kann es erforderlich sein, die Maschine mittels Anlaßdruckluft auf eine über der sonst erforderlichen Zünddrehzahl liegenden Drehzahl zu beschleunigen. In einem solchen Fall wird der Fahrstandhebel21 bis zum Erreichen der für sicheren Start erforderlichen Drehzahl in der Stellung »Anlassen« belassen. In dieser Stellung wird der Kolben des Druckschalters 16 über die Rohrleitung 25 mit Anlaßdruckluft beaufschlagt, wobei die Schaltmesser des Druckschalters 16 die von den Kontakten 3, 6 zum Magnetventil 18 führenden Leitungen unterbrechen und demzufolge der Schieber 33 in seiner Ruhestellung verharrt, in der die Druckmittelzufuhr über die Rohrleitungen 28, 29 zum Stehkolben 36 freigegeben ist und dieser demzufolge den Fahrhebel 34 in der Stellung »Anlassen« festhält.
• A b b. 1 zeigt die Situation kurz nach dem Umschalten des Fahrstandhebels 21 von »Voraus« auf »Zurück«. Die Maschine dreht noch, sich allmählich verzögernd, in der Richtung »Voraus«, wie aus der Stellung des Schleifkontaktes 9 erkennbar ist. Die mit einem die Leitungen 26 und 27 beherrschenden Steuerschieber 32 verbundene Nockenwelle 11 ist bereits durch den Stellkolben 12 in die Stellung »Zurück« gebracht worden, da die linke Kolbenfläche über die Leitung 23 mit Druckluft beaufschlagt wird, während der Raum rechts vom Kolben über die Leitung 24 entlüftet ist. Auch die Rohrleitungen 27, 28, 30 stehen unter Druck, werden aber durch den Schieber 37 gesperrt. Die Magnetventile 18,19 stehen noch über die Kontakte 5, 4 und den Umschalter 17 unter Strom. Der Kontakt 3 ist zur Zeit wirkungslos. Beide Seiten des Stellkolbens 36 sind über die Leitungen 29, 31 entlüftet. Der Fahrhebel 34 bleibt also unter der Wirkung der Rückstellfedem 35 in der Stellung »Stopp«.
• Wenn die Drehzahl, wie in A b b. 2 gezeigt, so weit abgesunken ist, daß der Kontakt 5 öffnet, wird das Magnetventil 18 stromlos, wobei der Schieber 33 in seine Ruhelage zurückkehrt und Druckluft über die Rohrleitung 29 an die obere Fläche des Kolbens 36 gelangen läßt. Dieser bewegt sich nach unten und stellt den Fahrhebel 34 auf »Anlassen«. Dabei wird der Maschine auf bekannte Weise Druckluft zugeführt und der Bremsvorgang eingeleitet. Beim weiteren Absinken der Drehzahl öffnen auch die Kontakte 4 und 3. Dabei wird das Magnetventil 19 stromlos, kehrt in seine Ruhelage zurück und bereitet den nun folgenden Schaltvorgang vor, indem der Schieber 37 die zur Zeit drucklosen Leitungen 30, 31 verbindet, wie in A b b. 3 gezeigt. Nachdem die Maschine ihre Zünddrehzahl in der neuen Drehrichtung erreicht hat, berührt der Schleifkontakt 9 das Schaltsegment 6. Das Ventil 18 wird wieder erregt, und der Schieber 33 steuert dabei die Druckluftzufuhr zur Unterseite des Kolbens 36 über die Leitungen 30, 31 auf. Da die Oberseite des Kolbens 36 gleichzeitig über Leitung 29 und Schieber 33 entlüftet wird, bewegt sich der Kolben 36 nach oben und bringt den Fahrhebel 34 in die Stellung »Betrieb«, worauf die Brennstoffeinspritzung beginnt und die Maschine mit eigener Kraft läuft (A b b. 4).
• Wenn der Fahrstandhebel21 auf einer der mit Betrieb gekennzeichneten Stellungen steht, läuft der Motor mit Leerlaufdrehzahl. In dem Fahrstand ist nach bekannter Art ein Druckregelventil eingebaut, durch welches der Arbeitsdruck in der zum nicht gezeichneten pneumatischen Regler führenden Rohrleitung 13 in dem Maße gesteigert wird, wie man den Hebel weiter nach dem Ende der Skala bewegt. Der Motor nimmt unter Kontrolle- des pneumatischen Reglers die gewünschte Drehzahl an.
• Auf die geschilderte Art und Weise ist es gelungen, mit einem Mindestaufwand an Steuerorganen, die weder an räumliche Gegebenheiten gebunden, noch einem von der Betriebszeit der Maschine abhängigen Verschleiß unterworfen, dazu einfach und in ihrer Wirkungsweise leicht verständlich, aber von hoher Zuverlässigkeit sind, eine Anlage zu schaffen, die dem Schiffsführer schnelles und sparsames Manövrieren ermöglicht und sich günstig auf die Betriebssicherheit des ganzen Schiffes auswirkt.
• So ist es z. B. möglich, die Kontakte, Schalter und Schieber gemeinsam in einem Schaltkasten gut sichtbar und zwecks Kontrolle leicht zugänglich auf der Kommandobrücke oder am Maschinenstand zu montieren.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Fernbedienungsanlage für in der Drehrichtung umsteuerbare ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen mit einer Nockenwelle, die zwecks Änderung der Ventilsteuerzeiten bei Drehrichtungswechsel axial verschiebbar angeordnet ist und die, abhängig von ihrer axialen Lage, Kanäle auf- und zusteuert, durch welche ein Arbeitsmedium vom Fahrstand zu einem Stellorgan für den Fahrhebel der Brennkraftmaschine geleitet wird, nachdem es zuvor weitere, von der Maschinendrehung beherrschte Ventile durchströmt hat, wobei das auf die Drehzahl der Maschine ansprechende Ventil ein Magnetventil ist, der von der Maschine entfernt liegende Fahrstand einen auf verschiedene Schaltstellungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt einstellbare Fahrstandhebel aufweist, vom Fahrstand aus das Arbeitsmedium - vorzugsweise Druckluft - Organen zugeführt wird, die den Ablauf des durch jede beliebig gewählte Schaltstellung des Fahrstandhebels bestimmten Manövers selbstwirkend auslösen, durchführen und überwachen und wobei eines der Ventile, nämlich das von der Maschinendrehzahl abhängige, eine Leitungsverzweigung des Arbeitsmediums zur Betätigung des Fahrhebels durch das Arbeitsmedium in seine Stellung für Anlassen und in seine Stellung für Betrieb beherrscht, indem ein Geber maschinendrehzahlabhängig einen Betätigungsstrom für das Betätigungsglied des Ventils freigibt, wobei ein Schalter in der vom Geber zum Magnetventil führenden Leitung liegt, der in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrstandhebels betätigt wird, und das andere Ventil, nämlich ein von der Drehrichtung der Maschine über einen Drehrichtungsgeber abhängiges, in dem Leitungszweig zur Betätigung des Fahrhebels in seiner Stellung für Betrieb liegt, dadurch gekennzeichnet, daß Drehzahl- und Drehrichtungsregler zu einem Gerät vereinigt sind, wobei das Gerät auf einen Kontaktapparat wirkt, der Strom über den vom Fahrstand betätigten Schalter nach Drehrichtung getrennt über einen weiteren, von der Nockenwellenstellung abhängigen Schalter auf die Betätigungsglieder für die Ventile leitet.