CH620967A5 - Reversing device for an internal combustion engine - Google Patents

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CH620967A5
CH620967A5 CH610377A CH610377A CH620967A5 CH 620967 A5 CH620967 A5 CH 620967A5 CH 610377 A CH610377 A CH 610377A CH 610377 A CH610377 A CH 610377A CH 620967 A5 CH620967 A5 CH 620967A5
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CH
Switzerland
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pressure
valve
reversing device
line
oil
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Application number
CH610377A
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English (en)
Inventor
Jordan Gentscheff
Original Assignee
Maschf Augsburg Nuernberg Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/02Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for reversing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Umsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Schiffsdieselmotor, mit einem einen mit einer Steuerwelle verbundenen, doppeltwirkenden Arbeitskolben aufweisenden Verschiebezylinder, dessen Druckkammern zu beiden Seiten des Arbeitskolbens an je einen mit einer Ölfüllung versehenen Druckbehälter angeschlossen sind, die ihrerseits über ein fernsteuerbares Steuerventil an eine Druckluftleitung anschliessbar sind.
Bei Vorrichtungen dieser Art muss die Steuerwelle in den Endlagen gegen Längsverschiebung gesichert werden, damit sie nicht unter dem Einfluss der an ihren Nocken angreifenden Ventilbetätigungskräfte oder bei hohem Wellengang aus ihrer Betriebslage in eine andere Stellung verschoben wird und so zu einem Sicherheitsrisiko wird. Eine derartige Blockierung kann auf mechanischem Wege etwa mit Hilfe einer federbelasteten Sperrklinke erreicht werden, die mit einer besonderen Auslösevorrichtung zusammenwirkt oder einfach durch die Verschiebekraft beim Umsteuern, welche die Längskräfte aus der Ventilbetätigung erheblich übertrifft, ausgeklinkt wird. Abgesehen davon, dass bei derartigen mechanischen Blockiereinrichtungen die Sperrklinke sehr leicht zum Klemmen neigt,
sind hier ein nicht unerheblicher steuerungstechnischer Aufwand beziehungsweise ein beschleunigter Verschleiss in Kauf zu nehmen.
Es ist ferner eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt geworden, bei welcher die Steuerventile zur Beaufschlagung der Druckbehälter mittels einer durch den Arbeitskolben bewegbaren Steuerkulisse betätigbar sind, die so ausgebildet ist, dass bei einer ungewollten Verschiebung der Steuerwelle aus der Betriebslage dasjenige Steuerventil geöffnet wird, das den Arbeitskolben im Sinne einer RückVerschiebung der Steuerwelle in die Betriebslage beaufschlagt. Bei Vorrichtungen dieser Art entfällt zwar die mechanische Verblockung der Steuerwelle, der Aufwand für die Steuerkulisse, insbesondere hinsichtlich der Herstellung und laufenden Wartung, ist jedoch nicht unbeträchtlich. Ausserdem besteht hierbei die Gefahr einer stossartigen Erregung, da die entsprechenden Steuerventile offenbar erst dann betätigt werden sollen, wenn bereits eine ungewollte Verschiebung der Steuerwelle stattgefunden hat, dann jedoch die volle, auch bei der normalen Umsteuerung zur Wirkung kommende Kraft eingesetzt wird. Die nicht zu vermeidenden Leckverluste der im Verschiebezylinder sich befindenden Hydraulikflüssigkeit kann hierbei zu weiterem Wartungsaufwand führen.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art mit einfachen Mitteln und unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Lösungen so auszubilden, dass trotz Wegfall einer mechanischen Verblockung dennoch eine hohe Sicherheit erreicht werden kann sowie ein hohes Mass an Wartungsfreiheit gewährleistet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Umsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem einen mit einer Steuerwelle verbundenen, doppeltwirkenden Arbeitskolben aufweisenden Verschiebezylinder, dessen Druckkammern zu beiden Seiten des Arbeitskolbens an je einen mit einer ölfüllung versehenen Behälter angeschlossen sind, die ihrerseits über ein fernsteuerbares Steuerventil an eine Druckluftleitung anschliessbar sind, in überraschend einfacher Weise dadurch, dass die Druckbehälter zur Aufrechterhaltung einer definierten, auf den Arbeitskolben wirkenden Kraft ausserdem an eine mittels eines bei einem bestimmten Druck öffnenden Rückschlagventils gesteuerte Druckölleitung anschliessbar sind und je mit einer eine Drosselstelle aufweisenden Abströmöffnung versehen sind, um welche der Spiegel der Ölfüllung schwankt.
Die genannte Drosselstelle sollte dabei so dimensioniert sein, dass es während des Umsteuervorgangs infolge des hier2
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durch entweichenden Druckmediums, das heisst Öl im Anfangsstadium des Umsteuervorgangs bzw. Luft im Endstadium des Umsteuervorgangs, zu keinem nennenswerten Druckabfall im entsprechenden Druckbehälter und damit zu keinem Abfall der auf den Arbeitskolben wirkenden Umsteuerkraft kommt. Die nach Beendigung des Umsteuervorgangs erforderliche Haltekraft ist jedoch wesentlich kleiner als die während des Umsteuervorgangs zur Anwendung kommende Umsteuerkraft. Der nach Beendigung des Umsteuervorgangs langsam vor sich gehende Druckabbau infolge eines Entweichens von Luft über die freigelegte Abströmöffnung zur Drosselstelle lässt daher die Haltekraft unberührt, bis die vorhandene Luftmenge einen kritischen Punkt erreicht hat. Noch bevor die im genannten Druckbehälter sich befindende Luft sich so weit entspannen konnte, sollte jedoch Drucköl nachfliessen und die vorhandene Restluft bis zu einem vorgegebenen Punkt wieder komprimieren, wobei die Abflussöffnung zur Drosselstelle nunmehr vom Öl abgedeckt wird. Es entweicht daher zunächst wiederum Öl aus dem genannten Druckbehälter und anschliessend wiederum Luft, so dass sich der vorstehend geschilderte Vorgang wiederholen kann. Hierdurch wird erreicht, dass die auf den Arbeitskolben wirkende Haltekraft selbsttätig ständig im sicheren Bereich gehalten wird. Gleichzeitig kann jedoch im oberen Bereich des beaufschlagten Druckbehälters in vorteilhafter Weise ein Luftpolster aufrechterhalten werden, so dass beim anschliessenden Umsteuervorgang in der umgekehrten Richtung lediglich im wesentlichen Luft aus dem betreffenden Druckbehälter zu verdrängen ist, wobei beispielswèise im Gegensatz zu einer Verdrängung von Öl die Reibungsverluste relativ gering gehalten werden können. Dies wirkt sich vor allem bei Manövern positiv aus. Ein weiterer Vorteil der erläuterten Massnahmen ist darin zu sehen, dass die nicht zu vermeidenden Leckverluste durch die zugegebene Druckölmenge ohne weiteres ausgeglichen werden können, so dass eine ständige Kontrolle des Oelstandes unterbleiben kann. Ausserdem ergibt sich hierdurch eine laufende Selbsterneuerung und Selbstreinigung der vorhandenen Hydraulikflüssigkeit. Die erzielbaren Vorteile sind daher insbesondere in ihrer Wirtschaftlichkeit zu sehen.
Da jede Brennkraftmaschine von einer bestimmten Grösse an zur Schmierung ohnehin ein komplettes Druckölsystem benötigt, können gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Druckbehälter einfach an eine Schmierölleitung anschliessbar sein. Hierdurch lässt sich jeder zusätzliche Aufwand für Druckwächter vermeiden und das ohnehin vorhandene Druckölsystem in wirtschaftlicher Hinsicht besser auslasten. Zweckmässig kann dabei die zum Druckölsystem führende Anschlussleitung vor einem Steuerventil in die Druckluftleitung einmünden, so dass ein und dasselbe Steuerventil sowohl für den Durchgang von Luft als auch von Öl benutzt werden kann. Das Steuerventil kann einfach als fernsteuerbares Zweiwegeventil ausgebildet sein, wobei jeweils der eine Druckbehälter an die Druckleitung und der andere Druckbehälter an die Rücklaufleitung angeschlossen wird.
Zweckmässig ist in der Anschlussleitung für die Druckluft ein fernsteuerbares Absperrventil vorgesehen, dem vorteilhaft ein Rückschlagventil nachgeordnet sein kann, welches im Bereich vor der Einmündung der Druckölleitung angeordnet ist. Hierdurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine Entlastung und vereinfachte Konstruktion der nachgeordneten Bauteile erreichen.
Zur Sicherstellung einer ausreichenden, auf den Arbeitskolben wirkenden Haltekraft auch im Falle eines vollständigen Ausfalls des Druckölsystems kann zweckmässig das Absperrventil und das Rückschlagventil der Druckluftleitung mittels einer Kurzschlussleitung überbrückt sein, wobei ein in Abhängigkeit vom Druck in der Druckölleitung steuerbarer Absperrschieber vorgesehen sein kann, der geöffnet wird, sobald der Druck im Druckölsystem unter ein festgelegtes Mindestmass absinkt.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Arbeitskolben mit einer kleinen Durchgangsbohrung versehen sein. Diese Bohrung hat die Aufgabe, die drucklose Seite des Verschiebezylinders mit der Druckseite zu verbinden. Hierdurch ergibt sich ein automatischer Zwangsumlauf von Drucköl und damit eine ständige Erneuerung, so dass einem Verschleiss wirksam vorgebeugt ist. Ausserdem ergibt sich durch das umlaufende Öl eine gleichmässige Erwärmung des gesamten Verschiebezylinders und beider Druckbehälter. Durch entsprechende Dimensionierung dieser Durchgangsbohrung und des Rückschlagventils der Ölleitung lässt sich hierbei ein ständiger, etwa konstanter ölstrom erreichen, wobei ein Druckabfall im Bereich der Druckseite praktisch vollständig vermieden werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass vom Arbeitskolben betätigbare Steuerschieber vorgesehen sind, mit Hilfe derer die zum Kommandostand führenden Rückmeldeleitungen aktivierbar sind. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Selbstkontrolle der gesamten Umsteuervorrichtung.
In der nachstehenden Beschriebung wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Hierbei zeigen:
Fig.l ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schaltungstechnischer Darstellung und
Fig. 2 den Druckverlauf im Druckbehälter über der Zeit.
In Fig. 1 ist bei 1 das Ende einer Steuerwelle einer Brennkraftmaschine angedeutet, die über einen Stutzen 2 mit einem in einem Verschiebezylinder 3 angeordneten Arbeitskolben 4 verbunden ist. Der Verschiebezylinder 3 ist zu beiden Seiten des Arbeitskolbens 4 über Druckleitungen 5 bzw. 6 mit Druckbehältern 7 bzw. 8 verbunden, die ihrerseits über zu einem Steuerventil 9 führende Stichleitungen 10 bzw. 11 an eine Druckluftleitung 12 bzw. einen drucklosen Rücklauf 13 anschliessbar sind. Das Steuerventil 9 ist zweckmässig als Vierwegeventil ausgebildet, so dass jeweils ein Druckbehälter mit dem Druckmittel beaufschlagbar und der andere Druckbehälter entlastbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll der Druckbehälter 7 beaufschlagt und der Druckbehälter 8 entlastet sein. Dementsprechend nimmt der Arbeitskolben 4 seine rechte Endstellung ein, die beispielsweise der Vorausstellung entsprechen soll. Die ölfüllung des Druckbehälters 7 ist dabei bis auf den bei a-a angedeuteten Stand gesunken und in die links des Arbeitskolbens 4 sich befindende Druckkammer 14 des Verstellzylinders 3 verdrängt. Der übrige Bereich des Druckbehälters 7 ist entsprechend der Stellung des Steuerventils 9 mit Druckluft gefüllt. Die rechts des Arbeitskolbens liegende Druckkammer 15 des Verstellzylinders 3 hat in der dargestellten Kolbenstellung ihre Minimalgrösse und entsprechend weist der ölstand im Druckbehälter B einen Höchststand auf.
Die zum Steuerventil 9 führende Druckluftleitung 12 ist zweckmässig mittels eines Absperrventils 16, dem ein Rückschlagventil 17 nachgeordnet ist, absperrbar. Der Arbeitsdruck im Druckluftsystem liegt etwa in einer Grössenordnung von zehn bar. Das Steuerventil 9 ist über Steuerleitungen 18 bzw. 19 etwa von der Kommandobrücke aus, vorzugsweise auf pneumatischem Wege, fernsteuerbar. Der Steuerdruck in den Steuerleitungen 18 bzw. 19 kann dabei etwa in einer Grössenordnung von sieben bar liegen. Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, gleiche Arbeits- und Steuerdrücke vorzusehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Steuerleitung 18 beim Kommando «voraus» beaufschlagt sein. Entsprechend ist die Steuerleitung 19 beim Kommando «zurück» beauf5
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schlagt. Entsprechend der dargestellten Stellung des Arbeitskolbens 4 soll daher die Steuerleitung 18 beaufschlagt sein. Das Absperrventil 16, das vorzugsweise als Zweiwegeschieber ausgebildet ist, kann ebenfalls mit Hilfe des Drucks in den Steuerleitungen 18 bzw. 19 betätigt werden. Hierzu sind die Steuerleitungen 18 bzw. 19 über ein Doppelrückschlagventil
20 verbunden, von dem aus eine entsprechende Zweigleitung
21 zum Absperrventil 16 führt. Sicherheitshalber weist das Absperrventil 16 auch Mittel 22 zur Handbetätigung bei Ausfall der Fernbedienung auf. Im Bereich des Verstellzylinders 3 sind ferner vom Arbeitskolben 4 etwa über Fühler 23 betätigbare Rückmeldeventile 24 bzw. 25 vorgesehen, mit Hilfe derer etwa an der Kommandobrücke die Beendigung des Umsteuervorgangs angezeigt werden kann. Dementsprechend können die Rückmeldeventile 24 und 25 etwa in einer direkt zum Kommandostand führenden Steuerleitung angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rückmeldung kaskadenartig aufgebaut, wobei die Rückmeldeventile
24 und 25 in zugeordneten, vom Schmierölsystem gespeisten Ölleitungen 26 bzw. 27 liegen, mit Hilfe derer den Ventilen 24 und 25 nachgeordnete Ventile 28 bzw. 29 hydraulisch betätigbar sind, die ihrerseits entsprechende pneumatische Steuerleitungen 30 und 31 betätigen. Sobald die Rückmeldung über den erfolgten Umsteuervorgang eingeleitet ist, wird zweckmässig das Absperrventil 16 in nicht dargestellter Weise umgeschaltet, so dass das Rückschlagventil 17 in Tätigkeit tritt.
Gemäss der Erfindung sind die Druckbehälter 7 und 8 vorzugsweise im Bereich ihrer mittleren Höhe mit Abströmleitungen 32 und 33 versehen, die ihrerseits entsprechende Drosselstellen 34 und 35 aufweisen. Die Abströmleitungen 32 und 33 enden, wie angedeutet, drucklos in eine Sammelleitung. Die Drosselstellen 34 und 35 sind dabei so dimensioniert, dass während der Beaufschlagung des entsprechenden Druckbehälters über das Steuerventil 9 infolge des hierüber entweichenden Mediums kein nennenswerter Druckabbau bzw. Mengenverlust entsteht. Für Versuchszwecke hat es sich als besonders zweckmässig erwiesen, wenn der Querschnitt der Drosselstellen 34 und 35 von Hand einstellbar bzw. nachstellbar ist. Aber auch im normalen Serienbetrieb kann dies zweckmässig sein. Die Druckbehälter 7 und 8 sind ferner an eine Druckölleitung anschliessbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu eine Verbindungsleitung 36 zum Schmierölsystem vorgesehen, welche im Bereich zwischen dem Steuerventil 9 und dem Rückschlagventil 17 in die Druckluftleitung 12 einmündet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass das Steuerventil 9 auch zur Steuerung des Druckölzuflusses zu den Druckbehältern 7 bzw. 8 herangezogen werden kann. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau. In der Verbindungsleitung 36 ist ein Rückschlagventil 37 angeordnet, welches erfindungsgemäss bei einem bestimmten Mindestdruck öffnet und die Zufuhr von Drucköl zu dem über das Steuerventil 9 beaufschlagten Druckbehälter freigibt. Hierdurch erfolgt in vorteilhafter Weise ein automatischer Ausgleich des mit der Zeit über die entsprechende Abströmleitung 32 bzw. 33 erfolgenden Masseverlustes, so dass der Druck im beaufschlagten Druckbehälter und damit auch die auf den Arbeitskolben 4 wirkende Haltekraft nicht unter ein bestimmtes Mindestmass absinken können. Ausserdem werden hierdurch die im Bereich des Verstellzylinders 3 nicht zu vermeidenden Leckverluste ausgeglichen und eine ständige Ölerneuerung erreicht. In Weiterbildung dieses Gedankens kann der Arbeitskolben 4 vorteilhaft mit einer kleinen Durchgangsbohrung 38 versehen sein, der die Aufgabe zukommt, die beaufschlagte Druckkammer 14 mit der drucklosen Druckkammer 15 zu verbinden, so dass sich ein langsamer, aber ständiger Zwangsumlauf des Öls und damit eine beschleunigte Erneuerung des Öls ergibt. Ausserdem wird hierdurch erreicht, dass sowohl die Druckseite als auch die drucklose Seite des Gesamtsystems eine annähernd ausgeglichene Vorwärmung erfahren, wodurch sich die Druckverluste beim Umsteuern wesentlich verkleinern lassen, da die Viskosität des Öls bekanntlich mit zunehmender Temperatur ebenfalls abnimmt. Die Dimensionierung der Bohrung 38 hängt vom Einzelfall ab und kann durch Versuche leicht ermittelt werden. Jedenfalls ist hierbei ein solcher Querschnitt zu wählen, dass die auf den Kolben wirkende Haltekraft hierdurch nicht beeinträchtigt wird. Für einen Kolbendurchmesser von 380 mm und einen Mindestdruck von 2,5 bar in der beaufschlagten Druckkammer hat sich dabei ein Bohrungsdurchmesser von 1,5 mm ergeben. Die Entnahme des erforderlichen Drucköls aus dem Schmierölsystem stellt eine besonders einfache und daher zweckmässige Lösung dar, da hierdurch jeder weitere Aufwand zur Erzeugung und Überwachung von Drucköl entfallen kann.
Sicherheitshalber kann das Absperrventil 16 und das diesem nachgeordnete Rückschlagventil 17 der Druckluftleitung mittels einer Kurzschlussleitung 39 überbrückt sein, in der ein in Abhängigkeit vom Druck im Schmierölsystem steuerbarer Absperrschieber 40 angeordnet sein kann, der geöffnet wird, sobald der Druck im Schmierölsystem unter ein bestimmtes Mindestmass fällt. Hierdurch ist auch Unfällen, wie einem völligen «black out» im Schmierölsystem, wirksam vorgebeugt. Der Absperrschieber 40 ist zweckmässig als Magnetventil ausgebildet, welches über die im Schmierölsystem ohnehin vorhandenen Druckwächter elektromagnetisch betätigbar ist. Sobald der Absperrschieber 40 betätigt ist, wird daher der beaufschlagte Druckbehälter mit Druckluft von einem Arbeitsdruck von etwa zehn bar beaufschlagt, so dass auch bei einem Ausfall der Druckölnachfuhr eine sichere, auf den Arbeitskolben 4 wirkende Haltekraft gewährleistet ist.
Nachstehend wird die Funktion der vorstehend beschriebenen Anordnung näher erläutert. Beim Kommando «voraus» wird die Leitung 18 mit Steuerluft beaufschlagt, so dass das Steuerventil 9 in Stellung «voraus» gebracht wird und über das Doppelrückschlagventil 20 auch das Absperrventil 16 betätigt wird, wodurch die Leitung 12 mit Arbeitsdruck von etwa zehn bar beaufschlagt wird. Über das Rückschlagventil 17 und das Steuerventil 9 kann somit Druckluft etwa in den Druckbehälter 7 einströmen, der bis zu diesem Zeitpunkt mit öl gefüllt war. Hierdurch baut sich in diesem Leitungssystem ein entsprechender Druck auf, so dass sich der Arbeitskolben 4 und damit die Steuerwelle 1 in die gewünschte Lage verschieben. Kurz vor Erreichen der Endlage betätigt der Arbeitskolben 4 das Rückmeldeventil 24, das dann die Rückmeldung für den bereits erfolgten Umsteuervorgang an die Kommandobrücke einleitet. Von dort aus wird nunmehr die Leitung 18 entlüftet und dadurch das Absperrventil 16 umgeschaltet, wodurch die in das untere Leitungssystem eingeströmte Luft durch das Rückschlagventil 17 praktisch eingesperrt wird. Der Umsteuervorgang ist damit beendet.
Nach dem Umsteuern ist der Ölspiegel im Druckbehälter 7 bis auf die Höhe a-a unterhalb des Anschlusses der Abströmleitung 33 abgesunken. Oberhalb der bei a-a angedeuteten Grenzfläche ist Luft, hier mit einem Druck von zehn bar, eingeschlossen, die nunmehr durch die vom Ölspiegel befreite Abströmöffnung 33 über die Drosselstelle 35 langsam ausströmen kann. Der Druck im Druckbehälter 7 baut sich dabei langsam ab, wobei die Höhe des Ölspiegels nahezu konstant bleibt. Der Druckverlauf ist anschaulich aus dem Diagramm der Figur 2 zu entnehmen. Hierzu ist der Druck in Bar über der Zeit aufgetragen. Zu Beginn des Umsteuervorgangs steigt der Druck vom entlasteten Zustand steil bis in den Bereich von etwa zehn bar an. Zehn bar soll im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Arbeitsdruck in der vom Absperrventil 16 steuerbaren Druckleitung betragen. Während des Umsteuervorgangs bleibt der Druck auf annähernd konstanter Höhe. Es steht daher während des gesamten Umsteuervorgangs eine
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relativ grosse den Arbeitskolben 4 antreibende Kraft zur Verfügung, so dass der gesamte Umsteuervorgang in relativ kurzer Zeit wieder beendet ist. Hiernach muss die Steuerwellenstellung lediglich noch mit einer definierten Haltekraft, die ständig auf den Arbeitskolben 4 in Richtung Endlage wirkt, gehalten s werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll diese Kraft etwa bei einem Druck von 2,5 bar in der Druckkammer 14 und damit im Druckbehäjter 7 sicher erreicht sein. Entsprechend der Kurve in Figur 2 baut sich der Druck im Druckbehälter 7 nach Beendigung des Umsteuervorgangs aufgrund des i« Luftverlustes über die Drosselstelle 35 zunächst rasch und dann immer langsamer ab. Sobald der Druck auf ein Mindestmass abgesunken ist, das von dem zur sicheren Aufrechterhaltung der notwendigen Haltekraft erforderlichen Druck einen ausreichenden Sicherheitsabstand aufweist, im vorliegenden is Fall etwa 3,5 bar, öffnet das Rückschlagventil 37 im Bereich der Verbindungsleitung 36 zum Schmierölsystem, in welchem etwa ein Druck von vier bar herrschen soll. Abhängig vom Differenzdruck kann nun Drucköl in den Druckbehälter 7 einströmen, wodurch sich der Druckabbau bereits langsam 20 verzögert. Durch das einströmende öl beginnt der ölspiegel zu steigen und erreicht bei mindestens 2,5 bar, vorzugsweise etwas darüber, die Abströmöffnung 33, die hierdurch für die Druckluft praktisch verschlossen wird. Der Differenzdruck zwischen dem Druck vor und nach dem Rückschlagventil 37 2s hat hierbei spätestens sein Maximum erreicht. Sobald das öl die Abstromöffnung 33 bedeckt, steigt der Druck im Druckbehälter 7 wieder an, da die verhältnissmässig kleinen ölmengen, die über die Drosselstelle 35 verloren gehen, schnell durch die grossen Einströmmengen ersetzt werden. Der ölspiegel steigt so daher weiter an und komprimiert das eingeschlossene Luftpolster praktisch bis zum Druckausgleich bei 3,5 bar, der auf der Höhe b-b (Figur 1) erreicht ist. Infolge des Ölverlustes über die Drosselstelle 35 sinkt der ölspiegel wieder langsam ab und der vorstehend geschilderte Vorgang hinsichtlich der Nachfüllung von öl wiederholt sich, bis wieder Druckausgleich erreicht ist, im vorliegenden Fall etwa 3,5 bar. Die eingeschlossene auf 3,5 bar komprimierte Luft hat die Aufgabe zu verhindern, dass der Druck im Bereich der Druckkammer 14 nicht kurzzeitig unter den kritischen Druck von 2,5 bar absinken kann, etwa bei einem plötzlichen Öldruckabfall im Versorgungssystem. Zweckmässig hat sich dabei eine derartige Dimensionierung erwiesen, dass etwa drei Minuten zur Verfügung stehen, bis der Druck auf sein Minimum von 2,5 bar abgefallen ist. Innerhalb dieser Zeit ist nämlich längst das Absperrventil 40 aktiviert, so dass der volle Arbeitsdruck eingeleitet wird. Der Druckverlauf, der sich ohne die erfin-dungsgemässe Massnahme ergeben würde, ist in Figur 2 mit gestrichelten Linien angedeutet.
Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird ersichtlich mit einfachen Mitteln erreicht, dass der Druck vor dem Arbeitskolben 4 nach Beendigung des Umsteuervorgangs immer oberhalb 2,5 bar gehalten werden kann, was bedeutet, dass die auf den Arbeitskolben 4 wirkende Haltekraft zu keinem Zeitpunkt unterhalb die erforderliche Mindestkraft absinkt, wobei sich gleichzeitig eine selbsttätige Überwachung des ölstandes ergibt. Die Erfindung gewährleistet daher in vorteilhafter Weise eine hohe Sicherheit und ein grosses Mass an Wartungsfreiheit.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

620967 PATENTANSPRÜCHE
1. Umsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Schiffsdieselmotor, mit einem einen mit einer Steuerwelle (1) verbundenen, doppeltwirkenden Arbeitskolben (4) aufweisenden Verschiebezylinder (3), dessen Druckkammern (14, 15) zu beiden Seiten des Arbeitskolbens (4) an je einen mit einer Ölfüllung versehenen Druckbehälter (7,8) angeschlossen sind, die ihrerseits über ein fernsteuerbares Steuerventil (9) an eine Druckluftleitung (12) anschliessbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbehälter (7,8) zur Aufrechterhaltung einer definierten, auf den Arbeitskolben (4) drückenden Kraft ausserdem an eine mittels eines bei einem bestimmten Druck öffnenden Rückschlagventils (37) gesteuerte Druckölleitung (36) anschliessbar sind und je mit einer eine Drosselstelle (34, 35) aufweisenden Abströmöffnung (32, 33) versehen sind, um welche der Spiegel der Ölfüllung schwankt.
2. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbehälter (7,8) an eine Schmierölleitung anschliessbar sind.
3. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckölleitung (36) vor dem Steuerventil (9) in die Druckluftleitung (12) einmündet.
4. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckluftleitung (12) ein fernsteuerbares Absperrventil (16) vorgesehen ist.
5. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Absperrventil (16) ein Rückschlagventil (17) nachgeordnet ist.
6. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (16) über ein Doppelrückschlagventil (20) an vom Kommandostand zum Steuerventil (9) führende Steuerleitungen (18, 19) anschliessbar ist.
7. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (9) als Vierwegeventil ausgebildet ist.
8. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (16) und das Rückschlagventil (17) der Druckluftleitung (12) mittels einer Kurzschlussleitung (39) überbrückt sind, in der ein in Abhängigkeit vom Druck in der Druckölleitung (36) steuerbarer Absperrschieber (40) angeordnet ist, der geöffnet wird, sobald der Druck unter ein festgelegtes Mindestmass absinkt.
9. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrschieber (40) mittels eines Druckwächters der Schmieröldruckleitung elektromagnetisch oder pneumatisch betätigbar ist.
10. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (4) mit einer kleinen Durchgangsbohrung (38) versehen ist.
11. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Arbeitskolben (4) betätigbare Steuerschieber (24,25) vorgesehen sind, mit Hilfe derer zum Kommandostand führende Rückmeldeleitungen (30,31) aktivierbar sind.
12. Umsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Drossel-steilen (34,35) versehenen Abströmöffnungen (32,33) sich etwa auf der mittleren Höhe der zugehörigen Druckbehälter (7,8) befinden.
CH610377A 1976-06-02 1977-05-16 Reversing device for an internal combustion engine CH620967A5 (en)

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