DE1007206B

DE1007206B - Fernbedienungsanlage fuer umsteuerbare Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen, zum Antrieb von Schiffen

Info

Publication number: DE1007206B
Application number: DEM29685A
Authority: DE
Inventors: Walter Benz; Friedrich Henninger
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1956-02-17
Filing date: 1956-02-17
Publication date: 1957-04-25

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Fernbedienungsanlagen für umsteuerbare Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen, zum Antrieb von Schiffen, bei denen Druckluft als Steuermittel verwendet wird. Die Verwendung von Druckluft vereinfacht die Ausführung der Steuerleitungen zur Brücke, die in manchen Fällen beweglich sein müssen, und ergibt eine weitgehende Unempfindlichkeit der Anlage gegen Witterungseinflüsse.

Die bekannten Fernbedienungsanlagen benötigen eine große Menge von Betätigungsventilen und Betätigungszylindern für das Umsteuern in zwei Richtungen, Anlassen, Verstellen der Brennstoffzufuhr und Aufhebung von Blockierungen. Besonders vielteilig wird eine derartige Anlage infolge der aus Sicherheitsgründen zu stellenden Forderung, daß die Bedienung der Maschine sowohl von der Brücke aus als auch vom Maschinenraum aus möglich sein muß. Hierfür wird eine große Anzahl von Doppelrückschlagventilen und ein zweiter Satz Betätigungsventile erforderlich. Eine weitere Erschwerung ist darin zu sehen, daß das Anlassen des Dieselmotors und die Verschiebung der Steuerwelle zur Umsteuerung mittels Druckluft hoher Spannung, die Fernbetätigung dagegen aus Sicherheitsgründen mit Druckluft niedriger Spannung gespeist werden müssen. Hierdurch werden Relaisventile zur Kopplung der beiden Druckluftnetze benötigt. Außerdem wird gefordert, daß Maschinenmanöver bei Versagen des Niederdruckluftteiles vom Maschinenraum aus mit mechanischen Mitteln ausgeführt werden können, da diese langjährig bewährte Betätigungsart als die sicherste angesehen wird. Die bisher bekanntgewordenen Bauarten ließen diese Möglichkeit nicht zu.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fernbedienungsanlage zu schaffen, die den vorstehend erwähnten Forderungen gerecht wird und sich dabei durch größtmöglichste Einfachheit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung an einer Fernbedienungsanlage der vorstehend beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die von den Betätigungsventilen kommende Druckluft die Verdrehung oder Verschiebung eines Formkörpers bewirkt, die das zu der gewünschten Drehrichtung gehörende Umsteuerventil öffnet, wobei die nachfolgende Bewegung der Steuerwelle die Lage des Formkörpers derart weiter verändert, daß er aus dem Bereich des Umsteuerventils in den Bereich des Anlaßventils gerät und dasselbe öffnet.

Durch diese Gestaltung ist es möglich, mit nur zwei Betätigungsventilen und einem doppeltwirkenden oder zwei einfachwirkenden Betätigungszylindern für die Fernbedienung der Umsteuerung auszukommen.

Fernbedienungsanlage für umsteuerbare

Brennkraftmaschinen,

insbesondere Dieselmaschinen,

zum Antrieb von Schiffen

Anmelder:

Motoren-Werke Mannheim A. G.

vorm. Benz Abt. stat. Motorenbau,

Mannheim, Carl-Benz-Str. 5

Walter Benz, Mannheim-Friedrichsfeld,

und Friedrich Henninger, Mannheim-Wallstadt,

sind als Erfinder genannt worden

Ebenfalls als Vorteil ist die Tatsache zu erwähnen, daß es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung möglich ist, bei Ausfall der Verbindung zur Brücke oder der Versorgung mit Druckluft niederen Druckes die Handbetätigung rein mechanisch ohne irgendwelche Umschaltungen vorzunehmen, wobei lediglich wie bisher die Anlaßluft, ohne die Maschinen dieser Größe nicht gestartet werden können, benötigt wird. Außer dem Handhebel ist kein mechanischer Aufwand für die Handbetätigung notwendig. Endlich ist durch die erfindungsgemäße Gestaltung dafür gesorgt, daß sich Undichtigkeiten in den Steuerleitungen zur Brücke nicht störend auswirken können, da diese Leitungen nur bei Änderung eines Betriebszustandes beaufschlagt werden. Ein anderes besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Abstellen der Maschine schon durch kurzes Betätigen des Stopventils geschieht, was durch eine geeignete Arretierung eines zweiarmigen Hebels bewirkt wird, der außerdem noch in einfachster Weise die automatische Abstellung bzw. Begrenzung der Brennstofförderung beim Umsteuer- und Anlaßvorgang ausführt. Die letztgenannten Maßnahmen wirken sich günstig im Sinne einer möglichst geringen Beanspruchung der Steuerleitungen und im Sinne der sonstigen Vereinfachung aus.

In der Zeichnung ist die Anlage in schematischer Form dargestellt.

Auf der Hauptwelle 1 der Fernbedienungsanlage ist der Formkörper 2 und der Abstellnocken 3 in Richtung der Achse der Welle 1 verschiebbar in Dreh-

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bindung. Das Betätigungsventilgehäuse 55 ist auf der Brücke angebracht. Die Ventile 52 und 53 können sowohl auf der Brücke als auch im Maschinenraum angeordnet sein. Alle übrigen dargestellten Teile sind an der Maschine angebaut. Vom Maschinenraum zur Brücke des Schiffes sind lediglich die Leitungen 59, 60, 61 und die Leitung 51 oder 54 gegebenenfalls bei Vorhandensein eines ein- und ausfahrbaren Steuerstandes als bewegliche Schläuche zu führen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Fernbedienungsanlage ist folgende: Es sei angenommen, die Steuerwelle stehe in der gezeichneten Stellung, d. h. in Stellung für Drehrichtung »Zurück«, und die Maschine soll für »Vorwärtsfahrt« umgesteuert wer-

richtung fest angebracht. Der Formkörper 2 trägt zwei Erhebungen 4, der Abstellnocken 3 zwei Erhebungen 5. Formkörper 2 und Abstellnocken 3 werden durch eine Feder 6 aneinandergepreßt, so daß bei einer Verschiebung des einen Teiles das andere Teil 5 folgen muß. In den Nocken 3 greift der Mitnehmerring 7 ein, der über die Winkelhebel 8 und 9 und die Verbindungsstange 10 mit der auf der Steuerwelle 11 in Längsrichtung fest, in Drehrichtung beweglich angebrachten Muffe 12 so verbunden ist, daß sich Längs- io bewegungen der Steuerwelle auf ihn übertragen. Auf der Welle 1 ist ferner die Klinke 13 lose aufgesteckt, die in nicht dargestellter Weise so geführt ist, daß sie sich auf der Welle 1 verschieben, aber nicht aus der

gezeigten Lage verdrehen kann. Die Feder 6 versucht 15 den. Hierzu drückt der Schiffsführer das Betätigungsdie Klinke 13 in Richtung auf den fest auf der Welle 1 ventil 57 nieder, wodurch Druckluft durch die angebrachten Haltenocken 14 zu verschieben. Auf die Leitung 60 auf den Kolben 16 einwirkt und die Welle 1 werden durch den Doppelhebel 15 die Be- Hauptwelle 1 im Uhrzeigersinn um 45° verdreht. Die wegungen der Kolben 16 und 17 übertragen, die in linke Erhebung 4 des Formkörpers 2 hebt das Venden Betätigungszylinder 18 und 19 gleiten und durch 20 til 23 entgegen der Kraft der Feder 26. Hierdurch gedie vorgespannten Federn 20 und 21 in die gezeigte langt Druckluft aus dem Raum 29 in den Raum 31

und von dort durch die Leitung 32 in den ölzylinder 33. Das in diesem enthaltene Öl wird in dem Raum rechts des Kolbens 39 verdrängt, wodurch derenthält. Die genannten Ventile werden durch die 25 selbe die Steuerwelle 11 nach links in Stellung Dreh-Federn 26, 27 und 28, sowie durch die im Raum 29 richtung »Voraus« schieben kann. Die Bewegung der befindliche Druckluft auf ihren Sitz im Gehäuse 22 Steuerwelle überträgt sich über die Teile 7, 8, 9, 10 gepreßt. Druckluft von hoher Spannung (12 bis und 12 auf den Formkörper 2, der auf der Welle 1 35 kg/cm²) wird bei 30 von einem nicht dargestellten entgegen der Kraft der Feder 6 nach rechts geschoben Anlaßluftverdichter dem Raum 29 zugeführt. Unter 30 wird. Hierdurch hebt die schräge Fläche 62 das

Lage zurückgeführt werden. In der Nähe des Formkörpers 2 ist das Ventilgehäuse 22 befestigt, das die Umsteuerventile 23 und 24 und das Anlaßventil 25

Anlaßventil 25
Raum 37 und

dem Ventil 23 befindet sich der Raum 31, der durch die Leitung 32 mit dem Ölzylinder 33 in Verbindung steht. Unter dem Ventil 24 befindet sich der Raum 34, der durch die Leitung 35 mit dem ölzylinder 36 in

Verbindung steht. Der Raum 37 unter dem Ventil 25 35 wegung des Formkörpers 2 aus ist mit der nicht dargestellten Anlaßeinrichtung der linken Erhebung 4 und schließt

Maschine verbunden. Die Ölzylinder 33 und 36 stehen mit den Stirnseiten des Steuerwellenverschiebezylinders 38 in Verbindung, in dem der Kolben 39

an. Die Druckluft strömt in den von dort zum Anlaß system der Maschine, wodurch diese anspringt. Das Umsteuerventil 23 gerät durch die vorstehend beschriebene Be-

dem Bereich der wieder. Während

dieser Bewegung verdreht die rechte Erhebung 5 des Abstellnockens 3 den zweiarmigen Hebel 42 entgegen dem Uhrzeigersinn und stellt damit die Regel

gleitet, der fest mit der Muffe 12 verbunden ist. An 40 stange 47 auf Nullförderung. Im Verlauf der Bewe-

dem Winkelhebel 9 befindet sich eine Vierkantwelle 40, die es gestattet, die Steuerwelle von Hand zu verschieben. Auf der Abstellwelle 41 ist der zweiarmige Hebel 42, der eine Aussparung 43 trägt, sowie

gung des Formkörpers 2 nach rechts gerät das linke Ende 63 des Hebels 42 nach Verlassen der rechten Erhebung 5 in Berührung mit dem Mitnehmerring 7, wodurch die Nullförderungsstellung aufrechterhalten

pumpen dem Einfluß des nicht dargestellten Drehzahlreglers freigegeben wird, der sie auf Brennstoffförderung stellt. Die Klinke 13 kann nicht unter das

der Winkelhebel 44 befestigt, der die Verbindung 45 bleibt und darauf mit dem Grundkreis der linken Erzwischen dem Kolben 45 des Betätigungszylinders 46 hebung 5, wodurch die Regelstange 47 der Brennstofr- und der Regelstange 47 der nicht dargestellten Einspritzpumpen hergestellt. Eine Feder 48 sorgt dafür,
daß der Hebel 42 an einer der Erhebungen 5 des

Abstellnockens 3 oder am Außendurchmesser des 50 rechte Ende 64 des Hebels 42 einschnappen, da ihre Mitnehmerringes 7 anliegt. An dem Winkelhebel 44 Erhebung 66 mit der Erhebung 65 des Haltenockens ist der Hebel 49 befestigt, der ebenso wie der am in Berührung gerät, wodurch die Klinke 13 in der Haltenocken 14 befestigte Hebel 50 so an der gezeichneten Lage festgehalten wird. Ist die Maschine Maschine angebracht ist, daß er dem im Maschinen- angesprungen, so läßt der Schiffsführer das Betätiraum befindlichen Personal zugänglich ist. Von dem 55 gungsventil 57 los und entlüftet dadurch den Betäti-Raum 29 führt eine Leitung 51 zu dem Absperr- gungszylinder 18 über die Leitung 60, worauf die

Feder 20 die Hauptwelle in die dargestellte Drehlage zurückbringt. Dadurch kann das Anlaßventil 25 wieder schließen. Der Umsteuer- und Anlaßvorgang sehende Druck von 35 kg/cm² auf 8 kg/cm² herab- 60 ist beendet. Wird beispielsweise eine der Leitungen 60, gemindert und durch die Leitung 54 dem Betätigungs- 51 oder 54 so stark undicht, daß in dem Betätigungsventilgehäuse 55 zugeleitet wird. Dieses enthält das zylinder 18 kein zum Bewegen der Welle 1 aus-Stopventil 56, das Betätigungsventil 57 für Um- reichender Druck mehr entsteht, so kann der vorsteuern und Anlassen in Drehrichtung »Voraus« und stehend beschriebene Vorgang auch durch Bewegen das Betätigungsventil 58 für Umsteuern und An- 65 des Hebels 50 in die Stellung 67 bewirkt werden, lassen in Drehrichtung »Zurück«. Das Ventil 56 ist Soll die Maschine aus der gezeigten Stellung der

durch die Leitung 59 mit dem Innenraum des Betäti- Einzelteile der Fernbedienungsanlage in Drehrichtung gungszylinders 46 verbunden. Die Ventile 57 und 58 »Rückwärts« angelassen werden, so ist das Betätistehen durch die Leitungen 60 und 61 mit den Innen- gungsventil 58 niederzudrücken. Hierdurch wird der räumen der Betätigungszylinder 18 und 19 in Ver- 70 Kolben 17 beaufschlagt, der entgegen der Wirkung

ventil 52, das den Luftzufluß zu dem Druckminderventil 53 beherrscht. Das Druckminderventil 53 ist so eingestellt, daß der normalerweise im Raum 29 herr-

der Feder 21 die Welle 1 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht. Durch diese Bewegung bleiben die Umsteuerventile 23 und 24 unbeeinflußt. Es wird lediglich das Anlaßventil 25 geöffnet, wodurch die Maschine anspringt. Die Stellung des Hebels 42 bleibt unbeeinflußt, so daß der Drehzahlregler der Maschine die volle Brennstoffmenge zukommen lassen kann. Bei Versagen der Fernbedienung kann dieser Vorgang durch Umlegen des Hebels 50 in Stellung 68 eingeleitet werden. Die eben beschriebenen Vorgänge können natürlich auch für die entgegengesetzte Drehrichtung zum Ablauf gebracht werden.

Soll die Maschine abgestellt werden, so ist das Stopventil 56 niederzudrücken. Hierdurch wird der Kolben 45 des Betätigungszylinders 46 beaufschlagt, wodurch die Regelstange 47 über den Winkelhebel 44 auf »Nullförderung« gestellt wird. Der Hebel 42 wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Klinke 13 unter der Wirkung der Feder 6 unter das Ende 64 einschnappen kann. Hierdurch wird erreicht, daß ein kurzes Niederdrücken des Stopventils 56 genügt, um die Maschine stillzusetzen, so daß der Schiffsführer nicht gezwungen ist, das Stopventil so lange niederzudrücken, bis die Maschine zum Stillstand gekommen ist, was bei großen Maschinen und schneller Fahrt des Schiffes immer einige Zeit dauert. Im Falle eines Versagens der Fernbedienung kann dieser Vorgang auch durch Umlegen des Hebels 49 in die Stellung 69 veranlaßt werden. Eine Betätigung der Ventile 57 oder 58 löst die Arretierung der Teile 64 und 13 wieder aus.

Der Umsteuervorgang kann vor seiner Beendigung angehalten und rückgängig gemacht werden, indem das Betätigungsventil für die Gegenrichtung niedergedrückt bzw. der Hebel 50 in seine andere Stellung gelegt wird. Um bei Ausfall der Steuerleitungen zur Brücke infolge von Schlauchbruch unnötige Luftverluste zu vermeiden, kann das Ventil 52 geschlossen werden. Die Maschine wird in diesem Falle mittels der Hebel 50 und 49 vom Maschinenraum aus bedient.

Der Mitnehmerring 7 kann so ausgebildet werden, daß die Maschine schon beim ersten öffnen des Anlaßventils 25 eine verminderte Brennstoffzufuhr erhält. Hierzu sind die den Erhebungen 5 benachbarten Partien des Mitnehmerringes 7 kegelig auszubilden.

Es kann unter Umständen auch vorteilhaft sein, mit einem Formkörper 2 zu arbeiten, der an Stelle der gezeigten Dreh- und Längsbewegung zwei geradlinige Bewegungen ausführt. Die Bewegungen können in einer oder in mehreren Ebenen verlaufen.

Claims

Patentansprüche

1. Fernbedienungsanlage für umsteuerbare Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen, zum Antrieb von Schiffen, bei der Druckluft als Steuermittel verwendet wird und bei der je ein Betätigungsventil für Anlassen und Umsteuern in Drehrichtung »Voraus« und »Zurück« auf der Brücke des Schiffes vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Betätigungsventilen (57, 58) kommende Druckluft eine Verdrehung oder Verschiebung eines Formkörpers (2) bewirkt, die das zur gewünschten Drehrichtung gehörende Umsteuerventil (23, 24) öffnet, wobei die nachfolgende Bewegung der Steuerwelle (11) die Lage des Formkörpers (2) derart weiter verändert, daß er aus dem Bereich des Umsteuerventils (23, 24) in den Bereich des Anlaßventils (25) gerät und dasselbe öffnet.

2. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein für das Personal im Maschinenraum zugänglicher Umsteuerhebel (50) so mit dem Formkörper (2) verbunden ist, daß durch den Umsteuerhebel (50) lediglich die zur öffnung der Umsteuerventile (23,24) oder des Anlaßventils (25) notwendigen Bewegungen auf den Formkörper übertragen werden können, ohne daß die Bewegung des Formkörpers (2) infolge der Bewegungen der Steuerwelle (11) gehindert wird.

3. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzufuhr durch einen mit dem Formkörper (2) verbundenen Abstellnocken (3) etwa so lange abgestellt wird, wie der Formkörper (2) ein Umsteuerventil (23, 24) öffnet.

4. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstellnocken (3) an einem Ende (63) eines zweiarmigen Hebels (42) angreift, dessen anderes Ende (64) durch eine federbelastete Klinke (13) nur dann in der Abstellage festgehalten wird, wenn diese durch einen Haltenocken (14) in der Schließlage der Umsteuer- (23, 24) und Anlaßventile (25) freigegeben wird.

5. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltenocken (14) so mit dem Formkörper (2) verbunden ist, daß er lediglich bei einer Bewegung des Formkörpers (2), welche die Umsteuerventile (23, 24) oder das Anlaßventil (25) öffnet, jedoch nicht bei einer Bewegung des Formkörpers, die durch die Bewegung der Steuerwelle (11) verursacht ist, in eine Stellung mitgenommen wird, welche die federbelastete Klinke (13) am Einschnappen an dem zweiarmigen Hebel (42) hindert.

6. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiarmige Hebel (42) durch Betätigen des auf der Brücke befindlichen Stopventils (56) mittels Druckluft in seine Abstellage gebracht werden kann.

7. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiarmigen Hebel (42) ein dem Personal im Maschinenraum zugänglicher Stophebel (49) verbunden ist.

8. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (2) und der Abstellnocken (3) für die Stellungen »Voraus« und »Zurück« je eine Erhebung (4, 5) aufweisen.

9. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Formkörper (2) und an dem zweiarmigen Hebel (42) federnde Mittel (20, 21, 48) angreifen, welche dieselben nach Aufhören der Druckluftfernbetätigung von der Brücke aus oder der Handbetätigung vom Maschinenraum aus in die zur Schließlage der Umsteuerventile (23, 24) und des Anlaßventils (25) bzw. zur Freigabe der Brennstofförderung gehörenden Lagen zurückkehren lassen.

10. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerventile (23, 24) und das Anlaßventil (25) mit Druckluft hohen Druckes (12 bis 35 kg/cm²), die Betätigungsventile (57, 58) und das Stopventil (56) mit Druckluft niederen Druckes (4 bis 8 kg/cm²) beaufschlagt sind.

11. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Er-

hebungen (5) des Abstellnockens (3) angeordnete Mitnehmerring einen solchen Durchmesser aufweist, daß der zweiarmige Hebel (42) in Stopstellung gebracht wird, wenn er auf dem Mitnehmerring (7) aufliegt.

12. Fernbedienungsanlage nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische

Außenbegrenzung des Mitnehmerringes (7) in der Nähe der Erhebungen (5) des Abstellnockens (3) eine kegelige Verjüngung aufweist, so daß der zweiarmige Hebel (42) auf verminderte Brennstofförderung eingestellt ist, wenn eine der Erhebungen (4) des Formkörpers (2) in den Bereich des Anlaßventils (25) gerät.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen