Antrieb für Kühlwasserkreiselpumpen von Brennkraftmaschinen, insbesondere
Schiffsdieselmotoren Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb der Kühlwasserkreiselpumpen
von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Schiffsdieselmotoren.Drive for cooling water centrifugal pumps for internal combustion engines, in particular
Marine diesel engines The invention relates to the drive of the cooling water centrifugal pumps
of internal combustion engines, especially in marine diesel engines.
Bekanntlich ist die Leistung von Kreiselpumpen stark von der Pumpendrehzahl
und damit bei Kühlwasserpumpen für Brennkraftmaschinen auch von der Drehzahl des
Motors abhängig. Dies ist besonders nachteilig bei ortsveränderlichen Anlagen, z.
B. Schiffsdieselmotoren, wo beispielsweise für Kanaldurchfahrten, Hafenfahrten oder
bei Aufnahme von Last bei Schleppern die Drehzahl der Brennkraftmaschine stark verringert
werden muß und vor allem in letzterem Fall meistens bei kleiner Motordrehzahl ein
hohes Drehmoment zu fahren ist. Infolge der geringen Drehzahl des Motors sinkt aber
zwangläufig die Kühlwasserpumpenleistung, und die Gefahr einer Überhitzung ist infolge
des ungenügenden Kühlwasserdurchsatzes sehr leicht gegeben. Die dadurch hervorgerufenen
Schäden an der Brennkraftmaschine können mitunter zu deren Ausfall führen.It is well known that the performance of centrifugal pumps depends to a large extent on the pump speed
and thus also from the speed of the cooling water pumps for internal combustion engines
Engine dependent. This is particularly disadvantageous in portable systems such.
B. marine diesel engines, where for example for passage through canals, port trips or
when a load is picked up by tractors, the speed of the internal combustion engine is greatly reduced
must be and especially in the latter case mostly at a low engine speed
high torque is to be driven. As a result of the low speed of the motor, however, it drops
inevitably the cooling water pump performance, and the risk of overheating is as a result
the insufficient cooling water throughput very easily given. The resulting
Damage to the internal combustion engine can sometimes lead to its failure.
Man hat daher bereits vorgeschlagen, bei einer Kraftanlage die Kühleinrichtung
auf elektrischem Wege mit einer solchen Drehzahl anzutreiben, daß eine der in der
Hauptmaschine erzeugten Wärmemenge mindestens annähernd äquivalente Wärmemenge abgeführt
wird.It has therefore already been proposed to use the cooling device in a power plant
to be driven electrically at such a speed that one of the in the
Main engine generated amount of heat dissipated at least approximately equivalent amount of heat
will.
Ein derartiger Antrieb der Kühleinrichtung erfordert jedoch einen
erheblichen Aufwand in Form eines Generators oder eines Netzes sowie eines eigenen
Antriebsmotors für die Kühlwasserpumpe neben einer Vielzahl elektrischer Schaltorgane.
Dadurch wird die Anlage wesentlich komplizierter und ist nicht mehr auf beschränktem
Raum unterzubringen.Such a drive of the cooling device, however, requires one
considerable effort in the form of a generator or a network as well as your own
Drive motor for the cooling water pump in addition to a large number of electrical switching devices.
This makes the system much more complicated and is no longer limited
To accommodate space.
Es ist weiterhin bekannt, bei einer Brennkraftmaschine die Kühlwasserpumpe
und den Kühlluftventilator von der Kurbelwelle aus über eine Wirbelstromkupplung
anzutreiben. Diese Ausführung weist aber die gleichen Nachteile wie die vorbeschriebene
Kraftanlage auf.It is also known, in an internal combustion engine, the cooling water pump
and the cooling air fan from the crankshaft via an eddy current clutch
to drive. However, this design has the same disadvantages as the one described above
Power plant on.
Des weiteren hat man bereits vorgeschlagen, die Kühlwasserpumpe einer
mit veränderlicher Drehzahl laufenden Kraftmaschine über ein durch eine geradlinige
Hin- und Herbewegung einer Riemengabel verstellbares, stufenloses Getriebe anzutreiben,
derart, daß bei jeder Motordrehzahl stets die der günstigsten Förderleistung entsprechende
Pumpendrehzahl vorhanden ist. Zur Regelung wurde dabei unter anderem ein von der
Maschinenwelle angetriebener Fliehkraftregler verwendet. Die Beibehaltung der gleichen
Geschwindigkeit der Pumpenwelle ist hier verhältnismäßig schwierig und ein für einen
großen Drehzahlbereich ausgelegter Regler erforderlich.Furthermore, it has already been proposed that the cooling water pump a
variable speed engine via a through a rectilinear
Back and forth movement of a belt fork to drive an adjustable, continuously variable transmission,
in such a way that at any engine speed the one corresponding to the most favorable delivery rate is always the case
Pump speed is available. Among other things, one of the
Machine shaft driven centrifugal governor used. Keeping the same
Pump shaft speed is relatively difficult here and one for one
large speed range designed controller required.
Diese Mängel werden bei einem Antrieb für Kühlwasserkreiselpumpen
von mit veränderlicher Drehzahl laufenden Brennkraftmaschinen, insbesondere Schiffsmotoren,
welche über ein stufenlos regelbares mechanisches Getriebe mit der Kurbelwelle der
Brennkraftmaschine derart verbunden ist, daß bei jeder Motordrehzahl stets die der
günstigsten Förderleistung entsprechende Pumpendrehzahl vorhanden ist, erfindungsgemäß
dadurch behoben, daß das stufenlos regelbare Getriebe in an sich bekannter Weise
durch eine Schraubspindel verstellt wird und daß die Schraubspindel durch ein mit
der Steuerwelle der Maschine kuppelbares Wendegetriebe verstellbar ist, das seinerseits
von einem auf der Pumpenwelle angeordneten Regelorgan geschaltet wird. Das Regelorgan
ist dabei zweckmäßigerweise auf dem der Kühlwasserpumpe abgewendeten Ende der Abtriebswelle
des stufenlosen Getriebes angeordnet, wird über ein Gestänge mit einer Klauenkupplung
zum Einschalten des Wendegetriebes verbunden und besteht aus einem Fliehkraftregler.These deficiencies are in a drive for cooling water centrifugal pumps
of internal combustion engines running at variable speeds, especially marine engines,
which is connected to the crankshaft of the
Internal combustion engine is connected in such a way that at any engine speed always the
favorable delivery rate corresponding pump speed is available, according to the invention
fixed in that the continuously variable transmission in a known manner
is adjusted by a screw spindle and that the screw spindle by a with
the control shaft of the machine is adjustable reversing gear, which in turn
is switched by a control element arranged on the pump shaft. The regulating body
is expediently on the end of the output shaft facing away from the cooling water pump
of the continuously variable transmission is arranged via a linkage with a claw clutch
connected to switch on the reversing gear and consists of a centrifugal governor.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar eine Seitenansicht des einen Brennkraftmaschinenendes mit Getriebe und
Pumpe mit Verstellung durch den Regler.In the drawing, an embodiment of the invention is shown,
namely a side view of an internal combustion engine end with transmission and
Pump with adjustment by the controller.
An der Stirnseite der Brennkraftmaschine 1 ist, beispielsweise über
ein Zahnradgetriebe 2, 3 angetrieben, ein stufenlos regelbares oder ähnliches Getriebe
4 angeordnet. Das Getriebe weist in bekannter Weise ein; Antriebswelle 5 und eine
Abtriebswelle 5 auf. At# f beiden sind durch ein geeignetes Gestänge 7, d
verstellbar die zweiteiligen Keilriemenscheiben 9, 1ß angeordnet, die durch ein
nicht irn einzelnen dargestelltes
Zugmittel miteinander verbunden
sind. Die Regelung der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle 6 bzw. der Pumpe kann
nun, wie in der Zeichnung dargestellt, mechanisch erfolgen, wobei zweckmäßigerweise
auf dem einen Wellenende die Kühlwasserkreiselpumpe 11 angeflanscht ist, während
am anderen Ende der Drehzahlregler 12 angeordnet ist. Dieser steht über ein Gestänge
13 mit dem verschiebbaren Teil 14 eines klauengekuppelten Wendegetriebes 15 in Verbindung.
Das Wendegetriebe 15, das lose drehbar auf der Verstellwelle 7 des stufenlosen Getriebes
4 angeordnet ist, wird von einem vorteilhafterweise auf der Steuerwelle befestigten
Ritzel 16 angetrieben. Da die Drehrichtung der Welle 7 wechselt, ist auf deren verlängertem
Ende lose drehbar ein Stirnrad 17 angeordnet, mit welchem das aus den Kegelrädern
18, 19, 20 bestehende Wendegetriebe 15 starr und ebenfalls lose um die Welle 7 drehbar
verbunden ist. Die Kegelräder 18, 20 sind mit Klauen 21, 22 versehen, in welche
der auf der Welle 7 verschiebbare, aber drehfest mit dieser verbundene Teil 14 der
Klauenkupplung eingreift. Bei Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird
daher die Abtriebswelle 6 und damit der Drehzahlregler 12 mit der Drehzahl nachrücken
und durch Verstellen des Gestänges 13 bei Drehzahlerhöhung oder -verringerung der
Kupplungsteil 14 entweder mit den Klauen 21 oder 22 verbunden, so daß eine Drehung
der Verstellwelle 7 im einen oder anderen Sinn erfolgt. Durch geeignete Einstellung
des Reglers kann somit die Drehzahl der Welle 6 und daher auch die Leistung der
Pumpe unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant gehalten werden.
An geeigneter Stelle kann eine ausrückbare, nicht gezeichnete Kupplung vorgesehen
sein, mit deren Hilfe das Getriebe 4 von der Brennkraftmaschine abgeschaltet werden
kann. Dies ist beispielsweise erwünscht zum schnellen Warmfahren der Maschine nach
dem Anlassen, wobei eine Umwälzung des Kühlwassers bis zur Betriebstemperatur der
Maschine nicht erfolgt. Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt.A continuously variable or similar transmission 4 is arranged on the end face of the internal combustion engine 1, for example driven by a gear transmission 2, 3. The transmission has a known manner; Drive shaft 5 and an output shaft 5 . At both of them, the two-part V-belt pulleys 9, 1ß are arranged so that they can be adjusted by means of a suitable linkage 7, d, which are connected to one another by a traction device (not shown individually). The speed of the transmission output shaft 6 or the pump can now be controlled mechanically, as shown in the drawing, the cooling water centrifugal pump 11 being expediently flanged to one end of the shaft, while the speed controller 12 is arranged at the other end. This is connected to the displaceable part 14 of a claw-coupled reversing gear 15 via a linkage 13. The reversing gear 15, which is loosely rotatably arranged on the adjusting shaft 7 of the continuously variable transmission 4, is driven by a pinion 16 advantageously fastened on the control shaft. Since the direction of rotation of the shaft 7 changes, a spur gear 17 is arranged loosely rotatable on its extended end, with which the reversing gear 15 consisting of the bevel gears 18, 19, 20 is rigidly and also loosely rotatably connected about the shaft 7. The bevel gears 18, 20 are provided with claws 21, 22, in which the part 14 of the claw coupling, which is displaceable on the shaft 7 but non-rotatably connected to it, engages. When the speed of the internal combustion engine changes, the output shaft 6 and thus the speed controller 12 move up with the speed and by adjusting the linkage 13 when the speed is increased or decreased, the coupling part 14 is either connected to the claws 21 or 22, so that a rotation of the adjusting shaft 7 takes place in one sense or another. By suitably setting the controller, the speed of the shaft 6 and therefore also the power of the pump can be kept constant regardless of the speed of the internal combustion engine. A disengageable clutch, not shown, can be provided at a suitable point, with the aid of which the transmission 4 can be disconnected from the internal combustion engine. This is desirable, for example, for quickly warming up the machine after it has been started, without the cooling water being circulated up to the machine's operating temperature. The invention is not restricted to the exemplary embodiment described above.