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Fernbedienungsanlage für umsteuerbare Brennkraftmaschinen Gegenstand
der Hauptpatentanmeldung V 17397 1 a/46bl ist eine Fernbedienungsanlage für umsteuerbare,
insbesondere für den Antrieb von Schiffen vorgesehene Brennkraftmaschinen, bei der
die vom Fernbedienungsstand aus der Schaltwelle der Maschine zu vermittelnden Schaltvorgänge
einem in das Hydrauliksystem einbezogenen, mit seiner zahnstangenartigen Verzahnung
mit einem auf der Schaltwelle angeordneten Zahnrad kämmenden Kraftkolben als Zwischenglied
aufgegeben werden, wobei beim Einleiten eines Schaltvorganges durch den aus seiner
Ausgangsstellung nach zwei Seiten umlegbaren Fernbedienhebel ein Steuerschieber
entsprechend nach der einen oder anderen Seite bewegt wird, wobei eine von einer
pneumatisch oder elektrisch beeinflußten Versorgungsanlage mit Druckflüssigkeit
versorgte Zuleitung so lange geöffnet ist, bis die Druckflüssigkeit den Kraftkolben
nach der einen oder anderen Seite um den erforderlichen Betrag des auszuführenden
Schaltvorganges verschiebt und mit dem Ausdrücken der in dem dem jeweiligen Einlaß
des Kraftkolbenzylinders gegenüberliegenden Zylinderraum vorhandenen Flüssigkeit
über den Steuerschieberzylinder in den oberen oder unteren Zylinderraum eines Rückführkolbens
diesem eine Bewegung erteilt, die den Steuerschieber in die Ausgangsstellung zurückführt
und zugleich einen Nachfolgezeiger mit einem mittels der Fernbedienwelle eingestellten
Wählzeiger zur Deckung bringt.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Anlage nach der Hauptpatentanmeldung,
und zwar eine Verbesserung der Steuerelemente des Hydrauliksystems und eine Verbesserung
der pneumatisch beeinflußten Druckflüssigkeits-Versorgungsanlage, die aus zwei an
einer Druckluftflasche anschließbaren Flüssigkeitsbehältern besteht.
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Die gemäß der Hauptpatentanmeldung ausgeführte direkte Betätigung
des Steuerschiebers durch die Bedienwelle über eine Zahnstange und einen Hebel hat
zwangsweise zur Folge, daß der Verstellweg des Steuerschiebers proportional der
Verstellbewegung der Fernbedienwelle ist. Da in der Praxis beim Manövrieren eines
Schiffes im Bedarfsfall eine maximale Verstellmöglichkeit gewährleistet sein muß,
beispielsweise von »Voll voraus« auf »Voll zurück«, ergeben sich daraus große Verstellbewegungen
des Steuerschiebers und damit große Baulängen desselben sowie des Steuerzylinders.
Abgesehen von den unter Umständen schlecht unterzubringenden großen Baulängen bereitet
die Fertigung der mit großer Präzision zu läppenden langen Teile große Schwierigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen,
die den Steuerschieber bei großen Verstellbewegungen der Fernbedienwelle nur eine
begrenzte Verschiebung machen läßt, so daß ein zweckmäßiges Maximum der Öffnungsquerschnitte
an seinen Steuerkanten nicht überschritten wird, während er bei kleinen Verstellbewegungen
der Bedienwelle zwangsweise proportional zu diesen reagiert, und die Anlage mit
weiteren Einrichtungen zu versehen, die der Richtung der Verstellbewegung der Bedienwelle
entsprechend die wechselseitige Beaufschlagung der Druckflüssigkeitsbehälter mit
Druckluft, den Rücklauf der Druckflüssigkeit in den jeweils unbeaufschlagten Behälter
und dessen Entlüftung bewirken.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Steuerschieber
seine Verstellbewegung von zwei zweiarmigen Hebeln erhält, deren Schenkel auf der
einen Seite auf den Enden des Steuerschiebers aufliegen und mit einer beide Schenkel
verbindenden Feder angedrückt werden, während die anderen Schenkel am Ende zu Klinkenspitzen
ausgebildet sind, welche hinter die Kanten einer abgesetzten Stange greifen und
von dieser entsprechend der von der Bedienwelle ausgeführten Bewegung geführt werden.
Dabei sind die Hebellängen vom Drehpunkt der Hebel bis zu den Berührungspunkten
mit dem Steuerschieber, vom Drehpunkt der Hebel bis zu den Klinkenspitzen und die
Eingriffstiefe der Klinkenspitzen hinter die Stangenabsätze so bemessen, daß bei
der Bewegung der Stange die den Steuerschieber
beeinflussende Klinkenspitze
aus ihrem zugehörigen Stangenabsatz dann herausgleitet, wenn der Steuerschieber
mit seinen Steuerkanten die Öffnungsquerschnitte voll freigegeben hat. Eine weitere
Verschiebung der Stange wird dem Steuerschieber nicht übermittelt, da die Klinkenspitze
über den großen Querschnitt der Stange gleitet, ohne eine weitere Schwenkung zu
erfahren und erst dann wieder einrastet, wenn die Stange unter dem Einfluß des Rückführkolbens
zurückkehrend die Stellung eingenommen hat, in der die Klinkenspitze aus dem Stangenabsatz
herausgeglitten ist.
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Ein Merkmal der Erfindung ist es, daß dabei der Winkel, der von der
Senkrechten vom Drehpunkt des Hebels auf die Achse der Stange mit der Geraden vom
Drehpunkt des Hebels zur gleitenden Klinkenspitze gebildet wird, größer ist als
der eine Selbsthemmung erzeugende Winkel. Die Klinkenspitze des entgegengesetzten
Hebels folgt auf Grund der Kraftschlüssigkeit mit dem Steuerschieber durch die Feder
dem entgegengesetzten Stangenabsatz eine gleich große Strecke wie die den Steuerschieber
beeinflussende Klinkenspitze nach und wird durch einen Anschlag in ihrem Schwenkbereich
so begrenzt, daß sie im Wirkungsbereich des Absatzes der später durch den Rückführkolben
beeinflußten und zurückkommenden Stange bleibt. Zur wechselseitigen Beaufschlagung
der Druckflüssigkeitsbehälter mit Druckluft, zur zwangsweisen Rückführung der Druckflüssigkeit
in den jeweils unbeaufschlagten Behälter und dessen Entlüftung sind erfindungsgemäß
zwei Doppelventile und ein Wechselschieber in das Pneumatik-Hydraulik-System eingeschaltet.
Die Doppelventile werden über zweiarmige Hebel mit Klinkenspitzen in gleicher Weise
wie der Steuerschieber von den Stangenabsätzen betätigt, während der Wechselschieber
über Parallelleitungen von der die Druckflüssigkeitsbehälter beaufschlagenden Druckluft
verstellt wird.
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Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden. Dazu zeigt die Figur das Schema der Erfindung mit Schnitten durch die Hydraulikelemente,
wobei die Linie 0-Q die darüber befindlichen, zum Fahrstand gehörenden Teile von
den darunterliegenden, am Motor angeordneten Teilen trennt.
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Die vom Fernbedienhebel 1 über ein Zahnstangengetriebe auf den Hebel
7 einwirkende Verstellbewegung wird über eine Gabel 7a auf eine Stange 39 übertragen,
die als mechanische Steuerkanten dienende Absätze 39 a und 39 b aufweist.
Parallel zur Stange 39 ist mit gewissem Abstand der Steuerzylinder 9 a mit dem Steuerschieber
9 angeordnet, der von zwei zweiarmigen Hebeln 40 und 41 geführt wird. Die Hebel
40 und 41 sind in den Drehpunkten 42 und 43 gelagert und werden auf der einen Seite
mit einer Feder 62 mit ihren Schenkeln auf beide Enden des Steuerschiebers 9 gedrückt,
während ihre anderen Schenkel in Klinkenspitzen 40 a und 41 a enden, die hinter
die Absätze 39 a und 39 b der Stange 39 greifen. Die Hebel 40 und
41 sind so ausgebildet, daß eine gedachte Linie von der Klinkenspitze über
den Drehpunkt des Hebels bis zum Berührungspunkt seines äußeren Schenkels mit einem
Ende des Steuerschiebers 9 eine Gerade ist und daß die gedachten Geraden beider
Hebel zusammen mit der Stange 39 und dem Steuerschieber 9 in deren Mittelstellung
ein symmetrisches Trapez bilden. Zur äußeren Begrenzung der Schwenkungen der Hebel
40 und 41 sind Anschläge 42a und 43a vorgesehen. Auf der dem Steuerschieber
9 entgegengesetzten Seite der Stange 39 sind parallel zu dieser zwei Doppelventile
44 und 45 mit federbelasteten Ventilkegeln 44a, 44b und
45a, 45b angeordnet, die von zweiarmigen Hebeln 46 und 47 mit Klinkenspitzen
46 a, 47 a, die ebenfalls hinter die Absätze 39 a und 49 b der Stange 39 greifen,
betätigt werden. Der Hebel 46 ist im Drehpunkt 48 und der Hebel 47 im Drehpunkt
49 gelagert.
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Die äußere Begrenzung der Schwenkungen der Hebel 46 und 47 wird durch
Anschläge 50 und 51 bestimmt. Die Ventilkegel 44 a und 45 a dienen
der Steuerung der Druckluft, während die Ventilkegel 44 b und 45 b
für die Entlüftung der Behälter 10 und 11 und des Schiebergehäuses 52 sorgen. Weiterhin
ist in das Druckluft- und Druekflüssigkeitsleitungssystem ein Schiebergehäuse 52
mit einem freiverschiebbaren Wechselschieber 53 eingeschaltet. Der Wechselschieber
53 ist mit drei Steuernuten und in der Nähe der Enden mit je einer Entlastungsnut
60 und 61 versehen, die jeweils dann mit dem Außendruck über eine Bohrung in Verbindung
stehen, wenn die gleiche Seite des Wechselschiebers mit Druckluft beaufschlagt ist.
Das Schiebergehäuse 52 ist über Leitungen 63 und 54 mit den Druckflüssigkeitsbehältern
10 und 11, über Leitungen 14, 23 und 24 mit dem Steuerzylinder 9 a verbunden und
stirnseitig an die Leitungen 55 und 56 angeschlossen, die die Behälter 10 und 11
mit den Doppelventilen 44 und 45 verbinden. Der Steuerzylinder 9 a ist durch Leitungen
18 und 22 mit dem Arbeitszylinder 57 und durch Leitungen 15 und 16 mit dem den Folgekolben
8 enthaltenden Zylinder 58 verbunden. Die Luftzufuhr in das Druckluftleitungssystem
erfolgt von einer Luftflasche über eine sich verzweigende Leitung 59 in die Doppelventile
44 und 45.
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Im folgenden soll die Funktion der erfindungsgemäßen Anlage beschrieben
werden: Wird durch die Verstellung des Bedienhebels 1 auf eine beliebige Stellung,
beispielsweise nach links, der Hebel 7 herabgedrückt, so wird über die Gabel 7a
die Stange 39 in gleicher Richtung nach unten folgen und der Absatz 39
b die Klinkenspitzen 41 a und 47 a
so lange mitnehmen, bis sie eine
so große Schwenkung um ihre Drehpunkte 43 und 49 erfahren haben, daß sie aus dem
Stangenabsatz 39 b herausgleiten und bei weiterer Verschiebung der Stange 39 lediglich
über deren großen Umfang hinweggleiten. Gleichzeitig damit hat der Schenkel des
Hebels 41 den Steuerschieber 9 so weit verschoben, daß die öffnungsquerschnitte
der Kanäle voll freigegeben sind und der Hebel 47 hat die Ventilkegel 45 a und 45
6 angehoben. Die Klinkenspitze 40 a ist der Verschiebung des Stangenabsatzes 39a
nachgefolgt und somit hat der Hebel 40 der Verschiebung des Steuerschiebers 9 nachgegeben,
Infolge der Schwenkungsbegrenzung des Hebels 40 durch den Anschlag 42 a verbleibt
die Klinkenspitze 404a im Wirkungsbereich des Absatzes 39 a. Der Hebel 46 verbleibt
in seiner Lage und wird bei einem eventuellen Ausschlag durch andere Einflüsse von
dem Anschlag 50 ebenfalls im Wirkungsbereich des Stangenabsatzes 39a gehalten. Die
Druckluft strömt aus der Luftflasche über die Leitung 59 in das Doppelventil 45
unter den angehobenen Ventilkegel 454a in die Leitung 55, in das Schiebergehäuse
52, wirft den Wechselschieber 53 in die in der Figur dargestellte Stellung und strömt,
seinen
Druck auf das Flüssigkeitsvolumen auswirkend, in den Behälter 10.
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In dieser Stellung des Wechselschiebers 53 kommt die Entlastungsnut
60 mit einer Bohrung nach außen zur Deckung und verhindert auf diese Weise jeglichen
übertritt von Luft in das Leitungssystem der Druckflüssigkeit. Die Druckflüssigkeit
des Behälters 10 wird durch die Leitung 63, über das Schiebergehäuse 52 mit dem
Wechselschieber 53 und durch die Leitung 14 in den Steuerzylinder 9 a mit dem Steuerschieber
9 gedrückt und weiter über die Leitung 22 in den Arbeitszylinder $7 vor den Kraftkolben
20 geleitet. Durch die Bewegung des Kraftkolbens 20 wird das auf seiner anderen
Seite befindliche Flüssigkeitsvolumen aus dem Arbeitszylinder 57 verdrängt und fließt
durch die Leitung 18, über den Steuerzylinder 9 a und die Leitung 16 unter den Folgekolben
8 des Zylinders 58 und verdrängt mit der Aufwärtsbewegung des Folgekolbens 8 das
auf der anderen Seite befindliche Flüssigkeitsvolumen durch die Leitung 15 über
den Steuerzylinder 9 a, durch die Leitung 24, über das Schiebergehäuse 52 und durch
die Leitung 54 in den Behälter 1.1. Die Entlüftung des Behälters 11 sowie des Schiebergehäuses
52 erfolgt durch die Leitung 56 über das Doppelventil 45 am angehobenen Ventilkegel
45 b vorbei ins Freie. Der beschriebene Austausch der Volumen an Druckluft und Druckflüssigkeit
erfolgt so lange, bis der Folgekolben 8 über seine Kolbenstange das Ende des Hebels
7 so weit angehoben hat, bis über die Gabel 7 a die Stange 39 in ihre Ausgangs-
bzw. Mittelstellung gezogen ist. Beim Zurückgleiten der Stange 39 gleitet die Klinkenspitze
47 a über den großen Umfang der Stange 39 und schwenkt erst dann zurück, wenn sie
hinter den Absatz 39 b greifen kann.
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Dadurch gibt der Hebel 47 die Ventilkegel 45 a und 45 b frei,
die sich schließen und damit die Druckluftzufuhr aus der Leitung 59 absperren. Die
Klinkenspitze 41a gleitet ebenfalls zurück und schwenkt erst dann hinter den Absatz
39 b, wenn die Klinkenspitze 40 a vom Absatz 39 a erfaßt und zurückgedrückt wird
und über den Schenkel des Hebels 40 und den Steuerschieber 9 ihre Bewegung
dem Hebel 41 mitteilt. Der Steuerschieber 9 wird bis in seine Mittelstellung zurückgedrückt
und sperrt dabei die Leitungen 14, 15 und 16 ab. Bei der Verstellung des Bedienhebels
1 in die entgegengesetzte Richtung erfolgt die Betätigung der Anlage im entgegengesetzten
Sinne, indem das Doppelventil 44 die Steuerung der Druckluft übernimmt und diese
über die Leitung 56 in den Behälter 11 leitet, wobei der Wechselschieber 53 in die
entgegengesetzte Stellung gedrückt wird.