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Steuerschaltung zum Umsteuern einer mit einem Getriebe zusammengebauten
Wendekupplung Es sind bereits Steuerschaltungen zum Umsteuem einer mit einem Getriebe
zusanlinengebauten Wendekupplung bekannt. Bei diesen ist die Eingangswelle mit einem
Schiffsantrieb, z. B. mit einem Dieselmotor, gekuppelt. Die Ausgangswelle arbeitet
auf eine Schiffsschraube, wobei die Umsteuerung der Wendekupplung auf Vorwärts-
oder Rückwärtsbewegung durch einen elektromagnetisch bzw. mit Hilfe eines Servomotors
gesteuerten Reversierhebel erfolgt.
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Diese Steuerschaltungen für Wendekupplungen haben den Nachteil, daß
das Umstellen der Wendekupplung aus dem einen Drehsinn in den anderen bei verhältnismäßig
hohen Umdrehungen der Kupplungselemente vorgenommen wird. In anderen Fällen wird
zwar auf eine Verminderung der Umdrehungen des Antriebsmotors Rücksicht genommen,
aber das Absinken der Motorumdrehungen auf eine für das Kuppeln der Kupplungselemente
geeignete Umdrehungszahl wird von der Bedienung überwacht, was wieder von deren
Verläßlichkeit abhängig ist. Eme Folge eines unrichtigen Vorgehens beim Reversieren
der Wendekupplungen ist z. B. eine rasche Abnutzung der Reibungsflächen der Wendekupplungen
und dadurch deren Herabsetzung der Lebensdauer, weiter ein hackendes Eingreifen
der Rädergetriebe, ein Herausschlagen ihrer Bestandteile usw.
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Die angeführten Nachteile sollen gemäß der Erfindung dadurch beseitigt
werden, daß in den Steuerstromkreis ein elektrischer Kontakt eingeschaltet ist,
der durch einen Hebel geschlossen oder geöffnet wird, dessen Bewegungen durch einen
elektrischen Hilfsstromkreis mit Hilfe von Kontakten so gesteuert werden, daß es
zu einer Kupplungstrennung erst bei niederen Motordrehzahlen kommen kann, die bei
der Steuerhebelverstellung von der Fahrt- auf die Nullstellung erreicht werden,
und somit erst nach der Einschaltung des Kontaktes des Hilfsstromkreises. Die Motordrehzahlsteigerung
hingegen kann sich durch die Hebelverstellung von der Nullstellung erst nach der
Einschaltung der Kontakte der Wendekupplung und der Kontakte des Steuerschalters
in den Endstellungen des Steuerhebels einstellen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus dem nachfolgend beschriebenen
und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel hervor. Es zeigt Fig.
1 schematisch die elektrische Einrichtung und Schaltung zur Fernsteuerung
einer Wendekupplung, Fig. la einen Teil der Vorrichtung in der Ausgangsstellung
und Fig. 2 eine weitere Ausführung gemäß der Erfindung. Der Dieselmotor
1 treibt nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 die Schiffsschraubenwelle
über eine Wendekupplung 2 an. Der Reversierhebel 3 der Wendekupplung wird
aus der Mittelstellung »0« in zwei Grenzlagen ausgeschwenkt, die entweder
der Bewegung vorwärts oder rückwärts entsprechen.
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Die Umstellung des Reversierhebels 3 der Wendekupplung wird
mit einer elektrischen Vorrichtung durchgeführt, die im wesentlichen aus einem elektrischen
Steuerstromkreis 5 mit einem Steuerorgan, z. B. mit einem Elektromagneten
6, besteht, der von einer Batterie 7 gespeist wird und den Reversierhebel
3 umstellt. Das Ein- und Ausschalten des elektrischen Steuerstromkreises
5 wird durch einen an sich bekannten Kontroller 10 vorgenommen. In
den Steuerstromkreis 5 sind Klemmen eines Kontaktes 11
eingereiht,
der am Umstellglied z. B. in Form eines zweiarmigen Hebels angebracht ist, welcher
an dem einen Ende mit einem Schnapper 13 versehen ist. An dem Kern des Elektromagneten
6 ist eine Zugstange 16 befestigt, die mit einer mit einem Vorsprung
18
(Fig. 1 a) versehenen Feder 17 belastet ist. Das Umstellhebelglied
12 wird in der einen Richtung von der Feder 15 und in der anderen Richtung
von einem elektrischen Hilfsstromkreis 20 mit einem Elektromagneten 21 gesteuert,
der ebenfalls von der Batterie 7 gespeist wird. In den elektrischen Hilfsstromkreis
20 sind die Klemmen eines Kontaktes 22 eingereiht.
Der Kontakt 22
ist am Umstellglied 12 an dessen Arm angebracht, an welchem auch der schon erwähnte
Kontakt 11 des Steuerstromkreises 5 angebracht ist. Das Ein- oder
Ausschalten des Kontaktes 22 am Hilfsstromkreis 20 sowie des Kontaktes
11 am Steuerstromkreis 5 entspricht dem Reversierhebel 3
der
Wendekupplung für die Bewegung vorwärts oder rückwärts. In den Hilfsstromkreis 20
ist des weiteren ein Kontakt 24 eingereiht, der von der Umfassungshülse
25 eines Exzenterreglers des Antriebsmotors 1
gesteuert wird. Die beschriebene
elektrische Vorrichtung zur Steuerung des Reversierhebels 3 der Wendekupplung
in die auf der linken Seite der Kupplung aufgezeichnete Stellung vorwärts wiederholt
sich im wesentlichen auch auf seiner rechten Seite in der Stellung rückwärts, wobei
die gleichen Elemente der Steuervorrichtung mit den gleichen Ziffern mit einem Strich
bezeichnet sind.
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Beim Umstellen des Handgriffes des Kontrollers 10
aus der Mittelstellung
»0« in die Lage 1 für die Fahrt vorwärts verbinden sich die Kontakte
50, 51 des Hilfsstromkreises 20, der aber noch stromlos ist, weil
der Kontakt 22 (s. Fig. 1 a) bisher abgeschaltet ist. Bei Weiterschalten
des Handgriffes, des Kontrollers 10 in die Stellung II wird über die Kontakte
50, 52
der Steuerstromkreis 5 geschlossen, und der Elektromagnet
6 zieht durch die Bewegung seines Ankers den Reversierhebel 3 der
Wendekupplung in die linke Grenzstellung vorwärts. Dabei wird auch die Zugstange
16 so verschoben, daß durch das Einwirken der Feder 15 der doppelarmige
Hebel 12 mit dem Schnapper 13 hinter dem Vorsprung 18 der Zugstange
einschnappt. Der Hebel nimmt eine Schrägstellung ein, wie dies in Fig.
1 gezeichnet ist, wodurch der Kontakt 11 abgeschaltet und der Steuerstromkreis
5
unterbrochen wird. Gleichzeitig wird der Kontakt 22 des Hilfsstromkreises
20 geschlossen. Der Reversierhebel 3 des Umsteuergetriebekastens 2 wird aber
in der Stellung vorwärts und die Feder 17 in gespannter Lage gehalten. Durch
Brennstoffzugabe in den Motor 1 bei weiterer Bewegung des Handgriffs vom
Kontroller 10 in die Stellungen III, IV, V erhöhen sich die Motorumdrehungen.
Durch das Einwirken der Hülse 25 des Exzenterreglers wird der Kontakt 24
abgeschaltet.
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Bei der Rückbewegung des Handgriffes des Kontrollers 10 in
Richtung zur Mittelstellung »0« durchläuft dieser für den Fall, daß die Drehrichtung
der Schiffsschraube, in die Gegenrichtung gewechselt werden soll, die Stellungen
IV, 111, 11, und die Motorumdrehungen werden nach und nach verlangsamt. Bei
einer bestimmten Verringerung der Umdrehungen kommt es zu einer Einschaltung des
Kontaktes 24 an der Hülse 25 des Reglers. Sobald der Handgriff des Kontrollers
die Stellung 1 erreicht, verbinden sich die Kontakte 50, 51
am Kontroller 10, durch den Hilfsstromkreis 20 fließt Strom, und der Elektromagnet
21 zieht den Hebel 12 gegen das Einwirken der Feder 15 an. Dabei macht der
Schnapper 13 den Vorsprung 18 frei, und die Feder 17 stellt
die Zugstange 16 und den Handgriff 3 des Umsteuergetriebekastens in
die Mittelstellung »0« (Fig. la). Gleichzeitig wird der Kontakt 22 des Hilfsstromkreises
20 unterbrochen und der Kontakt 11 des Steuerstromkreises 5 geschlossen.
Erst jetzt, d. h. nach entsprechender Erniedrigung der Umdrehungen des Antriebsmotors
1, bei der gleichfalls die Rotationsgeschwindigkeit der Reibungsflächen der
Umsteuerkupplung absinkt, wird der Reversierhebel 3 durch durch die nach
und nach erfolgende Bewegung des Handgriffes des Kontrollers 10 aus der Mittellage
»0«
in die Lage l', II', III', IV' in die zweite Grenzstellung für
die Fahrt rückwärts umgestellt. Dazu dient die rechts von der Wendekupplung angeordnete
gleiche elektrische Einrichtung.
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Bei der Ausführung des Erfindungsgegenstandes zeigt Fig. 2 den Dieselmotor
1, die Wendekupplung 2, den Reversierhebel 3 der Wendekupplung, der
durch Umsteuerung entweder in die Lage vorwärts oder rückwärts gestellt wird. Die
elektrische Einrichtung zur Umstellung des Reversierhebels 3 der Wendekupplung
bildet der Steuerstromkreis 5 mit dem Elektromotor 26 mit zweifacher
Erregerwicklung. In den Steuerstromkreis 5 sind die Klemmen des Kontaktes
28 des polarisierten Relais 27 eingereiht. Der Kontakt 11 ist an einem
Umstellglied in Form eines Hebels 12 angeordnet, der das Steuerorgan der Brennstoffeinspritzpumpe
bildet und zwischen zwei Grenzstellungen eingestellt werden kann, bei denen die
Stellung »0« den Motorleerlauf und die Stellung »max.« den Motorlauf bei
maximaler Brennstoffmenge entspricht. Das polarisierte Relais 27 in der Diagonale
einer elektrischen Brücke angeordnet, an deren einem Arm geeignete Widerstände Op
0, angeschlossen sind und deren zweiter Arm vom Kreiswiderstand 33 gebildet
wird. Der Kontaktarm 31 des Kreiswiderstandes ist durch die gemeinsame Welle
32
gleichzeitig fest mit dem Reversierhebel 3 der Wendekupplung verbunden.
In der Mittellage »0« des Reversierhebels 3, bei der der Kontaktarm
31 senkrecht steht, sind beide Hälften des Kreiswiderstandes 33
symmetrisch
und ihre Widerstände gleich groß. Am Kontaktarm 31 ist ein in den Hilfsstromkreis
37 eingereihter Kontakt 34 angeordnet.
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Das Umstellen des Hebels 12 der Brennstoffpumpe wird mit einem Elektromotor
36 mit zweifacher Erregerwicklung vorgenommen. Der Elektromotor
36
ist in den Hilfsstromkreis 37 eingereiht, in welchen weiter noch
ein Kontaktpaar eines elektrodynam!-schen Relais 38 eingeschaltet ist. Die
Relaisspule 38
ist in eine Brennstoffbrücke eingereiht , die durch
die entsprechenden Segmente des Kontrollers 10 gesteuert wird. In der Figur
sind nur die Steuerungsseginente des Kontrollers 10 für die Wendekupplung
dargestellt, während die Segmente für die Brennstoffsteuerung nicht gezeichnet sind,
da sie die gleichen wie bei der Ausführung in Fig. 1 sind. In den Hilfsstromkreis
37
sind weiter die Kontakte 34, 35, 35' eingereiht, von denen
der Kontakt 34 am Läufer 31 des Kreiswiderstandes angebracht ist.
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In der Mittellage des Kontrollers 10 und in der dieser entsprechenden
Nullage des Reversierhebels 3
der Wendekupplung ist das polarisierte Relais
27
ohne Strom, da dieses zwischen die neutralen Knotenpunkte 40, 41 der erwähnten
inversen elektrischen Strombrücke eingereiht ist, so daß keiner der Kontakte des
Relais 27 eingeschaltet ist. Durch das Verschieben des Handgriffes des Kontrollers
10 in Richtung zur Grenzlage vorwärts verläßt der Knotenpunkt 40 die Kontaktfläche,
und das Relais 27 reiht sich zwischen die Klemme 42 und den Knoten 41 ein,
infolge des gestörten Gleichgewichtes auf der Strombrücke fließt durch die Wicklung
des Relais 27 Strom, wodurch sich z. B. die oberen Klemmen des Kontaktes
28 schließen. Bei von der Motoreinspritzpumpe zugeführter Minimalbrennstoffmenge,
d. h. wenn der
Hebel 12 der Einspritzpumpe in der Nullage
steht, fließt der Strom durch den Kontakt 11 zum Elektromotor 26.
Der Motor 26 dreht den Reversierhebel 3
der Wendekupplung aus der Mittellage
»0« in die Lage vorwärts um, wobei der Kontaktarm 31 eine gleichzeitige
Bewegung verrichtet und mit dieser das gestörte Gleichgewicht auf der Strombrücke
wiederherstellt. Sobald der Läufer 31 in Richtung vorwärts die Grenzlage
erreicht, wird das elektrische Brückengleichgewicht wiederhergestellt, so daß das
Relais ohne Strom ist, der Kontakt 28 die Mittellage einnimmt und der Elektromotor
stehenbleibt. Gleichzeitig verbindet der Arm 31 in der Grenzlage vorwärts
des Reversierhebels 3 die Kontakte 35', 34. Außerdem werden durch
das Umstellen des Hebels des Kontrollers 10 in die Richtungslage vorwärts
z. B. die linken Kontakte des Relais 38 angeschlossen, in dessen Spule sich
bei der Brenstoffzugabe vorübergehend der Strom verstärkt. Dadurch dreht der Elektromotor
36 nach dem Anschließen der Richtung vorwärts den Brennstoffhebel 12 aus
der Grenzstellung »0« in Richtung zur maximalen Brennstoffzugabe. Sobald
der Brennstoffhebel 12 die Grenzstellung »0« verläßt, schaltet sich der Kontakt
11 aus, und der Hauptstromkreis 5 mit dem Elektromotor 26
wird
unterbrochen. Nach Erreichen der gewählten Brennstoffmenge, die einer bestimmten
Lage des Handgriffes am Kontroller entspricht, in welchem ein Ausgleich der Brenstoffbrücke
entsteht, nimmt der Kontakt des Relais 38 die Mittelstellung ein, und der
Elektromotor 36 bleibt stehen.
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Bei gewollter Änderung der Richtung aus der Stellung vorwärts in die
Stellung rückwärts stellt man den Hebel des Kontrollers 10 in die Mittellage
»0«,
womit das Relais 27 wieder zwischen die Knoten 40, 41 der Reversierbrücke
eingeschaltet wird. Da aber der Reversierhebel 3 der Wendekupplung und damit
auch der Kontaktarm 31 noch in der Stellung vorwärts stehen und die Kontakte
36, 34 verbunden sind, ist die Verteilung des Kreiswiderstandes
33 unsymmetrisch und das Brückengleichgewicht erneut gestört. Durch die Wicklung
des Relais 27 fließt diesmal der Strom umgekehrt durch, so daß dessen untere
Kontakte schließen. Zum Schließen des Steuerstromkreises 5 fehlt aber noch
der Anschluß des Kontaktes 11
am Brennstoffhebel 12, wodurch es nicht zu einem
Reversieren der Wendekupplung kommen kann. Es wird aber gleichzeitig mit dem Umstellen
des Kontrollers 10 in die Mittellage»O« das Gleichgewicht der elektrischen
Brücke für den Brennstoff gestört, so daß in der Spule des Relais 38 bei
Abnahme des Brennstoffes vorübergehend der Strom absinkt. Beim Relais
38 schließen sich diesmal die rechten Kontakte und schalten den Elektromotor
36 für die entgegengesetzte Drehrichtung ein. Da auch die Kontakte 34 des
Kontaktarmes 31 bis jetzt eingeschaltet sind, dreht der Elektromotor
36 den Brennstoffhebel 12 in Richtung zu der der gewählten Minimalbrennstoffmenge
entsprechenden Stellung. In der Stellung »0«
des Brennstoffhebels 12 schließt
der Kontakt 11 den i Hauptstromkreis 5, und der Elektromotor
26 beginnt den Reversierhebel 3 der Wendekupplung und gleichzeitig
mit diesem auch den Arm 31 in der Richtung nach der Mittellage
»0« zu drehen. Bei Erreichen dieser Lage gleicht sich wieder die Stromspannung
der elektrischen Brücke aus, und das Relais 27 wird ohne Strom sein. Durch
das Einstellen des Kontaktes des Relais 27 in die Mittellage wird der Steuerstromkreis
unterbrochen, und der elektrische Motor 26
bleibt stehen.
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Der gleiche Vorgang wie der oben beschriebene entsteht beim Einstellen
auf die Gegenrichtung, d. h. in die Stellung »rückwärts« und gegebenenfalls
beim direkten übergang aus der Lage rückwärts in die Lage vorwärts und umgekehrt,
wie dies (in Fig. 1)
aus der Herrichtung der Segmentflächen der Reversiervorrichtung
am Kontroller 10 und auch der Segmentflächen der Brennstoffbrücke ersichtlich
ist, bei der es in diesem Falle direkt zur Unterbrechung des Stromkreises durch
die Spulen des elektrodynamischen Relais und zur Rückkehr des Elektromotors
26 in die Nullage und zum Umwerfen des Reversierhebels 3 in die Stellung
für die umgekehrte Fahrrichtung kommt; nach Vornahme dieser Handlung schließt der
Blockierungskontakt 43 (gegebenenfalls 44) erneut den Spulenstromkreis des Relais
38 der Brennstoffbrücke, und der Elektromotor 26 gibt nach der eingestellten
Lage der Handgriffe vom Kontroller 10 Brennstoff zu. Bei diesen Steuerungshandlungen
der Wendekupplung wird das Verkuppeln der rotierenden Reibungsflächen, z. B. der
Kupplungoslamellen, immer bei niedrigen Umdrehungen vorgenommen, so daß keine Störungen
durch übermäßige Reibung rasch rotierender Lamellen entstehen können. Im Falle einer
Gefahr kann man die oben beschriebene Abhängigkeit durch einen Drücker 45 aufheben.