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Elektrische Drehzahlsteuerung für mehrere an die Schiffspropellerwelle
ankuppelbare Brennkraftmaschinen Bei größeren Schiffsantrieben arbeiten aus betrieblichen
und räumlichen Gründen mehrere Brennkraftmaschinen über Schaltkupplungen und Getriebe
auf den Schiffspropeller. Dabei sind die Bedienungsorgane sowohl für die Schaltkupplungen
als auch für die Geschwindigkeitsregelung der Brennkraftmaschinen in einem gemeinsamen
Pult auf der Brücke und im Maschinenraum zusammengefaßt.
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Die am Kommandopult gegebenen Befehle werden vielfach elektrisch auf
die Steuerorgane übertragen. Alle Brennkraftmaschinen lassen sich wahlweise gemeinsam
oder einzeln kuppeln und in ihrer Drehzahl steuern. Die Drehzahländerung erfolgt
zweckmäßig über je einen Stellantrieb, der den Füllungsregler jeder Brennkraftmaschine
verstellt.
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Bei Schiffsantrieben dieser Art ist es bekannterweise vorteilhaft,
zum Erlangen kurzer Manöverzeiten während des Manövrierens ständig einen Teil der
Brennkraftmaschinen »Voraus« und den anderen Teil »Zurück« drehen zu lassen.
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Befinden sich zunächst alle Maschinen in Stoppstellung und wird eine
Fahrstufe »Voraus« befohlen, dann werden die vorausdrehenden Maschinen mit dem Propeller
gekuppelt und anschließend auf die gewünschte Drehzahl hochgefahren. Erfolgt jetzt
ein Umsteuerkommando, dann werden die vorausdrehenden Maschinen entkuppelt, die
zurückdrehenden Maschinen eingekuppelt und die nunmehr belasteten Maschinen auf
den kommandierten Wert eingestellt. Außerdem muß noch die Drehzahl der abgeschalteten
Maschinen, da sie jetzt für den Leerlauf zu hoch ist, für jede Maschine einzeln
herabgesetzt werden. Dadurch wird aber sowohl die Schnelligkeit als auch die Sicherheit
des auszuführenden Manövers ungünstig beeinflußt.
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Es sind schon Schiffspropellerantriebe bekannt, bei denen eine einzige
Brennkraftmaschine über je eine von zwei vorhandenen Schaltkupplungen und
ein jeder Schaltkupplung zugeordnetes Getriebe den Schiffspropeller wahlweise in
der einen oder in der anderen Drehrichtung antreiben kann. Die Steuerung dieses
Antriebes geschieht durch eine über einen Steuerhebel zu betätigende sowohl auf
die Schaltkupplungen als auch auf den Drehzahlregler der Brennkraftmaschine einwirkende
Schalteinrichtung. Die Schalteinrichtung ist so ausgelegt, daß beim Zurückführen
des die Drehzahl der Brennkraftinaschine regelnden Steuerhebels aus einer beliebigen
Stellung in seine Mittelstellung, bei der die Brennkraftmaschine vom Schiffspropeller
getrennt ist, im Augenblick des Entkuppelns der gerade eingeschalteten Schaltkupplung
der Drehzahlregler der Brennkraftmaschine diese selbsttätig auf ihre Leerlaufdrehzahl
herabsteuert.
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Bei dieser Anordnung ist die Drehzahlregelung der Brennkraftmaschine
durch den Sieuerhebel zwangläufig mit dem Vorgang der Kupplungsschaltung verbunden.
Dies hat unter anderem zur Folge, daß bei einem Umlenkmanöver die Brennkraftmaschine
erst auf Leerlaufdrehzahl gebracht, die eine Kupplung ein- und die andere Kupplung
ausgeschaltet und dann erst die Brennkraftmaschine wieder hochgefahren werden muß.
Die Manöverzeiten werden dadurch unzulässig lang, und der schwankende, durch Null
gehende Leistungsverlauf beeinträchtigt die Sicherheit des Manövrierens.
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Es ist bekannt, bei einer aus mehreren, auf einen Schiffspropeller
arbeitenden, einzeln oder gruppenweise von je einem Abschaltglied aus abschaltbaren
Brennkraftmaschine bestehenden Antriebsanlage zwangläufig mit dem Abschalten von
Brennkraftmaschinen Vorrichtungen einzuschalten, die die Betriebsmittelzufuhr der
noch angekuppelten Brennkraftmaschine selbsttätig, entsprechend der Anzahl der abgeschalteten
Brennkraftmaschinen erhöht.
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Mit solchen Vorrichtungen kann zwar beim Ausfall oder beim Umschalten
von Brennkraftmaschinen auf andere Verbraucher die Leistung des Schiffsantriebes
im Rahmen der zulässigen Höchstleistung der einzelnen Maschinen aufrechterhalten
werden, doch eignen sich diese Vohichtungen nicht für Manöverzwecke, da das Manövrieren
in der Regel stark und schnell wechselnde Antriebsleistungen für Vorwärts- und Rückwärtslauf
erfordert.
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Die Erfindung hat den Zweck, eine schnelle und sichere Drehzahlsteuerung
für mehrere an die Schiffspropellerwelle einzeln ankuppelbare, über je einen,
über ihre zugehörige Schaltkupplung beeinflußten Stellantrieb drehzahlgesteuerte
Brennkraftmaschinen
zu schaffen, im Hinblick auf denjenigen Manöverberiebszustand,
bei dem die Brennkraftmaschinen in zwei gegensinnig arbeitende und ständig laufende
Gruppen aufgeteilt oder zusammengefaßt sind, und zwar dadurch, daß mit dem Schalten
der Schaltkupplungen auch die Drelizahlsteuerung der zugehörigen Maschinen oder
ihrer Stellantriebe entsprechend umgestellt wird.
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Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung vor allem dadurch erfüllt, daß
zur Drehzahlsteuerung der im Bedarfsfalle (Manövrieren, Fahrt ins Revier od. dgl.)
in bekannter Weise in zwei gegensinnig arbeitende und ständig laufende Gruppen aufteilbaren
oder zusammenfaßbaren Brennkraftmaschinen, zur Drehzahlsteuerung jeder eingekuppelten
Brennkraftmaschine für das Betätigen des Stellantriebes zwei Erregerstromkreise
vorgesehen sind, von denen der eine Erregerstromkreis zum Heraufregeln und der andere
Erregerstromkreis zum Herunterregeln der Drehzahl der Brennkraftmascbine dient,
wobei in jedem Erregerstromkreis ein Schaltelement zum Einschalten des zugeordneten
Stellantriebes in entsprechendem Drehsinn vorgesehen ist und außerdem im Erregerstromkreis
ein von der der Brennkraftmaschine zugeordneten Schaltkupplung betätigter Kontakt
liegt, durch den beim Einkuppeln in den Erregerstromkreis eine allen Erregerstromkreisen
gemeinsame Schalteinrichtung eingeschaltet wird, über die alle Stellantriebe der
eingekuppelten Brennkraftmaschinen gemeinsam in dem einen oder gemeinsam in dem
anderen Drebsinn zu betätigen sind, und daß ferner in bekannter Weise durch ein
von jeder Schaltkupplungseinrichtung herrührendes Signal ein weiterer Kontakt betätigt
wird, der beim Entkuppeln den ihr zugeordneten Stellantrieb so schaltet, daß dieser
in bekannter Weise die abgekuppelte Brennkraftmaschine selbsttätig auf einen vorbestimmten
Betriebszustand, insbesondere auf Leerlaufdrebzahl herabsteuert.
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Dabei können in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung zusätzlich
Erregerstromkreise zur Einzelbetätigung der Schaltelemente eines jeden Steilantriebes
vorgesehen sein, die besondere Schalteinrichtungen, vorzugsweise Drucktaster, aufweisen,
die den Stromkreis für die gemeinsame Betätigung der Stellantriebe aller eingekuppelten
Brennkraftmaschinen öffnen und gleichzeitig einen zugeordneten Erregerstromkreis
für die Einzelbetätigung schließen.
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Schließlich können nach einer anderen Ausführungsforrn der Erfindung
zur Festlegung der Endstel-Jungen eines jeden Stellantriebes Endschalter angeordnet
sein, deren Kontakte in den zugeordneten Erregerstrornkreisen der den Stellantrieb
betätigenden elektrischen Schaltelemente liegen.
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Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 das Schaltschema zu einem Ausführungsbeispiel
für die Drehzahlsteuerung zweier gegensinnig laufender Brennkraftmaschinengruppen,
wobei der besseren übersicht halber nur die Schaltmittel für je eine Brennkraftmascbine
aus einer Brennkraftmaschinengruppe dargestellt sind. F i g. 2 zeigt schematisch
die Stellantriebe zur Füllungsregelung mit den zugehörigen Endschaltern.
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Die Indexziffern 1 und 2 beziehen sich auf die Zuordnung zu
den beiden Brennkraftmaschinen. Die Indexbuchstaben t (tiefer) und h (höher) beziehen
sich auf die Schaltmittel, mit deren Hilfe die Drehzahl der Brennkraftmaschinen
geändert wird.
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Die Kontakte 1, 2 und 3 oder 4, 5 und
6 werden bei jeder Betätigung der Kupplung der einen oder der anderen Kraftmaschinengruppe
geschaltet. Die Schaltschütze T, 7# oder H, H#, schalten den Stellantrieb
M, oder NI, des zugeordneten, nicht gezeichneten Füllungsregfers zur Verminderung
oder zur Vermehrung der Füllung der jeweiligen Kraftmaschine und die ihnen zugeordneten
Hilfskontakte tj, t." Ill' h.,. Die in ihren Erregerstromkreisen liegenden Endscfialter
ei t. ei 11 oder e, e, 1, werden durch
den vom StellantriebM1 oder M, zwischen den Endschaltern auf einer Schraubenspindel
hin- und herbewegten Schaltarm ki oder k, betätigt, der auch entsprechend
seiner jeweiligen Stillung zwischen den Endschaltern den Füllungsregler der Kraftmaschine
einstellt (F i g. 2).
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Die Druckknopfschalter S", Sih und S"" S:,h dienen
der Einzelbetätigung der Stellantriebe, während mit dem Wechselschalter W die Drehzahl
aller gleichsinnig drehenden, eingekuppelten Kraftmaschinen gleichzeitig herauf-
oder herabgesetzt wird.
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Mit dem Trennschalter E werden gleichzeitig die Einzeldrehzahlverstellung
und das selbsttätige Heruntersteuern der Drehzahl ausgeschaltet. während mit dem
Trennschalter A nur das selbsttätige Heruntersteuern der Drehzahl ausschaltbar
ist.
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Mit dem Einkuppeln der ersten Kraftmaschinengruppe werden die Kontakte
1 und 2 geschlossen und der Kontakt 3 geöffnet. Damit können durch
Kontaktgabe des Wechselschalters W nach links der Erregerstromkreis Netz,
W, 1, ei h, tj, Hj, Erde und mit ihm alle entsprechenden Erregerstromkreise
der anderen Kraftmaschinen dieser ersten Gruppe geschlossen werden.
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Das Schaltschütz Hi schaltet den Stellantrieb Mi so ein, daß sich
der Schaltarm k, nach rechts bewegt und gleichzeitig die Füllung durch den zugeordneten
Füllungsregler vergrößert wird. Da dies gleichzeitig bei allen eingekuppelten Kraftmaschinen
geschieht, erhöht sich deren Drehzahl, und zwar so lange, wie der Wechselschalter
W geschlossen bleibt oder bis der Erregerstromkreis des Schaltschützes H, durch
den Endschalter ei h unterbrochen wird.
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Durch Umlegen des Wechselschalters W nach rechts schließt sich der
Erregerstromkreis Netz, W,
Si hi 2, ei " hl, TJ, Erde für alle
eingekuppelten Maschineneinheiten der ersten Kraftmaschinengruppe, und das Schaltschütz
T, schaltet den Hilfsantrieb Mi so ein, daß sich der Schaltarm ki nach links bewegt
und damit gleichzeitig durch die Heruntersteuerung des Füllungsreglers die Kraftmaschinendrehzahl
vermindert wird. Dies geschieht, dem Vorhergehenden entsprechend, ebenso lange,
wie der Wechselschalter W geschlossen bleibt oder der Endschalter ei , durch
den nach links wandernden Schaltarm k,
ausgelöst wird.
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Wird die erste Kraftmaschinengruppe aus- und die zweite Kraftmaschinengruppe
eingeschaltet, dann öff-
nen die Kontakte 1, 2 und 6 und schließen
die Kontakte 4, 5 und 3. Durch das Entkuppeln schließt sich deshalb,
falls der Schaltarm ki nicht gerade in seiner linken Grenzstellung steht, der Erregerstromkreis
über Netz, Trennsch alter E und A, 3, ei " hl, Tj, Erde,
wodurch der Stellantrieb Mi so eingeschaltet wird, daß der zugeordnete Füllungsregler
in seine untere Endstellung zurückläuft. Dies gilt auch für alle anderen entkuppelten
Kraftmaschineneinheiten. Die Drehzahl der zweiten eingekuppelten Kraftrnaschinengruppe
kann inzwischen mit Hilfe des Wechselschalters W, ebenso, wie das schon für die
erste
Kraftmaschinengruppe beschrieben worden ist, gesteuert werden.
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Soll eine einzelnen Kraftmaschine in ihrer Drehgeschwindigkeit erhöht
werden, so wird z. B. über die Kontakte des Druckknopfschalters S9
h in seiner unteren Stellung der Erregerstromkreis Netz, E, e2h,
t2, H., Erde geschlossen und damit der Stellantrieb M#, so geschaltet, daß
er auf seinen Füllungsregler in der Richtung einer Füllungszunahme einwirkt. Die
übrigen Erregerstromkreise bleiben dabei offen, und ihre Stellantriebe stehen still.
Zur Drehzahlminderung wird durch Betätigen des Druckknopfschalters S2
, nach unten ein entsprechender Erregerstromkreis geschlossen, wodurch entsprechend
gleichartige Wirkungen wie vorher ausgelöst werden.
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In jedem Falle ist bei der unteren Stellung einer der Druckknopfschalter
S der zugeordnete Stellantrieb von der gemeinsamen Schalteinrichtung W nicht
mit beeinflußbar. Die Kontakte 1, 2 und 3
oder 4, 5 und
6 können unmittelbar von den zugeordneten Kupplungen, aber auch von den die
Kupplungen schaltenden Schützen oder den Steuerschaltem zum Einschalten der Kupplungen
betätigt werden.
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Die Drehzahlsteuerung nach der Erfindung kann auch bei elektrischen
Schiffsantrieben zur Geschwindigkeitsregelung der elektrischen Maschinen verwendet
werden. In diesem Falle tritt an die Stelle des Füllungsreglers ein Feldregler.