DE1300340B

DE1300340B - Remote control system for valve-controlled internal combustion engines reversible in the direction of rotation

Info

Publication number: DE1300340B
Application number: DEK52381A
Authority: DE
Inventors: Howe; Dipl-Ing Hans-Ulrich; Schroeder Hermann
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1964-03-14
Filing date: 1964-03-14
Publication date: 1969-07-31
Also published as: GB1091934A; DK108553C; NL6503164A; SE306255B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernbedienungsanlage für in der Drehrichtung umsteuerbare ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen mit einer Nockenwelle, die zwecks Änderung der Ventilsteuerzeiten bei Drehrichtungswechsel axial verschiebbar angeordnet ist und die, abhängig von ihrer axialen Lage, Kanäle auf- und zusteuert, durch welche ein Arbeitsmedium vom Fahrstand zu einem Stehorgan für den Fahrhebel der Brennkraftmaschine geleitet wird, nachdem es zuvor weitere von der Maschinendrehung beherrschte Ventile durchströmt hat, wobei das auf die Drehzahl der Maschine ansprechende Ventil ein Magnetventil ist, der von der Maschine entfernt liegende Fahrstand einen auf verschiedene Schaltstellungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt einstellbaren Fahrstandhebel aufweist, vom Fahrstand aus das Arbeitsmedium - vorzugsweise Druckluft -Organen zugeführt wird, die den Ablauf des durch jede beliebig gewählte Schaltstellung des Fahrstandhebels bestimmten Manövers selbstwirkend auslösen, durchführen und überwachen und wobei eines der Ventile, nämlich das von der Maschinendrehzahl abhängige, eine Leitungsverzweigung des Arbeitsmediums zur Betätigung des Fahrhebels durch das Arbeitsmedium in seine Stellung für Anlassen und in seine Stellung für Betrieb beherrscht, indem ein Geber maschinendrehzahlabhängig einen Betätigungsstrom für das Betätigungsglied des Ventils freigibt, wobei ein Schalter in der vom Geber zum Magnetventil führenden Leitung liegt, der in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrstandhebels betätigt wird, und das andere Ventil, nämlich ein von der Drehrichtung der Maschine über einen Drehrichtungsgeber abhängiges, in dem Leitungszweig zur Betätigung des Fahrhebels in seiner Stellung für Betrieb liegt.The invention relates to a remote control system for in the Direction of rotation reversible valve-controlled internal combustion engines with a camshaft, which can be moved axially in order to change the valve timing when the direction of rotation is changed and which, depending on their axial position, opens and closes channels, through which a working medium from the operator's platform to a standing member for the control lever the internal combustion engine is directed after it has previously been further from the engine rotation has flowed through controlled valves, the responsive to the speed of the machine Valve is a solenoid valve, which is remote from the machine a control station Can be set to various switch positions for forward and reverse travel Has control stand lever, from the control stand from the working medium - preferably compressed air -Organs is fed that the sequence of the by any selected switch position of the operator's position lever, triggering, performing and performing certain maneuvers automatically monitor and where one of the valves, namely the one dependent on the engine speed, a line branching of the working medium for actuating the drive lever the working medium in its position for starting and in its position for operation controlled by an encoder depending on the machine speed an actuating current for the actuator of the valve releases, with a switch in the from the transmitter to Solenoid valve leading line is located depending on the position of the operator position lever is actuated, and the other valve, namely one of the direction of rotation of the machine Via a direction of rotation sensor dependent, in the branch line for actuating the Drive lever is in its position for operation.

Eine Fernbedienungsanlage der vorstehend näher beschriebenen Art ist bekannt. Der Drehrichtungsgeber ist bei dieser Fernbedienungsanlage als mechanisch wirkende Einrichtung ausgebildet. Diese Einrichtung besteht aus einem Hebel, der an seinem freien Ende einen in seiner Längsrichtung und in Längsrichtung des Hebels federnden Stift aufweist, der wiederum mit seinem freien Ende in der Rotationsebene tangential an einer umlaufenden Zylinderfläche der Maschine anliegt. Die umlaufende Zylinderfläche ist eine Fläche, die zum Antrieb einer Hilfsmaschine dient.A remote control system of the type described in more detail above is known. In this remote control system, the direction of rotation transmitter is mechanical acting device formed. This device consists of a lever that at its free end one in its longitudinal direction and one in the longitudinal direction of the lever Has resilient pin, which in turn with its free end in the plane of rotation rests tangentially on a circumferential cylinder surface of the machine. The circumferential Cylinder surface is a surface that is used to drive an auxiliary machine.

Der mechanisch wirkende Drehrichtungsgeber hat den Nachteil, daß er in seiner Anordnung gebunden ist an die örtliche Lage der umlaufenden Zylinderfläche. Darüber hinaus ist er auch störanfällig.The mechanically acting direction of rotation transmitter has the disadvantage that it its arrangement is tied to the local position of the circumferential cylinder surface. In addition, it is also prone to failure.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bestehenden Nachteile der bekannten Fernbedienungsanlage zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, daß Drehzahl- und Drehrichtungsgeber zu einem Gerät vereinigt sind, wobei das Gerät auf einen Kontaktapparat wirkt, der Strom über den vom Fahrstand betätigten Schalter nach Drehrichtung getrennt über einen weiteren, von der Nockenwellenstellung abhängigen Schalter auf die Betätigungsglieder für die Ventile leitet.It is the object of the invention to overcome the existing disadvantages of the known Avoid remote control system. This is achieved in that speed and Direction of rotation sensors are combined into one device, the device being connected to a contact apparatus is effective, the current is separated according to the direction of rotation via the switch operated by the operator's platform Via another switch, which is dependent on the camshaft position, on the actuating elements for the valves conducts.

Nach der Erfindung ist nunmehr auch der Drehrichtungsgeber als elektrisch wirkende Einrichtung ausgebildet. Es ist mit dem maschinendrehzahlabhängigen elektrischen Geber, wie er bei der bekannten Fernbedienungsanlage vorhanden ist, zu einer Einheit verbunden. Es wird hier bemerkt, daß im Rahmen der neuen Erfindung für den kombinierten elektrischen Geber kein Schutz beansprucht wird. Die Erfindung besteht vielmehr in der Kombination des kombinierten elektrischen Gebers mit den beiden Schaltern. Die erfindungsgemäße Kombination ist durch die bekannte Fernbedienungsanlage nicht nahegelegt.According to the invention, the direction of rotation transmitter is now also electrical acting device formed. It is with the engine speed dependent electrical Encoder, as it is present in the known remote control system, to one unit tied together. It is noted here that within the scope of the new invention for the combined electrical encoder no protection is claimed. Rather, the invention exists in the combination of the combined electrical transmitter with the two switches. The combination according to the invention is not due to the known remote control system suggested.

Durch die Erfindung wird .der Vorteil erzielt, daß der elektrische Geber mit den beiden Schaltern an beliebigen Stellen der Fernbedienungsanlage angeordnet werden kann. Darüber hinaus ist die Störanfälligkeit, die durch den mechanisch wirkenden Drehrichtungsgeber vorhanden war, behoben.The invention. The advantage that the electrical Transmitter with the two switches arranged anywhere on the remote control system can be. In addition, the susceptibility to failure caused by the mechanically acting Direction of rotation sensor was present, fixed.

In den Abbildungen ist ein Beispiel einer solchen Anordnung mit den zur Erläuterung erforderlichen Einzelheiten in verschiedenen Schaltphasen dargestellt. Dabei wurde im Interesse der übersichtlichkeit der Fahrstand, dessen Funktion allgemein bekannter Art und auch nicht Gegenstand dieser Erfindung ist, nur schematisch angedeutet. Elektrische Leitungen wurden durch unterbrochene Linien, Druckmittelleitungen durch ausgezogene Linien dargestellt.In the figures is an example of such an arrangement with the for explanation necessary details shown in different switching phases. In the interests of clarity, the operator's platform and its function in general known type and is also not the subject of this invention, only indicated schematically. Electrical lines were broken lines, hydraulic lines through shown in solid lines.

A b b. 1 zeigt die Stellung der Betätigungsglieder kurz nach dem Umschalten des Fahrstandhebels von »Voraus« auf »Zurück«; A b b. 2 zeigt die Stellung der Betätigungsglieder bei unveränderter Stellung des Fahrstandhebels nach Abfall der Drehzahl auf einen Wert, der etwas über der Zünddrehzahl der Brennkraftmaschine liegt; A b b. 3 zeigt die gleiche Situation nach weiterem Abfall der Drehzahl im Augenblick der Drehrichtungsumkehr; A b b. 4 zeigt die gleiche Situation nach Erreichen der Zünddrehzahl in der gewählten Drehrichtung. Der Geber 1 ist mit der Kurbelwelle der zeichnerisch nicht dargestellten Brennkraftmaschine zu gemeinsamer Drehbewegung verbunden. Der Geber 1 ist über elektrische Leitungen oder unmittelbar mit einem Kontaktapparat 2 verbunden, der beispielsweise mittels eines sich analog zur Drehrichtung und Drehzahl der Kurbelwelle bewegenden Schleifkontaktes 9 elektrisch leitende Verbindungen zu Schaltsegmenten 3, 4, 5, 6, 7, 8 herstellt. An die Stelle von Schaltsegmenten und Schleifkontakten 3 bis 9 können auch andere, wirkungsgleiche Organe, z. B. schleifkontaktlose Sperrzellen an sich bekannter Art treten. In der Nähe des Nulldurchganges der Drehzahl sind alle Kontakte unterbrochen. Bei Zünddrehzahl schließen sich zunächst der Kontakt 3 bei »Vorausfahrt« und der Kontakt 6 bei »Zurück«, bei höherer Drehzahl zusätzlich nacheinander die Kontakte 4 oder 7 und 5 oder B. Bei weiterem Anstieg der Drehzahl bleibt dieser letztere Zustand bestehen.A b b. 1 shows the position of the actuators shortly after switching over the operator's position lever from "Ahead" to "Back"; A b b. 2 shows the position of the actuators with unchanged position of the operator position lever after the speed has dropped to one Value which is slightly above the ignition speed of the internal combustion engine; A b b. 3 shows the same situation after a further decrease in the speed at the moment of the reversal of the direction of rotation; A b b. 4 shows the same situation after reaching the ignition speed in the selected one Direction of rotation. The encoder 1 is with the crankshaft not shown in the drawing Internal combustion engine connected to common rotary movement. The encoder 1 is via electrical Lines or directly connected to a contact apparatus 2, for example by means of a moving analog to the direction of rotation and speed of the crankshaft Sliding contact 9 electrically conductive connections to switching segments 3, 4, 5, 6, 7, 8 manufactures. Instead of switching segments and sliding contacts 3 to 9 other organs with the same effect, e.g. B. slip-contactless locking cells kick in a known manner. Are in the vicinity of the zero crossing of the speed all contacts interrupted. At the ignition speed, the contact first closes 3 for “drive ahead” and contact 6 for “back”, additionally at higher speed one after the other contacts 4 or 7 and 5 or B. If the speed continues to increase this latter condition remains.

Von den Kontakten 3 und 6 führen Leitungen über die Schaltmesser eines Druckschalters 16 zu den Eingangskontakten des einen Schaltmessers eines zweipoligen Umschalters 17, der über Zwischenglieder 10 abhängig von der Axialverschiebung der Nockenwelle 11 betätigt wird.Lines lead from contacts 3 and 6 via one of the switch blades Pressure switch 16 to the input contacts of a switch blade of a two-pole Changeover switch 17, via intermediate links 10 depending on the axial displacement of the Camshaft 11 is actuated.

Von den Kontakten 4 und 7 führen Leitungen zu den Eingangskontakten des zweiten Schaltmessers des zweipoligen Umschalters 17. Von der Ausgangsseite des einen Schaltmessers des Umschalters 17 führt eine Leitung zu der Spule des Magnetventils 18 und von dem zweiten Schaltmesser eine Leitung zu der Spule des Magnetventils 19. Das ganze System wird über die Klemmen 20 mit elektrischer Energie versorgt.Lines lead from contacts 4 and 7 to the input contacts of the second switch blade of the two-pole changeover switch 17. From the output side One of the switching blades of the switch 17 leads a line to the coil of the solenoid valve 18 and from the second switch blade a line to the coil of the solenoid valve 19. The entire system is supplied with electrical energy via terminals 20.

Das Magnetventil 18 steuert mittels seines Schiebers 33 den Umschaltvorgang von »Anlassen« auf »Betrieb«, das Magnetventil 19 sperrt mittels seines Schiebers 37 bei bestimmten Bedingungen die Druckmittelzufuhr zum Betätigungskolben 36 des Fahrhebels 34. Die Schieber 33, 37 sind jeweils in der Stellung gezeichnet, die der in den Abbildungen dargestellten Schaltsituation entspricht. Die eingezeichneten Pfeile deuten die Richtung der Rückstellbewegung des Schiebers bei stromloser Spule an.The solenoid valve 18 controls by means of its slide 33 the switching from "start" to "operating", the solenoid valve 19 closes by means of its slide 37 in certain conditions the pressure medium supply to the actuating piston 36 of the driving lever 34. The slider 33, 37 are drawn in the position respectively which corresponds to the switching situation shown in the figures. The arrows shown indicate the direction of the return movement of the slide when the coil is de-energized.

Der Kontaktapparat 2 hat folgende Funktion: Die Kontakte 3 bzw. 6 schalten das Magnetventil 18 bei normalem Betrieb so, daß der Fahrhebel 34 aus der Stellung »Anlassen« in die Stellung »Betrieb« bewegt wird. Die Kontakte 4 bzw. 7 schalten das Magnetventil 19, wenn die am Fahrstand 22 mit dem Fahrstandhebe121 eingestellte Drehrichtung der Brennkraftmaschine nicht mit deren tatsächlicher Drehrichtung übereinstimmt. Die Kontakte 5 bzw. 8 schalten das Magnetventil 18 bei einem über der Zünddrehzahl liegenden Wert, aber nur, wenn die am Fahrstand 22 gewählte Drehrichtung der Brennkraftmaschine nicht mit deren tatsächlicher Drehrichtung übereinstimmt.The contact apparatus 2 has the following function: The contacts 3 and 6 switch the solenoid valve 18 during normal operation in such a way that the drive lever 34 is moved from the "start" position to the "operation" position. The contacts 4 and 7 switch the solenoid valve 19 if the direction of rotation of the internal combustion engine set on the control stand 22 with the control stand lift 121 does not match its actual direction of rotation. The contacts 5 and 8 switch the solenoid valve 18 at a value above the ignition speed, but only if the direction of rotation of the internal combustion engine selected on the operator's platform 22 does not match its actual direction of rotation.

Beispielsweise beim Starten der kalten Maschine kann es erforderlich sein, die Maschine mittels Anlaßdruckluft auf eine über der sonst erforderlichen Zünddrehzahl liegenden Drehzahl zu beschleunigen. In einem solchen Fall wird der Fahrstandhebel21 bis zum Erreichen der für sicheren Start erforderlichen Drehzahl in der Stellung »Anlassen« belassen. In dieser Stellung wird der Kolben des Druckschalters 16 über die Rohrleitung 25 mit Anlaßdruckluft beaufschlagt, wobei die Schaltmesser des Druckschalters 16 die von den Kontakten 3, 6 zum Magnetventil 18 führenden Leitungen unterbrechen und demzufolge der Schieber 33 in seiner Ruhestellung verharrt, in der die Druckmittelzufuhr über die Rohrleitungen 28, 29 zum Stehkolben 36 freigegeben ist und dieser demzufolge den Fahrhebel 34 in der Stellung »Anlassen« festhält.For example, when starting the cold machine it may be necessary be, the machine by means of starting compressed air to a level above that otherwise required To accelerate the ignition speed lying speed. In such a case, the Control stand lever21 until the speed required for a safe start is reached leave it in the "starting" position. The piston of the pressure switch is in this position 16 pressurized with starting compressed air via the pipeline 25, the switching knife of the pressure switch 16, the lines leading from the contacts 3, 6 to the solenoid valve 18 interrupt and consequently the slide 33 remains in its rest position, in which releases the pressure medium supply via the pipes 28, 29 to the upright piston 36 and this consequently holds the drive lever 34 in the "starting" position.

A b b. 1 zeigt die Situation kurz nach dem Umschalten des Fahrstandhebels 21 von »Voraus« auf »Zurück«. Die Maschine dreht noch, sich allmählich verzögernd, in der Richtung »Voraus«, wie aus der Stellung des Schleifkontaktes 9 erkennbar ist. Die mit einem die Leitungen 26 und 27 beherrschenden Steuerschieber 32 verbundene Nockenwelle 11 ist bereits durch den Stellkolben 12 in die Stellung »Zurück« gebracht worden, da die linke Kolbenfläche über die Leitung 23 mit Druckluft beaufschlagt wird, während der Raum rechts vom Kolben über die Leitung 24 entlüftet ist. Auch die Rohrleitungen 27, 28, 30 stehen unter Druck, werden aber durch den Schieber 37 gesperrt. Die Magnetventile 18,19 stehen noch über die Kontakte 5, 4 und den Umschalter 17 unter Strom. Der Kontakt 3 ist zur Zeit wirkungslos. Beide Seiten des Stellkolbens 36 sind über die Leitungen 29, 31 entlüftet. Der Fahrhebel 34 bleibt also unter der Wirkung der Rückstellfedem 35 in der Stellung »Stopp«.A b b. 1 shows the situation shortly after switching over the operator's position lever 21 from “Ahead” to “Back”. The machine is still turning, gradually slowing down, in the “ahead” direction, as can be seen from the position of the sliding contact 9 is. The control slide 32 which is connected to a control slide 32 which controls the lines 26 and 27 Camshaft 11 has already been brought into the "back" position by actuating piston 12 since the left piston surface is acted upon by compressed air via the line 23 while the space to the right of the piston is vented via line 24. Even the pipes 27, 28, 30 are under pressure, but are through the slide 37 blocked. The solenoid valves 18,19 are still on the contacts 5, 4 and the Changeover switch 17 is energized. Contact 3 is currently ineffective. Both sides of the actuating piston 36 are vented via the lines 29, 31. The drive lever 34 remains that is, under the action of the return springs 35 in the "stop" position.

Wenn die Drehzahl, wie in A b b. 2 gezeigt, so weit abgesunken ist, daß der Kontakt 5 öffnet, wird das Magnetventil 18 stromlos, wobei der Schieber 33 in seine Ruhelage zurückkehrt und Druckluft über die Rohrleitung 29 an die obere Fläche des Kolbens 36 gelangen läßt. Dieser bewegt sich nach unten und stellt den Fahrhebel 34 auf »Anlassen«. Dabei wird der Maschine auf bekannte Weise Druckluft zugeführt und der Bremsvorgang eingeleitet. Beim weiteren Absinken der Drehzahl öffnen auch die Kontakte 4 und 3. Dabei wird das Magnetventil 19 stromlos, kehrt in seine Ruhelage zurück und bereitet den nun folgenden Schaltvorgang vor, indem der Schieber 37 die zur Zeit drucklosen Leitungen 30, 31 verbindet, wie in A b b. 3 gezeigt. Nachdem die Maschine ihre Zünddrehzahl in der neuen Drehrichtung erreicht hat, berührt der Schleifkontakt 9 das Schaltsegment 6. Das Ventil 18 wird wieder erregt, und der Schieber 33 steuert dabei die Druckluftzufuhr zur Unterseite des Kolbens 36 über die Leitungen 30, 31 auf. Da die Oberseite des Kolbens 36 gleichzeitig über Leitung 29 und Schieber 33 entlüftet wird, bewegt sich der Kolben 36 nach oben und bringt den Fahrhebel 34 in die Stellung »Betrieb«, worauf die Brennstoffeinspritzung beginnt und die Maschine mit eigener Kraft läuft (A b b. 4).If the speed, as in A b b. 2 has sunk so far, that the contact 5 opens, the solenoid valve 18 is de-energized, whereby the slide 33 returns to its rest position and compressed air via the pipe 29 to the upper Can reach surface of the piston 36. This moves down and represents the Drive lever 34 on "start". The machine is supplied with compressed air in a known manner supplied and the braking process initiated. When the speed drops further Contacts 4 and 3 also open. The solenoid valve 19 is de-energized and reverses returns to its rest position and prepares the following switching process by the slide 37 connects the lines 30, 31, which are currently depressurized, as in A b b. 3 shown. After the machine has reached its ignition speed in the new direction of rotation has, the sliding contact 9 touches the switching segment 6. The valve 18 is again energized, and the slide 33 controls the supply of compressed air to the underside of the Piston 36 via lines 30, 31. Since the top of the piston 36 at the same time is vented via line 29 and slide 33, the piston 36 moves upwards and brings the control lever 34 to the "Operation" position, whereupon the fuel injection starts and the machine runs under its own power (A b b. 4).

Wenn der Fahrstandhebel21 auf einer der mit Betrieb gekennzeichneten Stellungen steht, läuft der Motor mit Leerlaufdrehzahl. In dem Fahrstand ist nach bekannter Art ein Druckregelventil eingebaut, durch welches der Arbeitsdruck in der zum nicht gezeichneten pneumatischen Regler führenden Rohrleitung 13 in dem Maße gesteigert wird, wie man den Hebel weiter nach dem Ende der Skala bewegt. Der Motor nimmt unter Kontrolle- des pneumatischen Reglers die gewünschte Drehzahl an.If the operator position lever21 is on one of the marked Operation Positions, the engine runs at idle speed. In the control stand is after known type built a pressure control valve, through which the working pressure in the pipeline 13 leading to the pneumatic regulator (not shown) in the The extent to which the lever continues to move past the end of the scale is increased. Of the The motor assumes the required speed under the control of the pneumatic controller.

Auf die geschilderte Art und Weise ist es gelungen, mit einem Mindestaufwand an Steuerorganen, die weder an räumliche Gegebenheiten gebunden, noch einem von der Betriebszeit der Maschine abhängigen Verschleiß unterworfen, dazu einfach und in ihrer Wirkungsweise leicht verständlich, aber von hoher Zuverlässigkeit sind, eine Anlage zu schaffen, die dem Schiffsführer schnelles und sparsames Manövrieren ermöglicht und sich günstig auf die Betriebssicherheit des ganzen Schiffes auswirkt.We succeeded in the described way, with a minimum of effort to tax organs that are neither tied to spatial conditions nor one of Subject to wear dependent on the operating time of the machine, plus simple and their mode of operation is easy to understand, but of high reliability, to create a system that enables the skipper to maneuver quickly and economically and has a beneficial effect on the operational safety of the entire ship.

So ist es z. B. möglich, die Kontakte, Schalter und Schieber gemeinsam in einem Schaltkasten gut sichtbar und zwecks Kontrolle leicht zugänglich auf der Kommandobrücke oder am Maschinenstand zu montieren.So it is z. B. possible, the contacts, switches and slides together clearly visible in a control box and easily accessible for inspection on the To mount the navigating bridge or on the machine stand.

Claims

Claim: Remote control system for reversible in the direction of rotation valve-controlled internal combustion engines with a camshaft, the purpose of change the valve timing is arranged to be axially displaceable when the direction of rotation is changed and which, depending on their axial position, opens and closes channels through which a working medium from the operator's platform to an actuator for the control lever of the internal combustion engine after there were previously other valves controlled by the machine rotation has flowed through, the valve responsive to the speed of the machine being a Solenoid valve, the operator's platform remote from the machine is different Has switch positions for forward and reverse travel adjustable operator stand lever, The working medium - preferably compressed air - is supplied to organs from the operator's platform that the sequence of the by any selected switch position of the operator's position lever trigger, perform and monitor certain maneuvers self-acting and where one of the valves, namely the one that depends on the engine speed, one Line branching of the working medium for actuating the driving lever through the working medium in his position for starting and in his position for operation mastered by a transmitter, depending on the engine speed, an actuating current for the actuating element of the valve releases, with a switch in the leading from the transmitter to the solenoid valve Line is located, which is operated depending on the position of the operator position lever is, and the other valve, namely one of the direction of rotation of the machine over a direction of rotation sensor dependent, in the branch line for actuating the drive lever is in its position for operation, characterized in that speed and Direction of rotation controller are combined into one device, the device on a contact apparatus is effective, the current is separated according to the direction of rotation via the switch operated by the operator's platform Via another switch, which is dependent on the camshaft position, on the actuating elements for the valves conducts.