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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Regelung von Brennkraftmaschinen,
insbesondere Schiffsmotoren, mittels eines Drehzahlreglers mit einem Eingangselement
für die Drehzahleinstellung, das von einem von einem Manöverorgan für die Motordrehzahl
gesteuerten Servomotor angetrieben wird, sowie einem Ausgangselement, das mit den
Einstellorganen des Motors für die Liefermenge der Brennstoffpumpen verbunden ist.
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Der Servomotor ermöglicht die Fernregelung der Drehzahl des Motors
und damit seiner Leistung, vor allem von einem eigentlichen Fernbedienungsplatz
auf einer Kommandobrücke aus, aber z. B. auch von einem in einer gesonderten Steuerkabine
in oder außerhalb des Motctrraums gelegenen Bedienungsplatz. Zur Vereinfachung der
Regelung kann das Manöverorgan mit relativ wenigen Stellungen ausgebildet sein,
z. B. wie ein üblicher Maschinentelegraph mit Stellungen für »langsam«, »halbe Kraft
und »volle Kraft«. Bei Aufwärtsregelung der Motordrehzahl, z. B. wenn das Schiff
beschleunigt wird, ist eine schnelle Erhöhung der Drehzahl wünschenswert, jedoch
in einem den aktuellen Verhältnissen entsprechenden Tempo, um einen maximalen Propellerdruck
zu erreichen und unnötige Überlastung des Motors zu vermeiden, und es ist dann zweckmäßig,
daß die Aufwärtsregelung von einer, niedrigen Dreh-. zahl bis zu der der Stellung
des Manöverorgans entsprechenden Drehzahl automatisch mit passender Geschwindigkeit
geschieht, ohne aktives Mitwirken vom Navigator auf der Brücke zu erfordern.
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Diese langsame Aufwärtsregelung könnte an sich durch entsprechend
- langsame Drehzahl des Servomotors erreicht werden, aber da bei gewissen Manö.-vern
mit dem Schiff schnelle Änderungen der Drehzahl notwendig sind, ist diese Lösung
nicht praktisch anwendbar.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, zu gewährleisten, daß der
Servomotor mit einer passenden hohen Regelgeschwindigkeit ausgeführt werden kann.
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Gemäß der Erfindung verfährt man zur Lösung dieses Problems, ausgehend
von der eingangs geschilderten Anlage, in der Weise, daß man eine Vorrichtung vorsieht,
die dauernd einen Vergleich der Stellungen des Eingangselements und der Einstellorgane
vornimmt und die Bewegung des Eingangselements bei Überschreitung eines im voraus
eingestellten Differenzwertes zwischen den beiden Stellungen während der Aufwärtsregelung
der Motor drehzahl zumindest anhält.
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Wenn die Brennstoffeinstellorgane infolgedessen während der Aufwärtsregelung
der Drehzahl im Verhältnis zum Eingangselement mit dem im voraus eingestellten Betrag
»vorausgelaufen« sind, wird die Bewegung des Eingangselements angehalten, und der
Regler wird dann während des Stillstands des Eingangselements die Füllung erneut
reduzieren, so daß diese und damit das Drehmoment des Motors auf einen Wert fällt,
der erneute Ingangsetzung des Eingangselements erlaubt. Die Motordrehzahl wird somit
stufenweise bis zu dem auf dem Manöverorgan eingestellten Wert und ohne Risiko für
Überlastung des Motors erhöht.
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Vorgeschlagen wurde bereits eine Steuerung für Verstellpropellerantriebe
durch eine Leistungssperre, die nur im voraus festgelegte Blattsteigungen erlaubt.
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Bei Anwendung auf andere Schiffantriebe sollen die Steuerungen, gegebenenfalls
auch über ihre Leistungs-
sperre, etwa-die Steuerfederder elektrischen Antriebsaggregate
oder die Treibmiüelruführ der primären Antriebsmaschinen-beeinflussen. Bekannt ist
auch die Steuerung mit vorgewählter Drehzahl oder vorgewähltem Blattwinkel durch
Vergleich eines Istwertes mit dem Sollwert der gleichen Größe, während bei der Erfindung
der Vergleich zwischen den Istwerten zweier verschiedener Größen erfolgt. Darüber
hinaus erfolgt die Antwort des Komparators bei der bekannten Anlage in dem Moment,
wenn Ist- und , Sollwert der gleichen Regelgröße übereinstimmen, also die Ret, elabweichung
Null wird, während nach der Erfindung der Komparator zum Ausschalten des Servomotors
anspricht, wenn ein vorgegebener Differenzwert zwischen den beiden verglichenen
Werten vorhanden ist.
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Gemäß einem den Erfindungsgegenstand weiter ausbildenden Gedanken
kann der im voraus eingestellte Differenzwert, der das Anhalten des Eingangselements
bewirkt, in Abhängigkeit von der absoluten Stellung des Eingangselements veränderlich
sein. Hierbei ; ta, nn z, B. berücksichtigt werden, daß die Drehmomentkurve des
Motors, die während des ersten Teils der Beschleunigung von niedriger Drehzahl relativ
hoch über der dem Propellergesetz entsprechenden Kurve. : liegt,- sich nach und
nach dieser Kurve nähert, wenn die Drehzahl zunimmt, wobei auch das Intervall zwischen
dem Stillstand bzw. erneutem Start des Eingangselements entsprechenden Punkten verringert
wird.
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Wenn die Geschwindigkeit des Schiffes niedrig ist, kann bei einem
relativ großen Wert der Füllung und damit des indizierten Mitteldrucks des Motors
Kavitation am Propeller auftreten. Hierbei fällt die Belastung auf dem Propeller
und damit das Drehmoment, das vom Motor auf den Propeller übertragen werden soll,
und da der Regler versuchen wird, eine konstante Motordrehzahl aufrechtzuerhalten,
wird die Füllung auf einen Wert reduziert, der unter der Propellerkurve liegt. Dieser
Betriebszustand kann andauern, bis der Propeller das Wasser wieder bei einer höheren
Geschwindigkeit des Schiffes erfaßt, und wenn die Drehzahl unter diesen Umständen
konstant verbleibt, hat der Motor nur sehr geringen Einfluß auf das Manövrieren
des Schiffes.
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Mit Hinblick auf Beseitigung unter anderem dieses Nachteils wird
in weiterer Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung vorgeschlagen, die Bewegung
des Eingangselements bei einem Differenzwert zu reversieren, bei dem die Füllung
des Motors niedriger ist als die der Stellung des Eingangselements entsprechende
Füllung nach der Propellerkurve.
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Hierdurch wird erreicht, daß die Motordrehzahl herabgesetzt wird,
wenn der Propeller zu kavitieren beginnt, und eine solche Herabsetzung der Drehzahl
bringt den Arbeitspunkt des Motors näher an die Propellerkurve, so daß das Kavitationsphänomen
verhältnismäßig schnell wieder aufhört, wonach die Motordrehzahl erneut erhöht werden
kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf einfache Weise in das Regelsystem
des Motors ohne besondere Eingriffe im System, und ohne Veränderungen der Reglerkonstruktion
erforderlich zu machen, eingebaut werden. Die Vorrichtung gibt deshalb auch auf
einfache Weise die Möglichkeit für individuelle Anpassung der Anlage an die Motor-und
Schiffsdaten.
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Bei passender Gestaltung der bewegungsübertragenden
Systeme
für die genannten - beiden Elemente der Vorrichtung kann erreicht werden, daß zwischen
den beiden Elementen praktisch keine relative Bewegung - stattfindet, wenn das Aufwärtsregeln
der Motordrehzahl so langsam geschieht, daß das Drehmoment des Motors der Propellerkurve
bei den jeweiligen Drehzahlen entspricht.
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Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels hervor, welches in der Zeichnung zum Teil schematisch
dargestellt ist, in welcher Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Dar stellung
eines Fernregelsystems mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung für einen Schiffsmotor
zeigt, F i g. 2 einen Schnitt durch einen im System enthaltenen Komparator zum Vergleichen
der Stellungen, des Eingangselements für die Drehzahleinstellung und der Brennstoffeinstellorgane,
F i g. 3 eine Einzelheit des in F i g. 2 gezeigten Komparators in größerer Darstellung,
Fig. 4 ein Diagramm über zusammengehörende Werte der Motordrehzahl und des indizierten
Mitteldrucks und F i g. 5 ein elektrisches Schaltbild eines Teils der Fernregelanlage,
In F i g. 1 ist ein Motorregler 101 mit einer Eingangswelle 102 zur Einstellung
der Motordrehzahl und einer Ausgangswelle 103 gezeigt. Die Reglerspindel, die in
bekannter Weise mit der nicht gezeigten KurbelwelIe des Verbrennungsmotors gekuppelt
ist, ist mit 104 bezeichnet. Die Ausgangswelle 103 ist durch ein sogenanntes Dreiecksystem
105 und eine Stange 106 an einen auf der Brennstoffregelwelle 107 des Motors, d.
h. der Welle, die die nicht gezeigte Einspritzmenge der Brennstoffpumpen festlegt,
befestigten Arm 108 angeschlossen. Die Ausgangswelle 103 bestimmt hierdurch die
Füllung der Motorzylinder in solcher Weise, daß die durch die Einstellung der Eingangswelle
102 gewählte Motordrehzahl aufrechterhalten wird.
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Die Eingangswelle 102 kann einerseits von einem am Motorbedienungsplatz
angeordneten Manöverorgan 109, andererseits -von einem entsprechenden, nicht gezeigten
Manöverorgan an einem Fernbedienungsplatz, z. B. auf der Kommandobrücke des Schiffes,
eingestellt werden, und das letztgenannte Manöverorgan steuert auf elektrischem
Wege einen Servomotor 110, der direkt die Eingangswelle 102 einstellen kann.
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Das Manöverorgan 109 das um einen festen Punkt 111 drehbar ist, ist
durch ein generell mit 112 bezeichnetes Gestänge, dessen letzte Stange mit 113 bezeichnet
ist, mit dem einen Ende eines an der Eingangswelle 102 befestigten Arms 114 verbunden.
Die Stange 113 ist zweiteilig, und durch eine Druckfeder 115, die zwischen den beiden
Teilen der Stange angeordnet ist, sind diese Teile gegen eine durch einen Anschlag
festgelegte Endstellung für die gegenseitige Totgangsbewegung der Teile belastet.
Der Servomotor 110 hat eine Ausgangswelle 116, an welcher ein Arm 117 befestigt
ist, der durch eine zweiteilige Stange 118 gelenkig mit dem anderen Ende des obengenannten
Arms 114 verbunden ist. Die zweiteilige Stange 118 kann nur Druckkräfte vom Arm
117 auf den Arm 114 übertragen, so daß der Servomotor 110 die Eingangswelle 102
nur in Gegenuhrzeigerrichtung, vom rechten Ende der Welle in F i g. 1 gesehen, aber
nicht in entgegengesetzter Richtung drehen kann.
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Der Arm 117 des Servomotors ist außerdem mit einem auf der Brennstoffregelwelle
107 befestigten Arm 119 mittels einer zweiteiligen Stange 120 verbunden. In Verbindung
mit der Stange 120 ist ein Komparator 121 eingebaut, der genauer in der nachfolgenden
Besprechung der Fig.2 beschrieben ist und der dazu eingerichtet ist, ein SignaI
zu geben, das den Servomotor 110 beeinflußt, wenn die beiden Teile der Stange 120
im Verhältnis zueinander auf Grund einer Unübereinstimmung zwischen den Stellungen'
der Ausgangswelle 116 des Servomotors 110 und der Brennstoffregelwelle 107 verschoben
werden.
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Das Manöverorgan 109 am Motorbedienungsplatz ist außerdem durch das
~Dreiecksystem 105 an die Brennstoffregelwelle 107 angeschlossen, indem eine Stange
122, die mit ihrem einen Ende an das Gestänge 112 angeschlossen ist, an ihrem anderen
Ende gelenkig mit einer Stange 123 verbunden ist, die wiederum an ihrem anderen
Ende gelenkig mit dem Arm 124 im Dreiecksystem 105 verbunden -ist, an welchen die
Stange 106 angeschlossen ist. Der Vèrbindungspunkt der beiden Stangen 122--und 123~kann
sich mittels eines Arms 125 in einem Kreisbogen um einen festen Punkt 126 bewegen.
Das Dreiecksystem 105 umfaßt außerdem einen zweiarmigen Hebel 127, der an seinem
einen Ende gelenkig mit dem Arm 124 verbunden ist und der an seinem anderen Ènde
gelenkig mit'einer Stange 128 verbunden ist, die wiedefum an ihrem anderen Ende
gelenkig rnit einem an der Ausgangswele 103 befestigten Arm 129 verbunden ist.
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In F i g. 1 ist der Komparator 121 rein schematisch in die - Stange~12
«) zwischen der AusgangswelIe116 des Servomotors und der Brennstoffregelwelle 107
eingebaut gezeigt. In der Praxis kann der Komparator wie in F i g. 2 gezeigt gestaltet
sein, indem die beiden Teile der Sfange 12 von zwei gegenseitig- drehbaren Wellen
ersetzt sind, die mit der AusgangsweIle-116 des Servomotors bzw. der Brennstoffregelwelle
107 mechanisch gekuppelt sind.
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Die in F i g. 2 gezeigte Komparatorvorrichtung umfaßt ein Gehäuse
1, in welchem eine längsverlaufende Konsole 2 befestigt ist, die eine Anzahl Mikroschalter
trägt, und das Gehäuse ist mit einem Deckel3 geschlossen, der von Schrauben 4 festgehalten
wird. Im Gehäuse 1 ist eine durchgehende Welle 5 gelagert, die z. B. mittels einer
nicht gezeigten Zahnradübersetzung mit der Welle 116 (F i g. 1) gekuppelt ist. Das
linke Ende der Welle 5 ist in einer zu der Welle koaxialen Drehmuffe 6 gelagert,
die wiederum im Enddeckel 7 des Gehäuses gelagert ist. An dem herausragenden Ende
der Muffe 6 kann ein nicht gezeigter Arm befestigt werden, der durch eine Stange
mit dem in Fig. 1 gezeigten Arm 119 auf der Welle 107 verbunden ist.
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Da die Welle 5, wie gesagt, mit der Ausgangswelle 116 des Servomotors
gekuppelt ist, ist die Stellung der Welle 5 ein Maß für die Stellung der Welle 116
und damit der Eingangswelle 102, die durch die Stange 118 von der Welle 116 angetrieben
wird. Entsprechend ist die Stellung der Muffe 6 ein Maß für die Stellung der Brennstoffregelwelle
107. An der Welle 5 ist eine Trommel 8 befestigt, die in der gezeigten Ausführungsform
sechs Nocken trägt, von welchenFi g. 2 zwei mit 9 und 10 bezeichnete zeigt, die
in gegebenen Stellungen der Welle 5 eine entsprechende Anzahl Mikroschalter 11 und
12, die auf der Konsole 2 angeordnet sind, durch die Aktivierungsrollen 13 bzw.
14 dieser Schalter beeinflussen.
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Die genannten Mikroschalter liegen im Steuerkreislauf des Servomotors,
der auch das Manöverorgan am Fernbedienungsplatz einschließt, und die fünf Mikroschalter
12 sind dazu eingerichtet, den Servomotor 110 und damit die Eingangswelle 102 jeweils
in einer Stellung anzuhalten, die einer vom Manöverorgan verlangten Motorleistung
entspricht, z. B. »langsame Fahrt«, » volle Fahrt« usw. Der Schalter 11 kann dazu
eingerichtet sein, zu sichern, daß der Motor schnell eine kritische Drehzahl oder
einen Drehzahlbereich überschreitet.
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Eine Muffe 15 ist undrehbar, aber axial verschiebbar mit der Welle
5 verbunden, und in der Muffe 5 sind zwei radial verlaufende, diametral gegenüberstehende
Zapfen 16 befestigt, die jeweils eine Rolle 17 tragen. Eine zwischen der Muffe 15
und der Trommel 8 angeordnete Schraubendruckfeder 18 hält die Rollen 17 gegen eine
an der Endfläche der Muffe 6 ausgebildete Steuerkurve 19. Wie in Fig. 3 ersichtlich,
weist die Steuerkurve 19 einen nach einer Schraubenfläche verlaufenden Abschnitt
19 a und einen in gleicher Steigungsrichtung verlaufenden, entsprechenden Abschnitt
diametral zu dem gezeigten auf. Solange die Welle 5 und die Muffe 6 in ihrer Drehung
zusammenbleiben, d. h. die Eingangswelle 102 des Reglers und die Brennstoffregelwelle
107 des Motors gleich verlaufen, steht die mit der Welle 5 rotierende Muffe 15 axial
still, aber bei Unübereinstimmung zwischen der Drehung der Welle 5 und der Muffe
6 wird die Muffe 15 axial in der einen oder der anderen Richtung verschoben.
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An der Muffe 15 ist ein Steuerring 20 befestigt, der eine in gleicher
Richtung wie die Steuerkurve 19 gekehrte axiale Steuerfläche 21 aufweist. Auf einer
Konsole22 ist ein doppelter Kipphebel 23, der aus zwei gegenseitig einstellbaren
Teilen bestehen kann, drehbar um eine auf der Welle 5 winkelrechte Welle 24 gelagert,
und der Kipphebel 23 trägt einen Stift 25, der unter Beeinflussung einer auf dem
Kipphebel 23 wirkenden Zugfeder 26 gegen die Steuerfläche 21 anliegt. Bei einer
axialen Verschiebung der Muffe 15 aus der in F i g. 2 gezeigten Stellung wird der
Steuerstift 25 entsprechend verschoben und er wird dabei den Kipphebel 23 um die
Welle 24 drehen, und durch seine Drehung beeinflußt der Kipphebel 23 die eine oder
die andere der beiden Aktivierungsrollen 27 und 28 für zwei auf der Konsole 2 angeordnete
Mikroschalter29 bzw. 30. Der Schalter 29 enthält einen oder zwei Kontaktsätze, die
den Stromkreis zum Servomotor 110 öffnen bzw. schließen, während der Schalter 30
unter Beeinflussung vom Kipphebel 23 die Drehrichtung des Servomotors reversiert.
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Die Komparatorelemente sind so gestaltet und der Komparator ist so
an die Ausgangswelle 116 des Servomotors und die Brennstoffregelwelle 107 gekuppelt,
daß die Muffe 15 in F i g. 2 nach links verschoben wird, wenn die Drehung der Reglerwelle
107 der Drehung der Eingangswelle 102 des Reglers 101 vorausläuft, und wenn der
Unterschied zwischen der Drehung der beiden Wellen eine gewisse Größe erreicht hat,
wird der Schalter 29 zum Anhalten des ServomotorsllO beeinflußt. Hierbei wird die
Eingangswelle 102 angehalten, und der Regler 101 wird in der folgenden Periode,
wenn die Eingangswelle stillsteht, die Motorfüllung der eingestellten Geschwindigkeit
anpassen, d. h., daß sich die Reglerwelle 107 und damit die Muffe 6 ein Stück rückwärts
bewegen, wobei die Muffe 15 erneut nach rechts verschoben
wird. Wenn diese Verschiebung
einen solchen Wert angenommen hat, daß der Kipphebel 23 den Schalter 29 zum Schließen
des Stroms zum ServomotorllO beeinflußt, setzt sich die Drehung der Eingangswelle
in Richtung zunehmender Drehzahl fort.
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Wenn die Muffe 15 und damit der Steuerring 20 weiter nach rechts
verschoben werden, was bedeutet, daß die Brennstoffregelwelle eine Füllung eingestellt
hat, die unter der der Propellerkurve entsprechenden bei der gegebenen Motordrehzahl
liegt, wird der Mikroschalter 30 beeinflußt, der den Servomotor durch einen im folgenden
näher beschriebenen Steuerkreislauf reversiert, wobei die Reglereingangswelle rückwärts
zu niedriger Drehzahl bewegt wird.
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Die axiale Steuerfläche 21 des Steuerrings hat, wie in F i g. 3 gezeigt,
krumme Form, indem sie, wie gezeigt, aus zwei ebenen Abschnitten bestehen kann,
die mit einem dazwischenliegenden schrägen Abschnitt, der eben oder gegebenenfalls
schraubenflächenförmig sein kann, verbunden sind. Diese Form der Fläche 21 bewirkt,
daß die Muffe 15 in verschiedenen Winkelstellungen der Welle 5 die Schalter 29 und
30 durch einen axialen Ausschlag, der von der Winkelstellung der Welle abhängt,
beeinflußt. Die größte zulässige »Abweichung« der Reglerwelle 107 im Verhältnis
zu der Eingangswelle 102 wird hierdurch von der absoluten Stellung der letztgenannten
Welle, die die Stellung der Welle 5 bestimmt, abhängig, und dieser Umstand kann
in der Weise ausgenutzt werden, daß man bei niedriger Drehzahl und Motorbelastung
eine größere Abweichung der Reglerwelle 107 zuläßt als bei höheren Drehzahlen, wo
die Drehmomentkurve des Motors und damit auch die Momentwerte, die Stillstand bzw.
erneutem Start der Eingangswelle 102 entsprechen, sich allmählich der vom Propellergesetz
bestimmten Momentkurve nähern, jedoch ohne dieselbe zu erreichen.
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Der Komparator kann, wie gezeigt, auch einen Schalter 46 enthalten,
der durch eine zugehörige Aktivierungsrolle 47 von einem auf der Muffe 6 befestigten
Nocken 48 gesteuert wird und der beeinflußt wird, wenn die Reglerwelle 107 in der
Nullstellung steht. Außer den gezeigten Schaltern kann der Komparator gegebenenfalls
auch mit anderen im Steuerkreislauf des Servomotors enthaltenden Schaltern und Kontakten
zusammengebaut werden.
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Der hier beschriebene Komparator läßt sich auf einfache Weise in
ein gesamtes Fernregelsystem einpassen und erfordert keinen Eingriff in das übrige
System oder den Regler, so daß er gegebenenfalls als Ergänzung für ein vorhandenes
Regelsystem geliefert werden kann. Bei passender Gestaltung der beiden Steuerkurven,
die die gegenseitige Verschiebung der beiden Muffen 6 und 15 bestimmen, und der
Kurve 21 am Steuerring 20 kann jedes gewünschte Programm für Stillstand, Start und
Reversieren des Servomotors hergestellt werden, und die Verwendung gesonderter auswechselbarer
Steuerringe oder Segmente macht es besonders leicht, ein solches Programm zu ändern.
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Die oben beschriebenen Betriebsbedingungen des Motors, die in gegenseitig
variierenden Stellungen der Welle 5 und der Muffe 6 resultieren, sind in F i g.
4 veranschaulicht, die einen Ausschnitt der sogenannten Propellerkurve P mit der
Motordrehzahl n als Abszisse und dem indizierten Mitteldruck pi als Ordinate zeigt.
F i g. 4 zeigt ferner zwei Kurven A und B, die über der Propellerkurve P liegen,
und eine Kurve C, die unter dieser liegt.
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Bei normaler Aulwärtsregelung- der Motordrehzahl wird das notwendige
Drehmoment und damit der indizierte Mitteldruck des Motors, unter anderem auf Grund
der Beschleunigung des Schiffes, über der Propellerkurve liegen, und der in- Fig.
2 gezeigte Komparator ist so eingerichtet, daß die Füllung und damit der indizierte
Mitteldruck, für einen gegebenen Wert der Drehzahl mit einer senkrechten gestrichelten
Linie markiert, bis zu dem auf der Linie A liegenden Punkt a steigen kann, bis der
Schalter 29 den Strom zum Servomotor unterbricht und dabei die Drehung der Eingangswelle
102 gegen zunehmende Drehzahl anhält. Bei im großen und ganzen gesehen unveränderter
Drehzahl wird die Füllung danach auf den auf der Kurve B liegenden Punkt b fallen,
und bei der entsprechenden Stellung der Muffe 6 im Verhältnis zur Welle 5 (Fi g.
2) schließt der Schalter 29 wieder den Strom zum Servomotor, wonach die Aufwärtsregelung
der Drehzahl fortsetzt. Bei der Aufwärtsregelung der Drehzahl wird- die Leistung
des Motors deshalb stufenweise erhöht, so daß der Arbeitspunkt zwischen den beiden
KurvenA und B liegt.
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Wenn der vom Motor angetriebene Propeller beginnt zu kavitieren,
wird der Regler die Brennstoffmenge herabsetzen, wodurch der Arbeitspunkt auf den
Punkt c auf der Kurve C in F i g. 4 verschoben wird. Dies bedeutet, daß die eingestellte
Füllung wesentlich unter dem der Propellerkurve entsprechenden Wert liegt, und entsprechend
wird die Muffe 6 in F i g. 2 im Verhältnis zu der Welle 5 so gedreht sein, daß der
Schalter 30 beeinflußt worden ist. Beim Schließen der Kontakte des Schalters 30
(s. F i g. 5) wird der Strom an eine RelaisspuleD geschlossen, deren zugehörige
Kontakte mit dl... d4 bezeichnet sind. Der Relaiskontakt d4 stellt die Verbindung
zwischen einer Stromzuleitung 31 und einer Leitung 32 her, die durch nicht gezeigte
Relais den Servomotor reversieren, d. h., daß die Eingangswelle 102 des Reglers
101 in Richtung abnehmender Motordrehzahl angetrieben wird. Wenn die Motordrehzahl
dabei herabgesetzt wird, geschieht eine Reduktion der relativen Geschwindigkeit
des Propellers im Verhältnis zum Wasser, wobei die Kavitation allmählich aufhören
wird, und der Arbeitspunkt des Motors bewegt sich gleichzeitig vom Punkt aufwärts,
so daß er wieder näher an die Propellerkurve gelangt.
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Wenn der Kontaktsatz des Schalters 30 schließt, wird ferner ein Impuls
an ein Zeitrelais F abgegeben, das z. B. ein elektronischer Verzögerungskreislauf
sein kann, und nach Ablauf der Periode des Zeitrelais F wird ein kurzer Impuls zur
Aktivierung einer Relaisspule E abgegeben, deren zugehörige Kontakte mit .... .
e bezeichnet sind. Die Aktivierung der Spule E bewirkt, daß der Kontakt e1 die Verbindung
zwischen dem Schalter 30 und der SpuleD unterbricht. Aber dieser Spule wird weiterhin
Strom durch ihren Haltekontakt dl zugeführt, der bei der Aktivierung der Spule geschlossen
wurde. Die RelaisspuleD fällt erst, wenn ein anderes Zeitrelais G, das beim Schließen
des zur SpuleD gehörenden Kontakts d2 aktiviert wurde, nach Ablauf der Periode dieses
Zeitrelais den zugehörigen Kontakt g1 öffnet, der mit dem Haltekontakt d1 der Relaisspule
in Serie liegt.
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Wenn die Relaisspule E erst aktiviert ist, verbleibt ie in dieser
Stellung, solange die SpuleD aktiviert st, indem sie einen Haltekontakt e2 in Serie
mit einem Kontakt d5 hat.
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In dem Augenblick, wenn die Relaisspule E aktiviert wird, unterbricht
der mit dem Kontakt d4 in Serie liegende Kontakte e3 die Stromzufuhr zur Leitung32,
und der Servomotor bringt deshalb seine abwärts gehende Bewegung zum Stillstand,
sobald die Relaisspule E zieht, d. h., daß das Zeitrelais F die Dauer der Rückwärtsdrehung
des Servomotors 110 und damit die erreichte Reduktion der-eingestellten Motordrehzahl
bestimmt. Erneutes Anlassen des Servomotors in entgegengesetzter Drehrichtung, d.
h. entsprechende Erhöhung der Motordrehzahl, ist erst möglich, wenn die RelaisspuleD
stromlos wird, indem ihr Kontakt d4 dann Verbindung zwischen -der Zuleitung 31 und
einer Leitung 33 herstellt, welche durch Relais usw. die Drehung des Servomotors
in Richtung zunehmender Motordrehzahl steuert. Da das Zeitrelais G dafür sorgt,
den Strom zu der Relaisspule zu unterbrechen, ist es somit dieses Relais, das durch
seine Einstellung bestimmt, wann die Aufwärtsregelung des Motors nach Unterbrechung
auf Grund Kavitation am Propeller fortgesetzt werden kann.
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Unter gewissen Umständen kann es vorkommen, daß der Arbeitspunkt
des Motors unter der PropellerkurveP liegt (s. Fig. 4) und gegebenenfalls sogar
unter der Kurve C, ohne daß am Propeller Kavitation auftritt. Unter solchen Umständen
kann es wünschenswert sein, die normale Aufwärts regelung der Motordrehzahl zu ermöglichen,
ungeachtet dessen, daß der Arbeitspunkt längere Zeit unter der Kurve C liegt.
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Dies ist bei dem in Fig. 5 gezeigten Diagramm von Kontakte, ermöglicht,
der sichert, daß die Relaisspule E gezogen bleibt, solange die Kontakte des Schalters
30 geschlossen sind, was, wie gesagt, gerade dadurch bedingt ist, daß der Arbeitspunkt
auf oder unter der Kurve C liegt. Wenn die Relaisspule E gezogen ist, ist der zugehörige
Kontakt e ; in der Leitung 32 geöffnet, und der Servomotor kann deshalb bei Beeinflussung
der betreffenden Manöverorgane dazu veranlaßt werden, die Reglereingangswelle in
Richtung. zunehmender Motordrehzahl zu drehen.
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Die beiden im Steuersystem enthaltenen Zeitrelais F und G können
zweckmäßig mit einstellbarer Periode ausgebildet werden, und im allgemeinen wird
es vorteilhaft sein, eine solche Periode zu wählen, daß die in F i g. 4 gezeigte
Kurve C einer Füllung entspricht, die etwa 100/o unter der der Propellerkurve P
entsprechenden Füllung liegt. Die in Fig.3 gezeigte Ausbildung der Steuerfläche
21 mit zwei ebenenAbschnitten und einem dazwischenliegenden, schrägen oder gekrümmten
Abschnitt kann dazu beitragen, eine gewünschte Proportionalität zwischen den einem
gegebenen Wert der Drehzahl entsprechenden Mitteldrücken der KurvenA, B, C und P
innerhalb eines größeren Drehzahlintervalls zu erreichen.
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Wie früher erwähnt, kann das nicht gezeigte Manöverorgan für die
Motordrehzahl am Fernbedienungsplatz von einem üblichen Brückentelegraphen gebildet
werden, wenn dieser auf passende Weise modifiziert wird. Da ein solches Manöverorgan
nur eine begrenzte Anzahl fester Stellungen hat, wird es zweckmäßig mit zwei Druckknöpfen
ergänzt, die durch passende Relais usw. den Servomotor 110 zur Aufwärts- bzw. Abwärtsregelung
der Drehzahl innerhalb der von den festen Stellungen des Manöverorgans festgelegten
Intervalle beeinflussen kann. Es ist ferner zweckmäßig, den Steuerkreislauf des
Servomotors auf solche Weise auszuführen, daß der Motor
bei Fernbedienung
nicht auf eine niedrigere Drehzahl als der Stellung »langsame Fahrt« entsprechend
eingestellt werden kann. Es kann auch zweckentsprechend sein, den Steuerkreislauf
mit einer Zeitsteuereinrichtung oder einer temperaturgesteuerten Einrichtung zu
versehen, die im höchsten Regelbereich, z. B. ab 900/0 der maximalen Drehzahl, entsprechend
etwa 700/0 maximale Leistung, eine passend langsame Erhöhung der Drehzahl sichert,
selbst wenn das Manöverorgan am Fernbedienungsplatz auf »volle Kraft« eingestellt
ist.
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Wenn auch der Komparator hier wie eine elektromechanische Komponente
gezeigt ist, kann der für die Erfindung eigentümliche Vergleich der Motorregelwelle
mit dem Reglerdrehzahlelement auch von z. B. pneumatischen oder hydraulischen Komponenten
ausgeführt werden. Die Erfindung kann auch bei Motoren Anwendung finden, wo die
Einspritzmenge der Brennstoffpumpen mittels einer axial verschiebbaren Stange geregelt
wird, die die Liefermengen der einzelnen Brennstoffpumpen einstellt. Die Erfindung
ist auch nicht auf die Anwendung eines elektrischen Servomotors als Zwischenglied
zwischen dem Manöverorgan für die Regelung der Drehzahl und dem Motorregler begrenzt.