DE2624681A1 - Umsteuervorrichtung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Umsteuervorrichtung fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft
8900 A u g s b u τ g , StadtbachstraSe 1
P.B. 2881/1295 31. Mai 1976
umsteuervorrichtung für eine Brennkraftma s chin e
"Die jarfin&ung betrifft eine Umsteuervorrichtung für
eine Brennkraftmascliine, insbesondere einen Schiffsdieselmotor.,
mit eines einen mit der Steuerwelle verbundenen,
doppeltwirkenden Arbeitskolben aufweisenden Verschiebezylinder, dessen Druckkammern zu "beiden
Seiten des Arbeitskolbens an ge einen mit einer ölfüllung versehenen Druckbehälter angeschlossen sind,
die ihrerseits über ein fernsteuerbares Steuerventil an eine Druckluftleitung anschließbar sind.
Bei Anordnungen dieser Art muß die Steuerwelle in den Endlagen gegen Längsverschiebung gesichert werden, da-Eit
sie nicht unter dem Einfluß der an ihren Nocken angreifenden Ventilbetätigungskräfte oder bei hohem
Wellengang aus ihrer Betriebslage in eine andere Stel-
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-s-
lung verschoben wird und so zu einem Sicherheitsrisiko
wird. Eine derartige Blockierung kann auf mechanischem Wege etwa mit Hilfe einer federbelasteten Sperrklinke
erreicht werden, die mit einer besonderen Auslösevorrichtung zusammenwirkt oder einfach durch die Verschiebekraft
beim Umsteuern, welche die Längskräfte aus der
Ventilbetätigung erheblich übertrifft, ausgeklinkt wird. Abgesehen davon, daß bei derartigen mechanischen Blockiereinrichtungen
die Sperrklinke sehr leicht zum Klemmen neigt, sind hier ein nicht unerheblicher steuerungstechnischer
Aufwand beziehungsweise ein beschleunigter Verschleiß in Kauf zu nehmen.
Es ist ferner eine Anordnung der eingangs erwähnten Art bekannt geworden, bei welcher die Steuerventile zur Beaufschlagung
der Druckbehälter mittels einer durch den Arbeitskolben bewegbaren Steuerkulisse betätigbar sind,
die so ausgebildet ist, daß bei einer ungewollten Verschiebung der Steuerwelle aus der Betriebslage dasjenige
Steuerventil geöffnet wird, das den Arbeitskolben im Sinne einer Rückverschiebung der Steuerwelle in die Betriebslage
beaufschlagt. Bei Anordnungen dieser Art entfällt zwar die mechanische Verblockung der Steuerwelle,
der Aufwand für die Steuerkulisse, insbesondere hinsichtlich der Herstellung und laufenden Wartung, ist jedoch
nicht unbeträchtlich. Außerdem besteht hierbei die Gefahr einer stoßartigen Erregung, da die entsprechenden
Steuerventile offenbar erst dann betätigt werden sollen, wenn bereits eine ungewollte Verschiebung der Steuerwelle
stattgefunden hat, dann jedoch die volle, auch bei der normalen Umsteuerung zur Wirkung kommende Kraft eingesetzt
wird. Die nicht zu vermeidenden Leckverluste der
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im Verschiebezylinder sich befindenden Hydraulikflüssigkeit
kann hierbei zu weiterem Wartungsaufwand führen.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art
mit einfachen Mitteln und unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Lösungen so auszubilden, daß trotz
Wegfall einer mechanischen Verblockung dennoch eine hohe Sicherheit erreicht werden kann sowie ein hohes
Maß an Wartungsfreiheit gewährleistet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Umsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem einen
mit der Steuerwelle verbundenen, doppeltwirkenden Arbeitskolben aufweisenden Verschiebezylinder, dessen
Druckkammern zu beiden Seiten des Arbeitskolbens an je
einen mit einer Ölfüllung versehenen Behälter angeschlossen sind, die ihrerseits über ein fernsteuerbares
Steuerventil an eine Druckluftleitung anschließbar sind, in überraschend einfacher Weise dadurch, daß die Druckbehälter
zur Aufrechterhaltung einer definierten, auf den Arbeitskolben wirkenden Kraft außerdem an eine mittels
eines bei einem bestimmten Druck öffnenden Rückschlagventils gesteuerte Druckölleitung anschließbar
sind und mit einer eine Drosselstelle aufweisenden Abströmöffnung versehen sind, um welche der Spiegel der
Ölfüllung schwankt.
Die genannte Drosselstelle soll dabei so dimensioniert sein, daß es während des Umsteuervorgangs infolge des
hierdurch entweichenden Druckmediums, das heißt öl im
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Anfangs stadium des Umsteuervorgangs bzw. Luft iin Endstadium
des Umsteuervorgangs, zu keinem nennenswerten Druckabfall im entsprechenden Druckbehälter und damit
zu keinem Abfall der auf den Arbeitskolben wirkenden Umsteuerkraft kommt. Die nach Beendigung des Umsteuervorgangs
erforderliche Haltekraft ist jedoch wesentlich kleiner als die während des Umsteuervorgangs zur
Anwendung kommende Umsteuerkraft. Der nach Beendigung des Umsteuervorgangs langsam vor sich gehende Druckabbau
infolge eines Entweicliens von Luft über die freigelegte
Abströmöffnung zur Drosselstelle läßt daher die Haltekraft unberührt, bis die vorhandene Luftmenge einen
kritischen Punkt erreicht hat. Noch bevor die im genannten Druckbehälter sich befindende Luft so weit
entspannen konnte, soll jedoch gemäß der Erfindung Drucköl nachfließen und die vorhandene Restluft bis zu
einem vorgegebenen Punkt wieder komprimieren, wobei die Abflußöffnung zur Drosselstelle nunmehr vom Öl abgedeckt
wird. Es entweicht daher zunächst wiederum Öl aus dem genannten Druckbehälter und anschließend wiederum Luft,
so daß sich der vorstehend geschilderte Vorgang wiederholen kann. Hierdurch wird erreicht, daß die auf den
Arbeitskolben wirkende Haltekraft selbsttätig ständig im sicheren Bereich gehalten wird. Gleichzeitig wird
jedoch im oberen Bereich des beaufschlagten Druckbehälters in vorteilhafter Weise ein Luftpolster aufrechterhalten,
so daß beim anschließenden Umsteuervorgang in der umgekehrten Richtung lediglich im wesentlichen
Luft aus dem betreffenden Druckbehälter zu verdrängen ist, wobei beispielsweise im Gegensatz zu einer
Verdrängung von Öl die Reibungsverluste etc. relativ gering gehalten werden können. Dies wirkt sich vor
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allem bei Manövern positiv aus. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen,
daß die nicht zu vermeidenden Leckverluste durch die zugegebene Druckölmenge ohne weiteres ausgeglichen
werden, so daß eine ständige Kontrolle des ölstandes etc. unterbleiben kann. Außerdem ergibt sich hierdurch
eine laufende Selbsterneuerung und Selbstreinigung der vorhandenen Hydraulikflüssigkeit. Die mit der vorliegenden
Erfindung ersielbaren Vorteile sind daher insbesondere in ihrer Wirtschaftlichkeit zu sehen.
Da öede Brennkraftmaschine von einer bestimmten Größe
an zur Schmierung ohnehin ein komplettes Druckölsystem benötigt, können gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung die Druckbehälter einfach an die Schmierölleitung anschließbar sein. Hierdurch läßt sich
jeder zusätzliche Aufwand für Druckwächter etc. vermeiden und das ohnehin vorhandene Druckölsystem in
wirtschaftlicher Hinsicht besser auslasten. Zweckmäßig kann dabei die zum Druckölsystem führende Anschlußleitung
vor dem Steuerventil in die Druckluftleitung einmünden, so daß ein und dasselbe Steuerventil sowohl
für den Durchgang von Luft als auch von Öl benutzt werden kann. Das Steuerventil kann einfach als fernsteuerbares
Zweiwegeventil ausgebildet sein, wobei jeweils der eine Druckbehälter an die Druckleitung und der andere
Druckbehälter an die Rücklaufleitung angeschlossen ist.
Zweckmäßig ist in der Anschlußleitung für die Druckluft ein fernsteuerbares Absperrventil vorgesehen, dem
vorteilhaft ein Rückschlagventil nachgeordnet sein
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kann, welches im Bereich, vor der Einmündung der Druckölleitung
angeordnet ist. Hierdurch läßt sich in vorteilhafter Weise eine Entlastung und vereinfachte Konstruktion
der naangeordneten Bauteile erreichen.
Zur Sicherstellung einer ausreichenden auf den Arbeitskolben wirkenden Haltekraft auch im Falle eines vollständigen
Ausfalls des Druckölsystems kann zweckmäßig das Absperrventil und das Rückschlagventil der Druckluftleitung
mittels einer Kurzschlußleitung überbrückt sein, wobei ein in Abhängigkeit vom Druck in der Druckölleitung
steuerbarer Absperrschieber vorgesehen sein kann, der geöffnet wird, sobald der Druck im Druckölsystem
unter ein Mindestmaß absinkt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Arbeitskolben mit einer kleinen Durchgangsbohrung
versehen sein. Diese Bohrung hat die Aufgabe, die drucklose Seite des Verschiebezylinders mit
der Druckseite zu verbinden. Hierdurch ergibt sich ein automatischer Zwangsumlauf von Drucköl und damit eine
ständige Erneuerung, so daß einem Verschleiß wirksam vorgebeugt ist. Außerdem ergibt sich durch das umlaufende
öl eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten Verschiebezylinders und beider Druckbehälter. Durch entsprechende
Dimensionierung dieser Durchgangsbohrung und des Rückschlagventils der Ölleitung läßt sich hierbei
ein ständiger, etwa konstanter ölstrom erreichen, wobei ein Druckabfall im Bereich der Druckseite praktisch
vollständig vermieden werden kann.
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Eine weitere Fortbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß vom Arbeitskolben betätigbare Steuerschieber
vorgesehen sind, mit Hilfe derer die zum Kommandostand führenden Rückmeldeleitungen aktivierbar sind.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Selbstkontrolle der gesamten Umsteuervorrichtung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Ansprüchen .
Hierbei zeigen
Figur 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in schaltungstechnischer Darstellung und
Figur 2 den Druckverlauf im Druckbehälter
über der Zeit.
In Figur 1 ist bei 1 das Ende einer Steuerwelle einer Brennkraftmaschine angedeutet, die über einen Stutzen
2 mit einem in einem Verschiebezylinder 3 angeordneten Arbeitskolben 4- verbunden ist. Der Verschiebezylinder 3
ist zu beiden Seiten des Arbeitskolbens 4- über Druckleitungen 5 bzw. 6 mit Druckbehältern 7 bzw. 8 verbunden,
die ihrerseits über zu einem Steuerventil 9 führende Stichleitungen 10 bzw. 11 an eine Druckluftleitung
bzw. einen drucklosen Rücklauf 13 anschließbar sind. Das Steuerventil 9 ist zweckmäßig als Vierwegeventil ausge-
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"bildet, so daß jeweils ein Druckbehälter mit dem Druckmittel
beaufschlagbar und der andere Druckbehälter entlastbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll
der Druckbehälter 7 beaufschlagt und der Druckbehälter 8 entlastet sein. Dementsprechend nimmt der Arbeitskolben
4 seine rechte Endstellung ein, die beispielsweise der Vorausstellung entsprechen soll. Die ölfüTlung des
Druckbehälters 7 ist dabei bis auf den bei a-a angedeuteten Stand gesunken und in die links des Arbeitskolbens
4 sich befindende Druckkammer 14 des Verstellzylinders
verdrängt. Der übrige Bereich des Druckbehälters 7 ist entsprechend der Stellung des Steuerventils 9 mit Druckluft
gefüllt. Die rechts des Arbeitskolbens liegende Druckkammer 15 des Verstellzylinders 5 hat in der dargestellten
Kolbenstellung ihre Minimalgröße und entsprechend weist der Ölstand im Druckbehälter einen Höchsi
stand auf.
Die zum Steuerventil 9 führende Druckluftleitung 12 ist zweckmäßig mittels eines Absperrventils 16, dem ein
Rückschlagventil 17 nachgeordnet ist, absperrbar. Der Arbeitsdruck im Druckluftsystem liegt etwa in einer
Größenordnung von zehn bar. Das Steuerventil 9 ist über Steuerleitungen 18 bzw. 19 etwa von der Kommandobrücke
aus, vorzugsweise auf pneumatischem Wege, fernsteuerbar. Der Steuerdruck in den Steuerleitungen 18 bzw. 19
kann dabei etwa in einer Größenordnung von sieben bar liegen. Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein,
gleiche Arbeits- und Steuerdrücke vorzusehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Steuerleitung 18
beim Kommando "voraus" beaufschlagt sein. Entsprechend ist die Steuerleitung 19 beim Kommando "zurück" beauf-
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schlagt. Entsprechend der dargestellten Stellung des Arbeitskolbens 4 soll daher die Steuerieitung 18 beaufschlagt
sein. Das Absperrventil 16, das vorzugsweise als Zweiwegeschieber ausgebildet ist, kann ebenfalls
Hit Hilfe des Drucks ia den Steuerleitungen 18 bzw. 19 "betätigt werden. Hierzu sind die Steuerleitungen
18 bzw. 19 über ein X'oppelzückschlagventil 20 verbunden,
von dem aus eine entsprechende Zweigleitung 21 zum Absperrventil 16 führt. Sicherheitshalber weist
das Absperrventil 16 auch Kittel 22 zur Handbetätigung bei Ausfall der Fernbedienung auf. Ia Bereich des Verstellzylinders
3 sind ferner vom Arbeitskolben 4 etwa
über !Fühler 23 betätigbare Süekmeldeventile 24 bzw. 25
vorgesehen, mit Hilfe derer etwa an der Kommandobrücke die Beendigung des ümsteuervorgangs angezeigt werden
kann. Dementsprechend können die Hückmeldeventile 24
uiid 25 etv?a in einer direkt zum Kommando stand führenden
Steuerleitung angeordnet sein. Im dargestellten Ausführ^ngsbeispiel
ist die Rückmeldung kaskadenartig aufgebaut, wobei die Sückmeldeventile 24 und 25 in zugeordneten
vom Schiaierölsystem gespeisten Ölleitungen 26 bzw.
2? liegen, mit Hilfe derei· den Ventilen 24 und 25 nachgeordnete
Ventile 28 bzw. 29 hydraulisch betätigbar sind, die ihrerseits entsprechende pneumatische Steuerleitungen
30 und 31 betätigen. Sobald die Rückmeldung über den
erfolgten TJmsteuervorgang eingeleitet ist, wird zweckmäßig das Absperrventil 16 in nicht dargestellter Weise
umgeschaltet, so daß das Rückschlagventil 17 in Tätigkeit tritt.
Gemäß der Erfindung sind die Druckbehälter 7 und 8
vorzugsweise im Bereich ihrer mittleren Höhe mit
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Abströmleitungen 32 und 33 versehen, die ihrerseits entsprechende Drosselstellen 34 und 35 aufweisen. Die Abströmleitungen
32 und 33 enden, wie angedeutet, drucklos in eine Sammelleitung etc. Die Drosselstellen 34
und 35 sind dabei so dimensioniert, daß während der Beaufschlagung des entsprechenden Druckbehälters über das
Steuerventil 9 infolge des hierüber entweichenden Mediums kein nennenswerter Druckabbau bzw. Mengenverlust
entsteht. Für Versuchszwecke hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der Querschnitt der Drosselstellen
34- und 35 von Hand einstellbar bzw. nachstellbar
ist. Aber auch im normalen Serienbetrieb kann dies zweckmäßig sein. Die Druckbehälter 7 und 8 sind ferner
an eine Druckölleitung anschließbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu eine Verbindungsleitung
36 zum Schmierölsystem vorgesehen, welche im Bereich zwischen dem Steuerventil 9 und dem Rückschlagventil
in die Druckluftleitung 12 einmündet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß das Steuerventil 9
auch zur Steuerung des Druckölzuflusses zu den Druckbehältern 7 bzw. 8 herangezogen werden kann. Hierdurch
ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau. In der Verbindungsleitung 36 ist ein Rückschlagventil 37 angeordnet,
welches erfindungsgemäß bei einem bestimmten Mindestdruck öffnet und die Zufuhr von Drucköl zu dem über
das Steuerventil 9 beaufschlagten Druckbehälter freigibt. Hierdurch erfolgt in vorteilhafter Weise ein
automatischer Ausgleich des mit der Zeit über die entsprechende Abströmleitung 32 bzw. 33 erfolgenden Masseverlustes,
so daß der Druck im beaufschlagten Druckbehälter und damit auch die auf den Arbeitskolben 4- wirkende
Haltekraft nicht unter ein bestimmtes Mindestmaß absinken können. Außerdem werden hierdurch die im Be-
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reich des Verstellzylinders 3 nicht zu vermeidenden Leckverluste ausgeglichen und eine ständige ölerneuerung
erreicht. In Weiterbildung dieses Gedankens kann der Arbeitskolben 4- vorteilhaft mit einer kleinen
Durchgangsbohrung 38 etc. versehen sein, der die Aufgabe zukommt, die beaufschlagte Druckkammer 14- mit
der drucklosen Druckkammer 15 zu verbinden, so daß sich ein langsamer aber ständiger Zwangsumlauf des Öls
und damit eine beschleunigte Erneuerung des Öls ergibt. Außerdem wird hierdurch erreicht, daß sowohl die Druckseite
als auch die drucklose Seite des Gesamtsystems eine annähernd ausgeglichene Vorwärmung erfahren, wodurch
sich die Druckverluste beim Umsteuern wesentlich verkleinern lassen, da die Viskosität des Öls bekanntlich
mit zunehmender Temperatur ebenfalls abnimmt. Die Dimensionierung der Bohrung 38 hängt vom Einzelfall ab
und kann durch Versuche leicht ermittelt werden. Jedenfalls ist hierbei ein solcher Querschnitt zu wählen,
daß die auf den Kolben wirkende Haltekraft hierdurch nicht beeinträchtigt wird. Für einen Kolbendurchmesser
von 380 mm und einen Mindestdruck von 2,5 tar in der
beaufschlagten Druckkammer hat sich dabei ein Bokrungsdurchmesser
von 1,5 mm ergeben. Die Entnahme des erforderlichen Drucköls aus dem Schmierölsystem stellt
eine besonders einfache und daher zweckmäßige Lösung dar, da hierdurch jeder weitere Aufwand zur Erzeugung
und Überwachung von Drucköl entfallen kann.
Sicherheitshalber kann das Absperrventil 16 und das diesem nachgeordnete Rückschlagventil 17 der Druckluftleitung
mittels einer KurzSchlußleitung 39 überbrückt
sein, in der ein in Abhängigkeit vom Druck im
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Schmierölsystem steuerbarer Absperrschieber 40 angeordnet sein kann, der geöffnet wird, sobald der Druck
im Schmierölsystem unter ein bestimmtes Mindestmaß fällt. Hierdurch ist auch Unfällen, wie einem völligen
"black out" im Schmierölsystem, wirksam vorgebeugt. Der Absperrschieber 40 ist sweckmäßig als Magnetventil
ausgebildet, welches über die im Schmierölsystem ohnehin vorhandenen Druckwächter elektromagnetisch betätigbar
ist. Sobald der Absperrschieber 40 betätigt ist, wird daher der beaufschlagte Druckbehälter mit Druckluft
von einem Arbeitsdruck von etwa zehn bar beaufschlagt, so daß auch bei einem Ausfall der Druckölnachfuhr
eine sichere auf den Arbeitskolben 4 wirkende Haltekraft gewährleistet ist.
Nachstehend wird die !Funktion der vorstehend beschriebenen
Anordnung näher erläutert. Beim Kommando "voraus" wird die Leitung 18 mit Steuerluft beaufschlagt, so daß
das Steuerventil 9 in Stellung "voraus" gebracht wird und über das Doppelrückschlagventil 20 auch das Absperrventil
16 betätigt wird, wodurch die Leitung 12 mit Arbeitsdruck von etwa zehn bar beaufschlagt wird. Über das
Rückschlagventil 17 und das Steuerventil 9 kann somit Druckluft etwa in den Druckbehälter 7 einströmen, der
bis zu diesem Zeitpunkt mit Öl gefüllt war. Hierdurch baut sich in diesem Leitungssystem ein entsprechender
Druck auf, so daß sich der Arbeitskolben 4 und damit die Steuerwelle 1 in die gewünschte Lage verschieben.
Kurz vor Erreichen der Endlage betätigt der Arbeitskolben 4 das Rückmeldeventil 24, das dann die Rückmeldung
für den bereits erfolgten Umsteuervorgang an die Kommandobrücke einleitet. Von dort aus wird nunmehr die
Leitung 18 entlüftet und dadurch das Absperrventil 16
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umgeschaltet, wodurch die in das untere Leitungssystem
eingeströmte Luft durch das Rückschlagventil 4- praktisch eingesperrt wird. Der Ucisteuervorgang ist damit
beendet.
Nach dem ünsteuern ist der Ölspiegel im Druckbehälter
7 tis auf äie Höhe a-a unterhalb des Anschlusses der
Abströmleitung 33 abgesunken. Oberhalb der "bei a-a angedeuteten Grenzfläche ist Luft, hier mit einem Druck
von zehn bar, eingeschlossen, die nunmehr durch die vom ölspiegel befreite Abströmöffnung 33 über die Drosselstelle
35 langsam ausströmen kann«, Der Druck im Druckbehälter
7 baut sich dabei langsam ab, wobei die BBhe des Ölspiegels nahezu konstant bleibt. Der Druckverlauf
ist anschaulich aus dem Diagramm der Eigur 2 zu entnehmen. Hierzu ist der Druck in Bar über der Zeit aufgebragen.
Zu Beginn des Umsteuervorgangs steigt der Druck vom entlasteten Zustand steil bis in den Bereich von
etwa zehn bar- an. Zehn bar soll im vorliegenden Ausfüiirungsbeispiei
der Arbeitsdruck in der vom Absperrventil 16 steuerbaren Druckleitung betragen» Während
des ümsteuervorgangs bleibt der Druck auf annähernd konstanter Höhe. Es steht daher während des gesamten Umsteuervorgangs
eine relativ große den Arbeitskolben 4-antreibende Kraft zur "Verfügung, so daß der gesamte Umsteuervorgang
in relativ kurzer Zeit wieder beendet ist. Hiernach muß die Steuerwellenstellung lediglich noch mit
einer definierten Haltekraft, die ständig auf den Arbeitskolben 4- in Richtung Endlage wirkt, gehalten werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll diese Kraft etwa bei einem Druck von 2,5 bar in der Druckkammer
14- und damit im Druckbehälter 7 sicher erreicht sein. Entsprechend der Kurve in Figur 2 baut sich der
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Druck im Druckbehälter 7 nach Beendigung des Umsteuervorgangs
aufgrund des Luftverlustes über die Drosselstelle 35 zunächst rasch und dann immer langsamer ab.
Sobald der Druck auf ein Mindestmaß abgesunken ist, das von dem zur sicheren Aufrechterhaltung der notwendigen
Haltekraft erforderlichen Druck einen ausreichenden Sicherheitsabstand aufweist, im vorliegenden Fall
etwa 3,5 bar, öffnet das Rückschlagventil 37 im Bereich
der Verbindungsleitung 36 zum Schmierölsystem, in welchem
etwa ein Druck von vier bar herrschen soll. Abhängig vom Differenzdruck kann nun Drucköl in den Druckbehälter
7 einströmen, wodurch sich der Druckabbau bereits langsam verzögert. Durch das einströmende öl beginnt der
ölspiegel zu steigen und erreicht bei mindestens 2,5 bar, vorzugsweise etwas darüber, die Abströmöffnung 33, die
hierdurch für die Druckluft praktisch verschlossen wird. Der Differenzdruck zwischen dem Druck vor und nach dem
Rückschlagventil 37 hat hierbei spätestens sein Maximum erreicht. Sobald das öl die Abströmöffnung 33 bedeckt,
steigt der Druck im Druckbehälter 7 wieder an, da die verhältnismäßig kleinen ölmengen, die über die Drosselstelle
35 verloren gehen, schnell durch die großen Einströmmengen ersetzt werden. Der ölspiegel steigt daher
weiter an und komprimiert das eingeschlossene Luftpolster praktisch bis zum Druckausgleich bei 3,5 bar, der auf der
Höhe b-b (Figur 1) erreicht ist. Infolge des Ölverlustes über die Drosselstelle 35 sinkt der ölspiegel wieder
langsam ab und der vorstehend geschilderte Vorgang hinsichtlich der Nachfüllung von öl wiederholt sich, bis
wieder Druckausgleich erreicht ist, im vorliegenden Fall etwa 3,5 bar. Die eingeschlossene auf 3,5 bar komprimierte
Luft hat die Aufgabe zu verhindern, daß der Druck im
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Bereich der Druckkammer 14 nicht kurzzeitig unter den
kritischen Druck von 2,5 bar absinken kann, etwa bei einem plötzlichen Öldruckabfall im Versorgungssystem.
Zweckmäßig hat sich dabei eine derartige Dimensionierung erwiesen, daß etwa drei Minuten zur Verfügung
stehen, bis der Druck auf sein Minimum von 2,5 bar abgefallen ist. Innerhalb dieser Zeit ist nämlich längst
das Absperrventil 4-0 aktiviert, so daß der volle Arbeitsdruck eingeleitet wird. Der Druckverlauf, der sich
ohne die erfindungsgemäße Druckölzufuhr ergeben würde, ist in Figur 2 mit gestrichelten Linien angedeutet.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ersichtlich mit einfachen Mitteln erreicht, daß der Druck vor dem
Arbeitskolben 4- nach Beendigung des Umsteuervorgangs
immer oberhalb 2,5 bar gehalten werden kann, was bedeutet, daß die auf den Arbeitskolben 4- wirkende Haltekraft
zu keinem Zeitpunkt unterhalb die erforderliche Mindestkraft absinkt, wobei sich gleichzeitig eine
selbsttätige Überwachung des ölstandes ergibt. Die Erfindung gewährleistet daher in vorteilhafter Weise eine
hohe Sicherheit und ein großes Maß an Wartungsfreiheit.
Vorstehend ist zwar ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, ohne daß
jedoch hierdurch eine Beschränkung der Erfindung auf das geschilderte Ausführungsbeispiel gegeben sein soll.
Vielmehr stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, um den allgemeinen Gedanken der Erfindung
an die Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen.
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Leerseite
Claims (12)
- P.B. 2881/1295 - 16 -AnsprücheUmsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Schiffsdieselmotor, mit einem einen mit der Steuerwelle verbundenen, doppeltwirkenden Arbeitskolben aufweisenden Verschiebezylinder, dessen Druckkammern zu beiden Seiten des Arbeit skolbens an je einen mit einer Ölfüllung versehenen Druckbehälter angeschlossen sind, die ihrerseits über ein fernsteuerbares Steuerventil an eine Druckluftleitung anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbehälter (7, 8) zur Aufrechterhaltung einer definierten, auf den Arbeit sko Ib en (4) drückenden Kraft außerdem an eine mittels eines bei einem bestimmten Druck öffnenden Rückschlagventils (37) gesteuerte Druckölleitung (36) anschließbar sind und mit einsr eine Drosselstelle (3^» 35) aufweisenden Abströmöffnung (32, 33) versehen sind, um welche der Spiegel der ölfüllung schwankt.
- 2. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbehälter (7» 8) an die Schmierölleitung anschließbar sind.
- 3· Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß709850/02192524681die Druckölleitung (36) vor dem Steuerventil (9) in die Druckluftleitung (12) einmündet.
- 4-, Umsteuervorrichtung nach, wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckluftleitung (12) ein fernsteuerbares Absperrventil (16) vorgesehen ist.
- 5· Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Absperrventil (16) ein Rückschlagventil (17) nachgeordnet ist.
- 6. Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (16) über ein Doppelrückschlagventil (20) an die vom Kommando stand zum Steuerventil (9) führenden Steuerleitungen (18, 19) anschließbar ist.
- 7- Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (9) als Vierwegeventil ausgebildet ist.
- 8. Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (16) und das Rückschlagventil (17) der Druckluftleitung (12) mittels einer Kurzschlußleitung (39) überbrückt sind, in der ein in Abhängigkeit vom Druck in der Druckölleitung steuerbarer Absperrschieber (40) angeordnet ist, der geöffnet wird sobald der Druck unter ein Mindestmaß absinkt.709850/0219- 18 -
- 9. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrschieber (4-0) mittels eines Druckwächters der Schmieröldruckleitung elektromagnetisch oder pneumatisch betätigbar ist.
- 10. Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (4) mit einer kleinen Durchgangsbohrung (38) versehen ist.
- 11. Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vom Arbeitskolben (4) betätigbare Steuerschieber (24, 25) vorgesehen sind, mit Hilfe derer die zum Kommandostand führenden Rückmeldeleitungen (31, 31) aktivier bar sind.
- 12. Umsteuervorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (32, 33) der Drosselstellen (34-1 35) etwa auf der mittleren Höhe der zugehörigen Druckbehälter (7, 8) abgehen.7O085O/O21S
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