DE518043C - Regelvorrichtung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Brennkraftmaschinen, denen der Brennstoff mittels mehrerer Pumpen zugeführt wird, deren Fördermenge regelbar ist und durch einen einzigen auf alle Pumpen gleichzeitig einwirkenden Regler entsprechend der Belastung der Maschinen eingestellt wird. Solche Anordnungen haben im allgemeinen den Nachteil, daß bei einem Festsetzen eines der Steuerglieder der Pumpen auch die Verstellung der übrigen Steuerglieder durch den Regler nicht mehr möglich ist, was unter Umständen ein Durchgehen der Maschine oder sonstige schwere Betriebsstörungen zur Folge haben kann.

Es ist namentlich bei Wasserkraftmaschinen (insbesondere bei Turbinen mit Drehschaufelregelung) bereits bekannt, zwischen das gemeinsame Verstellgestänge und jedes einzelne Steuerglied (Leitschaufel) je ein Zwischenglied einzuschalten, welches im Falle des Festsitzens einer der Steuerglieder unter der Verstellkraft des Reglers nachgibt und dadurch dem Regler die Möglichkeit gibt, die anderen Steuerglieder weiterhin zu verstellen. Eine solche Einrichtung ist auf Brennkraftmaschinen mit Brennstoffzufuhr durch Pumpen nicht ohne weiteres übertragbar, namentlich dann nicht, wenn nur verhältnismäßig wenig Pumpen vorgesehen sind. Es sei beispielsweise angenommen, daß bei einer Maschine mit nur wenigen Pumpen ein Festsetzen eines Pumpensteuergliedes gerade dann stattfindet, wenn die Maschine mit Volllast arbeitet. Geht nun die Belastung der Maschine zurück, so kann der Regler infolge der Einschaltung der nachgiebigen Zwischenglieder zwar die übrigen Pumpen auf kleine Förderleistung einstellen, aber nicht die Pumpe mit dem festsitzenden Förderglied, die demnach im allgemeinen ihre der Vollast entsprechende Förderleistung beibehält. Es bestellt dann trotz der Verringerung der Brennstoffzufuhr in den übrigen Pumpen bei starker Belastungsabnahme des Motors die Gefahr des Durchgehens.

Erfindungsgemäß wird eine auch in solchen Fällen jede Gefährdung der Maschine ausschaltende Regelvorrichtung geschaffen, indem einerseits zwischen das gemeinsame Verstellgestänge des Reglers und die Steuerglieder der einzelnen Pumpen die an sich bekannten nachgiebigen Sicherheitsglieder eingeschaltet werden und andererseits für die Pumpenregelung solche Steuerglieder verwendet werden, die bei ihrem ungewollten Festsetzen ein Weiterfördern der Pumpe verhindern.

Sobald bei einer solchen Einrichtung ein Pumpensteuerglied zum Festsitzen kommt, hört die Förderung dieser Pumpe auf, der Regler wirkt nur noch auf die übrigen Steuerglieder ein, die er nach Maßgabe der jeweiligen Belastung weiterhin verstellt. Eine Störung dieses Regelungsvorganges, insbesondere im Bereiche des Leerlaufs oder geringer Last, durch die Pumpe mit festsitzendem Steuerungsglied ist aber nun nicht möglich, da diese Pumpe ja nicht mehr fördert.

Eine Pumpe, welche bei Festsitzen des Steuergliedes nicht weiterfördert, kann beispielsweise wie folgt gebaut sein: Der Pumpenkolben wird durch einen Nocken angetrieben und mittels einer Feder dauernd gegen diesen Nocken gepreßt. Gleichzeitig dient der Kolben in an sich bekannter Weise als Steuerglied, indem er verdrehbar angeordnet und mit entsprechenden Steuerkanten, die mit ίο Kanälen im Pumpenzylinder zusammenarbeiten, versehen wird. Eine übermäßige Zunahme der Reibung zwischen Pumpenkolben und Pumpenzylinder hat hier zur Folge, daß der Kolben in seiner inneren Totlage stehenbleibt und deshalb auch keinen Brennstoff mehr zum Zylinder fördert.

Die nachgiebigen Zwischenglieder können in verschiedener Weise ausgebildet sein, z. B. als elastische Feder oder als verdrängbarer Körper (z. B. Druckflüssigkeit oder -gas) oder als Brechglied, welches durch seine Zerstörung die Verbindung des Reglergestänges mit dem betreffenden Regelglied vollkommen freigibt, oder als Kupplung, deren beide Teile beim Überschreiten einer bestimmten durchgeleiteten Kraft sich voneinander lösen.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Bei dex_Einrichtung-nach Abb. 1 wird die Muffenverstellung eines Reglers 1 über einen Winkelhebel-2,-auf ein- Gestänge-^ übertragen und von diesem Gestänge auf mehrere Regelglieder weitergeleitet. Diese Weiterleitung erfolgt im vorliegenden Falle durch Verschwenken der Achsen 4, die mit den Regelgliedern der (nicht dargestellten) Pumpen verbunden sind oder auch selbst die Pumpenregelglieder (z.B. verdrehbare Schieber oder verdrehbare Pumpenkolben) sein können. Der Schwenkhebel 5 der Teile 4 ist an das Reglergestänge 3 nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung von zwei weiteren Hebein 6, 7 angeschlossen. Diese Hebel werden durch eine Zugfeder 9 gegeneinander gezogen, so daß sie sich mit Anschlägen 10, 11 gegenseitig berühren. Diese Anschläge können im Bedarfsfalle einstellbar gemacht sein. Der Hebel 6 ist unmittelbar mit dem Gestänge 3 und der Hebel 7 über eine kurze Verbindungsstange 8 mit dem Hebel S der Schwenkachse 4 verbunden. Die Federn 9 sind zweckmäßig so stark vorgespannt, daß der normale Verstellwiderstand der Regelglieder noch keine Änderung der Federlänge herbeiführt. Unter normalen Betriebsverhältnissen liegen also die Anschläge 10, 11 dauernd aneinander, und die beiden Hebel und die Feder wirken wie ein einziges, starres Glied, das die Verstellbewegungen des Gestänges 3 unverändert auf den Schwenkhebel S überträgt. An die Stelle des einen Zwischenhebels 7 kann auch unmittelbar der Schwenkhebels treten, der dann nur mit einem entsprechenden Anschlag und einem Federangriffspunkt zu versehen ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung beim Festsitzen eines Regelgliedes veranschaulicht Abb. 2. Hier ist angenommen, daß das mit der Schwenkachse 4' zusammenhängende Regelglied sich gerade bei der Stellung des Reglers festgesetzt hat, die dem Laufe der Maschine mit voller Last entspricht. Bei starrer Kupplung des Reglergestänges mit den Regelgliedern kann der Regler bei einer nachfolgenden Entlastung der Maschine dann nicht mehr zurückgehen, so daß die übrigen Regelglieder dann dauernd auf Vollaststellung stehenbleiben, so daß dann bei einer solchen Entlastung die Gefahr des Durchgehens der Maschine besteht. Beim Erfindungsgegenstand ist diese Gefahr dadurch vermieden, daß bei Entlastung der Maschine der Regler das Gestänge unter Anspannung der Feder 9'. in Leerlauf stellung bringen und so die Förderung der übrigen Pumpen vermindern oder ganz abstellen kann. Namentlich bei Maschinen mit nur wenigen Pumpen wäre hiermit allein die Gefahr des Durchgehens allerdings noch nicht beseitigt, es ge-J d ß

mit dem Festsitzen des Regelgliedes auch die Pumpenförderung aufhört, denn es genügt in solchen Fällen schon die Vollförderung nur einer Pumpe, um die leer laufende oder gering belastete Maschine zum Durchgehen zu bringen.

Erfolgt bei der dargestellten Einrichtung das Festsetzen des Regelgliedes bei einer Reglerstellung, die dem Leerlauf oder geringer Belastung entspricht, so wird die Reglerverstellung in Richtung auf Vollast durch den gleichfalls festliegenden Anschlag 11' des zugehörigen zwischengeschalteten Hebels 7' verhindert, die Maschine kommt bei Mehr- _: iwl belastung also zum STehen, so daß der Mangel ,, sofort erkannt und abgestellt werden kann

Will man in besonderen Fällen den Be-. '< trieb auch beim Festsitzen eines der Regelglieder weiter aufrechterhalten, also dem Regler die Möglichkeit geben, den übrigen Regelgliedern bei Zunahme der Maschinenbelastung die Stellung für höhere Füllung zu geben, wenn ein Regelglied sich bei einer Reglerstellung, die geringer Maschinenbelastung entspricht, festgesetzt hat, so kann eine Einrichtung gemäß Abb. 3 vorgesehen werden. Hier greift am Reglergestänge 3 unmittelbar ein Zwischenhebel 12 an, und zwischen diesen und den Schwenkhebel 5 auf der Schwenkachse 4 ist eine Einrichtung geschaltet, welche

eine Bewegung des Reglergestänges 3 gegenüber dem festgehaltenen Schwenkhebel 5 nach jeder Richtung gestattet, während bei nicht festgehaltenem Schwenkhebel ebenso nach jeder Richtung die dem üblichen Verstellwiderstand des Regelgliedes entsprechende Kraft übertragen werden kann. Die Einrichtung besteht aus einer am Hebel 5 angelenkten Hülse 13, in der eine am Hebel 12 angelenkte Stange 14 mit zwei Verdickungen 15, 16 verschiebbar ist. Zwei Federteller 18, 19, die eine vorgespannte Druckfeder 17 zwischen sich fassen, legen sich mit ihrem Außenrande je gegen eine Stirnwand der Hülse 13, mit ihrem Innenrande je gegen eine Verdickung der Stange 14. Im normalen Betrieb wird jede Verschiebung der Stange 14 über die \'orgespannte Feder ohne Zusammendrücken der letzteren auf die Hülse 13 und von dort auf den Schwenkhebel 5 übertragen. Ist letzterer festgehalten, so nimmt die eine oder andere Verdickung der Stange 14 den ihr anliegenden Federteller mit und preßt die Feder in der nunmehr festliegenden Hülse entsprechend zusammen.

Bei dem Beispiel nach Abb. 1 bis 3 können die Federn auch durch andere Elemente ersetzt sein, z. B. durch Zylinder und Kolben, auf welche dauernd ein bestimmter Druck einwirkt, z. B. infolge Anschlusses an eine Druckluft- oder Druckflüssigkeitsleitung, in der dauernd ein bestimmter Druck herrscht. Die Kolbenfläche wird dann so gewählt, daß der Druck den Kolben gegen einen Anschlag preßt, solange die Verstellkraft in zulässigen Grenzen bleibt, daß der Kolben sich aber unter Überwindung dieses Druckes im Zylinder verschiebt, sobald der Verstellwiderstand des Steuergliedes übermäßig hoch wird.

Abb. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das dem nach Abb. 3 sehr ähnlich ist und ihm in der Wirkung völlig entspricht. An Stelle der in Abb. 3 vorgesehenen Federteller sind hier Kolben 18', 19' angeordnet, die gegen die Hülse 13' und die die Verstärkungen 15', 16' tragende Stange 14' dichtend anliegen. Der Raum zwischen den Kolben ist über die bewegliche Leitung 20 an eine Hauptleitung 21 angeschlossen, in der mittels Pumpe 22 und belasteten Auslaufventils 23 ein gleichbleibender Flüssigkeits- (oder Gas-) Druck aufrechterhalten ist. Diese Druckflüssigkeit hat genau die gleiche Wirkung wie die vorgespannte Feder 17.

Gemäß Abb. 5 sind die ähnlich wie die Hebel 6, 7 der Abb. 1 in das Übertragungsgestänge zu jedem Regelglied einzuschaltenden Zwischenhebel 26, 27 durch einen Stift 30 miteinander verbunden, der bei übermäßig großem Verstellwiderstand des zugehörigen Regelgliedes abgeschert wird und dadurch die Verbindung zwischen dem Reglergestänge 3 und dem betreffenden Regelglied völlig trennt.

Im Beispiel nach Abb. 6 und 7 ist der mit dem Reglergestänge 3 unmittelbar verbundene Schwenkhebel 35 auf der Regelgliedachse 4 frei schwingbar; fest mit der Achse verbunden ist eine Scheibe 36 mit einer Kerbe 37. In diese Kerbe greift ein mit Schrägflächen versehener Zahn 38 ein, der so federnd am Hebel 35 festsitzt, daß er bei normalem Verstellwiderstand die Schwenkbewegung dieses Hebels auf die Scheibe 36 und von dieser auf die Achse 4 überträgt, daß er aber, wie Abb. 7 zeigt, aus der Kerbe herausspringt, sobald dieser Verstellwiderstand übermäßig groß wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Regelvorrichtung für Brennkraftmaschinen, denen der Brennstoff durch eine Mehrzahl gleichzeitig zu regelnder Pumpen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen in an sich bekannter Weise so ausgebildet sind, daß bei Fg£tsitzen_des ^ die Förderung regelnden Gljfides„,die._ Erenostofföfderürig der betreffendenPumpe aufhört und daß zwischen die einzelnen"" Regelglieder der Pumpen und den Regler (1) je ein Zwischenglied (9, 13 bis 19, 30, 36 bis 38) eingeschaltet ist, welches bei Überschrei; ten des norimlm^^^^sFeüwiderstandes _ He's "'zugehörigen Regelgliedes unter der V ersteUkrafFHeniegTers' nachgibt, derart, daß dieser die anderen Regelglieder weiterhin, mindestens in Richtung auf Leerlauf, verstellen kann.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben in an sich bekannter Weise mittels eines Nockens kraftschlüssig angetrieben wird und die Förderungsregelung durch Verdrehen des mit entsprechenden Steuer- i°5 kanten versehenen Kolbens erfolgt, wobei zwischen den Regler (1) und die einzelnen verdrehbaren Pumpenkolben (4) je ein bei übermäßigem Verstellwiderstand nachgebendes Zwischenglied (9, 13 bis 19, 30, 36 bis 38) eingeschaltet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Zwischenglied (Feder 9) zwischen zwei Anschläge (10, 11) tragenden Gliedem (6, 7) angeordnet ist, von denen das eine mit dem Regelgliedgestänge (8, 5, 4), das andere mit dem Reglergestänge (3) derart verbunden ist, daß die Übertragung der Reglerbewegung im Normalfalle in dem einen der Füllungsvergrößerung entsprechenden Bewegungssinn über die An-

   schlage, im anderen Bewegungssinn über das nachgiebige Glied erfolgt, zum Zweck, beim Festsitzen eines Regelgliedes die Übertragung einer auf Füllungsvergrößerung hinwirkenden Reglerverstellung auf die übrigen Regelglieder zu verhindern.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Zwischenglied so ausgebildet ist (z, B. als vorgespannte Feder oder als gegen bestimmten Widerstand verdrängbare Flüssigkeit), daß es gegen die einander zugekehrten Flächen zweier Teller (18, 19) oder Kolben (18', 19') wirkt, deren äußere Stirnflächen sich sowohl gegen feste Anschläge des umschließenden Gehäuses (13) bzw. Zylinders (13') als auch gegen Anschläge (15, 16 bzw. iS'? 1.6')- am Verstellgestänge abstützen können, so daß es nach beiden Bewegungsrichtungen unter Äußerung einer Gegenkraft nachgeben kann (Abb. 3 und 4).

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen