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Umsteuervorrichtung für umsteuerbare Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Umsteuervor= richtung für umsteuerbare Brennkraftmaschinen, bei welcher
die Steuerwelle mittels eines Servomotors verdreht oder verschoben wird. Bei derartigen
Umsteuervorrichtungen wird eine Druckflüssigkeit, in der Regel Öl, vor oder hinter
den Kolben eines Servomotors geleitet und die Kolbenbewegung über ein entsprechendes
Verbindungsgestänge auf die Steuerwelle der Brennkraftmaschine übertragen. Eine
der einfachsten Erzeugungsanlagen für das zur Betätigung des Servomotors -erforderliche
Drucköl besteht aus zwei Behältern, von denen je einer an die beiden Seiten des
Servomotors angeschlossen ist und in die abwechselnd Druckluft eingelassen wird.
Das Öl wird auf diese Weise unter Druck gesetzt und bewegt den Steuerkolben entsprechend
der Umsteuervorrichtung. Es sind natürlich auch andere Druckerzeugungsanlagen bekannt
und praktisch verwendet, doch sind diese in der Regel wesentlich verwickelter und
besitzen besondere Druckerzeuger, wie z. B. Pumpen o. dgl. Alle diese Umsteuervorrichtungen
haben aber den gemeinsamen Nachteil, daß der Vorrat an Druckflüssigkeit im. Laufe
des Betriebes infolge der Undichtheiten am Servomotor und an anderen Stellen allmählich
abnimmt und diese Leckverluste nach einer bestimmten Zahl von Umsteuerv orgängen
ersetzt werden müssen. Dies geschah bisher in einfachster Weise durch (Offnen einer
Verschraubung an den Flüssigkeitsbehältern und Nachfüllen der Flüssigkeit von Hand.
Obgleich diese Art der Auffüllung denkbar einfach ist und keinerlei besonderer Einrichtungen
an den Umsteuervorrichtungen bedarf, hat sie doch den Nachteil, daß sie von der
Sorgfalt des Maschinisten abhängig ist. Für den Maschinisten bedeutet die Nachfüllung
immerhin eine zusätzliche Arbeit, die ihn belastet und ihn der ständigen Überwachung
der Brennkraftmaschine für eine bestimmte Zeit entzieht. Da die Nachfüllung abhängig
ist von der Zahl der Umsteuervorgänge, mußsie auch in ganz unregelmäßigen
Zeitabschnitten
vorgenommen werden, die beispielsweise bei einer Schiffsmaschine während des Hafenbetriebes,
wo häufig Umsteuerungen vorgenommen werden, verhältnismäßig kurz sind, während sie
auf Fahrt wesentlich länger sind. Es ist aus diesem Grunde schon wiederholt vorgekommen,
daß plötzlich bei der Betätigung der Umsteuerung nicht mehr genügend Drucköl vorhanden
war, weil der Maschinist die Nachfüllung vergessen hatte. In Notfällen, wenn z.
B. plötzlich von »Voraus« auf »Zurück« umgesteuert werden soll, kann dieses Versehen
unter Umständen unangenehme Folgen haben.
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1lan hat daher bereits vorgeschlagen, die Ölbehälter unter Zwischenschaltung
von Absperrorganen an den Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine anzuschließen.
Bei der richtigen Nachfüllung der Ölbehälter muß der Maschinist jedoch darauf achten,
wie die Umsteuervorrichtung gerade steht, da hiervon der Stand des Ölspiegels in
den beiden Behältern abhängig ist. Infolge dieser Umständlichkeit wird das Nach=
füllen oft zu lange hinausgezögert und führt dann ebenfalls zu den vorstehend geschilderten
Anständen.
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Um diese Nachteile durch Vereinfachung der Nachfüllung der Druckölbehälter
für die Umsteuervorrichtung zu beheben, sind erfindungsgemäß die Absperrorgane in
einer solchen Höhe zu den gegeneinander in der Höhe versetzten Ölbehältern angeordnet,
daß in ihrer Offenstellung die sich in den Ölbehältern einstellenden Ölspiegel der
Normalfüllung bei einer Endstellung der U msteuervorrichtung entsprechen. Der Maschinist
braucht jetzt während des Betriebes der Maschine lediglich die Absperrorgane beispielsweise
durch Druck auf einen Hebel zu öffnen, und das Öl aus der Schmierölleitung der Brennkraftmaschine
fließt in die Vorratsbehälter und füllt diese bis zu dem erforderlichen Grade auf.
Das überflüssige Öl fließt über eine offene Stelle in die Rückführleitung oder durch
ein Schauglas zur Brennkraftmaschine zurück, so daß der Maschinist den Tatbestand
der vollendeten Nachfüllung leicht feststellen und die Absperrorgane wieder schließen
kann. Da der Maschinist hierbei weder mit Schraubenschlüssel und der Ölkanne hantieren
muß, noch überhaupt irgendwelche Überlegungen anstellen muß und daher von der Überwachung
der Brennkraftmaschine in keiner Weise abgelenkt wird, wird er dieNachfüllung weit
häufiger vornehmen, und ein Fehlen von Drucköl bei einer beabsichtigten Umsteuerung
wird nicht eintreten. Außerdem kann eine Nachfüllung auch dann noch in denkbar kürzester
Zeit vorgenommen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Umsteuervorrichtung
nach der Erfindung 3argestellt, und zwar zeigen Abb. i eine schematische Darstellung
der :\' achfüllvorrichtung, Abb.2 die Nachfüllvorrichtung in der Verriegelungsstellung,
Abb.3 eine schematische Darstellung der Nachfüllvorrichtungin etwas abgeänderterFoim.
Mit i ist die Umfangslinie einer Brennkiaftmaschine von der Stirnseite aus bezeichnet.
Die Schmierölpumpe 2 saugt über die Leitung 3 das Schmieröl aus der Kurbelwanne
der Brennkraftmaschine an lind drückt es durch die Leitung 4 zu den Verbrauchsstellen
innerhalb der Brennkraftmaschine. An die Druckleitung .I ist eine Leitung 5 angeschlossen,
die zu einem Schaltkasten 6 führt, in dem vier Absperrorgane 7, 8, g und io angeordnet
sind. Die Absperrorgane 7, 8, g und io bestehen aus federbelasteten Ventilen, die
mittels des Querbalkens ii, des Druckbolzens 12 und des Handhebels 13 in Offenstellung
gedrückt werden können. Das Absperrorgan 7, zu dem die Druckölleitung 5 führt, steht
über die Leitung 1I mit dem Di-uckölbehälter 15 in Verbindung. Eine zweite Leitung
16 verbindet den Druckölbehälter 15 mit dem Absperrorgan B. Das Absperrorgan g steht
über die Leitung 17 mit dem Absperrorgan 8 und über die Leitung i8 mit dem Druckölbehälter
ig in Verbindung. Die zweite Leitung 2o am Druckölbehälter ig führt zum Absperrorgan
io, von dem aus die Leitung -21 in die Kurbelwanne der Brennkraftmaschine zurückführt.
In die Leitung -21 ist eine offene Stelle eingeschaltet. Aus der Rohrmündung -22
fließt das Öl in den offenen Trichter 23. Der Ölstrom kann hierbei von außen beobachtet
werden.
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Die Umsteuervorrichtung besteht aus dem Servomotor 2.I, dem Kolben
25, der Kolbenstange 26 und der Gelenkstange 27, die an der Steuerwelle 28 angeschlossen
ist. An der Kolbenstange 26 ist ein Verriegelungsanschlag 29 angeordnet, der bei
einer bestimmten Endstellung des Kolbens -25 den Betätigungshebel 13 für die Abschlußorgane
7, 8, g und io mit Hilfe des Hebelansatzes 30 verriegelt. Die beiden Seiten
des Servomotors 24. sind über die Leitungen 31 und 32 mit den Ölbehältern 15 und
ig verbunden. Von dem Umschalthahn 33 führen die Druckluftleitungen 3.4 und 35 zu
den Behältern 15 und ig. An den Umschalthahn 33 ist ferner die von der Druckluftflasche
kommende Leitung 36 und die ins Freie führende Entlüftungsleitung 37 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der Umsteuervorrichtung ist folgende: Es sei angenommen,
daß die dargestellte Stellung des Servomotorkolbens 25 der »Voraus«-Stellung der
Steuerwelle 28 entspricht. Soll jetzt die Steuerwelle 28 auf »Zurück« umgesteuert
werden, dann wird durch Drehung des Umschalthahnes 33 die Leitung 36 mit der Leitung
3.4 verbunden und Druckluft in den Behälter 15 geleitet. Diese drückt das Öl über
die Leitung 31 hinter den Kolben 25 des Servomotors und bewegt ihn nach rechts,
wobei
diese Kolbenbewegung über die Kolbenstange 26 und den Gelenkhebel 27 auf die Steuerwelle
28 übertragen wird. Gleichzeitig wird durch den Umschalthahn 33 der Behälter ig
mit der Entlüftungsleitung 37 verbunden, so daß die von dem vorhergehenden Umsteuervorgang
in dem Behälter ig noch vorhandene Druckluft entweichen und das Öl von "der rechten
Seite des Servomotors 24. in den Behälter ig zurückfließen kann. Bei der Umsteuerung
von »Zurück« auf »Voraus« erfolgt die Umsteuerung in- umgekehrter Weise. Soll jetzt
das Öl in den Behältern 15 und ig aufgefüllt werden, dann drückt der Maschinist
während des Betriebes des Motors auf den Füllhebel 13 und öffnet über den Druckbolzen
12 und die Querstange ii die Absperrorgane 7, 8, g und io. Es strömt jetzt das Öl
aus dem Schmierölkreislauf über die Leitung 5, das offene Absperrorgan 7 und die
Leitung 14 in den Behälter 15, in welchem der Ölspiegel ansteigt, bis das Öl über
die Leitung 16 aus dem ebenfalls offenen Absperrorgan 8 austritt und über die Leitung
17 durch das Absperrorgan g und die Leitung 18 in den Behälter ig fließt. Hat der
Ölspiegel im Behälter ig die gleiche Höhe erreicht wie der im Behälter 15, dann
fließt das Öl über die Leitung 20 durch das Absperrorgan io in die Leitung 21 ab.
Die beiden Ölbehälter 15 und 1g sind in der Höhe derart zueinander versetzt, daß
der sich einstellende Ölspiegel nach vollendeter Auffüllung dem normalen Stand des
Öles nach einer vollendeten Umsteuerung entspricht. Es ist dies in der Zeichnung
die Stellung auf »Voraus«. Da auch die Überflußleitungen der Absperrorgane 7, 8,
g und io in der gleichen Höhe wie der Normalölspiegel in dem Behälter 15 und ig
liegen, kann eine übermäßige Auffüllung der. Behälter nicht stattfinden. Das überflüssige
Öl fließt durch die Leitung 21 zur Kurbelwanne der Brennkraftmaschine zurück. -
Sobald der Maschinist an dem Austritt von Öl an der Rohrmündung 2a erkennt, daß
die Auffüllung in den Behältern 15 und ig das erforderliche Maß erreicht hat, läßt
er den Hebel 13 los und schließt damit die Absperrorgane 7, 8, g und io. Damit ist
die Ölauffüllung der Umsteuervorr ichtung beendet. Man kann natürlich in besonderen
Fällen auch den Füllhebel 13 während des Auffüllvorganges festlegen, so daß der
Maschinist nicht dauernd mit der Hand den Hebel 13 herunterdrücken muß. Eine Überfüllung
in den Behältern 15 und ig kann dabei nicht eintreten, selbst wenn der Maschinist
den Hebel 13 nicht gleich wieder in die Schließstellung bringt, wenn das Öl aus
der Rohrmündung 22 austritt. Statt des offenen Trichters 23 kann auch ein Schauglas
angeordnet werden.
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Wie aus der Wirkungsweise der Umsteuer-und der Auffüllvorrichtung
zu ersehen ist, kann die Auffüllung nur immer in einer der Endstellungen des Kolbens
25 vorgenommen werden. Welche Stellung dies ist, richtet sich jeweils danach, welcher
von den beiden Behältern 15 und ig höher angeordnet ist als der andere. Würde man
beispielsweise bei gleicher Lage der Behälter 15 und ig die Auffüllvorrichtung betätigen,
wenn der Kolben 25 in seiner rechten Endstellung steht, dann würde das Öl aus dem
Behälter ig, das ja in diesem Falle den größeren Anteil des Umsteueröles darstellt,
auslaufen, bis die in der Zeichnung dargestellte Stellung des Ölspiegels erreicht
ist. Soll jetzt der Kolben 25 des Servomotors bei der nächsten Umsteuerung nach
links verschoben werden, so reicht die geringe, im Behälter ig vorhandene Ölmenge
nicht zu dieser Umsteuerung aus. Um dies auf alle Fälle zu verhindern, ist die Kolbenstange
26 des Servomotors 24. mit einem Verriegelungsanschlag 29 versehen, die sich bei
der Stellung »Zurück« des Servomotorkolbens 25 gegen den Hebelansatz 30 legt und
ein Herabdrücken des Füllhebels 13 unmöglich macht. Diese Verriegelungsstellung
ist in der Abb. 2 besonders dargestellt. Man kann je nach der Anordnung der Behälter
15 und ig zueinander entweder die Stellung »Voraus« oder die Stellung »Zurück« als
Füllungsstellung vorsehen. Es ist jedoch zweckmäßig die Stellung »Voraus« hierfür
zu wählen, da diese in der Regel den größten Teil der Betriebszeit einnimmt und
demzufolge die Auffüllung während dieser von Umsteuervorgängen nicht belasteten
Betriebszeit leichter vorgenommen werden kann.
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Man kann auch die Ölbehälter 15 und ig in gleicher Höhe anordnen,
wenn man die zu den betreffenden Behältern gehörenden Absperrorgane in der Höhe
verschieden anordnet. In der Abb. 3 ist dies in schematischer `'eise dargestellt.
Die Ventile 7 und 8 liegen um ein Maß höher als die Ventile g und io, das dem Höhenunterschied
zwischen den beiden Ölspiegeln in den Behältern 15 und ig bei Normalfüllung in einer
Endstellung der Umsteuervorrichtung entspricht. Es erhält dann nur die Querstange
ii« eine entsprechend geänderte Form. Infolge des Höhenunterschiedes zwischen den
beiden Ventilpaaren stellt sich auch bei auf gleicher Höhe liegenden Ölbehältern
der erforderliche Unterschied der Ölspiegel ein. Im übrigen ist die Wirkungsweise
genau die gleiche wie die der Nachfüllvorrichtung nach Abb. 2.