DE860432C - Vorrichtung zum Abbremsen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Schiffsmaschinen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Abbremsen von Brenakraftmaschinen, insbesondere Schiffsmaschinen " Das Abstoppen eines - Motorschiffes auf völler Fahrt »Voraus« stellt für die Brennkraftmäscliiine ein schwieriges Manöver dar, weil die Brenrikräftmäschine über den Propeller durch das Fährtmoinerit des Schiffes in Vorausrichtung mitgeschleppt wird. Man ist gezwungen, mit dem Umsteuern und Anlassen in »Rückwärts« so lange zu warten, bis Drehzahl und Schleppmoment ausreichend gesunken sind. Im Falle dieses Notmanövers entstehen oft durch Übereilung ' Bedienungsfehler mit unangenehmen Folgen, sei es, daß zu früh umgesteuert oder zu früh in Rückwärtsrichtung angelassen wird: Im letzteren Falle kann es vorkommen, däß, wenn iu früh auf Betrieb mit Brennstoff geschaltet-. wird, die Brennkräftinaschine rriit den- Zurücknocken der Brennstoffpumpen in Vorausrichtung läuft, was eine Reihe sehr unangenehmer Folgen hat".
• Da fürgewisse Anlagen diese Wartezeit untragbar ist, ist es erforderlich, sie durch zusätzliches Abbremsen zu verringern. Neuere Untersuchungen haben- das Zusammenwirken zwischen Schiff, Propeller und Brennkraftmaschine besser geklärt und lassen erkennen, daß durch ein zusätzliches Bremsmörnent_ von 3o bis 5o% des Völlastmömerits eine sfäfke Verzögerungswirkung auf Schiff -und Mäschiie'erreiclzt Wird: ' - Man hat bisher Viertaktfahrzeugmotoren als Bremsen benutzt, indem man sie auf »Luftfördern« gegen einen einstellbaren Druck umstellte. Auch bei Zweitaktmotoren ist es bekannt, den Motor, der noch in Vorausrichtung läuft, umzusteuern und dann auf Anlassen zu schalten. Dann pumpt der Motor durch die Anlaßventile gegen den Anlaßdruck, und es entsteht ein erhebliches Bremsmoment (Anlassen im Gegentakt). Große Schiffsdieselmotoren werden nun heute vorwiegend mit luftgesteuerten Anlaßventilen ausgerüstet, deren Betätigungskolben aus Sicherheitsgründen so bemessen sind, daß das Ventil gegen einen höheren Zylinderinnendruck als den Anlaßdruck nicht öffnen kann. Das Verfahren »Anlassen im Gegentakt« ist daher bei dieser Ventilbauart unzweckmäßig, da die Ventile beim Beginn einer Förderleistung, d. h. Erreichen des Druckes in der Anlaßleitung, zugeschlagen werden. Genaue Untersuchungen haben sogar ergeben, daß dieses Verfahren positive Diagrammffächen, also vorwärts treibende Diagrammflächen ergibt. Zudem entstehen außerordentlich hohe Drücke im Zylinder, die eine Gefährdung des Motors ergeben können.
• .Nach der Erfindung wird die Aufgabe einer einfachen und wirksamen Abbremsung der Brennkraftmaschine dadurch gelöst, daß während des Bremsvorganges die Steuerluft für die Betätigungskolben der Anlaßventile nicht aus der Anlaßleitung, in die die Arbeitszylinder beim Bremsen fördern, sondern von einer Quelle höheren Druckes, z. B. dem Anlaßbehälter genommen wird. Die Anlaßleitung ist dabei durch das geschlossene liauptanlaßventil abgetrennt und wird von den Arbeitszylindern bis zum Bremsdruck aufgefüllt, der niedriger als der Behälterdruck ist. Der Gegendruck wird durch ein einstellbares Abblaseventil geregelt, so daß für den Abbremsvorgang im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen keine Anlaßdruckluft verbraucht wird. Die Einschaltung der Steuerdruckluft zur Offenhaltung der Anlaßventile, zur Einstellung des Abblaseventils und zur Einrückung einer Blockiereinrichtung an der Manövriervorrichtung der Brennkraftmasehine erfolgt gleichzeitig durch eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Flüssigkeitspumpe, die einen Schaltdruck erzeugt, wenn die Brennkraftmaschine nach dem Umsteuern noch in der ursprünglichen »Voraus«-Richtung weiterläuft.
• Weitere Einzelheiten der Vorrichtung nach der Erfindung sind in der Zeichnung in einem schematischen Ausführungsbeispiel dargestellt.
• Das Anlaßventil i eines Zweitaktmotors wird durch die Betätigungskolben 2 über die Steuerschieber 3 gesteuert, wobei negative Nocken q. auf der Steuerwelle 5 den Steuerschieber 3 im gewünschten Takt bewegen. Je ein Nocken ist für »Voraus« und »Zurück« vorgesehen, die beim Umsteuern durch Verschieben der Steuerwelle in richtige Stellung kommen.
• Sämtliche Anlaßventile der Brennkraftmaschinen sind durch die Anlaßleitung 6 über das Hauptanlaßventil 7 mit der Anlaßflasche 8 verbunden. Normalerweise sind die Zuluftleitungen 9 der Steuerschieber mit der Anlaßleitung 6 hinter dem Haüptanlaßventil 7 verbunden, so daß beim Einschalten der Anlaßluft die Steuerschieber belüftet und gegen die Feder 3a auf den Steuernocken gedrücktwerden, wodurch der normale Anlaßvorgang einsetzt.
• In die Leitung 9 ist nun ein Steuerschieber io eingebaut, der in der oberen Stellung die Belüftungsleitung 9 mit der Anlaßleitung 6 verbindet (normale durch eine Feder aufrechterhaltene Betriebsstellung), in der unteren Stellung diese Verbindung abschließt und dafür eine unmittelbare Verbindung i i mit der Anlaßflasche 8 herstellt. Durch diese Schaltung kann einmal die Steuerung der Anlaßventile unter Umgehung des eigentlichen Anlaßvorganges eingeschaltet werden und zum anderen der volle Druck des Luftbehälters auf die Betätigungskolben kommen,. wodurch der Offnungsdruck der Ventile unabhängig vom Druck in der Leitung 6 wird. Die Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine können also als Luftpumpen in die Anlaßleitung fördern.
• In der abgeschlossenen Leitung 6 ist ferner ein zusätzliches Abblaseventil 13 angeordnet, oder das übliche Sicherheitsventil ist so ausgebildet, daß es während des Pumpens auf einen gewünschten Abblasedruck eingestellt werden kann. Damit ist das Fördern der Motorenzylinder gegen einen bestimmten Gegendruck ohne Inanspruchnahme von Anlaßluft und unter Ausschaltung des Anlaßvorganges gesichert.
• Zum Einschalten des Schiebers io und des Ventils 13 und zur Sicherstellung richtiger Bedienung der Manövriervorrichtung wird nun ein Gerät benutzt, das selbsttätig arbeitet und an sich bekannt ist. Die Vorrichtung besteht aus einer kleinen Pumpe, deren Förderrichtung mit der Drehrichtung wechselt, z. B. einer kleinen Zahnradpumpe 15. Im normalen Betrieb »Voraus« wird das Fördermittel, z. B. Schmieröl, im Umlauf durch die Ventile z8 und 17 gefördert. In der Drehrichtung »Zurück« wird im Umlauf durch die Ventile 16 und i9 gefördert. Wird jedoch der Motor durch den Bedienungshebel 2o oder durch eine beliebig mechanische Umsteuervorrichtung auf »Zurück« umgesteuert, so wird durch das Gestänge 21 die Feder 22 des Ventils 17 gespannt. Wenn nun der Motor noch in Vorausrichtung geschleppt wird, entsteht im Druckraum 23 Druck. Dieser wird durch die Leitung 2q. zum Schieber io fortgeleitet und stellt ihn auf »Abbremsen«. Der Druck pflanzt sich auch durch die Leitung 25 zum Sicherheitsventil 13 fort und entlastet die Feder derart, daß das Ventil statt erst beim Überschreiten des höchsten Anlaßdruckes schon bei dem gewünschten Gegendruck öffnet.
• Gleichzeitig wirkt der Druck durch die Leitung 28 und verschiebt einen Sperriegel 26 gegen die Federkraft 27, .so daß das Bedienungshandrad der Manövriereinrichtung in der Stellung »Umsteuern« blockiert ist und nicht zum Anlassen bzw. Brennstoffbetrieb weitergedreht werden kann. Es wird also nur durch die Einstellung der Bedienungsorgane auf Umsteuern »Zurück« automatisch auf »Abbremsen« eingestellt und auf »Abwarten« blockiert, wenn der Motor in »Voraus« geschleppt wird.
• Sobald der Motor nahezu bis zum Stillstand abgebremst ist, fördert die Pumpe 15 nicht mehr, der Druck im Raum 23 und in den Leitungen 24, 25 und 28 verschwindet durch eine kleine Bohrung 1611 im Ventil 16. Die Abbremsschaltung wird durch Umstellung des Schiebers io und Vollbelastung des Ventils 13 beseitigt, die Verblokkung 26 gelöst und der Motor kann nunmehr im normalen Verfahren in Rückwärtsrichtung angelassen werden. Die Einrichtung zum selbsttätigen Einschalten der Bremsung kann natürlich durch entsprechende Ausbildung der Ventile i9 und 18 und Betätigung derselben durch die Umsteuereinrichtung auch für das Umsteuern von »Zurück« auf »Voraus« ausgebildet werden, was aber im praktischen Betrieb kaum notwendig ist.
• Statt der automatischen Einschaltung der Bremsvorrichtung sowie der Verriegelung der Manövriervorrichtung mittels Flüssigkeitsdruckes kann dies auch auf elektrischem Wege erfolgen. Man kann aber auch die ganze Selbsteinschaltung fortlassen und die Einschaltung der Bremsvorrichtung durch einen besonderen Handhebel oder das Einschalten des Umsteuervorganges vornehmen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Abbremsen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Schiffsbrennkraftmaschinen, mit pneumatisch gesteuerten Anlaßventilen für Anlaßdruckluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungskolben (2) der Anlaßventile (i) während des Bremsvorganges mit einem höheren Druck beaufschlagt werden, als er während des Bremsvorganges in der Anlaßluftleitung (6) herrscht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abbremsvorganges die Steuerluft zur zeitweiligen Offenhaltung der Anlaßventile (i) unmittelbar dem Anlaßdruckluftbehälter (8) vor einem Hauptanlaßv entil (7) entnommen wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerluftleitung (9) ein Umschaltorgan (io) eingeschaltet ist, das die Steuerluftleitung (9) mit der Anlaßdruckluftleitung entweder vor oder hinter einem Hauptanlaßventil (7) verbindet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anlaßluftleitung (6) ein einziges einstellbares Sicherheitsventil (13) angeordnet ist und auf den Abblasedruck eingestellt wird, gegen den die Zylinder zur Erzielung des nötigen Bremsmoments fördern sollen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der Anlaßdruckluft (Behälterdruckluft) auf das Anlaßventil (i) und die Einstellung des Abblaseventils (13) durch eine an sich bekannte, von der Brennkraftmaschine angetriebene Flüssigkeitspumpe (15) erfolgt, deren Förderflüssigkeit unter Druck gesetzt wird, wenn nach Abstellung der Brennkraftmaschine diese noch in der ursprünglichen Drehrichtung weiterläuft.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Flüssigkeitspumpe (15) auch eine Blockiervorrichtung (26) an der Manövriervorrichtung beeinflußt wird, die ein Anlassen der Brennkraftmaschine in der entgegengesetzten Drehrichtung verhindert, bevor die Drehzahl nicht so weit abgesunken ist, daß ein sicheres Anlassen mit sofortigem Anspringen möglich ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Saugventilen (16 und 18) der Flüssigkeitspumpe (15) je eine kleine Bohrung (i611) angeordnet ist, so daß bei genügendem Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine der von der Flüssigkeitspumpe erzeugte Druck aus den Druckleitungen (24, 25 und 28) verschwindet und damit die für den Bremsvorgang erforderlichen Umschaltungen rückgängig gemacht werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 716o6i, 6224.2i.