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Manövriereinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für den
unmittelbaren Antrieb von Schiffen Die Erfindung betrifft eine 2vlanövriervorrichtung
für Brennkraftmaschinen, insbesondere für den unmittelbaren Antrieb von Schiffen.
Derartige Manövriervorrichtungen sind in der Regel unterteilt in eine vom Manövrierrad
betätigte Nockenwelle zur Bedienung des Hauptanlaßventils, der Brennstoffpumpenregulierung
und des Belüftungsventils für die Umsteuervorrichtung, z. B. zur Verschiebung der
Steuerwelle der Brennkraftmaschine, und in eine Schaltvorrichtung, welche die Stellung
der Umsteuervorrichtung, d. h. die Drehrichtung der Bretmkraftmaschine, bestimmt.
Die Aufteilung der Manövriervorrichtung in zwei verschiedene Betätigungselemente,
die bezüglich ihrer Wirkung in einer bestimmten Abhängigkeit voneinander stehen,
erfordert eine gegenseitige Blockierung, um Fehler in der Bedienung und -damit auch
fehlerhafte Schiffsbewegungen zu verhindern. Dadurch werden die Manövriervorrichtungen
jedoch sehr verwickelt in ihrem Aufbau. Sie haben außerdem den Nachteil, daß man
zwei Bedienungselemente betätigen muß, die zwar infolge der gegenseitigen Verriegelung
nicht in falscher Reihenfolge bedient werden können, die aber doch eine gewisse
Verzögerung bei einem schnellen Manöver in Fällen von Gefahr bedeuten. Sofern die
Manöv riervorrichtung auch von Deck des Schiffe, beispielsweise von der Kommandobrücke
aus, betätigt werden soll, wird durch eine doppelte Übertragungsvorrichtung von
der Maschine zum Deck des Schiffes die Vorrichtung noch komplizierter und teurer.
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Um die Handhabung zu erleichtern, wurden auch bereits Manövriervorrichtungen
gebaut, bei denen die einzelnen Manövrierschaltungen mit einem einzigen
Hebel
vorgenommen werden. Dabei sind zwischen dem als Betätigungsorgan einer Fernsteuerung
ausgebildeten Manövrierhebel und dem Steuerorgan sowie dem Umschaltorgan der Brennkraftmaschine
beispielsweise durch einen Elektromotor angetriebene Kurvenschubgetriebe vorgesehen,
deren eines auf das Steuerorgan der Brennkraftmaschine entsprechend der Einstellung
des Manövrierhebels einwirkt, während das andere mit dem ersten gekuppelte Kurvenschubgetriebe
das Umschaltorgan beeinflußt. Eine derartige Manövriervorrichtung hat außer einem
erheblichen Aufwand den Nachteil, daß Schaltfehler infolge der für Vorwärts- und
Rückwärtslauf unterschiedlichen Bewegung des Schalthebels nicht zu vermeiden sind.
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Manövriere orrichtungen müssen aber so ausgebildet sein, daß die einzelnen
Schaltmanöver ohne jede Verzögerung und fehlerfrei durchzuführen sind. Darüber hinaus
sollen derartige Vorrichtungen auch :einfach im Aufbau und betriebssicher sein.
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Erfindungsgemäß werden die Nachteile der bekannten Manöv riervorrichtungen
dadurch behoben, daß bei einer derartigen Vorrichtung, deren Umsteuerung durch ein
Druckmittel erfolgt, das Druckmittel für die Betätigung der Umsteuervorrichtung
durch eine Schaltwalze gesteuert wird, die lediglich während -der Drehung der Manövrierwelle
von der »Stopp«- in die »Urristeuer«-Stellung mit der Manövrierwelle drehfest verbunden
ist. Dadurch ist es möglich, durch Drehen eines einzigen Manövrierrades die einzelnen
Betriebsstellungen stets in der gleichen Drehrichtung, unabhängig vom Drehsinn der
Brennkraftmaschine, zu erreichen, so daß die Bedienung wesentlich vereinfacht wird.
Die zeitweise Verbindung der Schaltvorrichtung mit der Manövrierwelle wird durch
eine Aussparung für -den Durchgang des Druckmittels aufweisende Schaltwalze erreicht,
die konzentrisch, aber lose drehbar um die Manövrierwelle angeordnet ist. Die Schaltwalze
ist mit einer Klinkenverzahnung versehen, in die bei der Drehung der Manövrierwelle
von der Stellung »Stopp« auf »ITmsteuern« eine an die Welle angelenkte Klinke eingreift
und die Schaltwalze um einen bestimmten Winkel dreht. Die Aushebung der Schaltklinke
bei der Drehung des Handrades von »Stopp« auf »Anlassen« oder tveiter auf »Betrieb«
erfolgt durch eine feststehende Nockenscheibe, -auf die die Klinke bei der genannten,
Bewegung der Manövrierwelle aufläuft. Weitere Einzelheiten der Manövriervorrichtung
nach der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu ersehen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Manövriervorrichtung
nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch die
Manövriervorrichtung, Fig.2 einen Querschnitt durch die Manövrier-Vorrichtung, F
ig. 3 eine Ansicht der Umsteuervorrichtung an der Brennkraftmaschine in kleinerem
Maßstab und eine Ansicht der Schaltwalze, Fig. d. eine Ansicht der Schaltwalze in
einer. anderen Stellung und .
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Fig.5 und 6 je einen Querschnitt durch die Kulissenscheiben der Manövrierwelle
und der Umsteuervorrichtung in zwei verschiedenen Stellungen.
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Bei der Manövriervorrichtung nach den Fig. i und 2 sind mit i die
Manövrierwelle, mit 2 das Manövrierhan.drad und mit 3 der Schaltkasten bezeichnet,
der die gesamte Schalt- und Blockiervorrichtung enthält. Lose auf der Welle i ist
die Schaltwalze q. drehbar angeordnet, die an einem Ende mit einem Klinkenzahnkranz
5 versahen ist. Die Klinke 6 ist an der mit der Welle i verbundenen Nockenscheibe
7 an@gelenkt (Fig. 2) und wird von der feststehenden Nockenscheibe 8 ausgehoben
mit Ausnahme der Bewegung der Welle i von der »Stopp«-in die »Umsteuer«-Stellung.
Die Nockenscheibe 7 und das von ihr gesteuerte Belüftungsventil 9 für die Umsteuerung
und das Hauptanlaßventil io sowie die Klinke 6 sind in-der Fig. i nicht dargestellt,
um diese Zeichnung übersichtlicher zu gestalten. Mit der Nockenscheibe 7 und der
Welle i ist ein Kettenrad ii verbunden, das zur Bewegung der Welle i von einer entfernten
Stelle aus, z. B. der Kommandobrücke des Schiffes, mittels. Kette dient. i2 ist
ein federbelasteter Bolzen, der in Rasten 13 der Schaltwalze q. eingreift, um diese
in den einzelnen Schaltstellungen festzuhalten. Die Schaltwalze q. ist mit Nuten
14 und 15 sowie mit Bohrungen 16 und 17 versehen, mit denen die Druckluftleitungen
18, 19 zu den Flüssigkeitsbehältern 2o und 21 je nach der Stellung der Walze q.
mit dem Belüftungsventil 9 (Fig. 2) . oder der Atmosphäre verbunden werden. Die
Leitung 22 verbindet die Schaltwalze 4. mit dem Belüftungsventil 9. Die Steuerung
des Belüftungsventils 9 erfolgt durch den Nocken 23 der \Tocleenscheibe 7 über den
Hebel 24 und die des Hauptanlaßluftventils io durch den Nocken 25 der Scheibe 7
über den Hebel 26. Mit 27 ist ferner die Hauptanlaßluftleitung bezeichnet, die vom
-nicht dargestellten Druckluftbehälter kommt, während die Leitung 28 zu den Anlaßventilen
an den Zylindern der Brennkraftmaschine führt. Zum Ventil 9 führt ein Kanal a9 von.
der HauptdruckluftleitUng 27. Hinter dem Ventil 9 ist die Leitung 22 angeschlossen.
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In der Fig. 3 ist der Teil der Brennkraftmasch:ine dargestellt. an
dem die Umsteuervorrichtung angeordnet ist. Die Umsteuerung der Brennkraftmaschine
erfolgt durch Verschiebung der Steuerwelle 30 in axialer Richtung, 'wobei
jeweils die Vorwärtsnocken 31 oder die Rückwärtsnocken 32 unter die Nockenrollen
33 für die Ventilsteuerung bzw. die zugehörigen Einspritzbrennstoffpumpen 34 gebracht
werden. In der Zeichnung ist zum Verständnis nur j e ein Vorwärts- und Rückwärtsnocken
für die Steuerung eines Ventils dargestellt. Allen anderen Ventil- und Pumpenantrieben
ist ein gleiches Nockenpaar zugeordnet. Während der Verschiebung der Steuerwelle
3o können die Nockenrollen 33 entweder von den Nocken abgehoben werden, oder sie
gleiten bei Verwendung von Schrägnocken von einem Nocken auf den anderen
über.
Die Verschiebung der Steuerwelle 30 erfolgt in bekannter Weise mittels des
mit ihr verbundenen Kolbens 3.5, wenn eine Druckflüssigkeit aus den Behältern 2o
und 21 über die Kanäle 36 und 37 auf die eine oder andere Seite des Kolbens 35 gedrückt
wird. In den Behältern 20 und ?i wird die Flüssigkeit durch Druckluft beaufschlagt,
die vorn Ventil 9 durch die Leitung 22 über die Schaltwalze 4 und die Leitungen
18 und i9 zufließt.
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Mit der Steuerwelle 30 ist in nicht dargestellter Weise, beispielsweise
über zwei Zahnsegmente, ein Hebel 38 verbunden, der bei der Verschiebung der Steuerwelle
30 gedreht wird und dabei eine Stange 39 auf und ab bewegt, die an den Arm
40 einer Kulissenscheibe .Il angreift (Fig. 5 und 6). Der Rand .42 der Seheibe 4.1
weist zwei Paare von Ausschnitten 43-4d. und 45-46 auf und greift selbst in die
Ausschnitte .I7-48 im Rand 49 der Kulissenscheibe 50 ein, welche auf der
Manöv rierwelle i befestigt ist. An dem dem Handrad 2 entgegengesetzten Ende der
Welle i ist schließlich noch über einen Hebel 51 eine Verbindungsstange 52 zum Reguliergestänge
der Einspritzbrennstoffpumpen angelenkt.
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In den Fig. 5 und 6 sind am Handrad 2 die Stellungen >;Umsteuern«
mit I, »Stopp« mit II, »Anfahren« mit III und »Betrieb« mit IV bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der Manövriervorrichtung nach der Erfindung ist
folgende: In der dargestellten Stellung steht die Steuerwelle 30 in der »Voraus«-Stellung,
d. h. die Nockenrollen 33 aller Ventil- und Pumpenantriebe stehen auf den Vorwärtsnocken
31. Soll jetzt die Brennkraftmasch-ine auf »Rückwärts« umgesteuert werden, dann
wird das Manövrierhandrad 2 aus der Stellung II (Stopp) in die Stellung I (Umsteuern)
gedreht. Bei dieser Drehung nimmt die Manövrierwelle i die -'\7-ocketischeibe 7
und mit ihr die angelenkte Klinke 6, mit, -die die Schaltwalze 4 um eine Klinke
nzahnteilung in die in Fig. 4. dargestellte Stellung dreht. Etwa 5 bis io° vor er
Endlage der Stellung I öffnet der Belüftungsnocken 23 an der Nockenscheibe 7 über
den Hebel 24. das Belüftungsventil g. Druckluft strömt nun aus dem Kanal 2c1 von
der Drucklufthauptleitung 27 durch die Leitung 22 (Fig. 4), über die Nut 15 in der
Schaltwalze 4. in die Leitung 18 und von dort in den Flüssigkeitsbehälter 21, aus
dem sie die Flüssigkeit durch den Kanal 36 hinter den Kolben 35 drückt. Da gleichzeitig
der Druckflüssigiceitsbehälter 2o über die Leitung i9 und die Bohrung 17 mit dem
Innern der Schaltwalze d. und dadurch mit der Atmosphäre verbunden ist, kann die
Druckluft aus dem Behälter 2o entweichen und die Druckflüssigkeit aus dem rechten
Raum vor dem Kolben 35 über den Kanal 37 in den Behälter 2o zurückströmen. Der Kolben
35 wird dabei nach rechts verschoben und nimmt die mit ihm verbundene Steuerwelle
30 mit, bis die Rückwärtsnocken 32 unter die Rollen 33 gewandert sind. Bei
der Bewegung des Kolbens 35 wird über ein nicht dargestelltes Übertragun#sgetriebe
(z. B. Zahnsegmente) der Hebel 38 gedreht und mit ihm über die Stange 39 und den
-Hebel 4o die Kulissenscheibe .Ii (Fig. 1, 5 und 6). In der Umsteuerstellung (Fig,
6) steht die mit der Manövrierwelle i verbundene Isulissenscheibe 50 mit ihren Ausschnitten
47--.8 so, daß eine Drehung der Kulissenscheibe .1 .1 möglich ist. In der Fig. 6
ist die Umsteuerkulisse rtl etwa auf dem halben Wege ihrer Drehung während des Umsteuervorganges
dargestellt. Man sieht, daß während des ganzen Umsteuervorganges das Manövrierhandrad
2 blockiert ist. Erst wenn der Umsteuervorga,ng beendet ist, stehen die Randausschnitte
-13-d..1. der Kulissenscheibe 41 so, daß sich der Rand 49 der Kulissenscheibe 5o
hindurchdrehen läßt. Man kann also während der Umsteuerung mit dem Manöv rierhandrad
:2 nicht aus der Umsteuerstellung heraus auf »Stopp« oder gar »Anlassen« gehen.
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Nach erfolgter Umsteuerung wird das Manövrierhandrad 2 entgegen dem
Uhrzeigersinn zunächst in die Stellung II (Stopp) und darüber hinaus in die Stellung
III (Anlassen) gedreht. Hierbei wird auch die Nockenscheibe 7 entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht. Die an ihr angelenkte Klinke 6 gleitet zunächst über den konvexen Rücken
des nächsten Klinkenzahnes hinweg und läuft dann beim '\'Veiterdrehen des Handrades
2 über die Stellung II (Stopp) hinaus auf die feststehende Nockenscheibe 8 auf,
durch die sie angehoben und außer Eingriff mit den Klinkenzähnen der Schaltwalze
d. gebracht wird. Bald nach der Überschreitung der Stellung 1I (Stopp) hebt der
Anlaßnocken 25 den Hebel 26 an und öffnet damit das Hauptanlaßventil io. Da der
Anlaßnocken 25 sehr lang ist, bleibt das Anlaßventil io bis zur Erreichung der Stellung
III (Anlassen) offen. Das an die Manövrierwelle i angelenkte Füllungsgestänge 51-52
(lYig.l) hat in dieser Anlaßstellung die Pumpenregulierung auf Anlaßfüllung verstellt.
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Ist die Brennkraftmaschine angesprungen und die erforderliche Drehzahl
erreicht, dann wird das Manövrierhandrad 2 weitergedreht und auf eine größere Füllung
eingestellt. Die Rolle des Hebels 26 läuft dabei von dem Nocken 25 ab. und da: Hauptanlaßventil
io wird geschlossen. Wird nun währenddes Betriebes die Manövrierwel,le i wieder
im Uhrzeigersinn zurückgedreht, um beispielsweise eine kleinere Füllung als die
Anlaßfüllung einzustellen, dann wird beim Auflaufen der Rolle des Hebels 26 auf
den Nocken 25 der Hebel a6 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und vom Schaft des
Ventils io abgehoben, so d_aß eine erneute Üffnung des Hauptanlaßventils nicht stattfindet
Der Hebe1_ 26 bleibt in dieser Stellung, bis er nach Passieren der Leerlaufstellung
kurz vor Erreichung der Stoppstellung wieder von dem Nocken 25 abläuft. . Hat das
Manövrierhandrad 2 die Stoppstellung erreicht, dann ist auch die Klinke 6 wieder
von der Nockenscheibe8 abgelaufen und liegt gegen einen Klinkenzahn der Schaltwalze
.I.
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Soll jetzt wieder auf »Vorwärts« umgesteuert werden, dann wird bei
der Drehung der Manövrierwelle i in die Stellung I (Umsteuern) die Schaltwalze 4
von der Klinke 6 um eine weitere Zahnteilung gedreht. Es verbindet dann eine der
Nuten 11I
(Fig. 3) die Belüftungsleitung 22 über die Leitung i9
mit dem Behälter 2o und den Behälter 2i über die Leitung dem. Behälter und eine
der Bohrungen 17 mit der Atmosphäre. Der Kolben 35 und mit ihm die Steuerwelle
30 werden nach links in die in der Fig.3 dargestellte Stellung für »Vorwärts«
verschoben. Während dieses Umsteuervorganges ist das Handrad 2 durch die Kulissenscheiben
41 und 5o in gleicher Weise blockiert wie bei der eingangs beschriebenen Umsteuerung
von »Voraus:, auf »Zurück«.
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Die Manövriervorrichtung nach der Erfindung vereinigt alle Vorteile
in sich, die an einen modernen Manövrierstarnd einer Brennkraftmaschine gestellt
werden müssen. Sämtliche Schaltungen, wie Anlassen, Füllungsregulierung während
des Betriebes, Anhalten und Umsteuern, werden mit einem einzigen Handrad ausgeführt,
und zwar wird dieses immer in der gleichen Richtung bewegt, ganz gleich, ob die
Maschine gerade vorwärts oder rückwärts läuft oder ob von. »Voraus« auf »Zurück«
bzw. umgekehrt umgesteuert werden soll. Durch die Verwendung eines einzigen Manövrierhandrades
bzw. einer einzigen Manövrierwelle ist auch eine Fernbedienung der Manövriervorrichtung
denkbar einfach, da man mit Hilfe eines auf die Manövrierwelle angeordneten Ketten-oder
Seilrades die Bedienung über einen einzigen Ketten- oder Seiltrieb von jeder entfernten
Stelle aus vornehmen kann.