DE1084574B - Control device for prime movers - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Kraftmaschinen, die einen Fliehkraftregler sowie eine druckmittelbetätigte Verstellvorrichtung zur Füllungssteuerung aufweist, wobei die den Fliehgewichten entgegenwirkende Kraft durch Änderung der Druckbeaufschlagung eines mit der Reglermuffe verbundenen Kolbengliedes einstellbar ist und bei dem eine Feder gleichsinnig mit der Druckbeaufschlagung wirkt und im Fälle des Ausfalls der Druckmittelzufuhr die Druckbeaufschlagung mindestens teilweise ersetzt, wobei die Feder zusätzlich gespannt wird.The invention relates to a control device for prime movers, which has a centrifugal governor as well as a pressure medium-actuated adjusting device for filling control, which the flyweights counteracting force by changing the pressurization of one with the regulator sleeve connected piston member is adjustable and in which a spring is in the same direction as the application of pressure acts and in the event of failure of the pressure medium supply the pressurization at least partially replaced, whereby the spring is additionally tensioned.

Der Erfindungsgegenstand ist zur Verwendung an Antriebsmaschinen für Schiffe bestimmt, die ihren Vortrieb durch eine Schiffsschraube !erhalten. Bekanntlich ist die Leistungsaufnahme einer Schiffsschraube im Normalfall, d. h. im tiefen Wasser, im wesentlichen nur von der Wellendrehzahl abhängig. Fährt das Schiff aber über eine Untiefe, beispielsweise durch eine enge und flache Fahrrinne, so ändern sich die Umströmungsbedingungen der Schiffsschraube derart, daß sie eine gegenüber dem Normalzustand wesentlich kleinere Leistung aufnimmt. Mit Hilfe der üblichen Drehzahlregelung ist es nicht möglich, die volle Leistung der Antriebsmaschine trotz Einstellung der Höchstdrehzahl auszunutzen. Mit Hilfe der Füllungssteuerung wird jedoch automatisch die volle Maschinenleistung an die Schiffsschraube gebracht, wobei die Wellendrehzahl um einen geringen Betrag über den Höchstwert bei Drehzahlregelung ansteigt, da die Leistungsaufnahme mit der dritten Potenz-zunimmt. Mit Hilfe der Füllungssteuerung lassen sich solche Engpässe mit höchstmöglicher Geschwindigkeit durchfahren, was besonders bei stark befahrenen Binnenwasserstraßen wichtig ist. Ein dauerndes Fahren mit Füllungsregdung - ist aber dem Betrieb mit Drehzahlregelung insofern unterlegen, als Unterschiede im Treibstoff und im Zustand der Kraftmaschine die Zuordnung von Füllung und Schraubendrehzahl verändern können.The subject of the invention is intended for use on propulsion engines for ships, their Propulsion obtained by a propeller! As is well known, the power consumption of a ship's propeller normally, d. H. in deep water, essentially only dependent on the shaft speed. However, if the ship drives over a shoal, for example through a narrow and flat fairway, change it the flow conditions around the propeller in such a way that they are compared to the normal state consumes much less power. With the help of the usual speed control it is not possible to utilize the full power of the prime mover despite setting the maximum speed. With With the help of the filling control, however, the full engine power is automatically brought to the propeller, where the shaft speed increases by a small amount above the maximum value with speed control, because the power consumption increases with the third power. With the help of the filling control, such bottlenecks can be resolved at the highest possible speed drive through, which is particularly important on busy inland waterways. A permanent one Driving with filling excitation - but is inferior to operation with speed control insofar as there are differences in the fuel and in the state of the engine, the allocation of charge and screw speed can change.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Regelvorrichtung für Schiffsantriebsmaschinen, die von einem räumlich entfernten Steuerstand unter Verwendung von druckmittelbetätigten Verstellvorrichtungen fernbedient werden, die es gestattet, während des Betriebs von reiner Drehzahlreglung auf reine Füllungssteuerung umzuschalten, damit die Vorteile beider Betriebsarten wahrgenommen werden können.The object of the invention is to create a control device for marine propulsion engines, from a remote control station using pressure medium-actuated Adjusting devices are remotely controlled, which allows during the operation of pure To switch speed control to pure filling control, thus the advantages of both operating modes can be perceived.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung an einer Regelvorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß wahlweise von reiner Drehzahlregelung auf reine Füllungsregelung während des Betriebes umgeschaltet werden kann, indem in an Regelvorrichtung für KraftmaschinenThis object is achieved according to the invention in a control device of the type mentioned in the introduction solved that optionally from pure speed control to pure filling control during the Operation can be switched by in on control device for power machines

Anmelder:Applicant:

Motoren-Werke Mannheim A.-G.
vorm. Benz Abt. Stat. Motorenbau,
ίο Mannheim, Carl-Benz-Str. 5Motoren-Werke Mannheim A.-G.
vorm. Benz Dept. Stat. Engine construction,
ίο Mannheim, Carl-Benz-Str. 5

Walter Benz, Mannheirn-Friedridisfeld,
ist als Erfinder genannt wordenWalter Benz, Mannheirn-Friedridisfeld,
has been named as the inventor

sich bekannter Weise an das Verstellglied des Treibmittelzumeßorgans ein Hebel angelenkt ist, an dessen einem Arm die Drehzahlreglermuffe und an dessen anderem Arm die die Füllung steuernde Verstellvorrichtung über ein Gestänge angreift, wobei ein zwei Leitungsverbindungen beherrschender Umschalthahn in zwei Schaltstellungen entweder zur Füllungsregelung die Muffenbelastung des Fliehkraftreglers auf einen maximalen Grenzwert durch Beaufschlagen des Kolbenglieds mit einem Druck, welcher der höchsten Maschinendrehzahl entspricht, einstellt und gleichzeitig die Verstellvorrichtung mit der Quelle einstellbaren Drucks verbindet oder zur Drehzahlregelung das Füllungsgestänge arretiert, indem er in der anderen Schaltstellung die an dem Füllungsgestänge angreifende Verstellvorrichtung mit einem der höchsten Maschinendrehzahl entsprechenden Druck über die eine der beiden Verbindungsleitungen, beaufschlagt, während die andere Verbindungsleitung das Kolbenglied mit einer Quelle einstellbaren Drucks zur Einstellung der Muffenbelastung verbindet.known way to the adjusting member of the propellant metering organ a lever is articulated, on one arm of which the speed control sleeve and on which another arm engages the adjusting device controlling the filling via a linkage, with one two Changeover valve dominating line connections in two switch positions either for filling control the sleeve load of the centrifugal governor to a maximum limit value by applying the Piston member with a pressure which corresponds to the highest engine speed, adjusts and at the same time the adjustment device connects to the source of adjustable pressure or for speed control the filling rod is locked in that in the other switching position it engages the filling rod Adjusting device with a pressure corresponding to the highest machine speed via the one of the two connecting lines acts upon it, while the other connecting line acts on the piston member connects to a source of adjustable pressure for adjusting the joint loading.

Es ist schon ein Fliehkraftregler bekanntgeworden, bei dem die den Fliehgewichten entgegenwirkende Kraft durch Änderung der Druckbeaufschlagung eines mit der Reglermuffe verbundenen Kolbenglieds einstellbar ist und bei dem eine Feder gleichsinnig mit der Druckbeaufschlagung wirkt und bei dem das Gestänge zur Veränderung der Brennstoffzufuhr an einem Endpunkt eines zweiarmigen Hebels angreift, dessen Drehpunkt von der Reglermuffe gebildet wird und an dessen anderem Ende eine weitere Verstellvorrichtung angreift. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist eine reine Füllungsregelung unabhängig von der Drehzahlverstellung nicht möglich. DieA centrifugal governor has already become known in which the counteracting the flyweights Force by changing the pressure applied to a piston member connected to the regulator sleeve is adjustable and in which a spring acts in the same direction as the application of pressure and at the linkage for changing the fuel supply at one end point of a two-armed lever attacks whose fulcrum is formed by the regulator sleeve and at the other end another Adjusting device attacks. With this known device, a pure filling control is independent from the speed adjustment not possible. the

009 548/149009 548/149

bekannte Vorrichtung kann daher die vorstehend genannte Aufgabe der Erfindung nicht lösen.known device can therefore not achieve the above-mentioned object of the invention.

Die Zeichnung zeigt inThe drawing shows in

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung in der Stellung »Drehzahlregelung«, 1 shows an exemplary embodiment of the invention in a schematic representation in the "speed control" position,

Fig. 2 ist eine Einzeldarstellung des Vierwegehahns in Stellung »Füllungsregelung«.Fig. 2 is an individual representation of the four-way valve in the "filling control" position.

Mit 1 ist ein Fliehkraftregler bezeichnet, der über die Reglermuffe 2 mit dem Kolbenglied 3 zusammenarbeitet. Das Kolbenglied 3 besteht aus dem Zylinder 3 a, der diesen abschließenden Membrane 3 b und dem in dem Zylinder 3 α gleitenden Federtopf 3 c. Zwischen Membrane 3 b und Federtopf 3 c befindet sich die Feder 3 d. Der Federtopf 3 c kann bei Ausfall des Druckmittels mittels der Spannvorrichtung 4, Handrad 4 a, Gewinde 4 c über die Rolle 4 & in axialer Richtung verschoben werden, wobei der Federtopf 3 c, der mittels Dichtung 3 e im Zylinder 3 α bei abgehobener Rolle 4 b abgedichtet ist, bei Abheben von der Dichtung 3 e den Zylinder 3 α entlüftet. Die Verstellvorrichtung 5 besteht aus dem Zylinder 5 a, in dem der Kolben 5 b gleitet. Dieser wird durch die Feder 5 c gegen den Zylinderboden gedrückt. Der Kolben 5 trägt eine Kolbenstange 5 d. Diese wirkt über den im Festpunkt 6 schwenkbar gelagerten Winkelhebel 7 auf den einen Arm 8 α eines zweiarmigen Hebels 8, der im Punkte 8 c in der Muffe 2 schwenkbar gelagert ist Der andere Arm 8 J des zweiarmigen Hebels 8 ist über die Stange 9 α mit dem Treibmittelregelorgan 9 verbunden, das in dem dargestellten Falle die Einspritzpumpe eines Dieselmotors ist. Der Weg des Winkelhebels 7 ist durch den einstellbaren Anschlag 10 begrenzt. Die Verstellvorrichtung 5 ist über Leitung 11 und das Kolbenglied 3 über Leitung 12 mit dem Vierwegehahn 13 verbunden. Dieser enthält die Bohrungen 13 α und 13 b. Die Leitung 14 führt von der nicht dargestellten Druckmittelquelle unveränderlichen Drucks zum Druckminderventil 15. Von da führt die Leitung 16 zum Vierwegehahn 13. Von der Leitung 14 zweigt eine Leitung 14 α ab und führt ebenfalls zum Vierwegehahn 13. Das Druckminderventil 15 befindet sich auf der Brücke des Schiffes, der Umschalthahn 13 kann sowohl auf der Brücke als auch im Maschinenraum angebracht sein.1 with a centrifugal governor is referred to, which cooperates with the piston member 3 via the regulator sleeve 2. The piston member 3 consists of the cylinder 3 a, this closing membrane 3 b and the spring cup 3 c sliding in the cylinder 3 α. The spring 3 d is located between the membrane 3 b and the spring cup 3 c. The spring cup 3 c can be moved in the axial direction by means of the tensioning device 4, handwheel 4 a, thread 4 c over the roller 4 & in the event of a failure of the pressure medium, whereby the spring cup 3 c, which by means of seal 3 e in the cylinder 3 α when the roller is lifted 4 b is sealed, the cylinder 3 α vented when lifting from the seal 3 e. The adjusting device 5 consists of the cylinder 5 a, in which the piston 5 b slides. This is pressed by the spring 5 c against the cylinder base. The piston 5 carries a piston rod 5 d. This acts via the angle lever 7 pivotably mounted in the fixed point 6 on one arm 8 α of a two-armed lever 8, which is pivotably mounted in the sleeve 2 at 8 c. The other arm 8 J of the two-armed lever 8 is via the rod 9 α with connected to the propellant control element 9, which in the illustrated case is the injection pump of a diesel engine. The path of the angle lever 7 is limited by the adjustable stop 10. The adjusting device 5 is connected to the four-way valve 13 via line 11 and the piston member 3 via line 12. This contains the holes 13 α and 13 b. The line 14 leads from the unillustrated pressurized fluid source steady pressure to the pressure reducing valve 15. From there, conduit 16 leads to the four-way valve 13. From the conduit 14 branches off a conduit 14 α, and also leads to the four-way valve 13. The pressure reducing valve 15 is located on the bridge of the ship, the switchover valve 13 can be attached both on the bridge and in the engine room.

Es sei angenommen, der Vierwegehahn 13 stehe in der in Fig. 1 dargestellten Stellung. Dann fließt das Druckmittel von der nicht dargestellten Druckmittelquelle über Leitung 14,14 α zum. Vierwegehahn 13 durch Bohrung 13 b und Leitung 11 zu der Verstellvorrichtung 5, verschiebt den Kolben 5 b entgegen der Wirkung der Feder 5 c nach oben und verschwenkt dabei über Kolbenstange 5 d den Winkelhebel 7 im Uhrzeigersinn, bis er an dem Anschlag 10 anliegt. Der mit diesem verbundene zweiarmige Hebel 8 wird nun um den in der Muffe 2 gelagerten Punkt 8 c entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Hierdurch wird das mit dem Arm 8 b über die Stange 9 α verbundene Treibmittelregelorgan 9 auf volle Treibmittelzufuhr eingestellt. Dabei sei angenommen, daß die Maschine noch stillsteht. Gleichzeitig sei das Druckminderventil 15 auf den Druck Null eingestellt. Das Kolbenglied 3 steht daher über Leitung 12 unter dem Druck Null. Es ist dann nur noch die von der Feder 3 d herrührende Belastung vorhanden. Bei steigender Drehzahl nach dem Anlassen der Maschine werden nun die Fliehgewichte 1 α auseinandergehen und über die Stange 1 6 die Muffe 2 nach rechts verschieben und damit um den Drehpunkt 8 d den zweiarmigen Hebel 8 im Uhrzeigersinn verschwenken. Hierbei -..: wird, dann über Stange 9 a das Treibmittelregelorgan 9 so eingestellt, daß die Maschine eine der Kraft der Feder 3 d entsprechende Drehzahl einhält. Da an dem Kolbenglied 3, wie erwähnt, der Druck Null herrscht, wird die mit der Muffe 2 verbundene Membrane 3 & sehr leicht durchgebogen werden und, die Einregelung der Treibmittelzufuhr erfolgt schon bei geringer Drehzahl. Sobald nun am Druckminderventil 15 ein höherer Druck eingestellt wird, erhöht sich über Leitungl2 der Druck, der auf die Membrane 3 b wirkt und damit die Kraft, die der von den Fliehgewichten 1 α ausgeübten Kraft entgegenwirkt. Infolgedessen wird sich die Drehzahl der Kraftmaschine erhöhen. Bei vollem Druck hinter dem Druckminderventil 15 wird die höchste Drehzahl eingestellt sein. Bei Ausfall des Druckmittels oder aus sonstigen Gründen kann mittels der Spannvorrichtung 4 die Vorspannung der Feder 3 erhöht werden und damit ebenfalls eine höhere Drehzahl eingestellt werden.It is assumed that the four-way valve 13 is in the position shown in FIG. 1. Then the pressure medium flows from the pressure medium source, not shown, via line 14, 14 to α. Four-way valve 13 through bore 13 b and line 11 to the adjustment device 5, moves the piston 5 b upwards against the action of the spring 5 c and pivots the angle lever 7 clockwise via the piston rod 5 d until it rests against the stop 10. The two-armed lever 8 connected to this is now pivoted counterclockwise about the point 8 c mounted in the sleeve 2. As a result, the propellant control element 9 connected to the arm 8 b via the rod 9 α is set to full propellant supply. It is assumed that the machine is still at a standstill. At the same time, the pressure reducing valve 15 is set to zero pressure. The piston member 3 is therefore at zero pressure via line 12. There is then only the load resulting from the spring 3 d. With increasing speed after starting the machine, the flyweights 1 α will now diverge and move the sleeve 2 to the right via the rod 1 6 and thus pivot the two-armed lever 8 clockwise around the pivot point 8 d. Here - ..: the propellant control element 9 is then adjusted via rod 9 a so that the machine maintains a speed corresponding to the force of the spring 3 d. Since the piston member 3 is at zero pressure, as mentioned, the membrane 3 & connected to the sleeve 2 will be very easily bent and the propellant supply is regulated even at a low speed. As soon as a higher pressure is now set at the pressure reducing valve 15, the pressure that acts on the membrane 3 b increases via line 12 and thus the force that counteracts the force exerted by the flyweights 1 α. As a result, the engine speed will increase. At full pressure behind the pressure reducing valve 15, the highest speed will be set. If the pressure medium fails or for other reasons, the preload of the spring 3 can be increased by means of the tensioning device 4 and thus a higher speed can also be set.

so Beim Verstellen des Vierwegehahns in eine Stellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wird über Leitung 14,14 a, Bohrung 13 a, Leitung 12 die Membrane 3& mit dem vollen Druck beaufschlagt. Die Membrane 3 b wird somit soweit als möglich nach links ausgebaucht. Gleichzeitig liefert aber das Druckminderventil 15 zunächst den Druck Null. Infolgedessen, herrscht über Leitung 16, Bohrung 3 b, Leitung 11 in dem Zylinder 5 α der Verstellvorrichtung 5 ebenfalls der Druck Null. Der Kolben 5 b steht unter dem Einfluß der Feder 5 c in seiner tiefsten Stellung, die begrenzt wird durch den einstellbaren Anschlag 10 a. Über KolbenstangeS wird der Winkelhebel 7 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Infolgedessen wird der zweiarmige Hebel 8 in Stellung kleinste Treibmittelzufuhr um den Punkt 8 c verschwenkt. Sobald nun am Druckminderventil 15 ein höherer Druck eingestellt wird, erhöht sich der Druck über Leitung 16, Bohrung 13 b und Leitung 11 im Zylinder 5 a. Der Kolben 5 b wird entgegen der Wirkung der Feder 5 gehoben, der Winkelhebel 7 wird wieder im Uhrzeigersinn verschwenkt und damit wird der zweiarmige Hebel 8 um den Punkt 8 c entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Infolgedessen wird über Stange 9 a das Treibmittelregelorgan 9 wieder auf größere Treibmittelzufuhr verstellt. Die Treibmittelzufuhr wird in dieser Stellung des Vierwegehahns 13 nur mittels des Druckminderventils 15 eingestellt. Der Fliehkraftregler greift nur ein bei Überschreiten der zulässigen Drehzahl durch Wiederverschwenken des Hebels 8 in dem Punkt 8 d im Uhrzeigersinn.Thus, when adjusting the four-way cock in a position as shown in Fig. 2, the membrane 3 & is subjected to full pressure via line 14, 14 a, bore 13 a, line 12. The membrane 3 b is thus bulged as far as possible to the left. At the same time, however, the pressure reducing valve 15 initially supplies the pressure zero. As a result, there is also zero pressure via line 16, bore 3 b, line 11 in the cylinder 5 α of the adjusting device 5. The piston 5 b is under the influence of the spring 5 c in its lowest position, which is limited by the adjustable stop 10 a. The angle lever 7 is pivoted counterclockwise via the piston rod S. As a result, the two-armed lever 8 is pivoted in the position of smallest propellant supply around the point 8 c. As soon as a higher pressure is now set on the pressure reducing valve 15, the pressure increases via line 16, bore 13 b and line 11 in cylinder 5 a. The piston 5 b is raised against the action of the spring 5, the angle lever 7 is pivoted clockwise again and thus the two-armed lever 8 is pivoted counterclockwise about the point 8 c. As a result, the propellant control element 9 is adjusted again to a larger propellant supply via rod 9 a. In this position of the four-way valve 13, the propellant supply is only adjusted by means of the pressure reducing valve 15. The centrifugal governor only intervenes when the permissible speed is exceeded by swiveling the lever 8 again clockwise at point 8 d.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Regelvorrichtung für Kraftmaschinen, die einen Fliehkraftregler, sowie eine druckmittelbetätigte Verstellvorrichtung zur Füllungssteuerung aufweist, wobei die den Fliehgewichten entgegenwirkende Kraft durch Änderung der Druckbeaufschlagung eines mit der Reglermuffe verbundenen Kolbengliedes einstellbar ist und bei dem eine Feder gleichsinnnig mit der Druckbeaufschlagung wirkt und im Falle des Ausfalles der Druckmittelzufuhr die Druckbeaufschlagung mindestens teilweise ersetzt, wobei die Feder zusätzlich gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise von reiner Drehzahlregelung auf reine Füllungsregelung während des Betriebes umgeschaltet werden kann, indem in an sich bekannter Weise an das Verstellglied (9 a) des Treibmittelzumeßorgans (9) ein Hebel (8) ange-Control device for power machines, which have a centrifugal governor, as well as a pressure medium-operated Has adjusting device for filling control, the flyweights counteracting force by changing the pressurization of one with the regulator sleeve connected piston member is adjustable and in which a spring in the same direction as the application of pressure acts and in the event of failure of the pressure medium supply at least partially replaces the pressurization, the spring is additionally tensioned, characterized in that optionally from pure speed control pure filling control can be switched over during operation by adding to the known per se Way to the adjusting member (9 a) of the propellant metering device (9) a lever (8) lenkt ist, an dessen einem Arm die Drehzahlreglermuffe (2) und an dessen anderem Arm die die Fällung steuernde Verstellvorrichtung (5) über ein Gestänge (6, 7) angreift, wobei ein zwei Leitungsverbindungen (11, 14a sowie 12, 16) beherrschender Utnschalthahn (13) in zwei Schaltstellungen entweder zur Füllungsregelung die Muffenbelastung des Fliehkraftreglers (1) auf einen maximalen Grenzwert durch Beaufschlagen des Kolbengliedes (3 b) mit einem Druck, welcher der höchsten Maschinendrehzahl entspricht, einstellt und gleichzeitig die Verstellvorrichtung (5) mit der Quelle (15) einstellbaren Druckes verbindet oder zur Drehzahlregelung das Füllungsgestänge (6, 7) arretiert, indem er in der anderen Schaltstellung die an dem Füllungsgestänge angreifende Verstellvorrichtung (5) mit einem der höchsten Maschinendrehzahl entsprechenden Druck über die eine der beiden Verbindungsleitungen (11, 14 a) beaufschlagt, während die andere Verbindungsleitung (12, 16) das Kolbenglied (3 b) mit einer Quelle (15) einstellbaren Druckes zur Einstellung der Muffenbelastung verbindet.steers, on one arm of which the speed regulator sleeve (2) and on the other arm of which the adjustment device (5) controlling the felling engages via a linkage (6, 7), with a control tap controlling two line connections (11, 14a and 12, 16) (13) in two positions, either for the filling control, the sleeve load of the governor (1) to a maximum limit by energizing the piston member (3 b) with a pressure which corresponds to the highest engine speed setting while the adjusting device (5) with the source ( 15) adjustable pressure or for speed regulation the filling linkage (6, 7) is locked in that in the other switching position the adjusting device (5) acting on the filling linkage is operated with a pressure corresponding to the highest machine speed via one of the two connecting lines (11, 14 a ) acted upon, while the other connecting line (12, 16) the piston member (3 b) with a source (15) adjustable pressure to adjust the socket load. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 605 905.Considered publications:
German patent specification No. 605 905. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ©009 548/149 6.60© 009 548/149 6.60