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Sieherheitsvorrichtung fiir Küleinrichtungen an Fahrzpugmotoren.
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Kühleinrichtungen an Fahrzeugmotoren.
Sicherheitsvorrichtungen mit einem in die Kühlwasserleitung eingebauten Thermostaten, der bei ansteigenden Temperaturen verschiedene Zeichen auslöst und beim Erreichen einer unteren Grenze durch einen an eine Batterie angeschlossenen Heizwiderstand die Verdampfung und die katalytische, flammenlos Verbrennung von Benzin od. dgl. einleitet, sind bekannt. Durch diese Verbrennung wird dem Kühlwasser Wärme zugeführt. Nach erfolgter Inbetriebnahme des Brenners wird sodann die Batterie mittels Zeitschalter selbsttätig ausgeschaltet.
Demgegenüber besteht das Neue darin, dass durch einen von einem Schwimmer in der Brennstoffzufuhrleitung zum Brenner der Heizvorrichtung beherrschten, im Stromkreis des Heizwiderstandes liegenden Schalter das Einschalten des Heizwiderstandes beim Fehlen von Benzin im Brenner verhindert wird.
Der gegenüber allen bekannten Vorrichtungen dadurch erzielte Vorteil besteht darin, dass die Batterie unter keinen Umständen erschöpft werden kann, auch dann nicht, wenn die Temperatur des Kühlwassers unter die zulässige oder eingestellte Grenze hinabsinkt und kein Brennstoff für die Heizung vorhanden ist. Die neue Ausbildung der Sicherheitsvorriehtung ermöglicht somit eine Schonung der Batterie, und sie benötigt nur wenig Strom.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Vorrichtung schematisch zum Teil im Schnitt, Fig. 2 eine Benzinpumpe und Fig. 3 eine Einzelheit. Fig. 4 zeigt die Anordnung der Vorrichtung in einem Motorfahrzeug.
In die Kühlwasserleitung P, C, L eines Fahrzeugmotors M ist ein Quecksilberthermometer T eingebaut, dieses besitzt fünf eingeschmolzen Kontakte 1-5. Der Kontakt 1 ist an die Masse des Fahrzeuges gelegt, mit welcher auch der Minuspol der Batterie B verbunden ist. Letztere ist eine Normalfahrzeugbatterie mit 6 oder 12 Volt Spannung. Die eingeschmolzenen Kontakte 2, : J, 4 und 5 sind so im Thermometer angeordnet, dass sie z. B. dann von Quecksilber berührt werden, wenn die Temperatur auf 350 bzw. 70", 750, 800 steigt. Es können aber auch andere Temperaturwerte gewählt werden. Diese Kontakte liegen in Stromkreisen, die nachstehend noch beschrieben werden. An die Kühlwasserleitung K des Motors ist ein Warmwasserkessel angebaut, durch welchen das Kühlwasser im Kreislauf durchströmen kann.
Der Kessel 17 besitzt einen gut isolierten Wasserraum, in welchem das Wasser bei 18 eintritt und bei 19 austritt. Zum Beheizen dient ein Brenner mit zwischen zwei Metallgefleehten M, 14 angeordneten Katalysator 15, welcher die flammenlose Verbrennung der Benzindämpfe sichert, die aus einem Brenner 11 aufsteigen. Der Brenner 11 besitzt eine mit benzinaufsaugender Masse gefüllte Schale, die oben durch ein Metallgefleehtstüek abgedeckt ist. Diese Schale steht durch eine Leitung 12 mit einem
Schwimmergehäuse 45 in Verbindung. In letzterem ist ein Schwimmer 6 angeordnet, welcher ein die Benzinzuleitung 46 beherrschendes Ventil 7 verstellen kann, derart, dass beim Hochsteigen des Schwimmers in an sich bekannter Weise die Benzinzufuhr in das Gehäuse 45 abgesperrt wird.
Auf dem Gehäuse 45 sitzt eine Spule 9 mit einem beweglichen Eisenkern 10. Letzterer wirkt auf das Ventil 7 in der Weise, dass er bei Erregung der Spule 9 nach oben gezogen wird und dadurch die Benzinzufuhr absperrt. Die
Spule 9 ist an den Kontakt 2 des Thermometers T angeschlossen und über einen Handsehalter 29 hinweg mit der Batterie verbunden. Der Handsehalter 29 ist gewöhnlich geschlossen. Er soll lediglich
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dazu dienen, in gewissen Fällen die Spule 9 und damit deren Funktion auszuschalten. Steigt die Temperatur des Kühlwassers auf 35 , so wird die Spule 9 in den Batteriestromkreis eingeschaltet, die Benzinzuleitung durch die Teile 10 und 7 abgesperrt. Die Zuleitung von Benzin zum Brenner 11 dauert nur
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geschaltet wird.
Um die Vergasung des Benzins am Brenner 11 einzuleiten, ist ein Heizwiderstand 16 angeordnet, der einerseits an die Masse des Fahrzeuges angeschlossen ist und der anderseits mit einem Relais 20 in den Stromkreis eingeschaltet werden kann. Das Relais 20 ist mit der Batterie B leitend verbunden und wird von einem Thermostaten 21, der in der Nähe des Katalysators 15 angeordnet ist, gesteuert. Der Thermostat ist über eine Leitung 47 mit dem Thermometer T durch den Kontakt 1 leitend verbunden. In diese Leitung 47 ist ein vom Schwimmer 6 gesteuerter Schalter 8, ferner ein Handsehalter 31 eingebaut. Der Schalter 8 öffnet den Stromkreis, wenn der Benzinvorrat im Behälter 45 eine bestimmte untere Grenze erreicht hat.
Der Schalter 31 ist ein Handschalter, der gewöhnlich eingeschaltet bleibt und nur dann geöffnet wird, wenn die Funktion des Relais ausgeschaltet werden soll. In den Stromkreis der Thermostaten 21 ist noch eine Signallampe 26 eingebaut, welche durch Aufleuchten anzeigt, dass sich der Katalysator in Betrieb befindet. Ein an sich bekannter Blinkschalter 22 mit parallel zu diesem geschalteter Signallampe 23 ist mit Kontakten 24, 28, Vorschaltwiderstand 27 und Handsehalter 30
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aufleuchten, wenn der Quecksilberkontakt 3 z. B. 700 erreicht hat. Steigt die Temperatur weiter auf 4, z. B. 75 , so blinkt die Lampe 23. Steigt die Temperatur des Kühlwassers weiter, z.
B. auf 80 , so erhält die Wärmewicklung des Blinkers und der Lampe 23 Dauerstrom, der Bimetallstreifen schliesst Kontakt 24, und der Motor wird stillgesetzt.
Der Fahrer kann nun durch Öffnen des Schalters 30 trotz vorhandener Überhitzung des Kühlwassers den Motor wieder in Gang setzen, um z. B. noch eine kurze Strecke weiterfahren zu können.
Die Arbeitsweise ist folgende : Durch Öffnen eines in der Zeichnung nicht dargestellten Hahnes wird durch die Leitung 46 Benzin in das Gehäuse 45 geleitet, sei es durch natürliches Gefälle oder durch eine Pumpe nach Fig. 2.
Die Zeichnung Fig. 1 zeigt den Zustand bei einer Temperatur des Kühlwassers unter 35 , d. h. während der Arbeit des Katalysators.
Das Ventil 7 ist durch den Schwimmer 6 geschlossen und öffnet sich nur für einen Moment, wenn der Benzinstand infolge des Verbrennens des Benzins gesunken ist. Der Bimetallstreifen des Thermostaten 21 liegt wegen der eingetretenen Erwärmung am Kontakt 25 an. Die Lampe 26 leuchtet auf dem Zeichen, dass der Apparat heizt. Das Relais 20 ist ausgeschaltet, die Heizwicklung 16 ebenfalls.
Steigt die Temperatur über zirka 35 (Kontakt 2), so erhält die Magnetspule 9 Strom. Der Magnetstrom 10 wird angezogen und schliesst mittels der Nadel 7 die Benzinzufuhr ab. Der Brenner arbeitet so lange, als noch genügend Benzin vorhanden ist, um ihn zu speisen, dann geht es aus. Der Schwimmer 6 sinkt und öffnet den Kontakt 8. Infolge eintretender Abkühlung hat der Thermostat 21 mittlerweile den Kontakt, der zum Relais 20 führt, geschlossen, dieses kann aber nicht anziehen, weil sein Betätigungsstromkreis bei 8 geöffnet ist. Sinkt nun das Thermostat wieder unter 2 (35 ), so fällt der Kern 10 herunter und die Ventilnadel 7 ebenfalls, so dass Benzin in den Schwimmerbehälter 45 fliesst. Der Schwimmer steigt und schliesst den Kontakt 8. Relais 20 erhält Strom und schaltet die Heizwicklung 16 ein.
Der Brenner fängt zu arbeiten an, der Thermostat 21 öffnet den Relaisstromkreis 20 ; die Heizung 16 wird abgestellt, Lampe 26 leuchtet auf usw.
Steigt die Temperatur des Kühlwassers so weit, dass das Quecksilber den Kontakt. 3 (700) berÜhrt, so wird ein Stromkreis über die Kontakte 1 und 3 durch das Quecksilber geschlossen. In diesem Stromkreis liegt der Widerstand des Blinkschalters 22. Infolge des Vorschaltwiderstandes 27 erhalten Lampe und Heizspule des Blinkschalters nicht die volle Spannung und der Blinker arbeitet nicht.
Steigt die Temperatur noch weiter bis zum Kontakt 4 (zirka 75 C), so erhalten Lampe 2. 3 und der Heizdraht des Blinkers 22 volle Spannung, der Bimetallstreifen des Blinkers tritt in Tätigkeit und unterbricht den Kontakt 28 zeitweilig. Die Lampe 23 blinkt mit voller Spannung.
Erreicht die Quecksilbersäule den Kontakt 5, so erhält der Heizdraht des Blinkers 22 und die Lampe 23 dauernd volle Spannung. Der Blinker schliesst den Kontakt 28 nicht mehr, dafür den Kontakt 24
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Masse. Der Motor M wird dadurch stillgesetzt, ein entsprechender Vorschaltwiderstand schützt bei Zündspulen das Thermometer vor gefährlichen Stromstärken.
Die Schalter 29,30 und 31 dienen dazu, in besonderen Fällen gewisse Apparategruppen abzuschalten, sind aber für gewöhnlich geschlossen. Schalter 30 wird z. B. herausgenommen, wenn der Fahrer trotz vorhandener Überhitzung aus besonderen Gründen, vielleicht bis zu einem nahen Punkte weiterfahren muss.
Kann das Benzin nicht frei durch die Leitung 36 von einem höher liegenden Vorrats behälter N am Spritzbrett 0 zum Schwimmergehäuse 45 fliessen, so kann z. B. die in Fig. 2 gezeigte Benzinpumpe in Anwendung kommen. Eine Hubmagnetspule 41 ist über ein Pumpenrohr gesteckt. Der Magnet-
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kern 32 ist als Pumpenkolben mit einem Ventil ausgebildet. Erhält die Spule 41 Strom, so zieht sie den Kolben 2 nach oben. Der Kolben 32 stösst gegen ein Messingrohr welches am oberen Ende einen Eisenring 34 besitzt. Dieser Eisenring bewegt sich zwischen zwei permanenten Hufeisenmagneten 36, vor welchen ein Sehwinganker 35 aus Eisenblech drehbar angeordnet ist.
In der unteren Stellung, wie gezeichnet, schwächt dieser Steuerring. 34 die zwei einander gegenüber befindlichen Pole der Hufeisenmagnete 36 ; in der oberen Stellung, wie strichpunktiert, schwächt er die beiden oberen Pole. Infolgedessen nimmt der Schwinganker im ersten Falle die gezeichnete Stellung ein und schliesst den Kontakt 37.
Kommt der Steuerring.'34 in die obere Stellung, so kippt der Schwinganker um und schliesst den Kontakt 8.
Dieser Kontakt ist gleichbedeutend mit Kontakt 8 des Blattes 1.
Der Schwimmer 39 rückt nach Ingangsetzung der Benzinpumpe in seine höchste Stellung und hält dabei den Steuerring 34 ebenfalls in seiner höchsten Stellung fest. Der Kontakt 8 ist also geschlossen, und die Heizung des Katalysators setzt ein wie oben beschrieben. Wenn der Benzinstand im Schwimmergehäuse 45, das mit dem Brenner genau wie in Fig. 1 verbunden ist, um einige Millimeter sinkt, macht die Pumpe einen Hub, und dieses Spiel wiederholt sich alle 10-15 Minuten.
Während der Heizperiode ist Kontakt 42 offen. Erreicht das steigende Quecksilber den Kontakt 2,
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keinen Strom mehr und kann nicht mehr arbeiten.
Die Heizung hört auf, bis die Temperatur sinkt und das Quecksilber den Kontakt 2 freigibt.
Im übrigen arbeitet die Vorrichtung genau wie nach Fig. 1.
Um eine Beschädigung des Katalysators durch verdunstendes Benzin zu verhindern, kann ein Abschlussorgan in der Benzinzuführungsleitung 46 oder in der Verbindungsleitung 12 eingebaut sein, welches Organ mittels Ruhestrom von der Batterie B aus so lange in Offenstellung gehalten wird, bis die Batterie Strom abgibt. Die Sicherung könnte aber auch dadurch erfolgen, dass das Öffnen der Leitungen 46 oder 12 erst beim Stromdurchfluss durch den Heizkörper 16 durch ein mit letzterem in Serie geschalteten Abschlussorgan erfolgt.
Dieselbe Einrichtung könnte auch noch zum Erwärmen oder Warmhalten des Öles benutzt werden.
Z. B. kann ein an den Wasserkessel oder an die Wasserleitung angeschlossene Rohrschlange in den Ölbehälter geführt werden. Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur des Öles nie so tief sinkt, dass das Anlaufen des Motors erschwert würde.
Selbstverständlich kann diese Ölwärmeeil1l'ichtung auch verwendet werden. ohne dass die Signal- einrichtungen benutzt werden usw.