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Vorrichtung zur selbsttätigen Überwachung von laufenden Maschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Überwachung von laufenden Maschinen, insbesondere von Brennkraftmaschinen, mit den zu überwachenden Betriebsgrössen, z. B. dem Schmieröl- druck, der Schmierstoff- und Kühlmitteltemperatur, der Betriebsdrehzahl usw. zugeordneten Gebern, die bei Über-und bzw. oder Unterschreitung einstellbarer Grenzwerte auf elektrischem Wege die Stillsetzung derMaschinesowiegegebenenfallsWarnsignaleauslösenundEinrichtungenbetätigen, die anzeigen, welche der überwachten Betriebsgrössen den eingestellten Grenzwert über- bzw. unterschritten hat.
Vorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. Sie haben die Aufgabe, z. B. auf Prüfständen ohne stän- dige Beaufsichtigung durch Wartungspersonal laufende Motoren oder Maschinenaggregate vor Schaden zu bewahren, wenn Betriebsbedingungen auftreten, die die laufende Maschine gefährden können. Neben einer sofortigen Stillsetzung der Maschine im Falle einer Gefahr soll hiebei auch angezeigt werden, welche Betriebsbedingung nicht mehr erfüllt ist und die Ausserbetriebsetzung verursacht. Bei einer bekannten Ausführung sind zu diesem Zweck elektrische Kontrollampen vorgesehen, die von den Gebern gesteuert werden und aufleuchten, sobald die zugehörige Betriebsgrösse den eingestellten Grenzwert über- bzw. unterschritten hat.
Diese Kontrollampen ergeben jedoch keine verlässliche Anzeige, da sie bei Stromausfall oder bei irgendeiner Ausserbetriebsetzung der Vorrichtung erlöschen, so dass nachträglich nicht mehr festgestellt werden kann, welche der Betriebsgrössen zur Abschaltung der Maschine geführt hat. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Kontrollampen nicht mit durch die zu überwachende Maschine selbst erzeugtem Strom gespeist werden können, da dieser mit dem Stillsetzen der Maschine ausfällt und somit eine Anzeige nicht mehr möglich ist. DasAuffinden und die Behebung des Fehlers ist daher oftmals schwierig.
Ziel der Erfindung ist nun die Schaffung einer einfachen Vorrichtung dieser Art, die bei Auftreten einer Gefahr für die zu überwachende Maschine während des Betriebes die Maschine nicht nur sofort stillsetzt, sondern auch noch längere Zeit nach Ausserbetriebsetzung der Maschine die Ursache der Stillsetzung mit Sicherheit anzeigt, so dass ohne lange Fehlersuche der Fehler behoben und der Betrieb wieder aufgenommen werder kann.
Die Erfindung besteht darin, dass jeder zu überwachenden Betriebsgrösse eine Fallklappe zugeordnet ist, die der zugehörige Geber bei Über- und bzw. oder Unterschreitung des eingestellten Grenzwertes der Betriebsgrösse auslöst und deren Rückstellung in die Ruhelage von Hand aus erfolgt. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist somit jederzeit eine sichere Anzeige der Ursache, die zur Stillsetzung der Maschine geführt hat, gewährleistet. Sobald eine Fallklappe ausgelöst wurde, bleibt diesesolange in der Anzeigestellung, bis sie von Handaus zurückgestellt wird.
Die Fallklappen sind von äusseren Eintiussen, insbeson- dere auch vom Stromnetz, vollständig unabhängig und zeigen die Ursache der Stillsetzung der Maschine auch dann noch an, wenn der unmittelbare Anlass hiezu während des Stillstandes der Maschine von selbst beseitigt wurde. War beispielsweise eine zu hohe Kühlmitteltemperatur einer Brennkraftmaschine die Abschaltursache, so zeigt die zugehörige Fallklappe diese Ursache auch noch an, wenn das Kühlmittel während des Stillstandes der Maschine schon lange wieder unter den eingestellten Höchstwert abgekühlt ist. Die Vorrichtung kann auch ausschliesslich mit von der Maschine selbst erzeugtem Strom betrieben werden. Schliesslich können die Fallklappen auch beschriftet sein, so dass nach dem Auslösen einer Klappe der Fehler unmittelbar abgelesen werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine weitere Fallklappe der Einrichtung zumStillsetzender Maschine zugeordnet sein, die z. B. die Schliessstellung des die Brennstoffzufuhr steu-
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ernden Ventils anzeigt. Durch diese Massnahme wird im Falle eines Fehlers zugleich ersichtlich gemacht, ob die Vorrichtung ordnungsgemäss gearbeitet hat und die Maschine stillgesetzt ist. Auch diese Klappe kann beschriftet sein, so dass Irrtümer bei der Ablesung weitgehend vermieden werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jeder zu überwachenden Betriebsgrösse zusätzlich zu den Fallklappen eine Kontrollampe zugeordnet sein, die aufleuchtet, solange die Betriebsgrösse den eingestellten Grenzwert über-bzw. unterschreitet. Bei dieser Ausgestaltung zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtungsomitnichtnuran, dass eine Betriebsgrösse den eingestellten Grenzwert überschritten hat, sondern gibt auch Aufschluss darüber, ob der aufgetreten Fehler noch besteht. Die Kontrollampen verlöschen selbsttätig sobald der Fehler behoben ist, während die Fallklappen in der Anzeigestellung bleiben bis sie von Hand aus zurückgestellt werden.
Durch die Zusammenarbeit der Fallklappen mit den Kontrollampen ergibt sich somit eine lückenlose Überwachung der jeweils herrschenden Betriebsbedingungen.
In der Zeichnung ist zur näherenErlÅauterung der Erfindung das Schaltschema einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Überwachung einer z. B. auf einem Prüfstand laufenden Brennkraftmaschine dargestellt.
Das gezeichnete Ausführungsbeispiel ermöglicht die Überwachung von vier Betriebsgrössen, z. B. des
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Kontaktgeber zugeordnet, der aus einem die entsprechende Grösse messenden Gerät besteht, das mit ver- stellbare elektrischen Kontakten versehen ist, die jeweils einen Stromkreis schliessen, sobald die zuge- hörige Betriebsgrösse den eingestellten Grenzwert erreicht hat.
Für die Überwachung des Öldruckes und der
Betriebstemperaturen werden Geber mit einem einzigen Kontakt verwendet, wobei die einstellbare Grösse im Falle des Öldruckes ein unterer Grenzwert, bei der Temperaturübe. Çwachung dagegen ein oberer Grenz- . wertist, während zur Überwachung der Drehzahl zweckmässig zwei verstellbare Kontakte vorgesehen sind, von welchen der eine bei zu hoher und der andere bei zu niedriger Drehzahl anspricht.
Im Schaltschema ist mit 1 ein Schalter bezeichnet, über welchen die gesamte Vorrichtung an ein
220 VWechselstromnetz angeschlossen ist. Die Glimmlampe 2 dient als Einschaltkontrolle. Zur Steuerung der Vorrichtung wird zweckmässig eine niedrigere Spannung, z. B. 24 V Wechselstrom, verwendet, die mittels eines Transformators 3 gewonnen wird. Mit Netzspannung ist lediglich das die Brennstoffzufuhr steuernde Magnetventil 4 sowie ein gegebenenfalls vorgesehenes elektrisches Horn 5 gespeist, das zur Er- zeugung akustischer Warnsignale im Fehlerfall dient. Die Steuerung des Magnetventils 4 erfolgt mittels eines Schalters 6 und jene des Horns 5 mittels eines weiteren Schalters 7.
Zur Überwachung der Betriebsgrössen sind vom Transformator 3 aus gespeiste elektrische Stromkreise vorgesehen, die parallelgeschaltet sind und jeweils einen Kontaktgeber und ein von diesem gesteuertes Schaltrelais aufweisen. In der Zeichnung sind die Geber durch Schalter 8-11 angedeutet und die zugehörigenSchaltrelais mit 12-15 bezeichnet. Mit den Schaltrelais 12-15 stehen Doppelschalter 16-19 in Verbindung, die einerseits rot leuchtende Kontrollampen 20-23 und anderseits Relais 24-27 betätigen, die die Fallklappen 28-31 auslösen. Ausserdem ist eine weitere Fallklappe 32 vorgesehen, die von einem mit den vier parallelgeschalteten Relais 24-27 in Serie liegenden Relais 33 ausgelöst wird und dem Magnetventil 4 zugeordnet ist. Die Zurückstellung der Fallklappen 28-32 in die Ruhelage erfolgt von Hand aus mittels einer Rückstelltaste 34.
Mit der Fallklappe32 ist ein Schalter 35 gekoppelt, der über ein Relais 36 den Schalter 6 des Magnetventils 4 steuert. Das Relais 36 betätigt gleichzeitig auch noch einen Schalter 37, der in seiner einen Endlage den Stromkreis einer Kontrollampe 38 schliesst, die grün aufleuchtet, sobald das Magnetventil 4 ge- öffnet ist, und in seiner andern Endlage bei geschlossenem Magnetventil 4 zwei Signallampen 39 und 40 an den Transformator 3 anschliesst. In den Stromkreis der Signallampen 39 und 40 ist ein thermisches Blinkrelais 41 eingeschaltet, so dass die Signallampen 39 und 40 ein Blinksignalgeben. Das den Schalter 7 des Hornes 5 steuernde Relais 42 ist parallel zu den Signallampen 39 und 40 ebenfalls in den das thermische Relais 41 enthaltenden Stromkreis geschaltet,
so dass der Schalter 7 im Takt des Blinkrelais 41 geöffnet und geschlossen wird und das Horn 5 intermittierende Signale abgibt.
Die das Magnetventil 4 im Fehlerfall selbsttätig abschaltenden Stromkreise können mittels eines Schalters 43 ausser Funktion gesetzt werden, der zwei Stellungen A und B aufweist. In der "Anlassstellung" A sind die das Magnetventil 4 steuernden Stromkreise überbrückt und das Relais 36 unmittelbar an den Transformator 3 angeschlossen, so dass das Magnetventil 4 ständig geöffnet ist. Der Motor kann hiebei trotz Fehlens einer oder mehrerer Betriebsbedingungen gestartet werden. Diese Einrichtung ist erforderlich, da bei stehendem Motor z. B. kein Öldruck vorhanden ist und die selbsttätige Abschaltung daher ein Ingangsetzen des Motors verhindern würde. Zur Warnung, dass in der Stellung A des Schalters 43 der Motor nicht überwacht wird, leuchten die Signallampen 39 und 40 dauernd auf.
Die grüne Kontrollampe 38 leuchtetaber auch in der Stellung A auf, sobald das Magnetventil 4 geöffnet ist. Ebenso zeigen die roten
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Kontrollampen20-23an, wenn eine oder mehrere der überwachten Betriebsgrössen die eingestellten Grenz- werteüber-bzw. unterschrittenhaben. Inder"Betriebsstellung"B des Schalters 43 ist dagegen die gesamte Überwachungseinrichtung eingeschaltet, so dass im Fehlerfall der Fehler nicht nur angezeigt, sondern das
Magnetventil auch sofort selbsttätig geschlossen wird.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Nach Anschluss der die Betriebsgrössen messenden Kon- taktgeber wird die Vorrichtung an das Stromnetz gelegt und zum Starten des Motors der Schalter 43 zu- nächst in die Anlassstellung A gebracht. Mittels des Schalters l wird sodann die Vorrichtung unter S trom gesetzt, worauf das Relais 36 den Schalter 6 schliesst und das Magnetventil 4 geöffnet wird. Gleichzeitig damit wird über den Schalter 37 die grüne Kontrollampe 38 eingeschaltet, die anzeigt, dass das Magnetventil
4 geöffnet ist. Die Signallampen 39 und 40 leuchten hiebei dauernd auf, zur Warnung, dass die Über- wachungseinrichtung ausgeschaltet ist und der Motor im Fehlerfalle nicht selbsttätig stillgesetzt werden kann.
Die vier roten Kontrollampen 20-23 zeigen gegebenenfalls an, welche der Betriebsbedingungen nicht erfüllt sind. Bei stehendem Motor wird insbesondere die dem Öldruck zugeordnete Kontrollampe und gegebenenfalls auch die eine zu niedrige Drehzahl anzeigende Kontrollampe rot aufleuchten.
Sobald nunmehr der Motor gestartet ist und seine normale Betriebszahl erreicht hat, erlöschen alle roten Kontrollampen 20-23, sofern die überwachten Betriebsbedingungen erfüllt sind. Die Fallklappen 28- 32 können sodann mittels der Rückstelltaste 34 in ihre Ruhelage zurückgestellt und der Schalter 43 aus der AnlassstellungA in die Betriebsstellung B gebracht werden. Die Signallampen 39 und 40 erlöschen hierauf zum Zeichen, dass der Motor nunmehr überwacht wird.
Wenn während des Betriebes des Motors eine der überwachten Betriebsgrössen den am Kontaktgeber eingestellten Grenzwert über-bzw. unterschreitet, gibt dieser Geber, z. B. der Schalter 8, Kontakt und das Relais 12 schliesst den Schalter 16. Die rote Kontrollampe 20 leuchtet auf und zeigt an, dass die zugehörige Betriebsbedingung nicht mehr erfüllt ist. Gleichzeitig mit dem Aufleuchten der Lampe 20 wird mittels des Relais 24 die Fallklappe 28 und mittels des Relais 33 auch die Fallklappe 32 ausgelöst und damit der mit dieser gekoppelte Schalter 35 geöffnet. Dadurch wird das Relais 36 stromlos, so dass sich der Schalter 6 öffnet und das Magnetventil 4 die Brennstoffzufuhr schliesst. Der Motor bleibt daher stehen.
Gleichzeitig mit dem Schalter 6 wird der Schalter 37 betätigt, der hiebei den Stromkreis der Signallampen 39 und 40 über das Blinkrelais 41 schliesst und auch das Relais 42 einschaltet, so dass von den Lampen 39 und 40 Blinksignale und vom Horn 5 intermittierende akustische Signale ausgesendet werden. Diese Si- gnale dauern an, bis die Vorrichtung mittels des Schalters 1 abgeschaltet wird.
Beim Abschalten des Netzanschlusses der Vorrichtung mittels des Schalters 1 erlischt auch die rote Kontrollampe 20 ; die Fallklappe 28 zeigt jedoch weiterhin an, welche Betriebsgrösse zum Stillsetzen des Motors geführt hat, so dass die Betriebsstörung ohne langwierige Fehlersuche behoben und in der Anlassstellung A des Schalters 43 der Motor wieder gestartet werden kann. Hiebei wiederholen sich die bereits beschriebenen Vorgänge.
Bei Ausfall des elektrischen Stromes schliesst das Magnetventil 4 die Brennstoffzufuhr, so dass der Motor stillgesetzt wird. Dadurch wird verhindert, dass der Motor bei Stromausfall ohne Überwachung arbeitet und dabei zu Schaden kommen könnte. Das Magnetventil 4 wird auch geschlossen, wenn der Strom mittels des Schalters 1 abgeschaltet wird.
PATENTANSPRÜCHE : l. Vorrichtung zur selbsttätigen Überwachung von laufenden Maschinen, insbesondere von Brennkraft- maschinen, mit den zu überwachenden Betriebsgrössen, z. B. dem Schmieröldruck, der Schmierstoff- und Kühlmitteltemperatur, der Betriebsdrehzahl usw. zugeordneten Gebern, die bei Über-und bzw. oder Unterschreitung einstellbarer Grenzwerte auf elektrischem Wege die Stillsetzung der Maschine sowie gegebenenfalls Warnsignale auslösen und Einrichtungen betätigen, die anzeigen, welche der überwachten Betriebsgrösse den eingestellten Grenzwert über-bzw. unterschritten hat, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zu überwachenden Betriebsgrösse eine Fallklappe zugeordnet ist, die der zugehörige Geber bei Überund bzw.
oder Unterschreitung des eingestellten Grenzwertes der Betriebsgrösse auslöst und deren Rückstellung in die Ruhelage von Hand aus erfolgt.