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Brennkraftmaschine mit Kühlgebläse Die Erfindung bezieht sich auf
Brennkraftmaschinen, vorzugsweise mit unmittelbarer Luftkühlung der Arbeitszylinder.
Für den Betrieb solcher Maschinen, insbesondere thermisch hochbelasteter Dieselmotoren,
strebt man an, die durch die wechselnden Belastungen der Maschine begründeten Temperaturschwankungen
der Arbeitszylinder zu mildern und nach Möglichkeit gleichbleibende Temperaturen
bei allen Betriebsverhältnissen aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck sind Maßnahmen
bekannt, die das Drehzahlverhältnis zwischen der Maschine und dem Gebläse laufend
regeln oder den Antrieb des Gebläses beim Unterschreiten einer bestimmten Temperatur
ganz unterbrechen und beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur wieder einschalten.
Die letztgenannte Art der Regelung, die sich mit nicht zu großem baulichem Aufwand,
z. B. unter Anwendung einer hydrodynamischen Kupplung, durchführen läßt, war bisher
deshalb unbefriedigend, weil immer noch zu große Temperaturschwankungen auftraten.
Weitere Mängel solcher Regelungen bestehen darin, daß einerseits in jedem Arbeitszylinder
ein Temperaturfühler vorhanden sein müßte, um allen Verhältnissen gerecht zu werden,
und daß anderseits das Unterbringen eines Temperaturfühlers im Zylinderkopf einer
luftgekühlten Maschine Schwierigkeiten bereitet.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Temperaturfühler
sowohl dem Einfluß der von der Maschine entwickelten Wärme, z. B. der heißen Abgase
oder des Zylinderkopfes, als auch mit einem aus dem Bereich der erhöhten Temperatur
herausragenden Teil der Kühlung durch die vom Kühlgebläse geförderte, noch nicht
erwärmte Luft ausgesetzt ist. Der Temperaturfühler wird also bei eingeschaltetem
Gebläse gekühlt, während mit der Ausschaltung die Kühlung wegfällt. Damit ergibt
sich eine Art Rückkoppelung, mit der die verzögernden Einflüsse der Wärmeleitung
innerhalb des Temperaturfühlers und seiner Übertragungsglieder verkleinert werden
und seine Empfindlichkeit damit erhöht wird. Die Folge ist demnach eine Verminderung
der Temperaturschwankungen im Sinne der gestellten Aufgabe.
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In Weiterbildung der Erfindung wird als Temperaturfühler ein in einem
Rohr gelagerter Metallstab mitgroßer Wärmeausdehnung und vorzugsweise besonders
guter Wärmeleitfähigkeit vorgeschlagen, der an dem der erhöhten Temperatur ausgesetzten
Ende mit dem Rohr fest verbunden und mit seinem anderen aus dem Rohr herausgeführten
Ende, das auch die Schaltung überträgt, im Luftstrom des Kühlgebläses liegt. Der
z. B. aus Aluminium hergestellte Metallstab kann mit so großem Querschnitt ausgeführt
sein, daß die Kühlwirkung des herausragenden Endes sich auch auf den Bereich der
erhöhten Temperatur überträgt. Die Kühlung des Fühlers ist infolgedessen so wirkungsvoll,
daß die Temperatur, bei der das Gebläse eingeschaltet wird, nur wenig überschritten
wird, das Ein-und Ausschalten demnach in verhältnismäßig engen Temperaturgrenzen
der Maschine stattfindet. Die Einrichtung kann dabei so ausgeführt sein, daß das
Ein-und Ausschalten bei gleicher Temperaturhöhe vorgenommen wird.
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Die Einrichtung für die Ein- und Ausschaltung des Kühlgebläses nach
der Erfindung wird weiterhin dadurch verbessert, daß der Temperaturfühler im Abgassammelrohr
hinter dem in Strömungsrichtung letzten Arbeitszylinder angeordnet ist. Die Lage
des Fühlers im Abgasrohr anstatt im Arbeitszylinder bzw. Zylinderkopf wird auf Grund
der geringen Trägheit der Schaltvorgänge im Sinne der Erfindung ermöglicht, obgleich
die Temperaturverhältnisse im Abgassammelrohr nicht denen des Arbeitszylinders voll
entsprechen. Beim Anfahren der Maschine aus dem kalten Zustand steigt die Auspufftemperatur
schneller als die des Zylinderkopfes, so daß der Temperaturfühler das Gebläse schon
vor Erreichen des gewünschten Temperaturniveaus einschaltet. Die Folge ist ein langsameres
Erwärmen des Zylinders, was hinsichtlich der - auftretenden Temperaturspannungen
nur erwünscht ist. Mit der Anordnung des Temperaturfühlers im Abgassammelrohr wird
aber vor allem die Möglichkeit vermieden, daß eine Fehlschaltung des Gebläses eintritt,
wie -sie bei der genannten Anordnung in einem einzelnen Zylinderkopf sich ergeben
kann.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einzelnen Ausführungsbeispielen
wiedergegeben.
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Abb. 1 zeigt eine Schalteinrichtung mit elektrischer Übertragung der
Steuerung, zum Teil schematisch; in
Abb. 2 ist eine rein hydraulisch
arbeitende Schalteinrichtung dargestellt; Abb. 3 und 4 geben eine von der Öltemperatur
beeinflußte Zusatzeinrichtung in zwei Schaltstellungen wieder.
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In allen Ausführungsbeispielen ist eine hydrodynamische Kupplung für
den Antrieb des Gebläses angenommen. In die Kupplung wird im Einschaltzustand ständig
Flüssigkeit, vorzugsweise Schmieröd, der Maschine eingeführt, während mit dem Absperren
der Ölzufuhr die Kupplung sich durch eine oder mehrere kleine Öffnungen auf dem
Umfang durch die Fliehkraftwirkung verhältnismäßig schnell entleert, so daß der
Antrieb unterbrochen ist. Bei teilweiser Füllung der Kupplung wird der Antrieb mit
entsprechendem Schlupf übertragen.
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In, Abb. 1 fördert die von der Maschine angetriebene Umlaufpumpe 1
das aus dem Behälter 2 angesaugte Öl nach einem Schlebergehäüse 3, dessen Schieber
4 in der gezeichneten Stellung den Ölstrom unterbricht. Bei Öffnung des Schiebers
wird das Öl in die Kupplung 5 des Gebläses 6 gefördert.
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Im S inne der Erfindung ist der aus einem Aluminiumstab 7 und einem
den Stab umgebenden Rohr 8 von geringerer Wärmeausdehnung bestehende Temperaturfühler,
die an ihrem unteren Ende fest miteinander verbunden sind, in das Abgassammelrohr
9 eingeführt. Das aus dem Abgasrohr herausragende Ende des Aluminiumstabes liegt
in einem Gehäuse 10, durch das vom Gebläse 6 über eine Schlauchleitung 12
zugeführte Kühlluft geleitet wird, die am oberen Ende des Gehäuses austritt. In
der gezeichneten Stellung schließt der über dem Temperaturfühler angebrachte Hebel
13 über ein Kontaktpaar 14 einen Stromkreis 15 mit einem Relais 16, das in dieser
Stellung den Schieber 4 entgegen der Kraft der Feder 17 in der Sperrstellung hält.
Mit weiterer Dehnung des Aluminiumstabes werden bei einer bestimmten Temperatur
die Kontakte 14 unterbrochen. Der Schieber 4 gibt den Durchfluß frei, und die Kupplung
5 wird durch das einströmende Schmieröl eingeschaltet.
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Die Einrichtung nach Abb. 2 arbeitet zum Unterschied von der vorher
beschriebenen mit reiner Ölsteuerung, während der Temperaturfühler 7, 8 in derselben
Weise ausgebildet und in das Abgassammelrohr 9 eingesetzt ist. Vom Aluminiumstab
7 wird mit Erreichen der Schalttemperatur über ein Zwischenglied 20 ein Kugelventil
21 aufgestoßen. Das durch die Verschraubung 22 eintretende Öl gelangt dann auf die
Unterseite des Kolbenschiebers 3 und hebt diesen entgegen der Feder 24 in die Öffnungsstellung,
in der das Öl das Schiebergehäuse durch die Verschraubung 25 verläßt und der nicht
gezeichneten Kupplung 5 zugeführt wird. Mit dem Schließen des Ventils wird umgekehrt
der Ölstrom unterbrochen und die Kupplung ausgeschaltet.
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D ie Abb. 3 und 4'zeigen die gleiche S teuereinrichtung wie nach Abb.2.
Außerdem ist jedoch eine auf die Öltemperatur ansprechende zusätzliche Regeleinrichtung
gezeigt. Diese besteht aus einem Ventil 30 und einem dieses Ventil betätigenden
Temperaturfühler in Gestalt eines Bimetallstreifens 31.
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Abb. 3 zeigt das Ventil 30 in geschlossenem Zustand, während das Ventil
21 geöffnet gezeigt ist. Nach Abb. 4 ist das Ventil 30 dagegen geöffnet. Damit gelangt
das Öl auf die Unterseite 23 des Kolbenschiebers, obgleich das Ventil 21 geschlossen
ist. Das Gebläse wird also unabhängig von der Temperatur im Abgassammelrohr zusätzlich
von der Öltemperatur geschaltet, so daß auch unerwünscht hohe Öltemperaturen vermieden
werden.