-
"Einrichtung zur Überwachung des Kühlwasserstandes in Kühlanlagen
von Brennkraftmaschinen" Die Erfindung betrifft ein Einrichtung zur Überwachung
d.s Kühlwasserstandes in Kühlanlagen von Brennkraftmaschinen.
-
Der Kühlwasserstand in Kühlern von Brennkraftmaschinen muss schr .orgtlltig
2berwacht werden. dabei eines Mangel an KUhlwasser der Motor überhitzt wird und
in kürzester Zeit schwers Schäden erleidet. hin derartiger Wassermangel kann durch
Verdampfung des kühlwassers, durch Leck im Kühler oder im Kreislauf entstehen, Besonders
gefährlich ist ein plötzlicher Wasserverluft, der z.B. durch einen Schlauchbruch
hervorgerufen werden kann. Das Verdampfen des Kühlwassers lässt sich an der überhöhten
Wasser temperatur er@@nnen, die vom Kühlwsserthermcmeter abgelesen werden kann.
Hingegen Ist der Verlust des Kühlwassers durch Lecke nicht sofert ferststellbar
und wird erst erkannt, wenn der Motorschaden schon eingetreten ist. Es wurde schon
versucht, diese @@@lwasserüberwachung mit Hilfe von Schwimmern durchzuführen.
-
Die bekannten Konstruktionen mit Schwimmern weisen jedoch mehrere
ent@@h@idende Nachteile gemein@@@ auf :
Damit die Schwimmer sicher
reagieren, ist eine Mindestgröße erforderlich, und dadurch wird die Verwendungsmöglichkeit
entscheidend eingeschränkt. Ein Einbau in kleinere Fahrzeugkühler ist meist überhaupt
nicht möglich.
-
Ein Schwimmer ist ein beweglicher Teil und unterliegt duit zwengsläufig
dem Verschleiß@ Die freie Beweglichkeit von Schwimmeranlagen wird durch Kalk-und
Schmutzablagerungen immer starker eingeschränkt.
-
Die Kosten einer Schwimmereinrichtung stehen in keine. Verhältnis
zu den Kosten eines mittleren Fahrzeugkühlers.
-
Die Schwimmer sind aus physikalischen Gründen lageabhängig und kennen
bei Schrägstellung de. Fahrzeuges verklemmen bzw Fchlmessungen ergeben.
-
Neben den Schwimmeranlagen sind noch vereinzelt andere Lösungsmöglichkeiten
bekannt, die Jedoch ebenfalls große Nachteile auf. weisen und nicht universal einsetzbar
sind.
-
Der E@findung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Einrichtungen zu vermeiden und eine Kühlflüzsigkeitsanzeige zu zchaffen, die alle
Erforderni@@@ in op[timaler Weise erfüllt und von den kleinsten bis zu den größten
Kühlanlagen für Brennkraftmaschinen universell einsetzbar ist.
-
Demgemäss besteht die Erfindung zur Überwachung des Kühlwasserstandes
in Kühlanlagen von Brennkraftmaschinen in erster Linie darin, dass, vorzugsweise
in der Seitenwand des oberen Wasserkastens
des Kühlers, ein Widerstandsftlhler
angeordnet ist, dessen Widerstand in Abhängigkeit vom Kühlmittelstand veränderbar
ist und dass eine elektronische Anordnung als Signaleinrichtung vorgesehen ist,
die durch Widerstandsänderungen des Widerstandsfühlers ausgelöst bzw. gesteuert
wird.
-
Erfindungsgemäss dient daher zur Erfassung des Kühlflüssigkeitsstandes
die Auswirkungen der Flüssigkeit aui' einen elektrischen WideritandafUhler, der
mit änderungen des elektrischen Widerstandes reaglert, Je nachdem ob er in KtlhlflUssigkeit
odei in Luft ragt.
-
Die Xnderung des Widerstandes wird durch eine geeignete elektronische
Verstärker-, Brücken- oder Triggerschaltung in Signalströme umgewandelt, die eine
warnanzeige, eine Signalanordnung, ein akustisches signal, oder ein Steuerrdais
betätigt.
-
Die Erfindung ; ist sich auf verschlecene Arten realisieren.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient als Widerstandsfühler
ein temperaturabhängiges Widerstandselement.
-
Derartige widerstandselemente sind an sich bekannt. Je nach Anwendungszweck
empfiehlt es sich entweder eine: sogenan@ten Kaltle@terwiderstand oder aber auch
einen Eei@leiterwiderstand zu verwenden.
-
Bei VerwendunG eines Kaltleiterwiderstandes als Widerstandsfühler
ist das starke Anwachsen des Widerstandes mit der Temperatur charakteristiach. Der
Widerstandsführle ist dabei so konstruiert und angeordnet, dass der Kaltleiterwiderstand
in @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@
mit der KtlhiflUssigkeit steht. Beim Anlegen
einer Spannung an den Kaltleiterwiderstand wird zunächst ein großer Strom fließen,
der den Kaltleiterwiderstand aufheizt. Hierdurch steigt der Widerstand, der Strom
wird etwas schwächer und es stellt sich schlies@lich ein Beharrungszustand ein Die
im Widerstand erzeugte Wärme und die an die Kühlflässigkeit abgekehrte Wärme sind
dann gleich. Wenn nun das Flässigkeitsniveau unter den WiderstandskUhler absinkt,
kann an die Luft nur ein wesentlich kleinerer Teil der erzeugten Warme abt geben
werden. Der wärmeübergangswiderstand liegt viel hoher und der Kaltleiterwiderstand
heizt sich weiter auf, bis ein neuer Beharrungszustand und damit ein neuer Widerstandswert
erreicht ist.
-
Diese änderung des widerstandswertes des Widerstandsfühlers und damit
die Absenkung des Kühlflüssigkeitsmiveaus löst Uber die elektronische Schaltung
die Warnanzeige aus.
-
In ähnlicher Weise wirken auch Heißleiterwiderstände. Auch hier ergeben
sich zwei eindeutig definierte elektrische Beharrungszustände in dem Heißleiterwiderstand,
Je nachdem ob der Widerstandsfühler in Kühlflüssigkeit oder in luft ragt.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass als
Widerstandsänderung die Differenz des Übergangswiderstandes zwischen zwei Elektroden
in Kühlflüssigkeit und in Luft direkt benUtzt wird. Als Elektroden kennen zwei isolierte
Metallteile, am Widerstandsfühler oder nur ein isoliertes Metallteil und der Blechkasten
des Kühlflüssigkeitsbehälters verwendet werden. Taucht nun der WiderstandsfUhler
in die Kühlflüssigkeit, so stellt sich
ein bestimmter Übergangswiderstand
ein. Dieser Widerstand steigt sprunghaft an, wenn das XUhlflUssigkeitsniveau unter
die Widerstandsftlhler absinkt. Auf diese Widerstandsänderung spricht die elektronische
Schaltung an. und löst, wie zuvor erwähnt, die Warnanzeige aus.
-
Allen diesen AusrUhrungsbeispielen ist gemeinsam, dass sie keine beweglichen
Teile aurweisen und somit keinem Verschleiß unterworfen sind. Darüberhinaus sind
sie klein und billig herstellbar.
-
Obwohl die erfindungsgemässe Warneinrichtung sehr zuverlässig mit
einem WiderstandsfUhler arbeitet, kann es doch wUnschenswert sein, die Funktion
Jederzeit UberprUfen zu können. Nach einen weiteren Merkmal der Erfindung ist eine
Prüfmöglichkeit vorgesehen, die darin besteht, dass im Stromkreis eines Signalmittels
und/oder der elektrischen Signalanordnung ein wahlweise betätigbarer Prüfkontakt
bzw. Schalter angeordnet ist. Beim Betätigen des PrUfkontaktes wird die Warnanzeige
ausgelöst, falls die Anlage funktiniert.
-
USst die Warnanzeige beim Betätigen des Prüfkontaktes nicht aus, eo
deutet dies auf einen Defekt in der Kühlwasserüberwachungsanlage.
-
Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der
Erfindung, sowie weitere Merkmale und Vorteile näher erläutert.
-
Dabei zeigte Fig. 1 schematisch den Aufbau einer erfindungsgemässen
Überwachungseinri ohtung, Fig. 2 ein Schaltschema, Fig. 3 eine Ausbildungsform eines
WiderstandsfUhlers, und Fig. 4@ eine zweite Ausführungsform.
-
Im oberen Wasserkasten 1 eines KUhlers 2, der in den KUhlmlttelkreislauf
einer Verbrennungskraftmaschine 3 eingeschaltet ist, wobei die an sich bekannten
Mittel zur thermostatischen Regelung der KUhlmitteltemperatur, Wasserpumpen oder
dergl, nicht dargestellt sind, ist ein Widerstandsfühler 4 angeordnet. Dieser Widerstandsfühler
ist mit den Kontakten 5' und 5" einer elektronischen Signaleinrichtung 6 verbunden.
Bei dem beschriebenen AusfUhrung.-beispiel wird ein Widerstands£Uhler mit zwei Elektroden
angewendet.
-
Diese Elektroden sind, wie erwähnt, mit den Kontakten 5' bzw. 5" in
Verbindung. Der die Signalanlage steuernde Übergangswiderstand liegt somit elektrisch
zwischen den Kontakten 5' und 5". Ein Transistor 7 ist derart in die Schaltung eingefügt
und vorgespannt, dass er bei einem Übergangswiderstand zwischen den Kontakten 5'
und 5" der dem normalen Wasserstand im Kühler 2 bzw. Wasserkasten 1 entspricht,
nicht leitet. Ändert sich der Widerstand zwischen den Kontakten 5' und 5" dann ändert
sich auch die Basisspannung des Transistors 7, dieser wird leitend und ein Signalmittel,
beispielsweise signallampe 8 wird betätigt und leuchtet auf.
-
Zur Funktionskontrolle des Signalmittels 8 dient ein Prtltkontakt
9.
-
Dieser ist vorzugsweise an den Startkontakt des ZUndschalters eines
Kraftwagens als Schließkontakt angeschlossen. Beim Starten des Motors spricht die
Warnanzeige, im dargestellten Ausführungsbeispie@ das Lämpchen 8, kurzzeitig an
und zeigt durch sein Aufleuchten die Funktionsbereitschaft der Warnanlage an.
-
Eine weitere erfindungsgmässe Möglichkeit zur Funktionsprtifung wird
durch den Taster lo im Stromkreis der Signaieinrichtung 6,
der als
Öffner geschaltet ist, gegeben. Wird der Kontakt lo geöffnet, so wird die Basis
des Transistors 7 gegenüber dem @mitter negativ und die Warnanzeige spricht an.
Sinkt nun das Kühlflüssigkeitsniveau unter den widerstansfühler, so steigt der Übergengswiderstand
zwischen den Kontakten 5' und 5" an, die Basis des Transistors 7 wird negativ und
die Warnazeige wird ausgelöst.
-
Auch wenn die Leitung zwischen elektronischer Schalteiiirichtung 6
und Widerstandsfühler 4, die in einem Kraftfahrzeug sehr lang sein kann, unterbrochen
wird, spricht die Warnanzeige an.
-
In Figur 3 ist ausschnittsweise die Ausbildung und Anordnung eines
Widerstandsfühlers 4 dargestellt, bei dem eine Steckerzunge 11 in einem Isolator
12 befestigt ist, der wiederum mittels einer Schraube 13 Uber eine Dichtung 14 und
eine Lötmutter 15 am KUhlergehluse 16 befestigbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
dient das KUhlergehäuse als eine Elektrode und die Stecherzunge 11 als zweite Elektrode.
-
Bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 4 dient die Steckerzunge 11
alb erste und die Schraube 17 als zweite Elektrode. Zwischen Steckerzunge 4 und
Schraube 17 ist wiederum ein Isolator 18 angeordnet Die Befestigung erfolgt, wie
bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 3 mit Hilfe einer Dichtung 14 und einer Lötmutter
15 am Kühlergehäuse 16.
-
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie umfasst auch sämtliche vorteilhaften Teil- und Unterkombinationen
der beschriebenen und/oder
dargestellten Merkmale. Inabesondere
lässt sich die erfindungsgemässe Vorrichtung auch mit Hilfe anderer an sich bekannter
elektronischer Schalteinrichtungen ausführen. Wesentlich ist, dass die Änderung
eines Widerstandswertes, in Abhängigkeit vom FlUsstgkeltsspiegel im KUhler zur Steuerung
einer elektronischen Einrichtung uitd zur auslösung einer Signalanlage dient.
-
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann ohne weiteres auch noch nachträglich
in bereits bestehende Kühlanlagen bzw. in Betrieb befindliche Kraftfahrzeuge eingebaut
werden.
-
-AnsprUche -