DE2107211A1

DE2107211A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen Über wachung einer drehzahlabhangigen Große

Info

Publication number: DE2107211A1
Application number: DE19712107211
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing 5000 Köln Reske Armin 5050 Porz Urbach M Pluequet
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1971-02-16
Filing date: 1971-02-16
Publication date: 1972-09-07
Also published as: IT946622B; US3817224A; ATA36872A; AT336351B; GB1378181A; FR2125849A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Überwachung einer, drehzahlabhängigen Größe, insbesondere von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine.

Die forteanreitende Automatisierung erfordert in erhöhtem Umfang die laufende überwachung von Maschinenfunktionen. Dies gilt Insbesondere für den periodisch wartungsfreien Betrieb. Einige ELaesifikationa-Gesellschaftea schreiben daher für den periodisch wartungsfreien Betrieb von wassergekühlten Brennkraftmaschinen zwingend vor, den Druck des Umwälzkühlwassers sowie den Druck des Rohrwassers kontinuierlich zu überwachen und bei Druokverlust ein Überwachungsgerät mit drei Stufen für Warnung, Zusohaltung der Reservepumpe und Abstellung der Anlage vorzusehen. Da der Druok der Kühlwasserpumpe eine Funktion der "Drehzahl 1st und entsprechend den Belaetungsverhältniesen zur ausreichenden Kühlung immer eine mindeste Wassermenge zur

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Verfügung stehen muß, reichen die üblichen Überwachungsanlagen nicht aus» die beim Unterschreiten eines festgelegten Mlndestdruekes anspreohen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, drehzahlabhängige Größen über den gesamten Betrlebsbereloh zu überwachen und bei vorgebbaren Abweichungen von der normalen Kennlinie ein Warnsystem auszulösen.

Sie wird bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art daduroh gelöst, daß die drehzahlabhängige Größe zusammen mit einer weiteren unabhängigen drehzahlabhängigen Größe ähnlicher Charakteristik ein Differenzmeßwerk beaufschlagt«

Bei der erfindungagemäßen Einrichtung wird der Betriebspunkt der zu überwachenden Größe ständig alt dem Betriebspunkt einer unabhängigen Größe verglichen, die eine ähnliche Betriebskennlinie aufweist. Ist die Differenz zwischen den zu vergleichenden Grüßen größer als ein vorgebbarer Sollwert, kann diese Differenz an einem Meßgerät abgelesen werden oder selbst< tätig zur Auslösung eines Alarmsystems herangezogen werden.

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Durch die erfindungsgemäße Einrichtung können gleichzeitig zwei voneinander unabhängige Größen Überwacht werden, weil es unwahrscheinlich ist, daß zwei voneinander unabhängige Hilfeaggregate gleichzeitig Fehler aufweisen, die sich ItD Ergebnis aufheben. So ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung z. B. bei zwei Kühlwasserpumpe!! für zwei getrenn- | te Kühlmittelkreislaufe vorteilhaft, daß der Kühlmitteldruck des einen Kühlmittelkreislaufes mit dem Kühlmitteldruck des anderen ein Differenzmeßwerk beaufschlagt.

Falls die zu überwachende Anlage keine zwei voneinander unabhängigen Größen mit ähnlicher Charakteristik aufweist, kann es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft sein, daß die zweite drehzahlabhängige Grüße von einen nodellgeber geliefert wird. Dieser kann in seinen Abmessungen kleiner und in seiner Ausführung einfacher gehalten sein als das zu überwachende Aggregat. So kann z. B. eine Kühltnittelpumpe mit einer kleinen Modellpumpe ein Differenzsefiwerk beaufschlagen.

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Es ist nioht unbedingt erforderlich, daß die Kennlinien der zu vergleichenden Größen identisch sind, es genügt wenn sie innerhalb einzuhaltender Toleranzen etwa parallel verlaufen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß der Druck eines Kühlmittelkreislaufes alt dem Druok in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine ein Differenraeßwerk beaufschlagt.

Anstelle des Druckes eines Systems können auch andere Größen zur Oberwaohung herangezogen werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in zwei Kühlmittelkreislaufen Blenden vorgesehen sind, deren DIfferenzdrüoke, die ein Haß für die Durohflußmenge darstellen, das DIfferenaaeßwerk beaufsohlegen. In gleicher Weise können In den su vergleichenden Kühlmittelkreislaufen mit einen Generator gekoppelte Durohflußoesser angeordnet sein und der Spannungsvergleich duroh eine Brüokensohaltung erfolgen.

Ist nur ein Kühlmittelkreislauf vorhanden, dann ist ee gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung möglich, in diesem Kühlmittelkreislauf einen mit einen Generator gekop-

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pelten Durchflußmesser vorzusehen, deasen Spannung durch eine Brückenschaltung mit einem drehzahlabhängig angetriebenen Generator verglichen wird. Um Strömungsverluste in dem Kühlmittelkreislauf zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Durchflußmesser in einem Bypaß anzuordnen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können anstelle der Durohflußmesser Druokmeßgeräte mit elekrtischen Meßwertgeber vorgesehen werden. Der Spannungsvergleich erfolgt bei diesen ebenfalls durch eine Brückenschaltung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt·

Abb..1 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der der Druck eines Kühlmittelkreislaufes mit dem Druck in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine ein Differenzmeßwerk beaufschlagt.

Abb. 2 zeigt das S.ohema einer erf indungfl ge mäßen Einrichtung, bei der ein Differenzmeßwerk von dem Kühlmitteldruck

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zweier unabhängiger Kühlmittelkreislaufe beaufschlagt wird,

Abb. 3 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der im Kühlmittelkreislauf ein Druckmeßgerät mit elektrischem Heßwertgeber vorgesehen ist, dessen Spannung duroh eine Brückenschaltung mit der eines drehzahlabhängig angetriebenen Generators verglichen wird.

Abb. 4 zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der in einem Bypaß eines Kühlmittelkreislaufes ein Durohflußmesser angeordnet ist.

Ein Zylinderkopf 1 einer aufgeladenen Hubkolbenbrennkraftma-βchine weist einen Einlaßkanal 2 und einen Auslaßkanal 3 auf, die von federbelasteten Ventilen 4 und 5 beherrscht werden. Der Einlaßkanal 2 ist über eine Verbindungsleitung 6 mit einem Differenzmeßwerk 7 verbunden, das aus einem Zylinder 8, einem Doppelkolben 9 und einem mit diesem über eine Kolbenstange 10 verbundenen Anzeige- bzw. Warngerät 11. Der Doppelkolben 9 ist im Zylinder 8 axial verschiebbar und wird duroh

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Federn 12 In der Mittelstellung gehalten. Eine Stirnfläche 13 des Doppelkolbens 9 wird von den Druck in der Ansaugleitung 2 beaufschlagt, während eine andere Stirnfläche H über eine Yerbindungsleitung 15 mit einem Kühlmittelkreislauf 16 verbunden ist, in dem eine Pumpe 17 vorgesehen let. Parallel zur Pumpe 17 1st eine Kurzschlufileitung 18 mit einer verän- | derllchen Drosselstelle 19 vorgesehen, durch die die Druckkennlinie der Pumpe 17 der Einrichtung angepaßt werden kann.

In Abb. 2 sind glelohwirkende !Teile mit den gleichen Beaugszeichen wie in Abb. 1 bezeichnet. Die in Abb. 2 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich von der Einrichtung nach Abb. dadurch, daß das Differenzmeßwerk anstelle des Druckes in der Ansaugleitung 2 der Brennkraftmaschine von dem Druck eines weiteren_tKtthlaittelkreislaufes 20 beaufschlagt wird. Die entsprechend· Pumpe ist mit 21, die Kurzschlußleitung mit 22 und die einstellbare Drosselstelle mit 23 bezeichnet worden. An die Stelle des Doppelkolbens 9 ist ein einfaoher Kolben getreten, dessen eine Stirnseite 25 vom Druck des Kühlmittelkreislauf es 16 und dessen andere Stirnseite 26 vom Druck des Kühlmittelkreislaufes 20 beaufschlagt wird.

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Die wirkungsweise der "beiden gezeigten Einrichtungen let folgende:

Mit zunehmender Drehzahl der' Brennkraftmaschine fällt der Druck im Einlaßkanal 2 ab und steigt der Druck im Kühlmittelkreislauf 16 an. Durch geeignete Übersetzungsraittel bzw. Abstufung der wirksamen Fläche des Kolbens 9 kann man erreichen, daß bei normalem Betrieb der Kolben innerhalb vorgebbarer Toleranzen in seiner Mittelstellung bleibt. Ist jedoch der Druck im Kühlfflittelkreislauf im Verhältnis zur jeweiligen Drehzahl geringer, verschiebt sich der Kolben 9 nach unten und löst bei Unterschreiten des für den jeweiligen Betriebspunkt zulässigen Grenzwertes über das Warngerät 11 einen Alarm aus. Dieser kann in der von den Klassifikations-Gesellschaften geforderten Weise in drei Stufen erfolgen.

Das gleiche tritt bei der Einrichtung gemäß Abb. 2 dann auf, wenn der Druck im Kühlmittelkreislauf 20 abfällt. Fällt jedoch der Druck im Kühlmittelkreislauf 16 ab, so bewegt sich der Kolben 9 in die entgegengesetzte Richtung und es wird über die Warneinrichtung 11 ein Alarm für den Kühlmittelkreislauf 16 in gleicher Weise ausgelöst.

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Bei der Einrichtung nach ATdTd. 3 wird von einer Brennkraftmaschine 36 ein Generator 37 angetrieben, dessen Spannung über ein Differenzmeßwerk 38 nach Art einer Brückenschaltung mit der Spannung eines elektrischen Meßwertgebers 27 eines Druckmeßgerätes 28 verglichen wird. Das Druekmeßgerät ist an einem Kühlmittelkreislauf 29 mit einer Pumpe 30 angeschlossen. ^ Der elektrische Meßwertgeber 27 ist über eine Leitung 31 mit einer Stromquelle 32 verbunden. Fällt der Druck in dem Kühlmittelkreislauf 29 unter den für den jeweiligen Betriebspunkt zulässigen Grenzwert ab, führt die unzulässige Spannungsabweichung des elektrischen Meßwertgebers 27 über das Differenzmeßwerk 38 zur Auslösung des Alarms.

In Abb. 4 sind gleichwirkende Teile wieder mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wie in Abb. 3. An die Stelle (| des elektrischen Meßwertgebers 27 tritt ein zweiter Generator 33, der mit einem Durchflußmesser 34 gekoppelt ist. Dieser ist in einem Bypaß 35 des Kühlmittelkreislaufes 29 angeordnet. Durchflußänderung'en durch den Bypaß 35, die nicht einem Anstieg oder Abfall der Drehzahl der Brennkraftmaschine 36 entsprechen, führen im Differenzraeßwerk 38 zu Spannungsdifferenzen und damit zur Auslösung eines Alarms.

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Claims

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Pa tentansprüche :

MJ Einrichtung zur kontinuierlichen Überwachung einer drehzahlabhängigen Größe, insbesondere von Hilfsaggregaten einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlabhängige Größe zusammen mit einer weiteren unabhängigen drehzahlabhängigen Größe ähnlicher Charakteristik ein Differenzmeßwerk beaufschlagt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit zwei Kühlwasserputnpen für zwei voneinander getrennte Kühlmittelkreisläufe, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmitteldruck des einen Kühlmittelkreislaufes (16) mit dem Kühlmitteldruck des anderen (20) ein Differenzmeßwerk (7) beaufschlagt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite drehzahlabhängige Größe von einem Modellgeber geliefert wird.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3 für eine Brennkraftmaschine mit einer Kühlmittelpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kühlmittelpumpe zusammen mit einer kleinen Modellpumpe ein
Differenzmeßwerk beaufschlagt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck eines Kühlmittelkreislaufes (16) mit dem Druck in
der Ansaugleitung (2) einer Brennkraftmaschine ein Differenzmeßwerk (7) beaufschlagt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei Kühlmittelkreisläufen Blenden vorgesehen Bind, deren Differenzdrücke das Differenzmeßwerk beaufschlagen.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei zu vergleichenden Kühlmittelkreislaufen mit einem Generator gekoppelte Durchflußmesser angeordnet sind und der
Spannungsvergleich durch eine Brückenschaltung erfolgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kühlmittelkreislauf (29) ein mit einem Generator (33)

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gekoppelter Durchflußmesser (34) angeordnet ist, dessen Spannung durch eine Srückenschaltung (38) mit einem drehzahlabhängig angetriebenen Generator (37) verglichen wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet net, daß der Durchflußmesser (34) in einem Bypaß (35) angeordnet ist·

to. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Durchflußmessers (54) ein Druok-Bäeßgerät (28) mit elektrischem Heßwertgeber (27) vorgesehen ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzmeßwerk (7, 58) mit Kontakten _Ä versehen ist, über die bei Erreichen eines einstellbaren Sollwertes selbsttätig ein Warngerät (11) eingeschaltet und/oder die Anlage abgeschaltet wird.

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