DE2239549A1 - Uebertemperatur-anzeige- und -schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden abgasentgiftungsanlagen von brennkraftmaschinen - Google Patents
Uebertemperatur-anzeige- und -schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden abgasentgiftungsanlagen von brennkraftmaschinenInfo
- Publication number
- DE2239549A1 DE2239549A1 DE2239549A DE2239549A DE2239549A1 DE 2239549 A1 DE2239549 A1 DE 2239549A1 DE 2239549 A DE2239549 A DE 2239549A DE 2239549 A DE2239549 A DE 2239549A DE 2239549 A1 DE2239549 A1 DE 2239549A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heating wire
- contact
- sleeve
- exhaust gas
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/275—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element expanding, contracting, or fusing in response to changes of temperature
- G05D23/27535—Details of the sensing element
- G05D23/27541—Details of the sensing element using expansible solid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
Patentanmeldung 4. August 1972
Anmelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, RÜSSELSHEIM/HESSEN
Vorrichtung zum Schutz vor Überhitzung bzw. zur Anzeige der Temperatur in Abgasentgiftungsanlagen
von Brennkraftmaschinen, vornehmlich in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz vor Überhitzung bzw. zur Anzeige der Temperatur in Abgasentgiftungsanlagen,
insbesondere katalytischen Konvertern oder Reaktoren, von Brennkraftmaschinen, vornehmlich in
Kraftfahrzeugen.
Bei.katalytischen Konvertern zur Entgiftung von Autoabgasen
ist es für die Funktionsfähigkeit des Konverters von größter Wichtigkeit, daß dieser nicht überhitzt wird, was beispielsweise
durch den Ausfall einer Zündkerze geschehen kann. Dementsprechend benötigen derartige Anlagen eine zuverlässige
Temperaturanzeige, um die Gefahr für eine unheilbare Schädigung des Konverters durch überhitzung rechtzeitig
zu erkennen und abzuwenden.
_ 2 - . 409810/0538
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige
Anzeige- und Schutzvorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau in ihrer Wirkungsweise genau und zuverlässig
ist. Dieses Ziel wird nach dem Grundgedanken der Erfindung dadurch erreicht, daß in der Abgasentgiftungsanlage ein mit
konstanter Stromstärke elektrisch beheizter Draht angeordnet ist, der bei Längung infolge Erwärmung durch Öffnen von
Kontakten den Heizstromkreis selbsttätig unterbricht und ihn nach Abkühlung selbsttätig wieder schließt und daß die
von der jeweiligen Temperatur in der Abgasentgiftungsanlage abhängigen Abkühlzeiten des Heizdrahtes als Ausgangsmaß
für die Ermittlung und Anzeige der Temperatur in der Abgasentgiftungsanlage und / oder als Signal zum Einschalten
einer Warnanzeige und / oder zum Abschalten der Abgasentgiftungsanlagen dienen.
Aufgrund des Stromes längt sich dieser Draht. Nach Erreichen einer bestimmten Temperatur und einer entsprechenden
Längung wird die Stromzufuhr unterbrochen. Je nach der vorhandenen Temperaturdifferenz zwischen Schaltdraht und der
ihn umgebenden Abgasentgiftungsanlage wird die Auskühlzeit des Drahtes, d. h. die Zeit bis er sich auf eine Länge zusammengezogen
hat, bei der der Kontakt für die Stromzufuhr zu einer Beheizung sich wieder schließt, unterschiedlich
lang sein. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß, wenn die Auskühlzeiten einen bestimmten Zeitwert überschreiten, also
409810/0538
die Ausschaltdauer entsprechend groß wird, die Temperatur
des Konverters angestiegen sein muß, da dann der Abkühlvorgang nicht mehr so intensiv ist wie vorher. Die sich aus
dem Ein- und Ausschalten des Stromkreises ergebende Rechteckkurve des Heizstromes kann mittels eines Integrators
in einen gleichmäßigen Strom umgewandelt werden. Die Höhe dieses den Integrator verlassenden konstanten Stromes kann
zur Warnanzeige oder zur Betätigung eines Stellorganes zwecks Abwendung von Schaden durch überhitzung benutzt werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung, welches insbesondere für einen katalytischen Konverter als Abgasentgiftungsanlage
geeignet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß der Heizdraht in einer Hülse gelagert und geführt ist, die allseitig
von der Konvertermasse umschlossen ist. Dadurch ist einerseits ein optimaler Wärmeübergang vom Konvertermaterial auf
den Heizdraht gewährleistet. Andererseits kann dieser ungehindert durch das ihn umgebende Konvertermaterial seine
axialen Verschiebungen infolge Längenänderung ausführen.
Um die Anheizenergie für den Heizdraht gering zu halten (geringer Heizstromverbrauch), ist es zweckmäßig, den Heizdraht
möglichst lang auszubilden. Optimale Ergebnisse lassen sich nach einem diesbezüglichen Vorschlag der Erfindung
dadurch erzielen, daß die Hülsen- und Heiζdrahtlänge mindestens
der gesamten Breite des katalytischen Konverters entsprechen.
— 4 —
4Q981G/0538
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Heizdraht an einem Ende mit einem Ende der Hülse fest verbunden und
das andere Heizdrahtende ragt aus dem zugeordneten offenen Hülsenende heraus und bildet den einen Kontakt zur Betätigung
des Heizstromkreises.
Die den Heizdraht umschließende und führende Hülse besteht zweckmäßig aus einem Material mit gegenüber dem Heizdraht
vergleichsweise geringen Wärmedehnungskoeffizienten. Als· Hülsenmaterial bietet sich daher beispielsweise - sofern
diese Stoffe den Fahrzeugerschütterungen standhalten keramisches Material oder Glas an. Gute Versuchsergebnisse
konnten ferner dadurch erzielt werden, daß man die Hülse aus einem Stahl mit etwa 36 % Nickel und den Heizdraht
aus Stahl X 15Cr Ni Si 2520 fertigte. Das erstgenannte Material weist einen Wärmedehnungskoeffizienten von etwa
0,9 · 10 o auf» während sich der Wärmedehnungskoeffizient bei dem letzteren Werkstoff auf etwa 19 · 10
beläuft.
Sofern eine Keramik- oder Glashülse verwendet wird, kann die Bohrung derselben wegen der geringen Wärmedehnung und
-leitfähigkeit dieses Materials etwa dem Durchmesser des Heizdrahtes angepaßt werden, so daß eine optimale Führung
desselben ohne weitere Hilfsmittel möglich ist. Bei Verwendung einer Stahlhülse dagegen empfiehlt es sich, den Durch-
409810/0538
messer der Bohrung wesentlich größer zu wählen als den des Heizdrahtes. Um auch hier eine einwandfreie Führung desselben
zu gewährleisten, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß der Heizdraht innerhalb
der Hülse mittels eingekitteter Keramikbüchsen an einzelnen Stellen geführt ist.
Als Schaltergehäuse, d. h. zur Aufnahme des am freien Heizdrahtende
befindlichen Kontaktes und des mit diesem kooperierenden Gegenkontaktes, schlägt die Erfindung vor, das
Verschlußstück zu verwenden, mit dem zugleich die Einfüllöffnung des Konverters verschlossen und abgedichtet wird.
Das Verschlußstück ist zu diesem Zweck hohl auszubilden und mit der Hülse zu verschweißen oder zu verkitten. Durch die
beschriebene Ausbildung des Temperaturfühlers gleichzeitig als Konverterverschlußstopfen ist vorteilhaft ein einfaches
Einbauen und Auswechseln des Fühlers möglich.
Da nicht nur der Heizdraht, sondern auch die Hülse gewissen Längenänderungen infolge Wärmedehnung unterworfen ist, wird
weiterhin vorgeschlagen, daß das dem Verschlußstück abgewandte verschlossene Ende der Hülse in einem mit dem Konvertergehäuse
verbundenen Lager axial beweglich gehalten bzw. geführt ist.
Um ein Ausknicken bzw. seitliches Ausweichen des Heizdrahtes
/,09810/0533
während seiner Verlängerung infolge Wärmedehnung zu vermeiden und damit ein sicheres öffnen der Kontakte des Heizstromkreises zu gewährleisten, ist ein weiteres Merkmal der
Erfindung darauf gerichtet, den Heizdraht an seinem den einen Kontakt bildenden Ende durch eine vorgespannte Feder
auf Zug zu beanspruchen.
Ein weiteres Anliegen der Erfindung besteht darin, die Funkenbildung beim regelmäßigen Offnen und Schließen der Kontakte der nach Art eines Zwei-Punkt-Reglers arbeitenden erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verringern. Dieser Zweck
kann nur erreicht werden, wenn sich die Kontakte nicht allmählich, d. h. proportional mit der Längenänderung des
Drahtes, aufeinander zu bewegen, sondern vielmehr schlagartig bei Erreichen der Schalttemperatur miteinander in
Berührung gebracht werden. Dieser Effekt läßt sich nach
einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal dadurch erzielen, daß der durch das freie Kontaktende des Heizdrahteβ betätigte Gegenkontakt an einer federnden und bei bestimmter
Belastung selbsttätig weiterschnappenden Membrane und am Kontaktende ein aus elektrisch nicht leitendem Material
bestehendes, den Gegenkontakt unter axialem Spiel (X) umgreifendes Schaltstück befestigt ist. Durch das Schaltstück wird die Membrane beim Schrumpfen des Drahtes, d. h.
bei einer bestimmten Abkühltemperatur wieder in ihre Schaltstellung zurückgezogen. Durch das axiale Spiel zwischen
4 0981 0/0538
Schaltstück und Gegenkontakt läßt sich in einfacher Weise einerseits der Abstand der Kontakte bei unterbrochenem Heizstromkreis,
andererseits die Schalthysterese festlegen, d. h.
daß die Schaltpunkte für das Ein- und Ausschalten des Stromes nicht bei der gleichen Temperatur liegen.
Eine einfache Einstellbarkeit der Schnappstellung der Membrane und damit auch der Schaltpunkte der Kontakte kann
nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Gegenkontakt eine in einem Gewindering im
Zentrum der Membrane verstellbar angeordnete Schraube ist und daß das Schaltstück hinter den die Kontaktpille bildenden
Kopf der Schraube greift.
Selbstverständlich muß die den Heizdraht auf Zug beanspruchende Feder stärker sein als die Federkraft der Membrane,
um bei Längung des Heizdrahtes den Widerstand der Membrane überwinden zu können. Im einzelnen wird diesbezüglich vorgeschlagen,
daß die den Heizdraht auf Zug beanspruchende Feder eine Druckfeder ist, die sich einerseits über einen
Keramiksitz an dem Verschlußstück, andererseits an der einen Stirnseite des Schaltstückes abstützt.
Die Erfindung ist nun anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung veranschaulicht und in der nachstehenden Beschreibung
dieser Ausführungsbeispiele näher erläutert.
4Q9810/0538
Es zeigt:
Fig. 1 in Form eines Schaltschemas Aufbau und
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 jeweils in Diagrammerstellung die Abkühlkurve, die sich aus den Abkühlzeiten des
Heizdrahtes, der von 96O0C auf 935,3°C abgekühlt
wird, bei den verschiedenen Konvertertemperaturen ergibt,
Fig. 3 ebenfalls in Diagrammdarstellung das Auf- und Entladeverhalten des Integratorkondensators
beim periodischen Ein- und Ausschalten des Heizstromes,
Fig. 4 wiederum als Diagramm den Temperaturverlauf in einem katalytisehen Konverter, aufgetragen
über der Zeit, bei Simulation eines Zündkerzendefekt s,
Fig. 5 anhand eines Schnittes durch einen katalytischen Konverter eine Möglichkeit der konstruktiven
Verwirklichung eines Temperaturfühlers nach der Erfindung,
— 9 —
^09810/0538
Fig. 6 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie VI - VI in Fig. 5,
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII - VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine Darstellung der aus Fig. 6 im Schnitt ersichtlichen Membrane in Draufsicht und
Fig. 9 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Temperaturfühlers anhand eines Schnittes entsprechend Fig. 5.
Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, besteht ein mit IO bezeichneter
Temperaturfühler für einen katalytischen Konverter als Abgasentgiftungsanlage aus einem Heizdraht 11, der
an einem Ende einen Kontakt 12 aufweist, welcher mit einem Gegenkontakt 13 kooperiert. Heizdraht 11 und Kontakte 12,
13 sind Bestandteile eines HeiζStromkreises, der von der
Autobatterie 14 über einen Heizenergiegeber 15, beispielsweise ein einfacher Spannungsteiler oder ein Spannungswandler,
gespeist wird. Ist die Temperatur im katalytischen Konverter hoch genug, so längt sich der Heizdraht 11 aufgrund
seiner Wärmedehnung, und die Stromzufuhr wird unterbrochen. Der Heizdraht 11 kühlt sich entsprechend der Konvertertemperatur
schnell ab. Er verkürzt sich dabei wieder
- 10 -
409810/0538
und schaltet die elektrische Energie bei einer bestimmten Temperatur wieder zu. Die Arbeitsweise verläuft also nach
dem Prinzip des Zweipunktreglers. Durch das Schalten zwischen einer oberen Temperatur und einer unteren entsteht
eine Taktfrequenz mit gleicher Einschaltdauer und veränderlicher Ausschaltdauer. Ein Integrator 16 formt diese
Frequenz in eine veränderliche Gleichspannung um. An die Ausgangsspannung des Integrators 16 wird ein Meßinstrument
17 angeschlossen. Die Gleichspannung kann aber auch einem Meßtrigger 18 zugeführt werden, um ein Stellorgan 19 oder
eine Warnlampe 20 bei einer bestimmten Temperatur einzuschalten.
Aus der Abkühlkurve in Fig. 2 kann jeweils die Zeit abgelesen werden, die der Heizdraht 11 in Abhängigkeit von der
jeweiligen Konvertertemperatur benötigt, um von 9600C (gewählte
obere Temperatur, bei der der Heizstrom ausgeschaltet wird) auf 935,3°C (gewählte untere Temperatur, bei der der
Heizstrom wieder eingeschaltet wird) abzukühlen. Die entsprechenden Zeiten können auch aus der oberen Kurve, die
den idealisierten Temperaturverlauf im Heizdraht, aufgetragen über der Zeit, darstellt, abgelesen werden. Strichpunktiert
sieht man die Aufheizung bei größerem Heizstrom und höherer oberer Schalttemperatur.
Zur Einstellung der oberen Schalttemperatur (im vorliegenden
- 11 -
409810/0538
Beispiel 96O0C) braucht man nur die erste Aufheizzeit bei
kaltem Konverter bis zum ersten Abschalten bei eingestelltem Heizstrom zu messen. Die Länge der folgenden Aufheizzeiten
gibt die Temperaturhysterese an. Die Lange der Aufheizzeit kann durch die Größe der Heizleistung eingestellt
werden, während die Ausschaltzeit in geringem Maße durch Verschiebung der oberen Schalttemperatur eingestellt
wird. Die untere Kondensatorspannungskurve (Fig. 3) zeigt, daß der Meßstrom nur von den Auf- und Entladezeiten abhängt.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß bei normaler Funktionsfähigkeit der Zündkerzen die Konvertertemperatur etwa bei 700°C
liegt, daß sie aber bei Ausfall einer Zündkerze innerhalb von nur 40 Sekunden auf die bereits oben als obere Schalttemperatur
genannten 960°C und im weiteren Verlauf auf über 1 0000C ansteigt. Bei längerem Anhalten derartig hoher Temperaturen
würde die Konvertermasse zerstört werden. Die aus Fig. 4 entnehmbaren Meßdaten wurden bei einem Fahrzeug mit
Vier-Zylinder-Mötor im zweiten Gang bei einer Geschwindigkeit
von ca. 50 km/h ermittelt.
Fig. 5 zeigt nun eine Möglichkeit des konstruktiven Aufbaues des in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Temperaturfühlers
10. Dabei bezeichnet 21 das Gehäuse und 22 das Konverterbett eines katalytisehen Konverters. Der Konverter besitzt eine
große mit einem Gewinde 23 versehene Öffnung 24. Durch diese öffnung 24 wird das Konverterbett 22 mit Katalysatormasse
-12- 4098 10/0538
25 gefüllt. Als Verschluß dient ein mit Sechskant 26 versehenes
Verschlußstück 27, das mit dem Temperaturfühler 10 - wie noch näher ausgeführt - eine Einheit bildet. Gegenüber
der Öffnung 24 ist an die Konverterwand 21 ein Lager
28 geschweißt, mit dem das Bett 22 ebenfalls verschweißt wurde. Der Temperaturfühler 10 ist in einer Führungsbohrung
29 gelagert, so daß er sich längs verschieben kann.
Wie des weiteren aus Fig. 5 und teilweise auch aus Fig. 6 ersichtlich, besteht der Temperaturfühler 10 aus dem bereits
erwähnten Heizdraht 11, welcher in einer Hülse 30 aus einem Metall mit vergleichsweise geringem Wärmedehnungskoeffizienten,
z. B. 36 % Ni-Stahl, gelagert ist. Der Heizdraht 11
selbst soll demgegenüber einen hohen Wärmedehungskoeffizienten
besitzen und kann demgemäß z. B. aus dem Werkstoff X 15Cr Ni Si 2520, einem Edelstahl, bestehen. In der Hülse
30 sind einzelne Keramikbüchsen 31 eingekittet, in deren zentralen Bohrungen 32 der Heizdraht 11 mit Spiel gelagert
und geführt ist. Am Ende 33 der Hülse 30 ist der Heizdraht 11 befestigt.
Wie insbesondere aus Fig. 6 hervorgeht, ist die Hülse 30 am anderen Ende in das Verschlußstück 27 gepreßt und mit
diesem verschweißt oder verkittet. Der Heizdraht 11 ist in dem Verschlußstück 27 durch eine Bohrung 34 geführt. Ein
Niet 35 verbindet den Heizdraht 11 mit einem Schaltstück
- 13 -
4098 1 0/0538
Eine Feder 37 spannt den Heizdraht 11 und drückt das Schaltstück
36 gegen eine Stellkontaktschraube 38, die von einer Schaltmembrane 39 gegen den an dieser Stelle einen Kontakt
40 bildenden Niet 35 im Schaltstück 36 gedrückt wird. Die federnde Schaltmembrane 39 ist so ausgebildet, daß sie sich
beim Eindrücken zuerst spreizt und dann ab einer bestimmten Stellung weiterschnappt. Das Spreizen wird durch radial
angebrachte Schlitze 46 ermöglicht (Fig. 8). Die Umschnappstelle kann verändert werden durch Drehen der Stellkontaktschraube
38 (Schlitz 41) in einem Schaltmembrangewindering 42. Die Einstellung wird mit einer Kontermutter 43 gesichert.
Das Schaltstück 36 ist aus Keramik hergestellt und - wie Fig. 7 zeigt - so ausgebildet, daß der Kopf 44 der Stellschraube 38 in eine Längsnut 45 geschoben werden kann.
Wie weiterhin aus Fig. 6 ersichtlich, ist zwischen dem Gegenkontakt
(Schraubenkopf 44) und dem Schaltstück 36 ein Spiel "X" vorgesehen. Dadurch wird der Abstand der Kontakte 40,
voneinander in deren Öffnungszustand festgelegt. Andererseits
wird durch das Maß "X" die Schalthysterese bestimmt, d. h.
der Temperaturunterschied beim Ein- und Ausschalten des Heiζstromkreises (nach Fig. 2 935,30C bzw. 960°C).
Die Schaltmembrane 39 ist in einem Isolierring 47 und auf einem Kontaktring 48 (mit Steckkontakt 49) geführt. Die Burch-
- 14 -
40981 0/0538
_ 14 -
messervergroßerung der Schaltmembrane 39 bei der Spreizung
muß im Isolierring 47 berücksichtigt werden. Der Steckkontakt 49 ist durch einen Kunststoffdeckel 50 gesteckt. Dieser
ist in das Verschlußstück 27 gedrückt und dichtet dieses gegen Schmutz ab.
Das Verschlußstück 27 besitzt - wie bereits erwähnt - einen
Sechskant 26, um den Temperaturfühler 10 fest in den Konverter 21 zu schrauben. Zur besseren Abdichtung dient ein
Asbestring 51.
Die Ausführungsform nach Fig. 8 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 5 bis 7 lediglich dadurch, daß die den
Heizdraht 11 umgebende hier mit 30a bezeichnete Hülse nicht aus Metall, sondern aus keramischem Werkstoff oder Glas besteht.
Wegen der geringen Wärmedehnung und -leitfähigkeit ist dieses Material besonders vorteilhaft. Auch kann der
Heizdraht 11 hier - abweichend von Fig. 5 und 6 - unmittelbar in der Bohrung der Hülse 30a gelagert werden und benötigt
keine einzelnen eingekitteten Führungsbüchsen. Die Hülse 30a bildet bei der Ausführungsform nach Fig. 9 am
einen Ende gleich den Sitz für die vorgespannte Feder 37, während bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 ein separater
Federsitz 52 aus Keramikmaterial vorgesehen ist. Der
Heizdraht 11 ist mit etwas Spiel durch die Hülse 30a geführt und am Ende mit einer metallischen Endkappe 33a verlötet.
Die Endkappe 33a verbindet den Heizdraht 11 über das
-15- 40981 0/0538
Führungslager 28 mit Masse (Minuspol der Batterie).
Die beschriebene Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Beim Einschalten der Zündung des Fahrzeuges liegt an dem Steckkontakt
49 Spannung an. Ein Strom fließt jetzt über den Kontaktring 48, die Schaltmembrane 39, die Stellschraube
38, den Niet 40, durch den Heizdraht 11 zum Ende 33 bzw. 33a der Hülse 30 bzw. 30a, das mit Masse verbunden ist.
Der Heizdraht 11 längt sich jetzt und die Feder 37 verschiebt das Schaltstück 36 entgegen der Membrankraft. Die Membrane
39 spreizt sich. Bei Erreichen der Schalttemperatur schnappt die Membrane 39 schnell weiter bis der Kopf 44 der Stellschraube
38 vom Schaltstück 36 festgehalten wird. Dadurch ist der Strom unterbrochen und der Heizdraht 11 kühlt ab.
Dabei zieht er das Schaltstück 36 zurück. Bei Erreichen der Schnappstellung schlägt die Stellschraube 38 wieder auf
den Kontakt 40 und der Heizstrom fließt wieder. Dieses Spiel wiederholt sich bis der Motor abgestellt wird. Die Schaltmembrane
39 ist gewählt worden, um die Funkenbildung zu verringern. Die Stelle, an der die Membrane 39 umschnappt,
wird mittels der Stellschraube 38 eingestellt und legt die obere Temperatur fest. Da die Abkühlzeit bei kaltem Konverter
extrem kurz ist, wird der Integrator 16 (Fig. l).eine hohe Ausgangsspannung geben und damit das Anzeigeinstrument
im Gegensatz zur ausgeschalteten Anlage einen Vollausschlag machen. Hat der Konverter die untere Schalttemperatur er-
409810/0538
reicht, dann zeigt das Instrument seinen kleinsten Ausschlag an. d. h. der untere Schaltpunkt muß oberhalb der
höchstzulässigen Konvertertemperatur liegen.
Ei let also ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, daß sie ihre Funktionstüchtigkeit durch Vollauischlag beim Einschalten der Zündung zeigt.
Fertigungstolerancen können durch einfaches Verstellen der
Schaltmembrane 39 Und des Heizstromes ausgeglichen werden, indem die Aufheizzeiten gemessen werden.
409810/0538
Claims (1)
1. Vorrichtung zum Schutz vor Überhitzung bzw. zur Anzeige der Temperatur in Abgasentgiftungsanlagen, insbesondere
katalytisehen Konvertern oder Reaktoren, von
Brennkraftmaschinen, vornehmlich in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasentgiftungsanlage
(21, 22, 25) ein mit konstanter Stromstärke elektrisch beheizter Draht (11) angeordnet ist, der
bei Längung infolge Erwärmung durch Öffnen von Kontakten (12, 13 bzw. 40, 44) den Heizstromkreis selbsttätig
unterbricht und ihn nach Abkühlung selbsttätig wieder schließt und daß die von der jeweiligen Temperatur
in der Abgasentgiftungsanlage abhängigen Abkühlzeiten des Heizdrahtes als Ausgangsmaß für die Ermittlung
und Anzeige (17) der Temperatur in der Abgasentgiftungsanlage und / oder als Signal zum Einschalten
einer Warnanzeige (20) und / oder zum Abschalten (19) der Abgasentgiftungsanlage dienen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die sich aus dem Ein- und Ausschalten des Stromkreises ergebende Rechteckkurve des Heiz-•
stromes (Fig.3) zur Umwandlung einem Integrator (16) zugeführt wird und der den Integrator verlassende gleichmäßige
Strom zur Betätigung einer Temperatur- und/oder Warnanzeige und/oder eines Stellorganes (17 bzw. 20 bzw. 19)
zur Abschaltung der Abgasentgiftungsanlage vom heißen Abgasstrom dient.. A09810/0538
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen katalytischen Konverter als Abgasentgiftungsanlage,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (11) in einer Hülse (30, 30a) gelagert und geführt ist, die
allzeitig von der Konvertermasse (25) umschlossen ist (Fig. 5, 6 und 9).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß Hülsen- und Heizdrahtlänge
mindestens der gesamten Breite des katalytisehen Konverters
(21, 22) entsprechen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (11) an einem Ende mit einem Ende (33, 33a) der Hülse (30, 30a) fest
verbunden ist und das andere Heizdrahtende aus dem zugeordneten offenen Hülsenende herausragt und den einen
Kontakt (35, 40) zur Betätigung des Heizstromkreises bildet.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (30, 30a) aus einem Material mit gegenüber dem Heizdraht (11) vergleichsweise
geringen Wärmedehnungskoeffizienten besteht.
Λ 0 9 8 1 0/0538
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet« daß die Hülse (3Oa) aus einem
keramischen Stoff oder Glas besteht (Fig. 9).
8» Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (30) aus einem
Stahl mit etwa 36 tf Nickel und der Heiedrftht (Ii)
aus Stahl X 15Cr Nl Sl 2530 besteht (Fig. 5 und 6).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (11) innerhalb der Hülse (30) mittels eingekitteter Keramikbüchsen (31) an einzelnen Stellen geführt ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das den Konverter umschließende Gehäuse (21) eine mit Gewinde (23) versehene öffnung (24) aufweist, die durch ein entsprechendes Außengewinde aufweisendes Verschlußstück (27)
verschließbar ist und daß das Verschlußstück innen
hohl ist und dort den Gegenkontakt (38, 44) für den Heizdrahtkontakt (35, 40) trägt und daß das betreffende Ende
der Hülse (30, 30a) fest mit dem Verschlußstück verbunden ist und das Kontaktende (35, 40) des Heizdrahtes (11)
durch eine Bohrung (34) in das Innere des Verschlußstückes ragt (Fig. 6).
409810/0 5 38
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das dem Verschlußstück (27)
abgewandte verschlossene Ende (33, 33a) der Hülse (30, 30a) in einem mit dem Konvertergehäuse (21) verbundenen Lager (28) axial beweglich gehalten bzw. geführt
ist.
12· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (11) an
seinem den einen Kontakt (35, 40) bildenden Ende durch eine vorgespannte Feder (37) auf Zug beansprucht ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der durch das freie Kontaktende (35, 40) des Heizdrahtes (11) betätigte
Gegenkontakt (38, 44) an einer federnden und bei bestimmter Belastung selbsttätig weiterschnappenden
Membrane (39) und am Kontaktende (35, 40) ein aus elektrisch nicht leitendem Material bestehendes, den
Gegenkontakt unter axialem Spiel (X) umgreifendes Schaltstück (36) befestigt ist.
409810/0538
14. Vorrichtung nach Anspruch .13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (38, 44) eine in einem Gewindering (42) im Zentrum der Membrane
(39) verstellbar angeordnete Schraube ist und daß das Schaltstück (36) hinter den die Kontaktpille
bildenden Kopf (44) der Schraube (38) greift.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die den Heizdraht (11) auf Zug beanspruchende Feder (37) eine Druckfeder ist,
die sich einerseits über einen Keramiksitz (52) an dem Verschlußstück (27), andererseits an der einen
Stirnseite des Schaltstückes (36) abstützt.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die den Gegenkontakt (38, 44) tragende, federnde Membrane (39) mit ihrem Rand
in dem Verschlußstück (27) befestigt ist.
409 8 10/0538
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2239549A DE2239549C3 (de) | 1972-08-11 | 1972-08-11 | Übertemperatur-Anzeige- und -Schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden Abgasentgiftungsanlagen von Brennkraftmaschinen |
CA176,501A CA991437A (en) | 1972-08-11 | 1973-07-16 | Catalytic converter overheating protection |
US00379741A US3838569A (en) | 1972-08-11 | 1973-07-16 | Catalytic converter overheating protection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2239549A DE2239549C3 (de) | 1972-08-11 | 1972-08-11 | Übertemperatur-Anzeige- und -Schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden Abgasentgiftungsanlagen von Brennkraftmaschinen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2239549A1 true DE2239549A1 (de) | 1974-03-07 |
DE2239549B2 DE2239549B2 (de) | 1974-06-27 |
DE2239549C3 DE2239549C3 (de) | 1975-02-13 |
Family
ID=5853323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2239549A Expired DE2239549C3 (de) | 1972-08-11 | 1972-08-11 | Übertemperatur-Anzeige- und -Schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden Abgasentgiftungsanlagen von Brennkraftmaschinen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3838569A (de) |
CA (1) | CA991437A (de) |
DE (1) | DE2239549C3 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3627437A1 (de) * | 1986-08-13 | 1988-02-18 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schutzvorrichtung fuer einen abgas-katalysator einer brennkraftmaschine mit einer lambda-regeleinrichtung |
WO1994011622A1 (en) * | 1992-11-18 | 1994-05-26 | Ford Motor Company Limited | Catalytic converters |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3921453A (en) * | 1974-03-08 | 1975-11-25 | Chrysler Corp | Thermocouple system having a PN junction for cold junction compensation |
IT1237742B (it) * | 1989-12-22 | 1993-06-15 | Fiat Auto Spa | Dispositivo di allarme per la protezione di convertitori catalitici per i gas di scarico di motori endotermici e veicolo munito di tale dispositivo |
BR9106250A (pt) * | 1990-03-19 | 1993-04-06 | Emitec Emissionstechnologie | Processo e dispositivo para controle de funcionamento de um catalisador de um motor de combustao interna |
DE10038743A1 (de) * | 2000-08-09 | 2002-02-21 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Entzündung eines brennbaren Gasgemischs für die Abgasanlage einer Brennkraftmaschine und entsprechende Abgasanlage |
JP6454687B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2019-01-16 | ワトロー エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | スマート加熱システム |
DE102020200139A1 (de) * | 2020-01-08 | 2021-07-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Anordnung zur Temperaturmessung |
US11428181B2 (en) * | 2020-03-25 | 2022-08-30 | Cummins Inc. | Systems and methods for ultra-low NOx cold start warmup control and fault diagnosis |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3159824A (en) * | 1955-09-23 | 1964-12-01 | King Seeley Thermos Co | Electrical control system |
US3149293A (en) * | 1960-10-19 | 1964-09-15 | Thomas P Farkas | Electronic timer or pulse time modulator |
US3197754A (en) * | 1961-12-22 | 1965-07-27 | Stewart Warner Corp | Temperature indicating device |
US3338682A (en) * | 1964-12-14 | 1967-08-29 | Walker Mfg Co | Muffler secondary air silencer |
US3475742A (en) * | 1967-01-19 | 1969-10-28 | Eckrich Peter & Sons | Temperature telemetering system |
US3599049A (en) * | 1969-04-30 | 1971-08-10 | Syndyne Corp | Dual-polarity electronic switch |
-
1972
- 1972-08-11 DE DE2239549A patent/DE2239549C3/de not_active Expired
-
1973
- 1973-07-16 CA CA176,501A patent/CA991437A/en not_active Expired
- 1973-07-16 US US00379741A patent/US3838569A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3627437A1 (de) * | 1986-08-13 | 1988-02-18 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schutzvorrichtung fuer einen abgas-katalysator einer brennkraftmaschine mit einer lambda-regeleinrichtung |
DE3627437C2 (de) * | 1986-08-13 | 1994-05-26 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schutzvorrichtung für einen Abgas-Katalysator einer Brennkraftmaschine mit einer Lambda-Regeleinrichtung |
WO1994011622A1 (en) * | 1992-11-18 | 1994-05-26 | Ford Motor Company Limited | Catalytic converters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2239549C3 (de) | 1975-02-13 |
US3838569A (en) | 1974-10-01 |
CA991437A (en) | 1976-06-22 |
DE2239549B2 (de) | 1974-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10028073C2 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Aufheizen einer Glühkerze | |
DE19680912C2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren des Zylinderdrucks eines Dieselmotors | |
EP0189086B1 (de) | Glühelement | |
EP0523062B1 (de) | Glühstiftkerze für brennkraftmaschinen | |
DE3607888C2 (de) | ||
DE2239549A1 (de) | Uebertemperatur-anzeige- und -schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden abgasentgiftungsanlagen von brennkraftmaschinen | |
EP2088373A1 (de) | Metallische Glühstiftkerze mit Temperaturmessung | |
EP0056383A1 (de) | Sensor. | |
DE1941979B2 (de) | Zündkerze | |
WO1998004870A1 (de) | Glühstiftkerze | |
DE7229778U (de) | Vorrichtung zum Schutz vor Überhitzung bzw. zur Anzeige der Temperatur in Abgasentgiftungsanlagen von Brennkraftmaschinen, vornehmlich in Kraftfahrzeugen | |
EP0392180A1 (de) | Glühstiftkerze | |
DE3828525C2 (de) | ||
DE3523607A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer selbstregelnde gluehvorrichtungen | |
DE3610968C2 (de) | Blockiervorrichtung für die Tür einer Waschmaschine, insbesondere einer Haushaltswaschmaschine | |
DE3429262A1 (de) | Gluehzuender | |
EP0103775A2 (de) | Glühkerze für Brennkraftmaschinen | |
DE2733006C3 (de) | Temperaturwächter | |
DE2927978A1 (de) | Gluehkerze | |
EP2105670A2 (de) | Glühstiftkerze | |
DE2717759C2 (de) | Thermischer Verzögerungsschalter | |
DE3410052C1 (de) | Meßsonde zur Feststellung von Eis- oder Schneebildung | |
DE2840640C2 (de) | Flammstartanlage | |
DE102018211950A1 (de) | Elektrische Heizeinrichtung | |
DE8423614U1 (de) | Gluehzuender |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |