DE2239549B2

DE2239549B2 - Übertemperatur-Anzeige- und -Schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden Abgasentgiftungsanlagen von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2239549B2
Application number: DE2239549A
Authority: DE
Inventors: Lothar 6090 Ruesselsheim Reck
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1972-08-11
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1974-06-27
Also published as: DE2239549C3; US3838569A; DE2239549A1; CA991437A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Übertcmperatur-Anzeigc- und -Schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden Abgasentgiftungsanlagcr von Brennkraftmaschinen, vornehmlich in Kraftfahrzeugen.

Bei katalytischcn Konverlern zur Entgiftung vor Autoabgasen ist es für die Funktionsfähigkeit de; Konverters von größter Wichtigkeit, daß dieser niclr überhitzt wird, was beispielsweise durch den Ausfal

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.

Durch die deutsche Patentschrift 1 299 005 ist beispielsweise eine Schutzvorrichtung der vorgenannten Art bekanntgeworden, bei der ein offenbar als Thermoelement ausgebildeter Temperaturfühler in den Katalysator der Abgasentgiftungsanlage hineinragt und auf elektromechanischen! Wege die Abgaszufuhr zum Katalysator je nach dessen Temperatur steuert. Derartige Temperaturfühler sind bei den rauhen Bedingungen einer Brennkraftmaschine relativ störungs- bzw. verschleißanfäüig. Außerdem ragen sie nur an einer bestimmten Stelle in den Katalysator hinein, können also nur die Temperatur an einem bestimmten Punkt desselben erfassei.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeige- und Schutzvorrichtung der eingangs bezeichneten Art 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 einer Längung bestimmten Ausmaßes infolge Erwärmung der Anlage durch öffnen von Kontakten den Heizstromkreis selbsttätig unterbricht und ihn nach Abkühlang 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 undoder als Signal zum Einschalten einer Warnanzeige undoder zum Abschalteti der Abgasentgiftungsanlage dienen.

Auf Grund des Stromdurchgangs 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 Abkühlzeit des Drahts, d. h. die Zeit, bis er sich auf eine Länge zusammengezogen hat, bei der der Kontakt für ».lie Stromzufuhr zu einer Beheizung sich wieder schließt, unterschiedlich lang sein. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß, wenn die Abkühlzeitcn einen bestimmten Zeitwert überschreiten, also die Ausschaltdauer entsprechend groß wird, die Temperatur des Konverters angestiegen sein muß, da dann der Abkühlvorgang nicht mehr so intensiv ist wie vorher.

Durch den im Katalysator angeordneten erfindungsgemäßen Heizdraht läßt sich vorteilhaft die Temperaturentwicklung im gesamten Katalysator erfassen und überwachen. Dadurch, daß zur Bestimmung der Temperaturen im Katalysator gemäß der Erfindung die Abkühlzeiten des Heizdrahts, d. h. die Zeitspannen zwischen Ausschalten und Wiedereinschalten des Heizstroms herangezogen werden, die ja unmittelbar von den im Katalysator jeweils herrschen den Temperaturen abhängig sind, kann ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber der bekannten Schutzvorrichtung erreicht weiden. Die erfindungsgemäße Temperaturmeßmethode ist nämlich unabhängig von der bei Verwendung von Thermoelementen unerläßlichen Beziehung von Erwärmung und elektrischer Leitfähigkeit des Temperaturfühlers. Die erfindungsgemäße Temperaturennitllung aus den »Auszeiten« des Heizdrahts ist keineswegs an eine elektrische Methode gebunden. Vielmehr kann es grundsätzlich dem Meßtechnik-Fachmann überlassen bleiben, welche meßtechnischen Hilfsmittel er im einzelnen verwendet, um aus den gemessenen Zeitspannen, in denen der Heizdraht ausgeschaltet ist, Rückschlüsse auf die tatsächlichen Temperaturen im Katalysator zu ziehen. Der oben angedeutete Grundgedanke ist jedoch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung

ι ο dadurch in besonders einfacher und daher bevorzugter Weise in die Praxis umzusetzen, daß die sich aus dem Ein- und Ausschalten des Stromkreises ergebende Rechteckkurve des Heizstroms zur Umwandlung einem Integrator zugeführt wird und der den

Integrator verlassende gleichmäßige Strom zur Betätigung einer Temperaiur-Warnanzeige und oder eines Stellorgans zur Abschaltung der Abgasentgiftungsanlage vom heißen Abgasstrom dient.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung, welches insbesondere für eine katalytisch wirkende Abgasentgiftungsanlage geeignet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß der Heizdraht in einer Hülse gelagert ist. die allseitig von der Katalysatormasse umschlossen ist. Dadurch ist einerseits ein optimaler Wärmeübergang

as vom Katalysatormaterial auf den Heizdraht gewährleistet. Andererseits kann dieser ungehindert durch das ihn umgebende Katalysatormaterial 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 Hülse und Heizdraht sich über die gesamte Breite des Katalysatorbetts erstrecken.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Heizdraht an einem Ende mit einem Ende der Hülse fest verbunden und ragt am anderen Ende aus dem 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 geringerem Wärmedehnungskoeffizienten. Als Hülsenmaterial bietet sich daher beispielsweise — sofern diese Stoffe den Fahrzeugerschütterungen standhalten — keramisches Material oder Glas an. Gute Versuchsergebnisse konnten femer dadurch erzielt werden, daß man die Hülse aus einem Stahl mit etwa 36% Nickel und den Heizdraht aus Stahl X 15 CrNi Si 2520 fertigte. Das erstgenannte Material weist einen Wärmedehnungskoeffizienten von etwa 0,') · 10 ° ' auf, während sich

cm ⁰C

der Wärmedehnungskoeffizient bei dem letzteren Werkstoff auf etwa 19-10" -HL-beläuft.

cm "C

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 Durchmesser der Bohrung wesentlich größer zu wählen als den des Hcizdrahis. Um auch hier eine einwandfreie Führung desselben zu gewährleisten, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß der Heizdraht innerhalb der Hülse mittels im Ab-

stand voneinander eingekitteter Keramikbuchsen geführt ist.

Als Schaltergehäuse, d. h. zur Aufnahme des im freien Heizdrahtende befindlichen Kontaktes und des mit diesem kooperierenden Gegenkontakts, schlägt die Erfindung vor. das Vers* lilußslüek zu verwenden, mit dem zugleich die Einfüliöffnung des Katalysators verschlossen und abgedichtet wird. Das Verschlußslück ist zu diesem Zweck hohl auszubilden und mit der Hülse zu verschweißen oder zu verkitten. Durch die beschriebene Ausbildung des Temperaturfühlers gleichzeitig als Katalysatorverschlußstopfen ist vorteilhaft ein einfaches Einbauen und Auswechseln des Fühlers möglich.

Da nicht nur der Heizdraht, sondern auch die Hülse gewissen Längenänderungen infolge Wärmeausdehnung unterworfen ist. wird weiterhin vorgeschlagen, daß das dem Verschlußsüick zugewandte verschlossene Ende der Hülse in einem mit dem Gehäuse und dem Katalysatorbett verbundenen Lager axial beweglich gelagert ist.

Um ein Ausknicken bzw. seitliches Ausweichen des lleizdrahts während seiner Verlängerung infolge Wärmedehnung zu vermeiden und damit ein sicheres Öffnen der Kontakte des Heizstromkreises zu gewährleisten, ist ein weiteres Merkmal der Erfinduni, 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 Öffnen und ^hlicßcn der Knninkte der nach Art jir^ 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 Schallten-.pcratur miteinander in B :rührung gebracht werden. Dieser Effekt läßt sich nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal dadurch erzielen, daß der durch das freie Koniaktende des Heizdrahts betätigte Gegenkontakt an einer bei bestimmter Belastung selbsttätig weiterschnappenden Membran und am Kontaktende ein aus elektrisch nicht leitendem Material bestehendes, den Gcgenkontakt unter axialem Spiel umgreifendes Schaltstück befestigt ist. Durch das Schaltstück wird die Membran beim Schrumpfen des Drahts, d. h. bei einer bestimmten Abkühl temperatur wieder in ihre Schaustellung zurückgezogen. Durch das axiale Spiel zwischen 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 Stroms nicht bei der gleichen Temperatur liegen.

Eine einfache Einstellbarkcit der Schnappstellung der Membran und damit auch der Schaltpunkt der Kontakte kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Gegenkontakt eine in einem Gewindering im Zentrum dcT Membran verstellbar angeordnete Schraube ist und daß das Schaltstück hinter den die Kontakte bildenden Kopf der Schraube greift.

Selbstverständlich muß die den Heizdraht auf Zug beanspruchende Feder stärker sein als die Federkraft der Membran, um bei Hcizdrahtlängung den Widerstand der Membran 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 Schaltslückcs abstützt.

Die Erfindung ist nun an Hand von Ausführungsbcispielen in der Zeichnung veranschaulicht und in der nachstehenden Beschreibung dieser Ausführungsbcispielc näher erläutert.

ίο Es zeigt

F i g. 1 in Form eines Schallschemas Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. F i g. 2 Diagramme für die Abkühlkurvc bei verschiedenen Katalysatortemperaturen.

F i g. 3 ein Diagramm für das Auf- und Entladeverhalten des Integratorkondensators beim periodischen Ein- und Ausschalten des Heizstroms.

F i g. 4 ein Diagramm für den Temperaturverlauf in einer katalytischen Abgasentgiftungsanlage,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine katalytische Abgasentgiflungsanlage mit einem Temperaturfühler nach der Erfindung,

F i g. (1 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie VI-VI in F i g. 5.

F ig. 7 einen Querschnitt längs der Linie VIl-VU in F i g. Ci,

F i g. 8 die in Fig. η im Querschnitt ersichtliche Membran in Draufsicht und

Fig. ^ eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers im Längsschnitt.

Wie in F i g. 1 schematisch angedeutet ist. besieht

ein Temperaturfühler 10 für eine katalytisch wirkende Abgasenlgiftuncsanlagc aus einem Heizdraht 11. der an einem Ende einen Kontakt 12 aufweist, welcher mit einem Gegenkontakt 13 zusammenarbeite;. Heizdraht 11 und Kontakte 12. 13 sind Bestandteile eines Heizsiromkrciscs. der von der Autobatterie 14 über einen Heizenergiegeber 15. beispielsweise einem einfachen Spannungsteiler oder einem Spannungswandlcr. cespeist wird. Ist die Temperatur im Katalysator hoch genug, so längt sich der Heizdraht 11 auf Grund seiner Wärmedehnung so stark, daß die Stromzufuhr unterbrochen wird. Der Heizdraht 11 kühlt sich entsprechend der Kaialysatortcmperatur schnell ab. Er verkürzt sich dabei wieder 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 und einer unteren Temperatur entsteht eine Taktfrequenz mit gleicher Einschaltdaucr und veränderlicher Ausschaltdauer. Ein Integrator 16 formt diese Frequenz in eine veränderliche Gleichspannung um. An die Ausgangsspannung des Integrators 16 ist 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 Abkühlkurvc gemäß F i g. 2 kann jeweils die Zeit abgelesen werden, die der Heizdraht 11 in Abhängigkeit von der jeweiligen Katalysatortemperatur benötigt, um von ^C)ftfl C (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 einsprechenden Zeiten können auch aus der oberen Kurve abgelesen werden, die den idealisierten Tcmpcraturvcrlauf im Heizdraht, aufgetragen

über der Zeit, darstellt. Strichpunktiert sieht man die Aufheizung bei größerem Heizstrom und höherer oberer Schalttemperatur.

Zur Einstellung der oberen Schalttemperatur (im vorliegenden Beispiel 960° C) braucht man nur die erste Aufheizzeit bei kaltem Katalysator bis zum ersten Abschalten bei eingestelltem Heizstrom zu messen. Die Länge der folgenden Aufheizzeiten gibt die Temperaturhysterese an. Die Länge der Aufheizreit kann durch die Größe der Heizleistung eingestellt werden, während die Ausschaltzeit in geringem Maß durch Verschiebung der oberen Schalttemperatur eingestellt wird. Die untere Kondensatorspannungskurve (F i g. 3) zeigt, daß der Meßstrom nur von den Auf- und Entladezeiten abhängt.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß bei normaler Funktionsfähigkeit der Zündkerzen die Katalysatortemperatur etwa bei 700° C liegt, daß sie aber bei Ausfall einer Zündkerze innerhalb von nur 40 Sekunden auf die bereits oben ais obere Schalttemperatur genannten 960^: C und im weiteren Verlauf auf über 1000" C ansteigt. Bei längerem Anhalten derartig hoher Temperaturen würde die Katalysatormasse zerstört werden. Die aus F i g. 4 entnehmbaren Meßdaten wurden bei einem Fahrzeug mit Vier-Zylinder-Motor im zweiten Gang bei einer Geschwindigkeit von etwa 50 km h ermittelt.

F i g. 5 zeigt den Aufbau des in F i g. 1 nur schematisch dargestellten Temperaturfühlers 10. Dabei liegt in einem Gehäuse 21 das Katalysatorbett 22. Das Gehäuse weist eine g'oße mit einem Gewinde 23 versehene Öffnung 24 auf, durch die die Katalysatormasse 25 eingefüllt wird. 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 Wand des Gehäuses 21 ein Lager 28 geschweißt, das mit dem Bett 22 ebenfalls verschweißt ist. Der Temperaturfühler 10 ist in einer Führungsbohrung 29 des Lagers 28 längsverschiebbar.

Wie des weiteren aus F i g. 5 und teilweise auch aus F i g, 6 ersichtlich ist, 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 hat demgegenüber einen hohen Wärmedehnungskoeffizienten und kann demgemäß z. B. aus dem Edelstahl X 15 Cr Ni Si 2520 bestehen. In der Hülse 30 sind einzelne Keramikbuchsen 31 eingekittet, in deren zentralen Bohrungen 32 der Heizdraht 11 mit Spiel gelagert ist. Am Ende 33 der Hülse 30 ist der Heizdraht 11 befestigt.

Wie insbesondere aus F i g. 6 hervorgeht, ist die Hülse 30 am anderen Ende in das Verschlußstück 27 gepreßt und mit diesem verschweißt oder verkittet. Der Heizdraht 11 ist im Verschlußstück 27 durch eine Bohrung 34 geführt. Eine Niete 35 verbindet den Heizdraht Il mit einem Schaltstück 36. Eine Feder 37 spannt den Heizdraht 11 und drückt das Schaltstück 36 gegen eine Stellkontaktschraube 38. die von einer Schaltmembran 39 gegen die an dieser Stelle einen Kontakt 40 bildenden Niete 35 im Schaltstück 36 gedruckt wird. Die Schaltmcmbran 39 ist so ausgebildet, daß sie sich beim Eindrücken zuerst spreizt und dann ab einer bestimmten Stellung weiterschnappt. Das Spreizen wird durch radiale Schlitze 46 ermöglicht (Fig. 8). Die Umschnappstcllc kann durch Drehen der Stellkontaktschraube 38 mittels des Schlitzes 41 in einem Schaltmembrangewindering 42 geändert werden. Die Einstellung wird mit einer Gegenmutter 43 gesichert.

Das Schaltstück 36 ist aus Keramik hergestellt und — wie F i g. 7 zeigt — so ausgebildet, daß der Kopf 44 der Stellschraube 38 in eine Längsnut 45 geschoben werden kann.

Wie weiterhin aus F i g. 6 ersichtlich ist, ist zwisehen dem Gegenkontakt (Schraubenkopf 44) und dem Schaltstück 36 ein Spiel »X« vorgesehen. Dadurch wird der Absland der Kontakte 40, 44 voneinander in deren Öffnungszustand festgelegt. Andererseits wird durch das Maß »X« die Schalthysterese bestimmt, d. h. der Temperaturunterschied beim Ein- und Ausschalten des Heizstromkreises (nach F i e. 2 935.3 C bzw. 960 C).

Die Schaltmembran 39 ist in einem Isolierring 47 auf einem Kontaktring 48 (mit Steckkontakt 49) gehalten. Die Durchmesservergrößerung der Schaltmembran 39 bei der Spreizung im Isolierring 47 ist unbehindert möglich. Der Steckkontakt 49 ist durch einen Deckel 50 aus Kunststoff gesteckt. Dieser ist in das Verschlußstück 27 gedrückt und dichtet dieses gegen Schmutz ab.

Zur Abdichtung des Verschlußstücks 27 am Gehäuse 21 dient ein Asbestring 51.

Die Ausi'ührungsform nach F i g. 8 unterscheidet sich von der derjenigen nach F i g. 5 bis 7 lediglich dadurch, daß die den Heizdraht 11 umgebende Hülse 30fl nicht aus keramischem Werkstoff oder Glas besteht. Wegen der geringen Wärmedehnung und -leitfähigkeit ist dieses Material besonders vorteilhaft. Auch kann der Heizdraht 11 hier unmittelbar in der Bohrung der Hülse 30 σ gelagert werden, benötigt also keine eingekitteten Führungsbuchsen. Die Hülse 30 a bildet am einen Ende zugleich den Sitz für die vorgespannte Feder 37. Der Heizdraht 11 ist mit etwas Spiel durch die Hülse 30« geführt und am Ende mit einer metallischen Endkappe 33 a verlötet. Diese verbindet den Heizdraht 11 über das Lager 28 mit Masse (Minuspol der Batterie).

Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Bein Einschalten der Zündung des Fahrzeugmotors liegt am Steckkontakt 49 Spannung an. Strom fließt jetzt über den Kontaktring 48. die Schaltmembran 39, die Stellschraube 38. die Niete 40. durch den Heizdraht 11 zum Ende 33 bzw. 33 ο der Hülse 30 bzw. 30 a. das mit Masse verbunden ist.

Der Heizdraht U längt sich jetzt, und die Feder 37 verschiebt das Schaltstück 36 entgegen der Membrankraft. Die Membran 39 spreizt sich. Bei Erreicher der Schalttemperatur schnappt die Membran 39 schnell weiter, bis der Kopf 44 der Stellschraube 38 vom Schaltstück 36 festgehalten wird. Dadurch isi der Strom unterbrochen, und der Heizdraht kühlt ab Dabei zieht er das Schaltstück 36 zurück. Bei Erreichen der Schnappstellung schlägt die Stellschraube 38 wieder auf den Kontakt 40. und der Hcizstronfließt wieder. Dieses Spiel wiederholt sich, bis dei Motor abgestellt wird. Die Schaltmembran 39 ist gewählt worden, um die Funkenbildung zu verringern Die Stelle, an der die Membran 39 umschnappt, wire mittels der Stellschraube 38 eingestellt und legt die obere Temperatur fest. Da die Abkühlzcit bei kalten Katalysator sehr kurz ist. gibt der Integrator l< (Fig. 1) eine hohe Ausgangsspannung, wodurch da: Anzeigeinstrument im Gegensatz zur ausgeschalteter

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Anlage einen Vollausschlag macht. Hat der Katalysator die untere Schalttemperatur erreicht, dann zeigt das Instrument seinen kleinsten Ausschlag an; d. h., daß der untere Schaltpunkt oberhalb der höchstzulässigen Katalysatortemperatur liegen muß.

Es ist also ein wesentlicher Vorteil der erfindurms-

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gemäßen Anzeigevorrichtung, daß sie ihre Funktionstüchtigkeit durch Vollausschlag beim Einschalten der Zündung zeigt. Fertigungstoleranzen können durch einfaches Verstellen der Schaltmembran 39 und des Heizstroms ausgeglichen werden, indem die Aufheizzeiten gemessen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Übertemperatur-Anzeige- und -Schutzvorrichtung, insbesondere in katalytisch wirkenden Abgasentgiftungsanlagen 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 einer Längung bestimmten Ausmaßes infolge Erwärmung der Anlage durch öffnen von Kontakten (12,13 bzw. 40, 44) den Heizstromkreis selbsttätig unterbricht und ihn nach Abkühlung selbsttätig wieder schließt und dal? die von der jeweiligen Temperatur in der Abgasentgiftungsanlage abhängigen Abkiihlzeiten des Heizdrahts 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 Heizstroms (Fig. 3) zur Umwandlung einem Integrator (16) zugeführt wird und der den Integrator verlassende gleichmäßige Strom zur Betätigung einer Temperatur-Warnanzeige (17 bzw. 20) und'oder eines Stellorgans (19) zur Abschaltung der Abgasentgiftungsanlage vom heißen Abgasstrom dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 für eine katalytisch wirkende Abgasentgiftungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (11) in einer Hülse (30, 30 a) gelagert ist, die allseitig von der Katalysatormasse(25) umschlossen ist (Fig. 5,

6 und 9).'

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Hülse und Heizdraht sich über die gesamte Breite des Katalysatorbetts (22) erstrecken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (11) an einem Ende mit einem Ende (33, 33«) der Hülse (30, 30 a) fest verbunden ist und am anderen Ende aus dem 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 (30,3On) aus einem Material mit gegenüber dem Heizdraht (11) geringerem Wärmedehnungskoeffizienten besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (30a) aus einem keramischen Stoff oder Glas besteht (F i g. 9).

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7 und einem der übrigen Ansprüche, dadurch cckennzeichnet, daß der Heizdraht (11) innerhalb der Hülse (30) mittels im Abstand voneinander eingekitteter Kcramikbuchscn (31) geführt ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das das Katalysatorbett (22) umschließende Gehäuse (21) eine mit Gewinde (23) versehene Öffnung (24) aufweist, die durch ein ein einsprechen

des Außengewinde aufweisendes Verschlußstück

(27) verschließbar ist und das in einer mittigen Bohrung den Gegenkonfakt (38,44) für den Heizdrahtkontakt (35, 40) trägt, und daß das betreffende Ende der Hülse (30, 30 a) fest mit dem Verschlußstück verbunden ist und das Kontaktende (35, 40) des Heizdrahts (11) durch eine Bohrung (34) in das Innere des Verschlußstücks ragt (Fig. 6).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Verschlußstück (27) abgewandte verschlossene Ende (33, 33 a) der Hülse (30. 30 a) in einem mit dem Gehäuse (21) und dem Katalysatorbett (22) verbundenen Lager

(28) axial beweglich gelagert ist.

1!. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (11) an seinem den einen Kontakt (35, 40) bildenden Ende durch eine vorgespannte Feder (37) auf Zug beansprucht ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das freie Kontaktende (35.40) des Heizdrahts (11) betätigte Gegenkontakt (38. 44) an einer bei bestimmter Belastung selbsttätig weiterschnappenden Membran (39) und daß am Kontaktende (35,40) ein aus elektrisch nicht leitendem Material bestehendes, den Gegenkomakt unter axialem Spiel (X) umgreifendes Schaltstück (36) befestigt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (38, 44) eine in einem Gewindering (42) im Zentrum der Membran Γ39) verstellbar angeordnete Schraube ist und daß das Schaltstück (36) hinter den die Kontaktpille bildenden Kopf (44) der Schraube (38) greift.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Heizdraht (II) auf Zug beanspruchende Feder (37) eine Druckfeder ist, die sich einerseits über einen Keramiksitz (52) am Verschlußstück (27) und andererseits an der einen Stirnseite des Schaltstücks (36) abstützt.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gegenkontakt (38, 44) tragende Membran (39) an ihrem Umfang gleitbar im Verschlußstück (27) befestigt ist.