DE2405463A1

DE2405463A1 - Sicherheitsvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2405463A1
Application number: DE19742405463
Authority: DE
Inventors: Joe Edward Goodwin
Original assignee: Sentinel Distributors Inc
Current assignee: Sentinel Distributors Inc
Priority date: 1973-05-11
Filing date: 1974-02-05
Publication date: 1974-11-28
Also published as: US3877455A; JPS5654445B2; DE2405463C2; FR2228946B1; FR2228946A1; IT1006320B; AU6461274A; CA989693A; JPS501238A; AU464974B2; GB1437669A; SE405495B

Description

SENTINEL DISTRIBUiDORS, INC
5609 West 6th Avenue
Denver, Colorado /Y.St.A.

tiOOO MOnchin 60,

Ernsb«rgentioß« 19

Unser Zeichen: S 2^r/92

Sicherheitsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft Sicherheitsvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, die die Maschinen abschalten, wenn anormale Druckoder Temperaturζustande in dem Schmiermittel- oder Kühlsystem solcher Maschinen auftreten, und die Erfindung betrifft insbesondere eine Verbesserung, der in den US-PS 3 202 14 3 und 3 385 278 beschriebenen Sicherheitsvorrichtungen für Brennkraftmaschinen.

In den vorgenannten US-PS 3 202 143 und 3 385 278 sind sowohl eine von dem Öldruck des Schmiermittelsystems gesteuerte Abstellvorrichtung für dit Maschine, die nachfolgend als ölüberwachungseinrichtung bezeichnet wird und die die Kraftstoffzufuhr zur Maschine automatisch unterbricht, wenn der Öldruck in dem Schmiermittelsystem unter einen vorbestimmten Wert fällt, als auch eine von der Temperatur des Kühlmittels gesteuerte Abstellvorrichtung für die Maschine beschrieben, die nachfolgend als Temperaturüberwachungsvorrichtung bezeichnet wird und die ölüberwachungseinrichtung betätigt und die Kraftstofförderung jedes Mal dann unterbricht, wenn die Temperatur des Kühl-

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ORIGINAL

mittels ein vorbestimmtes Maximum überschreitet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die durch die vorgenannten US-Patentschriften bekannt gewordenen Systeme dadurch verbessert, daß eine zusätzliche dritte Sicherheitsvorrichtung vorgesehen wird, die nachfolgend als überwachungseinrichtung für den KüMmittelströmungsdruck bezeichnet wird und die die (^überwachungseinrichtung betätigt und die Kraftstofförderung unterbricht, wenn der Strömungsdruck des Kühlmittels infolge eines Fehlers im Kühlsystem der Maschine unter ein bestinrates Minimum fällt.

Hauptsächlich besteht die durch die Erfindung erzielte Verbesserung darin, daß den durch die US-PS 3 202 143 und 3 385 278 bekannt gewordenen Systemen, die eine Ölüberwachungseinrichtung und eine Temperaturüberwachungseinrichtung aufweisen, eine Überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck in Form eines Ventiles hinzugefügt wird, welches in die ölrücklaufleitung eingeschaltet ist, die das öl von der Ölüberwachungseinrichtung zum Ölsumpf der Maschine zurückleitet, wobei die Überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck zur Temperaturüberwachungseinrichtung parallel geschaltet ist und wobei das Ventil durch den in dem Kühlsystem herrschenden Strömungsdruck normalerweise in seiner Schließlage gehalten wird. Wenn der Strömungsdruck des Kühlmittels unter einen vorbestimmten Wert fällt, weil z.B. ein Kühlerschlauch geplatzt ist, ein Leck in irgendeinem anderen Teil des Kühlsystems auftritt, ein Fehler in der Wasserpumpe oder ein Rutschen oder Brechen des den Lüfter antreibenden Keilriemens auftritt, dann öffnet eine zweckmäßig dimensionierte Feder das Ventil und sorgt dafür, daß das öl durch die Ablaufleitung in den Ölsumpf fließen kann. Der am Einlaß des Ventils aaftretende Druckabfall des Öls verringert seinerseits den Öldruck innerhalb der ölüberwachungseinrichtung und sorgt dafür, daß die ölüberwachungseinrichtung die Kraftstofförderung zur Maschine unterbricht.

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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin Zeigen:

Fig.l eine schematische Seitenansicht einer mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine;

Fig.2 ein schematischer Schaltplan der wesentlichsten Bestandteile der in der Fig.1 dargestellten Sicherheitsvorrichtung und

Fig.3 einen senkrechten Schnitt durch das von dem Kühlmitteldruck gesteuerte Ventil oder die überwachungsvorrichtung für den Kühlmitteldruck, die schematisch in den Fig.l und 2 dargestellt ist, wobei das Ventil sich in seiner normalen Schließstellung befindet.

Die in der Fig.l dargestellte Motor-sicherheitsvorrichtung weist eine von dem Öldruck gesteuerte Motorabstellvorrichtung oder eine (^überwachungseinrichtung A, eine von der Temperatur des Kühlmittels gesteuerte Motorabstellvorrichtung oder Temperaturüberwachunqseinrichtunq B und ein von dem Kühlmittelströmungsdruck gesteuertes Ventil oder eine Überwachungseinrichtung C für den Kühlmittelströmungsdruck auf, wobei die erfUidungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine oder einem Antriebsmotor D verwendet wird, der mit einem herkömmlichen Vergaser E, einer Kraftstoffpumpe F, einer ölpumpe G, einem Kühlmantel H, einem Kühler I und einem Lüfter J ausgestattet ist.

Da die konstruktiven Einzelheiten und das Betriebsverhalten der ölüberwachungseinrichtung A und der Temperaturüberwachungs-

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einrichtung B in der vorgenannten US-PS 3 202 143 ausführlich beschrieben sind, soll an dieser Stelle auf diese Teile nicht näher eingegangen werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die ölüberwachungseinrichtung A an die Saug- oder Druckseite der Kraftstoffpumpe F angeschlossen sein kann, während sie auf der Druckseite der ölpumpe G angeschlossen sein muß. Die Temperaturüberwachungseinrichtung B ist einfach in eine sich in dem Kühlmantel H befindliche eingesenkte öffnung eingeschraubt und besitzt einen ölzulaufanschluß 10, der über eine DruckÖlleitung 12 mit dem ölablaufanschluß 14 der ölüberwachüngseinrichtung A verbunden ist, sowie einen ölablaufanschluß 16, der über eine ölrückführleitung 18 für das drucklose Öl mit dem ölsumpf 20 des Motors verbunden ist.

Die ölüberwachungseinrichtuig A besitzt einen ölzulaufanschluß 22, der mittels einer ölförderleitung 24 an die ölpumpe G des Schmiermittelsystems des Motors, mit welchem sie verwendet wird, angeschlossen ist, und weist ein eingebautes Kraftstoffventil auf, das in die Kraftstoffleitung 26 des Motors eingebaut ist und in seiner Öffnungsstellung gehalten wird, in welcher es so lange für eine ungehinderte Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffzulaufanschluß 28 durch das Ventil zum Vergaser E sorgt, wie der Öldruck in dem Schmiermittelsystem des Motors einen bestimmten Wert aufweist oder überschreitet, der für den Betrieb der Ölüberwachungseinrichtung festgelegt ist. Wenn jedoch der Öldruck unter diesen vorbestimmten Wert fällt, dann schließt das Kraftstoffventil, so daß der Kraftstoffstrom zum Motor unterbrochen wird. Wie in der US-PS 3 202 143 beschrieben ist, kann das Kraftstoffventil der Ölüberwachungseinrichtung A mittels einer von Hand bedienbaren Steuereinrichtung K auch teilweise geöffnet werden, wenn der ölbetriebsdruck unzureichend ist, um das Kraftstoff ventil voll zu öffnen.

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Die Temperaturüberwachungseinrichtung B ist mit einem eingebauten Absperrorgan versehen, welches zwischen dem ölzulaufanschluß 10 und dem ölablaufanschluß 16 angeordnet ist, und mittels einer entsprechend dimensionierten Feder normalerweise in seiner Schließstellung gehalten wird, so daß der ölstrom zur ölrückführleitung 18 unterbrochen wird. Ferner weist die Temperaturüberwachungseinrichtung B einen Schmelzkörperwärmefühler auf, der auf Temperaturänderungen des sich in dem Kühlmantel H befindlichen Kühlmittels anspricht und das Absperrorgan öffnet, wodurch der auf die ölüberwachungseinrichtung A einwirkende Öldruck um einen ausreichend großen Betrag abfällt, um das Schließen des KraftstoffVentils jedes Mal dann zu bewirken, wenn die Temperatur des Kühlmittels einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf eine Motorsicherheitsvorrichtung zum Anhalten des Motors wie sie in der US-PS 3 202 143 beschrieben ist, und es wird auf die dort angegebenen Einzelheiten Bezug genommen. Die vorliegende Erfindung ergänzt das bekannte System durch eine zur Temperaturüberwachungseinrichtung B parallel geschaltete überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck, die auf einen Abfall des Strömungsdruckes im Kühlsystem derart reagiert, daß sie einen Abfall des die ölüberwachungseinrichtung steuernden Öldruckes um einen genügend großen Betrag bewirkt, um bei irgendeinem Fehler im Kühlsystem dafür zu sorgen, daß das Kraftstoffventil schließt.

Wie in der Fig.3 zu erkennen ist, weist die Überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck C ein zweiteiliges Ventilgehäuse 30 mit einem unteren Teil 32 auf, das mit einem ölt-inlaß 36, einem ölauslaß 38, einem das obere Ende des sich

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senkrecht erstreckenden Tales 42 des Einlasses 36 umgreifenden Ventilsitz 40 und mehrere sich nach unten erstreckende Durchlässe 44, die den sich in dem Gehäuseteil 32 über dem Ventilsitz 40 befindlichen Raum mit dem sich horizontal erstreckenden ölauslaß 38 verbinden. Der obere Gehäuseteil 34 des Gehäuses 30 weist eine senkrechte Bohrung 46 auf, in welcher eine scheibenförmige Ventileinrichtung 48 angeordnet ist, die vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt ist, sowie eine Feder 50, die die Ventileinrichtung gegen eine horizontale Schulter des oberen Gehäuseteiles 34 drückt, weiche das obere Ende der Bohrung 46 bildet. Die beiden Gehäuseteile 32 und 34 sind mittels des Gewindes 52 aufeinander-geschraubt, und zwischen ihnen ist eine Dichtung 54 angeordnet, so daß die beiden Teile des Ventilgehäuses öldicht sind. Der obere Teil der scheibenförmigen Ventileinrichtung 48 weist eine Aussparung 56· auf, in welcher eine Druckfeder 58 angeordnet ist, die gegen das obere Ende einer Ventilschej.be 60 aus Buna anliegt, wobei die Ventilscheibe 60 im normalen Betriebszustand der Überwachungseinrichtung für den Kühlmittelströmungsdruck auf dem Ventilsitz 40 aufsitzt und eine ölströmung vom öleinlaß 36 zum Ölauslaß 38 unterbindet, was in der Fig.3 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist.

Am oberen Ende des oberen Teiles 34 des Ventilgehäuses 30 sind Meribraneinrichtungen 62 zur Betätigung des Ventils befestigt, die eine Membran 64, eine an der Bodenfläche der Membran befestigte Stützplatte 66, eine Ventilbetätigungseinrichtung 68 in Form eines an der Stützplatte 66 befestigten und nach unten greifenden Stößels aufweist, der gegen die Oberseite der scheibenförmigen Ventileinrichtung 48 anliegt, sowie eine obere und untere Membrangehäuseplatte 70 und 72, deren Ränder sich überlappen und zwischen denen der Rand der Membran eingeklemmt wird, sowie einen mit einem Innengewinde versehenen

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Stutzen 74, der an der oberen Membrangehäuseplatte 70 befestigt ist und eine nach unten in den sich über der Membran befindlichen Raum greifende öffnung aufweist.

Wie in den Fig.1 und 2 zu erkennen ist, ist die überwachungseinrichtung C für den Kühlmittelströmungsdruck über die Druckölleitüng 12 und die drucklose ölrückführleitung 18 zu dec Temperaturüberwachungseinrichtung B parallel geschaltet, d.h., daß der öleinlaß 36 des Ventilgehäuses 30 mittels einer Zweigleitung 12' an die Druckölleitung 12 angeschlossen ist, während der Ölauslaß 38 des Ventilgehäuses mittels einer Zweigleitung · 18¹ an die Leitung 18 angeschlossen ist. Ferner ist der Stutzen 74 der überwachungseinrichtung C für den Kühlmittelströmungsdruck über eine Ktihlmittelleitung 76 an einem sich auf der Druckseite" der nicht dargestellten Kühlmittelpumpe befindlichen Schlauch 78 angeschlossen, der zum unteren Teil des Kühlers I oder zu irgendeinem anderen geeigneten Teil des Kühlmittelkreislaufes führt. Bei dieser vorbeschriebenen Anordnung beaufschlagt der Strömungsdruck des Kühlmittels die Oberfläche der Membran 64 und über den Stößel 68 die scheibenförmige Ventileinrichtung 48, wobei diese entgegen der Federkraft der Feder 50 nach unten gedrückt wird und die Ventilscheibe 6o auf den Ventilsitz 40 drückt, solange wie der Kühlmitte Is trömungs druck eine bestimmte Größe aufweist, wodurch die ölströmung von der Leitung 12' durch das Ventilgehäuse über die Leitung 18* und dann in den ölsumpf 20 unterbrochen wird.Die Druckfeder 50 dient dazu, jegliche Übersteuerung der Ventileinrichtung 48 zu verhindern, nachdem die Buna-Ventilscheibe 60 auf dem Ventilsitz 40 aufsitzt.

Sollte der die Membran beaufschlagende Strömungsdruck des Kühlmittels in der Leitung 76 infolge eines Fehlers im Kühl-

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system unter ein bestimmtes Minimum fallen, wenn z.B. der den Lüfter antreibende Keilriemen bricht oder durchrutscht, dann drückt die Feder 50 die scheibenförmige Ventileinrichtung 48 nach oben und hebt sie vom Ventilsitz 40 ab, wie dies in der Fig.3 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist und ermöglicht eine ungehinderte ölströmung von der Leitung 12' durch das Ventilgehäuse 30 zur Leitung 18', wodurch der Öldruck in der Öldrucküberwachungseinrichtung A abgesenkt und ein Schließen des in der Einrichtung A befindlichen Kraftstoffventiles und damit ein Anhalten des Motors bewirkt werden, wie dies in
der vorgenannten US-PS 3 202 143 beschrieben ist.

Da praktisch alle Benzin- und Dieselmotoren während des Motorstartes und des Motorleerlaufs einen Kühlmittelströmungs-

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druck von wenigstens 0,11 bis 0,28 kp/cm (1,5 bis 4,ο psi)

erzeugen, sind die Teile der überwachungseinrichtung C für

den Kühlmittelströmungsdruck so ausgelegt, daß der Kühlmittel-

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Strömungsdruck unter 0,11 kp/cm (1,5 psi) fallen muß, bevor die Vorrichtung anspricht und die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbricht, damit ein ungewolltes Abstellen des Motors verhindert wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung des einer Brennkraftmaschine ^ zugeführten Kraftstoffes 'in Abhängigkeit vom Druck- und Temperaturzustand, der im Druckmittelschmiersysten und dem Kühlmittelsystem des Motors herrscht, mit einem in der Kraftstofförderleitung angeordneten Ventil, mit einer von dem Öldruck im Schmiermittelsystem normalerweise beaufschlagten druckbetätigten Einrichtung, die das Ventil solange in seiner Öffnungsstellung hält, wie der auf die Einrichtung v/irkende' Druck wenigstens eine bestimmte Größe aufweist, mit einer Einrichtung, die das Ventil schließt, wenn der auf die druckbetätigte Einrichtung wirkende Druck unter den vorbestimmten Wert fällt, und mit einer auf die Temperatur des in dem Kühlsystem enthaltenen Kühlmittels ansprechenden Einrichtung zur Absenkung des auf die druckbetätigte Einrichtung wirkenden Druckes unter den vorbestimmten Wert, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Kühlmittelkreislauf eine auf den Kühlmittelströmungsdruck ansprechende Einrichtung (C) vorgesehen ist, die den auf die druckbetätigte Einrichtung (A) wirkenden Druck unter den bestimmten Wert absenkt, wenn der Strömungsdruck des Kühlmittels unter einen vorbestimmten Wert fällt, selbst wenn die Temperatur des Kühlmittels unterhalb der vorbestimmten Temperatur bleibt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Kühlmittelströmungsdruck

. ansprechende Einrichtung (C) ein Ventilgehäuse (30) mit einem an die Druckseite des Schmiermittelsystems angeschlossenen Einlaß (36) und einem mit der drucklosen Seite des Schmiermittelsystems verbundenen Auslaß (38) aufweist, daß in dem Gehäuse eine den ö1strom zwischen dem EiηIaC und dem Auslaß steuernde Ventileinrichtung (4 8) sowie eine dem Strömungsdruck des in dem Kühlsystem enthaltenen Kühlmittels ausgesetzte Einrichtung (64) vorgesehen ist, die die Ventileinrichtung in ihrer Schließlage hält, wenn der Kühlmittelströmungsdruck wenigstens einem vorbestimmten Druck entspricht, und daß eine Federeinrichtung (58) vorgesehen ist, die die Ventileinrichtung öffnet, wenn der Kühlmittelströmungsdruck unter den vorbestimmten Wert fällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kühlmittelströmungsdruck ansprechende Einrichtung (C) parallel zu der auf die Temperatur ansprechenden Einrichtung (B) an die Druckseite und drucklose Seite des Schmiermittelsystems angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Kühlmittelströmungsdruck ansprechende Einrichtung (C) eine in dem Ventilgehäuse (30) angeordnete Membrane (64) aufweist sowie eine Einrichtung (74), mittels welcher eine Seite der Membrane dem Strömungsdruck des in dem Kühlsystem enthaltenen Kühlmittels ausge-

setzt ist, daß ein Stößel (68) vorgesehen ist, dessen eines Ende gegen die andere Seite der Membrane und dessen anderes Ende gegen die Ventileinrichtung (48) anliegt, daß der

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Stößel die Ventileinrichtung in die Schließlage drückt, wenn der auf die Membrane ausgeübte Druck wenigstens gleich dem vorbestimmten Wert ist, und daß eine Federeinrichtung (60) vorgesehen ist, die die Ventileinrichtung in die Öffnungsstellung drückt.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckbetätigte Einrichtung (A) einen an die Druckseite des Schmiermittelsystems angeschlossenen ölzulaufanschluß (22) und einen Ablaufanschluß (14) aufweist, daß die auf die Temperatur ansprechende Einrichtung (B) einen ölzulaufanschluß (10), einen ölablaufanschluß (16) und ein normalerweise geschlossenes Absperrorgan aufweist, das den ölstrom zwischen dem Zulaufanschluß und dem Ablaufanschluß steuert, sowie einen Wärmefühler, der das Absperrorgan öffnet, wenn die Kühlmitteltemperatur den vorbestimmten Temperaturwert überschreitet, daß der ölzulaufanschluß (10) der auf die Temperatur ansprechenden Einrichtung (B) über eine Leitung (12) mit dem ölablaufanschluß (14) der druckbetätigten Einrichtung (A) verbunden ist, daß der ölablaufanschluß (16) der auf die Temperatur ansprechenden Einrichtung (3) über eine Leitung (18) mit der drucklosen Seite (20) des Schmiermittelsystems verbunden ist, daß die auf den Kühlmittelströmungsdruck ansprechende Einrichtung (C) einen öleinlaß (36) und einen ölauslaß (38) sowie Leitungen (12¹, 18') aufweist, die den Öleinlaß und den ölauslaß der Einrichtung (C) mit dem ölablaufanschluß (14) der druckbetätigten Einrichtung (A) bzw. mit der drucklosen Seite (20) des Schmiermittelsystems verbinden und durchweiche die auf den Kühlraittelströmungsdruck ansprechende Einrichtung (C) zur auf die Temperatur ansprechenden Einrichtung (B) parallel geschaltet ist, daß eine Ventileinrichtung (48) vorgesehen

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ist, die den ölstrom zwischen dem öleinlaß (36) und dem ölauslaß (38) der auf den Kühlmittelströmungsdruck ansprechenden Einrichtung (C) steuert und die über eine Einrichtung (64,68,74) dem Strömungsdruck des in dem Kühlsystem enthaltenen Kühlmittels ausgesetzt ist, wobei letztere Einrichtung die Ventileinrichtung solange in der Schließlage hält, wie der Kühlmittelströmungsdruck wenigstens einem vorbestimmten Wert entspricht, und daß eine Einrichtung (50) vorgesehen ist, die die Ventileinrichtung öffnet, wenn der Kühlmittelströmungsdruck unter den bestimmten Druck fällt.

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ORIGINAL INSPECTEDI

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