DE2502745A1 - ROTARY LAMP ENGINE - Google Patents
ROTARY LAMP ENGINEInfo
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Description
Dipl.-i."-:.!..-ν.-« ?ίίηβρDipl.-i. "-:.! ..- ν.-«? Ίίηβρ
1 BERLIN 18^
BiüvsPisHe· 9 /
Tel. 30442851 BERLIN 18 ^
BiüvsPisHe 9 /
Tel. 3044285
¥/Vh-o093
21.1.75¥ / Vh-o093
1/21/75
General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.
Drehkolben-BrennkraftmaschineRotary piston internal combustion engine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolben-Brennkraftmaschine mit einem mehrere Umfangsflachen aufweisenden Drehkolben, der nach Art eines Planeten in einem, eine mehrflügelige Umfangsflache und zwei zueinander parallele Stirnflächen auf v/eis enden Hohlraum eines Gehäuses umläuft, das zwischen zwei Umfangswänden über den Umfang verteilte axiale Kühlkanäle enthält, die durch radiale Rippen zwischen den Umfangswänden voneinander getrennt sind.The invention relates to a rotary piston internal combustion engine with a rotary piston having several circumferential surfaces, which is in the manner of a planet in one, one multi-wing circumferential surface and two parallel to each other End faces on v / ice ends around the cavity of a housing that is distributed between two circumferential walls over the circumference contains axial cooling channels which are separated from one another by radial ribs between the circumferential walls.
Bei Drehkolben-Brennkraftmaschinen hat man festgestellt, dass es zweckmässig ist, übermässige Temperaturen schnell zu erfassen, da diese das den Drehkolben umschliessende Gehäuse schädlich beeinflussen können, insbesondere wenn diesesIn the case of rotary piston internal combustion engines, it has been found that it is expedient to use excessive temperatures can be grasped quickly, as this is the one surrounding the rotary piston Can have a harmful effect on housing, especially if this
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Gehäuse aus Aluminium hergestellt ist. Bisher hat man es für ausreichend gehalten, einen Wärmefühler an irgend einer Stelle innerhalb der Kühlanlage der Brennkraftmaschine vorzusehen, . beispielsweise am Gehäuse der Kühlwasserpumpe. Eine Anordnung j des Fühlers am den Drehkolben aufnehmenden Gehäuse wurde nicht für erforderlich gehalten. Bei der bekannten Ausbildung war der Wärmefühler normalerweise mit einem Anzeigegerät ver-Housing is made of aluminum. So far it has been considered sufficient to place a heat sensor somewhere to be provided within the cooling system of the internal combustion engine,. for example on the housing of the cooling water pump. An arrangement j of the sensor on the housing accommodating the rotary piston was not considered necessary. With the well-known training was the heat sensor normally equipped with a display
j bunden und dessen Anzeige geringere Werte lieferte, wenn dasj and its display returned lower values, if that
: Kühlmittel ausfiel bzw. im Kühlmittelumlauf Störungen auftraten.: Coolant failed or faults occurred in the coolant circulation.
Ebenso sind Fehlanzeigen infolge der Bildung von DampfsäckenThere are also false indications due to the formation of steam bags
j innerhalb der Kühlanlage bei der bekannten Anordnung nicht erkennbar.j not recognizable within the cooling system in the known arrangement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur des Gehäuses einer Drehkolben-Brennkraftmaschine mit grösserer Genauigkeit und unverzögert zu erfassen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Bereich der im Betrieb heissesten Stelle des Gehäuses in dessen äussere Umfangswand ein Wärmefühler eingesetzt ist, der mit einem AbfühlkörperThe invention is based on the object of using the temperature of the housing of a rotary piston internal combustion engine with greater accuracy and without delay. This object is achieved in that in the area of operation hottest point of the housing in the outer peripheral wall of which a heat sensor is inserted, which is connected to a sensing element
J' mit Spiel in ein radiales Loch in einer der radialen RippenJ 'with play in a radial hole in one of the radial ribs
j passt und vom Kühlmittel in den beiderseits der Rippe befindlichen Kühlkanäl'en bespült wird, und die wirksamste Wärmeaufnahme an einer Fläche in unmittelbarer Nähe neben der Aussen-j fits and from the coolant located on either side of the rib Cooling ducts is flushed, and the most effective heat absorption on a surface in the immediate vicinity of the outside
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! fläche der inneren Umfangswand aufweist und über diese die! surface of the inner peripheral wall and over this the
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Teiiiperatur durch Konvektion und durch Leitung durch das Kühlmittel bzw. bei fehlendem Kühlmittel durch Konvektion und ' Strahlung erfasst. In dieser Weise ist auch bei gestörtem · ! Kühlmittelumlauf eine einwandfreie Erfassung der Temperatur jPartial temperature through convection and through conduction through the coolant or, in the absence of coolant, through convection and radiation. In this way, even with a disturbed · ! Coolant circulation a correct detection of the temperature j
im heissesten Bereich des Gehäuses ermöglicht, so dass recht- | zeitige Massnahmen ergriffen werden können, um ernste Schaden jin the hottest area of the case, so that right- | Timely action can be taken to prevent serious harm j
ι an der Brennkraftmaschine durch Überhitzung des den Drehkolbenι on the internal combustion engine due to overheating of the rotary piston
aufnehmenden Gehäuses zu verhindern.to prevent receiving housing.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawings. Show in the drawings
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Drehkolbenmaschine I mit einem Wärmefühler nach der Erfindung,Fig. 1 is a side view of a rotary piston engine I with a heat sensor according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG. 1
in grösserem Maßstabe,on a larger scale,
en
Fig. 3 ein/Längsschnitt durch den Wärmefühleren
Fig. 3 is a / longitudinal section through the heat sensor
gemäss Fig. 2 in noch grösserem Maßstabe sowie das zugeordnete-elektrische Netz und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3.according to FIG. 2 on an even larger scale and the associated electrical network and FIG. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG. 3.
Der Wärmefühler des Ausführungsbeispiels ist be-The heat sensor of the exemplary embodiment is
' sonders geeignet für Drehkolbenmaschinen der in F±g. 1 und 2 . dargestellten Art, bei denen also zwei Drehkolben in zwei einander gleichen Gehäusen 10 für die Drehkolben angeordnet sind, ferner ein Zwischengehäuse 12 und ein vorderes Stirngehäuse 14'' particularly suitable for rotary piston machines of the type in F ± g. 1 and 2 . type shown, in which so two rotary lobes in two each other The same housings 10 for the rotary pistons are arranged, furthermore an intermediate housing 12 and a front end housing 14
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und ein hinter%s Stirngehäuse 16 vorgesehen sind, wobei alle Gehäuseteile duroh Schrauben 18 miteinander verbunden sind. Jedes der die Drehkolben aufnehmenden Gehäuse 10 hat eine zweiflügelige innere Umfangsflache 20, die zusammen mit zwei in Achsrichtung Abstand voneinander habenden Stirnflächen 22 angeordnet ist. Die Stirnflächen liegen in den Trennflächen zu dem Zwischengehäuse 12 und dem vorderen Stirngehäuse 14 bzw. dem Zwischengehäuse 12 und dem hinteren Stirngehäuse Auf diese Weise enthält jedes Gehäuse 10 einen Hohlraum zur Aufnahme der zugeordneten Drehkolben. In den Stirngfehäusen und 16 ist eine Ausgangswelle 24 drehbar gelagert, die im Bereich der Hohlräume der Gehäuse 10 Exzenter 25 aufweist» Die Exzenter sind um 180 Winkelgrade zueinander versetzt. Auf jedem Exzenter 25 ist ein dreiseitiger Drehkolben 26 drehbar gelagert, der zwei zueinander parallele Stirnflächen 28 aufweist, die durch die drei in Umfangsrichtung liegenden gewölbten Flächen 29 miteinander verbunden sind. Jeder Drehkolben trägt an der aussenliegenden Stirnfläche ein innenverzahntes Rad 31, dessen Achse in der Achse des Drehkolbens liegt und das mit einem aussenverzahnten Rad 32 kämmt, das konzentrisch zur Ausgangswelle 24 an dem benachbarten Stirngehäuse 14 bzw. 16 befestigt ist. Die Zahnräder 31 und 32 haben ein Übersetzungsverhältnis von 1,5:1, so dass durch die planetenartigeand are provided behind% s face housing 16 in which all housing parts duroh screws 18 are connected to each other. Each of the housings 10 accommodating the rotary lobes has a two-winged inner circumferential surface 20 which is arranged together with two end surfaces 22 which are spaced apart from one another in the axial direction. The end faces lie in the separating surfaces to the intermediate housing 12 and the front end housing 14 or the intermediate housing 12 and the rear end housing. In this way, each housing 10 contains a cavity for receiving the associated rotary pistons. An output shaft 24 is rotatably mounted in the end housings 16 and 16 and has eccentrics 25 in the area of the cavities of the housing 10. The eccentrics are offset by 180 degrees from one another. A three-sided rotary piston 26 is rotatably mounted on each eccentric 25 and has two mutually parallel end faces 28 which are connected to one another by the three curved surfaces 29 lying in the circumferential direction. Each rotary piston has an internally toothed wheel 31 on the outer end face, the axis of which lies in the axis of the rotary piston and which meshes with an externally toothed wheel 32 which is attached concentrically to the output shaft 24 on the adjacent end housing 14 or 16. The gears 31 and 32 have a gear ratio of 1.5: 1, so that by the planet-like
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Bewegung der Drehkolben mit 1/3 der Drehzahl der Ausgangswelle 24 umläuft und die beiden Drehkolben um 60 Winkelgrade j phasenverschoben arbeiten. Jeder Drehkolben 26 bildet mit demRotary pistons move at 1/3 the speed of the output shaft 24 rotates and the two rotary pistons work out of phase by 60 degrees j. Each rotary piston 26 forms with the
j zugeordneten Hohlraum drei Arbeitsräume 34, die bei dem Umlauf ihr Volumen verändern. Die drei Arbeitsräume 34 sind ,durch in Fig. 2 erkennbare Dichtungen voneinander getrennt.j associated cavity three working spaces 34, which change their volume as they circulate. The three work spaces 34 are through in Fig. 2 recognizable seals separated from one another.
Ein Brennstoff-Luftgemisch wird über Einlasskanäle 41 in dem Zwischengehäuse und den Stirngehäusen von einem nicht dargestellten Vergaser und ein'Verteilernetz zugeleitet, wobei die Einlasskanäle 41 mit Einlassöffnungen 42 enden, die einander entgegengesetzt.in den Stirnwänden liegen. Bei Umlauf der Drehkolben entsprechend dem in Fig. 2 eingetragenen Pfeil wird das den Arbeitsräumen 34 zugeleitete Brennstoff-Luft-. gemisch aufeinanderfolgend periodisch angesaugt, nach Abschluss der Einlassöffnungen bei der Verringerung des Volumens verdichtet, SQ^dann das Gemisch gezündet, das bei sioh wieder vergrösserndem Volumen des Arbeitsraumes ausdehnt, um schliesslich nach aussen abgeführt zu werden. Die Zündung des Gemisches erfolgt durch zwei Zündkerzen 44, die in der Umfangsfläche des Gehäuses hintereinander angeordnet sind. Die Zündkerzen werden periodisch von einem Verteiler 45 erregt, der von der Ausgangswelle 24 angetrieben ist. Die Elektroden der Zündkerzen 44 liegen beiderseits der kleinen Achse der in den die Drehkolben aufnehmenden Gehäuse 10 vorgesehenen Hohlräume. Am EndeA fuel-air mixture is created via inlet ducts 41 in the intermediate housing and the end housings from a carburetor (not shown) and a distributor network, wherein the inlet channels 41 end with inlet openings 42 which lie opposite one another in the end walls. In circulation the rotary piston according to the arrow entered in FIG is the fuel-air supplied to the working spaces 34. mixture successively sucked in periodically, after completion the inlet openings compressed when the volume was reduced, SQ ^ then the mixture ignited, which at sioh again expanding the volume of the working space, finally to be discharged to the outside. The mixture is ignited by two spark plugs 44 in the circumferential surface of the housing are arranged one behind the other. The spark plugs are energized periodically by a manifold 45 operated by the Output shaft 24 is driven. The electrodes of the spark plugs 44 lie on either side of the minor axis of the rotary pistons receiving housing 10 provided cavities. At the end
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des Arbeitsspiels werden die Abgase durch dann geöffnete Auslassöffnungen 47 und angeschlossene Auslasskanäle 48 ins Freie abgeleitet.During the work cycle, the exhaust gases are then released through the open outlet openings 47 and connected outlet channels 48 into the Free derived.
Die Innenkühlung der Maschine wird durch eine Kühlwasserpumpe 50 bewirkt, die über einen Riemen von der Ausgangswelle 24 angetrieben wird. Die Pumpe fördert Kühlmittel von einem nicht dargestellten Kühler über in der Brennkraftmaschine vorgesehene Kühlkanäle zum Kühler zurück. Die Kühlkanäle in den Gehäusen sind in axialer Richtung gebohrte Kühlkanäle 52 in den die Drehkolben aufnehmenden Gehäusen 10, die durch radiale Rippen 53 voneinander getrennt sind. Bei Brennkraftmaschinen dieser Art sind die die Drehkolben auf-The internal cooling of the machine is effected by a cooling water pump 50, which is carried by a belt from the Output shaft 24 is driven. The pump conveys coolant from a cooler (not shown) via the internal combustion engine provided cooling channels back to the radiator. The cooling channels in the housings are cooling channels drilled in the axial direction 52 in the housings 10 which accommodate the rotary lobes and which are separated from one another by radial ribs 53. at Internal combustion engines of this type are the rotary pistons
zu nehmenden QeKäHse die am schwierigsten7kühlenden Teile , da dort eine ungleichmässige Wärmeverteilung auftritt und der Bereich höchster Temperaturen in unmittelbarer Nähe der Zündkerzen 44 liegt. Da in diesem Bereich also ein sehr starker Wärmeübergang zum Kühlmittel in einem kleinen Bereich erfolgt, ist jegliche Störung der Kühlmittelzirkulation kritisch, da sie schädliche Einflüsse auf das Gehäuse haben kann. Derartige Schwierigkeiten bestehen bei Hubkolbenmaschinen nicht. Bestehen beispielsweise die die Drehkolben aufnehmenden Gehäuse aus Aluminium und das Zwischengehäuse und die Stirngehäuse ausQe cheese to be taken is the most difficult cooling part there there is an uneven distribution of heat and the area of highest temperatures in the immediate vicinity of the spark plugs 44 lies. Since in this area there is a very strong heat transfer to the coolant in a small area, Any disturbance of the coolant circulation is critical as it can have harmful effects on the housing. Such There are no difficulties with reciprocating piston engines. For example, there are the housings accommodating the rotary lobes Aluminum and the intermediate housing and the end housing
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Gusseisen, so ergeben überhöhte Temperaturen entweder durch Ausfall des Kühlmittels oder Beschränkung des Kühlmittelumlaufs ein axiales Zusammenziehen an der inneren Umfangswand, wenn das Zwischengehäuse und die Stirngehäuse der Wärmedehnung Widerstand entgegensetzen und die Druckfestigkeit des Werkstoffes des den Drehkolben aufnehmenden Gehäuses überschritten wird. Im Falle von Eisen für die die Drehkolben aufnehmenden Gehäuse kann in dem heissen Bereich rings um die Zündkerzen ein Reissen des Werkstoffes eintreten.Cast iron, so result in excessive temperatures either by Failure of the coolant or restriction of the coolant circulation an axial contraction on the inner circumferential wall, if the intermediate housing and the end housing oppose the thermal expansion resistance and the compressive strength of the material of the housing receiving the rotary piston is exceeded. In the case of iron, for those receiving the rotary lobes In the housing, cracking of the material can occur in the hot area around the spark plugs.
Nach dem Vorschlag der Erfindung ist daher ein Färmefühler in Form eines Bimetallschalters 54 an jedem der die Drehkolben aufnehmenden Gehäuse 10 zwischen den beiden Zündkerzen 44 vorgesehen, so dass sie also im Bereich des stärksten Wärmeflusses liegen. Wie Flg. 3 zeigt, hat der Bimetallschalter 54 ein metallisches Gehäuse 56, das beispielsweise aus Messing mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht. Das Metallgehäuse 56 hat einen Zylinder 58 mit geschlossener Stirnfläche 60 und ein auf der abgewandten Seite mit einem kegligen Gewinde versehenes Teil 62. Inerhalb des Zylinders 58 liegt ein Bimetallstreifen 64, der in Berührung mit der Stirnfläche 60 steht. Das freie Ende des Bimetallstreifens 64 liegt einem Kontaktstreifen 66 gegenüber, der in einer Kappe 68 aus elektrisch isolierendem Werkstoff eingebettet ist und am gehäuseAccording to the proposal of the invention is therefore a Thermal sensor in the form of a bimetal switch 54 on each of the the rotary piston receiving housing 10 is provided between the two spark plugs 44, so that they are in the area of the strongest heat flow. Like Flg. 3 shows the bimetal switch has 54 a metallic housing 56, which consists for example of brass with high thermal conductivity. That Metal housing 56 has a cylinder 58 with a closed end face 60 and one on the opposite side with a conical one Threaded part 62. Inside the cylinder 58 is a bimetallic strip 64 which is in contact with the end face 60 stands. The free end of the bimetal strip 64 is opposite a contact strip 66, which is in a cap 68 from electrical insulating material is embedded and on the housing
56 festgelegt ist. Der Bimetallschalter 54 liegt in Reihe mit einer Lampe 72 an einer Gleichstromquelle 70. Die Lampe 72 befindet sich im Blickfeld des Fahrers.56 is set. The bimetal switch 54 is in series with a lamp 72 on a direct current source 70. The lamp 72 is in the driver's field of vision.
Um eine möglichst genaue Erfassung übermässiger Temperaturen zu gewährleisten, wenn das Kühlmittel ausfällt oder der Umlauf des Kühlmittels gestört ist, ist der Bimetallschalter 54 funktionsmässig eng an die Rippe 53AB gelegt",: die normalerweise die Kühlkanäle 52A und 52B voneinander trennt, die zwischen den beiden Zündkerzen 44 liegen. Wie die Fig. 2-4 zeigen, ist das Gehäuse 56 mit dem kegligen Gewindeteil in ein entsprechendes kegliges Gewindeloch 74 der äusseren Umfangswand 76 des den Drehkolben aufnehmenden Gehäuses eingeschraubt, während der Zylinder 58 mit Spiel in ein radiales Loch 78 durch die Rippe 53AB passt, so dass der Zylinder vom Kühlmittel in beiden Kühlkanälen 52A und 52B bespült wird. Das Loch 78 wird durch Bohren hergestellt, wobei der Bohrer durch das Loch 74 in der äusseren Umfangswand 76 eingeführt werden kann, und endet an der radial aussenliegenden Fläche 59 der inneren Umfangswand 20. Ist der Bimetallschalter 54 fest eingeschraubt, so besteht zwischen der geschlossenen Stirnwand 60 des Zylinders und der äusseren Fläche 79 der Innenwand 20 ein geringer Abstand. Es besteht somit zwischen dem Wärmefühler und dem den Drehkolben aufnehmenden Gehäuse lediglich eine Metall-zu-Metall-To ensure the most accurate possible detection of excessive temperatures if the coolant fails or the circulation of the coolant is disturbed, the bimetal switch 54 is functionally placed close to the rib 53AB ": the normally separates the cooling channels 52A and 52B, which are located between the two spark plugs 44. Like Figs. 2-4 show, the housing 56 is with the conical threaded part in a corresponding conical threaded hole 74 of the outer peripheral wall 76 of the housing receiving the rotary piston, while the cylinder 58 is screwed into a radial hole 78 with play fits through the rib 53AB so that the cylinder is flushed with coolant in both cooling channels 52A and 52B. The hole 78 is made by drilling, whereby the drill can be inserted through the hole 74 in the outer peripheral wall 76, and ends at the radially outer surface 59 of the inner circumferential wall 20. If the bimetal switch 54 is firmly screwed in, there is between the closed end wall 60 of the cylinder and the outer surface 79 of the inner wall 20 a small distance. There is thus between the heat sensor and the Rotary lobe receiving housing only a metal-to-metal
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Berührung im Bereich des Gewindes in der aus s er en Umfangswand 76. Trotzdem spricht der Bimetallstreifen 64 auf Temperaturen sehr genau an, da eine wirksame unmittelbare Abfühlfläche durch die Stirnfläche 60 gegeben ist.Contact in the area of the thread in the outer peripheral wall 76. Nevertheless, the bimetallic strip 64 speaks to temperatures very precisely, since an effective immediate sensing area is provided by the end face 60.
Bei normalem Betrieb mit ungestörten Kühlmittelumlauf wird der Bimetallstreifen 64 durch Konvektion und Leitung durch das Kühlmittel aufgeheizt, jedoch reichen die Temperaturen bei normalem Betrieb nicht aus, um den Stromkreis am Kontaktstreifen 66 zu schliessen. Bei einem plötzlichen Temperaturanstieg an der inneren Umfangswand 20 ,der beispielsweise bei einem.Ausfall des Kühlmittelumlaufes eintreten kann, erfasst der Bimetallstreifen infolge seiner unmittelbaren Nähe diesen Temperaturanstieg sehr schnell, wobei der Wärmeübergang sowohl durch Konvektion als auch durch Wärmeleitung durch das Kühlmittel erfolgt, so dass bei Erreiche* einer vorgegebenen Temperatur der Bimetallschalter 54 schliesst und die Lampe 72 den Fahrer auf die bestehende Gefahr aufmerksam macht. During normal operation with undisturbed coolant circulation, the bimetal strip 64 is by convection and Line heated up by the coolant, but during normal operation the temperatures are not sufficient to close the circuit on the contact strip 66. In the event of a sudden rise in temperature at the inner peripheral wall 20, the For example, in the event of a failure of the coolant circulation, the bimetallic strip detects as a result of it in the immediate vicinity of this temperature rise very quickly, The heat transfer takes place both by convection and by conduction through the coolant, so that when you reach * a predetermined temperature, the bimetal switch 54 closes and the lamp 72 alerts the driver of the existing hazard.
Da ferner der Zylinder 58 zentral zur Rippe 53AB angeordnet ist, wird Wärme von der inneren Umfangswand 20 sehr schnell durch die Rippe zum Gewindeteil 62 geleitet und gelangt von dort zum Bimetallstreifen 64. Dieser Wärmeweg ist verhältnismässig unbeachtlich, wenn Kühlmittel in den 'KUhI-' Furthermore, since the cylinder 58 is arranged centrally to the rib 53AB, heat is conducted very quickly from the inner circumferential wall 20 through the rib to the threaded part 62 and from there reaches the bimetal strip 64. This heat path is relatively insignificant if coolant is in the 'KUhI-'
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kanälen 52A und 52B strömt. Ist dies jedoch nicht der Fall, weil entweder der Kühlmittelspiegel innerhalb der Maschine zu sehr gefallen ist oder sich Dampftaschen gebildet haben, so wird über diesen Wärmewelg unterstützt durch die Strahlung durch den normalerweise vom Kühlwasser eingenommenen Raum eine ausreichend schnelle Erwärmung des Bimetallstreifens erreicht, um die überhitzung kurzfristig anzuzeigen.channels 52A and 52B flows. If this is not the case, either because of the coolant level inside the machine has fallen too much or vapor pockets have formed, this heat wave is supported by the radiation due to the space normally occupied by the cooling water, the bimetal strip is heated sufficiently quickly reached to display the overheating momentarily.
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| GB1436836A (en) | 1976-05-26 |
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