DE2530160B2 - Pneumatischer Temperaturwächter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Temperaturwächter mit einem an ein Druckluftsystem angeschlossenen Schnellschalter zürn Schutz von Maschinenteilen, bestehend aus einer mit einer Durchgangsbohrung versehenen Hülse, die von einer Sperre luftdicht abgeschlossen wird, wobei sich bei einer Temperaturänderung die Sperre öffnet.

Es ist bereits ein pneumatischer Wächter bekannt, mit dessen Hilfe Maschinenteile bei bestimmten Betriebsbedingungen vor Beschädigungen geschützt werden, indem eine Temperaturüberwachungseinrichtung auf μ irgendwelche Betriebsabläufe im Störfall einwirkt. Eine Ausführung ist aus dem Aufsatz »Pneumatischer Temperaturwächter« von J. Ott in der Zeitschrift ölhydraulik und Pneumatik 15 (1971). Nr. 1 auf S. 20 und 21 zu ersehen. Hiermit ist zwar ebenfalls eine plötzliche Umschaltung möglich, die Einrichtung ist aber sehr kompliziert im Aufbau und auch in der Wirkungsweise, so daß hinsichtlich einer jederzeit risikolosen Funktion sehi große Bedenken bestehen. Außerdem ist es teuer, denn es sind eine Vielzahl von Einzelteilen erforderlich, die in der richtigen Weise mit höchster Genauigkeit eingebaut werden müssen.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Temperaturwächter mit Schnellschalter aufzuzeigen, mit dessen Hilfe mit einfachen Mitteln eine exakte innerhalb enger Grenzen wirkende Temperaturüberwachung möglich ist und ein plötzliches Offnen des Schalters erreicht wird.

Die Lösung wird allgemein im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wiedergegeben. Der Anspruch 2 beschreibt eine spezielle Ausgestaltung, während die Ansprüche 3 bis 6 besondere Ausführungen beinhalten.

Bei entsprechender Werkstoffwahl im Hinblick auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten und bei bestimmter Bemessung der Hülse und des in ihr eingebauten Rohrs ist eine Einrichtung gegeben, mit deren Hilfe bei festgelegtem Temperaturanstieg durch das Rohr ein Druck auf das Glasplättchen ausgeübt wird, der letzteres bei Übersteigen einer bestimmten Spannung innerhalb eines sehr engen Temperatur Toleranzbereichs zerbricht. Im Störfall tritt eine Schnellschaltung ein, die Maschinenteile z. B. vor Überhitzung schützt. Aus der US-PS 10 58 993 ist bereits eine Sicherheitseinrichtung bekannt, mit deren Hilfe bei Heißläufern von Schienenfahrzeugen im Zusammenhang mit dem Luftdruckbremssystem eine automatische Bremsung eintritt. Zu diesem Zweck ist eine Sperre vorgesehen, die mit einem schmelzbarem Teil beaufschlagt ist. Wenn sich die Lagertemperatur erhöht, soll dieser Schmelzteil wegfließen und eine Öffnung der Sperre ermöglichen, wodurch dann die Bremsen in Aktion treten. Hier handelt es sich zwar um eine relativ einfache Konstruktion, wegen des großen Temperaturbereichs innerhalb der der Schmelzteil gegebenenfalls wegfließt, ist aber keinesfalls eine schnelle und genaue Schaltung möglich. Außerdem ist die Einrichtung keinesfalls betriebssicher, denn Teile des Schmelzelements können im heißen Bereich wegschmelzen, zu den Führungsflächen des nicht geschmolzenen Schmelzelements und des Zwischenstempels gelangen, dort sich wegen der Abkühlung durch den Fahrwind wieder verfestigen und somit ein Öffnen der Sperre in der kritischen Phase verhindern.

Der Temperaturwächter ist einfach im Aufbau und daher im hohen Maße betriebssicher. Er kann als Baueinheit hergestellt werden und daher leicht an jeder beliebigen Stelle eines Druckluftsystems, wo eine Temperaturüberwachung gewünscht wird, vorgesehen werden. Am wirtschaftlichsten ist die Verwendung dort, wo ein Druckiuftsystem bereits aus anderen Gründen vorhanden ist.

Bei einem Tätigwerden des Temperaturwächters wird zwar das Glasplättchen zerstört, infolge der einfachen Verschraubung und der wenigen Abstandteile, ist aber ein leichter Ersatz dieses Plättchens möglich. Vorzugsweise kann die äußerste Öffnung zur Umgebung hin mit einer Kappe versehen werden, so daß bei Anordnung mehrerer Temperaturwächter in einem System leicht die Stelle gefunden werden kann, bei der abnorme Betriebsverhältnisse vorliegen.

Hauptanwendungsgebiet ist die Temperaturüberwa-

chung bei Eisenbahnfahrzeugen, und zwar deshalb, weil hier in einfacher Weise das bereits vorhandene Bremsdruckluftsystem verwendet werden kann und ein elektrisches Netz nicht vorhanden ist. Bei Tätigwerden eines Wächters infolge eines überhitzten Lagers kann der ganze Zug automatisch und in einfacher Weise ohne zusätzliche Hilfsmittel zum Stehen gebracht werden, bevor größere Schäden an Wagen, Gleisen und Unterbau entstehen. Der Wächter kann aber auch auf allen anderen Gebieten Anwendung finden, wo ein pneumatisches oder auch ein hydraulisches System vorhanden ist.

Die Erfindung wird an Hand zweier Figuren näher erläutert

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen pneumatischen Temperaturwächter im Querschnitt;

Fig.2 zeigt den Einbau eines erfindungsgemäßen Temperaturwächters im Achslager eines Schienenfahrzeuges im Teilquerschnitt.

Der Temperaturwächter besteht aus einer Hülse 1, die mit einer Durchgangsbohrung 2 versehen ist. An einem Ende dieser Hülse 1 ist eine Verschraubung 3 für den Anschluß an ein Druckluftsystem vorgesehen. Am anderen Ende Γ der Hüise 1 ist das Plättchen 4 aus Glas angeordnet, das das Strömen der Druckluft durch die Durchgangsbohrung 2 verhindert. Die Befestigung des Glasplättchens 4 erfolgt mit einer im Querschnitt U-förmigen, mit Gewinde versehenen Büchse 5, einer Kugel 6 und einer mit Bohrung und Nuten versehenen Scheibe 7. Dabei wird die U-förmige Büchse 5 auf ein Ende Γ der Hülse 1 aufgeschraubt. Das Glasplatten*^ 4 wird dann an der Stirnseite der Hülse 1 über die Kugel 6 und die Scheibe 7 momentenfrei festgeklemmt.

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Temperaturwächters ist das Rohr 8. Letzteres ist an einem Ende mit der Hülse 1 fest verbunden, während das andere Ende der Sperrfläche 4' des Glasplättchens 4 gegenübersteht. Zwischen der Durchgangsbohrung 2 der Hülse 1 und dem Mantel des Rohres 8 befindet sich ein Zwischenraum. Dieser kann zwecks Verbesserung des Wärmeübergangs mit einer Paste gefüllt sein. Das Rohr 8 besitzt ebenfalls eine durchgehende Bohrung 9.

Die F i g. 2 zeigt den in einem Radsatzrollenlager 10 eingebauten Temperaturwächter. Dabei wird die Hülse 1 in einem Bereich angeordnet, in dem bei einer Temperaturerhöhung im Lager 11 eine Erwärmung zu erwarten ist In diesem Anwendungsfall ist dies der obere Teil des Achslagergehäuses 10. Eine axiale Fixierung in der Gehäusebohrung 10' erfolgt über die in der Hülse 1 auf beiden Seiten eingelassenen Sprengringe 15, wobei aber noch je eine elastische Kunststoffscheibe 16 dazwischen geschaltet ist. Dadurch wird eine erwünschte stoß- und nahezu spannungsfreie Befestigung erreicht.

Steigt infolge eines Versagens der Schmierung die Temperatur im Lager 11 an, so wird auch das Gehaust 10 und damit der Temperaturwächter erwärmt. In diesem Fall wird sich dann durch den größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten das Rohr 8 gegenüber der Hülse 1 stärker ausdehnen. Bei einer vorher bestimmten Temperatur ist dann der Ausdehnungsunterschied so groß, daß das Rohr 8 mit Druck auf das Glasplättchen 4 einwirkt, wodurch letzteres zerspringt. Über die Bohrungen und Nuten der Teile 5 und 7 wird eine Verbindung nach außen geschaffen. Bei entsprechender Schaltung des Druckluftsystem wird dann ein plötzlicher Abbau des Druckes eintreten, so daß die Bremsen aller Wagen in Funktion treten und der Zug zum Stillstand kommt, bevor ein Heißläufer mit evtl. großen Folgeschäden auftritt. Das Glasplättchen 4 zerbricht dabei infolge seiner Sprödheit bei einem gewissen Druck, gibt damit den Durchgang für die Druckluft nach außen frei, weswegen ein ausreichend schnelles Abfallen der Bremsdruckluft erreicht wird.

Nach Beheben des Schadens kann durch Abschrauben der U-förmigen Büchse 5 und Wegnehmen der Abstandteile 6, 7 das Glasplättchen ersetzt werden. Ein Ausbau des gesamten Wächters ist nicht nötig.

Zweckmäßigerweise kann die Büchse 5 von einer im Querschnitt ebenfalls U-förmigen Kappe 12 umgeDen werden. Letztere besitzt im Bereich ihrer öffnung eine Nut 13, in der ein O-Ring 14 eingelegt ist. Dieser bewirkt eine betriebssichere Befestigung der Kappe 12 an der Büchse 5. Im Falle eines Glasplättchenbruchs wird die Kappe 12 durch den Luftdruck weggeschleudert. Dadurch ist einerseits erkennbar, an welcher Stelle ein Defekt vorliegt, andererseits verhindert die Kappe 12 das Eindringen von Schmutz, wodurch immer gewährleistet ist, daß die Abluftbohrungen frei bleiben.

Die Herstellung des Temperaturwächters wird dadurch in einfacher und genauer Weise erreicht, daß die Hülse 1 und das Rohr 8 miteinander verbunden werden. Anschließend erfolgt eine Erhitzung bis zu einer Temperatur, die knapp unterhalb der Temperatur liegt, bei der das Glasplättchen 4 zerbrechen soll. Im Bereich des Glasplättchens werden dann die Stirnflächen der Hülse 1 und des Rohres 8 gemeinsam geschliffen. Bei der normalen Betriebstemperatur wird dann infolge des höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten das Rohr 8 immer kürzer sein als die Hülse 1. Erst wenn die gewünschte kritische Temperatur überschritten wird, wird das Glasplättchen 4 unter Druck gesetzt und bricht dann nach weiterem Temperaturanstieg.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Temperaturwächter mit einem an ein Druckluftsystem angeschlossenen Schnellschalter, bestehend aus einer mit einer Durchgangs- '> bohrung versehenen Hülse, die von einer Sperre luftdicht abgeschlossen wird, wobei sich bei einer Temperaturänderung die Sperre öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre aus einem Plättchen (4) aus sprödem Material besteht, auf dessen Sperrfläche (4) ein gegenüber der Hülse (1) aus Werkstoff mit anderem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehender, in ihr fixierter Körper (8) einwirkt, der das Sperrplättchen (4) bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur zerstört.

2. Pneumatischer Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrplättchen (4) aus Glas besteht und ihm an einem Ende ein sich in der Durchgangsbohrung (2) der Hülse (1) befindliches Rohr (8) aus Werkstoff mit gegenüber der Hülse (ί) erhöhtem Wärmeausdehnungskoffizienten gegenübersteht, wobei dieses Rohr (8) an seinem anderen Ende fest mit der Hülse (1) verbunden ist.

3. Pneumatischer Temperaturwächter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrplättchen (4) mit Hilfe einer im Querschnitt U-förmigen Büchse (5) über die Kugel (6) und die Scheibe (7) am Ende (1') der Hülse (1) befestigt ist.

4. Pneumatischer Temperaturwächter für Achslager von Eisenbahnfahrzeugen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wächter in einer Bohrung im oberen Teil des Gehäuses (10) eingebaut ist, wobei an den beiden Enden des Wächters Sprengringe (15) in der Hülse (1) vorgesehen sind, die über elastische Kunststoffscheiben (16) den Wächter im Gehäuse axial fixieren.

5. Pneumatischer Temperaturwächter nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Büchse (5) von einer im Querschnitt ebenfalls U-förmigen Kappe (12) umgeben ist, die im Bereich ihrer Öffnung eine Nut (13) besitzt, in die ein O-Ring (14) eingelegt ist.

6. Verfahren zur Herstellung des pneumatischen Temperaturwächters nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) und das Rohr (8) im Bereich der Stirnflächen, wo später das Glasplättchen (4) anliegt, gemeinsam etwa bei der kritischen Temperatur geschliffen werden.