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Schutzvorrichtung gegen Flammenrückschläge in den Vergaser einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Vorrichtung zur Verhinderung des Flammenrückschlages
für alle möglichen Zwecke und ist besonders anwendbar an Motoren von Kraftfahrzeugen
sowie von Motorbooten und Luftfahrzeugen. Gleichzeitig betrifft die Erfindung Arbeitsteile,
welche die Vorrichtung als Schutz gegen Diebstahl des Fahrzeuges verwenden lassen.
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Es sind bereits Schutzvorrichtungen gegen Flammenrückschläge bekannt,
bei welchen Klappventile oder bewegliche Abdeckungen benutzt werden, um selbsttätig
die Verbindung zwischen dem Vergaser und der Saugleitung zu unterbrechen, wenn ein
Flammenrückschlag in die Saugleitung erfolgt.
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Diese bekannten Vorrichtungen, welche allgemein ein nach, außen gerichtetes
Ablaßventil besitzen, das den Gasen bzw. den rückschlagenden Flammen den Austritt
ins Freie gestattet, sind unzureichend, da die entzündeten Gase nicht nach außen
geführt sind und daher die Vorrichtung infolge der starken Rückdrücke die Flammen
gegen den Vergaser ziehen läßt. -Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch
vermieden,- daß zur Abführung der Flammengase ein Rohrstück mit einem dem Vergaser
abgekehrten offenen Ende in einen erweiterten Teil des Gemischrohres, und zwar bis
in die Nähe der Austrittsöffnung des erweiterten Teiles, hineinragt, das an seinem
Ende gleichachsig mit dem Saugrohr verläuft und ein Herumströmen des angesaugten
Gemisches gestattet. Das Abführungsrohrstück besitzt eine mit dem Saugrohr gleichachsige
zylindrische Bohrung, die als Führung- für einen Kolben dient, welcher mit einem
an sich bekannten Rückschlagventil geeigneter Ausbildung fest verbunden ist oder
mittels Lenkern mit einer gleichfalls bekannten, aus zwei um eine Querachse beweglichen
Klappen bestehenden Rückschlagvorrichtung gekuppelt ist.
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Bei der Schutzvorrichtung gegen Diebstahl gemäß der Erfindung ist
quer durch den Führungszylinder des mit einem Rückschlagventil geeigneter Ausbildung
verbundenen Kolbens eine zylindrische Stange hindurchgeführt, die in der Mitte einen
flachen rechteckigen Steg aufweist, der in einen Schlitz des Kolbens eingreift und
den Kolben gegen Verdrehung sichert. Die Stange ist derart axial verschiebbar, daß
sie mit ihrem zylindrischen Teil über den Kolbenschlitz gelangen und damit ein selbsttätiges
öffnen des Ventiles verhindern kann. Normalerweise ist die Stange durch ein Kabel
entgegen der Wirkung einer Feder festgehalten und gleitet in dem rohrförmig ausgebildeten
Kolben eine unter Federwirkung stehende Kappe, die sich normalerweise gegen die
Unterseite des gegenüber
dem zylindrischen Teil der Stange heraustretenden
Steges abstützt, bei Verschiebung der Stange aber infolge Kabelbruches sich hinter
die Schulter des Steges legt und ein Zurückschieben der Stange verhindert.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise Ausführungsformen an
sich bekannter Einrichtungen sowie des Gegenstandes der Erfindung.
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Abb. i zeigt im Axialschnitt eine an sich bekannte Einrichtung mit
beweglichen Klappen, welche jedoch mit Sperreinrichtungen versehen ist, die bei
der Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden können.
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Abb. 2 zeigt im Schnitt und Draufsicht eine Ausführung nach Abb. i,
die jedoch mit einer ferngesteuerten Verriegelungseinrichtung versehen ist. .
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Abb. i.
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Abb. 4 ist eine abgeänderte Ausführung der Einrichtung nach Abb. i
und 2, Abb: 5 ein teilweiser Schnitt der Befestigungsorgane der Vorrichtung auf
einem Motor.
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Abb. 6, 7, 8 und 9 zeigen Axialschnitte weiterer Ausführungen.
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Abb. io ist ein axialer Schnitt einer Einzelheit, Abb. ii ein gleicher
Schnitt einer Sicherung, Abb. 12 der Schnitt einer Befestigungseinrichtung.
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Abb. 13 und 14 zeigen Axialschnitte anderer Ausführungen gemäß der
Erfindung. Abb: 15 veranschaulicht den Schnitt einer als Diebstahlschutz ausgebildeten
Vorrichtung, die vom Beschleuniger gesteuert wird, Abb.16 den entsprechenden Querschnitt
nach Abb. 15, Abb.17 den waagerechten Schnitt nach Abb. 16.
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Abb. 18, i9 und 2o zeigen Einzelheiten der Wirkungsweise und Abb.2i
den Axialschnitt einer weiteren Ausführung gemäß der Erfindung.
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Die in ihrem Grundgedanken an sich bekannte Vorrichtung gemäß Abb.
i dient dazu, um das Zurückschlagen der Flamme zu verhüten und gleichzeitig den
Diebstahl des Fahrzeuges durch Anlassen des Motors zu verhindern. Die Vorrichtung
enthält ein Gehäuse i, welches ent@veder einen Teil des Vergasergehäuses bildet
oder aber unabhängig ausgebaut ist. In einigen Fällen kann das Gehäuse teilweise
oder ganz an dem Motorblock ausgebildet sein. Das Gehäuse i besitzt einen Kanal
2, welcher einen Teil des Saugkanals bildet und innerhalb dessen um eine gemeinsame
Welle 3 zwei diametral zueinander angeordnete Klappen 4 und 5 drehbar gelagert sind,
welche sich gegen einen Sitz 6 legen, der durch den oberen Rand des Saugkanals :2
gebildet ist. Eine weitere Anordnung ist in strichpunktierten Linien in Abb. i dargestellt,
bei welcher die Klappen 4" 5a um eine gemeinsame Welle 3" verschwenkbar angeordnet
sind, welch letztere Welle senkrecht zu der Welle 3 verläuft. Man kann selbstverständlich
entweder die Klappen 4 und 5 allein oder aber gemeinsam die Klappen 4, 5, 4a, 5a
zur Anwendung bringen. Dieses zweite Klappenpaar 4a, 5, soll in Wirksamkeit
treten, wenn aus irgendwelchem Grunde die Klappen 4, 5 versagen sollten.
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Die Welle 3 ist in der Längsrichtung verschiebbar und trägt zu diesem
Zweck einen Splint 7, gegen welchen sich in der Verriegelungslage die Anschläge
8, 9 anlegen, die auf den Klappen 4, 5 befestigt sind. Die Klappen 4, 5 werden gemäß
Abb. 3 in ihrer unwirksamen Lage, d. h. bei welcher der Motor das Brennstoffgemisch
gemäß dem Pfeil io ansaugt, bei 4b, 5b# dadurch gehalten, daß diese Klappen der
Einwirkung von Federn i i unterliegen, die das Gewicht der Klappen ausgleichen und
sie selbsttätig in die strichpunktierte Lage bringen. Wie aus Abb. 2 ersichtlich
ist, verlaufen die Anschläge 8 und 9 nicht über die ganze Länge der Klappen, so
daß beim normalen Motorgang die Achse 3 durch Verschiebung in die Lage gelangen-
kann, bei welcher der Splint 7 in die Lage 7a gelangt, außer Eingriff mit den Anschlägen
8, 9 kommt und das freie Spiel der Klappen gestattet.
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Die Welle 3 besitzt einen spitzen Fortsatz 12, welcher in der Verriegelungslage
die Stangen 13, 14 der Ventilteller 15, 16 gegen die Wirkung der Federn 17, 18 auseinanderbringt.
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Durch eine Teildrehung der Welle 3 können Bolzen 23, 24, welche Abschrägungen
oder Einschnitte 23a, 24" aufweisen, ebenfalls verriegelt werden. Wie aus Abb. 12
hervorgeht, könnten die Bolzen 23, 24 auch durch Stifte 25, 26 verriegelt werden,
die ihrerseits von der Welle 3 festgestellt werden. In bezug auf Abb. 5 ist ferner
ersichtlich, daß ihrerseits die Welle 3 einen ebenen Ausschnitt 3k auf-,veisen könnte,
welcher gegenüber einer Ausnehmung 28a in dem Feststellungsstift 28 vorgesehen ist,
so daß in der nicht verriegelten Lage der Klappen die Stifte herausgeschoben werden
können, während dieses Herausnehmen unmöglich wird, wenn die Klappen durch den Eingriff
eines runden Teiles der Welle 3 in dem Ausschnitt 28" verriegelt sind. Das Sperren
des Stiftes 28 wird durch eine besonders ausgebildete Mutter 3o bewirkt, nachdem
man in ihrem Hohlraum einerseits und in eine Ringnut 28b, die in dem Stift 28 vorgesehen
ist,
andererseits einen gespaltenen öder zweiteiligen Ring 31 eingesetzt hat. Mit Bezug
auf Abb.4 ist ersichtlich, daß ein Gewindepfropfen 32, welcher in seiner Nabe eine
Führung für die Ventilspindel i9 bildet,- so weit eingeschraubt ist, daß er von
außen nicht abgeschraubt werden kann.
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Gemäß Abb. i wird die Welle 3 lediglich gegen eine Teildrehung durch
einen Bolzen 33 verriegelt, der in einen länglichen Einschnitt 34 in der Welle 3
unter der Wirkung einer Feder eintritt. Die Verschiebung der Welle 3 in der Längsrichtung
wird trotzdem ermöglicht, indem ein Gewindefortsatz 35 der Welle 3 in eine entsprechende
Schraubenmutter 36Q eingreift, die durch einen Schlüssel 37Q in Drehung versetzt
werden kann. Die Schraubenmutter 37, bildet gemeinsam mit dem Pfropfen 38Q
die Sicherheitsvorrichtung, welche die Verschiebung der Welle 3 unmöglich macht.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 wird die Welle 3 in der Längsrichtung
durch eine Fernsteuerung mittels des Bowdenkabels verschoben. Zu diesem Zweck steht
die Welle 3 unter dem Einfluß einer Schraubenfeder 36 und andererseits des biegsamen
Kabels 37, durch welches die Welle auf Entfernung mit einer Schraubenspindel 38
verbunden ist. Die Schraube 38 und die damit zusammenwirkenden Arbeitsteile sind
an dem Schaltbrett 39 desKraftfahrzeuges angebracht. DieSchraube, 38 wird gegen
Drehung durch einen Stift 40 gehindert, welcher in Ausschnitte 41 einer Muffe 42
eintritt, die an dem Schaltbrett 39 mittels einer mit Innengewinde versehenen Schraubenmutter
43, die ein Gehäuse für .das Ganze bildet, befestigt ist. Der Stift 40 wird in seiner
Lage durch ein Kügelchen 44 gehalten, welches unter der Einwirkung einer Feder 45
steht. Die Schraube 38 erhält ihre Längsverschiebung dadurch, daß die umdrehbare
Schraube in eine Schraubenmutter 36,
eingreift, welch letztere mittels des
herausziehbaren Schlüssels 37Q in Drehung versetzt werden kann, während ein Gewindepfropfen
38Q den Zugang von Werkzeugen zu der Schraubenmutter 36Q verwehrt.
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Es ist ersichtlich, daß in der Verriegelungslage der Klappen 4 und
5 der Stift 4o auch die Muffe 42 und das Gehäuse 43 dadurch miteinander gegen die
Drehung verriegelt, daß die beiden Stiftenden in die Schlitze 43a eintreten, welche
in dem Gehäuse 43 diametral angeordnet sind, derart, daß das Demontieren des Gehäuses
43 als Ganzes unmöglich ist.
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Es ist ferner ersichtlich, daß im Falle des Reißens des Kabels 37
die Welle 3, weil sie unter der Wirkung der Feder 36 steht, selbsttätig verschoben
wird und die Klappen 4, 5 in die Verriegelungslage bringt. Wie aus Abb.2 ersichtlich
ist, ist auch diese letztere Verriegelungslage nicht von außen zu beeinflussen,
weil die Welle 3 in dieser Lage, nachdem sie bis zum Hubende verschoben worden ist,
gegenüber dem Bolzen 23', welcher federnd in einer entsprechenden Ausnehmung des
Gehäuses i verschiebbar ist, mit dem Einschnitt 48 zu stehen kommt, in welchem der
Bolzen 23' einspringt und eine Rückverschiebung der Welle 3 sowie die Entriegelung
der Klappen 4, 5 verhindert. Um die Entriegelung zu bewirken, ist es dann erforderlich,
allerdings in längerer Arbeit, den Pfropfen ¢9 zu entschrauben und den Bolzen 23'
mittels eines Metalldrahtes zu heben, welcher in eine entsprechende Bohrung der
Welle 3 einzuführen wäre. Der Pfropfen 49 besitzt eine Nut 5o zu dessen Handhabung,
die normal durch den Mangel 37b des Kabels 37, nachdem die Vorrichtung zusammenmontiert
worden ist, verdeckt wird.
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Die verschiedenen im Vorstehenden bezeichneten konstruktiven Einzelheiten
können auf Apparate gemäß der Erfindung Anwendung finden. Diese Apparate sind genauer
durch die Abb. 6 bis 9 und 13 bis 21 dargestellt.
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In der Abb. 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, in welcher die Strömung
des Brennstoffgemisches ringförmig ist, wobei die Vorrichtung zur Verhinderung des
Flammenrückschlages teilweise durch eine ringförmige Klappe 55 gebildet ist, während
die Entleerung der Rückschlaggase nach außen durch eine mittlere Leitung 56 und
ein Auspuffventil 57 erfolgt.
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Abb. 7 zeigt eine Abänderung der vorigen, und zwar ist die Klappe
55 fortgelassen, und die Entleerung erfolgt durch die mittlere Leitung 56. Eine
solche außerordentlich einfache Einrichtung kann in gewissen Fällen genügende Sicherung
gegen den Flammenrückschlag besitzen. Es empfiehlt sich jedoch, diese Vorrichtung
gemäß Abb. 8 durch Lenkwände 6o zu ergänzen, welche gemäß einer Kegelfläche verlaufen
und den Umlauf des Gemisches beim Ansaugen nicht stören. Die Zwischenräume zwischen
diesen- Lenkwänden werden im Falle des Rückschlages zum Vergaser selbsttätig durch
Sperrwände 61 verschlossen, wodurch ein konvergierendes Rohr gebildet ist, welches
die Gase zu der mittleren Leitung 56 zwecks Entleerung führt.
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Abb. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher mit dem mittleren
Entleerungsrohr 57, Klappen 4, 5 in Zusammenwirkung kommen.
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Es ist ersichtlich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche
den Flammenrückschlag verhütet und den Diebstahl unmöglich macht, auch in Kombination.
mit Signalvorrichtungen
verwendet werden kann, die Schall-, Licht-
oder Rauchsignale entwickeln.
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Gemäß Abb. io bewirkt das Reißen des biegsamen Kabels 37 selbsttätig
die Schließung eines Stromkreises 7o, 71 mittels des Ringes 73, welcher unter der
Wirkung der Druckfeder 74 steht. Im Falle, wenn die Fernsteuervorrichtung beschädigt
oder fortgenommen wird, kann man, wie Abb. i i zeigt, Greifer 75 verwenden, welche
diese Fortnahme verhüten oder das Reißen des Kabels 37 und infolgedessen die selbsttätige
Verriegelung der Klappen 4, 5 bewirken.
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Es ist zu bemerken, daß die Vorrichtung für die Verhinderung des Flammenrückschlages
Metallsiebe 8o enthalten kann, welche die Aufgabe von üblichen Schutzschirmen übernehmen.
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Gemäß Abb. 13 sind die den Klappen 4, 5 nach Abb. i analogen Ventilklappen
81, 82, die beim normalen Gange durch den Unterdruck des Motors gehoben werden,
untereinander durch Lenker 83, 84 verbunden und an einen Kolben 85 angeschlossen,
welcher in einer entsprechenden Bohrung des Entleerungsrohres 86 verschiebbar ist.
Wenn die Vorrichtung in der waagerechten Lage angeordnet wird, so setzt die Lochung
87 das Gehäuse 88 der Vorrichtung in das Entleerungsrohr 86 derart in Verbindung,
daß die kondensierten Gase nicht in der Vorrichtung verbleiben können. In diesem
Falle wird das Auspuffventil nach abwärts gerichtet.
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Nach Abb.14 wird das Schließen der Arbeitsteile gegen den Flammenrückschlag
durch eine Klappe 89 gesichert, welche selbsttätig bewegt wird und wie dargestellt
angeordnet ist. Lochungen von sehr geringem Durchmesser 9o sind in der Klappe 89
angeordnet und ermöglichen die Entleerung der kondensierten Gase, während im Falle
des Rückschlages zum Vergaser die Stange 9i der Klappe sowie diese letztere Kompression
empfangen, wodurch die Verstopfung des Saugrohres veranlaßt wird. Die Klappe 89
kann tellerförmig, konisch, kugelförmig o. dgl. ausgebildet sein.
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Eine Vorwärmevorrichtung kann mittels einer Kammer 92 vorgesehen sein..
Im Falle des Rückschlages zum Vergaser werden die Flammen gleichzeitig durch das
Sieb 8o und die ringförmigen Wandungen 93 zerstört.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 15 enthält die Vorrichtung Arbeitsteile
gegen den Diebstahl, zu welchem Zweck das Führungsrohr 94 des Tellerventils 89 Ausschnitte
95 aufweist. Diese Ausschnitte ermöglichen, daß bei dem normalen Betrieb sich das
Tellerventil bewegt. Das Führungsrohr 94 enthält innen eine umgekehrte Schüssel
96 sowie eine Feder 98, welche das Gewicht des Tellerventils ausgleicht und dieses
in seiner Ruhelage auf den Sitz zurückführt, wodurch die Verriegelung ermöglicht
wird. Die Be-,vegung des Tellerventils 89 kann durch einen Nocken 99 begrenzt werden,
welcher kinematisch mit dem Beschleuniger in Verbindung steht. Wenn die Vorrichtung
an einem Kraftfahrzeug angebracht ist, welches mit einer Servobremse versehen ist,
so kann das Entleerungsventil ioo fortgelassen werden und die Entleerungsleitung
85 mit der Servobremse verbunden werden.
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Abb. 16 zeigt einen Querschnitt zu Abb. 17 und stellt die Lage dar,
in welcher ein Teil io2 von geringer Dicke in die Ausschnitte 95 eintreten kann.
Dieser dünne Teil io2 ist in einer Stange 103 eingeschnitten, welche im wesentlichen
zylindrisch ist, so daß durch Längsverschiebung dieser Stange, während sich das
Ventil in der untersten Lage befindet, der zylindrische Teil in eine entsprechende
Lagerfläche 104 gelangt, um das Ventil 89 in der Schließlage zu verriegeln und infolgedessen
die Vorrichtung gegen den Diebstahl wirksam zu machen. Um die Drehung der Stange
1o3 zu verhindern, trägt eine runde Scheibe io5 einen exzentrischen Zapfen io6,
wobei die Scheibe io5 außerdem gegen Drehung durch Eingriff eines Stiftes 107 in
eine Nut 1o8 gehindert wird und sich im Falle des Reißens des Kabels 1o9 in Richtung
des Pfeiles iio verschieben kann, wodurch' die Stange 103 mitbewegt wird und eine
Verriegelung in der Schließlage bewirkt. In der Tat greift, wie in der Abb. 2o gezeigt
ist, die Schüssel 96 hinter den Teil io2 ein und verhindert, daß die Stange 103
sich im Sinne der Entriegelung bewegen kann.
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Um die Vorrichtung in die Arbeitslage wieder zu versetzen, muß man
die Schraubenmutter 112 entschrauben, die Feder 113 sowie den Führungsring io5 herausnehmen
und mittels eines geeigneten Schlüssels die Welle um iSo° drehen, worauf diese Welle
in Richtung des Pfeiles 114 verschoben wird, damit der Teil io2 über die Einschnitte
95 hinweggeht. Es genügt dann, die Welle 103 in ihre zentrale Lage zurückzubringen,
nachdem man sie wieder um i8o° gedreht hat.
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Abb. 21 zeigt eine weitere Abänderung, bei welcher ein ringförmiger
gleitbarer Verschlußkörper z 15 in einem Rohr i 16 geführt wird, welches
den Brennstoff zum Motor zuführt. Der Ring i 15 steht unter der Einwirkung einer
Feder 117, welche gerade genügt, um sein Gewicht auszugleichen. Die Eintrittsöffnung
des Auspuffrohres 86 verläuft gegenüber der Öffnung 115a des Rohres 115 derart,
daß im Falle des Rückschlagens zum Vergaser infolge der Anordnung eines Flansches
115b der Verschlußkörper durch den
Druck im Sinne des Pfeiles 118
verstellt wird und sich, wie strichpunktiert gezeigt ist, in das Auspuffrohr 86
einschiebt, wodurch die Verbindung mit dem Saugrohr unterbrochen ist. Der Teil 115
könnte auch divergent verlaufen, um eine Wirbelzone zu vermeiden; ebenso' könnte
man die innere Fläche schwach konisch zu demselben Zweck ausbilden. Man könnte gleicherweise
den Verschlußkörper 115 mit der Einrichtung gemäß Abb. 14 etwa vereinigen. In diesem
Falle wird die Feder 117 entbehrlich und der Verschlußkörper 115 starr mit der Stange
91 verbunden.
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Die verschiedenen dargestellten Einrichtungen können natürlich gesondert
oder in Zusammenanordnungen benutzt werden.