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Überwachungsvorrichtung für einen als Antriebsmotor dienenden Verbrennungsmotor
bei Fahrzeugen Mit einer Brennkraftmaschine als Antriebsmotor versehene Fahrzeuge
werden bekanntlich meistens von einem einzigen Führer bedient, und zwar selbst,
wenn es sich um schwere Fahrzeuge, wie z. B. Lokomotiven, handelt. Bei solchem Fahrzeugen
muß also die Brennkraftmaschine in der Regel ohne Aufsicht laufen, weil der Fahrzeugführer
seine Aufmerksamkeit in erster Linie auf die Fahrbahn zu richten hat. Um die Brennkraftmaschinewährend
der Fahrt zu kontrollieren, stehen dem Führer nur die wichtigsten Kontrollapparate,
wie z. B. Tourenzähler, Ü'ldruckmanometer; Thermometer u. dgl., zur Verfügung. Bei
solchen Fahrzeugen ist die Brennkraftmaschine häufig der Gefahr der überanstrengung
ausgesetzt, und zwar namentlich dann, wenn sie mit einem Regler versehen ist, weil
der Regler ohne Rücksicht auf die Belastung und unter allen Umständen so viel Leistung
von der Brennkraftmaschine verlangt, als nötig ist, um diejenige Drehzahl einzuhalten,
auf die der Regler eingestellt ist. Setzen nun bei einer solchen Brenukraftmaschine
ohne Wissen des Führers ein oder zwei Zylinder aus, so muß die jeweils nötige Leistung
von den in Ordnung sich befindenden Zylindern hergegeben werden. Wird nun vom Führer
Vollast verlangt, so schaltet der Regler ohne Rücksicht auf die auszusetzenden Zylinder
so lange zu, bis die verlangte Leistung hergegeben wird. Dadurch werden aber die
noch arbeitenden Zylinder unzulässig hoch überlastet und der Gefahr der Beschädigung
ausgesetzt.
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Bisher fehlte es an Mitteln, um dem Führer das Herännahen dieser Gefahr
anzuzeigen, da die bekannten, in Abhängigkeit vom Regler stehenden Leistungsanzeiger
nur die Gesamtleistung anzeigen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach der
Erfindung die als Antriebsmotor dienende Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges unter
Benutzung z. B. optischer und akustischer Signalvorrichtungen mit einer Überwachungsvorrichtung
versehen, die eine in Abhängigkeit von der Reglerbewegung die Überlastung einzelner
Zylinder der Brennkraftmaschine anzeigende Signalvorrichtung aufweist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes isst auf der Zeichnung
dargestellt.
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Abb. r zeigt schematisch die Anordnung der Regelvorrichtung.
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Abb. a ist ein Schema der im Führerstand vorgesehenen Ablesevorrichtung.
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Abb. 3 ist ein Schema des Schaltpultes im Führerstand: In Abb. r ist
die Muffe a der als Pendelregler b dargestellten Regelvorrichtung mit dem in c drehbar
gelagerten Regelgestänge d verbunden, an dessen einem Ende ein Kontaktfinger
e
angeordnet ist. Dieser Kontaietfinger e arbeitet mit- auf der Kontaktvorrichtung
f =vorgesehenen Einzelkontakten o/i, 5, 6, 7, 8, 9/io -zusarnmen; durch welche je
nach der Stellung der Reglermuffe verschiedene Stromkreise zur Einstellung der die
Belastung der Motoren in den Führerstand übertragenden Anzeigevorrichtung eingeschaltet
werden.
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- Aus dem Schema der Abb. 2 ist zu ersehen, daß der positive Pol g
einer Batterie h über einen Votschaltwiderstand i mit einem Segment k der Schleifkontaktvorrichtung
f verbunden ist, während von den EinzeJkontakten o/i, 5, 6, 7, 8, 9/iö Leitungen
x zu den einzelnen Signalen o/1, 5, 6, ;, 8, 9/1o der Anzeigevorrichtung Z gehen,
Aus der Anzeigevorrichtung kann der jeweilige Hub des Reglers @erselten werden,
der, mit der Angabe des Wattmeters verglichen, auf die Belastung der Zylinder rückschließen
läßt.
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Das linksseitige Schema der Abb.2 stellt z. B_ die Anzeigevorrichtung-
auf dem vorderen Teil eines Fahrzeugges dar, das rechtsseitige Schema von Abb. 2
diejenige auf- dem -hinteren Teil eines. Fahrzeuges. Die von den Kontakten o/ i,
5, 6, 7,: 8., 9/ i ö ausgehenden, Leitungen x führen zu den die entsprechenden Zeichen
der Anzeigevorrichtung einstellenden-Relais m, von denen die Rückleitung des Stromes
über die Leitungen n, p zum negativen Pöl q der Batterie h erfolgt. - Aus
Abb. 2 ist zu ersehen, daß der Stromkreis g, i; k, oft, x1, m,;n, p, g geschlossen
ist, so daß Günter der Wirkung des Relais m das Zeichen o/i in einem Fenster z sichtbar
wird. Dabei wird eine Feder y, die -bei geöffnetem Stromkreis die Unsichtbarmachung
der Zeichen zu bewirken hat, zusammengedrückt. -Befindet sich der Kontaktfinger
e in der in Abb. 2 strichpunktiert eingezeichneten -Stellung; so werden durch Schließen
der entsprechenden Stromkreise, wie strichpunktiert angegeben, die Zeichen 6 und
7 sichtbar gemacht.
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Nach Abb. 3 ist .das Schaltpult mit dem Fahrschalter s, _ einem Tourenzähler
t, einem Wattmeter u und einem Amperemeter v versehen, wozu noch gemäß- der
Erfindung die Anzeigevorrichtung Z kommt. Die übrigen, als zum Verständnis der Erfindung
nicht notwendig erachteten Organe des Schaltpultes sind der Einfachheit halber weggelassen.
Die Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes ist die folgende: Angenommen, als Verbrennungskraftmaschirre
werde ein sechszylindriger für eine Normallast von 150 kW gebauter Motor verwendet,
für den eine teilweise Überlastung von io °/o zugelassen sei. Damit ergibt sich
als Normalbelastung pro Zylinder eine Leistung von 25 kW. Die die Belastung der
Zylinder anzeigende Vorrichtung ist nun _ derart ausgebildet, daß z: B. bei einer
Belastung des Generators von 125 kW das Zeichen 5, bei i5o kW das -Zeichen 6 sichtbar
ist. Das Wattmeter wird also in diesem Fall i25 bzw. 150 kW zeigen. Das Amperemeter
eine entsprechende Amperezahl.
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Fällt nun z. B_: ein Zylinder aus irgendeinem Grinde aus und beträgt-
die von der Ve-rbrennungskraftmaschine aufzubringende Leistung i5o kW, so Wird die
Reglermuffe a sinken. Dadurch -legt -sich der Kontaktfinger e, der vorher den Kontakt
6 mit dem Schleifkontakt k verbunden hat, -nach unten zuerst gegen den Kontakt 7;
d. h. rieben der Zahl 6 wird im Schaltpult die Zahl 7 sichtbar. Nun weiß der Führer,
daß die Maschine überlastet ist, und -zwar, wenn -beide Zahlen sichtbar sind, in
einem zum voraus bestimmten Grad, der z. B. für eine Dauer von 5 Minuten zulässig
ist. _ Ist von - der Verbrennungskraftmaschine immer noch eine -Leistung von i -5o
kW -so- wird die'Reglermuffea noch weites= sinken, wobei_ sie außerhalb des Bereiches
des Kontaktes 6 der Kontaktvorrichtung kommt und nur noch mit dem Kontakt 7 verbunden
ist. Die Zahl 6 verschwindet, so daß nur noch- sichtba:r-_bleibteine Zahl,-die -z.
B. dem Führer . sagt; daß er - nun mit der Leistung von i5o-kW nur i Minute lang
fahren darf. _ Singet die Reälermuffe noch weiter, so daß der Kontaktfinger e z.
B. über den Kontakt 8 zu liegen kommt, so- verschwindet die Zahl 7,-dieZahl 8 wird
sichtbar, und der Führer hat z. B. gemäß den erhaltenen Anweisungen den Motor sofort
zu entlasten. -Beispiel Antriebsmaschine sei eine . sechszylindrige Verbrennungskräftmaschine,
die für die folgenden Betriebsdaten gebaut ist: .
| Umdr./Min. Ne Ne je Zyl: Wattmeter- |
| - Signal |
| kw, ' lcw - 1w |
| Leerlauf . . . . . . . . . 750- - - o 0/s |
| Vollast............ 710 150 25 150 _ 6 |
| Überlast ..... : . . .... 69o 165 27,5 =65. 6,7 |
Arbeitet nun ein Zvlinder dieser Maschine nicht, so ergeben sich
| Umdr.,'1vlin. Ne Ne je Zyl. Wattmeter Signal |
| ,w 13v 1,«' |
| A. bei Vollast 68o 150 30 150 7 |
| B. bei Überlast -- . . 67o 165 33 165 7,8 |
d. h. wenn im Fall A nur am Wattmeter die Leistung abgelesen wird, so kann der Führer
nicht erkennen, daß die in Betrieb stehenden Zvlinder bereits so weit überlastet
sind, daß er mit dieser Last gemäß Anweisung höchstens 5 -Nlintiten fahren darf.
Er weiß aber auch nicht, daß er im Fall B, wenn das Wattmeter 165 kW zeigt, die
zulässige L berlastung der einzelnen "Zylinder überschritten hat. Dies kann die
bereits angedeuteten, nachteiligen Folgen hervorrufen.
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Ist aber eine Anzeigevorrichtung vorhanden, welche die Belastung der
''erbrentituigskraftmaschine in Abhängigkeit von der Reglerbewegung in den Führerstand
überträgt. so wird der Führer im Fall A durch das Signal ? (statt 6) auf die Cberlastung
aufnierksam gemacht. Im Fall B weiß er sofort bei Erscheinen des Zeichens 7 oder
8 (statt 7), daß er die Maschine abzustellen bzw. die Leistung so weit herabzusetzen
hat, bis wieder das Normalfahrzeichen, z. B. 6, erscheint.
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Die Ausbildung bzw. Inbetriebsetzung der einzelnen Signale hängt natürlich
vom Motor und von anderen gegebenen Elementen ab. Sie kann z. B. auch in der Weise
(die in den Betriebsvorschriften niederzulegen wäre) erfolgen, daß schon bei Sichtbarwerden
des Zeichens 7 der -Motor abzustellen ist oder daß erst bei Sichtbarwerden des Zeichens
g/ro das Abstellen zu erfolgen hat. Das Zeichen o/i und die Stellung des Wattmeters
auf Null sagt, daß die Möglichkeit des Durclibrennens der Maschine vorhanden und
die Maschine daher auszuschalten ist. Wenn also ein Leistungsmesser für den Generator
(Wattmeter) vorhanden ist, so kann der Fahrzeugführer aus dem Vergleich bzw. der
daraus. zu entnehmenden Unstimmigkeit zwischen der Ablesung auf dein Wattmeter und
der Angabe auf der Anzeigevorrichtung ersehen, wie die einzelnen Zylinder der Maschine
belastet sind. Ist das Wattmeter nicht vorhanden oder zeitweise nicht brauchbar.
so geben ihm die absoluten Ziffernwerte Anhaltspunkte für eine etwa einzustellende
Belastungsänderung der Verbrennungskraftmaschine.
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Die die Belastung der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von
der Reglerbewegung in den Führerstand übertragende Anzeigevorrichtung, die insbesondere
für Fahrzeuge oder auch für ortsfeste Anlagen, die mechanische oder hydraulische
Übersetzungsgetriebe haben, große Vorteile bietet, kann natürlich auch derart ausgebildet
sein, daß der jeweilige Zustand der Maschine nicht nur stufenweise, sondern auch
fortlaufend zur Darstellung gelangt.