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Regelvorrichtung für elektrisch angetriebene Kühlerventilatoren von
Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um die Wassertemperatur
in der Kühlanlage einer Zugölmaschine gleichbleibend zu erhalten. Die Erfindung
kann jedoch auch Anwendung bei anderen Kühlanlagen finden, bei denen Kühlmittel
gefördert wird.
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Bekanntlich werden die Kühler für Zugmaschinen mittels Ventilatoren
gekühlt, die in manchen Fällen durch einen Elektromotor von einem Hauptgenerator
elektrisch angetrieben werden. Eine bei Anwendung solcher Anlagen häufig auftretende
Schwierigkeit besteht darin, daß die gebräuchlichen Kühler im allgemeinen zu klein
sind, um das Wasser entsprechend zu kühlen. Um diese Kühlbedingungen zu ändern,
ist thermostatische Steuerung des elektrischen Ventilators, der dem Kühler Luft
zuführt, angewendet worden. Die Erfindung betrifft eine Ausbildung einer thermostatischen
Steuerung des elektrischen Kühlerventilators, durch welche das Wasser selbsttätig
auf einer im wesentlichen gleichbleibenden niedrigen Temperatur gehalten wird.
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Die Erfindung bezweckt eine möglichst einfache Bauart der thermostatischen
Regelung, und bei ihrer Durchbildung ist besonders auf eine übersichtliche Anordnung
aller Teile, geringes Gewicht, Dauerhaftigkeit und geringe Herstellungskosten Rücksicht
genommen.
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Der Zweck der Erfindung und ihre wesentlichen Merkmale gehen aus der
Zeichnung hervor, in welcher zeigen: Fig. i den Aufriß einer bevorzugten Ausführungsform
der selbsttätigen thermostatischen Regelung, die die Wassertemperatur der Kühlanlage
gleichbleibend hält, wobei zur besseren Verdeutlichung einzelne Teile im Schnitt
dargestellt sind, Fig.2 in größerem Maßstabe eine Seitenansicht des eigentlichen
thermostatischen Reglers und Fig.3 einen Schnitt der Verbindung des thermostatischen
Reglers mit dem durch Druckluft gesteuerten Schalter für den Ventilatormotor.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Vorrichtung umfaßt in ihrem allgemeinen Aufbau eine Maschine E,
deren mit C bezeichnete Kühlanlage im wesentlichen aus einer Pumpe P besteht, die
durch ein Verbindungsrohr 0 mit dem Kühlmantel W der Maschine in Verbindung steht.
Die von der Maschine E ausgehende Leitung S, der Kühler R, das Auslaßrohr O, der
Tank T und die Einlaßleitung I bilden die übrigen Teile der Kühlanlage.
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Diese Teile der Einrichtung sind die üblichen und bilden nicht den
Gegenstand der Erfindung. Diese betrifft vielmehr im besonderen die thermostatische
Regelung, um die Temperatur des Wassers in der Kühlanlage im wesentlichen gleichbleibend
zu erhalten. Die Mittel, durch die dies erreicht wird, sind im folgenden näher beschrieben.
Von
dem Verbindungsrohr oder dem Krümmer S geht von Punkt io eine Nebenleitung zu dem
überlaufpunkt i i im Tank T aus, die ein besonderes Merkmal der Erfindung bildet.
Mit F ist ein elektrischer Ventilator bezeichnet, der vorzugsweise unmittelbar hinter
dem Kühler R liegt und so angeordnet ist, daß er einen Luftstrom gegen die Kühlerrippen
richtet, wenn er arbeitet. Der Ventilator F kann seinen Strom einer geeigneten Kraftleitung
entnehmen, wie sie beispielsweise durch 37 angedeutet ist. In eine der Leitungen
von dem Ventilator zu der Kraftstromleitung ist ein Unterbrechungsschalter 13 eingeschaltet
(Fig. 3). Dieser Schalter wird durch einen Kolben 14 bewegt, der seinerseits durch
ein Ventil 15 mittels Preßluft aus dem Tank 16 beaufschlagt ist. Das Ventil 15 wird
durch den thermostatischen Regler, der im folgenden näher beschrieben wird, beeinflußt.
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Die Anordnung der oben beschriebenen Einzelteile ist derart, daß,
wenn das Wasser in der Leitung S zum Kühler R eine hohe Temperatur erreicht, der
thermostatische Regler das Ventil 15 öffnet und Preßluft nach dem Kolben 14 treten
läßt und den Schalter 13 schließt, um den Ventilator F in Tätigkeit zu setzen.
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Von den verschiedenen Einzelteilen der thermostatischen Nebenleitungs-Regelungsanordnung
sei zunächst der thermostatische Regler selbst, der in Fig. 2 dargestellt ist, beschrieben.
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Dieser Regler besteht aus einem Rohrabschnitt 2o, der von dem Auslaß
io des Krümmers S ausgeht. Von dem Rohr 2o erstreckt sich die Nebenleitung bei 21
abwärts, dann bei 22 aufwärts und steht mit dem Tank . T durch eine Reihe von Rohrstücken
23, 24, 25 und 26 in Verbindung. Das thermostatische Steuerglied ist also U-förmig
und hat parallele Arme 21, 22. Die oberen Armenden sind durch Arme 29 und
30 festgeklemmt. Der gekrümmte Teil des U-förmigen, thermostatischen Reglers
trägt einen mittels Schrauben 32 aufgeklemmten Arm 31, an dem das eine Ende einer
Stange 33 befestigt ist. Die Stange 33 führt zu einem Schwingarm 34, der das Ventil
15 bewegt, um die Preßluftleitung zwischen dem Kolben 14 und dem Tank 16 zu schließen
oder zu öffnen.
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Der thermostatische Regler kann aus beliebigem Werkstoff hergestellt
sein, besteht jedoch vorzugsweise aus einem Metall mit hohem Ausdehnungskoeffizienten,
wie z. B.
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eusilber, Messing o. dgl. Jede Temperaturänderung der durch die Nebenleitung
strömenden Flüssigkeit wirkt sich also auf das Ventil 15 aus.
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Der Kolben 14 ist ein Membrankolben und besteht aus einem Gehäuse
4o, auf dem mittels Halteschrauben 43 eine Platte 41 befestigt ist. Zwischen dem
Gehäuse und der Platte liegt eine Membran 52 in Berührung mit einem Kolben 44, der
durch die Platte 41 hindurchreicht. Das Gehäuse 4o hat einen Einlaß 51, der. zu
der Membran 52 führt und mit dem Ventil 15 durch die Leitung 55 verbunden ist. Der
Kolben 44 ist drehbar mit einem Hebelarm 13 verbunden, der an seinem einen
Ende eine Kontaktfläche 45 hat, die mit dem Endkontakt 46 einer zu der Hauptleitung
lT führenden Leitung 47 zusammenspielt, wenn der Kolben sich in seiner oberen Lage
befindet. Das andere Ende des Hebelarmes ist dauernd mit einer zweiten, zum Ventilator
F führenden Leitung 48 verbunden.
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Das Ventil 15 ist von beliebiger Bauart und hat ein Gehäuse 6o mit
einem inneren Sitz 61. Ferner hat das Gehäuse Einlaß- und Auslaßöffnungen 63 und
64, die in eine Kammer 65 münden. Der Ventilkörper 66 sitzt auf dem Ventilsitz 61
auf, wenn der Kolben 33 sich in seiner gehobenen Stellung befindet.
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Die bisher beschriebenen Vorrichtungen sollen den Motor durch die
Kühlflüssigkeit auf einer Temperatur halten, bei der er mit dem besten Wirkungsgrad
arbeitet. Bekanntlich treten jedoch zeitweise Umstände ein, bei denen die vorgesehenen
Kühlvorrichtungen nicht imstande sind, diese Temperatur aufrechtzuerhalten, so daß
der Motor sich übermäßig erhitzt. Selbst wenn dies sofort bemerkt und abgestellt
wird, kann der Motor doch schon beträchtlichen Schaden gelitten haben. Gemäß der
Erfindung sind Vorrichtungen vorgesehen, um selbsttätig die Bedienungsperson von
diesen schädlichen Betriebsbedingungen im Motor in Kenntnis zu setzen. Zu diesem
Zweck ist ein Ventil 70 vorgesehen, das in allen wesentlichen Teilen dem Ventil
61 gleicht und gleichfalls im Gehäuse 6o angeordnet ist. Ebenso wie beim Ventil
61 ragt der Ventilschaft aus der unteren Fläche des Gehäuses 6o hervor, jedoch ist
der Schaft des Ventils 70 etwas kürzer als derjenige des Ventils 61. Beide
Ventile 61 und 7o liegen über dem Hebelarm 34, der ein Paar Schrauben 71 und 72
trägt, die sich gegen die Ventilschäfte der Ventile 61 und 7o legen, um sie zu öffnen.
Durch die Schrauben 71 und 72 ist es möglich, die Ventile bei verschieden großen
Hubbewegungen des Hebelarms 34 zu bewegen.
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In dem Gehäuse 6o befindet sich ein Durchlaß 73, um die Preßluft aus
der Ventilkammer des Ventils 61 in die Ventilkammer 74 des Ventils 70 zu
führen.
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In den Zeichnungen ist eine Sicherheitsvorrichtung in Form einer Pfeife
75 dargestellt,
die mit dem Gehäuse 6o durch ein Rohr 76 in Verbindung
steht. Der Zutritt von Preßluft zu der Pfeife 75 wird durch das Ventil
70 gesteuert.
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Damit der Kolben 14 auf seinen Sitz zurückkehren kann und dadurch
die Kontakte 45 und 46 öffnet, hat das Gehäuse 6o einen Auslaß 77, der bei geschlossenem
Ventil 61 in Verbindung mit der Öffnung 64 steht. Die Öffnung 77 ist so angeordnet,
daß bei offenem Ventil 61 ein Teil dieses Ventils diese öffnung abdeckt und so ein
Austreten von Preßluft nach außen verhütet.
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Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende:
Wenn die Pumpe P arbeitet und Kühlwasser von geringer Temperatur durch den Motor
und die Kühlanlage läuft, ist der Ventilator F nicht in Tätigkeit; wenn jedoch die
Wassertemperatur unzulässig steigt, wird der thermostatische Regler, da er von Wärmeänderungen
beeinflußbar ist, durch das durch die Nebenleitung fließende Wasser verlängert,
und der Kolben 33 öffnet das Ventil 61, da der Arm 31 abwärts gezogen wird.
Durch Öffnung dieses Ventils kann Preßluft aus dem Tank 16 durch die Leitung 55
an die Unterseite der Membran 52, des Kolbens 14 gelangen. Durch Bewegung
des Kolbens I4 wird der Kolben 44 gehoben, und der Kontakt 45 kommt in Berührung
mit dem Kontakt 46 der Leitung 47. Dadurch wird der Ventilatormotor angelassen.
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Nach Abkühlung der Kühlflüssigkeit und damit des Motors E auf eine
geringe Temperatur wird das Reglerorgan 33 zusammengezogen, so daß das Ventil 61
auf seinen Sitz zurückkehrt und dadurch die Preßluftzufuhr zum Kolben 14 abschneidet.
Die zur Bewegung des Kolbens 14 benutzte Preßluft entweicht dann in die Außenluft
durch die Leitung 77. Unter gewöhnlichen Bedingungen arbeitet die Vorrichtung in
der eben beschriebenen Weise; wenn jedoch aus irgendwelchen Gründen die Temperatur
der Kühlflüssigkeit übermäßig steigt, wird durch die dadurch bedingte Verlängerung
des Reglerorgans 33 der Hebelarm 34 höher ausgeschwungen und hebt das Ventil
70 von seinem Sitz. In diesem Falle fließt Preßluft aus der Kammer 74 in
und durch das Rohr 76 zu der Sicherheitsvorrichtung, z. B. der Pfeife, und bringt
sie zum Tönen oder beeinflußt eine andere, durch Preßluft betriebene Vorrichtung,
die an das Ventil 70 angeschlossen ist.
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Einzelheiten der Ausführungsform können natürlich geändert werden,
ohne das Wesen der Erfindung zu berühren, die nicht auf ihre Anwendung für Zugmaschinen
beschränkt ist.