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Sicherheitsvorrichtung für Brennkraftmaschinen D-ie Erfindung betrifft
eine Sicherheitsvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren
zum Antrieb von Grubenlokomotiven, bei der zur Löschung der Funken im Auspuff Wasser
mittels einer Druckpumpe in die Auspuffleitung eingespritzt und bei Ausbleiben des
Einspritzwassers die Maschine selbsttätig abgestellt wird.
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Es ist bekannt, bei diesen Motoren beim Aufhören der Wasserzufuhr
zur Einspritzeinrichtung dieselben durch einen Schwimmer oder eine ähnliche . Einrichtung
abzustellen. Es ist weiterhin bekannt, auf Übertemperatur im Auspuffrohr ansprechende
Organe vorzusehen, die bei einer unzulässigen Temperatursteigerung die Maschine
durch Abstellen des Brennstoffes zum Stehen bringen. Diese Einrichtungen besitzen
aber noch verschiedene Nachteile. Die Schwimmereinrichtung stellt die Maschine nur
ab bei ausbleibendem Einspritzwasser, ,aber nicht, wenn die Einspritzleitung oder
die Einspritzdüse verstopft ist. Ebenso erfolgt keine Abstellung bei Verwendung
einer Kolbenpumpe als Einspritzpumpe, wenn das Saugventil infolge dazwischengetretener
fester Körper nicht schlioßt. Die temperaturempfindlichen Organe haben den Nachteil,
daß sie erst auf eine Temperaturerhöhung ansprechen. Diese Temperaturerhöhung, die
nicht zu klein gewählt werden darf, um das normale Fahren der Lokomotive nicht zu
unsicher zu gestalten, ist im Grubenbetrieb äußerst unerwünscht. Außerdem hat die
einzig dauerbetriebssichere Ausführung einer solchen Einrichtung mittels Schmelzpfropfens
den Nachteil, daß im Auslösungsfalle nach Anhalten der Maschine auf freier Strecke
ein neuer Schmelzpfropfen eingebaut werden muß, ein Nachteil, welcher unterUmständen
dazu verleitet, die Sicherungseinrichtung kurzzuschließen und ohne Inanspruchnahme
derselben weiterzufahren.
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Ein weiterer Vorschlag geht dahin, den Auspuff der Brennkraftm.aschine
zwecks Kühlung durch eine Wasservorlage zu leiten. Der durch das Wasser hindurchtretende
Auspuff verunreinigt das Wasser sehr. Es bildet sich nach kurzer Betriebsdauer eine
schmutzige, zäh klebrige Brühe, die die ganze Vorlage mit Schaum füllt. Infolgedessen
ist die überwachung des Wasserstandes in der Vorlage schwierig. Hierzu dient eine
Pumpe, die die Waschflüssigkeit .aus der Vorlage unterhalb . des Normalstandes absaugt
und sie dem Behälter wieder zuführt. Beim Sinken des Flüssigkeitsspiegels in der
Vorlage unterhalb der
Absaughöhe wird der Flüssigkeitskreislauf
unterbrochen. Gleichzeitig wird eine an der Lokomotive angebrachte akustische, optische
oder ähnliche Anzeigevorrichtung ausgelöst, die dem Bedienungspersonal den Wassermangel
der Anlage bekanntgibt. Diese Einrichtung ist deshalb unzuverlässig, weil sich das
Wasser in der Vorlage mit schwefliger Säure anreichert, welche die in den Flüssigkeitskreislauf
eingeschaltete Pumpe sowie die notwendigen Rückschlagventile zerstört.
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Demgegenüber ist die Sicherungseinrichtung nach der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß sowohl ein zu niedriger als auch ein zu hoher Druck des Einspritzwassers
in der Einspritzleitung die Abstellung der Maschine mittels eines druckempfindlichen
Organs bewirkt. Ein zu geringer Druck in der Einspritzleitung kann entstehen durch
Nichtschließen des Saugventils der Pumpe infolge Verschmutzung. Ein zu hoher Druck
kann entstehen durch Verstopfen der Einspritzdüse oder der Einspritzleitung.
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Die Abstellvorrichtung spricht also auf Unterdruck und überdruck in
der Einspritzleitung an. Beim Anlassen würde also, da in der Einspritzleitung noch
kein Druck vorhanden ist, der Brennstoff abgestellt sein. Dieser Umstand ließe sich
beispielsweise durch Vorsehen einer kleinen Brennstoffmenge, die gerade zum Anlassen
ausreicht, in einem Raum zwischen Abstellvorrichtung und Brennstoffeinspritzpumpe
unschädlich machen. Um Zufälligkeiten auszuschließen, wird aber in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung vorgeschlagen, daß beim Anlassen die selbsttätige Abstellung des Brennstoffes
selbsttätig durch eine Feder oder durch Gewichtsbelastung entgegen einer drehzahlabhängigen
Einrichtung außer Wirkung gesetzt wird. Die drehzahlabhängige Einrichtung kann beispielsweise
ein vom Schmieröldruck der Maschine beaufschlagter Kolben darstellen oder auch direkt
vom Regler der Maschine abgeleitet sein.
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Eine andere Maßnahme zur Ermöglichung des ungestörten Anlassens ist
dadurch gegeben, daß sowohl bei ausbleibendem wie auch bei zu hohem Druck in der
Wassereinspritzleitung der Schmieröldruck der Maschine in eine Abstellvorrichtung
zum Abstellen der Brennstoffpumpe freigegeben wird. Da beim Anlassen noch kein Schmieröldruck
vorhanden ist, kann derselbe auch nicht die Brennstoffpumpe abstellen.
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In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. In Abb. i sowohl wie in Abb. 4 ist je ein Motor mit den zur Sicherung
der Wassereinspritzung notwendigen Hilfsgeräten schematisch dargestellt. In das
an den Motor i angeschlossene Auspuffrohr 2 ragt die Wassereinspritzdüse 3 hinein.
Dieselbe steht über die Leitung 7, eine Wasserförderpumpe 6 und eine Leitung 5 mit
dem Wasservorratsbehälter 4 in Verbindung. Für das Abstellen des Motors, sowohl
bei zu niedrigem wie bei zu hohem Druck in der Einspritzleitung 7, sorgt ein Zusatzgerät,
bestehend aus einem Gehäuse 16, in dessen beiden Bohrungen Steuerkolben t 9 und
2o gleiten. Diese Steuerkolben werden von Federkörpern 17 und 18 entgegen dem Druck
von Federn 24 verschoben. Der Federkörper 18 steht mit der Wassereinspritz-Leitung
7 in Verbindung, so daß die Stellung des Kolbens 2o vom Druck in der Einspritzleitung
abhängig ist. Der Federkörper 17 steht dagegen mit dem Druckstutzen der Schmierölpumpe
9 des Motors in Verbindung.
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Die in Abb. i gezeichnete Stellung der Steuerkolben entspricht derjenigen
beim Anlassen. Sowohl Schmieröldruck wie Wasserdruck sind gleich Null, infolgedessen
stehen die beiden Kolben in ihren tiefsten Stellungen. Der Brennstop tritt aus dem
Vorratsbehälter 14 durch die Leitung 15 und die Querverbindung 21 in Richtung der
eingezeichneten Pfeile in Querverbindung 22 und von dort in die zur Brennstoffpumpe
führende Leitung. Das Anlassen ist also ermöglicht.
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Die in Abb.2 gezeichnete Stellung der Steuerkolben entspricht dem
normalen Betriebszustand. Sowohl Schmieröldruck wie Wasserdruck haben sich .auf
einen normalen Stand eingestellt, die beiden Steuerkolben sind angehoben. Der vom
Schmieröldruck beeinfiußte Kolben hat den Weg für den Brennstoff versperrt, während
der vom Wasserdruck abhängige Kolben ihn freigegeben hat. Würde der Druck in der
Wassereinspritzleitung 7 durch Verstopfen der Düse zu hoch werden, so würde der
Kolben 2o nach oben gehen, wie in Abb.3 dargestellt, die Brennstoffzufuhr abstellen
und damit den Lauf der Maschine unterbrechen. Bei Absinken des Druckes in der Einspritzleitung
durch Ausgehen des Einspritzwassers oder Versagen der Pumpe würde der Kolben 2o
nach unten gehen und in gleicher Weise ein Abstellen der Maschine bewirken.
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In Abb. 4 wird der Federkörper 26 durch den in der Einspritzleitung
7 herrschenden Druck auf die gezeichnete Normalstellung ausgedehnt. Hierbei sperrt
der mit dem Federkörper 26 starr verbundene Kolbenschieber 27 die von der Schmierölpumpe
kommende Druckleitung i o von dem zur Abstellung der Brennstoffpumpe mittels der
Stoßstange 30 dienenden Federkörper 29 ab. Sinkt oder steigt dagegen der Druck in
der Wassereinspritzleitung 7, so nimmt die Endplatte des Federkörpers 26 eine der
beiden gestrichelt
-dargestellten Stellungen ein, der Kolbenschieber
27 gibt den Weg von der Leitung io zum Federkörper 29 frei, dieser wird gedehnt
und bewirkt die Abstellung der Brennstoff einspritzpumpe i i.