DE9311495U1

DE9311495U1 - Reciprocating engine

Info

Publication number: DE9311495U1
Application number: DE9311495U
Authority: DE
Original assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Current assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2003-08-03

Description

HubkolbenmotorReciprocating engine

Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenmotor, insbesondere einen Dieselmotor mit einem Luftfilter in der Ansaugleitung, zu dessen Wartung eine Druckanzeige-Einrichtung in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist.The invention relates to a reciprocating piston engine, in particular a diesel engine with an air filter in the intake line, for the maintenance of which a pressure display device is connected downstream in the flow direction.

Um den richtigen Zeitpunkt für die Wartung des Luftfilters, z.B. indem dieser ausgewechselt oder gereinigt wird, erkennen zu können, ist eine optisch hervorgehobene bzw. klar ablesbare Wartungsanzeige von Vorteil. Bekannt sind zu diesem Zweck Anzeigearmaturen für das Maß des Unterdrucks in einer Meßleitung zwischen dem Luftfilter und einer Druckanzeige-Einrichtung. Derartige Armaturen sind jedoch störanfällig, d.h. im rauhen Einsatz wie bspw. bei Baumaschinen unter der Einwirkung von Verschmutzung, Vibrationen und dgl. nicht hinreichend lange funktionsfähig.In order to be able to recognize the right time for servicing the air filter, e.g. by replacing or cleaning it, a visually highlighted or clearly legible maintenance indicator is advantageous. Indicator fittings for the level of negative pressure in a measuring line between the air filter and a pressure display device are known for this purpose. However, such fittings are susceptible to failure, i.e. in rough use such as in construction machinery under the influence of dirt, vibrations and the like, they do not function for a sufficiently long time.

Demgegenüber liegt das Ziel der Erfindung darin, eine gut sichtbare und weitgehend unempfindliche Wartungsanzeige insbesondere für die eingangs genannte Anwendung zu schaffen, welche billig ist und auch nachträglich, leicht montiert werden kann.In contrast, the aim of the invention is to create a clearly visible and largely insensitive maintenance indicator, in particular for the application mentioned at the beginning, which is inexpensive and can also be easily installed later.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckanzeige-Einrichtung aus einem ganz oder teilweise elastisch verformbaren Hohlkörper besteht, an dessen Außenseite eine SignalflächeThis object is achieved according to the invention in that the pressure display device consists of a completely or partially elastically deformable hollow body, on the outside of which a signal surface

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vorgesehen ist, die sich mit Erreichen eines bestimmten Unterdrucks im Inneren des Hohlkörpers entsprechend dessen Verformung verkleinert, bis sie vollständig oder nahezu vollständig verschwindet.is provided which, when a certain negative pressure is reached inside the hollow body, reduces in accordance with its deformation until it disappears completely or almost completely.

Eine besonders einfache Möglichkeit der Verwirklichung dieses Lösungsgedankens besteht darin, einen handelsüblichen Gummibalg zu verwenden, wie er bspw. als Staub- und Feuchtigkeitsschutz für elektrische Schaltknöpfe angeboten wird. Derartige Gummibälge sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und besitzen Einschnürungen, die deren Zusammenfalten ermöglichen. Entsteht im Inneren eines derartigen Gummibalgs ein Unterdruck, so faltet er in Axialrichtung zusammen, d.h. er verkürzt sich in diese Richtung. Die eingefalteten und nach dem Verkürzen nicht mehr sichtbaren Flächen eignen sich besonders gut als Signalflächen. Geht man davon aus, daß sich eine derartige Signalfläche von der übrigen Oberfläche des Gummibalgs optisch abhebt, z.B. durch eine besonders auffällige Farbgebung, so läßt sich der Erfindungsgedanke erkennbar einfach verwirklichen. Für die richtige Wahl des Gummibalgs ist zu beachten, daß das Einfalten erst ab einem bestimmten Unterdruck einsetzen sollte, z.B. bei 200 mm Wassersäule (WS) oder aber je nach Motortyp oder in Anpassung an das jeweilige Luftfilter auch bei noch niedrigeren Werten, z.B. erst bei -700 mm WS. Das Einfalten, welches eine Verkleinerung der Signalfläche bedeutet, schreitet fort mitA particularly simple way of implementing this solution is to use a commercially available rubber bellows, such as those offered as dust and moisture protection for electrical switch buttons. Such rubber bellows are essentially cylindrical and have constrictions that allow them to be folded up. If a negative pressure develops inside such a rubber bellows, it folds up in the axial direction, i.e. it shortens in this direction. The folded surfaces, which are no longer visible after shortening, are particularly suitable as signal surfaces. If one assumes that such a signal surface stands out visually from the rest of the surface of the rubber bellows, e.g. through a particularly striking color, the inventive concept can be realized clearly and easily. To choose the right rubber bellows, it is important to note that folding should only begin at a certain negative pressure, e.g. at 200 mm water column (WS) or, depending on the engine type or in adaptation to the respective air filter, at even lower values, e.g. only at -700 mm WS. Folding, which means a reduction in the signal area, progresses with

zunehmendem Verschmutzungsgrad des Luftfilters. Spätestens wenn die gesamte Signalfläche bei entsprechender Verkürzung des Gummibalgs eingefaltet ist, also nicht mehr sichtbar ist, ist eine Wartungsmaßnahme erforderlich, die entweder einen Austausch oder eine Reinigung des Luftfiltereinsatzes bedeutet.increasing degree of contamination of the air filter. At the latest when the entire signal surface is folded in due to the corresponding shortening of the rubber bellows, i.e. is no longer visible, a maintenance measure is required, which means either replacing or cleaning the air filter insert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen der Druckmeßstelle und dem Hohlkörper ein geglätteter Verlauf des Unterdrucks verwirklicht ist, d.h. wenn Unterdruckspitzen praktisch vermieden werden. Dies läßt sich bspw. erreichen durch ein der Druckmeßstelle vorgeschaltetes Rückschlagventil, welches bewirkt, daß die Unterdruckwerte der Luftströmung erst die gewählte Vorspannung des Rückschlagventils überwinden müssen, bevor sie angezeigt werden können. Dadurch ergeben sich stets deutliche Signalwerte, auf welche der Hohlkörper mit einer eindeutigen Kontraktion reagieren kann, und zwar auch dann, wenn der Luftstrom, wie bspw. beim Einzylinder-Dieselmotor, starken Pulsationen unterworfen ist. Das Rückschlagventil läßt gewissermaßen nur die Unterdruckspitzen durch, so daß eine eindeutige Wartungsanzeige, nämlich bei Verschwinden der Signalfläche, gewährleistet und ein rechtzeitiger verbrauchsgerechter Austausch des Filtereinsatzes möglich ist.It is particularly advantageous if a smoothed negative pressure curve is achieved between the pressure measuring point and the hollow body, i.e. if negative pressure peaks are practically avoided. This can be achieved, for example, by a check valve connected upstream of the pressure measuring point, which means that the negative pressure values of the air flow must first overcome the selected preload of the check valve before they can be displayed. This always results in clear signal values to which the hollow body can react with a clear contraction, even when the air flow is subject to strong pulsations, as is the case with a single-cylinder diesel engine, for example. The check valve only lets the negative pressure peaks through, so that a clear maintenance indication is guaranteed, namely when the signal area disappears, and a timely replacement of the filter insert in accordance with usage is possible.

Der erfindungsgemäße Hohlkörper kann alternativ entweder nahe der Druck-Meßstelle, also unmittelbarThe hollow body according to the invention can alternatively be positioned either close to the pressure measuring point, i.e. directly

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am Gehäuse des Luftfilters angeschlossen sein; er kann auch am Ende einer am Gehäuse des Luftfilters angeschlossenen Meßleitung sitzen.be connected to the housing of the air filter; it can also be located at the end of a measuring line connected to the housing of the air filter.

Der Hohlkörper kann spontan bei Erreichen eines bestimmten Unterdrucks reagieren, d.h. sich schlagartig verformen, derart, daß die Signalfläche plötzlich verschwindet. Dies hängt im wesentlichen von der Dimensionierung der Wandstärke des Gummibalgs ab. Denkbar ist aber auch, daß sich der Hohlkörper ab Erreichen eines bestimmten Unterdrucks mit dessen Anwachsen zunehmend verformt, so daß sich die Signalfläche allmählich verkleinert. Dies gibt dem Wartungspersonal eine rechtzeitige Orientierung für die bevorstehende Wartung des Luftfilters.The hollow body can react spontaneously when a certain negative pressure is reached, i.e. it can suddenly deform so that the signal area suddenly disappears. This depends essentially on the dimensioning of the wall thickness of the rubber bellows. However, it is also conceivable that the hollow body increasingly deforms as the negative pressure increases, so that the signal area gradually decreases. This gives the maintenance staff timely guidance for the upcoming maintenance of the air filter.

Zweckmäßigerweise ist die Signalfläche so zu wählen, daß sie eine eindeutige Wartungsanzeige gewährleistet; zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn sich die Signalfläche farblich und/oder hinsichtlich ihrer Form vom Hohlkörper abhebt. Zu diesem Zweck eignen sich elastische Bälge, die im wesentlichen von zylindrischer Form und mit wenigstens einer Einschnürung versehen sind, deren Innenfläche eine ringförmige Signalfläche bildet und bei verkürztem Balg einfaltet, so daß die Signalfläche unsichtbar wird. Dabei kann die Signalfläche als einfacher Anstrich der Innenfläche ausgebildet sein; sie kann aber auch durch Auf-The signal surface should be chosen so that it ensures a clear maintenance indication; for this purpose it is advantageous if the signal surface stands out from the hollow body in terms of color and/or shape. Elastic bellows are suitable for this purpose, which are essentially cylindrical in shape and have at least one constriction, the inner surface of which forms a ring-shaped signal surface and folds in when the bellows are shortened so that the signal surface becomes invisible. The signal surface can be designed as a simple coating on the inner surface; however, it can also be created by applying

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kleben eines ringförmigen Signalbands auf der Innenfläche oder auf andere Weise erzeugt sein.gluing a ring-shaped signal band on the inner surface or in another way.

Zur Befestigung des Hohlkörpers ist vorzugsweise vorgesehen, daß dieser dichtend auf einem Anschlußstück sitzt, welches einen axial durchbohrten Zapfen für den Anschluß an die Meßleitung aufweist.To secure the hollow body, it is preferably provided that it sits sealingly on a connector piece which has an axially drilled pin for connection to the measuring line.

Die vorliegende Erfindung umfaßt sowohl Hubkolbenmotore mit einer Wartungsanzeige der oben erläuterten Art als auch eine Wartungsanzeige als solche für pulsierende Gasströme, insbesondere in der Luft-Ansaugleitungleitung bei Verbrennungsmotoren; bei derartigen Wartungsanzeigen ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zum Anzeigen des Unterdrucks nach dem Luftfilter ein elastisch verkleinerbarer Hohlkörper dient, mit dessen Verformung eine Anzeige-Einrichtung betätigt wird. Der Hohlkörper ist dabei bevorzugt als einfaltbarer Balg ausgebildet, dessen einfaltbaren Flächen wenigstens teilweise optisch verdeutlich sind und mit steigendem Unterdruck zunehmend einfalten, bis sie schließlich optisch verschwinden.The present invention includes both reciprocating piston engines with a maintenance indicator of the type explained above and a maintenance indicator as such for pulsating gas flows, in particular in the air intake line in internal combustion engines; in the case of such maintenance indicators, the invention provides that an elastically shrinkable hollow body is used to indicate the negative pressure after the air filter, the deformation of which actuates a display device. The hollow body is preferably designed as a foldable bellows, the foldable surfaces of which are at least partially optically clear and fold increasingly as the negative pressure increases until they finally disappear optically.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtIn the following, an embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Luftfilters an einem Einzylinder-Dieselmotor mit einer Wartungsanzeige undFig. 1 a schematic representation of an air filter on a single-cylinder diesel engine with a maintenance indicator and

Fig. 2 ein Detail D zu Fig. 1.Fig. 2 is a detail D of Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Luftfilter 1 an einem Einzylinder-Dieselmotor 2, welcher über eine Ansaugleitung 3 mit dem Luftfilter 1 verbunden ist. Der Luftfilter 1 besteht aus einem Filtergehäuse 4 mit einer Zuluftleitung 5 und einem abnehmbaren Deckel 6 für den Austausch des verschmutzten Filtereinsatzes 7, dargestellt in Form eines ringförmigen Trockenluftfiltereinsatzes. Die Pfeile geben die Strömungsrichtungen in den einzelnen Leitungen an, wobei auch noch die Abgasleitung 8 vom Zylinder 9 des Motors 2 gezeichnet ist. Auch das Einlaßventil 10 und das Auslaßventil 11 sind schematisch dargestellt. Mit dem Filtergehäuse 4 ist eine Meßleitung 12 verbunden, die zu einer Druckanzeige-Einrichtung in Form eines Hohlkörpers 13 führt. Eine Beipaßleitung 14 gewährleistet bei einem Austausch des Filtereinsatzes 7 das Belüften der Meßleitung 12. Während des Motorbetriebs bzw. solange sich der Filtereinsatz an seinem Platz im Filtergehäuse befindet, ist die Beipaßleitung 14 durch den Filtereinsatz selbst verschlossen, z.B. indem der Filtereinsatz 7 in Höhe der Anschlußstelle der Beipaßleitung eine Dichtringfläche 15 aufweist. Zum Glätten von Druckspitzen ist ein Rückschlagventil in Form eines Silikonplättchens 16 vorgesehen, welches im Inneren des Filtergehäuses 4 vor der Mündung der Meßleitung 12 mit Schrauben 17 beweglich befestigt ist. Infolge der Luftpulsationen im Inneren des Filtergehäuses, welche sich bei einem Einzylinder-Dieselmotor besonders deutlichFig. 1 shows an air filter 1 on a single-cylinder diesel engine 2, which is connected to the air filter 1 via an intake line 3. The air filter 1 consists of a filter housing 4 with an air supply line 5 and a removable cover 6 for replacing the dirty filter insert 7, shown in the form of a ring-shaped dry air filter insert. The arrows indicate the flow directions in the individual lines, with the exhaust line 8 from the cylinder 9 of the engine 2 also being shown. The inlet valve 10 and the outlet valve 11 are also shown schematically. A measuring line 12 is connected to the filter housing 4, which leads to a pressure display device in the form of a hollow body 13. A bypass line 14 ensures that the measuring line 12 is ventilated when the filter insert 7 is replaced. During engine operation or as long as the filter insert is in place in the filter housing, the bypass line 14 is closed by the filter insert itself, e.g. by the filter insert 7 having a sealing ring surface 15 at the level of the connection point of the bypass line. To smooth out pressure peaks, a check valve in the form of a silicon plate 16 is provided, which is movably attached inside the filter housing 4 in front of the opening of the measuring line 12 with screws 17. As a result of the air pulsations inside the filter housing, which are particularly noticeable in a single-cylinder diesel engine,

auswirken, wird das Plättchen 16 im Betrieb durch die auftretenden Unterdruckspitzen von der Mündung der Meßleitung 12 geringfügig abgehoben, so daß erst der hierfür verantwortliche Wert des Unterdrucks durch Verkürzung des Hohlkörpers 13 angezeigt wird. Das Plättchen 16 bewirkt also, daß die Unterdruckspitzen in einem geglätteten Signalwert umgewandelt werden, welcher durch die Veränderung der Signalfläche 18 des Hohlkörpers 13 angezeigt wird. In der Meßleitung kann dabei ein Unterdruck von -200 mm WS herrschen; mit zunehmendem Unterdruck zieht sich der Hohlkörper 13 zusammen, bis die Signalfläche 18, z.B. bei einem Unterdruckwert von -350 mm WS unsichtbar wird. Sobald dies der Fall ist, muß eine Wartungsmaßnahme durchgeführt werden, z.B. indem der Filtereinsatz 7 ausgetauscht wird. Bei dieser Gelegenheit wird durch die Beipaßleitung 14 sichergestellt, daß die Meßleitung 12 belüftet wird, so daß der Hohlkörper 13 wieder seine ursprüngliche Form mit sichtbarer Signalfläche 18 einnimmt.the plate 16 is slightly lifted from the mouth of the measuring line 12 during operation by the negative pressure peaks that occur, so that the negative pressure value responsible for this is only displayed by shortening the hollow body 13. The plate 16 therefore causes the negative pressure peaks to be converted into a smoothed signal value, which is displayed by changing the signal surface 18 of the hollow body 13. A negative pressure of -200 mm WS can prevail in the measuring line; as the negative pressure increases, the hollow body 13 contracts until the signal surface 18 becomes invisible, e.g. at a negative pressure value of -350 mm WS. As soon as this is the case, maintenance must be carried out, e.g. by replacing the filter insert 7. At this point, the bypass line 14 ensures that the measuring line 12 is ventilated so that the hollow body 13 returns to its original shape with a visible signal surface 18.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den Hohlkörper 13, in der linken Schnitthälfte ausgestreckt und in der rechten Schnitthälfte maximal verkürzt. Der Hohlkörper 13 besitzt eine Einschnürung 19, auf welcher eine Signalfläche 18 aufgebracht ist. Mit zunehmendem Unterdruck im Inneren des Hohlkörpers 13 faltet ein über die ringförmige Signalfläche 18 radial vorspringender Konus 20 der die Einschnürung 19 bildenden Innenfläche zunehmend ein, bis er dieFig. 2 shows an enlarged view of the hollow body 13, stretched out in the left half of the section and maximally shortened in the right half of the section. The hollow body 13 has a constriction 19, on which a signal surface 18 is applied. With increasing negative pressure inside the hollow body 13, a cone 20 projecting radially over the annular signal surface 18 of the inner surface forming the constriction 19 folds in increasingly until it reaches the

ringförmige Signalfläche 18, wie in der rechten Hälfte von Fig. 2 dargestellt, vollkommen abdeckt.completely covers the annular signal area 18, as shown in the right half of Fig. 2.

Der Hohlkörper 13 sitzt mit seinem Bund 21 dichtend auf einem Anschlußstück 22, welches einen axial durchbohrten Zapfen 23 für den Anschluß an die Meßleitung 12 aufweist. Zwischen dem Zapfen 23 und dem Hohlkörper 13 ist das Anschlußstück 22 mittels einer dieses elastisch umfassenden Schelle 24 fixiert.The hollow body 13 sits with its collar 21 sealingly on a connecting piece 22, which has an axially drilled pin 23 for connection to the measuring line 12. The connecting piece 22 is fixed between the pin 23 and the hollow body 13 by means of a clamp 24 that elastically surrounds it.

Claims

Expectations

1. Reciprocating piston engine, in particular diesel engine (2), with an air filter (1) in the intake line (3), for the maintenance of which a pressure indicator device is connected downstream in the direction of flow ,

characterized,

that the pressure display device consists of a completely or partially elastically deformable hollow body (13), on the outside of which a signal surface (18) is provided, which, when a certain negative pressure is reached inside the hollow body, decreases in size in accordance with its deformation until it disappears completely or almost completely.

2. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in

that the hollow body (13) is connected directly to the housing of the air filter (1) near the pressure measuring point.

3. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in

that the hollow body (13) is located at the end of a measuring line (12) connected to the housing of the air filter (1).

4. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in

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that the hollow body (13) deforms suddenly when a certain negative pressure is reached, such that the signal surface (18) suddenly disappears.

5. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in that the hollow body (13) deforms increasingly as a certain negative pressure is reached, so that the signal surface (18) gradually decreases in size.

6. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in that the signal surface (18) stands out from the hollow body (13) in terms of color and/or shape.

7. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in that the hollow body (13) is designed as a foldable bellows made of rubber-elastic material.

8. Reciprocating piston engine according to claim 7, characterized in that the bellows is essentially cylindrical in shape and is provided with at least one constriction (19), the inner surface of which forms an annular signal surface (18) and folds in when the bellows is shortened, so that the signal surface (18) becomes invisible.

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9. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in that the hollow body (13) is seated in a sealing manner on a connecting piece (22) which has an axially drilled pin (23) for connection to the measuring line (12).

10. Maintenance indicator for pulsating gas flows, in particular in the air intake line in internal combustion engines, characterized in that an elastically reducible hollow body (13) is provided to indicate the negative pressure after the air filter, the deformation of which actuates an indicator device.

11. Maintenance indicator according to claim 10, characterized in that the hollow body (13) is designed as a foldable bellows, whose foldable surfaces are at least partially optically clarified and fold increasingly with increasing negative pressure.