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Gerät zum Anzeigen der Bildung von Olnebeln u. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf Geräte zum Anzeigen von Ölnebeln u. dgl.
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Die Erfindung betrifft insbesondere Geräte zum Anzeigen von. übermäßig
konzentrierten Schmierölnebeln in Motorkurbelgehäusen, beispielsweise im Kurbelgehäuse
von Schiffsdieselmo-toren. übermäßige Ölnebelbildung, beispielsweise - infolge
heißgelaufener Lager oder überhitzter Kelbenhemden, stellt durch die Möglichkeit
von Explosionen eine Gefahrenquelle dar; es ist daher sehr erwünscht, Geräte zu
schaffen, die eine etwa auftretende Übermäßige Ölnebelbildung anzeigen, um Gegenmaßnahmen
gegen eine möglicher-weise stattfindende Explosion einleiten zu können.
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Die Erfindung schafft ein -relativ einfaches und dennoch leistungsfähiges
Gerät zum Anzeigen von Ölnebeln u. dgl., das mit einer auf dm Versagen, seiner Teile
ansprechenden eigen-en Warneinrichtung ausgestattet sein kann.
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Die Erfindung bezieht sich auf Geräte zum Anzeigen, der Bildung von
Ölnebeln u. dgl., die aus einem Gehäuse mit einem mit Öffnungen zum Durchtritt
der mit Nebel angereicherten Luft versehenen Rohr, einem Deckel bzw. einer Tür,-
durch
die dass Gehäuseinnere zugänglich wird, einer photoelektrischen
Zelle und einer elektrischen Lampe besteht, wobei die photoelektrische Zelle und
die Lampe in einem gewissen Abstand innerhalb- des Gehäuses angeordnet sind und
die Lampe auf die Zelle gerichtet ist. Erfindungsgemäß enthaltenGeräte dieserGattungMittel
zumBefestigen des Anzeigegerätes in einer Ausnehmung in einer Wa,nd. mit auf einer
Seite von der Wand abstehendem Rohr, wobei der Deckel bzw. die Tür sich an: der
Seite der Befes'tigungsmittel befindet, die außerhalb des zu überwachenden Raum-es
liegt und somit auf der dein Rohr gegenüberliegenden Seite der Wand den Zugriff
zu der Lampe und/oder der photoelektrischen Zelle ermöglicht. um einen dieser Teile
(>der beide auszutauschen, ohne das Anzeigegerät ausbauen oder auseinandernehmen
zu- müssen.
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Die Erfindung besteht auch in einem Gerät zum Anzeigen von Ölnebeln
u. dgl., das folgen-de Teile enthält: ein mit Schlitzen versehenes Rohr; ein Gehäuse;
Mittel zum Befestigen des Anzeigegerätes in einer Ausnehmung in einer Wand, wo#
.b,-i das Rohr sich auf der einen Seite und. das Gehäuse auf der anderen. Seite
der Wand befindet; eine, nahe einem Ende des Rohres angebrachte Photozelle; einen
nahe dem anderen Ende des Rohres angebrachten Lampenhalter, wobei entweder die Photozelle
oder der LampenhaIter sich innerhalb des Gehäuses befindet, und ein Rahmend gestell,
an dem die Photozelle und der Lampenhalter befestigt sind und. das durch eine Öffnung
in dem Gehäuse mit der Photozelle und dem Lampchhalter aus dem. Anzeigegerät herausgenommen
werden kann.
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Da5 Neuartige der Erfindung geht aus der im folgenden gebrachten Beschreibung
zweier beispielsweiser Ausführungsformen von Ölnebelanzeigegeräten für Kurbelgehäuse
von Schiffsdieselmotoren in Verbindung mit der Zeichnung hervor. Es zeigt Fig. i
die erste Ausführungsforrn in perspektivischer Ansicht mit aus dem Gehäuse herausgezogener
Lampen.- und Photozellenhalterung, Fig. 2 die Seitenansicht des zugehörigen Anzeigegerätes
im Schnitt, Fig. 3 das elektrische Schaltbild der zugehörigen Schalt- und
Warneinrichtung mit den Anschlüssen zum Anzeigegerät und Fig. 4 die zweite Ausführungsform
des Anzeigegerätes in ähnlicher Ansicht wie Fig. i mit der Darstellung nur der Lampen-
und Photozellenhalterung.
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Das in Fig. i und :2 dargestellte Anzeigegerät besteht aus einem Rohr
io, das an einem Ende an einem flanschartigen Befestigungsmittel ii mit einem na-ch
der anderen Seite vorsteheaden. La«mpengehäuse 1:2 befestigt ist. Der Flansch, i
i: dient zur Halterung des Anzeigegerätes in einer Ausnehmung des Kurbelgehäuses
eines Dieselmotors, derart, daß das Rohr io in, das Kurbelgehäuse hineinragt, wobei
zum Befestigen des Gerätes Stiftschrauben i i a und zum Abdichten der Stoßfuge eine
Dichtung 16 vorgesehen sind. Zweckmäßig wird das Rohr io seitlich von einer Pleuelstange
in einer durch die örtliche Nebelkonzentration bei normalem Betrieb und bei Übertemperatur
bestimmten Höhe angeordnet. Eine PtinktlichtsPiegellamPe 13, deren Mantel
durch teilweise Innenversilberung eine Reflexionsfläche abgibt, ist in dem Lampengehäuse
12 angeordnet und wirft einen Lichtstrahl durch das Rohr io auf eine am anderen
Ende des Rohres befindliche Photozelle 14. Vor der Lampe ist ein durchscheinend-es
Fenster 15 angebracht, das ein Entweichen-von Ölliebeln aus dem Kurbelgehäuse und
Eindringen in das Lampengehäusei2 verhindert. Wahlweise kann dies auch durch eine
nicht gezeichnete Linse b-ewirkt wer-den, die einen Lichtstrahl von solcher Breite
erzeugt daß die. gesamte Oberfläche der Photozelle 14 ausgeleuchtet wird.
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Die Photozelle ist vorzugsweise eine Widerstandsphotozelle, beispielsweise
Selensperrschicht-7elle, deren Leistung ohne weitere Verstärkung für die Betätigung
eines elektrischen Relais ansreichen kann. Um bei Lichtdurchlässigkeit das Eindringen
von. Ölnebel in das Gehäuse 17 zu verhindern, ist das Gehäuse an der Stirnfläche
mit einem durchscheinend-en Fenster 17 b versehen.
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Das Rohr io hat Schlitze ioa-, durch welche mit Ölnebel angereicherte
Luft in das Innere des Rohres eintreten kann, während Fremdlicht weitestgehend ausgeschlossen
ist, s& daß die Ausgangsleistung der Zelle nur von, der Abdunleelung des Lichtes
je nach der Konzentration des innerhalb des Rohrts befindlichen Nebels abhängt.
Das Rohr i o ist derart anzuordnen" daß -auf dem Rollir abgelagertes
Öl, beispielsweise durch die Triebwerksteile abgeschleuderte Ölspritzer,
von den Schlitzen, io a abläuft. Im Boden des Rohres io befinden sich (nicht gezeichnete)
Löcher, durch die etwa im Innern sich bildendes Ölkondensat abfließen kann. Treten
in bestimmten Anlagen besonders starke Ölspritzer auf, so kann einem überspül-en
des Rohres durch Verwendung von blechen begegnet werden.
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Um einen Austausch der l'hoto-zelle 14 bei Beschädigungen zu erleichtern,
ist das Gehäuse 17 der Zelle derart ausgefühl-t, daß es ohne Schwieriglizeit und
ohne das Rohr io aus dein Kurbelgehäuse ausbauen zu müssen, durch die Tür i2a des
Larnpengehäuses 12 aus dem Rohr io herausgenommen werden kann. Die Tür i2a wird
durch Flügelmuttern iS geschlossen! gehalten, wobei die zusammenstoßenden Flächen
der Tür 1:2 a, und des Gehäuses 12 mittels eines Gummiringes ig abgedichtet
werden. Um das Ausbauen des Gehäuses 17 zu erleichtern, wird vorzugsweise
ein Rahmengestell :2o, :21, :22 vorgesehen-, an dem das Gehause 17, ein Lampenhalter:23
und das vor der Lampe 13 angeordnete Fenster 15 angebracht sind. Das Fenster 15
ist in. einen king:2i eingelassen, der einen Teil des Rahmengestelles 2o, 21, .2.2
bildet. Zwei parallele Stangen #o sind mit einem Ende in dem Ring 21 befestigt und
halten das Gehäuse 17 in bestimmtem Abstand von dem Ring :2 1.
Auf
dem Umfang des Ringes 21 sind drei geschlitzte Ansätze 24 mit Abstand voneinander
angeordnet. Beim Einsetzen des Rahmengestelles 2o, 21, :2:2 in das Anzeigegerät
legt sich der Ring 21 in -eine, Ausnehmung i i b in dem Flansch i i, worauf
das Rahmengestell entgegen dem Uhrzeigersinn so gedreht wird, daß drei Bolzen:25
jeweils in, den Schlitz des entsprechenden, Ansatzes 24 einrasten und anschließend
festgezog#en werden können, um den Ring:2i und damit das ganze Rahmenge#tell unverrückbar
festzuhalten. Ein Rundschnurring 26
dient zum Abdichten des Flansches i i
gegen, den Ring 21. Das Rahmengestell enthält weiterhin drei Blechstreifen 22, die
an dem Ring 21 befestigt sind und eine Scheibe 27 mit dem Lampenha-Iter:23
tragen. Um ein Vibrieren der Lampe 13 auf Grund der vorn Motor übertragenen
Schwingungen zu verhindern, karin, der Lampenhals von einem asbestgefütterten Ring
28 umfaßt werden, der durch drei zwischen dein Ring 28 und: jeweils einem
der Blechstreifen 2.2 wirksame Federn:29 (von denen in Fig. 2 nur eine einzige dargestellt
ist) von dem Lampenhalter 2-3 weggezogen wird.
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Die elektrischen, Zuführungsdrähte zu den Klcmnlen 14a der Photozelle
sind durch eine der Stangen:2o geführt und enden in einem Stecker 3o, der beim Auswechseln
des Rahmetigestelles:2o, 2 1, 22 natürlich von der zugehörigen Steckdose
3 1 getrennt -werden muß. In dem Stecker 3o sind auch die Zuführungsleitungen,
zu dem Lampenhalter 23
angeordnet.
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Zweckmäß ig wird ein mit Photozelle und Lampe vers#ehenes Rahmengestell
im ganzen a.I.,s Ersatzteil in einem passenden Behälter vorrätig gehalten. Es brauchen
dann nur äie Schrauben, 25 gelöst zu werden, um das montierte Rahmengestell
durch die Tür i2a herauszunehmen und gegen, das Ersatzge,stell auszutauschen.
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In Verbindung mit dem Anzeigegerät wird eine Anzeige-, Schalt- undWarneinrichtung
verwendet, die dann anspricht, wenn die Abdunkelung den eingestellten Grad erreicht
hat, und die außerdem (las richtige Arbeiten des Gerätes anzeigt.
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Diese Einrichtung ist an einer geeigneten Stelle außerhalb des Dieselmotors
untergebracht und einerseits mit dem Anzeigegerät durch an den Stecker32 geführte
Leitungsdrähte und andererseits mit einer geeigneten Stromquelle- 33 (Fig.
3)
- bei Schiffsmotoren etwa einer :22o-V-Gleichstromquelle
- verbunden.
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In der Darstellung nach Fig. 3 erfolgt die Stroinzuführung
über einen zweipoligen Ausschalter,'#Wi. An beiden Polen, liegt die Punktlichtlampe
13 mit einem in, Reihe geschalteten Wicl-erstand.Ri. Der WiderstandRi dient zum
AbschwäAen der Lampenspannung, wodurch die Lebensdauer der Lampe 13 erhöht
wird. Darüber hinaus führt er den Re"laisA/4 und B14 einen Strom von etwa 12V Spannung
zu. Der Strom der Photozelle 14 fließt durch ein Relais C mit beweglicher Wicklung
und ein in Reihe dazu liegendes Amperemeter32. Zwei WiderständeR2, R3 bilden einen
Nebeaschluß der Photozelle, wobei der WiderstandR3 veränderlich ist, um da.«s Ampererneter32
auf Null einstellen zu können.
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Das Relais C ist ein Relais mit beweglicher Wicklung. Die KontakteCi
sind geschlossen, bis sich so viel Nebel gebildet hat, daß der größte Teil des ausgestrahlten
Lichtes verschluckt wird, wie im folgenden ausführlicher erklärt wird. Norma,lerweise
leiten die Kontakte C i daher den, vom Widerstand R i abgenommenen Strom
über die Kontakte B:2 an das Relais B, das dadurch angezogen gehalten wird. Eine
Anzeigelampe L:2 mit dem Zeichen »Normal« wird, über die Wechselkontakte B i und
Kontakte A i gespeist. Das Relais A14 wird anfänglich durch den Strom vom
Widerstand R i über die Kontakte B 3 erregt und über die Kontakte
A 3 gehalten.
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Erreicht die. Abdunkelung der Zelle 14 einen bestimmten Grad, so bewirkt
die daraus folgende Schwächung des durch das Relais C fließenden Stromes
das öffnen der Kontakte C i und Ab-
fallen des Relais B. D#-, durch schalten
die Kontakte B x um und geben über die Kontakte A i, B j Strom
auf die Warnlampe L r, während die LampeL2 erlischt. Über die Kontak-tcB-t,
A-1
ka,nn gleichzeitig ein A-ustisches Signa134 ausgelöst -werden. Gegebenenfalls
können noch weitere Kontakte vorgesehen werden, über die ein Stromkreis zum Betätigen
eines oder mehrerer Feuerlöscher geschlossen wird. Bei einem etwaigen Versagen der
Punktlichtlampe 13 sind die Relais AI,-t, B14 ohne Strom und ziehen infolgedessen
nicht an. Dieser Fall wird visuell angezeigt, da trotz Einschalten des Stromes weder
die Lampe L i noch die Lampe L 2 über die offenen Kontakte.,4 i Strom erhält. Das
Relais B14 fällt nur träge ab, so daß dem Relais A14 Zeit gelassen wird, bei Ausfall
des Rela;sstromes infolge Versagens der Lampe, Abschaftens der Stromquelle usw.
zuerst abzufallen und damit eine Fehlwarnung in diesen Fällen auszuschließen. Der
im Nebenschluß zur Rela,iswicklung B14 liegende Gleichrichter GL i
dient zum
Unterdrücken von Funken an; den Kontakten C i.
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Zum Verständnis der Wirkungsweise des für Dieselmotoren verwendeten
Anzeigegerätes wird vorausgeschickt, daß beim normalen Betriel> des Motors gewöhnlich
ein blauer Nebel bzw. Rauch aus an undichten Kolbenringen vorbeiströmenden
VerbrennungspTodukten vorhanden ist. Beim Heißlaufen eines Lagers oder Überhitzung
eines Kolbenhemdes bildet sich dagegen durch dampfen von Schmierblen ein weißer
Nebel, der sich im Aussehen. stark von dem normalerweise vorhandenen, blauen Rauch
unterscheidet. Ist die Konzentra-tion des weißen Nebels oberhalb der unteren. Explosionsgrenze
des betreffenden Danipfes, so kann es zu einer Explosion, kommen.
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Es wird natürlich durch die Gegenwart des blauen oder auch des weißen
Nebels innerhalb der Sonde eine gewisse Abdunkelung des auf die Photozelle einfallenden
Lichtes hervorgerufen. Bei ordnungsgemäßen Arbeiten. muß das Anzeigegerät auf eine
bestimmte Abdunkelung durch weißen
Nebel ansprechen und dabei unempfindlich
gegen die unter i#cmrmalen. Verhältnissen zu erwartende höchste Konzentration des
blauen Nebels bleiben.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform des Ölnebelanzeigegerätes wird
vorausgesetzt, daß die zu erwartende Höchstkonzentration, des blauen Nebels eine
Abdunkelung von, höchstens 5o 1/o hervorrtift.
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Dies läßt sich durch Verwendung einer 7.5-W-Punktlichtlanipe und einer
Selenzelle mit einer wirksamen Fläche von 55 inrn2 erreichen, wobei der Abstand
der Frontfläche der Projektionslampe 1,3 von der Oberfläche der Photozelle 14 etwa
450 mm beträgt. Die prozentuale Abdunkelung kann unmittelbar am Amperem-eter
32 abgelesen. werden, das einen Strom von 5oo Mikroampere bei vollem Ausschlag
anzeigt, welcher Wert selbstverständlich. einer Abdunkelung Null entspricht. Mit
abnehmendem Lampenstrom verringert sich derAusschlag. Das Instrument ist so geeicht,
daß es bei praktisch linearer Teilung den entsprechenden. Zuwachs Dein Abdunkelung
in Prozenten anzeigt. Bei Abwesenheit von Nebel, vorzugsweise jedoch bei normaler
Betriebstemperatur des Anzeigegerätes, wird der WiderstandR3 verändert, bis das
Amperemeter3:2 die Abdunkelung Null anzeigt. Wie bereits oben erklärt, sind die
verwendeten Einvelteile derart beschaff-en, daß die Höchstmei-ige etwa vorhandenen
blauen Rauches, keine Abdunkelung von. mehr als etwa, 50 1/o hervorrufen
kann. Durch. die Bildung weißen Nebels, heispielsweise infolge eines heißgelaufenen
Lagers, nimmt die Abdunkelung zu, und wenn, der durch die hewegliche Wi-cklung des
Relais C fließende Strom auf einen einer Abdunkelung von 8o bis 85 11/o entsprechenden
Wert sinkt, fällt dieses Relais ab,. Zwischen normalen Betriebsbedingungen und dem
Ansprechen der Warneinrichtungen besteht daher ein ziemlich weiter Spielraum, der
eine beträchtliche Sicherheit gegen die Möglichkeit von Fehlmeldungen auf Grund
von Erschütterungen od. dgl. bildet.
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Es bleibt zu erwähnen, daß die Nebelkonzentration selbst dann., wenn,
der vorhandene weiße Nebel für eine Abdunkelung von 85 % ausreicht, immer
noch nur etwa, 15 bis io 0/9 der der unteten Explosionsgrenze der betreffenden
Dämpfe entsprechenden Konzentration beträgt, so daß vor dem möglichen Eintreten
einer Explosion noch reichlich Zeit für Gegenmaßnahmen zur Verfügung steht.
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Zur Verdeutlichung der Wirkung ein-es, Rohres mit einem Freiraum von,
etwa 450mm Länge zwischen Photoz Ile und Lampe sei hier angeführt, daß der normalerweise
vorhandene! blaue Nebel bei Vergrößerung dieses Abstandes auf etwa 6oo mm eine Abdunkelung
bi, zu 75 11/o her-vorrufen kann. Dieser Wert bewegt sich schon nahe an,
der Anzeigegrenze, so daß der Sicherheitsfaktor zum Verhindern von. Fehlmeldungen-
in entsprechendem Maße herabgesetzt ist.
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Selbstverständlich lassen, sich die Einbauplätze von Photo-zelle-
und Lampe miteinander vertauschen. In Fig. 4 ist die HaIterung von Photozelle und
Lampe einer zweiten Ausführungsform eines Anzeigegerätes dargestellt, bei der dies
durchgeführt ist. Die üb#rigen Teile des Gerätes sind dabei die gleichen wie in
Fig. i dargestellt. Urn die Abmessungen des die Lampe aufnehmenden Rohres im Querschnitt
kleinzuhalten, ist die Punktlichtspiegellampe durch eine Hochleistungsglühfadenlaiiipe40
nach Art der in Bild-werfern verwendeten Lampen ersetzt. Gegebenenfalls kann das
Licht . durch ein Reflektorglied gebündelt werden.
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Die Lampe 40 ist in einem Gehäuse 41 untergebracht, das sich während
des Einsetzens an dem dein Flansch i i gegenüberliegenden Ende des Rohres io befindet.
Die Photozelle ist in einem an einem Teller4-4 -befestigten Gehäuse43 angeordnet.
Der Teller 44 wird durch Stangen, 45 im Abstand von dem mit dem Fenster 15 verseherien
Rincr:2i gehalten. Wie bei der ersten Ausführungsform dienen zwei Stangen 2o zum
Einhalten des Abstandes zwischen Lampen- und, Zellengehäuse, wobei die elektrischen
Leitungen. der Lampe 4o durch die Stangen 2o geführt sind.
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Diese Ausführun'-sform ist besonders in, solchen Fällen. angeb
. racht, in denen die Photozelle der zu erwartenden, Höchsttemperatur im
Kurbelgehäuse nicht ausgesetzt werden soll. Andererseits ist es normalerweise wichtig,
Kühlflüssigkeit in das Lampengehätise eintreten zu lassen, was ohne Schwierigkeiten
durch das Innere der Stangen des Rahmengestells erfolgen kann.
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Im Gegensatz zu bekannten Geräten zum Anzeigen von- Rauch spricht
das erfindungsgemäße Anzeigegerät nur auf starke Abdunkelungen. all, während die
bekannten Geläte mit sehr niedrigen Rauchkonzentrationen arbeiten und für Verwendung
in Kurbelgehäusen von Motoren völlig ungeeignet sind, da sie - von anderen
Erwägungen abgesehen - schon auf die unter normalen Betriebsbedingungen,
vorhandenen Nebelmengen ansprechen würden.
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Die Warneinrichtung des erfindungsgemäßen Anzeigegerätes gewährleistet
auch, daß durch. Versagen eines seiner Bestandteile eine Warnlarnpe oder ein akustisches
Signal ausgelöst und dadurch die Aufmerksamkeit des Maschinisten erregt wird.