DE1498476C - Mit einer Umwälzpumpe arbeitendes geschlossenes Flüssigkeitsumlaufsystem - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein mit einer Umwälzpumpe ist, z. B. ein in einem Zylinder verschiebbarer

arbeitendes geschlossenes Flüssigkeitsumlaufsystem, Kolben, dessen beide Seiten dem Druckgefälle aus-

das unter Zuhilfenahme eines Sicherheitsventils ober- gesetzt sind, das einerseits von dem den Bezugsdruck

halb von Atmosphärendruck betrieben wird. aufnehmenden Rohr und andererseits von dem Pitot-

Ein solches System liegt immer dann vor, wenn 5 Rohr übertragen wird. Hierbei ist es vorteilhaft,

eine Betriebsflüssigkeit irgendwelcher Art in einem wenn der verschiebbare Wandungsteil unter der

geschlossenen System mit Hilfe einer Umwälzpumpe Wirkung einer gegen die Seite, die von dem höheren

in Umlauf gehalten wird. Die Betriebsflüssigkeit Druck aus dem Pitot-Rohr beaufschlagt wird,

wird vielfach Wasser sein, und zwar insbesondere wirkenden Feder mit progressiver Charakteristik

Wasser als Nutzleistung übertragendes Arbeitsmittel io steht, deren Vorspannung auch einstellbar sein kann,

(z. B. bei einer Kernreaktoranlage), oder aber Kühl- Die druckempfindliche Einrichtung kann auch in

wasser, ζ. B. das Kühlwasser einer Wärmekraft- der Weise ausgestaltet sein, daß der verschiebbare

maschine, speziell einer Brennkraftmaschine. Auch Wandungsteil aus zwei voneinander durch einen Ab-

die Umwälzpumpe kann von verschiedener Art sein, stand getrennten, durch eine starre Verbindung an-

und sie kann vor allem aus einer Kreiselpumpe be- 15 einander angeschlossenen Hälften besteht, z. B. aus

stehen. zwei in einem Zylinder verschiebbaren, durch ein

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verbindungsstück miteinander verbundenen Kolben, einem Umlaufsystem dieser Art auf einfache und Dabei kann die Abnahme des Steuerimpulses an wirkungsvolle Weise in Abhängigkeit von der Stärke dem Verbindungsstück erfolgen,
des Flüssigkeitsdurchsatzes eine Betriebsgrößen- 20 An Stelle eines oder zweier Kolben kann die einstellvorrichtung zu betätigen. Diese Aufgabe stellt druckempfindliche Vorrichtung auch eine Membran sich vor allem dann, wenn bei einer Wärmekraft- oder zwei starr miteinander gekuppelte Membranen maschine die Drehzahl der Umwälzpumpe, d.h. die aufweisen. Die Wirkungsweise der Anordnung ändert Stärke des Flüssigkeitsdurchsatzes, mit der Leistungs- sich dadurch nicht, denn stets wirkt das Druckaufnahme gleichsinnig verläuft, wie das z. B. beim 25 gefälle zwischen der Saug- und der Druckseite der Kühlwasserumlaufsystem einer Brennkraftmaschine Pumpe auf den Kolben (oder die Kolben) bzw. auf in der Regel der Fall ist. die Membran (oder die Membranen) in der Weise,

Die vorstehend umrissene Aufgabe wird erfin- daß die genannten Elemente sich um so weiter aus dungsgemäß durch eine druckempfindliche Vor- ihrer Ausgangsstellung entfernen, je mehr die Drehrichtung gelöst, die von einem in bekannter Weise 30 zahl der Pumpe und der sie treibenden Maschine die an der Umwälzpumpe herrschende Druck- steigt.

differenz erfassenden Pitot-Manometer beeinflußt Die durch das Druckgefälle an der druckempfind-

wird und ihrerseits eine Betriebsgrößeneinsteil- liehen Vorrichtung erzeugte Bewegung kann zur

Vorrichtung mechanisch oder elektrisch betätigt. mechanischen Betätigung einer Betriebsmitteleinstell-

Die Erfindung zeitigt mancherlei Vorteile: 35 vorrichtung benutzt werden, z. B. einer Drossel oder

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen eines Ventils, oder auch zur Betätigung eines elek-Einrichtung besteht darin, daß sie keine zusätzliche irischen Kontakts. Im Falle einer Brennkraft-Antriebsvorrichtung erfordert und ohne weiteres an maschine wird die erfindungsgemäße Einrichtung ohnehin vorhandene Maschinenteile angebaut oder zweckmäßig die Treibstoffzufuhr oder die vom Verin diese eingebaut werden kann. 40 gaser auf gewisse Antriebsvorgänge ausgeübte

Im Falle eines Kühlsystems ist die erfindungs- Wirkung mechanisch beeinflussen oder aber über gemäße Anordnung vorteilhafterweise auch dann an- einen elektrischen Schalter ein in der Treibstoffwendbar, wenn das Kühlsystem eine thermostatisch leitung liegendes Ventil.

gesteuerte Durchflußmengenregelung aufweist, und Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die erfin-

sie kann dann zur Verfeinerung von dessen 45 dungsgemäße Vorrichtung an die Kühler bereits

Wirkungsweise dienen sowie zur Abnahme sonst vorhandener Motoren ohne Schwierigkeiten angebaut

nicht erhältlicher Steuerimpulse. werden kann und deren Wirkungsweise unbeeinflußt

Bei Brennkraftmaschinen ist es üblich, an den läßt.

Kühlern Überdruckventile anzuordnen, die im Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung

Normalbetrieb für einen erhöhten Druck im Kühler 50 werden an Hand der nachfolgenden Beschreibung

sorgen. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

bei Kühlern dieser Art anwendbar, da sie von der F i g. 1 eine schematische Ansicht einer mit einem

Differenz zwischen dem innerhalb des Kühlers und geschlossenen Kühlmittelkreislauf ausgestatteten

dem außerhalb des Kühlers herrschenden Druck Brennkraftmaschine,

unabhängig arbeitet. 55 F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine

Ist das Kühlsystem das eines Kraftwagens, so druckempfindliche, mit einem Kolben arbeitende

tritt die Unabhängigkeit vom Ventilatorluftstrom und Einrichtung,

vom Fahrtwind als weiterer Vorteil in Erscheinung. F i g. 3 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer ab-

Die Erfindung erlaubt vielerlei Ausgestaltungs- gewandelten Ausführungsform nach F i g. 2,

formen: 60 F i g. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine

Wenn die Flüssigkeit von einer Kreiselpumpe um- andere Ausführungsform für eine druckempfindliche

gewälzt wird, dann kann das den Bezugsdruck auf- Einrichtung und

nehmende Rohr des Pitot-Manometers im Ansaug- F i g. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel für eine

bereich des Laufrades und das Pitot-Rohr im Be- druckempfindliche Einrichtung gemäß F i g. 4.

reich des Laufradumfanges einmünden. 65 In den F i g. 1 und 2 ist mit 5 ein Motorblock

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung einer Brennkraftmaschine bezeichnet. Der Kühler 6

sieht vor, daß die druckempfindliche Vorrichtung besteht aus einem oberen Sammelraum 7 und einem

ein in einem Gehäuse verschiebbarer Wandungsteil unteren Sammelraum 9, zwischen denen der mit

Lamellen versehene Mittelteil 8 angeordnet ist. Der im Leerlauf zugeführten Kraftstoffs, die Leerlauf-Kühler ist über eine Zuleitung 15 und eine Ableitung düse, eine Drosselklappe od. dgl. steuert.
16 an das Kühlsystem der Maschine angeschlossen. Wenn die Kontakte 55 und 56 sich erst bei einer Am Einfüllstutzen 7 b des Kühlers ist eine Kappe 10 höheren Drehzahl der Maschine öffnen sollen, wird befestigt, in der sich ein durch eine Feder 11 be- 5 eine Stellschraube 35 Λ, die die Feder 41 auf der lastetes Überdruckventil 12 befindet. Wenn das Über- linken Seite des Kolbens 40 abstützt, tiefer eingedruckventil anspricht, kann der sich im Raum 7 schraubt, so daß der Kolben 40 bei seiner Versammelnde Dampf durch eine Auslaßleitung 13 ent- Schiebung eine größere Vorspannung der Feder 41 weichen. An der Stirnseite des Motorblocks 5 ist zu überwinden hat. Die Stellschraube 35 ist durch eine Kreiselpumpe 4 montiert, deren Laufrad 20 auf io eine Mutter 37, die auf einen flanschartigen, geeiner drehbaren Welle 3 sitzt. Die Welle 3 wird von windetragenden Ansatz am links befindlichen Zylinder Kurbelwelle 1 über einen aus der Scheibe 2 und derdeckel 31 aufgeschraubt ist, gesichert. Die Mutter dem Riemen 100 bestehenden Riementrieb ange- 37 hält dabei gleichzeitig eine Abdichtung 38.
trieben. In entsprechender Weise kann die Vorspannung Wenn die Drehzahl der Maschine zunimmt, erhöht 15 der Feder 41 vermindert werden, wenn sich die Konsich auch die Drehzahl des Pumpenlaufrades 20. Der takte 55 und 56 bereits bei einer geringeren Dreh-Druckunterschied in der Kühlflüssigkeit zwischen zahl der Maschine öffnen sollen,
der Ansaugseite und der Druckseite wird mit Hilfe Wenn sich die Kontakte 55 und 56 mit zunehmeneines Pitot-Manometers ermittelt, dessen eines Rohr der Drehzahl der Maschine schließen sollen, 22 in der Nähe der Laufradnabe endet und dessen 20 brauchen lediglich die Anschlüsse der Rohre 23 und anderes Rohr 26 mit seiner Mündung im Bereich 25 gegeneinander vertauscht zu werden,
des Außenumfangs des Laufrades 20 liegt. Die Es ist auch möglich, zu dem gleichen Zweck die in f) Rohre 22 und 26 des Pitot-Manometers sind über F i g. 3 dargestellte Kontaktanordnung vorzusehen, die Verbindungsleitungen 25 bzw. 23 an eine druck- Hierbei hält der Stößel 51 die Kontakte 64 und 65 empfindliche Einrichtung 30 angeschlossen, die 25 voneinander getrennt, wenn sich der Kolben 40 etwa später in Einzelheiten erläutert wird. in seiner Ruhestellung befindet, während der Wenn sich das Laufrad 20 der Pumpe in dem federnde Kontaktarm 66 der Verschiebung des durch den Pfeil angegebenen Drehsinn dreht, wirkt Kolbens 40 nach links bis zum Schließen der Kondas hierdurch zwischen der Saug- und Druckseite takte 64 und 65 folgen kann. In F i g. 3 ist mit 68 der Pumpe erzeugte Druckgefälle über die Rohre 30 die Anschlußklemme für den zum Kontakt 65 des Pitot-Manometers auf die druckempfindliche führenden Leiter 52 angegeben. Der zweite Leiter, Einrichtung 30, wobei die jeweils erzeugte Druck- der mit dem am Kontaktarm 54 bzw. 56 befindlichen differenz eine Funktion der Drehzahl des Laufrades Kontakt 55 bzw. 64 in Verbindung steht, ist bei 68 20 und damit der Drehzahl des Motors selbst ist. angeklemmt. In F i g. 3 ist die Verbindung zwischen Die druckempfindliche Einrichtung 30, die in 35 dem Kontakt 65 und der Anschlußklemme 67 durch Fig. 2 dargestellt ist, besteht aus einem Zylinder, eine leitende Verbindung 68 gewährleistet, die ebenin welchem ein Kolben 40 verschiebbar ist. Die auf falls bei 67 angeklemmt ist.

der linken Seite im Zylinder gebildete Kammer ist F i g. 4 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform mit dem Rohr 22 und die rechts vom Kolben 40 be- einer druckempfindlichen Vorrichtung. Hierbei ist findliche Kammer mit dem Rohr 26 verbunden. Der 40 das Rohr 22 mit der einen Seite eines aus zwei den Zylinder auf der linken Seite abschließende Hälften 70 und 71 zusammengesetzten Gehäuses verDeckel ist mit 31, der entsprechende Deckel auf der bunden, dessen Innenraum durch eine Membran 72 rechten Seite mit 32 bezeichnet. in zwei Kammern unterteilt ist. Die Membran. 72 ist Γ) Der Kolben 40 wird bei Stillstand der Maschine zwischen zwei Ringen 73 und 74 eingespannt und durch auf einander gegenüberliegenden Seiten an- 45 mit Hilfe einer Schraube 75 an diesen befestigt. Der geordnete Federn 39 und 41 etwa in seiner Mittel- Ring 74 liegt an einer Schulter 80 α eines Stößels 80 stellung gehalten. Sobald über das Rohr 25 auf die an. Der Stößel 80 ist von einer Feder 77 umgeben, rechte Kolbenseite ein höherer Druck als durch das die den Stößel 80 nach links zu verschieben sucht. Rohr 23 auf die linke Kolbenseite einwirkt, bewegt Die Spannung der Feder kann mit Hilfe einer sich der Kolben 40 nach links. Diese Bewegung wird 50 Schraube 78 reguliert werden. Die Schraube 78 ist auf eine Kolbenstange 42 übertragen. Die Kolben- in einem rohrförmigen, mit Innengewinde versehenen stange 42 ist in einem flanschartigen Ansatz am Ansatz 79 an der rechts befindlichen Gehäusehälfte Zylinderdeckel 32 geführt und bei 42 α abgedichtet. 70 drehbar. Der Stößel 80 ist durch die Schraube In Normalstellung liegt das Ende 42 b der Kolben- 78 nach außen geführt und mit Hilfe einer Dichtung stange 42 an einem Kontaktarm 51 an, der hierbei 55 101 abgedichtet.

mit seinem Kontakt 55 an einem Gegenkontakt 56 Zwischen der linken Gehäusehälfte 71 und der Berührung hat. Der Gegenkontakt 56 ist an einem Membran ist eine weitere Feder 76 angeordnet, die, isolierten Halter 57 befestigt und mit einem Leiter zusammen mit der Feder 77, die Membran in druck-52 verbunden. losem Zustand etwa in ihrer Mittelstellung im GeWenn die Drehzahl der Maschine einen bestimm- 60 häuse 70, 71 hält. Die Membran ist an ihrem ten Wert überschreitet, wird der Kolben 40 unter Außenumfang zwischen den Gehäusehälften 70 und der Wirkung der über die Rohre 23 und 25 über- 71 eingeklemmt.

tragenen Druckdifferenz nach links gegen die Feder Der Stößel 80 betätigt einen elektrischen Schalter,

41 verschoben. Nach einem vorbestimmten Kolben- der, wie in F i g. 2 oder 3 dargestellt, ausgebildet

hub und damit bei einer vorgegebenen Drehzahl 65 sein kann.

der Maschine trennen sich die Kontakte 55 und 56. Eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen

Die Kontakte 55 und 56 können im Stromkreis Vorrichtung ist in F i g. 5 gezeigt. Es handelt sich

eines Elektromagneten liegen, der die Menge des um zwei in Gehäusen angeordnete Membranen, die

miteinander über ein Zwischenstück verbunden sind. Der durch die Leitung 22 von der Saugseite der Pumpe übertragene Flüssigkeitsdruck wirkt auf die linke Membran 102, die in dem aus den beiden Hälften 84 und 85 bestehenden, links angeordneten Gehäuse untergebracht ist. Die Leitung 22 ist über ein Kniestück 94 mit einem Anschlußstutzen 85 Λ am Gehäuse 84, 85 verbunden. Durch den Anschlußstutzen 85 A geht eine Mutter 85 b hindurch, mit deren Hilfe die Vorspannung einer auf die Mem- ίο bran 102 einwirkenden Feder 108 eingestellt werden kann.

Der an der Druckseite der Pumpe 4 wirkende Druck kommt durch die Leitung 25 und das Anschlußstück 95 auf die in dem rechts angeordneten Gehäuse 82, 83 befindliche Membran 105 zur Einwirkung. Der Anschlußstutzen an dem Gehäuse 82, 83 ist mit 82 α bezeichnet. 82 b ist eine Mutter, mit deren Hilfe die Spannung einer auf die Membran 105 einwirkenden Feder 109 eingestellt werden kann. Die Membran 105 ist zwischen Ringen 103 und 104 angeordnet, die mit einem Zwischenstück 110 verbunden sind, an dessen anderem Ende die die Membran 102 haltenden Ringe 103 und 104 ebenfalls befestigt sind. Etwa in der Mitte des Verbindungsstücks 110 ist ein Schlitz 110 α angeordnet, durch den eine Schraube 111 geht und eine Gelenkverbindung zu einem Schalthebel 91 herstellt. Der Schalthebel 91 ist bei 92 in einem Stützteil 80 schwenkbar gelagert. Am Stützteil 80 sind Verlängerungen 80 α angeordnet, die an dem Gehäuseteil 83 befestigt sind.

An dem gegenüberliegenden Gehäuse 84, 85 ist ein Winkel 81 mit Hilfe einer Verlängerung 81 α am Gehäuseteil 84 befestigt. An dem Halter 80 ist ein Schalter 50 vorgesehen, dessen Leitungsanschlüsse mit 52 und 53 bezeichnet sind. Zur Befestigung des Schalters dienen Schrauben 92, die durch Langlöcher 91 α und 91 b geführt sind. Das obere Ende des Schalthebels 91 hegt an einem Betätigungsstift 51 an, der mit einem federnden Kontaktarm, wie an Hand der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 2 und 3 erläutert, zusammenwirkt. Die Bewegung des oberen Endes des Hebels 91 nach rechts wird von einer Feder 90 beeinflußt, die zwischen zwei Widerlagern 89 und 91 c angeordnet ist. Das Widerlager 89 wird durch das Ende einer Stellschraube 87 gebildet, die in der Verlängerung 86 des Teils 80 verstellbar ist. Durch Änderung der Vorspannung der Feder 90 kann die Drehzahl der Maschine, bei der der Schalter ansprechen soll, emgestellt werden.

Claims (12)

Patentansprüche: 55

1. Mit einer Umwälzpumpe arbeitendes geschlossenes Flüssigkeitsumlaufsystem, das unter Zuhilfenahme eines Sicherheitsventils oberhalb von Atmosphärendruck betrieben wird, gekennzeichnet durch eine druckempfindliche Vorrichtung (30), die von einem in bekannter Weise die an der Umwälzpumpe (4) herrschende Druckdifferenz erfassenden Pitot-Manometer (22,26) beeinflußt wird und ihrerseits eine Betriebsgrößeneinstellvorrichtung mechanisch oder elektrisch betätigt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Kreiselpumpe als Umwälzpumpe (4) das den Bezugsdruck aufnehmende Rohr (22) des Pitot-Manometers im Ansaugbereich des Laufrades und das Pitot-Rohr (26) im Bereich des Laufradumfanges einmündet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Vorrichtung (30) ein in einem Gehäuse verschiebbarer Wandungsteil (40) ist, dessen beide Seiten dem Druckgefälle ausgesetzt sind, das einerseits von dem den Bezugsdruck aufnehmenden Rohr (22) und andererseits von dem Pitot-Rohr (26) übertragen wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Wandungsteil (40) unter der Wirkung einer gegen die Seite, die von dem höheren Druck aus dem Pitot-Rohr (26) beaufschlagt wird, wirkenden Feder (41) mit progressiver Charakteristik steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiebbaren Wandungsteil (40) der druckempfindlichen Vorrichtung (30) belastende Feder (41) in ihrer Vorspannung einstellbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Wandungsteil der druckempfindlichen Vorrichtung (30) aus zwei voneinander durch einen Abstand getrennten, durch eine starre Verbindung aneinander angeschlossenen Hälften besteht.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Vorrichtung aus einer zwischen die Rohre (22, 26) des Pitot-Manometers eingeschalteten Membran (72) besteht.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Vorrichtung aus zwei über ein starres Verbindungsstück (110) verbundenen Membranen (102,105) besteht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Brennkraftmaschine die druckempfindliche Vorrichtung (30) die Treibstoffzufuhr mechanisch beeinflußt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Vorrichtung (30) die vom Vergaser auf gewisse Antriebsvorgänge ausgeübte Wirkung mechanisch beeinflußt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Vorrichtung (30) auf einen elektrischen Schalter (54, 55, 56) so einwirkt, daß dieser bei der Überschreitung eines bestimmten Druckgefälles sich öffnet.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Brennkraftmaschine der elektrische Schalter (54, 55, 56) ein in der Treibstoffleitung liegendes Ventil beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen