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Sicherheitsvorrichtung für Kühleinrichtungen von Motorfahrzeugen Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Kühleinrichtungen von Motorfahrzeugen.
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Sicherheitsvorrichtungen mit einem in die Kühlwasserleitung eingebauten
Thermostaten, der bei ansteigenden Temperaturen verschiedene Zeichen auslöst und
beim Erreichen einer unteren Grenze durch einen an eine Batterie angeschlossenen
Heizwiderstand die Verdampfung und die katalytische, flammenlose Verbrennung von
Benzin o. dgl. einleitet, sind bekannt. Durch diese Verbrennung wird dem Kühlwasser
Wärme zugeführt. Nach erfolgter Inbetriebnahme des Brenners wird sodann die Batterie
mittels Zeitschalter selbsttätig ausgeschaltet.
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Demgegenüber besteht das Neue darin, daß durch einen von einem Schwimmer
in der Brennstoffzufuhrleitung zum Brenner der Heizvorrichtung beherrschten, im
Stromkreis des Heizwiderstandes liegenden Schalter das Einschalten des Heizwiderstandes
beim Fehlen von Benzin im Brenner verhindert wird.
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Der gegenüber allen bekannten Vorrichtungen dadurch erzeilte Vorteil
besteht darin, daß die Batterie unter keinen Umständen erschöpft werden kann, auch
dann nicht, wenn die Temperaturdes Kühlwassers unter die zulässige oder eingestellte
Grenze hinabsinkt und kein Brennstoff für die Heizung vorhanden ist. Die neue Ausbildung
der Sicherheitsvorrichtung ermöglicht somit eine Schonung der Batterie, und sie
benötigt nur wenig Strom. , In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt: Abb. i die Vorrichtung schematisch zum Teil im Schnitt.
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Abb. 2 eine Benzinpumpe, - . Abb.3 eine Einzelheit.
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In die Kühlwasserleitung K eines Fahrzeugmotors ist ein Quecksilberthermometer
T eingebaut, dieses besitzt fünf eingeschmolzene Kontakte i bis 5. Der Kontakt i
ist an die Masse des Fahrzeuges gelegt, mit welcher auch der Minuspol der Batterie
B verbunden ist. Letztere ist eine gewöhnliche Fahrzeugbatterie mit 6 oder 12 Volt
Spannung. Die eingeschmolzenen Kontakte 2, 3, q. und 5 sind so im Thermometer angeordnet,
daß sie z. B. dann vom Quecksilber berührt werden, wenn die Temperatur auf etwa
35', 70', 8o' steigt. Es können aber auch andere Temperaturwerte gewählt
werden. Diese Kontakte liegen in Stromkreisen, die nachstehend noch beschrieben
werden. An die Kühlwasserleitung K des Motors ist ein Warmwasserkessel angebaut,
durch welchen das Kühlwasser im Kreislauf durchströmen kann. Der Kessel 17 besitzt
einen gut isolierten Wasserraum, in welchen dis Wasser bei 18 ein-und bei ig austritt.
Zum Beheizen dient ein Brenner mit zwischen zwei Metallgeflechten 13, 1q angeordnetem
Katalysator 15, welcher die flammenlose Verbrennung der Benzindämpfe sichert, die
aus einem Brenner ii aufsteigen. Der Brenner ii besitzt eine mit benzinaufsaugender
Masse gefüllte Schale, die oben durch ein Metallgeflechtstück abgedeckt ist. Diese
Schale steht durch eine Leitung i2 mit einem Schwimmergehäuse 45 in Verbindung.
In letzterem
ist ein Schwimmer 6 angeordnet, welcher ein die Benzinzuleitung
46 beherrschendes Ventil 7 verstellen kann, derart, daß beim Hochsteigen des Schwimmers
in an sich bekannter Weise die Benzinzufuhr in das Gehäuse .f5 abgesperrt wird.
Auf dem Gehäuse 4.5 sitzt eine Spule 9 mit einem beweglichen Eisenkern io. Letzterer
wirkt auf das Ventil ? in der Weise, daß er bei Erregung der Spule 9 nach oben gezogen
wird und dadurch die Benzinzufuhr absperrt. Die Spule 9 ist an den Kontakt :2 des
Thermometers T angeschlossen und über einen Handschalter 29 hinweg mit der Batterie
verbunden. Der Handschalter 29 ist gewöhnlich geschlossen. Er soll lediglich dazu
dienen, in gewissen Fällen die Spule 9 auszuschalten. Steigt die Temperatur des
Kühlwassers auf 35 ", so wird die Spule 9 in den Batteriestromkreis eingeschaltet,
die Benzinzuleitung durch die Teile io und 7 abgesperrt. Die Zuleitung von Benzin
zum Brenner ii dauert nur noch so lange an, bis sich das Schwimmergehäuse 45 entleert
hat, worauf der Brenner endgültig ausgeschaltet wird.
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Um die Vergasung des Benzins am Brenner ii einzuleiten, ist ein Heizwiderstand
16 angeordnet, der einerseits an die Masse des Fahrzeuges angeschlossen ist und
der anderseits mit einem Schalter 2o in den Stromkreis eingeschaltet werden kann.
Der Schalter 2o ist mit der Batterie B leitend verbunden und wird von einem Thermostaten
21, der in der Nähe des Katalysators 15 angeordnet ist, gesteuert. Der Thermostat
ist über eine Leitung 47 mit dem Thermometer T durch den Kontakt i leitend verbunden.
In diese Leitung .f7 ist ein vom Schwimmer 6 gesteuerter Schalter 8, ferner ein
Handschalter 31 eingebaut. Der Schalter 8 öffnet den Stromkreis, wenn der Benzinvorrat
im Behälter 45 eine bestimmte untere Grenze erreicht hat. Der Schalter 31 ist ein
Handschalter, der gewöhnlich eingeschaltet bleibt und nur dann geöffnet wird, wenn
der Schalter 2o außer Wirksamkeit gesetzt werden soll. In dem Stromkreis des Thermostaten
21 ist noch eine Lampe 26 eingebaut, welche durch Aufleuchten anzeigt, daß sich
der Katalysator in Betrieb befindet. Ein an sich bekannter Blinkschalter 22 mit
parallel zu diesem geschalteter Lampe 23 ist mit Kontakten 2q, 28, Vorschaltwiderstand
27 und Handschalter 30 über die Quecksilberkontakte 3, :4 und 5 an die Batterie
B gelegt. Dieser Blinkschalter läßt die Lampe 23 aufleuchten, wenn der Ouecksilberkontakt
3 z. B. 7o' erreicht hat. Steigt die Temperatur weiter auf 4., z. B. 75', so blinkt
die Lampe 23. Steigt die Temperatur des Kühlwassers weiter, z. B. auf 8o', so erhält
die Wärmewicklung des Blinkers und der Lampe 23 Dauerstrom, der Bimetallstreiferi
schließt Kontakt 28, und der Motor wird stillgesetzt. Der Fahrer kann nun durch
Öffnen des Schalters 3o trotz vorhandener Überhitzung des Kühlwassers den Motor
wieder in Gang setzen, um z. B. noch eine kurze Strecke weiterfahren zu können.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Durch Öffnen eines in der Zeichnung
nicht dargestellten Hahnes wird durch die Leitung .f6 Benzin in das Gehäuse 45 geleitet,
sei es durch natürliches Gefälle nach Abb. i oder durch eine Pumpe nach Abb. 2.
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Die Zeichnung Abb. i zeigt den Zustand bei einer Temperatur des Kühlwassers
unter 35'>, d. h. während der Arbeit des Katalysators.
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Das Ventil 7 ist durch den Schwimmer 6 geschlossen und öffnet sich
nur für einen Augenblick, wenn der Benzinstand infolge des Verbrennens des Benzins
gesunken ist. Der Bimetallstreifen des Thermostaten 2 1 liegt wegen der eingetretenen
Erwärmung am Kontakt 25 an. Die Lampe 26 leuchtet auf zum Zeichen, daß die Einrichtung
heizt. Der Schalter 2o ist ausgeschaltet, die Heizwicklung io ebenfalls.
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Steigt die Temperatur über 35' (Kontakt 2), so erhält die Magnetspule
9 Strom. Der Magnetkern io wird angezogen und schließt mittels der Nadel 7 die Benzinzufuhr
ab. Der Brenner arbeitet so lange, als noch genügend Benzin vorhanden ist, um ihn
zu speisen, dann geht er aus. Der Schwimmer 6 sinkt und öffnet den Kontakt B. Infolge
eintretender Abkühlung hat der Thermostat2i inzwischen den Kontakt, der Strom Zum
Schalter 2o führt, geschlossen; dieser kann aber nicht schalten, weil sein Stromkreis
bei 8 geöffnet ist. Sinkt nun das Thermometer wieder unter 2 (35°), so fällt der
Kern io herunter und die Ventilnadel 7 ebenfalls, so daß Benzin in den Schwimmerbehälter
45 fließt. Der Schwimmer steigt und schließt den Kontakt 8, Schalter 2o erhält Strom
und schaltet die Heizwicklung 16 ein. Der Brenner fängt zu arbeiten an, der Thermostat
21 öffnet den Schalterstromkreis 2o, die Heizung 16 wird abgestellt, Lampe 26 leuchtet
auf usw.
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Steigt die Temperatur des Kühlwassers so weit, daß das Quecksilber
den Kontakt 3 (70') berührt, so wird ein Stromkreis über die Kontakte i und 3 durch
das Quecksilber geschlossen. In diesem Stromkreis liegt der Widerstand des Blinkschalters
22. Infolge des Vorschaltwiderstandes 27 erhalten Lampe und Heizspule des Blinkschalters
nicht die volle Spannung, und der Blinker arbeitet nicht.
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Steigt die Temperatur noch weiter bis zum Kontakt a (75' C), so erhalten
Lampe 25 und der Heizdraht des Blinkers 22 volle Spannung, der Bimetallstreifen
des Blinkers tritt in Tätigkeit und unterbricht den Kontakt 28 zeitweilig. Die Lampe
23 blinkt mit voller Spannung.
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Erreicht die Oüecksilbersäule den Kontakt 5, so erhält der Heizdraht
des Blinkers 37 und die
Lampe 23 dauernd volle Spannung. Der Blinker
schließt den Kontakt 28 nicht mehr, dafür den Kontakt 24 und legt dadurch den Primärstromkreis
der Zündspulen oder der Magnete über das Quecksilber an die Masse. Der Motor wird
dadurch stillgesetzt, ein entsprechender Vorschaltwiderstand schützt bei Zündspulen
das Thermometer vor gefährlichen Stromstärken.
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Die Schalter 29, 30 und 31 dienen dazu, in besonderen Fällen
gewisse Einrichtungen abzuschalten, sind aber-für gewöhnlich geschlossen. Schalter
30 wird z. B. herausgenommen, wenn der Fahrer trotz vorhandener Überhitzung
aus besonderen Gründen, vielleicht bis zu einem nahen Punkte weiterfahren muß.
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Kann das Benzin nicht frei durch die Leitung 36 von einem höher liegenden
Vorratsbehälter zum Schwimmergehäuse 45 fließen; so kann z. B. die in. Abb. 2 gezeigte
Benzinpumpe in Anwendung kommen. Eine Hubmagnetspule 41 ist über ein Pumpenrohr
gesteckt. Der Magnetkern 32 ist als Pumpenkolben mit einem Ventil ausgebildet. Erhält
die Spule 4= Strom, so zieht sie den Kolben 32 nach oben. Der Kolben 32 stößt gegen
ein Messingrohr 33, welches am oberen Ende einen Eisenring 34 besitzt. Dieser Eisenring
bewegt sich zwischen zwei permanenten Hufeisenmagneten 36, vor welchen ein Schwinganker
35 aus Eisenblech drehbar angeordnet ist. In der unteren Stellung, wie gezeichnet,
schwächt dieser Steuerring 34 die zwei einander gegenüber befindlichen Pole der
Hufeisenmagnete 36, in der oberen Stellung, wie strichpunktiert, schwächt er die
beiden oberen Pole. Infolgedessen nimmt der Schwinganker im ersten Falle die gezeichnete
Stellung ein und schließt den Kontakt 37. Kommt der Steuerring 34 in die obere Stellung,
so kippt der Schwinganker um und schließt den Kontakt B. Dieser Kontakt ist. gleichbedeutend
mit Kontakt 8 der Einrichtung nach Abb. r.
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Der Schwimmer 39 rückt nach Ingangsetzung der Benzinpumpe in seine
höchste Stellung und hält dabei den Steuerring 34 'ebenfalls in seiner höchsten
Stellung fest. Der Kontakt 8 ist also geschlossen, und die Heizung des Katalysators
setzt ein, wie oben beschrieben. Wenn der Benzinstand im Schwimmergehäuse 45, das
mit dem Brenner genau wie in Abb. z verbunden ist, um einige Millimeter sinkt, macht
die Pumpe einen Hub, und dieses Spiel wiederholt sich alle zo bis 15 Minuten.
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Während der Heizzeit ist Kontakt 42 offen. Erreicht das steigende
Quecksilber den Kontakt 2, so erhält der Ruhestrommagnet 40 Strom, und Kontakt 42
öffnet sich, d. h. der Hubmagnet 41 bekommt keinen Strom mehr und kann nicht mehr
arbeiten.
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Die Heizung hört auf, bis die Temperatur sinkt und das Quecksilber
den Kontakt - freigibt.
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Im übrigen arbeitet die Vorrichtung genau wie nach Abb. z.
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Um eine Beschädigung des Katalysators durch verdunstendes Benzin zu
verhindern, kann ein Abschlußorgan in der Benzinzuführungsleitung 46 oder in der
Verbindungsleitung 12 eingebaut sein, welches Organ mittels Ruhestrom von der Batterie
B aus so lange in Offenstellung gehalten wird, als die Batterie Strom abgibt. Die
Sicherung könnte aber auch dadurch erfolgen, daß das Öffnen der Leitungen 46 oder
12 erst beim Stromdurchfluß durch den Heizkörper 16 durch ein mit letzterem in Serie
geschaltetes Abschlußorgan erfolgt.