DE3009400A1

DE3009400A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen schliessen eines luftansaugrohres von verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE3009400A1
Application number: DE19803009400
Authority: DE
Inventors: Fritz 4600 Dortmund Rensmann
Original assignee: Fritz Rensmann & Co GmbH
Current assignee: Fritz Rensmann & Co GmbH
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1981-09-24

Description

PATENTANWÄLTE MEINKE UND DABRINGHAUS

VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT · REPRESENTATIVES BEFORE EPO ■ MANDATAIRES AGREES PRES L'OEB

DIPL.-ING. J. MEINKE
DIPL-ING. W. DABRINGHAUS

46OO DORTMUND 1, '- ' WESTENHELLWEG 67 D/V

TELEFON (02 31) 14 5810
TELEGRAMM DOPAT Dortmund TELEX 822 7328 pat d

AKTENNR.: 4/3538

Anmelder : Fritz Rensmann GmbH & Co. KG, Bünnerhelfstr. 33

Dortmund

Bezeichnung : "Vorrichtung zum selbsttätigen Schließen eines

Luftansaugrohres von Verbrennungskraftmaschi-

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Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum selbst tätigen Schließen eines Luftansaugrohres, insbesondere eines Luftansaugrohres eines Dieselmotors, bei überdrehzahl mit einer das Schließen bewirkenden, von einem federbelasteten Schließhebel in Schließstellung bringbaren Drosselklappe und einer von einer Druckveränderung im Luft ansaugrohr beeinflußten Einrichtung zur Freigabe der Drosselklappe gegen die Federkraft.

Bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, die unter Tage eingesetzt werden, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um derartige Motoren einmal Schlagwetter zu schützen und zum anderen zu erreichen, daß der ggf. vorhandene Methangasgehalt in der den Dieselmotor umgebenden und von diesem angesaugten Luft, nicht dazu führt, daß die Drehzahl eines derartigen Motors unkontrolliert zu hohe Werte annimmt.

Kan ist zunächst davon ausgegangen, die Treibstoffzufuhr zu unterbrechen, was jedoch den Nachteil hat, daß die im Motor verbleibende Restmenge an Treibstoff in der Regel ausreicht, die Motordrehzahl so zu erhöhen, daß es zur Zerstörung des Motors kommen kann.

In der DE-PS 951 602 ist auch eine Beeinflussung der Ladeluftzufuhr beschrieben, die in Verbindung mit der Brenn-

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stoffzufuhr geregelt ist. Dort wird auch die Regelung über eine hydraulische Ringleitung beschrieben, die jedoch ausgesprochen aufwendig ist und wiederum sowohl auf die Ladeluft wie auf die Treibstoffzufuhr wirkt.

Um derartige aufwendige Regelungen zu vermeiden, ist schon vorgeschlagen worden, innerhalb des Luftzufuhrsystems eine Membran-steuerung zu benutzen, wobei die eine Seite der Membran dem Druck innerhalb des Luftzuführsystems ausgesetzt ist, während die andere Seite der Membran dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist und zur Einstellung an der Membran Druckausgleichsgewichte vorgesehen sind. Diese bekannte Steuerung konnte die an sie gesetzten Anforderungen nicht erfüllen, da die eingesetzten Membranen zuneinen eine genaue Einstellbarkeit zum Auslösen des Schnellflusses nicht ermöglichten und der Einsatzbereich unter Tage häufig sowohl zu Zerstörungen durch Materialermüdung führte, als auch aufgrund der starken Verschmutzungen die Vorrichtung funktionslos machen konnte.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine Schnellabschaltung einer entsprechend ausgerüsteten Brennkraftmaschine erfolgen kann, ohne daß es durch Verschmutzungen, Temperaturschwankungen innerhalb der Umgebung od. dgl., zu Fehlbetätigungen kommen kann.

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Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird, diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schließhebel der Drosselklappe von einem Sperrstift gegen die Kraft einer Feder in Öffnungsstellung gehalten wird und der Sperrstift von einem Druckkolben aus der sperrenden Stellung in die den Schwenkhebel der Drosselklappe freigebende Stellung bewegbar ist.

Durch die Erfindung wird ein gegen Umweltbeeinflussungen abgeschirmtes System insbesondere dadurch erreicht, daß der Druckkolben als bewegliches Steuerelement innerhalb eines Zylinders angeordnet ist, der einer Verschmutzung im Inneren nicht ausgesetzt ist, zum anderen lassen sich Drücke in einem geschlossenen System leichter regeln und steuern als das Arbeiten gegen den Umgebungsdruck, der ggf. ganz erheblichen Schwankungen unterworfen ist.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß der Kolben als beidseitig beaufschlagter Doppelkolben innerhalb eines Zylinders angeordnet ist, wobei jeder Zylinderraum mit einer Druckübertragungsrohrleitung verbunden ist, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht, die die Zylinderräume beaufschlagenden Rohrleitungen an Orten unterschiedlicher Durchgangsquerschnitte der Luftansaugleitung angeordnet sind.

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Mit dieser für die Erfindung wesentlichen Gestaltung ist erreichbar, daß innerhalb des Ansaugluftsystems eines entsprechend ausgerüsteten Verbrennungsmotors an wenigstens zwei Stellen unterschiedlicher Durchgangsquerschnitte den Zylinderräumen die dort herrsche-nden Drücke vermittelt werden können. Durch eine Veränderung der bei Hochdrehen des Motors erzeugten Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Luftansaugsystems werden die an den Orten unterschiedlicher Ströirungsquerschnitte herrschenden Drücke relativ zueinander verändert, so daß die Vorrichtung so eingestellt werden kann, daß bei einem kritischen Druckverhältnis der Doppelzylinder so weit verschoben ist, daß eine Auslegung des Sicherheitssystems erfolgt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Übersetzung des Verschiebungsweges des Doppelkolbens aufgrund unterschiedlicher Drücke innerhalb des Zylinderraumes auf den Sperrstift ein Übersetzungshebeltrieb vorgesehen ist, wobei natürlich der Doppelkolben mit einer entsprechend geführten Kolbenstange auch direkt auf den Sperrstift wirken kann bzw. den Sperrstift selbst darstellen kann. Jedoch ist es zur Feineinstellung zweckmäßig, einen erfindungsgemäßen Übersetzungshebeltrieb vorzusehen.

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Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die e±e Rohrleitung den Ringraum im Stutzen am Luftfilter mit der einen Zylinderkammer verbindet, während die andere Rohrleitung den Raum vor der Vorrichtung des Luftansaugrohres mit der anderen Zylinderkammer verbindet, da bei handelsüblichen Dieselmotoren diese beiden Orte erhebliche Querschnittsunterschiede aufweisen, so daß mit den dort herrschenden unterschiedlichen Drücken besonders einfach gearbeitet werden kann.

In für die Erfindung wesentlicher Ausgestaltung ist darüberhinaus vorgesehen, daß zum Öffnen der Drosselklappe nach erfolgtem Zwangsschließen eine weitere Kolben-Zylindereinheit vorgesehen ist, wobei in Ausgestaltung die Kolben-Zylindereinheit bei Wiederinbetriebnahme der Verbrennungsmaschine von der Druckluft eines Druckluftanlassers beaufschlagbar ist. Durch das Vorsehen einer derartigen Einheit kann die ohnehin am Aggregat vorhandene Druckluft zum Öffnen der zwangsgeschlossenen Drosselklappe herangezogen werden.

Auch sieht die Erfindung vor, daß der Schließhebel mit Schließfeder und die Kolben-Zylindereinhit in einem gemeinsamen Gehäuse staubsicher angeordnet sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei-

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spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Aufsicht auf die Vorrichtung an einem Luftansaugrohr und in

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Die Vorrichtung, allgemein mit 1 bezeichnet, ist an einer geeigneten Stelle in einem Luftansaugrohr 2 eines nicht näher dargestellten Dieseknotors angeordnet. Das Luftansaugrohr weist eingeflanscht innerhalb einer Lagerplatte 3 eine um eine Schwenkachse 4 verdrehbare Drosselklappe 5 auf. Die Drosselklappe 5 ist in den Fig. 1 und 2 in Öffnungsstellung wiedergegeben, d.h. in der das Durchströmen von Ansaugluft ermöglichenden Stellung.

Die Schwenkachse 4 der Drosselklappe 5 ist, wie sich aus Fig. 2 ergibt, an wenigstens einer Seite aus der Lagerplatte herausgeführt und mit einem Wellenstumpf 6 versehen. An den Wellenstumpf 6 ist ein Schließhebel 7 angebracht, durch dessen Schwenkung die Drosselklappe aus der in den Figuren wiedergegebenen Stellung in die Schließstellung gebracht werden kann.

Zum Verbringen der Drosselklappe 5 in die Schließstel-

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lung ist an dem Schließhebel 7 ein Ende einer Zugfeder 8 bei 9 angebracht, während das andere Ende der Zugfeder 8 bei 10 an einer Gehäusegrundplatte 11 eines diesen Teil der Vorrichtung staubdicht abdichtenden Gehäuses ortsfest angebracht ist. Bei 9 ist auch eine Kolbenstange 13 einer gegen die Kraft der Feder 8 wirkenden Betätigungseinheit 14 als Kolbenzylindereinheit angebracht, deren Zylinder an der Grundplatte 11 ebenfalls ortsfest festgelegt ist.

Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, ist der Schließhebel 7 an seinem freien Ende mit einer Rastöffnung 15 versehen, in die ein Sperrstift 16 einzugreifen in der Lage ist. Der Sperrstift 16 ist bei 17 längsbeweglich geführt und an seinem der Rastöffnung 15 abgewandten Ende drehbar an einem Schwenkhebel 18 befestigt. Das freie Ende 19 des Schwenkhebels 18 ist etwa als Kugelkopf ausgebildet und innerhalb einer entsprechenden Öffnung einer Kolbenstange 20 eines weiter unten beschriebenen Doppelkolbens 21 geführt und von diesem bewegbar, wie sich aus 5¹Xg. 2 ergibt.

Die Kolbenstange 20 und der Doppelkolben 21 sind Elemente eines BetätigungsZylinders 22, dessen Zylinderraum 23 vom Doppelkolben 21 in den mit 231 bezeichneten ersten Zylinderraum und den mit 232 bezeichneten zweiten Zylinderraum geteilt ist. Der Zylinderraum 231 ist mit

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einer Rohrleitung 2h verbunden, während der Zylinderraum 232 mit einer Rohrleitung 25 verbunden ist.

Die Rohrleitungen 2¹J und 25 sind in der Luftversojgingsanlage eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Motors an Orten unterschiedlicher Querschnitte mit den jeweiligen Rohrräumen verbunden, was nicht näher dargestellt ist.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist die folgende : Wird bei Hochdrehen der Drehzahl eines entsprechend ausgerüsteten Dieselmotors, beispielsweise durch zu hohen Methangehalt innerhalb der angesaugten Luft, die Drehzahl unzulässig erhöht, wird innerhalb der Rohrleitung an Orten unterschiedlicher Querschnitte eine entsprechende Druckdifferenz von den Rohrleitungen 2h bzw. 25 in die Zylinderkammern 232 bzw. 231 übertragen, so daß der Druckkolben entsprechend verschoben wird. Wird df-r Druckkolben in Fig. 2 nach oben verschoben, so zieht sich entsprechend der übertragung des Übertragungshebels 18 der Sperrstift 16 aus der Rastöffnung 15 am Schließhebel 7. Sobald der Raststift den Schließhebel 7 freigibt, zieht die Feder 8 den Schließhebel an und verschwenkt ihn so, daß die Drosselklappe 5 das Luftansaugrohr 2 schlagartig absperrt. Dadurch kommt es zum Stillstand des entsprechenden Motors.

Wird der Motor wieder angelassen, so wird durch eine Druck-

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luftleitung 26 die Betätigungseinheit 14 mit Druck durch z.B. den Druckluftanlasser beaufschlagt und durch eine entsprechende Gestaltung zieht der innenliegende, nicht näher dargestellte Kolben mit seiner Kolbenstange 13 den Sehließhebel in seine Ausgangsstellung zurück. Eine Rampe 27, deren Beginn am Schließhebel 7 so gestaltet ist, daß sie die Spitze des Sperrstiftes 16 in ausgefahrener Stellung gerade überfahren kann, drückt den Sperrstift dann nach unten, bis dieser schließlieh wieder in die Rastöffnung 15 einrastet.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann statt des dargestellten Hebeltriebes eine andere Übersetzungsart vorgesehen sein, auch ..ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Anwendungsbeispiel bei diesem Motor beschränkt. In gleicher Weise können auch andere Verbre .nungsmaschinen damit ausgerüstet werden, wenn ähnliche Probleme anstehen.

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Claims

Ansprüche : ,j

1J Vorrichtung zum selbsttätigen Schließen eines Luftansaugrohres, insbesondere eines Luftansaugrohres eines Dieselmotores, bei überdrehzahl mit einer das anließen bewirkenden, von einem federbelasteten Schließhebel in Schließstellung bringbaren Drosselklappe und einer von einer Druckveränderung im Luftansaugrohr beeinflußten Einrichtung zur Freigabe der Drosselklappe gegen die Federkraft, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließhebel (7) der Drosselklappe (5) von einem Sperrstift (16) gegen die Kraft einer Feder (8) in Öffnungsstellung gehalten wird und der Sperrstift (16) von einem Druckkolben (21) aus der sperrenden Stellung in die den Schwenkhebel (7) der Drosselklappe (5) freigebende Stellung bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als beidseitig beaufschlagter Doppelkolben (21) innerhalb eines Zylinders (22) angeordnet ist, wobei jeder Zylinderraum (231 und 232) mit einer Druckübertragungsrohrleitung (24 bzw. 25) verbunden ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zylinderräume (231 bzw. 232) beaufschlagenden Rohrleitungen (24 bzw. 25) an Orten unterschiedlicher Durchgangsquerschnitte der Luftansaugleitung (2) angeordnet sind.

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k. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur übersetzung des Verschiebungsweges des Doppelkolbens (21) aufgrund unterschiedlicher Drücke innerhalb der Zylinderkammern auf den
Sperrstift (16) ein übersetzungshebeltrieb (18) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Rohrleitung den Ringraum im Stutzen am Luftfilter mit der einen Zylinderkammer verbindet, während die andere Rohrleitung den
Raum vor der Vorrichtung des Luftansaugrohres mit der
anderen Zylinderkammer verbindet.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum öffnen der Drosselklappe
(5) nach erfolgtem Zwangsschließen eine weitere Kolben-Zylindereinheit (14) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylindereinheit (14) bei Wiederinbetriebnahme der Verbrennungsmaschine von der Druckluft eines Druckluftanlassers beaufschlagbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließhebel (7) mit
Schließfeder (8) und die Kolben-Zylindereinheit (14) in einem gemeinsamen Gehäuse (12) staubsicher angeordnet
sind.

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