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Regeleinrichtung bei öl@ühlern, insbesondere von Brennkraftmaschinen
in Flugzeugen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wärmeempfindliche
Regeleinrichtung für Kühlanlagen von- öl oder ähnlichen Schmierstoffen, insbesondere
von Brennkraftmaschinen in Flugzeugen.
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Es sind bereits Regeleinrichtungen für Ölkühler bekannt,- bei denen
das Absperrventil einer den Kühler umgehenden Leitung einerseits durch den Druck
des Öles und andererseits durch ein wärmeempfindliches Glied beeinflußt wird. Die
bekannten Einrichtungen besitzen aber den Nachteil, daß bei einem Versagen des wärmeempfindlichen
Gliedes das Absperrventil der den Kühler unigehenden Leitung geöffnet wird, so daß
das 01 ungekühlt zur Maschine fließt. In diesem Falle kann es bei den bekannten
Einrichtungen vorkommen, daß die Öltemperatur zu hoch ansteigt, wodurch schwere
Schädigungen des Triebwerkes eintreten können. Insbesondere gilt dies für Ölkühlanlagen
in Flugzeugen, bei denen ein übermäßiges Ansteigen der Öltemperatur schwerwiegende
Folgen haben kann.
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Durch die Erfindung wird bezweckt, eine Einrichtung für Schmierstoffkühler
zu schaffen, bei der unter allen Umständen dafür gesorgt ist, daß ein unzulässiges
Ansteigen der Öltemperatur auch bei einer Betriebsstörung des wärmeempfindlichen
Regelgliedes nicht vorkommen kann.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das auf den Öldruck
ansprechende Druckglied und das Absperrventil der Umgehungsleitung ein Doppelsitzventil
mit größerem Durchmesser des als Druckglied wirkenden
Ventiltellers
bilden, das sowohl unter der Steuerwirkung des wärmeempfindlichen Gliedes als auch
gleichzeitig unter der gleichgerichteten Wirkung einer Feder bei steigender Öltemperatur
entgegen dem Öldruck durch das wärmeempfindliche Glied und beim Versagen desselben
und beize entsprechend ,!er steigenden Temperatur sinkendem (11-druck zum Abschluß
gebracht wird.
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Wenn bei einer derartigen Ausbildung das wärmeempfindliche Glied aus
irgendeinem irrunde versagt, so bewegt es sich zwar auch in eine Stellung, bei der
die Umgehungsleitung geöffnet sein würde, aber wenn in diesem Falle die Öltemperatur
derart ansteigt oder angestiegen ist, daß der Öldruck auf ein bestimmtes -Maß gesunken
ist, so wird das Doppelsitzventil von der Feder zum Ab-
schlußgebracht. Das
01 muß dann trotz des Ausfallens des wärmeempfindlichen Gliedes durch den
Kühler strömen. Wenn die Abkühlung des Üles zu groß wird, so reicht notfalls auch
die Wirkung des vom Öldruck eiztgegen der Wirkung der Feder beeinflußten Ventilkegels
aus, um die Umgehungsleitung wieder mehr oder weniger zu öffnen und die Oltemperatur
dadurch wieder zu erhöhen.
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Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln eine Betriebssicherheit
der Regeleinrichtung erreicht, so daß eine zuverlässige selbsttätige Reglung der
Öltemperatur ermöglicht wird.
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Die Einrichtung ist ferner derart getroffen, daß das wärmeempfindliche
Glied in kaltem Zustand die Bewegung des unter der Wirkung des Öldruckes entgegen
der Wirkung der Feder arbeitenden Ventilkegels nicht behindert, so daß bei der Inbetriebsetzung
der Anlage zunächst infolge des anfangs noch erhöhten Oldruckes die Umgehungsleitung
freigegeben und eine rasche Erhöhung der i )ltemperatur bewirkt wird. Später übernimmt
dann das wärmeempfindliche Glied entsprechend der Ülteniperatur die Reglung. Uin
hierbei ein Cberdrücken der wärnieempfindlichen Regeldose zu verhindern, ist sie
auf einer Pufferfeder gelagert, welche derart Beinessen ist, daß sie zwar bei gewöhnlicher
Wirkungsweise nicht, sondern erst nach vollständigem Abschluß des Ventilkegels nachgibt,
so daß dann die Regeldose unter Zus«mmendrückung dieser Pufferfeder aus-«-eichen
kann.
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Die Anwendung eines Doppelsitzveiitils hat den Vorteil. daß große
Ventildurchgänge vorhanden sind und bereits bei einem geringen Hub der Ouerschnitt
freigegeben ist. Auch kann durch die gleichzeitige Verwendung ein und desselben
Ventilkegels als Druckglied und als Absperrglied ein besonderes Druckfederrohr fortfallen.
Es ergibt sich dadurch auch eine gedrungene und leichte Tatzart der gesamten Einrichtung,
was für die in Frage kommenden Zwecke von besonderem %-orteil ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und die Wirkungsweise der Einrichtung
sind in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. i im Schnitt eine Einrichtung geinä i.) der Erfindung, während
Fit-,. 2 einen Schaltplan mit dein Kreislauf des Üles und der Anordnung des Reglers
darstellt.
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An Hand der Fig. 2 sei zunächst kurz der Kreislauf des Schmieröles
in der Anlage erläutert.
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Das l ')l wird aus einem Schmierstoffbehälter i finit einer Zahnradpumpe
o. dgl. über eine N"orlaufleitung 2 angesaugt und den Schmierstellen der Maschine
3 zugeführt. Das von der Maschine kommende 0I wird sodann mit einer weiteren Pumpe
durch eine Rücklaufleitung 4. abgesaugt, worauf es entwedz-r durch die Rohre eines
Clkiihlers ; oder durch eine den Kühler 5 umgehende Leitung in den Schmierstoffbehälter
i zurückströiizt.
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In diesen Kreislauf des Schmieröles ist nun die in Fig. i näher veranschaulichte
Regeleinrichtung eingebaut. Sie besteht beispielsweise aus zwei miteinander verschraubten
Gehäuseteilen, nämlich einem oberen Ventilgehäuse; und einem unteren Gehäuse 8 für
die Regeldose. Das Ventilgehäuse; besitzt einen Eintrittstutzen g. an den die von
der Maschine kommende Rücklaufleitung 4, angeschlossen ist. Gegenüber dieseln Eintrittstutzen
9 ist ein Austrittstutzen io angeordnet, der mit dein Eintrittstutzen durch uni
den mittleren Teil des Doppelsitzventils herum verlaufende Umführungen in ständiger
V erbindung steht. An den Austrittstutzen io ist die zum Kühler 5 führende Kühlerleitung
i i e.
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angeschlossen. Ferner befindet sich im Inneren des Ventilgehäuses
; das Absperrventil 1;, welches den Darchgang zu einem weiteren Austrittstutzen
12 freigeben kann. Dieser Austrittstutzen 12 ist mit der den K=ühler umgehenden
Leitung 6 verbunden.
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Das Gehäuse 8 für die Regeldose besitzt einen Eintrittstutzen 13,
an den die vom Schmierstoffbehälter i kommende Zuflu3-leitun.g i.l. angeschlossen
ist, und einen Austrittstutzen 15, der mit der zur -Maschine führenden Vorlaufleitung
2 verbunden ist.
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Das gleichzeitig als Druck- und Absperrglied wirkende Ventil 16 ist
als nicht entlastetes Doppelsitzventil mit zwei verschieden großen Ventiltellern
17 und 18 ausgebildet. Der kleinere @-entilteller 1; arbeitet mit
einem
Ventilsitz 17' zusammen und ist derart angeordnet; daß er in Strömungsrichtung zur
Umgehungsleitung 6 schließt. Der größere Ventilteller 18, der mit einem Ventilsitz
ig zusammenarbeitet, ist dagegen derart angeordnet, daß er in Richtung der zur Umgehungsleitung
6 fließenden Strömung öffnet.
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Der größere Ventilteller 18 ist gleichzeitig als Federteller für eine
Feder 2o ausgebildet, welche derart bemessen ist, daß sich das Ventil 16 mit seinen
beiden Tellern 17 und i8 bei einem höheren, einer niedrigen Temperatur entsprechenden
Öldruck öffnet und den Weg zur Umgehungsleitung freigibt. Das Öl kann in diesem
Fälle durch den oberen geöffneten Ventilsitz 17' hindurch in den oberen Ventilaustrittsraum
21 und durch den unteren geöffneten Ventilsitz ig hindurch in den unteren Ventilaustrittsraurn
2.2 strömen, der durch seitliche Umführungskanäle mit dem oberen Austrittsraum 2i
und zusammen mit letzterem mit dem Austrittstutzen.12 verbunden ist.
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Der Ventildurchgangraum 23 ist zwischen den Ventiltellern 17, 18 um
das Verbindungsstück 16 herum von einem siebartig durchbrochenen Zylinder 24 umgeben,
der dafür sorgt, daß das einströmende Öl gleichmäßig von allen Seiten zuströmt,
so daß das Ventil nicht nach einer Seite gedrückt und dadurch schief gestellt wird.
Außerdem kann der siebartigodurchbrochene Zylinder 24 vorteilhaft als Flüssigkeitsbremse
wirken, indem die Größe der Durchbrechungen je nach den Verhältnissen verschieden
groß gewählt werden kann, so daß die entsprechende Ölmenge durch die Umgehungsleitung
und zum Durchfluß durch den Kühler fließen kann.
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In dem unteren Gehäuse 8 ist eine wärmeempfindliche Regeldose 25 angeordnet,
die in an sich bekannter Weise mit einer Ausdehnungsflüssigkeit o. dgl. gefüllt
ist und mit ihrem Federbalg 26 einen Arbeitsstift 27 bewegt, dessen, Arbeitskopf
28 mit dem Doppelsitzventil 16 zusamenarbeitet. Die Regeldose 25 ist derart angeordnet,
daß sie in kaltem Zustand den Arbeitskopf 28 ihres Arbeitsstiftes 27 in einer solchen
Entfernung von dem Ventil 16 .hält, daß es sich unter der Wirkung des Öldruckes
unbehindert lediglich entgegen der Wirkung der Feder 2o in seine Öffnungsstellung
bewegen kann. In der Zeichnung ist dieser Spielraum zwischen Ventil 16 und Arbeitskopf
28 an der Stelle 2g erkennbar.
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Die Regeldose 25 ist an ihrem dem Arbeitskopf 28 gegenüberliegenden
Ende in dem Gehäuse 8 auf einer Pufferfeder 30 gelagert. Die Pufferfeder
30 ist derart bemessen, daß sie während der gewöhnlichen Arbeit der Regeldose
nicht nachgibt, während sie aber dann nachgeben kann" wenn die Regeldose mit ihrem
Arbeitsstift 27, 28 das Ventil 16 zum Abschluß gebracht hat und eine weitere
Ausdehun.g der Dosenflüssigkeit erfolgt. In diesem Falle kann dann die Regeldose
25 unter gleichzeitiger Zusammendrückung der Feder 3o nach unten ausweichen, so
daß ein Überdrücken und Beschädigen des Dosenkörpers verhindert wird. Die Lagerung
der Regeldose auf der Pufferfeder 3o geschieht in der Weise, daß das untere Ende
der Dose zu einem Fußstück 31 ausgebildet ist, gegen dessen Flansch 32. sich die
Pufferfeder 30 legt. Das andere Ende der Pufferfeder 30 stützt sich gegen einen
in das Gehäuse 8 einschraubbaren Stopfen 33 ab. Der -Dosenfuß 31 kann auch noch
mit einer Füllschraube 34 versehen sein.
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Die Pufferfeder drückt außerdem das Kopfstück 35 der Regeldose 25
gegen eine Dichtungshaube 36, die zwischen dem Gehäuse 8 und dem Ventilgehäuse 7
angeordnet ist. Hierbei kann zweckmäßig noch eine Dichtung 37 eingelegt sein. Auf
diese Weise wird der " Innenraum 38 des unteren Gehäuses 8 in einfacher Weise ständig
dicht von dem unteren Ventilaustrittsraum 22 abgeschlossen.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist folgende:
Bei Inbetriebsetzung der Anlage ist das Öl noch kalt und zäh und weist infolgedessen
einen entsprechend hohen Druck auf. Das von der Maschine 3 durch die Leitung ¢ strömende
Öl, welches auf die beiden ungleich großen Ventilteller 17, 18 des Ventils-i6 wirkt,
drückt infolgedessen den größeren Ventilteller 18 entgegen der Wirkung der Feder
2o nach unten, so daß die Durchgänge der Ventilsitze 17' und 19 freigegeben
werden. Dieses Herabdrücken des Ventils 16 ist entgegen der Regeldose möglich, weil
sie in kaltem Zustand. zwischen ihrem Arbeitsstiftkopf 28 und dem Ventil 16 noch
den Zwischenraum 2g frei läßt. Obwohl der zum Kühler führende Austrittstutzen io
ebenfalls offen ist, strömt nun das Öl durch den Austrittstutzen 12 und die Umgehungsleitung
6 in den Ölsammelbehälter i, weil diese Leitung 6 dem Öl einen geringeren Widerstand
bietet als die Kühlkanäle des Ölkühlers 5. Das Öl fließt sodann durch die Leitung
1:I und den Eintrittstützen 13 in den Innenraum 38 des Reglergehäuses 8 und sodann
durch den Austrittstutzen 15 in die Vorlaufleitung 2 zur Maschine 3 zurück.
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Bei diesem durch die Umgehungsleitung erfolgenden Kreislauf wird das
Öl rasch heißer und beeinflußt alsbald die Regeldose 25, so daß sie
sich ausdehnt und den Arbeitsstift 27 mit dessen Arbeitskopf 28 gegen das
\-entil
16 vorschiebt. Bei steigender Temperatur wird nunmehr das Ventil 16 durch die Regeldose
25 mehr oder weniger in seine Abschlußstellung gebracht, so daß das 0I mehr und
mehr und schließlich ganz durch die Kühlerleitung i i und den Ölkühler strömt.
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Wenn nun die Regeldose aus irgendeinem Grunde versagt, so bewegt sich
der Arbeitsstift in seine Ruhestellung zurück, und die wärmeempfindliche Steuerung
des Ventils hört auf. Solange das Öl noch heiß und entsprechend dünnflüssig ist,
hat es einen geringeren Druck, so daß die Feder 2o das V--ntil 16 geschlossen hält.
Trotz des Ausfallens der Regeldose strömt also das 01 weiterhin durch den
Ölkühler, so daß eine Überhitzung vermieden wird. Es wird sogar bei fallender Oltemperatur
dafür gesorgt, daß dann die Umgehungsleitung wieder geöffnet wird, weil der auf
den größeren Ventilteller 18 bei fallender Öltemperatur entsprechend steigende Öldruck
schließlich das Übergewicht gewinnt und das Ventil i6 unter Zusammendrückung der
Feder 2o in seine Öffnungsstellung bringt.