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Thermostatische Sicherheitseinrichtung gegen Flammenrückschläge bei
Mehrzylinderbrennkraftmaschinen Gegenstand der Erfindung ist eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine
mit einer Schutzeinrichtung gegen den Rückschlag von Flammen oder heißen Gasen,
welche unter Verwendung von auf Temperaturschwankungen ansprechenden Organen das
Verbrennungsgemisch absperrt oder die Zündung unterbricht.
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Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekanntgeworden, jedoch wird
bei diesen bekannten Anordnungen bei einem Flammenrückschlag zum Verhüten von Vergaserbränden
durch Absperren der Zufuhr -des Brennstoffies zum Vergaser oder durch Unterbrechung
des Zündstromes des Magneten der ganze Motor stillgesetzt.
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Im Gegensatz dazu werden bei der Erfindung nur der oder die Zylinder
abgestellt, welche nicht richtig arbeiten und von welchen der Flammenrückschlag
ausgeht, während die übrigen Zylinder weiterarbeiten. Diese Abstellung der .einzelnen
Zylinder wird dadurch erreicht, daß eine Vorrichtung zum Absperren des Zuflusses
für das Verbrennungsgemisch oder zum Unterbrechen des Zündstromkreises (oder für
beides zugleich) in Verbindung mit jedem Zylinder bzw. jedem Einlaßrohr jedes Zylinders
angebracht ist. Jede Vorrichtung zum Absperren ,des Zuflusses des Verbrennungsgemisches
sperrt nur den Zufluß eines Zylinders ab, und jede Vorrichtung zum Unterbrechen
des Zündstromes unterbricht nur den Zündstrom für einen Zylinder und nicht den ganzen
Magneten.
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Der Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß der Motor mit den
nicht durch Flammenrückschlag beeinträchtigten Zylindern weiterarbeitet. Bei einem
Flugzeugmotor gewinnt der Flieger dadurch genügend Zeit, einen geeigneten Landungsplatz
ausfindig zu machen, während bei den bekannten Vorrichtungen, bei welchen der ganze
Motor stillgesetzt wird, eine Landung bei Flugzeugen sofort erfolgen muß.
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Die. Erfindung betrifft weiter die Ausbildung des Organs zur Absperrung
des Verbrennungsgemischzuflu.sses oder zum Unterbrechen der Zündung als thermostatisch
gesteuerte Klappenventile.
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Thermostatisch gesteuerte Ventile sind an sich bekannt, jedoch ihre
Verwendung zur Absperrung des Brennstoffzuflusses zu einem Motor oder zur Unterbrechung
der Zündung bei Flammenrückschlägen ist neu.
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Auch sind schon Einrichtungen zur Betriebsüberwachung von Mehrzylinderbrennkraftmaschinen
bekanntgeworden, die die Zylindertemperatur zum Einstellen von Steueroranen zur
Regelung der Belastung der einz#
zelnen Zylinder verwenden. Bei
diesen Einrichtungen sind in die Verbrennungsräume aller Zylinder Temperaturmesser
eingebaut, die mit außerhalb der Zylinder angebrachten Anzeige- und Steuervorrichtungen
in Verbindung .stehen, die bei Überschreitung der Belastung des Einzelzylinders
mittelbar oder unmittelbar durch Änderung der Brennstoff-oder Luftzufuhr die gleichmäßige
Belastung dieses Zylinders wiederherstellen.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch .ein Einlaßrohr mit einer
Verschlußklappe in Offenstellung, die sich unter der Wirkung der Hitze schließt,
Abb.2 die Verschlußklappe in Schließstellung, Abb.3 einen Querschnitt durch ein
Einlaßrohr, welches ebenfalls mit einer Verschlußklappe mit Thermostaten versehen
ist, welcher mit einem Sperrzapfen in Verbindung steht, Abb. ¢ eine Einzelheit und
Abb.5 einen Längsschnitt durch ein Einlaßrohr mit Verschlußklappe, welche durch
die Ausdehnung metallischer Membranen bewegt wird.
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Bei der Vorrichtung nach Abb. i und 2 bezeichnet i das Einlaßrohr,
in dessen Innern die Verschlußklappe 2 um eine an dem Rohr befestigte Achse 3 schwingen
kann. An einem Ende trägt die Verschlußklappe 2 den Thermostaten q.. Dieser hat
Kreisform und besteht aus zwei Metallen von verschiedenem Ausdehnungsvermögen. Man
könnte auch eine Manometerröhre, z. B. die Bourdonsche Röhre, verwenden oder jedes
andere Organ, welches unter dem Einfluß der Hitze deformiert wird. Das eine Ende
des Thermostaten 4 ist durch Zugstängchen 5 mit einem Zapfen 6 und das andere Ende
durch ein Zugstängchen 7 mit einem Zapfen 8 verbunden. Die beiden Zapfen 6 und 8
sitzen fest an dem Rohr i. Die Verschlußklappe 2, die sich gewöhnlich in Offenstellung
befindet, bewegt sich selbsttätig in Schließstellung, wenn. die Flammen den Thermostaten
q. erhitzen. Alsdann gehen seine beiden Enden auseinander und ziehen an den Verbindungsstangen
5 und 7, wodurch die Klappe 2 um ihre Achse 3 gedreht und in Schließstellung gebracht
wird (Abb.2). In dieser Stellung ist das Einlaßrohr vollständig geschlossen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abb.3 ist das Einlaßrohr ebenfalls
mit einer Verschlußklappe 2 versehen. Diese sitzt auf einer Achse 9, die unter der
Einwirkung einer Schraubenfeder io steht und sich in der Wandung des Rohres i drehen
kann. Auf der Verschlußklappe 2 ist ein kreisförmiger Thermostat i i angebracht,
welcher von zwei Metallen von verschiedenem Ausdehnungsvermögen gebildet wird. Die
Befestigung des Thermostaten i i erfolgt durch ein Winkelstück 12. An der anderen
Seite ist in dem Einlaßrohr i eine Achse 14 mit Sperrkopf 15 einbesetzt. Der Sperrkopf
15 weist Einschnitte i 5r auf, in welche die Enden des Thermostaten i i eingreifen,
wenn dieser sich bzw. die Verschlußklappe in normaler Offenstellung befindet. In
Abb. 3 ist die Verschlußklappe 2 in Schließstellung dargestellt, in welche diese
sich selbsttätig bewegt, wenn Thermostat i i sich unter dem Einfluß der Hitze der
rückschlagenden Gase öffnet, wobei seine Enden die Einschnitte i5a des feststehenden
Sperrkopfes 15 verlassen. Sobald dieses eingetreten ist, dreht sich die Klappe 2
unter der Einwirkung der Feder i o in die Schließstellung (Abt. 3). Um die Klappe
später in ihre Öffnungsstellung zurückzubringen, ist es lediglich notwendig, die
Achse 9 durch Einführen eines Schraubenschlüssels in die Aussparung 9a zu drehen.
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Anstatt die Klappe zu steuern, könnte man auch durch die gleichen
Mittel die Zündung steuern, indem man die Vorrichtung mit einem in dem Zündstromkreis
des oder der Zylinder einbeschalteten Unterbrecher verbindet. Diese Steuerung der
Zündung kann auch neben der Steuerung der Verschlußklappe gleichzeitig mit dieser
stattfinden.
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In dem in Abb. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Einlaßrohr
i ebenfalls mit einer Verschlußklappe 2 versehen, welche auf einer Drehachse 9 sitzt,
die unter der Wirkung einer Feder io steht. Auf dieser Klappe sind Ausdehnungselemente
befestigt, die aus Metallstücken 16, 16a und diese umgebenden metallischen Membranen
17, 17a bestehen. Der Ausdehnungskoeffizient der Membranen ist geringer als der
der Stücke 16, 16a. Die Membran 17 ist auf einem an der Klappe 2 befestigten Winkelstück
18 angebracht, und die Membran i7a ist an der Membran 17 befestigt. Die Membran
17a trägt einen Zapfen i g, welcher in Eingriff mit einem Sperrzapfen 2o kommen
kann, der an der anderen Seite in dem Rohr i befestigt ist.
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In Abb. 5 ist die Verschlußklappe 2 in Offenstellung dargestellt.
Tritt ein Flammenrückschlag ein, welcher nicht vom Führer aus abgestellt werden
kann, so wirkt die Hitze der Gase auf die Ausdehnungselemente und, da die ,Stücke
16, 16a sich stärker ausdehnen als die Membranen 17, 17a, flachen diese sich in
der Mitte ab, so daß die Gesamtstärke der Einrichtung .geringer izdrd. Die Folge
davon ist, daß 'der Sperrzapfen i 9 außer Eingriff mit dem Sperrzapfen 2o kommt
und daß die
Klappe a sich 'unmittelbar unter der Wirkung der Feder
io mit der Achse 9 in Schließstellung dreht.
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Diese Vorrichtung 'kann, ebenfalls dazu verwendet werden, um die Zündung
eines oder mehrerer Zylinder zu unterbrechen. Um die Verschlußklappe in 'die Öffnungsstellung
zurückzuführen, ist @es lediglich notwendig, die Achse g mittels eines Schraubenziehers
o. dgl. zu drehen.
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Die Zahl du 'Membranen kann mehr oder weniger .groß gewählt werden.
Dies ist abhängig von: der Beschaffenheit der verwendeten Metalle und von der Ansprechbarkeit,
welche man der Vorrichtung geben will. Man kann diese auf diese Weise so einrichten,
daß sie `genau bei einer bestimmten Temperatur wirkt.
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Es ist selbstverständlich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung
nur bei einem dauernden. Flammenrückschlag wirkt. Wenn der Motor mit einem Rückschlagverhüter
der üblichen Art versehen ist, so verhindert die Vorrichtung gemäß der Erfindung,
daß dieser Rückschlagverhüter durch die Hitze unwirksam wird. Mit anderen Worten,
die Vorrichtung gemäß der Erfindung besitzt genügende Trägheit, damit ein Stillsetzen
eines oder mehrerer Zylinder nicht eintritt hei einigen zufälligen Flammenrückschlägen,
welche nicht gefährlich sind, wenn sie durch die übliche Vorrichtung abgefangen
werden.