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Vorrichtung zur Überwachung des Olumlaufdruckes sowie der Brennstoff-Förderpumpe
in Verbrennungskraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
-zur Überwachung des Ölumlaufdruckes sowie der Brennstoff-Förderpumpe von
Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren, bei welcher der
die Kraftstoff-Förderpumpe antreibende Elektromotor in zwei die Speisebatterie enthaltenden
parallelen Stromkreisen liegt, von denen der eine nur während der Betätigung des
Anlassers geschlossen ist und der andere einen vorn Öldruck betätigten Schalter
enthält, der sich oberhalb einer Mindesthöhe des Ölumlaufdruckes schließt, während
eine elektrische Warnanlage einen zu geringen Öldruck anzeigt.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wird die Warnanlage über
besondere Kontakte des Öldruckschalters gesteuert, was einen Mehraufwand an Schaltmitteln
erforderlich macht . und die Betriebssicherheit herabsetzt.
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Erfindungsgemäß wird diesem Mangel dadurch abgeholfen, daß die Warnanlage
dem Öldruckschalter parallel geschaltet ist und einen so hohen Widerstand hat, daß
der durch sie fließende Strom wohl zu ihrer Betätigung; nicht aber dazu ausreicht,
um den Motor der Kraftstoff-Förderpumpe anzutreiben.
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Befindet sich der den Öldruckschalter enthaltende Speisekreis des
die Kraftstoffpumpe antreibenden Elektromotors bei normalem Öldruck in der Schlußstellung,
so schließt er gleichzeitig die parallel geschaltete Warnanlage, also z. B. eine.
Glühlampe,
kurz, so daß diese nichts anzeigt. Sinkt jedoch der Öldruck
unter einen bestimmten Mindestwert, so daß sich der Öldruckschalter öffnet, so fließt
der volle, durch den Antriebsmotor der Brennstoff-Förderpumpe gehende Strom durch
die Warnanlage hindurch. Die Stärke dieses Stromes reicht zwar infolge des Widerstands
der Warnanlage nicht aus, um den Elektromotor in Tätigkeit zu setzen, er hat jedoch
zur Wirkung, daß die Warnanlage ein Signal abgibt, welches anzeigt, daß der Öldruck
so stark gefallen ist, daß ein weiterer Betrieb der Brennkraftmaschine diese gefährden
würde. Durch das Stillsetzen der Brennstoff-Förderpumpe kommt auch die Brennkraftmaschine
zum Stillstand. In gleicher Weise macht die Warnanlage erkennbar, wenn der Stromkreis
der Kraftstoff-Förderpumpe trotz Einschaltung des in den beiden vorgenannten parallelen
Stromkreisen enthaltenen Haupt- oder Zündschalters aus irgendeinem Grunde, z. B.
infolge einer Störung, unterbrochen ist.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt
die Zeichnung in schematischer Darstellung. In dieser ist io eine durch einen Elektromotor
angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe, die von bekannter Bauart sein kann.
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Der dargestellte Teil des Schmierölkreislaufs des Fahrzeugmotors enthält
eine Ölpumpe 15, die vom Fahrzeugmotor angetrieben wird und als Zahnradpumpe dargestellt
ist, deren Saugseite über eine Saugleitung 16 mit der Motorkurbelwanne verbunden
ist, welch letztere bei-- i8. teilweise dargestellt ist. Das Schmieröl wird von
der Pumpe 15 unter Druck über die Rohrleitungen ig und ao den Motorlagern und den
anderen (nicht gezeigten) eine Schmierung erfordernden arbeitenden -Teilen zugeführt.
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Das Anlassen des Fahrzeugmotors kann in der übliehen Weise, beispielsweise
durch einen Anlaßmötor 22, geschehen, der von der Batterie 23 des Kraftfahrzeugs
gespeist wird. Der Stromkreis des Anlaßmotors verläuft von der negativen Klemme
26 der Batterie über die Leitung 24 zu dem einen Kontakt 27 des Anlaßschalters 28,
dessen Gegenkontakt 30 über die Leitung 31 mit dem Anlaßmotor 22 verbunden-ist.
Der Anlaßmotor 22 ist bei 32 an Masse gelegt, wobei dessen Stromkreis über die Masseverbiridung
34 der positiven Batterieklemme 35 geschlossen wird. Der Anlaßschalter 28 kann ein
beliebiger hand- oder fußbetätigter Schalter bekannter Bauart sein.
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Bei der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung für die Kraftstoff-Förderpumpe
io und den Schmierölkreislauf des Fahrzeugmotors ist die eine Klemme des Antriebsmotors
der Kraftstoff-Förderpumpe bei 36 an Masse gelegt,, während seine andere Klemme
über eine Leitung 38 mit einem. festen Kontakt ¢o eines allgemein mit 42 bezeichneten
Öldruckschalters verbunden ist. Das bewegliche Kontaktglied 43 des Öldruckschalters;
das mit der Klemme 44 verbunden ist, steht mit der Batterie über eine Leitung 46,
die von der Klemme 44 zum Zündschalter 47 des Fahrzeugs führt, sowie über eine Leitung
48 zwischen dem Zündschalter und der Batterieklemme 26 in Verbindung.
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Der Öldruckschalter 42 ist von Gehäuseteilen 50 und 51 umgeben, die
bei 52 vereinigt sind, wobei eine nachgiebige öder elastische Membran 54 das Innere
des Gehäuses in eine Druckkammer 55 und in eine Schaltkammer 56 unterteilt. An der
Endwand des Gehäuseteiles 5o ist in geeigneter Weise ein Isolationskörper 58 befestigt,
-der den Kontakt 40, die Klemme 44 und das bewegliche Kontaktglied 43 des Schalters
trägt, welch letzteres federnd ausgebildet und in der Kammer 56 so, angeordnet ist,
daß sich in seinem freien oder ungespannten Zustand seine Kontaktstelle
59 in Abstand von dem festen Kontakt 4o befindet und daher keinen Kontaktschluß
mit diesem bildet, wie aus der Zeichnung ersichtlich.
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Die Membran 54 trägt einen Kolben 6o, der sich in die Schaltkammer
56 erstreckt und in seiner Bewegung durch eine starre Führung 62 geführt wird, welch
letztere auch als Anlage für die Membran zur Begrenzung ihrer Bewegung unter Druck
dient. Das freie Ende des Kolbens trägt einen Schaltkopf 63 aus Isolationswerkstoff,
der am Schaltglied 43 bei der Bewegung der Membran 54 unter Druck zur Anlage .kommen
kann, um das Schaltglied in die Schließstellung des Schalters zu bringen, in welcher
die Kontaktstellen 40 und 59
Kontaktschluß miteinander haben. Der Kolben ist
von einer geeigneten Druckfeder 64 umgeben, die sich zwischen dem starren Glied
62 und der Membran abstützt und die Membran und den Kolben normalerweise in ihre
Ausgangsstellung drückt, wie in der Zeichnung gezeigt, in welcher der Schalter geöffnet
ist.
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Die Druckkammer 55 steht mit der Druckseite der Schmierölpumpe, beispielsweise
über eine Leitung 66, von der die Druckölförderleitung 2o abzweigt, in Verbindung.
Die Schaltkammer 56 weist ferner eine geeignete Entlüftungsöffnung auf, von der
bei der dargestellten Ausführungsform eine Entlüftungsleitung 67 zur Verbindungsstelle
68 mit der Saugleitung 16 der Ölpumpe führt.
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Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß es sich hier um
eine Schaltung mit zwei parallelen Stromkreisen handelt, die die Batterie und den
Motor der Kraftstoffpumpe verbinden, von denen einer durch die Betätigung des Anlaßschalters
gesteuert wird und der andere durch das Schließen des Öldruckschalters.
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Im Nebenschluß zum Öldruckschalter ist eine Anzeigelampe 7o geschaltet,
die über eine Leitung 71 mit der Leitung 46 und über eine Leitung 72 mit der Leitung
38" verbunden ist. Statt der Lampe kann auch eine beliebige andere Anzeigevorrichtung
mit einem vergleichbaren Widerstand benutzt werden. Die Anzeigelampe ist so angeordnet,
daß sie für den Fahrer gut sichtbar ist, beispielsweise also am Instrumentenbrett.
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Die Schaltanordnung gemäß der Erfindung umfaßt ferner einen Hilfsstromkreis
für die Kraftstoff-Förderpumpe io des Fahrzeugmotors. Dieser Hilfsstromkreis wird
durch eine Leitung 74 von der
Leitung 46 zum beweglichen Kontakt
75 eines Relaisschalters 76 und durch die Leitung 78 zwischen dem festen Kontakt
79 des Relais und der Leitung 38 gebildet. Das Kontaktglied 75 wird durch eine geeignete
Feder 8o in der Offenstellung des Schalters gehalten, während der Schluß mit dem
Kontakt 79 bei Erregung des Relaiselektromagneten 82 hergestellt wird. Die Wicklung
83 des letzteren ist bei 84 an Masse gelegt und mit der Leitung 31 zum Anlaßmotor
über die Leitung 86 verbunden, so daß der Elektromagnet durch den Anlaßschalter
28 gesteuert werden kann.
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Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ist wie
folgt. Die verschiedenen Schalter .befinden sich, wenn der Fahrzeugmotor außer Betrieb
ist, normalerweise in ihrer .Offenstellung, wie in der Zeichnung dargestellt. Durch
das Einschalten des Zündschalters 47 wird die Anzeigelampe 70 stromführend,
so daß der Einschaltzustand des Zündschalters sichtbar wird. Der die Anzeigelampe
enthaltende Stromkreis verläuft dann von der Batterie 23 über den Zündschalter,
die Leitungen 46 .und 71, die Lampe 7o, die Leitungen 72 und 38 zum Motor der Kraftstoffpumpe
1o und von dort über die Masse zur Batterie. Die Anzeigelampe und der Motor der
Kraftstoffpumpe sind auf diese Weise in Reihe geschaltet, wobei die Stromstärke
jedoch für den Antrieb des Pumpenmotors infolge des Widerstandes der Anzeigelampe
nicht ausreicht. Für diesen Zweck wird eine Lampe gewählt, deren Fademdiderstand
derart bemessen ist, daß im leuchtenden Zustand der Lampe der durch den Pumpenmotor
fliessende Strom einen Wert hat,, der unter der @ für die Inbetriebsetzung des Pumpenmotors
erforderlichen Stromstärke liegt. Wenn z. B. der Pumpenmotor parallel zur Batterie
geschaltet sein würde und diese beispielsweise -eine Spannung von 6 Volt liefert,
so würde der Pumpenmotor der Batterie einen Anlaßstrom von etwa 2,5 Amp. entnehmen.
Die Anzeigelampe läßt jedoch nur o,25 bis o,5o Amp. durch. Der Spannungsabfall ist
daher infolge des Widerstandes der Lampe für die Inbetriebsetzung der Pumpe zu groß,
so daß der Pumpenmotor nur mehr zur Vervollständigung des Stromkreises der Lampe
zur Masse und zur Batterie dient.
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Das Anlassen des Fahrzeugmotors erfolgt bei eingeschaltetem Zündschalter
durch das Einschalten des Anlaßschalters 28, der hierdurch den Stromkreis für den
Anlaßmotor 2ä schließt. Das Einschalten des Anlaßschalters hat, wie aus der dargestellten
Schaltanordnung ersichtlich ist, das Schließen des Relaisschalters 76 zur Folge,
wodurch der vorerwähnte Hilfsstromkreis geschlossen wird, der eine direkte Verbindung
des Kraftstoffpumpenmotors mit der Batterie über den geschlossenen Zündschalter
herstellt und gleichzeitig die Anzeigelampe 7o kurzschließt, so daß die letztere
außer Betrieb gesetzt wird. Dies hat zur Folge, daß während des Anlassens des Fahrzeugmotors
die Kraftstoffpumpe in Betrieb gesetzt wird und arbeitet, wodurch die Kraftstoffzufuhr
zum Vergaser des Fahrzeugmotors gewährleistet ist. Anstatt den Hilfsstromkreis für
die Kraftstoffpumpe über das Relais zu steuern, kann auch ein besonderer Kontakt
am Anlaßsehalter verwendet werden.
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Wenn der Fahrzeugmotor zündet und anspringt, kehrt der Anlaßschalter
normalerweise in seine Offenstellung zurück, so daß das Relais 76 stromlos wird
und damit der Hilfsstromkreis des Pumpenmotors unterbrochen wird. Dies hat jedoch
zur Folge, daß der Öldruckschalter 42 an seinen Kontakten 40 und 59 unter dem auf
den Membrankolben wirksam werdenden Druck des Schmieröls, der durch den Antrieb
der Ölpumpe 15 im Schmierölkreislauf des' Fahrzeugmotors erzeugt wird, geschlossen
wird. Durch das Schließen des Öldruckschalters 42 wird der Hauptstromkreis des Kraftstoffputnpenmotors
geschlossen, der von der Batterie 23 über den Zündschalter 47 und die Leitung 46
.zur Klemme 44 des Öldruckschalters und über das Schaltglied 43, die in Kontaktschluß
befindlichen Kontakte 59 und 40, die Leitungen 38,
und 38 zum Motor der Kraftstoffpumpe
to verläuft, und von dort zur Batterie über die Massenklemme 36 des Pumpenmotors.
Infolgedessen bleibt die beim -Anlassen des Fahrzeugmotors in Betrieb gesetzte Kraftstoff-Förderpumpe
während des ganzen Betriebs des Motors in Tätigkeit, vorausgesetzt jedoch, daß der
Öldruckschalter geschlossen bleibt. Der Schalter 42 schließt beim Schließen des
Stromkreises für den Motor der Kraftstoffpumpe die Anzeigelampe 70 kurz,
so daß die letztere während des ganzen normalen Betriebs des Fahrzeugmotors abgeschaltet
ist.
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Der Öldruckschalter 42 ist zum Teil durch die Membranbelastungsfeder
64 in seiner Arbeitsweise so einshell- und einregelbar, daß seine Kontakte geschlossen
bleiben, solange der auf die Membran wirksame Öldruck innerhalb des normalen Bereiches
des Öldruckes bleibt, der im Schmierölkreislauf des Fahrzeugmotors beim Betrieb
desselben zwischen Leerlauf und Höchstdrehzahl herrscht. Wenn aus irgendeinem Grund
während des Betriebs des Fahrzeugmotors der Druck im Schmierölkreislauf unter den
normalen Mindestdruck fällt, so hat dies zur Wirkung, daß die Feder 64 die Membran
und damit den Kolben 6o in einer Richtung bewegt, die der Öffnungsrichtung des Druckschalters
entspricht. Das federnde Schältglied 43 führt daraufhin ein Trennen der Kontaktstellen
40 und 59 herbei, wodurch der Stromkreis des Motors der Kraftstoff-Förderpumpe ro
unterbrochen wird und gleichzeitig der Kurzschluß um die Anzeigelampe 7o aufgehoben
wird. Dies hat zur Folge, daß die Lampe 7o aufleuchtet und dem Fahrer ein sichtbares
Warnzeichen gibt, daß im Schmierölkreislauf des Fahrzeugmotors entweder ein anormal
niedriger Druck herrscht oder überhaupt kein Druck vorhanden ist. Durch das Einschalten
der Lampe sinkt der dem Motor der Kraftstoff-Förderpumpe zugeführte Strom so weit
ab, daß er für den Antrieb der Pumpe nicht mehr ausreicht. Hierdurch kommt die Kraftstoff-Förderpumpe
zum Stillstand, was ein Aufhören der Kraftstoffzufuhr
zum Fahrzeugmotor
und damit eine Außerbetriebsetzung desselben zur Folge hat.
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Die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung liefert daher beim Ausbleibeh
des Drucks im Schmierölkreislauf des Fahrzeugmotors nicht nur ein sichtbares Warnzeichen
für den Fahrer für das Eintreten eines solchen Zustandes, sondern bewirkt auch eine
selbsttätige Abschaltung des Fahrzeugmotors. Die Lampe dient dabei als einfache
und zweckmäßige Warnanzeige bei jeder Abweichung von der normalen Arbeitsweise der
Druckumlaufschmierung des Fahrzeugmotors und bewirkt gleichzeitig, wenn sich der
Lampenwiderstand im Stromkreis der Kraftstoff-Förderpumpe befindet, eine Verminderung
des durch den Antriebsmotor der Kraftstoff-Förderpumpe fließenden. Stromes, so daß
die letztere außer Betrieb gesetzt wird. Die Lampe dient daher ebenfalls als einfache
Anzeigevorrichtung des Betriebszustandes der Kraftstoff-Förderpumpe. Selbstverständlich
kann jedoch auch eine beliebige andere geeignete Anzeigevorrichtung, die ähnliche
Eigenschaften hinsichtlich ihres elektrischen Widerstandes hat wie die Lampe in
dem Steuersystem gemäß der. Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann ein
elektrisches Läutwerk oder ein Summer statt der Lampe 70 verwendet werden
oder, wenn gewünscht, eine Lampe und ein Läutwerk oder ein Summer gemeinsam benutzt
werden, so daß die Warnanzeige sowohl auf optischem als auch auf akustischem Wege
erfolgt. Durch die Verwendung der üblichen Lichtmaschine und von Sicherungen in,
der elektrischen Anlage wird die oben beschriebene Arbeitsweise nicht beeinträchtigt.
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Es ist noch hervorzuheben, daß durch die verhältnismäßig einfache,
jedoch sehr wirksame Steuervorrichtung gemäß der Erfindung für die Warnanzeige und
den Antrieb der Kraftstoff-Förderpumpe die Verwendung eines einfachen und billigen
Öldruckschalters mit nur einem festen und einem mit diesem zusammenarbeitenden beweglichen
Kontakt, bei welchem das Schließen der Schalterkontakte unter Druckeinwirkung durch
die Wahl der die Membran belastenden Feder, die die Membran unter einer bestimmten
gewünschten Voirspannung hält, genau eingestellt werden kann, außerordentlich erleichtert
wird.