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Österreichische PATENTSCHRIFT Nus 16832.
HENRY BLAND IN WAVERLEY BEI SYDNEY (NEUSÜDWALES).
Antriebsvorrichtung für zweizylindrige Kompressoren.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Antriebsvorrichtung für zweizylindrige Kompressoren für Gase, Dämpfe u. dgl. oder für Kältemaschinen, bei der die Umsetzung der umlaufenden Bewegung der Maschinenkurbel in die geradlinige der Arbeitskolben unter Einschaltung zweier voneinander abhängiger Kniehebel erfolgt. Bei der bisherigen Verwendung von Kniehebeln zum Antriebe von Kompressoren wurde die Strecklage der Kniehebel erst am Hubende ausgenutzt ; da nun aber schon vor Erreichung des Hubendes und somit des Enddruckes eine Entnahme der verdichteten Ladung notwendig ist, so geht die höhere'Wirkung der in Strecklage befindlichen Kniehebel verloren. Bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung wird jedoch die Strecklage schon fast 1/10 vor Hubende erreicht.
Die Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnungen zeigen schematische Darstellungen eines mit der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten Kompressors im Aufriss, u. zw. mit den Stellungen der Hebel teils in Zwischenstellung, teils in der Strecklage, teils darüber hinaus. Die Antriebsvorrichtung ist mit zwei Sätzen von Kniehebeln ausgestattet ; 2 und 3 bilden das eine Gelenkhebelpaar, 4 und 5 das andere. Beide sind an ihren Gelenken 7 und 8 durch eine Kupplungsstango 6 miteinander verbunden, so dass eine gleichmässige Entfernung zwischen den beiden Hebelsätzen gewahrt wird. Die Kupplungsstange ist in ihrer Länge derart gewählt, dass, während der eine Kniehebelsatz in der Strecklage sich befindet, der andere zusammengedrückt wird.
Soll die Antriebskurbel möglichst nahe an die Gelenkhebel gerückt werden, so werden zwei Sätze von Stangen zurp Kuppeln der Gelenkhebel verwendet. Die Hebel 2 und 4 sind gelenkig an der Grundplatte 1 bei. 9 bezw. 10 befestigt, während die Hebel 3 und 5 bei 11 und 12 mit dem Schwebebaum 13 verbunden sind.
Der Schwebebaum 13 kann um seinen Mittelpunkt frei schwingen und sich als Ganzes sowohl heben als auch senken, entsprechend der jeweiligen Lage der durch die Gelenke 11 und 12 gehenden Ebene. Aufgehängt ist der Schwebebaum vermittels der zugeschärften Zapfen 14, die in V-förmig ausgearbeiteten, auf den Tragstangen 15 befindlichen Lagern ruhen. Diese Tragstützen ruhen auf dem doppelarmigen, gelenkig gelagerten Hebel 16 auf, dessen anderes Ende die Gewichte 17 trägt, so dass das Gewicht des Schwebebaumes und der dazu gehörigen Teile ausgeglichen wird und die übertragene Kraft allein für die Kompressionsarbeit ausgenützt werden kann.
Die Kolbenstangen 18 und 19 für die Kolben 20 und 21 der Zylinder 22 und 23 sind an den als Ausleger ein bestimmtes Stück über den Angriffspunkt der Hebel verlängerten Enden des Schwebebaumes angelenkt, so dass der Hub der Kompressorkolben in ein ganz bestimmtes Verhältnis zu dem der Antriebsmaschine bezw. zum Halbmesser der Kurbel, die die Pleuelstange 24 bewegt, gesetzt ist. Die Abstände der Hebelanordnung von der Mitte des Schwebebaumes können verschieden gewählt werden, aber es hat sich herausgestellt, dass die Grösse dieses Abstandes gleich dem l fachen vom Kompressorkolbenhube am zweckmässigsten ist. Ebenso ist dieses Verhältnis als Länge eines jeden Hebels gut verwendbar.
Die Verwendung des Schwebebaumes ermöglicht es, den Hub zu vergrössern und die Kraftentfaltung beider Hebelsätze zu vereinigen, wie dies aus der nachfolgenden Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung hervorgeht.
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In der in Fig. 3 dargestellten. Lage befinden sich die Gelenkhebel 2 und 8, die einen Winkel von ungefähr 1000 miteinander einschliessen, in der äussersten Beugelage.
Die Kupplungsstange 6 wahrt einen gleichmässigen Abstand zwischen den beiden Gelenk- hebelpaaren 2-3 und 4-5, welch letzteres die Strecklage überschritten hat. Wenn die Kraft der Antriebsmaschine von der Treibscheibe 25, der Kurbel 26 und der Pleuelstange 24 auf die l (upplnngsstange 6 übertragen wird, so wird sich der Winkel zwischen den Gelenk-
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Hubende, sich in der Strecklage befindet (Fig. 2). Eine weitere Entfernung der Drehpunkte 9 und 11 voneinander ist nun nicht mehr möglich. Der Rest des Kolbenhubes wird unter Vermittlung des Schwebebaumes zurückgelegt. Die Kupplungsstange bewegt sich weiter nach rechts und das Kniehebelpaar 2-3 geht nach der rechten Seite über die Strecklage hinaus.
Hiebei wird sich die Entfernung zwischen den Punkten 9 und 11 bei weitem langsamer verringern als die Entfernung der Punkte 10 und 12 voneinander. Dieser Entfernungsunterschied drückt sich am Punkte 12 aus, da Punkt 10 fest liegt. Es macht also an dieser Stelle der Schwebebaum die Bewegung mit Und da die Punkte 7 und 8 fest miteinander verbunden sind, so wird Punkt 11 zum Dreh- und Stützpunkt für den Schwebebaum. Der Kolben 20 wird während der Zurücklegung des Restes seines Hubes kräftig nach aufwärts bewegt, beeinflusst von der auf den Schwebebaum im Punkte 12 angreifenden, durch eine grosse Hebelübersetzung übertragenen Kraft. Bei dem Hin und Hergehen der Pleuelstange. 24 kommen die beiden Hebelsätze abwechselnd in diese verschiedenen Stellungen.
Es ist also die Kraft, die die Gelenkhebel bis zu ihrer gänzlichen Streckung aus- üben können, für die Verdichtungsarbeit während der ersten 9/10 d3S Hubes wirksam, dann aber wird die weitere Verdichtung während des übrigen Hubes von dem in der Beugelage befindlichen Hehelsatze unter Vermittlung des Schwebebaumes als Hebel bewirkt. Es lässt sich auf diese Weise eine bedeutende Kraftgewinnung erzielen ; ausserdem gewährt die langsame Bewegung während des letzten Teiles des Verdichtungshubes und bei Beginn des Kolùenri1cl\ganges Zeit zum Öffnen und Schliessen der Ventile.
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Austrian PATENT Nus 16832.
HENRY BLAND IN WAVERLEY NEAR SYDNEY (NEW SOUTH WALES).
Drive device for two-cylinder compressors.
The subject of the invention forms a drive device for two-cylinder compressors for gases, vapors and. Like. Or for refrigeration machines, in which the implementation of the revolving movement of the machine crank into the rectilinear movement of the working piston takes place with the engagement of two mutually dependent toggle levers. In the previous use of toggle levers to drive compressors, the extended position of the toggle levers was only used at the end of the stroke; Since, however, it is necessary to remove the compressed load before the end of the stroke and thus the final pressure is reached, the greater effect of the toggle levers in the extended position is lost. In the drive device according to the invention, however, the extended position is reached almost 1/10 before the end of the stroke.
1, 2 and 3 of the drawings show schematic representations of a compressor equipped with the drive device according to the invention in elevation, u. between the positions of the levers partly in the intermediate position, partly in the extended position, partly beyond. The drive device is equipped with two sets of toggle levers; 2 and 3 form one pair of articulated levers, 4 and 5 the other. Both are connected to one another at their joints 7 and 8 by a coupling rod 6, so that an even distance between the two sets of levers is maintained. The length of the coupling rod is selected in such a way that while one toggle lever set is in the extended position, the other is compressed.
If the drive crank is to be moved as close as possible to the articulated lever, two sets of rods are used to couple the articulated levers. The levers 2 and 4 are articulated on the base plate 1. 9 resp. 10, while the levers 3 and 5 are connected to the suspension boom 13 at 11 and 12.
The floating boom 13 can swing freely around its center point and both rise and fall as a whole, according to the respective position of the plane passing through the joints 11 and 12. The suspension tree is suspended by means of the sharpened pegs 14, which rest in V-shaped bearings located on the support rods 15. These supports rest on the double-armed, articulated lever 16, the other end of which carries the weights 17, so that the weight of the floating tree and the parts belonging to it is balanced and the transmitted force can be used solely for the compression work.
The piston rods 18 and 19 for the pistons 20 and 21 of the cylinders 22 and 23 are articulated to the ends of the floating tree, which are extended as a cantilever a certain length beyond the point of application of the levers, so that the stroke of the compressor pistons has a very specific ratio to that of the prime mover respectively to the radius of the crank that moves the connecting rod 24 is set. The distances between the lever arrangement and the center of the suspension boom can be chosen differently, but it has been found that the size of this distance is the most practical, equal to 1 times the compressor piston stroke. This ratio can also be used well as the length of each lever.
The use of the suspension boom makes it possible to increase the stroke and to combine the power development of both sets of levers, as can be seen from the following description of the operation of the device.
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In the one shown in FIG. The articulated levers 2 and 8, which enclose an angle of approximately 1000 with one another, are in the outermost bent position.
The coupling rod 6 maintains a uniform distance between the two pairs of articulated levers 2-3 and 4-5, which the latter has exceeded the extended position. When the power of the prime mover is transmitted from the traction sheave 25, the crank 26 and the connecting rod 24 to the connecting rod 6, the angle between the joint
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End of stroke, is in the extended position (Fig. 2). A further distance between the pivot points 9 and 11 is no longer possible. The rest of the piston stroke is covered with the help of the floating tree. The coupling rod moves further to the right and the pair of toggle levers 2-3 go beyond the extended position to the right.
The distance between points 9 and 11 will decrease far more slowly than the distance between points 10 and 12 from one another. This difference in distance is expressed at point 12, since point 10 is fixed. So at this point the floating tree makes the movement with. And since points 7 and 8 are firmly connected to each other, point 11 becomes the pivot and support point for the floating tree. The piston 20 is moved vigorously upwards while the rest of its stroke is covered, influenced by the force which acts on the floating boom at point 12 and is transmitted by a large leverage. When the connecting rod goes back and forth. 24 the two sets of levers come into these different positions alternately.
The force that the articulated levers can exert up to their full extension is therefore effective for the compression work during the first 9/10 d3S stroke, but then the further compression during the rest of the stroke is reduced by the helmets in the bent position Mediation of the floating tree as a lever causes. In this way, a significant gain in strength can be achieved; In addition, the slow movement during the last part of the compression stroke and at the beginning of the column ring allows time to open and close the valves.