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Explosionspumpe für Flüssigkeiten.
In der österreichischen Patentschrift Nr. 58568 ist ein Verfahren zum Heben und Fördern von Flüssigkeiten beschrieben, bei dem die Energie der Expansion eines entzündeten brennbaren Gemisches auf das eine Ende einer Flüssigkeitssäule einwirkt, die dadurch eine schwingende Bewegung erhält, während frische, unter niedrigem Druck stehende
Flüssigkeit am anderen Ende der schwingenden Flüssigkeitssäule in die Pumpe eintritt.
Die Erfindung besteht nun darin, eine in dieser Weise arbeitende Pumpe so auszubilden, dass die ganze Flüssigkeitssäule oder ein Teil von ihr durch einen oder mehrere feste Kolben von entsprechender Masse ersetzt wird. Eine derartige Einführung fester Massen an Stelle flüssiger wird dadurch ermöglicht, dass die frische, unter niedrigem Druck stehende Flüssigkeit in die Pumpe hinter der sich nach innen bewegenden Masse eingeführt wird.
Durch die Erfindung wird daher das Anwendungsgebiet der Pumpe nach dem österreichischen Patente Nr. 58568 sehr erweitert, weil ausser dem Umstand, dass die Einführung einer festen statt einer flüssigen Masse ein viel kleineres Arbeitsrohr nötig macht, noch der Umstand in Betracht kommt, dass der feste Kolben ein Stufenkolben sein kann, wodurch Wirkungen erreicht werden, die mit der bekannten Explosionspumpe mit Flüssigkeitssäule nicht erzielt werden können. Ausserdem ist es möglich, den festen Kolben mit Massen zu verbinden, die sich in ausserhalb der Fumpe befindlichen Kammern bewegen, wodurch lebendige Kraft ausserhalb der Pumpe aufgespeichert werden kann, was in vielen Fällen wünschenswert ist.
Bei dem Beispiele nach Fig. i der Zeichnungen bezeichnet 1 den Verbrennungsraum einer Zweitaktmaschine und 2 eine starre hin und her gehende Masse, hier als ein in einem Zylinder laufender Kolben gedacht, der am Ende 3 von den sich ausdehnenden Gasen beeinflusst wird und selbst mit seiner Seite 4 gegen die zu hebende oder weiterzudrückende Flüssigkeit tätig ist. Ein Einlass 5 für den Flüssigkeitszulauf ist mit den Ventilen 6 und ein Auslass 7 für die weiter zu fördernde Flüssigkeit mit den Ventilen 8 versehen. Zwischen einem Windkessel 9 und der Flüssigkeit liegt ein Schwimmer oder Kolben 10, der sich
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durch die Stellspindel 12 verstellt werden.
Mit dem Windkessel 9 können die Hilfswindkessel 15 und 16 in Verbindung gesetzt werden, zu welchem Zwecke man nur die Hähne oder sonstigen Verschlussvorrichtungen 13 und 14 zu öffnen braucht.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist folgende : Bei der Zündung der im Verbrennungsraum 1 verdichteten Ladung erfolgt der Vortrieb des Kolbens 2, der durch seine ihm dadurch erteilte lebendige Kraft Arbeit leisten soll. Die durch den Kolben verdrängte Flüssigkeit schiebt den Schwimmer 10 vor sich her und drückt dadurch in 9 und, wenn die Hähne 13 und M offen sind, auch in 15 und 16 ein elastisches Luftkissen zusammen, bis schliesslich der Druck so gross wird, dass die Auslassventile 8 sich öffnen und die weitere Bewegung des Kolbens 2 Flüssigkeit unter Druck durch 8 austreten lässt, bis endlich der Vortrieb des Kolbens sein Ende erreicht,
der Druck auf die Ventile 8 aufhört und diese sich schliessen. Die nun eintretende Expansion des verdichteten Lufkissens in 9
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und gegebenenfalls auch in 15 und ? veranlasst den Rückhub des Kolbens 2. Beim Rückhub wird frische Ladung, die zuvor in die Kammer 1 eingelassen wurde, auf der Kolbenseite 3
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Der Schwimmer 10 mit seinem verstellbaren Anschlag 11 und die Hilfswindkrssel 15 und 16 können wegfallen, wenngleich sie ein wesentliches Hilfsmittel zur Anpassung der
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drücke schwächere elastische Kissen zur Energieaufspeicherung benutzen oder den Anfangsdruck des elastischen Kissens erhöhen, um ihn dem Druck, bei dem sich die Ventile 8 öffnen, anzunähern.
Unter gewissen Umständen wird bei geschlossenen Hähnen 13 und 14 eine gegebene Bewegung des Schwimmers 10 eine raschere Drucksteigerung verursachen, so dass die Abgabe von Flüssigkeit beim Explosionshub des Kolbens.'2 schon früher einsetzt.
Es ist zwar unvermeidlich, dass ein Teil der gehobenen und weitergedrückten Flüssig-
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Masse angesehen werden muss, doch kann man die Arbeitswirkung dieses Flüssigkeitsteiles, da er eine verhältnismässig nur geringe Masse und deshalb ein belangloses Beharrungsvermögen hat, ganz vernachlässigen.
Im Viertakt wird die Maschine etwas anders arbeiten, etwa in der Weise, dass beim Explosionshub Flüssigkeit durch 8 hindurch weitergedrückt wird, aber beim Rückhub des
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Flüssigkeit zunächst etwa im Raum 1 ein elastisches Kissen verdichtet wird, das aus Spülluft oder Abgasen bestehen kann und dessen Expansion einen zweiten Vorwärtshub des Kolbens 2 veranlasst, der dabei erneut im Windkessel 9 lebendige Kraft ansammelt und gleichzeitig frische Ladung in die Kammer 1 einsaugt. Die Ladung wird darauf bei der Expansion des Kissens in 9 beim zweiten Kolbenrücklauf verdichtet, bis die Zündung erfolgt und das geschilderte Spiel sich wiederholt. In diesem Falle können die Kolbenhübe verschieden lang sein.
In Fig. 2 besteht die hin und her gehende Masse teils aus einem starren Kolben 77' und teils aus der Flüssigkeit im Rohr oder Zylinder 18. Die anderen Teile sind wie in
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grössere Flüssigkeitsmenge unter geringerem Druck weiterzufödern. Im letzten Falle muss der Durchmesser \'on 22 grösser als jener von * ein.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von jener nach Fig. 4 dadurch, dass die dort aus zwei starren und einer flüssigen Masse zusammengesetzte Masse durch
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offen sein und die Gesamtenergie für den Riickhub in dem elastischen Luftkissen im Windkessel 9 allein angesammelt weiden.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform mit einer Taucl kolbenverlängerung 25, die geringeren Durchmesser als 22 hat und auf deren Ende 26 die unter Hcchdiuck stehende Flüssigkeit einwirkt. Beim Explosionshub drückt der Tauchkolben 22 wegen seines gegenüber 25 grösseren Durchmessers Flüssigkeit durch die Ventile 8. Der Kulbenrückhub kann durch den Druck der Flüssigkeit :.. m Ende 26 des Tauchkolbens 2J hervorgerufen werden, wobei frische Flüssigkeit bei 6 eingelassen wird. Ein in 24 befindliches Luftkissen kann hier ausserdem noch verwendet werden, ist aber nicht notwendig.
Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von jener nach Fig. 5 nur dadurch, dass der starre Kolben 2 mit der Fläche 4 Flüssigkeit in den Windkessel 9 drückt und dadurch, also mittelbar, die Luft in diesem zusammenpresst. Es wird somit auch beim Explosionshub lehendige Kraft aufgespeichert und gleichzeitig Flüssigkeit weitergefördert.
In Fig. 8 drückt der Kolben 2 beim Explosionshub zuerst Luft durch die Öffnung 27 aus dem Raume 24 hinaus und beginnt erst, wenn er die Öffnung 27 abdeckt, ein elastisches Kissen in 24 zu verdichten.
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des Verbrennungsraumes 1 gebildeten elastischen Kissen, das die hin und her gehenden Massen bei ihrem Rücklauf nach links aufzuhalten hat.
Ein zweiter Kolben, 28, an der mit 17 gemeinsamen Kolbenstange arbeitet in einem besonderen, beiderseits geschlossenen Zylinder und speichert bei seinem Vorwärtshub durch Zusammenpressen eines elastischen
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Fig. 10 zeigt eine Ausführung, bei der eine doppeltwirkende Verbrennungskraftmaschine auf der linken Seite ihres Kolbens 17 mit einer doppeltwirkenden Gaspumpe 30 zur Förderung von Spülluft oder von brennbarem Gemisch oder von beiden und auf der rechten Seite mit einem Pufferkolben 31 verbunden ist, dessen Zylinder die durch Hähne o. dgl. abschliessbare Hilfskammern 32, 33 besitzt. Auf der gemeinsamen Kolbenstange von 30, 17 und 31 sind ferner noch zwei Tauchkolben 22a und 22b zum Heben oder Weiterdrücken von Flüssigkeit befestigt.
Man kann noch einen in einer besonderen Pumpenkammer arbeitenden Kolben anschliessen, so dass von zwei Pumpen die eine nur brennbares Gemisch
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pumpe statt der in Fig. 10 dargestellten zwei einfach wirkenden Pumpen benutzt werden, Selbstverständlich können bei einer doppeltwirkenden Zweitaktmaschine die erforderlichen elastischen Kissen ganz in dem Kraftzylinder selbst untergebracht werden, ferner kann das bei dem einen Kolbenhub verdichtete elastische Kissen die Ladung sein, deren Zündung den folgenden Hub bewirkt. Schliesslich können durch Schliessen der Gasauslassventile vor Beendigung des Kolbenhubes der Gaspumpe oder dadurch, dass deren Kolben die Gasaus- lässe abschliesst, an einem oder an beiden Enden des Zylinders elastische Kissen als Energiespeicher geschaffen werden.
Der als Beispiel gezeigte besondere Pufferzylinder ist zwar zur zusätzlichen Regelung von Vorteil, aber manchmal können die erforderlichen elastischen
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Pufferzylinder wegfällt, selbst wenn der Kraftzylinder oder der Flüssigkeitszylinder oder beide einfachwirkend sind.
In Fig. I1 sind vier, z. B. durch eine gemeinsame Kolbenstange miteinander verbundene Kolben 30.. l', 34 und 35 vorgesehen. Von diesen gehört 30 zu einer doppeltwirkenden Gaspumpe, während 17 der Arbeitskolben einer doppeltwirkenden Verbrennungskraftmaschine ist. Zwischen den Kolben 34 und 35 ist eine aus Flüssigkeit bestehende
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erhält dadurch derart Bewegungsenergie, dass sie, wenn die starren Kolben durch das Zusammenpressen der elastischen Kissen am Ende ihres Hubes aufgehalten werden, in dem Rohr 36 ihre Bewegung fortzusetzen sucht.
So wird,. wenn die Kolben ihren Hub nach rechts ausgeführt haben und die Auslassöffnung des Ventils 38 freigelegt ist. die noch weiter schwingende Flüssigkeitssäule zwischen 34 und. 15 Flüssigkeit durch das Ventil 37 einsaugen
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grössert, befinden sich an den geschlossenen Enden des Rohres ?, in dem die Kolben 34 und 35 hin und her laufen. Wenn, wie gezeichnet, das Rohr 36 zwischen 34 und 35 die Form eines Krümmers hat, steht bei geringem Raumbedarf eine verhältnismässig grosse Flüssigkeitsmenge zur Verfügung und kann man die Kolben.'J. 1 und 36 nahe aneinander rücken.
Wenn, wie in Fig. II dargestellt, zwei starr miteinander verbundene und selbst starre Kolben einen Teil der hin und her gehenden Massen bilden, können ihre Durchmesser verschieden sein und dementsprechend auch die Durchmesser der miteinander verbundenen Zylinder. Im Rauminhalt zwischen den zwei Kolben wird dann eine Änderung. d. h. eine Verminderung eintreten, sobald sich die Kolben nach der Seite des geringeren Durchmessers zu bewegen. Die dabei verdrängte Flüssigkeit kann in einen Windkessel und sobald der Förderdruck erreicht ist, durch die Auslassventile getrieben werden.
Der Kolbenrückhub wird dann durch die Ausdehnung des zwischen den Kolben wirksamen Puffers hervorgerufen und während des letzten Teiles des Rückhubes erfolgt der Einlass frischer Flüssigkeit.
In Fig. 12 ist der starre Kolben 2 in lotrechter Richtung oberhalb der Verhrennungs- kammer 1 beweglich, Die Flüssigkeitseinlassventile 6 und die Auslassventile 8 sind am oberen''Ende des lotrecht gestellten Zylinders angeordnet. Ebenso befindet sich dort ein Windkessel 41 ; durch ein Gehäuse gebildet, das die Auslassventile 8 enthält. Angenommen, der Arbeitsgang in der Verbrennungskammer 1 verlaufe nach dem Zweitaktverfahren, so wird der Kolben 2 bei jedem Arbeitsgange das brennbare Gemisch in 1 verdichten, das darauf zur Erzeugung des Arbeitshubes entzündet wird.
Es bringt schon das Hochgehen des Kolbens 2 die lebendige Kraft für den Kolbenabwärtsgang auf, doch kann am oberen Ende des lotrechten Zylinders oder in Verbindung mit ihm ausserdem ein Puffer vorgesehen sein, der beim Kolbenhochgang bis auf den Förderdruck verdichtet wird, ehe die Weiterförderung der Flüssigkeit erfolgt. Die Anlage nach Fig. 12 kann auch in wagrechter Anordnung
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zuflusses liegt, so dass die durch die Flüssigkeitseinlassventile einströmende Flüssigkeit den Kolbenrückhub hervorrufen und dabei die Ladung infolge der lebendigen Kraft verdichten
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schliesst. Die brennbare Ladung wird hierauf in der Kammer 1 verdichtet und gezündet, was einen neuen Arbeitshub veranlasst.
Ausserdem wird noch durch das Spiel eines an der Stange A3 des Kolbens 77 sitzenden Kolbens 51 Arbeit geleistet. Wenn der Kolben 51 in seinem Zylinder 53 hin und her läuft, schliesst er heim Abwärtshuh die Flüssigkeitseinlass-
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des Kolbens 51 tritt Flüssigkeit durch die Ventile 54 ein und strömt teilweise dem Kolben 51 und teilweise der Flüssigkeit nach. die sich im Rohr-5. 5 bewegt, so dass in diesem ein ununterbrochener Strom aufrecht erhalten wird.
Soll im Viertakt gearbeitet werden, dann wird, wie in Fig. 15 dargestellt, die Verbrennungskammer 1 mit Ventilen 54 für das brennbare Gemisch und mit Ventilen 54 a für Spülluft ausgestattet. Die Ventile 54 sind am Ende des Expansionshubes geschlossen und die Ventile 54 a geöffnet, um Spülluft einzulassen. Beim ersten Koibenruckhub werden zunächst die Auspuffgase durch die Ventile 46 und 47 abgeblasen und nach Schliessen des Auspuffventiles 46 wird ein Puffer aus Spülluft verdichtet. Die Expansion dieses Puffers veranlasst den zweiten Vorwärtshub des Kolbens 17, wobei die Ventile 54 geöffnet werden
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kissen verdichtet wird.
Beim Explosionshub von 17 wild die in 45 ansteigende Flüssigkeit zuerst Spülluft durch das Ventil 56 unter leichtem Druck an einen Behälter 57 abgeben, aus dem die Luft gegen Ende der Expansion durch das Ventil 58 in 1 eintritt und vor ihr lagernde Abgase durch das Auspuffventil 46 austreibt. Die Verbrennungskammer wird durch eine Wand 59 unterteilt. die aber nicht bis zum oberen Ende der Kammer 1 reicht und unten beständig in die Flüssigkeit eintaucht. Es werden bei dieser Anordnung am Ende des Expansionshubes auf der rechten Seite der Wand Spülluft und auf der linken Seite
Abgase vorhanden sein. Das Ventil 56 ist durch die in 45 ansteigende Flüssigkeit geschlossen
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Luftkissen verdichten konnte.
Die Expansion dieses Luftkissens verursacht nun durch Ver- mittlung des Kolbens 17 und der darüber lagernden Flüssigkeitssäule ein Rückströmen der Flüssigkeit in 44 nach der Verbrennungskammer 1 hin. Das Ventil 58 wird durch diese Flüssigkeit geschlossen und der Rückstand an Abgasen und auch etwas Spülluft werden durch das Ventil 46 ausgestossen, bis die Flüssigkeit dieses Ventil ebenfalls schliesst. Die dann noch zurückbleibende Luft bildet ein Kissen, das beim Expandieren einen zweiten Hub nach aussen hervorruft und frische Ladung durch das Ventil 60 einsaugt. Die Verdichtung der frischen Ladung erfolgt heim zweiten Kolbenrückhuh, der wieder eine Folge der Expansion des in 45 verdichteten Luftkissens ist.
Während der auf den Explosionshub folgenden Abwärtsbewegung der Flüssigkeit in 45 ist das Ventil 56 geschlossen, eine neue
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Ventil vorbeigeströmt ist, das sich sodann unter der Wirkung seiner Feder schliesst, wenn die Saugwirkung aufhört. Das Schliessen des Ventils 56 empfiehlt sich im allgemeinen, so dass keine Luft beim zweiten Auswärtshub entweichen kann.
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brennungskammer 1 angeordnet, sondern Flüssigkeit, die zusammen mit der Flüssigkeit in 45 einen Kolben 17 in Bewegung setzt. Diese Bewegung wird durch eine Stange 52 auf den Kolben 51 übertragen. Der Kolben 51 hat mit Rückschlagventilen versehene Durchlässe, durch die bei seinem Linkslauf Flüssigkeit durchtritt.
Auch sind, wie nach Fig. 14, Flüssigkeitseinlassventile 54 und das Rohr 53 vorhanden. in denen eine Flüssigkeitssäule beständig in einer Richtung fliesst.
Soll die Anlage im Zweitakt arbeiten, so ist die Anordnung nach Fig. 17 zweckmässig, bei der ausser dem Ventil 58 für Spülluft noch ein Ventil 62 für Gas oder Gemisch vorgesehen ist. Das Gas oder Gemisch wird dabei unter leichtem Druck durch eine ähnliche Vorrichtung, wie die in Fig. 16 für Spülluft, zugeführt. Damit die im Rohrschenkel J5 ansteigende Flüssigkeit getrennt Luft und Gas pumpen kann, ist in 45 eine bis oben hin gehende lotrechte Wand 64 gemäss dem Querschnitt der Fig. 18 angeordnet. Auf der einen Seite dieser Wand befindet sich ein Einlassventil 61 und ein Auslassventil J6 für Luft und auf der anderen Seite ein Einlassventil 64 und ein Auslassventil 6. 5 für Gas.
Dieses beherrscht die Verbindung nach einem dem Behälter 57 in Fig. 16 ähnlichen Behälter, so dass durch
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der Expansion der gezündeten Gase in der Verbrennungskammer 7 und Erreichen de- ! Druckes der Aussenluft öffnet sich das Ausblasventil 46. Es tritt dann zuerst Spülluft durch 58 ein
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Falls Luft und Gas getrennt unter verschiedenem Druck oder zu verschiedener Zeit zugeführt werden sollen, können die Ventile 66 und 65 verschieden hoch in 45 angebracht werden, so dass sie durch die ansteigende Flüssigkeit nacheinander geschlossen werden, oder die Rohre, an denen diese Ventile sitzen, können verschieden weit nach abwärts in die Kammern 46 hineinragen. Hiebei können diese Rohre auch die Einlassventile 61 und 64 tragen und ein oder beide Rohre können bis unter den Spiegel reichen, auf den die Flüssigkeit in 46 jedesmal fällt.
- In Fig. 19 ist der Tauchkolben 51, der eine ununterbrochen' Flüssigkeitsbewegung im Rohre 55 aufrecht erhält, an der Kolbenstange des Kolbens 17 einer mit Verhrennungs-
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Expansionshub wird ein Luftpuffer in dem Raume 24 rechts vom Kolben 17 verdichtet und ein Unterdruck'hinter dem Kolben. 39 im Raum 66 erzeugt. Die auf diese Weise aufgespeicherte lebendige Kraft bewirkt durch ihre Entspannung den Rückhub der Kolben 17 und 30, wobei brennbares Gemisch rechts vom Kolben. 30 eingesaugt wird. Zum Aufspeichern von Energie für den Kolbenrückhub kann auch ein Kolben 67 auf der gemeinsamen, sämtliche starren hin und her gehen en Massen verbindenden Kolbenstange dienen.
Dieser Kolben 67 treibt bei seinem Aufwärtshub eine Flüssigkeitssäule 68 vor sich her und verdichtet dadurch über dieser Flüssigkeit ein Luftkissen im Raum 69. In diesem Falle bildet die Flüssigkeitssäule 68 einen Teil der hin und her gehenden Masse.
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die geringere Förderleistung durch den Kolbenrückhub aufgebracht wird, den die im Puffer 24 aufgespeicherte Energie bei ihrer Entspannung bewirkt.
In Fig. 20 arbeitet der Tauchkolbenraum ohne Luftpuffer. In Fig. 21 hingegen ist angenommen, dass ein mit dem Kolben 2 verbundener Kolben 22 ein Luftkissen 9a bei seinem Auswärtshub und ein Luftkissen 9 bei seinem Rücklauf zusammenpresst und so entweder einen Teil. der Pufferenergie oder diese ganz aufspeichert. Diese Anordnung ist dann vorzuziehen, wenn in der Kammer 1 im Viertakt gearbeitet wird.
Die Kolben, die als Teil der Masse hin und her gehen, brauchen nicht starr miteinander verbunden zu sein. So zeigt Fig. 22 eine Anordnung, bei der der Kolben 2 des Kraftzylinders mit dem Kolben 70 eines Pumpenzylinders bekannter Art durch Gestänge, Kurbeln o. dgl. verbunden ist. Dieses Beispiel ist anwendbar, wenn Flüssigkeit aus der Tiefe, z. B. einem Schacht, gehoben werden soll, also wo der Förderzylinder beträchtlich tiefer als der Kraftzylinder liegt. Zwischen die Kolben 2 und 70 ist ein um 72 schwingbarer Winkelhebel 71 geschaltet, der einen mit verstellbarem Gewicht 74 verstellbaren Arm 7J hat. Wird das Gewicht 74 z.
B. dem Zapfen 72 genähert, so vermindert sich naturgemäss sein Trägheitsmoment um den Zapfen, so dass man, wenn sonst die Arbeitsbedingungen die gleichen bleiben, durch Verstellung des Gewichtes die Zahl der Kolbenhübe für eine gegebene Zeitspanne vermehren oder vermindern kann.
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mit Vorsprüngen 75 besetzt, die mit der einen oder anderen Sperrklinke 76 oder 77 in Eingriff kommen. Die Klinken sind aus einem Stück und um 78 drehbar. Wenn daher 79 ein Hebel von einer Steuerung der später erwähnten Art ist und nach rechts bewegt wird, so wird die Klinke 76 mit einem der Vorsprünge 75 in Eingriff kommen, sobald das Gewicht 74 um 72 schwingt. Durch Anstoss gegen die Klinke 76 wird das Gewicht 74 im Sinne des Uhrzeigers auf dem Gewinde 73 gedreht werden.
Wird die Steuerstange 79 nach links bewegt, dann wird die Klinke 77 mit einem der Vorsprünge 7J in Eingriff kommen, so dass die Drehung des Gewichtes 74 auf 73 entgegen der Richtung des Uhrzeigers verläuft. Die Steuereinrichtung kann durch einen Schwimmer in Gang gesetzt werden, der mit dem Spiegel der zu-oder der abfliessenden Flüssigkeit fällt und steigt, oder durch
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Pumpenregler. Durch solche Mittel kann die Pumpe rascher arbeiten, wenn die Höhe der zufliessenden Flüssigkeit steigt oder der Spiegel der Förderflüssitrkeit fällt, so dass annähernd gleichbleibende Höhen aufrecht erhalten bzw. Schwankungen über bestimmte Grenzen
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verständlich wirkungslos.
Weiter oben wurde bereits auf Regelungsvorrichtungen für die Pumpe Bezug genommen, deren Beschreibung jetzt folgen möge.
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Hahnküken, M, steuert die Verbindung zwischen der Aussenluft und verschiedenen Teilen des Raumes 24. Bei dem angegebenen Beispiele sind beide Hähne 100 und 101 durch eine Stange 702 miteinander verbunden. 7C5 Ist eine Vorrichtung, in der der Druck der gehobenen oder weitergeförderten Flüssigkeit auf einen federbelasteten Kolben wirkt, der die Stange 102 zur Bewegung nach links veranlasst, wenn der Fiüssigkeitsförderdruck steigt. Durch diese Bewegung der Stange 102 werden die Hähne 100 und 101 derart gedreht, dass der im
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an Rauminhalt zunimmt.
Als Wirkung hievon ergibt sich, dass im Raum 24 erst im späteren Verlauf des Hubes Energie aufgespeichert wird und die Verdichtung einer grösseren Menge Luft oder Gas in 9 und den angeschlossenen Räumen möglich ist.
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Kolbens 21, 22 entwickelt wird, dann können, sobald der Förderdruck steigt, die wirksamen Puffer so bemessen sein, dass die Hublänge und die aufgespeicherte Gesamtenergie unveränderlich bleiben. Es wird z. B. weniger Energie in dem Raume 24, wo der Puffer kleiner ist, und mehr Energie in dem Puffer 9 und seinen Anschlüssen aufgespeichert, die Flüssigkeit aber
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In den Raum 9 ragt ein Rohr 104 hinein, das oben nach aussen zu offen ist und unten ein Ventil 105 tlägt, das durch die steigende Flüssigkeitssäule vor 22 oder durch sonst einen beweglichen Teil geschlossen wird.
Wenn der Ventilschluss, wie in Fig. 24, durch die Flüssigkeit erfolgt, wird im Augenblicke des Schlusses der Druck der Aussenluft in 9 und 15b, 15c, 15d herrschen. Dient Flüssigkeit zur Verdichtung des Gas-oder Luftpuffers in den Windkesseln, so kann man die Raumverminderung des Puffers beim Zusammenpressen und damit die aufgespeicherte Energie durch Änderung der Flüssigkeitsmenge regeln. Es kann noch ein Behälter, 15e) vorgesehen sein, der mit dem Raum 24 in Verbindung steht und zur Aufnahme einer veränderlichen Flüssigkeitsmenge dient.
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Feder in der dargestellten, also herausgezogenen Lage erhalten. Der Kolben 21 drückt aber beim Rechtshub den Tauchkolben 106 in sein Rohr hinein und treibt dadurch Flüssigkeit durch das Ventil 107 gegen einen gefederten Kolben 108, der dadurch mehr oder weniger verschoben wird.
Flüssigkeit kann in einer durch das Ventil 109 geregelten Menge entweichen und die durch dieses Ventil strömende Flüssigkeit kann zur Wiederverwendung zurückgeleitet werden. Sobald der Kolben 21 beim Linkshub den Tauchkolben 106 freigibt, kann dieser wieder zurückfedern und dabei frische Flüssigkeit durch das Ventil 110 ansaugen.
Die Flüssigkeit, die durch das Ventil 109 entweicht, lässt den Kolben 108 unter Wirkung seiner Feder wieder nach rechts gehen. Die durch diese Vorrichtung erreichte Regelung ist folgende : Wenn der Hub des Kolbens 21 grösser wird, wird auch der Tauchkolben 106 weiter nach rechts bewegt und der Kolben 108 ebenso weiter nach links, wodurch die vom Kolben 108 gesteuerte Drosselklappe 111, die in der Gemischeinlassleitung der Verbrennungkammer liegt, so eingestellt wird, dass weniger brennbares Gemisch angesaugt werden kann.
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Drosselklappe 111 sich nur langsam öffnet, nachdem sie teilweise geschlossen war, damit die Drosselwirkung so lange anhält, bis sie genutzt hat.
Wenn der Kolben 108 noch dutch Zwischengestänge auf eine Drosselklappe 112 in dem Flüssigkeitsrohr 5 einwirkt, so wird ein grösserer Hub des Kolbens 21 die Drosselklappe 112 wetter zu öffnen und ein kürzerer
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die Ventile 6 hindurch vergrössert. so dass der Puffer in 9 beim Linkshub de, Kolben. 21 in höherem Masse expandieren kann. Es ist also, wenl1 der Kolben 21 wieder nach rechts läuft eine grössere volumetrische Veränderung in 9 eingetreten, ehe die Flüssigkeit durch die Ventile 8 abgegeben wird. Infolgedessen wird sich der Kolben 27 beim nächsten Hub weiter-
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Kolben gemeinsam arbeiten lassen.
In Fig. 26 bezeichnet 113 den Zylinder einer Kraftmaschine, 114 den Zylinder einer Flüssigkeitsfördervorrichtung und 115 die gemeinsame Kolbenstange. Auf der Kolbenstange sitzt ein Gabelkopf 116 mit Rolle 117 und beweglichem Arm 118, der in der Nut 119 (vgl. den Schnitt Fig. 26a) eines gebogenen Hebels 120 läuft. Der Hebel 120 ist bei 121a an 113 angelenkt und wird durch Federn unter Wirkung eines nicht dargestellten Dämpfers
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rechts geht, schleift der Arm 118 hinter dem Zapfen 1.'21 her, bis die Kolbenstange zurRuhe kommt. Wenn sich die Stange 115 nach rückwärts hewegt, hält die Reibung zwischen
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Ende des Armes 118 unbeweglich, so dass der Arm 118 zwischen den zwei gestrichelten Stellungen hin und her schwingt. Beim Durchgang durch die lotrechte Stellung drückt er den Hebel 120 und 121a nieder.
Am freien Ende des Hebels 120 ist eine Klinke 122 angelenkt, die in die Zähne des Stellbogens 123 einer Drosselklappe 124 in Einlassrohre für das brennbare Gemisch eingreift und die Drosselklappe beim Abwärtsbewegen des Hebels 120 weiter öffnet. Die Schwingungsgrösse des Hebels 120 hängt von der Stelle ab, bis zu der die Stange 115 beim Auswärtshub vor Beginn des Rückhubes gelangt ist. Ein kürzerer Hub der Stange wird naturgemäss ein tieferes Niederdrücken des Hebels beim Rückhub hervorrufen und so zur Verlängerung des nächsten Hubes dem Kraftzylinder durch Öffnen des Drosselventils 124 mehr brennbares Gemisch zuführen. Da der Hebel 120 unter der Wirkung des Dämpfers nur langsam wieder nach oben schwingen kann, wird die Einstellung der Drosselvorrichtung so lange anhalten, bis sie genutzt hat.
Der Bewegungswech5el am Ende des Einwärtshubes hat keinen Einfluss auf den Hebel 120, weil der Arm 118 dann mit dem Hebel 120 nicht mehr in Eingriff seht, wie aus der strichliert gezeichneten Stellung a (Fig. 26) zu ersehen. Wenn sich die Stange 115 über das Ende des Hebels 120 nach rechts bewegt, nimmt der Arm 118 die Lage b ein und bleibt auch hier ohne Wirkung auf den Hebel 120. Wenn die Stange 115 weit genug nach rechts geht, gelangt die Rolle 117 unter einen drehbaren Arm 125, der, wie Fig. 26 zeigt, gebogen ist, und dreht diesen nach oben. Diese Aufwärtsbewegung fällt je nach der Hublinie der Stange 77J grösser oder kleiner aus.
So wird ein langer Hub der Stange 115 durch Hochschwingen des Armes 72J ein Aufwärtsbewegen der an 125 angelenkten Schaltstange 726 verursachen, die dadurch den Zahnbogen 123 mitnimmt und infolgedessen die Drosselklappe 124 zu schliessen sucht. Dies hat eine verminderte Zufuhr von Gemisch zum Kraftzylinder und damit eine Verkleinerung der nächsten Hublänge zur Folge. Durch die Vereinigung dieser verschiedenen Drosselungen
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Ähnliche Vorrichtungen können auch für andere Steuerungen verwendet werden, z. B. an Stelle der in Fig. 24 beschriebenen Vorrichtung 103 oder in Verbindung mit dieser.
In Fig. 28 besteht die Steuerung zum Öffnen und Schliessen der Drosselklappe 124 aus einer einzigen Vorrichtung, anstatt wie nach Fig. 26 aus zwei getrennten. Dfe Stange 115
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gegen den Stellanschlag 128 der Klappe 124 stösst. Es sei angenommen, dass die Stange 115 während eines Explosionshubes nach rechts läuft. An-dem Hebelanschlag 128 ist der Kolben eines Puffers 129- angelenkt, der durch Gas oder Flüssigkeit wirkt. Die Pufferwirkung beim
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Flüssigkeits-oder Gasdurchflusses. Wenn die Scheibe 127 durch Anschlag gegen den Hebel 128 diesen dreht, wird die Klappe 124 bis zu einem Grade geschlossen, der von der Grösse des Weges der Scheibe 127 nach rechts abhängt.
Wenn aber Scheibe und Hebel nicht mehr
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des brennbaren Gemisches für die Verbrennungskammer wird daher von der Hublänge abhängen und bestrebt sein, den Hub in den bestimmten Grenzen zu halten. Eine Ver-
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auf der Stange 115.
Eine ähnliche Steuerungsart kann man anwenden, um einen innerhalb bestimmter Grenzen gleichbleibenden Hub zur Verdichtung der brennbaren Ladung zu erhalten. Im folgenden sei angenommen, dass die Stange 11 zum Verdichten der brennbaren Ladung nach rechts geht. Der Arm 128 kann, anstatt eine Drosselklappe 124 zu steuern, mit dem Hahn 100 der Fig. 24 in Verbindung stehen, so dass, wenn die Scheibe 127 an den . \rm 128 anschlägt, der Hahn 100 im Sinne des Uhrzeigers gedreht und der Rauminhalt des Luftkissens in 9 und in ? Jb, 15c, 15d verringert wird. Diese Anordnung kann also dazu dienen, die für die Verdichtung der brennbaren Ladung benutzte Energiemenge
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gleiche bleibt.
Fig ; 27 zeigt eine Sicherheitsvorrichtung zum Stillsetzen der Pumpe, wenn eines oder mehrere der Flüssigkeitsauslass-oder-einlassventile nicht zur rechten Zeit schliessen sollten.
In diesem Falle ist der Stempel 22 zum Heben der Flüssigkeit mit einer Bohrung 131 versehen, die Flüssigkeit vom rechten Ende des Stempels zu dem kleinen Zylinder 132 fliessen lässt, der einen unter Federwirkung stehenden Kolben 133 enthält. {\n den Enden der Stange des Kolbens 133 sitzen Anschläge 134, 135, die, mit Schreibvorrichtung versehen, die strichliert dargestellten Schaulinien aufzeichnen können.
Beim Punkte h in der oberen Schaulinie ist der Druck so tief gefallen, dass der Anschlag 134 nicht mit dem Hebel 136 in Berührung kommt, wenn sich der Stempel 22 in regelrechter Weise nach
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schliessen, so kann die abgegebene Flüssigkeit zurückfliessen und einen Druck in der Stempelkammer aufrecht erhalten, der den Anschlag 134 so hochhält, dass dieser an den Hebel 136 anschlagen und die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusskontakt 137 und dem festgelagerten Hebel 138 unterbrechen muss. Diese Stromunterbrechung schaltet die Zündung ab, d. h. die Pumpe wird nicht weiter arbeiten.
An der Verbrennungskammer ist noch ein Auspuffventil 139 angebracht, das unter dem bei Beginn des Explosionshubes herrschenden Druck sich öffnet und Gase entweichen lässt, um so die Stärke dieses Hubes
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aus einer anderen Ursache der Druck in dem Luftkissen 9 während eines Explosionshubes nicht steigt. Es wird daher auch der. Anschlag 135 im Punkte k bei regelrechter Arbeit nicht mit dem Hebel 140, der um denselben Zapfen 141 wie der Hebel 142 schwingt, in Eingriff kommen. Der Anschlag zwischen 140 und 135 wird aber eintreten, wenn der Druck in 131 nicht ansteigt. Durch Bewegung von 140 nach rechts wird eine an 142 angelenkte Stange das Auspuffventil 139 öffnen. Der Hebel 140 wird bei jedem Kolbenrückhub in die strichlierte Lage kommen und, sobald die Berührung mit dem Anschlag 135 aufhört, durch eine Feder zurückbewegt.
Das Auspuffventil 139 kann auch durch eine mit ihm durch
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Rohr 5 nach abwärts fliessende Flüssigkeit die Platte nach rechts drehen und dadurch das Ventil 139 öffnen wird.
In Fig. 29 ist eine Vorrichtung dargestellt, die bei gegebener Massenbewegung eine grössere oder kleinere Flüssigkeitsmenge hebt oder weiterdrückt und eine Änderung der bei jedem Arbeitsgang geförderten Flüssigkeitsmenge ermöglicht. Eine Stange 144 wird durch die K : aftquelle in wagrechter Richtung hin und her bewegt. Bei 145 ist an der Stange eine Schwinge 146 angelenkt, die um einen verstellbaren Zapfen 147 schwingt, der an einem um die Achse 149 beweglichen Hebel 148 sitzt. Bei 150 greift an der Schwinge 146 die Stange 151 eines Kolbens 152 einer Ililfspumpe zum Heben oder Treiben von Flüssigkeit an. Wenn das obere Ende der Schwinge 146 durch die Stange 144 nach rechts geschwungen wird, bewegen sich die Stange 151 und der Kolben 152 entsprechend der Stellung des Stützpunktes 147 nach linkt.
Durch Änderung der Stellung des Stützpunktes 147 in dem Schlitz 153 kann die gegenseitige Bewegung zwischen den beiden Enden der Schwinge geändert werden und dementsprechend ändert sich auch die durch die Hilfspumpe gedrückte Flüssigkeit-
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weniger grosse Förderung bei jedem Arbeitsgang der Maschine herbeiführen und es ist so ein Mittel zur Steigerung oder Verminderung der Fördermenge gegeben, wenn der Flüssigkeitsanhub fällt oder steigt. Auf diese Weise kann man die Gesamtenergie bei jedem Arbeitsgang annähernd gleichbleibend halten. Andrerseits wird durch diese Steuerung die äussere Arbeitsleistung auf die bei jedem Arbeitsgang entwickelte Energie eingestellt.
Die im vorstehenden als Hilfspumpe erwähnte Vorrichtung kann auch zur Hauptfördervorrir'htung gemacht werden.
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viel Flüssigkeit dutch 156, so wird die Platte 157 nach rechts gedrückt, wodurch die mit ihr verbundenen Ventile 154, 155 entgegen der Federwirkung geschlossen und daher unwirksam gehalten werden. Lässt die Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Leitung 156 nach, so zieht eine Feder 159 die Platte 157 mehr oder weniger in die lotrechte Stellung.
Diese Bewegung wird durch die Federn der Ventile 154, 155 unterstützt. Beim Förderhub bleibt derart das Ventil 15 offen und lässt Flüssigkeit unter dem Förderdruck zurücktreten.
Dadurch werden der Rückhub der hin und her gehenden Massen und die Verdichtung der frischen Ladung entweder allein veranlasst oder doch unterstützt. In ähnlicher Weise kann beim nächsten Explosionshub Flüssigkeit durch das offene Saugventil 154 eintreten, bis die
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Verstärkung mit der W. rkung, dass der Betrieb so lange aufrecht erhalten bleibt, bis wieder regelrechte Verhältnisse eintreten.
Unter den Regelungsarten, die für die Erfindung anwendbar sind, befindet sich auch die auf dem Beharrungsvermögen beruhende. Es kann z. B. ein Teil der hin und her gehenden Massen einen verschiebbaren Körper tragen, dessen Beharrungsvermögen den Grad der Verschiebung bestimmt und der irgendeine Steuervorrichtung in Gang setzt. Die Regelung kann auch durch Energievernichtung bewirkt werden, sobald die bei einem Explosionshub entwickelte Energie eine bestimmte Grenze überschreitet. Es kann z. B. der Gasauspuff derart gedrosselt werden, dass beim Austreiben der Abgase aus der Verbrennungskammer Energie vernichtet wird, oder es kann ein Teil der verdichteten frischen Ladung vor der Zündung zum Auslass gebracht und so Energie vermindert werden.
Ferner kann der Auspuff während der Expansion geöffnet werden. Das Auspuffventil kann auch während des Explosionshubes geschlossen gehalten werden, so dass die Abgase bis unterhalb des Druckes der Aussenluft expandieren. In diesem Falle kann Energie durch Öffnung des Ventils am Hubende vernichtet werden oder gegebenenfalls kann das Ventil erst geöffnet werden, wenn beim Rückhub der Druck der Aussenluft wieder erreicht ist.
Durch die dargestellten Einrichtungen wird die Menge der der Verbrennungskammer
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aus Flüssigkeit besteht, kann die Menge dieser Flüssigkeit vergrössert oder verkleinert werden, um so das Gesamtgewicht der hin und her gehenden Massen zu verändern. Eine Steuervorrichtung kann dann auf jene Vorrichtung einwirken, die die Grösse der mit den Gasen hin und her gehenden Flüssigkeitssäule bestimmt bzw. ändert.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Explosionspumpe für Flüssigkeiten, bei der die Energie der Expansion eines entzündeten brennbaren Gemisches auf das eine Ende einer Flüssigkeitssäule einwirkt, die dadurch eine schwingende Bewegung erhält, dadurch gekennzeichnet, dass statt der ganzen schwingenden Flüssigkeit bzw. statt eines Teiles von ihr ein fester Kolben von gleicher Masse angeordnet ist.