Einrichtung zur Erzielung eines stossfreien Ganges von Kolbenmaschinen. Allen Kolbenmaschinen haftet der Übel stand .an, d.ass .das Triebwerk unruhig läuft, sobald sich in den Lagerstellen durch natür liche Abnutzung Spiel gebildet hat. Dieser unruhige Gang rührt wie bekannt daher, dass bei der Umkehr der Kolbenbewegung in den Totpunktla.gen der Gestänge.druck plötzlich in entgegengesetzter Richtung wirkt und die Zapfen zum Anliegen auf den gegenüberlie- gf,n ,den Lagerseh:a.len bringt.
Während es bei einzelnen Maschinen arten, zum Beispiel Dampfmaschinen, mög lich ist, durch die Kompression den Druck- v"echsel zu beeinflussen und allmählich durchzuführen, ist dies bei andern, zum Bei spiel bei Kompressoren zum Verdichten vor, Gasen und Dämpfen, Pumpen zum Fördern von Flüssigkeiten und dergleichen ausge schlossen. Bei diesen Maschinen, muss die ganze, zur Einleitung -der gegenläufigen Be wegung von Kolben und Gestänge -erfoTder- liche Energie von der Kurbel ,abgenommen werden, wodurch der unvermittelte Druck- Wechsel und damit die Schläge und Stösse verursacht werden.
Die Erfindung will .diesen Übelstand be heben, indem sie von der Überlegung aus geht, dass zur Gewährleistung eines stoss freien Ganges jeder Druckwechsel im Ge stänge vermieden werden muss. Dies wird erfindungsgemäss durch .eine Zusatzbelastung ,des Arbeitskolbens erreicht, die dauernd nur in einer Hubrichtung wirkt und wenigstens zur Beschleunigung der hin- und hergehen den Massen und zur Überwindung aller Rei bungswiderstände genügt.
In der Zeichnung sind vier Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes sche matisch dargetellt.
Fig. 1 zeigt eine liegende, und Fig. 2 eine stehende einfachwirkende Ma schine; Fig.3 ist eine Abänderung von Fig.2, und Fig.4 stellt eine liegende, doppelt wir kende Maschine dar. In Fig. 1 ist der Arbeitskolben a durch eine Kolbenstange c mit einem zweiten, in einem Zylinder<I>d</I> arbeitenden Kolben<I>b</I> fest verbunden, an den,die Kurbelstange angreift und der als Kreuzkopf ausgebildet ist.
Der Zylinder d ist .mit der Druckleitung e durch ein Rohr f verbunden, währen. der Raum g des Arbeitszylinders und' der Raum h des Kurbelgehäuses untern Saugdruck stehen. "Diese Räume sind durch eine Leitung 1c mit der Saugleitung i verbunden. Auf dem Kol ben b lastet .ständig der Kompressions-End- druck und sucht ihn im Sinne des Saughubes (in Fig. 1 nach links) zu verschieben.
Seine Fläche ist so bemessen, dass die von ihm aus geübte Kraft zur Beschleunigung des Ge stänges und Kolbensystems und zur Über windung aller Reibungswiderstände genügt, so dass sowohl beim Saug- wie beim Kom . pression.shub Kolben und Gestänge nach einer Richtung gedrückt werden und infolge dessen jedem Druckwechsel vermieden ist.
Bei der Ausführung nach Fig. 21 besteht der Arbeitskolben<I>a</I> .mit dem Belastungskolben<I>b,</I> der als Ringkolben ausgebildet ist, aus einen Stück, wobei die Kolbenstange c und die sie führende Zwischenstopfbüchse in Wegfall kommen. Der Druck des Belastungskolbens wirkt ebenfalls im Sinne des Saughubes, hier also nach unten.
Gemäss Fig. 3 ist die Ausführung na,eh Fig. 2 dadurch vereinfacht, ,dass das Druck ventil des Arbeitszylinders im obern Boden des Arbeitskolbens eingebaut ist, wodurch die Verbindungsleitung f überflüssig wird.
In Fig.4 ist a der Arbeitskolben einer doppelt wirkenden Maschine und b der Be lastungskolben, dessen eine Seite d durch eine. Leitung f mit der Druckleitung e und dessen andere Seite 7n durch ein Rohr<I>k</I> mit dar Saugleitung i in Verbindung steht.
Bei doppeltwirkenden Maschinen muss die Fläche,des Kolbens b grösser sein als die des Arbeitskolbens a, da .der Kolben b nicht nur die Kraft zur Beschleunigung .der bewegten Massen und zur Überwindung der Reibungs widerstände, sondern auch die für die Kom- pression im Arbeitszylinder l erforderliche Energie in einer Hubrichtung aufzubringen hat.
D:ie Einrichtungen nach Fig. 1 und 4 können ebensogut für stehende Maschinen an gewendet werden, wie die der Fig. 2 und ;5 für liegende.
Bei kleineren Maschinen könnte man auch die Zusatzbelastung durch .eine Feder be wirken.
Device for achieving smooth operation of piston engines. The problem with all piston engines is that the engine runs restlessly as soon as play has formed in the bearing points due to natural wear and tear. As is well known, this restless gait is due to the fact that when the piston movement is reversed in the dead center positions, the linkage pressure suddenly acts in the opposite direction and brings the pins to rest on the opposite side of the bearing.
While it is possible with individual types of machines, for example steam engines, to influence the pressure through compression and to carry it out gradually, this is possible with others, for example with compressors for compressing, gases and vapors, pumps for Excluded from conveying liquids etc. With these machines, all the energy required to initiate the counter-rotating movement of the piston and linkage must be taken from the crank, which causes the sudden pressure change and thus the impacts and Shocks are caused.
The invention wants to .d this deficiency be by starting from the consideration that any pressure change in the linkage must be avoided to ensure shock-free movement. According to the invention, this is achieved by an additional load on the working piston, which acts continuously only in one stroke direction and is sufficient at least to accelerate the masses going back and forth and to overcome all friction resistances.
In the drawing, four execution examples of the subject invention are shown schematically.
Fig. 1 shows a lying, and Fig. 2 shows a standing single-acting Ma machine; Fig.3 is a modification of Fig.2, and Fig.4 shows a horizontal, double we kende machine. In Fig. 1, the working piston a is through a piston rod c with a second, in a cylinder <I> d </ I> working piston <I> b </I> firmly connected to which the connecting rod engages and which is designed as a cross head.
The cylinder d is connected to the pressure line e by a pipe f, while. the space g of the working cylinder and the space h of the crankcase are under suction pressure. "These spaces are connected to suction line i by a line 1c. The final compression pressure is constantly on piston b and tries to move it in the sense of the suction stroke (to the left in FIG. 1)."
Its area is dimensioned in such a way that the force exerted by it is sufficient to accelerate the linkage and piston system and to overcome all frictional resistance, so that both the suction and the Kom. pression.shub piston and rod are pressed in one direction and as a result, every pressure change is avoided.
In the embodiment according to FIG. 21, the working piston <I> a </I> .with the loading piston <I> b, </I>, which is designed as an annular piston, consists of one piece, the piston rod c and the intermediate stuffing box leading it come to an end. The pressure of the loading piston also acts in the sense of the suction stroke, in this case downwards.
According to FIG. 3, the embodiment na, eh FIG. 2 is simplified in that the pressure valve of the working cylinder is installed in the upper base of the working piston, whereby the connecting line f becomes superfluous.
In Figure 4, a is the working piston of a double-acting machine and b is the loading piston, one side of which d by a. Line f is connected to the pressure line e and the other side 7n of which is connected to the suction line i through a pipe <I> k </I>.
In double-acting machines, the area of the piston b must be larger than that of the working piston a, because the piston b not only has the force to accelerate the moving masses and to overcome the frictional resistance, but also that for the compression in the working cylinder l has to apply the required energy in one stroke direction.
The devices according to FIGS. 1 and 4 can just as well be used for stationary machines, as those of FIGS. 2 and 5 for horizontal ones.
In the case of smaller machines, the additional load could also be caused by a spring.