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Verfahren zum Betrieb einer Hilfsmaschine, vorzugsweise eines Bremsluftkompressors,
bei Antriebsanlagen mit Brennkraftmaschine, insbesondere in Schienentriebfahrzeugen,
sowie Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens Es ist bekannt, in Antriebsanlagen
mit einer Brennkraftmaschine als Hauptantriebsmotor die erforderlichen Hilfsmaschinen,
wie Lüfter, Kompressoren od. dgl., unmittelbar auf mechanischem Wege von dieser
Brennkraftmaschine her anzutreiben. Außerdem ist es bekannt, für den Antrieb derartiger
Hilfsmaschinen einen eigenen Elektromotor vorzusehen, der von einem elektrischen
Hilfsgenerator bzw. aus einer Batterie gespeist wird.
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Der unmittelbare ungeregelte mechanische Antrieb solcher Hilfsmaschinen,
deren Leistung vielfach der Antriebsdrehzahl proportional ist, hat den Nachteil,
daß dabei die Leistung der Hilfsmaschinen von der Drehzahl der Hauptbrennkraftmaschine
abhängig ist, die nach den Bedürfnissen ihres Leistungsbedarfes, also z. B. in Fahrzeugen
nach den Bedürfnissen des Fahrbetriebes, geregelt wird. Die jeweils von den Hilfsmaschinen
verlangte Leistung deckt sich jedoch nur selten mit der Leistung der Hauptantriebsmaschine.
Die höchste Leistung der Hilfsmaschinen wird im Gegenteil vielfach gerade dann verlangt,
wenn die Hauptantriebsmaschine nur eine geringe Leistung abzugeben braucht und etwa
mit der Leerlaufdrehzahl betrieben wird.
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Bei Rangierlokomotiven beispielsweise ist durch den Luftkompressor
ein besonders hoher Luftbedarf zum Auffüllen der Züge im Stillstand der Lokomotive
mit leer laufender Hauptantriebsmaschine zu decken. Durch eine besondere Steuerungsmaßnahme
in diesem Falle die Drehzahl der Hauptantriebsmaschine im Leerlauf zur Deckung des
hohen Luftbedarfes zu erhöhen, ist unwirtschaftlich und erfordert Sondereinrichtungen
an der Motorregulierung. Aber auch mit Rücksicht darauf, das Geräusch der Hauptbrennkraftmaschine
möglichst gering zu halten, ist diese Lösung unerwünscht. Gerade bei Rangiermaschinen
ist im Stillstand der Lokomotive ein besonders niedriger Geräuschpegel anzustreben,
um eine ungestörte Aufnahme akustischer Signale und eine Auftragsübermittlung durch
Rangierfunk zu ermöglichen.
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Ein weiterer Nachteil des unmittelbaren mechanischen Antriebes, der
meist mit Hilfe von Keilriemen ausgeführt wird, besteht darin, daß der Kompressor
ständig mitlaufen muß und dadurch dauernd, also auch ohne Luftförderung, eine seinem
Leerlaufbedarf entsprechende Leistung verbraucht (etwa 40 % seiner Vollastleistung).
Außerdem bringt das ständige Mitlaufen eine wesentlich stärkere Abnutzung seiner
Verschleißteile. Auch die Wahl eines überdimensionierten Kompressors wäre unwirtschaftlich.
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Der elektrische Antrieb des Kompressors vermeidet zwar diese Nachteile,
da die Kompressordrehzahl hierbei unabhängig von der Drehzahl der Hauptantriebsmaschine
ist. Sein Hauptnachteil besteht aber darin, daß er sehr aufwendig ist, da er außer
dem elektrischen Antriebsmotor einen entsprechend groß bemessenen elektrischen Generator
und eine Batterie benötigt, so daß das System aus Gründen des Preises, des Platzbedarfes,
des Gewichtes und des Unterhaltungsaufwandes ausscheidet, wenn nicht aus anderen
Gründen ohnedies eine entsprechende elektrische Ausrüstung erforderlich ist.
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Der hydrostatische Antrieb weist entweder, je nach den verschiedenen
Ausführungsformen, mehr oder weniger die gleichen Nachteile auf wie der unmittelbare
mechanische Antrieb, oder aber er ist bei einer Ausführung, die diese Nachteile
des direkten mechanischen Antriebes und allzu schlechte Wirkungsgrade vermeidet,
ebenfalls im Preis zu hoch.
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Am wirtschaftlichsten ist der ebenfalls bereits vorbekannte Antrieb
solcher Hilfsmaschinen über regelbare Strömungskupplungen. Hier setzt die Erfindung
ein, die sich mit einem solchen hydraulischen Antrieb von Hilfsmaschinen befaßt.
Sie betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
zum Betrieb einer durch eine Brennkraftmaschine über eine regelbare Strömungskupplung
angetriebenen Hilfsmaschine bei Antriebsanlagen mit dieser Brennkraftmaschine als
Hauptantriebsmotor (die ihrerseits anderen Bedürfnissen entsprechend mit wechselnder
Drehzahl läuft), insbesondere in Schienentriebfahrzeugen
und vorzugsweise
zum Betrieb eines Bremsluftkompressors.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Hilfsmaschinenantriebe
dahingehend weiterzuentwickeln, daß sie in einfachster Weise den Betriebsbedingungen
entsprechend geregelt werden können,- ohne einen großen Bauaufwand zu erfordern.
Darüber hinaus sollen derartige Antriebe für vielfältigste Zwecke anwendbar sein.
-Die Erfindung besteht darin, daß die Strömungskupplung bei Leerlauf der Brennkraftmaschine
voll oder nahezu voll eingeschaltet gehalten wird und hierbei die Hilfsmaschine
(den Kompressor) mit ihrer kleinstzulässigen Drehzahl antreibt, daß ferner auch
nach dem Überschreiten der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine die Strömungskupplung
so lange voll oder nahezu voll eingeschaltet bleibt, bis die höchstzulässige Hilfsmaschinendrehzahl
(Kompressordrehzahl) erreicht ist, und daß bei weiterer Steigerung der Brennkraftmaschinendrehzahl
das Kraftübertragungsvermögen der Strömungskupplung, insbesondere durch Füllungsverminderung,
so weit heruntergeregelt wird, daß die Hilfsmaschine (Kompressor) ihre höchstzulässige
Drehzahl nicht überschreitet. Das Ein- und Ausschalten der Strömungskupplung sowie
die Regelung ihres Kraftübertragungsvermögens kann dabei außer durch Füllen und
Entleeren auch auf eine andere bekannte Weise vorgenommen werden. Im folgenden soll
jedoch zur Vereinfachung jeweils nur von der in erster Linie hierfür geeigneten
Regelung durch Füllungsänderung gesprochen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß bei einem verhältnismäßig
geringen Bauaufwand für die Antriebseinrichtung trotzdem eine ausreichend gute Regelbarkeit
der Drehzahl der Hilfsmaschine entsprechend ihren eigenen Erfordernissen erreicht
wird. Ohne die erfindungsgemäße Betriebsweise müßte beispielsweise ein anzutreibender
Bremsluftkompressor wesentlich größer bemessen oder aber ein entsprechend größerer
Bremsluftbehälter vorgesehen werden, als dies gemäß der Erfindung der Fall ist.
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Es sei noch erwähnt, daß das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich
auch zum Antrieb aller jener Arten von Hilfsmaschinen geeignet ist, die keine Bremsluftkompressoren
sind, sonst aber ähnliche Betriebsbedingungen wie diese aufweisen. Als derartige
Hilfsmaschinen kommen beispielsweise Lüfter u. a. m. in Betracht. Ferner kann die
Erfindung außer bei Triebfahrzeugen auch bei stationären Antriebsanlagen Verwendung
finden.
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In dem besonderen Fall des Betriebes eines Bremsluftkompressors besteht
eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zwecks Vermeidung von Leerlaufverlusten
darin, daß die Strömungskupplung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten niedrib
sten Luftdruck in dem vom Kompressor gespeisten System eingeschaltet, z. B. gefüllt
wird. Dies erreicht man etwa dadurch, daß beim Absinken des Luftdruckes im Hauptluftbehälter
unter einen bestimmten Wert die Fülleitung zur Kupplung freigegeben und nach Erreichen
bzw. Überschreiten eines bestimmten Druckes abgesperrt wird.
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Die zum Betrieb eines Bremsluftkompressors dienende Einrichtung wird
zweckmäßig mit einer solchen Antriebs- und/oder Abtriebsübersetzung für die regelbare
Strömungskupplung versehen, daß bei voll eingeschalteter (z.B. vollgefüllter) Strömungskupplung
und bei Leerlaufdrehzahl der Haupt-Brennkraftmaschine der Kompressor mit wenigstens
50 % seiner Volldrehzahl angetrieben wird. Dies ergibt einen besonders günstigen
Ausgleich zwischen den zum Teil einander entgegenstehenden Betriebsanforderungen
eines Bremsluftkompressorantriebes mit Strömungskupplung: Einerseits sollte nämlich
der genannte Prozentsatz der Kompressordrehzahl niedrig sein, damit bei voller Hauptmaschinendrehzahl
die Strömungskupplung in ihrer Übertragungsfähigkeit nur wenig herabgeregelt zu
werden braucht, denn das Herabregeln ist stets mit einer Wirkungsgradeinbuße verbunden;
andererseits ist ein möglichst kleiner Unterschied zwischen kleinster und größter
Kompressordrehzahl erwünscht, damit die Druckluftfördermenge des Kompressors nicht
allzusehr variiert.
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Bei einer Steigerung der Hauptmaschinendrehzahl über die Leerlaufdrehzahl
hinaus steigt dann bei voller Kupplungsfüllung auch die Kompressordrehzahl proportional
mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine an, bis sie ihren maximal zulässigen Wert
erreicht. Bei weiterer Steigerung der Hauptmaschinendrehzahl wird schließlich das
Kraftübertragungsvermögen der Strömungskupplung, insbesondere durch Füllungsänderung,
heruntergeregelt.
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Die Regeleinrichtung für die Strömungskupplung wird zweckmäßig so
ausgebildet, daß sie in Abhängigkeit von der Hauptmaschinendrehzahl arbeitet. Ferner
kann die Regelung etwa stetig erfolgen, und zwar. in einem solchen Maße, daß die
Abtriebsdrehzahl der Kupplung nach Erreichen des größtzulässigen Wertes etwa konstant
bleibt und dann auch die Kompressordrehzahl annähernd auf ihrem höchstzulässigen
Wert gehalten wird.
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Eine weitere Regelungsmöglichkeit besteht darin, daß die Strömungskupplung
nach Erreichen der maximalen Kompressordrehzahl in einem einmaligen Regelvorgang
in einem solchen Maße heruntergeregelt wird, daß sie bei weiterer Steigerung der
Hauptmaschinendrehzahl bis zu deren Höchstwert wieder gerade ihre Höchstdrehzahl,
d. h. die der höchsten Kompressordrehzahl entsprechende Drehzahl erreicht.
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Auch eine Mittellösung zwischen den beiden genannten Regelungsmöglichkeiten
könnte gewählt werden, indem die Strömungskupplung beim Erreichen der maximalen
zulässigen Kompressordrehzahl und weiter ansteigender Brennkraftmaschinendrehzahl
in mehreren Stufen hintereinander heruntergeregelt wird, so daß sie im Endzustand,
also bei höchster Hauptmaschinendrehzahl, gerade so weit heruntergeregelt, also
z. B. gerade so weit entleert ist, daß sie den Kompressor hierbei mit seiner höchstzulässigen
Drehzahl antreibt.
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Es gibt Antriebe, bei denen die Leistungsregelung der Hauptbrennkraftmaschine
in einer genau festgelegten Abhängigkeit von ihrer Drehzahl steht, d. h., daß jeder
Motorleistung nur eine einzige Motordrehzahl entspricht. In diesem Falle ist es
zweckmäßig, die Regeleinrichtung der Strömungskupplung von der Leistungsregelung
der Hauptbrennkraftmaschine abhängig zu machen, indem erstere etwa starr - über
Gestänge od. dgl. - mit der Leistungsregeleinrichtung der Hauptbrennkraftmaschine
gekuppelt wird.
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Die Deckung des Luftbedarfes, der bei den einzelnen Fahrzeugarten,
z. B. bei Triebwagen für Fernverkehr, Triebwagen für Nahverkehr, Lokomotiven für
Streckendienst und Lokomotiven für Rangierdienst,
verschieden ist,
kann durch entsprechende Auslegung des Antriebes für den Kompressor in verschiedener
Weise erreicht werden. Bei Triebwagen für Fernverkehr, deren Luftbedarf im Stillstand
relativ gering ist und die im allgemeinen auch bei kurzen Aufenthalten in Stationen
nicht viel Bremsluft benötigen, wird man zweckmäßigerweise der Leerlaufdrehzahl
der Hauptantriebsmaschine durch entsprechende Wahl der Übersetzung zwischen dieser
und der Strömungskupplung bzw. zwischen der Strömungskupplung und dem Kompressor
eine relativ geringe Kompressordrehzahl und Kompressorleistung zuordnen. Hierdurch
wird erreicht, daß der durchschnittliche Wirkungsgrad des Kompressorantriebes verbessert
wird, da bei einer solchen Auslegung die Strömungskupplung erst bei sehr hohen Motordrehzahlen
entsprechend weit heruntergeregelt werden und daher nur dann mit schlechtem Wirkungsgrad
laufen muß.
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Im Gegensatz hierzu wird man bei Rangierlokomotiven, deren Luftbedarf
bei Fahrzeugstillstand von überwiegender Bedeutung ist und dabei nur in geringem
Umfang aus den Vorratsbehältern gedeckt werden kann, der Hauptmaschinenleerlaufdrehzahl
eine höhere Kompressordrehzahl zuordnen.
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Im letztgenannten Falle muß eine ungünstige Beeinflussung des mittleren
Wirkungsgrades des Kompressorantriebes in Kauf genommen werden, sofern man nicht
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Einrichtung dadurch verbessert, daß
der über die regelbare Strömungskupplung angetriebene Luftkompressor (im nachfolgenden
»Hauptkompressor« genannt) für nur etwa die halbe maximal erforderliche Gesamtluftleistung
ausgelegt und dabei zum Erzielen eines hohen durchschnittlichen Wirkungsgrades unter
Zuordnung einer reduzierten Kompressordrehzahl zur Leerlaufdrehzahl der Hauptmaschine
nach dem oben angegegebenen Verfahren betrieben wird; ferner wird dann noch ein
für die restliche Luftleistung ausgelegter zweiter Luftkompressor (Hilfskompressor)
mit einer vorzugsweise mechanischen Ein- und Ausschalteinrichtung vorgesehen, die
ihn beim Überschreiten der Hauptmotorleerlaufdrehzähl ausschaltet. Dabei wird die
Übersetzung zwischen der Hauptmaschine und dem Hilfskompressor mit einem festen
Verhältnis ausgeführt, und zwar so, daß bei Leerlauf der Hauptmaschine der Kompressor
gerade mit seiner vollen Drehzahl läuft.
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Zwecks Schonung der Schaltkupplung des Hilfskompressors und zwecks
Herabsetzung des Geräuschpegels kann dabei die Einschaltung dieses Kompressors luftseitig
noch so gesteuert werden, daß er erst bei Absinken des Hauptluftbehälterdruckes
auf einen niedrigeren Punkt als den für die Einschaltung des Hauptkompressors festgelegten
Einschaltdruck einschaltet. Er wird somit nur in Betrieb genommen, wenn der größte
Luftbedarf auftritt, was in der Regel nur im Stillstand des Fahrzeuges, z. B. zum
Auffüllen langer ohne Luft abgestellter Züge, der Fall ist.
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Um den Hilfskompressor bei Bedarf jedoch auch genügend schnell zur
Wirkung zu bringen, wird die zur Einschaltung verwendete, etwa druckluftbetätigte
Schaltkupplung nicht aus dem Hauptluftbehälter, sondern aus einem kleinen Hilfsluftbehälter
von etwa einigen Litern Inhalt gespeist, der an den Hauptluftbehälter über ein federbelastetes
Rückschlagventil angeschlossen ist, das erst beim Überschreiten eines dem Einschaltdruck
des Hilfskompressors mindestens gleichen Druckes öffnet. Die vom Hilfsluftbehälter
zur Druckluftschaltkupplung des Hilfskompressors führende Leitung wird dabei mit
einem Druckluftregelventil ausgerüstet, das beim Überschreiten des gewünschten Ausschaltdruckes
im Hauptluftbehälter die Leitung schließt und bei Unterschreiten eines gewünschten
entsprechend tieferen Einschaltdruckes die Leitung öffnet. An Stelle eines Hilfsluftbehälters
kann aber auch eine entsprechend reichlich bemessene Zuführungsleitung genügen.
Jedenfalls bringt eine solche Ausführung den Vorteil, daß bei leerem Hauptluftbehälter
vom Hauptkompressor nur dieses Leitungsstück aufgefüllt zu werden braucht, um dann
sofort auch den Hilfskompressor zur Mitarbeit heranzuziehen.
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Die zum Antrieb des Luftkompressors - bzw. bei Verwendung zweier Kompressoren
halber Leistung die zum Antrieb des Hauptkompressors - dienende Strömungskupplung
wird in weiterer Ausbildung der Erfindung mit einer Einrichtung zur selbsttätigen
Regelung ihrer Abtriebsdrehzahl auf einen konstanten Wert ausgerüstet. Hierbei ist
es zweckmäßig, diese Regeleinrichtung in Abhängigkeit von der Sekundärdrehzahl der
Strömungskupplung auszubilden, wofür sich insbesondere ein sekundärdrehzahlabhängiger
Druck der Betriebsflüssigkeit in der Strömungskupplung als Steuergröße eignet. Bei
der letztgenannten Regelungsart besteht eine sehr einfache Ausführungsmöglichkeit
darin, daß die Strömungskupplung mit einem auf einen bestimmten höchsten Druck einstellbaren
überströmventil versehen wird, das derart an die Strömungskupplung angeschlossen
bzw. in diese eingebaut wird, daß es von dem von der Sekundärdrehzahl der Kupplung
abhängigen Druck beaufschlagt wird. Dieses Ventil hält den Füllungsgrad der Kupplung
dann so lange konstant, wie ihre Abtriebsdrehzahl einen vorher eingestellten Wert
nicht überschreitet, und läßt jeweils so viel Kupplungsflüssigkeit abströmen, als
erforderlich ist, um den Schlupf der Kupplung so viel zu vergrößern, daß trotz der
höheren Antriebsdrehzahl die Abtriebsdrehzahl in ihrer Größe ungefähr erhalten bleibt.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung eignet sich besonders für Antriebsanlagen,
bei denen die Kraft auf die getriebene Welle über ein Strömungsgetriebe übertragen
wird. In solchen Anwendungsfällen kann nämlich die Strömungskupplung an das ölsystem
des Strömungsgetriebes mit angeschlossen werden, etwa in der Weise, daß die Füllpumpe
des Strömungsgetriebes auch als Füllpumpe für die den Kompressor antreibende Strömungskupplung
dient und daß der Ablauf aus der Strömungskupplung in den Sumpf des Strömungsgetriebes
führt. Auch rein baulich ist ein unmittelbarer An- oder Einbau der Strömungskupplung
an bzw. in das Gehäuse des Strömungsgetriebes möglich. Unter anderem kann hierbei
durch Anordnung der Strömungskupplung bzw. ihres Pumpenrades auf der Pumpenradwelle
des Strömungsgetriebes die meist vorhandene Eingangsübersetzung dieser Welle ins
Schnelle (der sogenannte Hochgang) auch als Eingangsübersetzung für die Strömungskupplung
dienen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
aus dem weitere Einzelheiten ersichtlich sind. In Fig. 1 sind zunächst in einem
Kurvenschaubild bei einer bestimmten Auslegung des Antriebs der Strö=
mungskupplung
der Drehzahlverlauf sowie der Verlauf des Kupplungsschlupfes und der Fördermenge
eines Luftkompressors dargestellt; Fig. 2 zeigt wiederum den Drehzahlverlauf für
eine in bestimmter Weise ausgelegte Strömungskupplung, jedoch in drei verschiedenen
Regelungsarten; Fig. 3 stellt ein praktisches Ausführungsbeispiel in schematischer
Form dar.
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In Fig. 1 ist über der Motordrehzahl n1 in Prozent der Höchstdrehzahl,
was auch der Antriebsdrehzahl der Strömungskupplung in Prozent entspricht, die Kompressordrehzahl
n2, ebenfalls in Prozent der Höchstdrehzahl, durch die Kurven a aufgetragen. Nach
dem Linienzug a ist die Strömungskupplung so in ihrer An- und Abtriebsübersetzung
ausgelegt, daß sie bei der Motorleerlaufdrehzahl, die bei 36% der Volldrehzahl angenommen
ist, und bei voller Füllung den Kompressor mit 60% seiner maximal zulässigen Drehzahl
antreibt. Steigt die Motordrehzahl durch Betätigung des Brennstoffhebels weiter
an, so wächst proportional damit die Antriebsdrehzahl und entsprechend die Abtriebsdrehzahl
der Strömungskupplung und damit die Kompressordrehzahl ebenfalls. Bei der in Kurve
a gewählten Auslegung erreicht der Kompressor bei 57,5'% der vollen Motordrehzahl
seine höchstzulässige Drehzahl, so daß von diesem Wert ab der Schlupf der Strömungskupplung
in solchem Maße vergrößert werden muß, daß der Kompressor auch bei weiter ansteigender
Motordrehzahl seine höchstzulässige Drehzahl nicht überschreiten kann. Um also den
horizontalen Verlauf des zweiten Teiles des Linienzuges a zu erzielen, muß der Schlupf
der Strömungskupplung proportional mit der Zunahme der Antriebsdrehzahl vergrößert
werden.
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Im gleichen Diagramm ist außer der Kurve a noch eine Kurve ä gestrichelt
eingetragen, die einen weichen Übergang von dem einen Kurvenstück zum anderen zeigt.
Dies ist die in der Praxis erreichte Regelkurve, die sich gegenüber dem oben zunächst
beschriebenen Linienzug a dadurch ergibt, daß der Füllungsgrad der Strömungskupplung
den Regeldruck beeinflußt, daß dieser also nicht nur von der Drehzahl abhängig ist,
sondern auch noch von der statischen Druckhöhe des in der Strömungskupplung bzw.
in der eventuell vorgesehenen Schöpfrohrkammer rotierenden Ölringes.
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Der zur Kurve a gehörige Schlupfverlauf der Strömungskupplung ist
durch die Kurve s dargestellt und die zugehörige Fördermenge für einen bestimmten
Kompressor durch die Kurve Q. Wie ersichtlich, ist dabei die Strömungskupplung in
einer solchen Größe angenommen, daß ihr Schlupf bei der Leerlaufdrehzahl des Motors
etwa 6% aufweist und mit zunehmender Antriebsdrehzahl bis auf 3% abfällt. Bei einer
Motordrehzahl von etwa 604/o erreicht der Kupplungsschlupf einen Wert von etwa 10
% und bei voller Motordrehzahl einen Wert von etwa 45%.
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Wird der Motorleerlaufdrehzahl eine höhere Kompressordrehzahl zugeordnet,
wie es durch den Linien-Zug a1 angenommen ist, so ergibt sich, wie die Kurve s1
zeigt, schon bei kleineren Motordrehzahlen ein verhältnismäßig hoher Schlupf der
Strömungskupplung. Die zugehörige Luftleistung des Kompressors ist mit Q1 eingetragen.
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Wird dagegen, wie in Linienzug a2 angenommen ist, der Motorleerlaufdrehzahl
eine sehr kleine Kompressordrehzahl zugeordnet, so ergeben sich über einen verhältnismäßig
großen Drehzahlbereich des Motors kleine Schlupfwerte und damit höhere Wirkungsgrade.
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In Fig. 2 ist der Linienzug a der Fig. 1 noch einmal eingezeichnet.
Dazu sind aber noch die beiden weiteren in der Beschreibung bereits erwähnten Regelungsarten
eingetragen. Der gestrichelte Linienzug a3 zeigt, wie der Drehzahlverlauf aussieht,
wenn die Strömungskupplung beim Erreichen der höchstzulässigen Kompressordrehzahl
auf einmal so weit heruntergeregelt wird, daß der Kompressor erst bei Motorhöchstdrehzahl
wieder seine höchste Drehzahl erreicht.
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Durch den punktierten Linienzug a4 ist der Drehzahlverlauf gezeigt,
der sich ergibt, wenn die Strömungskupplung beim Erreichen der Kompressorhöchstdrehzahl
stufenweise so weit heruntergeregelt wird, daß der Kompressor mehrfach seine höchste
Drehzahl erreicht, aber niemals überschreitet.
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Nach Fig. 3 wird von der Hauptbrennkraftmaschine 1 über eine übliche
Kupplung 2 und einen Hochgang 3 das Strömungsgetriebe 4, das aus einem Wandler W,
einer Kupplung K1 und einer Kupplung K2 besteht, angetrieben. Auf der Pumpenradwelle
46 sitzt auch das Pumpenrad der Strömungskupplung 5, deren Turbinenrad mit einer
Keilriemenscheibe versehen ist, über die der Hauptkompressor 6 angetrieben wird.
Dieser speist in einen kleinen Hilfsluftbehälter 7, der über ein federbelastetes
Rückschlagventil 8 an den Hauptluftbehälter 9 angeschlossen ist. Die Leitung
10 führt vom Hauptluftbehälter 9 zu den Verbrauchsstellen.
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Auf der anderen Stirnseite der Brennkraftmaschine 1 ist eine weitere
Abtriebsmöglichkeit vorgesehen. Von dort ist über einen Keilriementrieb 11 und eine
beispielsweise durch Federkraft aus- und einrückbare mechanische Kupplung, z. B.
eine Reibungskupplung in Gestalt einer Lamellenkupplung 12, der Hilfskompressor
13 angetrieben, der über die Leitung 14 ebenfalls in den Hauptluftbehälter 9 speist.
Zur Betätigung der Lamellenkupplung 12 dient ein zweiarmiger Hebel 15, der
unter der Wirkung einer Feder 16 die Lamellenkupplung 12 in die öffnungsstellung
und unter der Wirkung des Druckluftkolbens 17 in die Schließstellung bewegt.
Der Druckluftkolben 17 erhält seine Druckluft aus dem Hilfsluftbehälter 7. Dabei
ist in die Verbindungsleitung 18 ein Druckluftregelventil 19 und ein
Sperrventil 20 eingebaut. Das Druckluftregelventil19 spricht auf den Druck im Hauptluftbehälter
9 an und ist etwa so eingestellt, daß es beim Erreichen eines Druckes von 8 atü
im Hauptluftbehälter 9 die Verbindungsleitung 18 abschließt, dagegen beim Unterschreiten
eines Druckes von 5,5 atü öffnet.
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Das genannte Sperrventil 20 ist mit dem Fahrhebel 21 der Hauptbrennkraftmasehine
1 gekuppelt und sperrt die Verbindungsleitung 18 ab, sobald der Fahrhebel 21 aus
der Leerlaufstellung in die mit den Zahlen I bis VI bezeichneten Laststellungen
herausgeschwenkt wird.
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Das Ein- und Ausschalten und die Regelung der zum Antrieb des Hauptkompressors
6 dienenden Strömungskupplung 5 geht in folgender Weise vor sich: An die Druckleitung
der Füllpumpe 22 des Strömungsgetriebes 4 ist auch die Fülleitung 23 für die Strömungskupplung
5 angeschlossen. Sie führt in das Ventilgehäuse 24, in dem das vom Druck des Hauptluftbehälters
9 beaufschlagte Ausschaltventil 25 und
das auf den Druck in der
Strömungskupplung 5 ansprechende Überströmventil26 angeordnet ist.
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Von der Fülleitung 23 gelangt die Flüssigkeit über die vom Steuerschieber
des Ausschaltventils 25 nicht abgesperrten Ringkanäle 27 und 28 in die Bohrung 29,
an die sich das in das Innere der Strömungskupplung 5 führende Rohr 30 anschließt.
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An seinem oberen Ende ist der Steuerschieber des Ausschaltventils
25 als Druckluftkolben ausgebildet, der vom Druck im Hauptluftbehälter 9 gegen die
Kraft der Feder 31 nach unten gedrückt wird, sobald der Druck in diesem Behälter
einen bestimmten Höchstwert (z. B. 8 atü) überschreitet. Hierdurch wird die Verbindung
zwischen der Fülleitung 23 und dem Rohr 30 und damit die Flüssigkeitszufuhr zur
Strömungskupplung 5 unterbrochen. Die Strömungskupplung 5 kann hierauf durch das
feststehende Schöpfrohr 32 sehr schnell leergepumpt werden, das in einem mit dem
Turbinenrad der Strömungskupplung 5 umlaufenden und mit seinem Kupplungsarbeitsraum
in ungedrosselter kommunizierender Verbindung stehenden Gehäuseteil angeordnet ist;
außerdem ist das Schöpfrohr 32 mit seiner Auslauföffnung an das Ventilgehäuse 24
angeschlossen und arbeitet gegen das Überströmventil 26. Die vom Schöpfrohr 32 erfaßte
Flüssigkeit gelangt von dort durch COffnungen des Schiebers des überströmventils
26 hindurch in den Ringraum 33, durch die Bohrung 34 in den Ringraum 35, der über
die Ringnut 36 des Ausschaltventils 25 bei unterer Stellung des Steuerschiebers
mit dem Ringraum 37 verbunden ist. Von diesem gelangt die Flüssigkeit durch die
Bohrungen 38 und 39 in die zum Ölsumpf 41 des Strömungsgetriebes 4 führende Leitung
40.
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Das auf den Druck an der Schöpföffnung des Schöpfrohrs 32 ansprechende
Überströmventil 26 ist von oben mittels einer Feder 42 belastet. Übersteigt der
Schöpfrohrdruck den Druck dieser Feder 42; so wird der Schieber des überströmventils
26 mehr oder weniger stark angehoben und gibt dabei einen von seinem kegeligen Teil43
gesteuerten Ringspalt mehr oder weniger frei, über den dann ein Teil der vom Schöpfrohr
erfaßten Flüssigkeit in die Bohrungen 38 und 39 sowie die Leitung
40 gelangen kann.
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Um ein Pendeln des Aussehaltventils 25 zu vermeiden, wird in die Druckluftleitung
44, die vom Hauptdruckluftbehälter 9 zum Ventilgehäuse 24 führt, ein Druckluftregelventil
45 eingeschaltet, das beim überschreiten eines Druckes von etwa 8 atü im Hauptluftbehälter
9 schließt und beim Unterschreiten eines Druckes von etwa 6 atü öffnet. Das Druckluftregelventil45
stellt somit zusammen mit dem Ausschaltventil 25 eine Vorrichtung dar, mit deren
Hilfe die Strömungskupplung 5 in einer zweckmäßigen Weise in Abhängigkeit von dem
Mindest- und Höchstdruck im Druckluftverbrauchersystem ein- bzw. ausgeschaltet wird.
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Bei der Auslegung des Schutzumfanges sollen die Patentansprüche 2
bis 4, 6, 12 und 15 bis 18 nur in Verbindung mit Anspruch 1 und die Ansprüche 8
bis 10 nur zusammen mit Anspruch 7 gelten. Ferner soll Anspruch 7 nur im Zusammenhang
mit einem der Ansprüche 3 bis 6 Schutz genießen.