DE136684C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

NTSCHRIFT

KLASSE

Die Erfindung betrifft die mit Hubbewegung arbeitenden Maschinen, bei welchen das gegenseitige Gröfsenverhä'ltnifs der treibenden Kraft zum Widerstand im Verlauf des Hubes einer regelmä'fsig wiederkehrenden Veränderung unterworfen ist und die Veränderung des Kraftverhältnisses durch eine entsprechende Veränderung des Geschwindigkeitsverhältnisses derart ausgeglichen wird, dafs das arbeitende Element schnell vorbewegt wird, wenn die treibende Kraft grofs ist, und langsam, wenn sie klein ist, so dafs die gegenseitigen Producte aus Kraft mal Weg in jedem Moment einander gleich sind.

Das Diagramm Fig. 11 zeigt z. B. die Kräfte und Widerstände im Verlauf des Hubes einer Expansionsdampfpumpe. Der Linienzug u-v-e-i stellt das Dampfüberdruckdiagramm und die Linie g-h den fast gleichmäßigen Druck auf den Pumpenkolben dar. In dem ersten Theil des Hubes, bis ungefähr zur Hubmitte, ist die vom Dampf .ausgeübte Arbeit um das senkrecht punktirte und schraffirte Stück gröfser als die durch einen unmittelbar gekuppelten Pumpenkolben geleistete Arbeit. Der senkrecht schraffirte Arbeitsüberschufs dient zur Beschleunigung der bewegten Massen; es ist die Aufgabe des Kraftausgleichers, den senkrecht punktirten Arbeitsüberschufs aufzunehmen und auf den zweiten Theil des Hubes, in welchem die treibende Kraft um das schräg punktirte und schraffirte Stück kleiner ist als der Widerstand, zu übertragen. Die durch den Kraftausgleicher auf den zweiten Theil des Hubes übertragene Arbeit ist schräg punktirt veranschaulicht; durch die schräg schraffirte Arbeit werden die bewegten Massen verzögert.

Das Diagramm Fig. 12 zeigt die Kraftverhältnisse eines Dampfluftcompressors. Der Linienzug u-v-e-i stellt das Dampfüberdruckdiagramm und die Curve u-x-y den Compressionsdruck des Compressors dar. Das senkrecht bezw. schräg punktirte Stück ist die durch den Kraftausgleicher von dem ersten auf den zweiten Theil des Hubes zu übertragende Arbeit; die senkrecht schraffirte Arbeit dient in der ersten Hubperiode zur Beschleunigung und die schräg schraffirte in der zweiten zur Verzögerung der bewegten Massen.

Der Kraftausgleicher kann ebenfalls für die Verbindung einer mit gleichmäfsigem Druck arbeitenden Wassersäulenmaschine oder einer Volldruckdampfmaschine mit einem Compressor verwendet werden und anstatt des Dampfes oder Wassers kann comprimirte Luft oder Gas als antreibendes Mittel dienen.

Die Kraftausgleichvorrichtung ist durch die Zeichnung in verschiedenen Ausführungen dargestellt. Fig. ι und 2 zeigen eine Expansionsdampfpumpe mit Taucherkolben, Fig. 3 bis 5 den Kraftausgleichmechanismus derselben Pumpe schematisch in verschiedenen Stellungen. Fig. 6 zeigt eine Expansionsdampfpumpe, bei welcher anstatt der Taucherkolben, Scheibenkolben verwendet sind. Fig. η bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Kraftausgleichvorrichtung.

Die Traverse mori (Fig. 1 bis 5) ist durch den Zapfen 0 an die Kolbenstange d angelenkt. An das Ende m der Traverse ist der Taucher-

kolben / und an das Ende η der Taucherkölben k vermittelst Flügelstange angelenkt. Die Traverse wird durch die .Kolbenstange hin- und hergeschoben und durch die am Gestell fest gelagerten und an die Zapfen η und m angreifenden Lenkerp und q in Schwingung versetzt. Aus der linken Endstellung (Fig. 3) bewegt sich der Mechanismus durch die Mittelstellung (Fig. 4) bis in die rechte Endstellung (Fig. 5) und zurück. Der Lenkermechanismus bildet für den Zapfen 0 eine Gelenkgeradführung, und zwar eine Lemnisko'idinführung.

Durch die Schwingung der Traverse bei der Hin- und Herbewegung wird dem jeweilig drückenden Pumpenkolben im ersten Theil des Hubes eine zusätzliche, im zweiten eine abzügliche, dem saugenden dagegen im ersten Theil eine abzügliche und im zweiten eine zusätzliche Relativbewegung ertheilt.

Bewegt sich z. B. der Dampfkolben aus der Endstellung (Fig. 3) in die Mittelstellung (Fig. 4),

also um

vor, so wird dabei das Gelenk

ο η k ausgestreckt und der Taucherkolben k

wird nicht nur um —, sondern um I- w.

2 2

der Taucherkolben / um ■ w vorbewegt,

wobei n> die durch die Schwingung der Traverse hervorgebrachte zusätzliche bezw. abzügliche Vorbewegung bedeutet; in der zweiten Hubperiode aus der Mittelstellung (Fig. 4) in die Endstellung (Fig. 5) wird der Taucher-

s s

kolben k um n> und / um \-n> vor-

2 2

bewegt.

Durch die zusätzliche Relativbewegung leistet der Druckkolben im ersten Theil des Hubes die im Diagramm (Fig. 11) senkrecht punktirte zusätzliche Arbeit und giebt dieselbe in dem zweiten Theil durch die abzügliche Relativbewegung als die schräg schraffirt veranschaulichte Arbeit wieder ab. Die Bewegungsart des Saugkolbens ergiebt eine der verlangten Kraftausgleichung entgegengesetzte Wirkung. Der Saugwiderstand ist in dem Beispiel um ein Vielfaches kleiner angenommen als der Druckwiderstand; es wird deshalb ein Theil der kraftausgleichenden Wirkung des Druckkolbens durch die Wirkung des Saugkolbens aufgehoben. Damit die erforderliche Gröfse der Kraftausgleichung dennoch erreicht wird, mufs die Kraftausgleichwirkung des Druckkolbens um das Stück gröfser bemessen werden, welches durch den Saugkolben aufgehoben wird. Die Differenz beider Wirkungsarten ergiebt die kraftausgleichende Wirkung. Im Diagramm Fig. ti ist die der Kraftausgleichung entgegenwirkende zusätzliche Arbeit des Saugkolbens durch waagrechte Schraffur veranschaulicht. Der Druckkolben hat demnach durch die zusätzliche Vorbewegung nicht nur die senkrecht punktirte, sondern auch die waagrecht punktirte zusätzliche Arbeit auszuüben. Die zusätzliche Arbeit kann mit der Länge der Traverse beliebig vergröfsert werden.

Auf der Rückbewegung werden die Vorgänge unter gegenseitiger Abwechselung beider Pumpenkolben in der Wirkungsart in gleicher Weise wiederholt.

In der Ausführungsform Fig. 1 bis 5 wird die Traverse 111 ο η durch zwei Lenkstangen geführt. In Fig. 7 und 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, in welcher anstatt zweier Lenker zwei Gleitführungen zur Führung der Traverse dienen. Der Kreuzkopf f führt die Kolbenstange mit der Traverse geradlinig hin und her und die im Gestell drehbar gelagerte Coulisse c versetzt vermittelst des Armes a die Traverse mon in Schwingung.-

In der Ausführungsform Fig. 9 und 10 ist ein Lenker und eine Gleitführung zur Führung der Traverse angewendet. Die Ausführungsform Fig. 9 und 10 ist aus derjenigen der Fig. 7 und 8 dadurch hervorgegangen, dafs die Kreuzkopfführung f durch eine Gelenkgeradführung ersetzt ist. Der Lenker h bildet mit dem in der Coulisse c verschiebbaren Arm α eine Conchoidengeradführung für den Zapfen 0.

Fig. 6 zeigt eine Pumpe, welche anstatt mit Taucherkolben mit Scheibenkolben ausgerüstet ist. Die differentialkolbenartige Verlängerung der Scheibenkolben dient als Geradführungsschlitten. Die auf die Hinterseite der Kolben durch die Lässigkeit entweichende Flüssigkeit wird abgeleitet oder die Hinterseite der Kolben wird zum Pumpen ausgenutzt.

Ebenso wie an dem gewöhnlichen Kurbelmechanismus die Flügelstange durch eine Kurbelschleife ersetzt werden kann, so können auch an dem Kraftausgleichmechanismus die Flügelstangen durch Kurbelschleifen ersetzt werden.

Es kann vorkommen, dafs der Saugkolben stärker belastet ist als der Druckkolben, z.B. bei Saugpumpen für directen Ausgufs; in diesem Fall ist dem Saugkolben als dem am stärksten belasteten die Bewegungsart zu ertheilen, welche in Fig. 3 bis 5 dem Druckkolben zufällt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Kraftausgleichvorrichtung für Hubmaschinen, bei welcher dem regelmäfsig veränderlichen Verhältnifs der treibenden Kraft zum Widerstand gemäfs die Geschwindigkeit des am stärksten belasteten beider Arbeitskolben im

   Vergleich zu der des Kraftkolbens mit fortschreitendem Hube kleiner wird, dadurch gekennzeichnet, dafs die beiden abwechselnd stark und schwach belasteten Kolben (k und I) durch eine gemeinsame, an die Kolbenstange angelenkte, schwingend geführte Traverse (o) so bewegt werden, dafs der jeweilig am stärksten belastete Arbeitskolben in dem ersten Theil des Hubes gegenüber dem Treibkolben eine zusätzliche, im zweiten eine abzügliche Relativbewegung (n>) erhält.

   Ausführungsform der unter i. gekennzeichneten Vorrichtung, bei welcher die Traverse (o) durch um feste Punkte schwingende Lenker (p und q) geführt wird.
   Ausführungsform der unter i. gekennzeichneten Vorrichtung, bei welcher die Traverse (o) durch einen Kreuzkopf (f) und eine Coulisse (c) geführt wird.
   Ausführungsform der unter i. gekennzeichneten Vorrichtung, bei welcher die Traverse (o) durch einen Lenker (h) und eine Coulisse (c) geführt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.