DE139409C

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Publication number: DE139409C
Application number: DENDAT139409D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung für Explosionskraftmaschinen und Kompressoren, mittels deren das Ventil zu Anfang des Gaseinlaßhubes ganz geöffnet und während des Hubes geschlossen wird, wenn eine genügende Gasmenge in den Zylinder eingetreten ist.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

ίο Fig. ι zeigt die Steuerung einer Explosionskraftmaschine und

Fig. 2 zeigt die Steuerung eines Kompressors.

Bei der in Fig. ι dargestellten Explosionskraftmaschine bezeichnet A den Zylinder, A¹ den Kühlmantel, B den Kolben, C den Eintrittskanal und D das Einlaßventil. Unmittelbar unter dem Ventil D befindet sich eine Mischkammer F, mit welcher der Luftkanal f und der Gaskanal f¹ in Verbindung stehen. Die Ventile E und E\ welche diese Kanäle steuern, sind auf der Stange d des Ventils D angebracht. Unterhalb der Mischkammer F befindet sich ein Zylinder G, dessen oberes Ende

durch die Öffnung g mit der Außenluft in Verbindung steht. In diesem Zylinder bewegt sich ein Kolben H, welcher mit der Ventilstange d verbunden ist. Durch die Stange d geht ein Loch d². Dies Loch ist gegen den Austritt von Gas aus dem Zylinder durch ein Rückschlagventil d¹ geschlossen. Das .untere Ende des Zylinders G steht in Verbindung mit der Außenluft durch eine Öffnung g¹, und diese Öffnung wird durch ein Ventil I gesteuert. Das Ventil I hat eine Stange z'¹, die sich in der Führung g² bewegen kann. Durch eine Feder i wird es für gewöhnlich auf seinem Sitz gehalten. Öffnungen g³ befinden sich in dem unteren Ende des Zylinders G und über demselben ist ein Rückschlagventil / angebracht. Durch eine Feder j wird dieses Rückschlagventil für gewöhnlich auf seinem Sitze gehalten.

Beim Ansaugen des Arbeitskolbens B wird das Einlaßventil D gehoben. Hierbei wird auch das Ventil d¹ geöffnet und die Luft wird durch das offene Ventil / und die Bohrung d² in den Zylinder A gelangen. Wird hingegen das Ventil I geschlossen, so wird der Raum unterhalb des Entlastungskolbens H vom Arbeitskolben B leer gesaugt. Da nun hierbei im Raum unterhalb des Kolbens H Unterdruck entsteht, so wird der über dem Kolben lastende Luftdruck das Ventil D schließen.

Zweckmäßig ist der Kolben H ein wenig größer als das Ventil D hergestellt, damit diese Wirkung bestimmt und möglichst augenblicklich stattfindet.

Falls man den Einlaß des Gases während des ganzen Hubes fortsetzen will, muß das Schließen des Ventils D erfolgen können, wenn das Ventil / in dem Augenblick auf seinen Sitz gebracht wird, wo die Umkehrung der Kolbenbewegung stattfindet. Dies wird mit dem Absperrventil / erzielt. Findet die Umkehrung derart statt, daß ein Gegendruck auf das Ventil D und die Gase auf der unteren Seite des Kolbens H eintritt, so öffnet sich das Ventil /

leicht und hält den Druck des Gases unter dem Kolben H nahezu gleich dem Luftdruck. Dadurch wird der Kolben entlastet, das Ventil D wird also zu Ende des Hubes augenblicklich geschlossen, ob das Ventil I auf seinen Sitz gebracht wird oder nicht.

Es läßt sich die Verbindung zwischen dem Arbeitszylinder A und dem Raum unterhalb des Entlastungskolbens H auch durch eine

ίο Nebenleitung d^B (punktiert) herbeiführen, die mit einem Rückschlagventil α?⁴ versehen ist.

Zum Schließen des Ventils D ist eine Vorrichtung vorgesehen, mittels deren das Ventil / selbsttätig durch den Regler geschlossen wird.

An die Stange i¹ des Ventils / ist eine Pleuelstange K mit einem gebogenen Teile k angelenkt, welcher auf einer Daumenscheibe L liegt. Diese Scheibe besitzt eine daumenartige Partie /, die auf den gebogenen Teil k einwirkt und die Pleuelstange so bewegt, daß das Ventil / von seinem Sitze entfernt wird. Sobald der Punkt /' der Daumenscheibe L das Ende des gebogenen Teiles k erreicht, so bewegt die Feder i das Ventil / auf seinen Sitz zurück. Die Daumenscheibe L ist auf einer Welle M befestigt, auf welcher sich auch ein Schneckenrad N befindet, das in eine auf der Regulatorspindel P sitzende Schnecke O eingreift. Der Regler Q. besitzt Schwungkugeln q und eine Feder q^l. Die Kugeln befinden sich auf den Enden der Winkelhebel ^², die durch die Glieder q^& mit der Spindel P verbunden sind. Die Kugeln q werden von einem rotierenden Träger q³ aufgenommen. Dieser Träger ist in einem vom Zylinder gehenden Arm A^ gelagert. Ein Zahnrad q* ist auf dem unteren Ende des Trägers befestigt, und ein zweites Zahnrad q^% steht mit demselben im Eingriff. Durch eine passende Einrichtung wird das Zahnrad q^b angetrieben. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel P, welche die Schnecke O und das Schneckenrad N antreibt, ist derart, daß die Daumenscheibe L das Ventil bei jedem Saughube des Kolbens öffnet. Der auf die Spindel P wirkende Regler hebt und senkt die Schnecke O und diese wirkt wie eine Zahnstange auf das Schneckenrad, so daß sie nicht nur der Daumenscheibe eine drehende Bewegung erteilt, sondern auch die relative Lage des Punktes I¹ bestimmt und demnach den Punkt ändert, wo sich das Ventil D schließt, indem das Ventil I an verschiedenen Zeitpunkten geschlossen wird. Bei zu großer Geschwindigkeit der Maschine wird die Spindel P gehoben und die Schnecke O dreht die Daumenscheibe L nach rechts herum oder vorwärts, folglich erreicht der Punkt Z¹ das Ende des gebogenen Teiles k bei der Bewegung des Kolbens früher, als es sonst der Fall sein würde. Daher ist die bei diesem Hube eintretende Gasmenge geringer als bei dem vorhergehenden Hube. Geht die Maschine langsamer, so tritt die umgekehrte Wirkung ein.

Diese Steuerung läßt sich auch auf Kompressoren anwenden und arbeitet in dem Falle als eine Regel- und Entlastungsvorrichtung. Diese Vorrichtung ist in Fig. 2 veranschaulicht, wo dieselben Buchstaben die gleichen Teile wie in Fig. 1 bezeichnen. Die Wirkung ist fast dieselbe, nur daß das Ventil / bei der normalen Arbeitsweise der Vorrichtung bei jedem Einlaßhube des Kompressors von seinem Sitze bewegt wird. Hat sich eine genügende Menge Gas oder Luft in dein Druckbehälter angesammelt, so dreht die Schnecke O, welche in das (in Fig. 2 nicht gezeichnete) Schneckenrad M eingreift, die Daumenscheibe L derart, daß das Öffnen des Ventils / während des Einlaßhubes des Kompressors verhindert wird. Tritt dies ein, so wirkt die Steuerung als eine Entlastungsvorrichtung, weil die Arbeit, welche erforderlich ist, um den Kolben durch den ganzen Einlaßhub zu bewegen, während das Ventil geschlossen ist, so daß kein Zutritt von Gas oder Luft erfolgt, durch den Druck auf den Kolben beim Rückgange ausgeglichen wird.

Will man einen Teil der Leistung des Kompressors benutzen, so wird der Einlaß an einer Zwischenstelle abgeschlossen, wodurch der Kompressor eine für die erforderliche Zufuhr hinreichende Menge erhält. Bei der Bewegung des Kolbens von dem Abschlußpunkte bis zum Ende des Hubes und zurück findet auf dem Hingange ein weiterer Einlaß natürlich nicht statt, da dieser abgeschlossen ist, und auf dem Hergang wird nichts von der angesaugten Menge ausgetrieben, ehe der Kolben den Abschlußpunkt erreicht. Die zur Kolbenbewegung vom Abschlußpunkt bis zur Vollendung des Hubes benötigte Arbeit wird mit Ausnahme der Reibung durch denselben Druck bezw. dieselbe Arbeit ausbalanziert, die auf dem Hergang des Kolbens verrichtet wird. Demnach leistet der Kolben auf diesem Teil seines Hubes keine Arbeit und die einzigen Verluste sind Reibungsverluste.

Statt der gewöhnlichen Regler, wie sie bei Gasmaschinen Verwendung finden, wird ein Druckregler R mit der Welle P verbunden. Dieser besteht aus einer Kammer R¹, worin no sich die Membran r bezw. das bewegende Element des Reglers befindet. Von der Membran r geht eine Spindel r¹. Diese wirkt auf einen Hebel r², der an einem auf der Kammer JR¹ angebrachten Arm r³ seinen Drehpunkt hat. Eine Feder r⁴ widerstrebt dem Druck im Regler und durch eine Schraube r⁵ wird die Spannung dieser Feder geregelt. Durch das Rohr r⁶ steht die Membran r unter dem Behälterdruck. Der Hebel r² ist mit der Welle P durch eine Muffe ρ verbunden. Die Welle P wird durch eine geeignete Vorrich-

lung in Drehung versetzt, für welchen Zweck die Zahnräder ρ^λ und p² vorgesehen sind.

Claims

Patent-A N Sprüche:

ι. Regelungsvorrichtung für Explosionskraftmaschinen und Kompressoren, bei denen das Einlaßventil mit einem Entlastungskolben verbunden ist, dessen eine Druckseite vom Regler beherrscht wird, dadurch

ίο gekennzeichnet, daß behufs Öffnens des Einlaßventils (D) beim Saughub des Arbeitskolbens (B) zunächst die Räume auf beiden Seiten des Entlastungskolbens (H) mit der Außenluft verbunden sind, und dann das einen der Räume beherrschende Ventil (I) durch einen Regler (Q bezw. R) geschlossen wird, um behufs Schließens des Einlaßventils in diesem Räume infolge der Saugwirkung des Arbeitskolbens eine Druckverminderung zu verursachen.
2. Eine Regelungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Lufteinlaßventil (I) beeinflußte Raum ein nach außen sich öffnendes Ventil (J) besitzt, welches sich beim Schließen des' Einlaßventils (D) bezw. beim Niedergang des Entlastungskolbens (H) selbsttätig öffnet, zum Zwecke, das Schließen des Einlaßventils bei geschlossenem Lufteinlaßventil (I) zu gestatten.
3. Eine Regelungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich drehende Spindel (p) durch den Regler (Q bezw. R) in der Richtung der Achse verschoben wird, welche Bewegung vermittels Schnecke (O), Schneckenrades (N) und Daumenscheibe (L) auf das Ventil (I) übertragen wird, zum Zwecke, das Einlaßventil (D) an verschiedenen Punkten des Ansaughubes des Arbeitskoibens zu schließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.