DE170179C

DE170179C -

Info

Publication number: DE170179C
Application number: DENDAT170179D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft einen Druckzylinder für Spannwerke, wie solche vornehmlich beim schwungradlosen Pumpen- oder Gebläseantrieb zum Ausgleich der in denTreibzylindern der bezüglichen Kraftmaschine (Dampf-, Luft- oder Gasmotoren) auftretenden ungleichen Drücke des Treibmittels angewendet werden. Bei Maschinen mit während des Kolbenweges abfallenden Treibdrücken ist

ίο es also die Bestimmung eines solchen Spannwerkes, während der ersten Hälfte dieses Weges hindernd (Kraft, auf speichernd), während der zweiten Hälfte des Weges treibend (Kraft abgebend) auf das Maschinengestänge zu wirken. Bei den bekannten Einrichtungen für diesen Zweck muß die Wirksamkeit des Spannwerkes durch Einstellung von Hand der Größe der in der Maschine wirkenden Triebkräfte angepaßt werden.

Gemäß der Erfindung ist nun der doppeltwirkende Druckzylinder bekannter Art so eingerichtet, daß die jeweilige Kraftäußerung des Spannwerkes mit Bezug auf'die Maschine stets dem Kraftbedarf entsprechend selbsttätig sich regelt, wobei andererseits zugleich dafür Sorge getragen ist, daß der Kräfteverlauf während eines Kolbenweges der Eigenart der Maschine angepaßt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß in dem Zylinder das der einen Kolbenseite dauernd zugeführte Druckmittel (Luft oder Gas) zeitweise auf die Gegenseite übergeleitet wird, um dort Gegenwirkungen auszuüben, worauf es wieder entfernt wird. Ferner sind am Zylinder geeignete Einrichtungen getroffen, vermittels deren die Höhe und der Verlauf der Drücke auf beiden Kolbensei ten, nach Bedürfnis geregelt werden kann.

In der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform veranschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. ι das Spannwerk mit seinem doppelt wirkenden Druckzylinder im Längsschnitt.

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung des Verbindungsweges zwischen der unteren und oberen Kolbenseite.

Bei dem dargestellten Beispiel ist der Druckzylinder feststehend angeordnet, wobei eine der bei derartigen Anordnungen üblichen Kniehebelübertragungen zwischen Druckzylinder und Maschinenkolbenstangen vorgesehen ist. Die Erfindung kann jedoch ebensowohl bei Spannwerken mit zwei symmetrisch angeordneten festen und' bei solchen mit schwingenden Druckzylindern Anwendung finden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Druckzylinder ι, dessen Deckel ein federbelastetes, sowohl in der Spannung als auch im Hube verstellbares Sicherheitsventil 2 trägt, mit dem Gestell starr verbunden und hat an seinem unteren Ende die Anschlußöffnung 3, durch welche das Druckmittel (im allgemeinen Luft oder Gas) dauernd nach der Unterseite des Scheibenkolbens 4 zugeführt wird. . Hierzu dient eine Luft- oder Gaspumpe, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, aber entweder in bekannter Weise von der. Maschine oder aber durch einen selbständigen Motor angetrieben wird und deren Aufgabe es ist,

(2. Auflage, ausgegeben am g. Januar igoj.J

solange die Maschine arbeitet, ohne Unterbrechung Gas oder Luft dem Arbeitsraum des ■ Druckzylinders durch die Alischlußöffnung 3 zuzuführen.

Im Scheibenkolben 4 befindet sich eine Längsbohrung 5, die einerseits nach unten, also nach der Arbeitsseite des Treibmittels, ■ mündet, andererseits nach oben in eine Querbohrung 6 ausläuft, welche ihrerseits am

ίο Umfang des Kolbens mündet. Die Mündung dieser Querbohrung 6 ist nahe am oberen Kolbenende so angeordnet, daß dieselbe in der den Hubenden der Maschine entsprechenden Höchststellung des Kolbens freiliegt und somit die Verbindung der unteren mit der oberen bezw. der vorderen mit der hinteren Kolbenseite herstellt. In Verbindung mit der AVandung des Druckzylinders sind eine Anzahl Kammern 7 und 8 vorgesehen, welche konzentrisch zur Kolbenlauffläche liegen und von denen je ein Teil durch absperrbare Verbindungswege 9 mit der oberen, ein anderer Teil durch eben solche Verbindungswege 10 mit der unteren Kolbenseite in Verbindung stellt, wobei zugleich durch entsprechende Anordnung von (nicht angedeuteten) Verbindungswegen die Möglichkeit gegeben ist, ein-. zelne Kammern nach Belieben mit der einen oder anderen Kolbenseite verbinden zu können.

Was nun schließlich die an sich bekannten Mittel zur Kraftübertragung zwischen dem . Druckzylinder und den Maschinenkolbenstangen anbelangt, so ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, die Kolbenstange 14 durch Vermittlung eines Kreuzkopfes 15 mit den unteren Armen 16 des Doppellenkers 16, 17 in Verbindung, dessen obere Arme 17 um den Gestellzapfen i8^x schwingen und mit ihren freien Enden gemeinschaftlich mit den oberen Enden der unteren Arme 16 an dem Zapfen 18 eines in einer Schleife 20 geführten Gleitstückes 19 angreifen. Diese Schleife ihrerseits ist im Gestell gerade geführt und es sind in sie die Kolbenstangen 21 der Treibzylinder bezw. der Pumpen- oder Gebläsezylinder eingesetzt. Die Kolbenstange 14 ist in ihrem Kreuzkopf 15 ein- und ausschraubbar, wodurch es möglich wird, die Länge der Kolbenstange innerhalb gewisser Grenzen ändern zu können.

•50 Der Arbeitsvorgang ist nun der folgende:

Es sei angenommen, die Maschine werde

aus dem Ruhezustande in langsamen Gang gesetzt, bei welchem die Maschinenhübe noch nicht die erforderliche Länge besitzen. . Es wird nun durch die bei 3 angeschlossene Preßpumpe dauernd Luft oder Gas in den Druckzylinder gedrückt, so daß die Spannung auf der Eintrittsseite (unteren Kolbenseite) stetig anwächst. Hierdurch wird das Spann-'werk in Wirkung gesetzt und ein fortwährendes Anwachsen des Maschinenhubes herbeigeführt, so .lange, bis der Kolben 4 in die Höchststellung gelangt und damit die Bohrung 6 frei wird, so daß ein Teil des Druckmittels auf die andere (obere) Kolbenseite übertreten kann. Im weiteren Verlauf wird sich nun durch die fortgesetzte Arbeit der Preßpumpe und den fortgesetzten Übertritt der Druck auf beiden Kolbenseiten erhöhen, bis das auf dem Deckel angeordnete Sicherheitsventil 2 zum Abblasen kommt. Von da ab wird der Druck auf jeder Kolbenseite nicht mehr wachsen, womit der Beharrungszustand hergestellt ist. Denn wird durch irgendwelche Vorgänge in der Maschine der Hub übermäßig lang, so bleibt die Bohrung 6 länger offen, und es findet eine entsprechend länger andauernde Überströmung des Druckmittels nach dem. Räume über den Kolben statt. Es wird somit ein gewisser Spannungsausgleich eintreten, nach Maßgabe dessen die auf die Kolbenstangen der Maschine übertragenen Kräfte sich sogleich verringern, so daß der Maschinenhub sich entsprechend wieder verkürzt. Umgekehrt wird durch jede unbeabsichtigte A^erkürzung des Maschinenhubes die Überströmung im Druckzylinder verkürzt bezw. ganz aufgehoben, so daß alsdann der Druck auf der unteren Kolbenseite anwächst und eine entsprechende Verlangerung des Hubes bis auf seine normale Länge herbeigeführt wird.

Der Druckverlauf auf der unteren oder Eintrittsseite des Druckzylinders wird im allgemeinen während eines Hubes ein ziemlich gleichmäßiger, jedenfalls aber auch bei noch so großem schädlichen Raum ein während des Aufhubes leicht abfallender und während des Njederhübes leicht ansteigender sein. Auf der Gegenseite jedoch (Austrittsseite) soll eine stärkere Kompression bezw. Expansion stattfinden, damit die nach den Maschinenhubenden zu bereits durch die Kniehebelübertragung verstärkten Ausgleicherdrücke sich verkleinern. Es wird also der schädliche Raum auf der Austrittsseite des Druckzylinders wesentlich kleiner sein müssen und eine bestimmte Größe nicht überschreiten dürfen. Um nun den Druckverlauf im Spannwerk der Eigenart der Maschine anpassen zu können, ist es erforderlich, die Größe dieses schädlichen Raumes innerhalb gewisser Grenzen veränderlich zu machen. Diesem Zweck dienen die oben beschriebenen Kammern 7, 8, welche vornehmlichmit der Austrittsseite, jedoch gegebenenfälls auch zur Vergrößerung des schädlichen Raumes der Eintrittsseite mit letzterer verbunden werden können. Man. kann nun z. B. den Druckzylinder mit geringer Spannung auf der Eintrittsseite und auch mit geringer Spannung auf der Austrittsseite arbeiten lassen. Man kann aber auch bei gleicher

Wirkung auf den Kniehebelmechanismus mit hoher Spannung auf der Eintrittsseite und entsprechend erhöhter Spannung auf der Austrittsseite arbeiten. Maßgebend ist hierfür lediglich die Einstellung des Sicherheitsventils 2, vermittels dessen (da bei Arbeiten mit hohen Spannungen das Diagramm der Druckdifferenzen selbst bei gleicher Arbeitsfläche einen anderen Verlauf nimmt als bei

ίο Arbeiten mit niederer Spannung), wie erwähnt, der Verlauf der Spannungen während eines Hubes geändert bezw. der Kräfteverlauf in der Hauptmaschine entsprechend geregelt werden kann. Dieses Ventil 2 kann natürlich, anstatt ins Freie zu münden, auch mit dem Saugraum der Preßpumpe 'in Verbindung stehen, so daß ein vollständiger Kreislauf des Druckmittels erzielt wird. Hierbei wird es jedoch wegen des durch die .Stopfbüchsen usw. verursachten unvermeidlichen Verlustes nötig sein, die Preßpumpe noch mit einem zweiten, aus der freien Atmosphäre bezw. einem. Gasbehälter ziehenden Saugventil zu versehen.

Eine weitere Abänderung ist aus Fig. 3 ersichtlich, in welcher der Kolben 4 ohne Längs- und Querbohrung 5, 6 ausgeführt ist. Diese Bohrungen sind durch einen Kanal 11 in der Zylinderwandung und durch ein Verbindungsrohr 12 ersetzt, wobei der Kanal 11 ■ so angeordnet ist, daß die Mündung desselben in der Höchststellung des Kolbens 4 freiliegt, wodurch die Verbindung der Räume unter bezw. vor und über bezw. hinter dem Kolben hergestellt wird. In die Leitung 12 ist ein Ventil 13 eingeschaltet, welches zum Regeln, des Durchgangquerschnittes dient. Durch Regeln dieses Ventils kann ebenso wie durch Ein- und Ausschrauben der Kolbenstange die Länge des Normalhubes innerhalb gewisser Grenzen geändert werden.

Was die Kammern 7, 8 anbelangt, so soll noch erwähnt werden, daß dieselben natürlich auch an einer anderen Stelle des Druckzylinders angeordnet werden können. Der Bau des Zylinders wird sich überhaupt im einzelnen nach den jeweiligen Verhältnissen zu richten haben, also beispielsweise für schwingende Zylinder entsprechend abgeändert werden müssen. .

Claims

Patent-Ansprüche:

1.. Kraftausgleichvorrichtung mit doppelt wirkendem Druckzylinder, auf dessen einer Kolbenseite das Druckmittel dauernd lastet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überleitung des Druckmittels nach der anderen Kolbenseite, auf welcher durch eine Regelungsvorrichtung (2) die Spanr nungshöhe begrenzt wird, gegen Ende des Hubes stattfindet, um die Kraft der Ausgleichvorrichtung¹ und dadurch den Hub des> Arbeitskolbens zu regeln.

2. Kraftausgleichvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Einführungsseite des Druckmittels . entgegengesetzten Seite des Druckzylinders (1) als Regelungsvorrichtung ein Sicherheitsventil (2) angeordnet ist, welches nicht allein in seiner Belastung, sondern auch in seiner Hubhöhe veränderlich einstellbar eingerichtet ist, um für jeden Betriebsdruck die Austrittsmenge des Druckmittels regeln zu können.

3. Kraftausgleichvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit dem Druckzylinder (1) mehrere Räume oder Kammern (7, 8) angeordnet sind, welche durch absperrbare Verbindungswege (9, 10) mit der einen oder anderen Zylinderseite verbunden werden können, zum Zwecke, die bezüglichen schädlichen Räume vergrößern und damit den Druckverlauf nach Bedürfnis ändern zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.