DE202963C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— Jig 202963-KLASSE 21 ί/. GRUPPE

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum künstlichen Kühlen elektrischer Maschinen und findet hauptsächlich Anwendung für Motoren oder Lokomotiven von elektrischen Bahnen, welche dauernd schwere Arbeit zu' verrichten haben, die sich unter hoher Geschwindigkeit zu vollziehen hat, so daß eine entsprechend wirksame Kühlung für dieselben erforderlich wird.

ίο Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Motoren elektrischer Lokomotiven oder anderer Maschinen mittels Ventilatoren oder anderer Gebläse anzutreiben, die ihren Antrieb durch elektrische oder andere Kraft erhalten und bei ihrer Bewegung eine verhältnismäßig große Luftmenge unter sehr niedrigem Druck gegen die erhitzten Maschinenteile führen.

Bei einer derartigen Kühlvorrichtung macht es der niedrige Druck der in Bewegung gesetzten Luftmenge erforderlich, große Röhren zu benutzen, durch welche die Luft gegen die zu kühlenden Teile geleitet wird. Andererseits würde bei der Anwendung von engen Röhren der Reibungswiderstand, welcher durch dieselben der Luft entgegengesetzt wird, die Bewegung derselben in schädlicher Weise verzögern -und beeinträchtigen.

Wenn eine Kühlvorrichtung ebengenannter Art in Anwendung gebracht wird und der für

30- die Anordnung von Luftkanälen erforderliche Raum ein sehr beschränkter ist, wie es beispielsweise bei elektrischen Lokomotiven der Fall ist-, so erfährt die Kühlwirkung eine wesentliche Beschränkung. In gewissen Fällen ist die genannte Einrichtung überhaupt nicht anwendbar, wenn es unmöglich ist, Luftrohre oder -kanäle von der erforderlichen Größe in 40

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entsprechender Weise unterzubringen. Des weiteren vergrößert sich der Widerstand, welcher in Rohren oder Kanälen der durch dieselben hindurchströmenden Luft entgegengesetzt wird, mit der Länge des betreffenden Rohres oder Kanales sowie mit der Anzahl der Biegungen oder Verengungen desselben, die vorgesehen werden müssen, so daß eine Beschränkung der Wirksamkeit der durch die Rohre hindurchstreichenden Luftmenge sehr bald eintritt, welcher Umstand darauf zurückzuführen ist, daß der durch den Ventilator oder das Gebläse ausgeübte Gesamtdruck nicht mehr imstande ist, den genannten Widerstand zu überwältigen und die Luftströmung in entsprechender Kraft aufrechtzuerhalten.

Bei anderen zu genanntem Zwecke in Anwendung gebrachten Kühlvorrichtungen wurde ein Strom zusammengepreßter Luft benutzt, welcher in das Motorgehäuse bzw. gegen die zu kühlenden Teile geführt wurde. Dieses System ist jedoch dem Übelstand unterworfen, daß bei der plötzlich vor sich gehenden Ausdehnung der zusammengepreßten Luft oder des Gases ein Fallen der Temperatur eintrat, wobei sich ein beträchtlicher Niederschlag an Feuchtigkeit in störender Weise geltend machte, so daß besondere Mittel in Anwendung gebracht werden mußten, um die Luft zu trocknen oder die Niederschläge in anderer Weise zu verhindern.

Die vorstehende Erfindung hat zum Zweck, die vorerwähnten Übelstände zu beseitigen und eine größere Raumersparnis herbeizuführen, wo dies von besonderer Wichtigkeit ist, beispielsweise bei elektrischen Loko-

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rnotiven, die eine künstliche Kühlung in hohem Maße verlangen.

Diesem Zweck entsprechend besteht die Erfindung im wesentlichen in der Anordnung eines Luftinjektors oder Aspirators in Verbindung mit der zu kühlenden elektrischen Maschinerie. Genannter Injektor wird von einem entsprechend angeordneten Luftvorratsraum mit unter hohem Druck befindlicher Luft gespeist. Derselbe erhält eine derartige Anordnung, daß er bei seiner Inbetriebsetzung eine große Luftmenge, welche der den Injektor umgebenden Atmosphäre entnommen sein kann, unter der Wirkung der unter hohem Druck befindlichen Luft dem zu kühlenden Elektromotor zuführt.

Zufolge dieser.Einrichtung kann ein entsprechend großes Volumen des Kühlmittels über die sich leicht erhitzenden.Teile des elekirischen Apparates o. dgl. geschickt werden, so daß durch dieses Kühlmittel, die Hitze abgeleitet und gleichzeitig die Luft an ihrem Bestreben verhindert wird, sich in Feuchtigkeitniederzuschlagen, was der Fall sein würde, wenn nur unter hohem Druck befindliche Luft benutzt werden würde, die man zu einer entsprechenden Ausdehnung unter Bestreichen der zu kühlenden Teile des elektrischen Apparates veranlaßt. -

Zufolge dieser Einrichtung wird des weiteren der Vorteil erreicht, daß nur ein kleiner Teil der gesamten, für Kühlzwecke vorgesehenen Luftmenge gepumpt bzw. in Umlauf versetzt zu werden braucht. Dieser Teil ist in umgekehrter Weise dem Druck proportional, unter welchem die Luft zusammengepreßt ist. Da nur ein kleiner Teil zusammengepreßter Luft in Bewegung gesetzt zu werden braucht, wird es ermöglicht, kleinere, mit einer beliebigen Anzahl von Biegungen versehene Rohre zu benutzen und die Luft auf größere Entfernungen unter fast keinem Verlust an Druck zu den zu kühlenden Teilen überzuleiten, wobei auch die Wirksamkeit der Kühlung, weleher der betreffende Maschinenteil unterworfen werden soll, keine wesentliche Einbuße erleidet.

Der Erfindung gemäß kann die Luft durch den Injektor sowohl ununterbrochen als auch periodisch angesaugt werden. Ein Teil der vorliegenden Erfindung besteht in der Anordnung von Vorrichtungen, durch welche die Dauer bzw. der Wechsel der periodisch stattfindenden, durch den Injektor bewirkten Luftansaugungen in einfacher und wirksamer Weise einer Regelung unterworfen wird.

Dieser Teil der Erfindung besteht in der Verbindung der Vorratsquelle für die zusammengepreßte Luft oder das Gas mit einem Auslaßventil des Relaistypus und Steuerventilen für dasselbe, welche abwechselnd in Wirkung gesetzt und unter der Wirkung der Druckveränderungen in der Gaskammer einer entsprechenden Regelung unterzogen werden, Avelche mit Luftanschlüssen von solcher Größe und Wirksamkeit ausgestattet ist, daß durch dieselben eine abgestufte Vergrößerung oder Verminderung des Druckes in genannter Kammer herbeigeführt wird.

Die Erfindung besteht des weiteren in der Art der Regelung erwähnter Steuerventile vermittels Stromkontroller, welche durch einen Druckanzeiger angetrieben werden, der mit genannter Kammer zur Vergrößerung oder Verminderung des Druckes verbunden ist. Die Mittel zur periodischen Abgabe der Luft können nach Belieben in Anwendung oder in Fortfall gebracht werden.

In solchen Fällen, bei welchen, die elektrischen Motoren schwerer, ununterbrochener Arbeit für eine längere Zeitdauer unterworfen werden, beispielsweise bei langen Fracht- oder Personenzügen oder bei hohen Steigungen des Bahnkörpers, empfiehlt es sich, die Kühlung dauernd, anstatt unterbrochen aufrechtzuerhalten. In solchen Fällen ist die Einrichtung getroffen, daß das im folgenden beschriebene, periodisch wirkende Regelungssystem von der Anlage gelöst werden kann, oder, daß das Steuerungsventil, welches das Auslaßventil zur entsprechenden Zeit geöffnet hält, für eine entsprechend lange Zeit in Wirkung gelassen wird; oder es könnte hierbei das Regelungssystem auch ganz in Fortfall gebracht werden. In diesem Falle ist es vorzuziehen, die Luft nur unter einem gemäßigten Druck zusammenzupressen, der etwa von V₅ Atmosphären bis ungefähr 1 oder.2 Atmosphären sich erstrecken kann, je nachdem es die Umstände erlauben.

Bei elektrischen Lokomotiven kann der Luftstrom dadurch einer Regelung unterzogen werden, daß man die Geschwindigkeit des Luftkompressors, welcher dem Injektor die Luft zuführt, entsprechend ändert. Hierbei kann die Kühlwirkung dadurch unterbrochen werden, daß man den Luftkompressor absperrt, oder daß man ein Ventil schließt, welches in dem Rohr vorgesehen ist, durch welches die zusammengepreßte Luft nach dem Hochdruckmundstück des Injektors geleitet wird.

In der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht

Fig. ι eine diagrammatische Ansicht der gemäß vorliegender Erfindung ausgeführten Einrichtung.

Fig. 2 veranschaulicht in einer Einzelansicht mit teilweisem Schnitt das Relaisventil.

Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform des elektromagnetischen Ventils.

Fig. 4 veranschaulicht in einer Einzelansicht das Innere des den Strom regelnden

Druckanzeigers, welcher' in.der in Fig. ι diagrammatisch dargestellten Anlage in Wirkung gesetzt wird.

Fig. 5 zeigt eine obere Ansicht des Instrumentes.

Fig.' 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung, durch welche die Steuerungsventile abwechselnd bewegt werden können, um die Bewegungen des durch

ίο einen Kolben angetriebenen Ventils in Übereinstimmung mit den Veränderungen des Druckes in der zur Vergrößerung oder Verminderung des Druckes dienenden Kammer entsprechend zu regeln.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 6.

Fig. 8 ist ein vergrößerter Schnitt, durch den Injektor.
• Mit ι ist der Vorratsbehälter für die unter Druck befindliche Luft oder das Gas bezeichnet. 2 ist das die Luft aus genanntem Behälter ableitende und nach einem Hilfsrohr 3 führende Auslaßrohr, welches Rohr 3 die unter Druck befindliche Luft an das Hochdruckmundstück des Luftinjektors abgibt, welcher mit dem Elektromotor oder einer anderen elektrischen Maschine verbunden ist.

Wenn die Kühlwirkungen periodisch herbeigeführt werden sollen, so wird ein Ventil 4 in die Verbindungsleitung zwischengeschaltet, welches mit magnetisch bewegten Steuerventilen 5, 5' verbunden ist. Das Ventil 5 kann mit dem Ausdruck »Öffnungs-« oder »Anlaßventil« bezeichnet werden, da es bei seinem Antrieb Druck zur Einwirkung auf den Kolben des Auslaßventils 4 derartig bringt, daß genanntes Ventil hierbei geöffnet wird. Das Ventil 5' wirkt als »Schließ-« oder »Absperrventil«, indem es bei seiner Einwirkung Druck auf genannten Kolben derartig zur Einwirkung gelangen läßt, daß das Auslaß-" ventil 4 geschlossen wird.

Mit 6 ist der Leitungsdraht für den Magneten des Anlaßventils und mit 6' die Rückleitung bezeichnet. 7 ist der Leitungsdraht für das Absperrventil und 7' die Rückleitung hierzu. 8 bezeichnet die Rückleitung für den genannten Magnetstromkreis, .welche an eine Kraftquelle 9 angeschlossen ist.

10 bezeichnet die zum Ansammeln bzw. Verteilen des Druckes dienende Kammer, die durch ein Rohr 11 Luft oder Gas nach und nach von einer Druckquelle 1 zugeführt erhält, so daß der Druck in der genannten Kammer bei geschlossenem Auslaß derselben eine Steigerung erfährt.

13 ist ein zur Druckverminderung dienendes Auslaßrohr, welches der in der Kammer 10 befindlichen Luft gestattet, aus derselben zu entweichen. Das öffnen oder Absperren genannten Rohres kann durch ein Ventil 12 erfolgen. Es ist ersichtlich, daß, wenn die Luft aus dem genannten Behälter schneller entweicht, als sich der Zulaß derselben durch das Rohr 11 vollzieht, der Druck in dem Behälter entsprechend fällt. Das Ventil 12 kann von beliebiger Gestaltung sein. Die Beeinflussung desselben erfolgt durch einen Elektromagneten, wie im folgenden näher beschrieben werden soll. Das Rohr 13 kann erforder- 70 _ lichenfalls mit dem Hilfsrohr 3 verbunden werden.

Die verschiedenen Ventile 5, 5' und 12 sind · von solcher Gestaltung, daß sie den in der Sammelkammer vor sich gehenden Druckveränderungen entsprechend wirken, was mittels der im folgenden beschriebenen Einrichtung erreicht wird.

Wenn die Kontrolle auf elektromagnetischem Wege erfolgen soll, so empfiehlt sich die Anordnung eines Druckanzeigers, der nach der Art der üblichen Dampfdruckmesser eingerichtet sein kann und in der Zeichnung mit

14 bezeichnet ist. Derselbe-ist mit einem beweglichen, den Stromkreis schließenden Arm

15 verbunden, der mit den Veränderungen des Druckes wechselweise wirkt. Bei der Vergrößerung des Druckes schließt der Arm 15 den Stromkreis beim Kontakt 16, während bei einer Verminderung des Druckes der Stromkreis beim Kontakt 17 geschlossen wird.

Der Arm 15 ist mit dem einen Pol der Kraftquelle 9 über einen Schalter 18 verbunden.

Wenn daher der Strom bei 16 geschlossen

wird, so verläuft er von der Stromquelle 9, Kontakte 15,16 über Leitung 6 durch die Ventile 12 und 5. Das Ventil 12 ist derart ausgebildet, daß der Magnet die Kraft liefert, um das Ventil entgegen der Wirkung einer Feder zu öffnen, welche für gewöhnlich bestrebt ist,¹ dasselbe geschlossen zu halten. In ähnlicher Weise wird der Stromkreis des Steuerventils 5' geschlossen, wenn der Arm 15 des Stromkreiskontrollers den Kontakt 17 berührt. Es können geeignete Mittel vorgesehen sein, durch welche der Stromkreis für die Ventile 12 und 5 geschlossen erhalten wird, nachdem der Arm 15 seine Rückwärtsbewegung beginnt und den den Strom schließenden Kontakt 16 beim Fallen des Druckes zufolge des Öffnens des Ventils 12 verläßt. Durch diese Einrichtung werden die Ventile, wenn dieselben von der einfach wirkenden Art sind, geöffnet, so daß der Sammelkammer gestattet wird, sich zu entleeren bzw. sich fortgesetzt zu entleeren, und zwar bei größerer oder geringerer Geschwindigkeit, entsprechend der Größe ihres Auslaßrohres oder der Größe der Ventilkanäle, durch welche das Fluidum seinen Weg nimmt.

Der zum Öffnen der 'Ventile dienende Stromkreis schließt sich über einen Elektromagneten 19, der dazu dient, bei seiner Erregung eine Nebenleitung über den.Kontakt

i6 herzustellen. Die zum Schließen des genannten Stromkreises dienende Vorrichtung, durch welche die ebenerwähnte Nebenleitung hergestellt wird, kann aus einem Paar von Fedem 20 bestehen, welche durch einen Kontakt 21 überbrückt sind, der an dem Kern 22 des Elektromagneten unter entsprechender Isolierung von demselben befestigt ist. Bei normaler Lage der Teile wird die genannte Stromschlußvorrichtung in geöffneter Lage durch die Wirkung ihres Eigengewichtes gehalten, welches durch die Feder 21 entsprechend unterstützt werden kann. Es können des weiteren Mittel vorgesehen sein, um diese Schlußvorrichtung außer Wirkung zu setzen, so daß die Magnete der Ventile 12 und 5 entlastet werden, nachdem der Druck in der Kammer bis zu einem vorherbestimmten Punkt gefallen ist. Zu diesem Zweck ist ein Magnet 24 in dem durch die Kontakte 17 und 15 geschlossenen Stromkreis angeordnet. Der Magnet 24 wirkt derartig, daß durch Kurzschluß die Erregung des Magneten 19 aufgehoben wird. Die Wirkung kann durch ein Paar federnder Kontakte 25, die durch ein Kontaktstück 26 überbrückt werden, noch verstärkt werden.

Die Wirkungsweise dieser periodisch wirkenden Regulierungsvorrichtung ist wie folgt.

Es sei angenommen, daß der Schalter 18 geschlossen ist, und daß gar kein oder nur ein geringer Druck in der Sammelkammer 10 vorherrscht, so daß der Druckmesser den Strom am Kontakt 17 schließt. Hierbei fließt der Strom durch das Absperrventil 5' und durch den Magneten 24, so daß das Hauptventil 4 geschlossen und der Schließmagnet 19 kurzgeschlossen wird, so daß kein Strom durch die Kontakte 20 über den Stromkreis des OfE-

40- nungsmagneten 12 und den Magneten des Steuerventils S fließen kann. Das Ventil 12 wird daher geschlossen und das Fluidiim nach und nach durch das gedrosselte Verbindungsstück 11 geleitet, von welchem es seinen Weg nach der Kammer 10 nimmt. In letzterer ruft das Fluidum nach und nach eine Vergrößerung des Druckes hervor, welcher den Druckanzeiger veranlaßt, bei 17 die Verbindung zwischen Magnet 24 und Steuerventil 5' zu lösen. Hierzufolge wird, nachdem die Erhöhung des Druckes bis zu einem gewissen Punkt vorgeschritten sit, der Strom am Kontakt 16 für das Magnetventil und das Steuerventil 5 geschlossen. Beim Öffnen des Stromkreises 17 wird der um den Magneten 19 führende Nebenschlußstromkreis 25 zufolge der Entlastung des Magneten 24 geöffnet, wodurch das Steuerventil 5' außer Wirkung gesetzt wird. Das Hauptventil bleibt geschlossen.

Wenn der Stromkreis bei 16 geschlossen worden ist, so wird das Auslaßventil 12 und das Steuerventil 5 geöffnet und gleichzeitig Magnet 19 erregt, wodurch sofort die Nebenleitung zum Kontakt 16 über 20, 21 geschlossen wird. Hierdurch wird die Verbindung zwischen den Ventilen 12 und 5 selbst dann aufrechterhalten, wenn der Arm 15 vom Kontakt 16 zufolge Abnahme des Druckes in der Sammelkammer zurückgewichen ist. Unter der Wirkung des Steuerventils 5 wird Druck zur Wirkung gegen den Kolben des Hauptventils 4 gebracht, so daß der Auslaß zur Entleerung des Fluidums aus dem Behälter i nach dem Hilfsrohr 3 geöffnet wird. Unter der Wirkung des Ventils 12 wird der Auslaß der Kammer 10 geöffnet, so daß das Fluidum aus derselben austritt und eine Abnahme des Druckes in der Kammer bewirkt. Diese Druckabnahme vollzieht sich mehr oder weniger schnell, und zwar entsprechend der Größe des Auslaßrohres und des Volumens der Kammer sowie entsprechend der Einstellung der Kontakte 17, die in nachstehend beschriebener Weise verstellbar sind.

Wenn zufolge Fallens des Druckes der Druckanzeigerarm 15 den Kontakt 17 erreicht, so ist der Stromkreis über den Magneten 24 und das Steuerventil 5' geschlossen. Der Magnet 24 stellt hierbei sofort einen Nebenschluß um den Magneten 19 her, und zwar durch die Kontakte 25, so daß der Magnet 19 entlastet und der über die Ventile 12 und 5 führende Stromkreis zufolge Unterbrechens des Nebenleitungsstromkreises ebenfalls unterbrochen ,wird. Das Ventil der Kammer 10 schließt sich zufolgedessen augenblicklich, wobei der Ausfluß aus der Kammer sofort aufhört, während das Steuerventil 5 außer Wirkung gesetzt und das Hauptventil für seine Wirkung unter der Beeinflussung des Steuerventils 5' freigelassen wird. Das Hauptventil wird durch dieses augenblicklich wieder geschlossen. Die Dauer der Periode, während welcher das Haupt-. ventil 4 geöffnet bleibt, kann natürlich entsprechend bemessen werden, indem man den Austritt des Fluidums aus der Kammer 10 entsprechend regelt und den Kontakt 17 in seiner Lage entsprechend einstellt.

Die Bestimmung der Größe der Kammer zu dem in derselben aufgespeicherten Druck kann entsprechend bemessen werden, beispielsweise mittels eines Drosselventils 27 o. dgl. Der gleiche Zweck könnte auch durch Einstellung des Kontaktes 17 in entsprechender Weise herbeigeführt werden. Die Wiederholung der Öffnung des Hauptventils bestimmt sich durch die Größe der Sammelkammer und das Verhältnis, in welchem sich der Abfluß aus der Druckquelle nach der Sammelkammer durch das drosselnd wirkende Verbindungsstück hindurch vollzieht. Dieser Durchfluß kann durch ein Drosselventil 8' einer entsprechenden Regelung unterzogen werden. Auch könnte die Größe der Sammelkammer entsprechend

geregelt werden, oder es könnten eine Anzahl von Kammern von entsprechender' Größe in Benutzung genommen werden, von denen jede mit einer Zuleitung in Verbindung gebracht ist. ■ ■ .

Des weiteren könnte der Druck, unter welchem das Kühlmittel geliefert wird, dazu dienen, die Zeit zu bestimmen, welche verbraucht wird, um den erforderlichen Druck in der

ίο Kammer io herbeizuführen, durch welchen die Beeinflussung der Ventile 12 und.5 erfolgt. Die Häufigkeit der Wiederholung kann auch dadurch bis zu einem Maße einer Regelung unterzogen werden, daß man den Kontakt 16 des Stromkreiskontrollers derartig einstellt, daß er bei höherem Druck in Wirksamkeit tritt, oder daß man einen größeren Zwischenraum z\vischen den Kontakten 16 und 17 läßt. Die vorstehend beschriebene Wirkungs-

²⁰. weise wird so oft wiederholt bzw. so lange fortgesetzt, als das Kühlmittel der Kammer 10 unter Druck zugeführt wird und solange der Behälter. 1 imstande ist, das Kühlmittel zur Abgabe durch das Ventil 4 zu liefern.

²5' Die Teile des den Strom regelnden Druckanzeigers sind im besonderen aus Fig. 4 ersichtlich. ,

Der Kontaktarm 15 ist ein federnder, an die Platte 28 angeschlossener Arm, welcher an dem Sektor 29 des Druckanzeigers befestigt ist, wodurch Drehbewegung auf die den Zeiger 30 tragende Welle übertragen wird. Genannter Zeiger bewegt sich über die in der üblichen Weise eingeteilte Druckskala an der Peripherie der Anzeigeplatte (Fig. 5). Der Arm ι.S befindet sich in elektrischer Verbindung mit dem Rahmenwerk des Instrumentes. Der Kontakt 16 kann dadurch einstellbar gemacht werden, daß man denselben an einem Block befestigt, welcher eine Gleitbewegung . in einem Längsschlitz in der Seite des Gehäuses 32 ausführen kann, wobei die Befestigung des genannten Blockes in der eingestell-■ ten Lage mittels einer Klemmschraube 31 erfolgen kann. Der Kontakt 16 ist von dem Block 31 durch isolierendes Material 34 isoliert und durch einen Draht 35 mit einer der Klemmschrauben 36 des Instrumentes verbunden. Letztere dienen dazu, einen Anschluß des Verbindungsdrahtes zu ermöglichen, welcher nach dem Ventil 12 führt, wie aus der diagrammatischen Fig. 1 ersichtlich ist.

Der Kontakt 17 kann in ähnlicher Weise befestigt und eingestellt werden. Dieser Kontakt ist durch den Draht 37 mit der Klemmschraube 38 verbunden, welche zur Befestigung des Drahtverbindungsstückes dient, welches von der Wicklung des Schaltmagneten 24 hergeleitet ist (Fig. 1). Die Klemmschrauben 36 und 38 sind in geeigneter Weise von dem Gehäuserahmen und den Arbeitsteilen des Instrumentes isoliert. Eine in elektrischer Verbindung mit dem Gehäuse und mit den Arbeitsteilen des Instrumentes bzw. mit dem Kontaktarm 15. stehende Klemmschraube 39 dient dazu, den Leitungsdraht zu befestigen, welcher von den Wicklungen des Schaltmagneten 19 und den Schaltkontakten 25 und 20 hergeleitet ist (Fig. i).

Der einstellbare Kontakt 16 ist mit einem Zeiger 40 verbunden, welcher über einer kleinen, mit Maßteilung versehenen Anzeigescheibe beweglich angeordnet ist. Die Verbindung ist derartig, daß beim Fortschreiten der Einstellung des den Kontakt 16 tragenden Blockes 31 der Zeiger 40 sich über der Scheibe mit vergrößerter Geschwindigkeit bewegt und dabei die genaue Einstellung des Kontaktes 16 bis auf Teile eines Druckpfundes ermöglicht. Diese Verbindung des Zeigers oder Indikators 40 mit dem Block 31 kann durch einen Arm 41 hergestellt sein, welcher sich vom Block 31 erstreckt und an der Nabe einer segmentförmigen Zahnstange 42 befestigt ist, welche sich frei an der Hauptwelle des Instrumentes drehen kann. Die Zahnstange 42 steht in Eingriff mit dem Triebrad 43 an der den Zeiger tragenden Welle.

Das unter hohem Druck an das Rohr 3 abgegebene Gas oder die Luft wird in den Luftinjektor geleitet, welcher im Falle der Benutzung eines Elektromotors direkt an das Gehäuse 44 desselben angeschlossen wird (Fig. 1). Genanntes Gehäuse ist mit einer Anzahl von Schlitzen versehen, durch welche der durch den Injektor in das Gehäuse eingetriebenen Luft gestattet wird, über die erhitzte Oberfläche zu streichen und beim Entweichen die von diesen Oberflächen ausgestrahlte Hitze mitwegzuführen.

45 ist der Auslaß für den Luftinjektor und 46 das übliche Mundstück für hohen Druck, nach welchem die Luft unter hohem Druck vom Hilfsrohr 3 durch den hohlen Nippel 47 in der bekannten Weise geleitet wird.

Die Luft wird in den Injektor durch in dem Gehäuse desselben vorgesehene Öffnungen 46 eingeleitet, welche mit der Atmosphäre in der gezeichneten Weise kommunizieren oder mit einem Vorratsbehälter, enthaltend gekühlte Luft oder Gas, welche in großen Mengen ge- , liefert werden sollen, in Verbindung stehen.

Der Injektor ist von bekannter Konstruktion, so daß sich auch die Wirkungsweise desselben in der bekannten Weise vollzieht. Nur ist hierbei zu berücksichtigen, daß die geringen Mengen von unter hohem Druck durch das Mundstück eingeführtem Gas einen mehrfachen Strom von Luft oder Kühlgas hervorrufen, welcher durch die Öffnungen eintritt und durch die unter hohem Druck wirkende Düse sowie den Auslaß 45 gegen die zu kühlenden Teile der Maschine hin geleitet wird. Es ist somit ersichtlich, daß das durch

den Gasstrom von der umgebenden Atmosphäre aufgenommene zusätzliche Luftvolumen in entsprechendem Verhältnis zu dem Druck der zusammengepreßten Luft steht, welche durch das Rohr 3 in den Injektor eingeleitet wird. Die Verhältnisse des Injektors sind derartig zu bemessen, daß sie dem in dem Rohr 3 vorherrschenden Arbeitsdruck entsprechen. Die Vergrößerung des Luftvolumens gestaltet sich bei niedrigem Druck natürlich geringer als unter hohemDruck. Ein größeres Luftvolumen würde unter niedrigem Druck zusammenzupressen sein, um durch das Rohr 3 dem Injektor zugeführt zu werden.

Der Vorteil, welchen die Benutzung von unter niedrigem Druck zusammengepreßter Luft in solchen Fällen ergibt, besteht darin, daß das am Luftkompressor erforderlich werdende Maß der Kühlung beträchtlich verringert wird. Der hierbei vorhandene Nachteil besteht darin, daß das Rohr 3, welches den Vorratsbehälter für die zusammengepreßte Luft mit dem Injektor oder Aspirator verbindet, von beträchtlicher ■ Größe hergestellt werden muß, um den Reibungswiderstand zu verringern. Die für gewöhnlich zu befolgende Regel ist die, die Röhren von solcher Größe herzustellen, als es Raumverhältnisse, Zugänglichkeit und sonstige Bequemlichkeit gestatten. Der in dem Vorratsbehälter für die zusammengepreßte Luft vorherrschende Druck ist dabei derartig zu erhöhen, bis die für die Kühlung erforderlich werdende gesamte Luftmenge durch die Wirkung jener Luft erhalten ist, die in den Injektor durch das Rohr 3 eingeführt wird, und die Hilfswirkung der Luft, welche durch die Wirkung des Injektors angesaugt wird.

Wie des weiteren ersichtlich ist, hängt die Wirksamkeit der Vorrichtung von der Einführung von großen Mengen Kühlgas mittlerer Temperatur ab, im Gegensatz zu dem Verfahren, nach welchem das Gas unter sehr hohem Druck zur Anwendung kommt und der Kühleffekt unter der Anwendung von verhältnismäßig geringen Mengen von Gas herbeigeführt wird, dessen Temperatur sich bei der Expansion erniedrigt.

Die Konstruktion des elektromagnetischen Ventils, welches sowohl für die Ventile 12 als auch für die Steuerventile 5, 5' benutzt werden kann, ist aus der Fig. 3 ersichtlich. 49 bezeichnet das aus Gußeisen hergestellte Magnetgehäuse, in welchem sich ein eiserner Kern 50 nebst Wicklung 51 befindet. Sowohl der Kern als auch die Wicklung sind bequem herausnehmbar angeordnet.

52 ist eine Metallplatte, welche die Öffnung des Magnetgehäuses bedeckt und auf einer Schulter des Ventilkörpers 53 aüfruht. Genannte Metallplatte dient zur Führung des Kühlgases und verhindert gleichzeitig, daß die Wicklungen des Elektromagneten dem Kühlgas ausgesetzt werden. Unterhalb der Metallplatte befindet sich der Anker 54, weleher in Kreuzform aus Schmiedeeisen hergestellt ist. An der Unterseite des Ankers ist die Ventilscheibe 55 mittels eines geeignet gestalteten Festhalteringes 56 befestigt, der in seiner Lage durch in den Kern bzw. den Anker eingeschraubte Feststellschrauben festgehalten wird. Dieser metallene Festhaltering dient auch dazu, eine leichte Feder aus Blattmetall 57 in ihrer Lage festzuhalten, welche die Ventilscheibe auf ihrem Sitz durch gegen das Diaphragma ausgeübten Druck festhält. Die Feder, welche stets eingesetzt bleibt, wird indessen nicht erforderlich, wenn das Ventil in aufrechter Stellung befestigt wird, da der Anker zufolge seiner Schwerkraft, beschleunigt unter dem Druck des Fluidums, niederfällt bzw. niedergedrückt wird; wenn das λ^εηΐίΐ zur Auflage auf seinem Sitz gekommen ist, so wird es in seiner Lage durch den auf seine obere Fläche einwirkenden Druck sicher festgehalten. Der Ventilkörper ist mit.Einlaß- und Auslaßkanälen 58, 59 in der gezeich- · neten Weise versehen. Das Joch 60 umarmt die vereinigten Teile, wobei durch den Druck einer Stellschraube61 sämtliche Teile fest miteinander vereinigt gehalten werden. Die Verbindung mit den Windungen des Magneten wird durch.in dem oberen Teil des Magnetgehäuses vorgesehene Kanäle 62 hergestellt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bezeichnet 63 den Schaft des Hauptauslaßventils und 64 den das Ventil beeinflussenden Kolben. Beide Enden des Kolbenzylinders sind mit entsprechend ausgenommenen Schrauben (von denen indessen nur eine gezeichnet ist) versehen, in welche Löcher eingebohrt oder Schlitze eingeschnitten sind, um der Luftausströmung an der einen Seite des Kolbens bei auf die eine Seite desselben ausgeübtem Druck zu gestatten, diesen zu verschieben. Der zum Antrieb des Kolbens erforderliche Luftdruck. kann von einer beliebigen Quelle, beispielsweise von demselben Rohr 2, hergeleitet werden, welches die Luft unter Druck durch das Hauptventil nach dem Hilfsrohr leitet. In einem solchen Fall werden die Einlaßkanäle 58 der beiden Steuerventile mit dem Rohr 2 durch Zweighilfsrohre 66 verbunden, während die Auslaßkanäle 59 durch Rohre 67 mit in dem Zylinder 65 vorgesehenen Kanälen verbunden sind, durch welche Luft unter Druck durch .das Steuerventil 5 nach der Unterseite des Kolbens 64 geleitet wird, während unter Druck befindliche Luft, welche durch das Ventil 5' bei der Öffnung desselben hindurchstreicht, nach der oberen Seite des genannten Kolbens gelangt und hierbei das Hauptventil schließt. Anstatt den Kolben des Hauptventils durch Steuerungsventile zu betätigen,

deren elektrische Steuerung bei Veränderungen des Druckes in der Kammer, in welcher dem Druck gestattet wird, sich nach und nach zu steigern bzw. zu vermindern, erfolgt, könnten genannte Steuerungsventile auch durch in genannter Kammer direkt zur Wirkung gebrachten Druck betätigt werden. Diese Ausführungsform ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Fig. 6 zeigt des weiteren eine Ausführungsform, bei welcher die in der Kammer vorzunehmenden Druckveränderungen wechselweise anstatt gleichzeitig vor sich gehen. In Fig. 6 ist der Kolben für das Hauptventil und die Kolbenstange mit denselben Bezugszeichen als wie in den vorhergehenden Figuren versehen worden.

Die zur Ansammlung oder zur Steigerung des Druckes dienende Kammer 10 enthält einen· Kolben 68. Luft oder Gas wird in diese Kammer durch einen Kanal 69 eingeführt, in welchen ein einstellbares Nadel- oder Drosselventil 70 eingesetzt ist, welches dazu dient, die Einströmung von unter Druck befindlichem Gas in die Kammer 10 entsprechend zu regeln.

Die Aufnahmefähigkeit der Kammer 10 kann dadurch entsprechend vergrößert werden, daß man an dieselbe eine zusätzliche Kammer 10' anschließt. Der Luft wird gestattet, aus dem Raum in der Kammer 10 durch die Kanäle 71 und 72 auszuströmen, wenn das Schieberventil 73 aus der dargestellten Lage derartig eingestellt wird, daß der Kanal 69 geschlossen und Verbindung zwischen den Kanälen 71 und 72 hergestellt wird. Die zum Antrieb des KoI-bens 64 zwecks Öffnens des Hauptauslaßventils erforderliche Luft wird in den Zylinder 65 durch den Kanal 74 zugelassen, und zwar unter der Vermittlung eines Ventils, welches von dem Kolben 68 getragen wird und dazu dient, Verbindung zwischen dem unter Druck befindlichen Gasbehälter und dem Kanal 74 herzustellen, wenn sich das Gas in der Kammer 10 bis zu einem entsprechenden Grad derartig verdichtet hat, daß es imstande ist, den Kolben 68 entgegen Reibung oder anderem verzögernden Einfluß aus seiner äußersten linksseitigen Lage nach der in der Zeichnung dargestellten Lage zu bewegen. Das Ventil, welches Druck zur Einwirkung auf den KoI-ben 64 gelangen läßt, hat dieselbe Funktion wie das bereits beschriebene Steuerventil 5. Das in Fig. 6 dargestellte Ventil ist im wesentlichen ein Schieberventil, welches dadurch.hergestellt ist, daß in der Seite des Kolbens ein Kanal 75 hergestellt ist (Fig. 7), welcher Kanal in der dargestellten Lage mit einem Kanal 76 zusammenfällt, welcher durch das Gehäuse hindurchgebohrt ist und mit dem wagerechten Kanal ^] zusammenfällt, der von der Kammer des Schieberventils oder von irgendeiner anderen geeigneten Stelle hergeleitet ist, an welcher eine Aufspeicherung von Luft unter Druck stattgefunden hat. Die Rückwärtsbewegung des Kolbens 64 wird dadurch eingeleitet, daß unter Druck befindliche Luft durch das Schieberventil 75 in den Kanal 74 geleitet wird. Der Kanal 75 besteht aus einem Ausschnitt aus dem zweiten Kolben 68'. Dieser Kanal75' kommuniziert mit dem Kanal 74' und einem Kanal76', der von einem Druckluftbehälter hergeleitet ist. Der Kolbenkopf 68' ist an dem Ende eines hohlen Zylinders 78 vorgesehen, dessen entgegengesetztes Ende den Kolbenkopf 68 trägt. In dem Hohlzylinder 78 befindet sich eine Öffnung 79, die abwechselnd die Kanäle 74 und 74' mit dem Hohlraum 78 verbindet. An der entgegengesetzten Seite besitzt der Kolben zwei Öffnungen 80 und 8o', welche abwechselnd mit dem Kanal 72 zusammenfallen, aus welchem die Luft durch die Öffnung 8t ausströmt. Die Ansammlung von Luft- und Gasdruck in dem Ende der Kammer, in welchem der Kolben 68' wirkt, veranlaßt die Rückwärtsbewegung der Teile, die erforderlich ist, um den Kanal 75' mit dem Kanal 74' zusammenfallen zu lassen, wodurch eine Wirkung hervorgebracht wird, die ähnlich der Wirkung des Steuerventils 5' ist. In diesem Falle wird der Kolben nach links bewegt, um das Hauptventil zu schließen. Es strömt hierbei Druckluft in den Raum ein, in welchem der Kolben 68' wirkt, und zwar durch das Nadelventil 70', welches ähnlich wie das Nadelventil 70 wirkt und die Dauer der x\usströmung durch das Hauptauslaßventil entsprechend regelt. Das Schieberventil 73 regelt die Wirkung der Kanäle 69' und 71', die in den Raum führen, in welchem der Kolben 68' arbeitet. Das Schieberventil 73 wird infolge seiner Verbindung mit dem Kolben 64 in hin und her gehende Bewegung gesetzt. Diese Verbindung besteht, wie gezeichnet, aus einem Hebel 82, welcher mit seinem längeren Arm mit dem Schieberventil 83 verbunden ist und an seinem kürzeren Arm durch die KoI-benstange 84 angetrieben wird.

Die Wirkungsweise des in Fig. 6 dargestellten Apparates ist wie folgt: In der dargestellten Lage der Teile befindet sich der Kolben 64 in einer Lage, in welcher das Hauptauslaßventil offen ist, während das Schieberventil 73 sich in einer Lage befindet, in welcher Luft durch den Kanal 69 in die Kammer zum Vorschub des Kolbens 68 eingeleitet wird. Nimmt man an, daß sich der Kolben an dem linksseitigen Ende der Kammer befindet, so ruft die nach und nach vor sich gehende Ansammlung von Luft und Gas eine Bewegung des Kolbens 68 nach rechts hervor, und zwar bis in die in der Zeichnung dargestellte äußerste Lage, wobei die Kanäle geöffnet werden, durch welche Druckluft zur Einwirkung auf den Kolben 64 gebracht wird, um denselben nach rechts zu bewegen. Wenn sich der KoI-

ben 68 und der Hohlzylinder 78 in der gezeichneten Lage befinden, so kann Luft oder Gas aus dem zur rechten Seite des Kolbens 64 belegenen Raum durch die Kanäle 74' und 79 entweichen, um von hier aus den Weg durch den hohlen Zylinder 78 und die Öffnung 80 nach dem Ausströmungskanal 72 zu nehmen. Der Kolben kann sich hierbei ungehindert . nach rechts bewegen und das Auslaßventil schließen. Bei dieser Bewegung schiebt er das Schiebeventil 73 nach links, wodurch eine Öffnung des Ausströmungskanales 71 erfolgt und der Raum 10 in Verbindung mit dem Ausiaßkanal 72 gebracht wird. Zu derselben Zeit wird der Auslaß des Ausströmungskanales 71' geschlossen und der Kanal 69' in Verbindung mit der Kammer des Schieberventils gebracht, so daß unter Druck befindliche Luft oder Gas nach dem Raum strömt, in welchem der Kolbenkopf 68' arbeitet. Sobald die in den genannten Räum eingedrungene Luft genügend Druck besitzt, um den Kolben 68' und den Zylinder 78 nach links bis zum äußersten Ende seiner Bahn zu bewegen, so wird Luft oder Gas in den Raum an der rechten Seite des Kolbens 64 einströmen, wodurch letzterer derartig verschoben wird, daß die Öffnung des Hauptauslaßventils durch denselben vor sich geht. Die Zuströmung von

30. Gas zu genanntem Zweck findet statt in dem Augenblick, in welchem der Kanal 75' mit dem Kanal 74' zusammenfällt, zu welcher Zeit die Öffnung 79 im Zylinder 78 mit dem Kanal 74 zusammenfällt, so daß die Luft aus dem zur linken Seite des Kolbens 64 befindlichen Raum ausströmt und durch den hohlen Zylinder 78 nach dem Ausströmungskanal 72 unter Durchströmung der Öffnung 80' gelangt, die mit dem Ausströmungskanal 72 zusammenfällt, wenn der Kanal 74' mit dem Kanal 75' in Verbindung gelangt ist. Bei der Vorschiebung des Kolbens 64 unter der Wirkung von durch den Kanal 74' zugelassener Luft oder Gas wird das Schieberventil zurück in die in der Zeichnung dargestellte Lage geschoben, so daß eine Wiederholung der beschriebenen Vorgänge stattfindet, die mit der allmählichen Zulassung von Luft in die Kammer 10 zum Zweck des Vorschubes des Kolbens 68 beginnen. Wenn das Schieberventil auf diese Weise zurückgeschoben worden ist, so schneidet es den Zutritt von unter Druck befindlicher Luft in den Raum, in welchem der Kolben 68' arbeitet, ab und stellt eine Ausströmungsver-

¹¹I bindung mit dem Kanal 72 her. Die Einstellung des Nadelventils 70 führt eine entsprechende Begrenzung der Zeit herbei, die verfließen muß, bevor Luft in den Raum an der rechten Seite des Kolbens 64 zugelassen wird, und zwar in solcher Menge, die genügt, um das Hauptauslaßventil zu schließen und somit nahezu die Zeitdauer zu bestimmen, während welcher sich die Kühlwirkung zu vollziehen hat; vermittels des Ventils 70 kann man in ähnlicher Weise die Länge der Zwischenräume regeln, die mit ,den Zeiträumen abwechseln, in welchen das Kühlmittel zur Wirkung gelangt.

Claims (3)

Patent-An Sprüche:

1. Einrichtung zum Kühlen elektrischer Maschinen mittels eines aus einem Druckbehälter gespeisten Injektors, der große Luftmengen aus der Atmosphäre nach den zu kühlenden Maschinenteilen treibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Druckluft zum Injektor durch ein Auslaßventil (11) erfolgt, das abhängig von in einem Sammelbehälter (10) auftretenden Druckunterschieden durch Steuervorrichtungen in abgemessenen, regelbaren Zeiträumen geöffnet bzw. geschlossen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (5,5') elektromagnetisch durch ein von im Sammelbehälter (10) herrschenden Druck abhängiges Manometer (14) geschaltet werden, derart, daß bei Erreichung der oberen Druckgrenze durch den Zeiger (15) des Manometers ein Stromkreis (15, 16, 6, 8) geschlossen wird, der das auf Auslaß regelnde Ventil (5) schaltet und das den Behälter (10) schließende Ventil (12) öffnet, während bei Erreichung der unteren Druckgrenze ein Stromkreis (15, 17, 7, 8) geschlossen wird, der das auf Sperrung regelnde Ventil (5') schaltet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den das Hauptventil (4) auf Auslaß schaltenden Stromkreis (9, 15, 16, 12, 6, 5, 8) eine Elektromagnetspule (19) eingeschaltet ist, deren Anker beim Schließen dieses Stromkreises durch das Manometer (15, 16) einen Nebenschluß (20,21) zu den Kontakten des Manometers legt, während in den das Hauptventil auf Sperrung schaltenden Stromkreis (9, 15, "17, 7, 5', 8) eine Elektromagnetspule (24) eingeschaltet ist, deren Anker beim Schließen dieses Stromkreises durch das Manometer (15, 17) den auf Auslaß schaltenden Stromkreis durch Kurzschluß (25, 26) der in ihm liegenden Magnetspule (19) ausschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.