DE268717C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT,PATENT OFFICE,

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-JU 268717 KLASSE 5 ö. GRUPPE -JU 268717 CLASS 5 Ö. GROUP

RUDOLF EISERMANN in BERLIN.RUDOLF EISERMANN in BERLIN.

Druckluftexpansionsmotor.Compressed air expansion motor.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Januar 1913 ab.Patented in the German Empire on January 7, 1913.

Die durch Druckluftmotoren betriebenen Gesteinbohrmaschinen arbeiten gewöhnlich mit Vollfüllung. Der hierdurch bedingte hohe Luftverbrauch kommt bei Bergwerksmaschinen im Gegensatz zu anderen Maschinen weniger in Betracht, weil die Luft nach dem Austritt aus dem Motor noch zur Unterstützung der Bewetterung ausgenutzt wird; aber immerhin ist dieser Vorteil durch die höheren Betriebskosten ziemlich teuer erkauft. Es wurde deshalb bei dem vorliegenden Antrieb durch eine Rundlaufmaschine versucht, Expansionsfüllung anzuwenden.The rock drilling machines operated by compressed air motors usually work with them Full filling. The resulting high air consumption comes from mining machines in contrast to other machines less into consideration because the air after the exit the engine is still being used to support ventilation; but at least this advantage is bought quite dearly due to the higher operating costs. It was because of that in the case of the present drive by a rotary machine tried to expand filling apply.

Nun ist aber den Rundlaufmaschinen an und für sich eine geringere Dichtigkeit, als sie die Kolbenmaschinen besitzen, eigentümlich. Im vorliegenden Falle ist die Undichtigkeit um so größer, da es sich um einen mit hoher Umlaufzahl arbeitenden Motor handelt, dessen Kolbentrommel aus diesem Grunde mit einem gewissen Spiel eingepaßt sein muß. Diese Undichtigkeit macht sich, wie Versuche gezeigt haben, wenn die Maschine mit Expansionsfüllung arbeitet, durch einen derartigen Leistungsabfall bemerkbar, daß der Gesamtwirkungsgrad mit Vollfüllung wesentlich besser ist als der mit Expansionsfüllung, obgleich im allgemeinen Maschinen, die mit Expansion arbeiten, infolge der Ausnutzung der bei Vollfüllung verlorengehenden Expansionskraft der Druckluft, ein umgekehrtes Verhalten zeigen. Dies erklärt sich daraus, daß der Abfall der Expansionskurve infolge der Undichtigkeiten so rasch erfolgt, daß die übrigbleibende Arbeitsfläche zum größten Teil für die an und für sich nicht große Leerlaufarbeit des Motors verbraucht wird und das Verhältnis zwischen Verlust und Nutzarbeit denkbar ungünstig wird.Now, however, the rotary machines in and of themselves have a lower tightness than they own the piston engines, strange. In the present case, the leak is all the greater, since it is a motor working with a high number of revolutions, whose piston drum must therefore be fitted with a certain amount of play. This leakage occurs, as tests have shown, when the machine is filled with expansion works, noticeable by such a drop in performance, that the overall efficiency with full filling is much better than that with expansion filling, although in general machines with Expansion work, as a result of the exploitation of the expansion force lost when fully filled the compressed air, show an opposite behavior. This is explained by the fact that the drop in the expansion curve as a result of Leaks occur so quickly that most of the remaining work surface is for which in and of itself not great idling work of the engine is consumed and that Relationship between loss and useful work becomes extremely unfavorable.

Zur Vermeidung dieses Fehlers wird gemäß der Erfindung die Einströmöffnung im Steuerschieber durch einen Schlitz von geringem Querschnitt verlängert, so daß infolge Nachströmens einer gewissen, zum Ausgleich der Undichtigkeitsverluste ausreichenden Treibmittelmenge die Expansionskurve wieder annähernd die theoretische wird.To avoid this error, according to the invention, the inflow opening in the control slide extended by a slot of small cross-section, so that as a result of post-flow a certain amount of propellant sufficient to compensate for the leakage losses the expansion curve again approximates the theoretical one.

In Fig. ι und 2 der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand im Längs- und Querschnitt dargestellt. In Fig. 3 ist ein weiterer Schnitt durch Kolbentrommel und Steuerschieber dargestellt; Fig. 4 zeigt eine Abwicklung des Steuerschiebers, Fig. 5 das Diagramm, Fig. 6 und 7 einen in die Ebene ausgebreiteten zylindrischen Schnitt längs des Umfangs der Kolbentrommel mit den auf die gleiche Zylinderfläche projizierten Einlaßöffnungen.In Fig. Ι and 2 of the drawing, the subject of the invention shown in longitudinal and cross-section. 3 shows a further section through the piston drum and control slide; Fig. 4 shows a development of the control slide, Fig. 5 the diagram, Figs. 6 and 7 a cylindrical spread out in the plane Cut along the circumference of the piston drum with the on the same cylinder surface projected inlet ports.

Ist 1-2 (Fig. 5) die theoretische Expansionslinie, so findet infolge der Undichtigkeitsverluste die wirkliche Expansion etwa nach Linie 1-3 statt. Der senkrecht schraffierten Fläche entspricht also die durch Undichtigkeit verlorengegangene Treibmittelmenge, die gemäß der Erfindung ersetzt werden soll.If 1-2 (Fig. 5) is the theoretical expansion line, the actual expansion will take place as a result of the leakage losses Line 1-3 instead. The vertically hatched area therefore corresponds to that caused by the leak lost amount of propellant to be replaced according to the invention.

In den Deckeln des Gehäuses c ist mittels der hohlen Welle h die Kolbentrommel α drehbar gelagert. Diese trägt in einem radialen Längsschlitz einen als Kolben wirkenden Schie-The piston drum α is rotatably mounted in the covers of the housing c by means of the hollow shaft h. This carries a slide acting as a piston in a radial longitudinal slot.

ber b, der beim Umlauf mit seinen Enden an zueinander parallelen Kurvenflächen d und β der Gehäusedeckel entlang gleitet und dabei von diesen achsial hin und her geschoben wird. Zwischen den Trommelstirnflächen und den Kurvenflächen d, e liegen die Arbeitsräume, durch die beim Umlauf der Trommel die Enden des Schiebers b sich als Kolben bewegen. Die Trommel α liegt an den GipfelnAbout b, which slides with its ends on parallel curved surfaces d and β of the housing cover while rotating and is axially pushed back and forth by these. Between the drum end faces and the curved surfaces d, e are the working spaces through which the ends of the slide b move as pistons when the drum rotates. The drum α lies on the peaks

ίο der Kurvenflächen d und e dicht an. Vor den Abdichtungsstellen, in der durch die Pfeile in Fig. 6 und 7 angedeuteten Drehrichtung, liegen im Mantel des Gehäuses c die Auspufföffnungen j. Die Einlaßöffnungen i für das Druckmittel liegen unmittelbar hinter dem Schieber b in der Trommelwelle k und werden durch einen in der hohlen Welle feststehend angeordneten Rohrschieber/¹ gesteuert. Letzterer steht an seinem äußeren Ende durch öffnungen I mit dem Anschlußstutzen k für die Druckmittelleitung in Verbindung. Den Einlaßöffnungen * der hohlen Welle entsprechen Schlitze m im Steuerschieber, die so gestaltet sind, daß sie je nach der achsialen Einstellung des Schiebers f, die mittels des Hebels g verändert werden kann, Vollfüllung oder Expansionsfüllung geben. Vollfüllung erhält man dann, wenn der Steuerschieber f so· eingestellt ist, daß die öffnungen i sich über die Teile x, y der Steuerschlitze hinwegbewegen. Zwar wird nicht auf jeder Maschinenseite für sich absolute Vollfüllung gegeben, wie sich aus den Fig. 6 und 7 ergibt, aber es ist ersichtlich, daß entsprechend der versetzten Anordnung der beiderseitigen Kurven d und β auch die Steuerschlitze im Steuerschieber f um 180 ° gegeneinander versetzt sind, so daß also bei Wirksamkeit der Strecken x-y der Steuerschlitze m die beiderseitigen Einlaßwege einander überdecken, also die Gesamtmaschine praktisch mit Vollfüllung arbeitet.ίο the curved surfaces d and e close together. In front of the sealing points, in the direction of rotation indicated by the arrows in FIGS. 6 and 7, the exhaust openings j lie in the jacket of the housing c. The inlet openings i for the pressure medium are located directly behind the slide b in the drum shaft k and are controlled by a pipe slide / ¹ which is fixedly arranged in the hollow shaft. The latter is connected at its outer end through openings I to the connecting piece k for the pressure medium line. The inlet openings * of the hollow shaft correspond to slots m in the control slide, which are designed so that they give full or expansion filling depending on the axial setting of the slide f, which can be changed by means of the lever g. Full filling is obtained when the control slide f is set in such a way that the openings i move over the parts x, y of the control slots. Although there is not absolute full filling on each side of the machine, as can be seen from FIGS. 6 and 7, it can be seen that, corresponding to the offset arrangement of the two-sided curves d and β , the control slots in the control slide f are also offset by 180 ° from one another are, so that when the distances xy of the control slots m are effective, the inlet paths on both sides overlap each other, so the entire machine works practically at full capacity.

Expansionsfüllung erhält man, wenn der Steuerschieber f so eingestellt ist, daß die öffnungen i sich über die Teile χ, ζ der Steueröffnungen m hinwegbewegen. In diesem Falle findet, wie sich aus Fig. 7 ergibt, keine Uberdeckung der beiderseitigen Füllungsstrecken statt, so daß auf den frei bleibenden Strecken das Druckmittel durch Expansion wirken muß. Es ist auch ersichtlich, daß bei der Expansionsstellung des Steuerschiebers die Maschine nicht in jeder Stellung anlaufen kann, weil kein Druckmittel in die Arbeitsräume gelangt, wenn die Einlaßkanäle in einer der von den beiderseitigen Füllungsstrecken frei gelassenen Zonen stehen.Expansion filling is obtained when the control slide f is set so that the openings i move over the parts χ, ζ of the control openings m . In this case, as can be seen from FIG. 7, there is no overlap of the filling sections on both sides, so that the pressure medium must act by expansion on the sections that remain free. It can also be seen that when the control slide is in the expanded position, the machine cannot start in every position because no pressure medium enters the working spaces when the inlet ducts are in one of the zones left free by the filling paths on both sides.

Gemäß der Erfindung sind nun im Anschluß an die Einlaßstrecken χ, ζ noch engen Nuten m' in die Oberfläche des Steuerschiebers eingearbeitet. Die Wirkung dieser Nuten besteht einerseits darin, daß während der Expansion auf der Strecke z-w noch Druckmittel nachströmt, wodurch die durch Undichtigkeiten entstehenden Verluste so weit ausgeglichen werden, daß die Expansion ungefähr nach der theoretischen Kurve verläuft. Andererseits wird dadurch die Möglichkeit gegeben, die Maschine in jeder beliebigen Stellung auch ohne Zuhilfenahme der Vollfüllungslage des Steuerschiebers anlaufen zu lassen, weil, wenn beide Steueröffnungen außerhalb der Einströmungsstrecke stehen, durch die mit der einen öffnung in Deckung befindliche Nut m', sobald das Einlaßventil in der Zuleitung geöffnet wird, genügend Druckmittel in einen der Arbeitsräume einströmt, um die Maschine bis zur Verbindung des Steuerschlitzes der gegenüberliegenden Seite mit der zugehörigen Einströmungsöffnung i zu drehen. Hierdurch ist überhaupt auch die Möglichkeit gegeben, die Maschine auf die einfachste Weise auszuführen, indem ein nicht einstellbares Steuerorgan verwendet wird, das nur für Expansionsfüllung eingerichtet ist, ein Umstand, dem gerade bei Gesteinbohrmaschinen, wo auf Einfachheit der Konstruktion mit Rücksicht auf die Betriebsverhältnisse besonderer Wert gelegt werden muß, erhebliche Bedeutung zukommt.According to the invention, narrow grooves m ' are now worked into the surface of the control slide following the inlet sections χ, ζ. The effect of these grooves consists on the one hand in the fact that pressure medium still flows in during the expansion on the route zw , which compensates for the losses caused by leaks to such an extent that the expansion proceeds approximately according to the theoretical curve. On the other hand, this gives the possibility of starting the machine in any position without the aid of the full filling position of the control slide, because if both control openings are outside the inflow path, through the groove m ' which is in congruence with one opening, as soon as the inlet valve is opened in the supply line, sufficient pressure medium flows into one of the working spaces to rotate the machine until the connection of the control slot on the opposite side with the associated inflow opening i. This also gives the possibility of running the machine in the simplest possible way by using a non-adjustable control element that is only set up for expansion filling, a circumstance that is particularly important with rock drilling machines, where the simplicity of the construction with regard to the operating conditions is particularly important Great importance must be attached to it.

Claims

Patent claim:

Rock drilling machine driven by a machine with a rotating piston constructed compressed air expansion engine, characterized in that the openings giving the expansion filling of the control slide, air flow slots are connected to prevent leakage losses balance.

1 sheet of drawings.