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Steuerung für schwungradlose Förderrinnenmotoren. Bei schwungradlosen,
durch Preßluft o. dgl. betriebenen Motoren für Schüttelrutschen ist der Kolbenhub
nicht von einer Kurbel begrenzt, sondern es wird der Kolben nach der beaufschlagten
Seite zu durch Kompression bzw. Voreinströmung bis zum schließlichen Stillstand
abgebremst. .
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Dieser Bremsweg ist der in der Schüttelrutschenanlage mit Bedacht
herbeigeführte Vorgang, auf Grund dessen bei .der bekanntesten Gattung von Förderrinnen;
die namentlich im Bergbaubetrieb ihre Anwendung findet, der -Vorschub des Gutes
erfolgt. Dieser Vorschub geschieht dadurch, daß das Gut infolge der ihm erteilten
Beschleunigung auf der durch die Bremsung zurückgehaltenen Rutsche vorschießt, und
zwar sowohl, wenn die Rutsche durch einen zweiseitig, wie auch durch einen - einseitig
betriebenen Motor angetrieben wird.
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Es wird meist dafür Sorge getragen, daß die Rutsche in Förderrichtung,
sei es infolge geneigter, sei es infolge gebogener Wälzbahnen, niederfällt, und
daß sie. entgegen der Förderung demgemäß vom Motor angehoben wird. Der Motor hat
hiernach, namentlich im Bergbäuterie@b, einen ganz außerordentlich verschieden großen
Arbeitswiderstand zu überwinden. Dieser Arbeitswiderstand wächst mit der 'gerade
vorliegenden Belastung der Rutsche mit der Länge der Rutsche, die j e nach -dem
Arbeitsfortschritt wachsen oder sich mindern kann, und- schließlich mit !dem Gefällwinkel,
unter dem gefördert werden soll. Wächst 'aber dieser Arbeitswiderstand, so wächst
umgekehrt in demselben Maße auch die Massenwirkung, idie durch den erwähnten Bremsweg
vernichtet werden muß. Hieraus entsteht die Forderung, daß der Motor stets auf die
größte Arbeitsleistung eingestellt werden muß, weil im anderen Fall die Bremsung
am Schlusse des Rückweges ungenügend seinkönnte und der Kolben gegen den Motordeckel
anschlagen und ihn zerstören könnte.
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Wird aber -die Einstellung auf den zur Zeit größten Arbeitswiderstand
vorgenommen, so ist andererseits die Folge, d'aß bei zurückgehendem- Arbeitswiderstand
der Kolben zu früh abgebremst wird, d. h. sein Hub verkürzt sich nach der beaufschlagten
Kolbenseite zu, und damit entsteht ein großer schädllicher Raum, weil id.as in diesem
Rauin im Augenblick der Kolbenumkehr eingeschlossene Treibmittelquantum beim anderen
Hubende mit zum Auspuff gelangt, ohne daß es eine wesentliche Arbeitsleistung vollbracht
hätte.
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Diese Verhältnisse werden am deutlichsten, wenn man sich die Arbeitsweise
eines einseitig betriebenen Motoren vergegenwärtigt. Bei einem solchen wird der
Kolben auf dem einen Wege (Hinweg) die Rutsche anheben und auf dem anderen Wege
(Rückweg) wird er von der Rutsche im Niederfall mit zurückgenommen, und zwar so
weit, wie es die -dem Widerstand entsprechende Massenwirkung gegenüber der Abbremsung
vermag.
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Die Erfindung bezweckt, den Rutschenmotor durch eine entsprechende
Steuerung so .einstellbar zu machen, daß mit der an sich bekannten Regelung ider
Füllung auch gleichzeitig
die entsprechende Regelung der Bremsweglänge
(d. i. Beginn der Voreinströmung bis Totpunkt). vorgenommen wind, und zwar dadurch,
daß die Verstellvorrichtung ' der Steuerung für die Füllung einheitlich verbunden
wird mit der Verstellvorrichtung für die Kompression und die Voreinströmung.
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Bei solchen Motoren, bei denen in bekannter Weise die Einstellvorrichtung
in Nocken besteht, die auf oder in Richtung ider Kolbenstange verschieblich eingerichtet
sind, kann die Vereinheitlichung der erwähnten Einstellvorrichtung dadurch erreicht
werden, daß der Nocken doppelt ausgebildet ist, so daß er dasselbe Steuergestänge
mit seiner einen Seite auf Einströmung einstellt und mit der anderen Seite die Einströmung
abschließt.
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Bei Motoren der erwähnten Art wird aber auch die Forderung nach möglichst
vollkommener' Ausnutzung der Triebm.ittelspannung gestellt, die nur durch Expansion
des Triebmittels erreicht werden kann. Es ist zu diesem Behufe bekannt; die Steuerung
so einstellbar zu gestalten, daß die Expansion nach der erforderlich- gewordenen,
Zylinderfüllung einsetzt, und daß nach Beendigung des Kolbenhubes der Auspuff eintritt.
Man hat z. B. zu diesem Zweck die in Richtung des Kolbenweges verstellbaren Steuernocken
so eingerichtet, ;daß die Füllung mit einem verstellbaren Nocken geregelt wurde
und der Expansionsnocken mit dem Füllungsnocken um den gleichen Wert verschoben
wurde. Dies hat aber .den Nachteil, daß nunmehr :der Füllungsgrad, und damit die
Expansionsausnutzung sich änderten, denn wenn -die Fjillung vergrößert wurde, so
arbeitete der Kolben um ein entsprecherndes Wegstück länger unter Vollfüllung. Diese
Verlängerung ist aber für Aden Expansionsweg in Abzug zu bringen, so däß sich dieser
Weg verkürzte, obschon er doch von Rechts «regen' eine der größeren Füllung entsprechende
Verlängerung hätte- erfahren müssen, wenn der Füllungsgrad (beispielsweise i : q.)
erhalten bleiben soll, mit anderen Worten, ;das Triebmittel geht mit einer unnötig
großen Überspannung durch den Auspuff ab. .
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Macht man aber, wie es ebenfalls bekannt ist, den Expansionsnocken
gegenüber dem Füllungsnocken adurch eine besondere Einrichtung unabhängig einstellbar,
so erfordert die Bedienung des Motors eine sachkundige Rand, eine Bedingung, die
unter Tage selten oder nie erfüllbar ist. Hier soll die Erfindung dadurch Wandel
schaffen, daß. die Bewegung des Expansionsnockens von derjenigen des Füllungsnockens
in eine bestimmte Abhängigkeit gebracht wird, solcher Gestalt, daß der Expansionsnocken
sich- um ein entsprechend Vielfaches verschiebt, wie dies für den Füllungsnocken
der Fall ist. Auf diese Weise wird der Auspuff infolge Verschiebung des Expansionsnockens
später verlegt.
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Was hier vom Nocken. gesagt ist, kann für jede Einstellvorrichtung
der Steuerung sinngemäß Geltung haben. Werden Nocken verwandt, die auf oder in Richtung
der Kolbenstange v_ erschieblich sind, so ist es zweckmäßig, die gesetzmäßige Zwangläufigkeit
zwischen Füllungs- und Expansionsnocken dadurch herbeizuführen, @diaß die nockenführende
Spindel zwei Gewinde verschiedener Steigung erhält, so daß der Expansionsnocken
auf . einem Gewinde geführt wird, dessen Steigung gegenüber derjenigen des anderen
Gewindes dem Füllungsgrad entspricht. Bei dieser Bauart ergibt sich !der Vorteil,
daß die Einstellung des Motors mit einem einzigen Handgriff möglich ist und auch
von unkundiger Hand stets richtig geschehen muß.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise an einem einseitig
beaufschlagten' Motor wiedergegeben, 'er durch die Nocken gesteuert wird, welche
auf einer-, in der Kolbenstange liegenden GewindespindIel geführt werden.
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Fig. i zeigt den Motor im Längsschnitt, Fig. 2 denselben Schnitt in
anderer Steuerstellung.
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. In dem Motorzylinder cx bewegt sich der Kolben b mit seiner Kolbenstange
c, deren stoßende Kraft durch ein Querhaupt d auf die Rutsche übertragen wird:.
Die Steuerung geschieht @d;urch einen Muschelschieber e, welch.er unter der Wirkung
des Gestänges f steht, der vermöge der Stange g und der Rollen h und i bewegt wird.
In dier hohlen Kolbenstange befindet sich die Spindel h; welche sich. .durch den
Handgriff L drehen läßt. Auf der Spindel h sind zwei Nocken angeordnet, und zwar,
Ader doppelseitige Nocken m und der einfache Nocken n. Der Nocken in regelt mit
seiner oberen Seite durch Anschlag gegen die Rolle h die Einströmung erst dann,
nachdem der Kolben unter der Gewichtswirkung ;der Rutsche von rechts nach links
gegangen ist und mit seiner unteren Stufe mit Auftreffen ;des Punkte i zunächst
auf Abschluß des vorderen Zylinderraumes (Kompression) eingestellt ist. Dann gleitet
die Rolle h bei Punkt z auf die Schrägeng, und damit wird die Voreinströmung in
die Wege- geleitet, - bis schließlich die, Höchststellung der Rolle h bei Punkt
3 erreicht ist und die volle Eröffnung der Einströmung geschehen ist. Nunmehr ist
der Kolben bis zu der in der Zeichnung dar- -gestellten Stellung ausgeschwungen,
und er beginnt dann seinen- Arbeitsweg (nach
rechts). Jetzt tritt
die andere Seite des. Nockens nz in Tätigkeit. Die Rolle i, die der Rolle
h )wegen der starren. Verbindung zwi@ sehen beiden Rollen folgen müßte, wird nunmehr
infolge der Schrägung vom Punkt 4 auf Punkt 5 des Nockens in abwärts gedrückt. Dadurch
wird die Einströmung o geschlossen, und es beginnt die Expansion. Diese dauert so
lange, bis die Rolle i . bei Punkt 6 die geneigte Fläche -des Nockens n erreicht
hat. Jetzt wird sie noch tiefer auf Punkt 7 herabgedrückt, so daß der Schieber s
auf Auspuff eingestellt ist: Wird die Spindel k gedreht, so lassen sich beide Nocken
yla Fund yz aus der gezeichneten, äußersten Rechtsstellung .nach links verschieben.
Durch die Verschiebung .des Nockens m wird dann - die Offenste llung der Einströmungsöffnung
o früher bewirkt, der Bremsweg, der mit der Voreinströmung beginnt und den Schluß
des Kolbenrückweges bildet, wird also verlängert und die Bremswirkung verstärkt.
Man wirrt also diese Drehung der Spindel bei wachsendem Arbeitswiderstand vorzunehmen
haben.
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Infolge der einheitlichen Ausgestaltung des Nockens m als Einlaßnocken
an seiner Oberseite, wie auch als Abschlußnocken an seiner Unterseite wird aber
auch der Abschluß der Einströmungsöffnung o durch die Verschiehung des Nockens in
später in :die Wege geleitet, d. h. es wird .gemäß dem größeren Arbeitswi-derstande
eine größere Füllung gegeben.
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Der Nocken n bewegt sich auf einem anderen Teile der Spindel k wie
der Nocken m. Dieser Teil k1 hat ein steileres Gewinde, so daß, wenn die Spindel
k gedreht wird, der Nocken n um einen größeren Wert nach links verschoben wird wie
der Nocken m. Dieser entspricht folgender Überlegung: Wenn der Nocken nz durch Verschiebung
nach links auf größere Füllung gestellt ist und die Expansion bis zum gleichen Verhältnis
etwa i : 4 ausgenutzt werden soll, wie es bei geringer Füllung geschah, so muß die
Anschlagfläche des Nockens n um so viel später zur - Wirkung kommen, wie der Weg
infolge der Vollfüllung gekürzt ist (Nockenverschiebung n) zusätzlich desjenigen
Weges, der erforderlich ist, die Expansion der größeren Füllung auswirken zu lassen.
In diesein Verhältnis muß also das Steigungsverhältnis im Gewinde der beiden Spindelteile
gewählt werden. .
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Der Rest des Kolbenweges wird dann natürlich auch gegenüber . der
äußersten Nockeneinstellung (kleinste Füllung) gekürzt. Dieser Rest des Weges wird
zurückgelegt infolge Ausschwingung der Rutsche, und daß dieser Weg kürzer ist, wie
bei kleinster Füllung, entspricht durchaus dem Leitgedanken, weil j a durch die
neue Nockenstellung eine entsprechend größere Voreinströmung eintritt, so daß auch
auf dem kürzeren Wege der größeren Massenwirkung der Rutsche entsprechend kräftiger
gebremst wird.