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Vorrichtung zur Bestimmung der Drucke in Zylindern rasch laufender
Maschinen. Die Indizierung von Maschinen mit sehr hoher Umlaufszahl stößt mit Rücksicht
auf die Trägheit der Organe -des Indikators auf unüberwindliche Schwierigkeiten.
Insbesondere war es bisher unmöglich, über die Druckverhältnisse in den Zylindern,
von rasch laufenden Explosionskraftmaschinen, wie sie für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge
verwendet werden, Aüfschluß zu erhalten.
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Um nun auch bei derartigen Maschinen die Druckverhältnisse im Zylinder
während des Betriebes prüfen zu können, wird gemäß der Erfindung von folgendem Grundgedanken
ausgegangen: Da es unmöglich ist, die im Verlaufe des Arbeitsganges der Maschine
auftretenden, sehr stark verschiedenen Drucke durch eine einzige Druckanzeigevorrichtung
aufnehmen zu lassen, so werden mehrere Druckanzeigevorrichtungen an dem Zylinder
angeschaltet, die aufeinanderfolgend vorübergehend während des
Kolbenhubes
mit denn, Zylinderinnern in Verbindung gebrachtwerden, so daß also jedeDruckanzeigevorrichtung
während des Kolbenhubes jeweils nur einen ganz bestimmten Druck aufzunehmen und
anzuzeigen hat. Bei sehr rasch laufenden Maschinen, die also tausend und mehr Umdrehungen
in der Minute ausführen, wird infolge der Trägheit der Organe der Druckanzeigevorrichtungen
ein merkliches Zurückgehen des Zeigers von der Stellung, in die er durch den ihn
beeinflussenden Druck gebracht worden ist, nicht eintreten können, so daß an jeder
Druckmeßvorrichtung mit mehr oder minder großer Genauigkeit der Druck der betreffenden
Phase des Arbeitsvorganges abgelesen werden kann. Ordnet man alle diese Druckmeßvorrichtungen
nebeneinander an, so geben ihre leicht miteinander zu vergleichenden Zeigerstellungen
ein. übersichtliches Bild der Druckverhältnisse während des Arbeitsganges der Maschine;
und ist eine entsprechend große Anzahl von aufeinanderfolgend beeinflußten Druckmeßvorrichtungen
vorhanden, so erhält man gleichsam eine Anzahl von Punkten eines Druckdiagramms,
das durch Interpolieren mit genügender Genauigkeit vollständig aufgezeichnet werden
kann. Um die verschiedenen Druckhöhen gleichsam als in entsprechender Entfernung
voneinander aufgestellte Ordinate zu erhalten, kann man Druckanzeigevorrichtungen,
verwenden, welche die Drucke durch die Höhe einer Flüssigkeitssäule in einer Glasröhre
anzeigen, und man braucht diese Glasröhren dann einfach nur, in entsprechender Entfernung
voneinander, nebeneinander anzuordnen und dahinter eine Tafel mit einer Skalenrastrierung
anzubringen. Selbstverständlich ist es auch möglich, Anzeigevorrichtungen, zu benutzen,
die die von. ihnen aufgenommenen Drucke auf einem bewegten, entsprechend rastrierten
Papierstreifen aufzeichnen, und man kann dann die so gewonnenen, Kurven zur Ermittlung,
der jedem Arbeitsgang des Kolbens entsprechenden Druckkurve verwenden..
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In. konstruktiver Beziehung läßt sich eine solche Druckbestimmungsvorrichtung
in der Weise ausführen, daß ein mit dem zu prüfenden Zylinder in Verbindung zu bringender
geschlossener Behälter angewendet wird, der mehrere, je zu einer Druckanzeigevorrichtung
führende Öffnungen besitzt, die durch eine von der Umlaufszahl der Maschine abhängige
Steuerung, dem Gang der Maschine entsprechend, aufeinanderfolgend kurz geöffnet
und wieder geschlossen werden, so daß also die an die einzelnen Öffnungen angeschlossenen
Anzeigevorrichtungen die in verschiedenen Arbeitsphasen während der Kolbenbewegung
herrschenden Drucke getrennt angeben.. Dieser mit dem zu prüfenden Zylinder in Verbindung
zu bringende Behälter kann als Zylinder ausgebildet werden, der an mehreren Stellen,
seiner Umfläche zu den Druckanzeigevorrichtungen führende Öffnungen besitzt, deren
aufeinanderfolgende rasche Öffnung und Scl-üießung durch einen in diesen Zylinder
eingesetzten Drehschieber bewirkt wird. Dieser enthält an entsprechenden Stellen
Durchbrechungen, welche bei der von dem Gang der Maschine abhängig gemachten Drehung
des Drehschiebers aufeinanderfolgend mit den Zylinderöffnungen, zusammenfallen,
so daß also jeweils nur eine Öffnung freigegeben wird.
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Man kann aber auch den zu prüfenden Zylinder selbst an mehreren Stellen
mit zu den Druckanzeigevorrichtungen führenden Öffnungen versehen und einen mit
entsprechend ausgeteilten Durchbrechungen versehenen rohförmigen Drehschieber in
diesen Zylinder einsetzen. Der Kolben läuft dann in der Höhlung dieses Drehschiebers,
der entsprechend dem Arbeitsgange der Maschine angetrieben wird und gegebenenfalls
gleichzeitig als Steuerschieber des Zylinders wirkt. Bei der Drehung dieses Drehschiebers
werden die zu den Anzeigevorrichtungen führenden. Öffnungen, ebenso wie vorhin,
geschildert, aufeinanderfolgend rasch eröffnet und wieder geschlossen. Auf diese
Weise können jene Störungen vermieden werden, die bei Anwendung eines besonderen
Druckmeßzylinders dadurch auftreten, daß die in dem zu prüfenden Zylinder jeweils
herrschenden, Drucke sich erst in den Druckmeßzylinder fortpflanzen müssen.
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Ein, solcher Explosionsmaschinenzylinder, wie er hier zuletzt besprochen
worden ist, ist in der Zeichnung in einem Achsialschnitt dargestellt.
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In, den Zylinder a ist ein rohrförmiger Drehschieber b eingesetzt,
der mittels einer Durchbrechung c die Gaszuführung und Abströmung steuert. Seinen
Antrieb erhält der Drehschieberb durch ein, Zahnrad d, das in eine Verzahnung
e
des Schiebers eingreift und ihn je nach der Beschaffenheit der Maschine
in einem bestimmten Verhältnis zur Umläufszahl der Maschine dreht.
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An verschiedenen, Stellen der Wandung des Zylinders a sind
Kanäle f i bis f 5 angeordnet, an die Druckanzeigevorrichtungen, angeschlossen
sind. Der Drehschieber b besitzt in den den Kanälen f i bis f 5 entsprechenden:
Parallelkreisen. Durchbrechungen g, die so ausgeteilt sind, daß bei jedem Hin.-
und Hergang. des Kolbens in entsprechender Aufeinanderfolge die Durchbrechungen
g mit den zugehörigen. Kanälen f zusammenfallen, so daß also die Kanäle
f
aufeinanderfolgend vorübergehend mit dem Innenraum des Drehschiebers b in
Verbindung gebracht werden und die daran angeschlossenen Druckanzeigevorrichtungen
von dem jeweils irn. Zylinder herrschenden Druck beeinflußt werden.
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Die Druckanzeigevorrichtungen können, wie bereits früher erwähnt,
durch entsprechendes Zusammenführen, der Verbindungsröhren, nebeneinander
angeordnet
werden, um die Übersichtlichkeit der Druckanzeigen zu erhöhen. Die Anzahl der Kanäle
f und damit auch der angeschlossenen Druckanzeigevorrichtungen kann beliebig vermehrt
werden.
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Will man bei einer in Gebrauch zu nehmenden Maschine die Anbringung
von Kanälen im Zylinder und von Durchbrechungen im Drehschieber vermeiden, so kann
ein solcher Zylinder, wie er hier geschildert worden ist, in irgendeiner Weise mit
dem zu prüfendcn Maschinenzylinder, der dann in beliebiger Weise ausgeführt sein
kann, in Verbindung gebracht werden. Dieser besondere Drucluneßzylinder braucht
dann selbstverständlich keinen Kolben, da er ja nur die in dem zu prüfenden Zylinder
auftretenden Drucke aufzunehmen hat.
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In jedem Fall kann die konstruktive Ausgestaltung des geschilderten
Prinzips mannigfache Wandlungen erfahren.
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Durch die geschilderte Vorrichtung werden gewissermaßen einzelne Ordinaten
des Druckdiagramms, das der Kolbenbewegung entspricht, angezeigt, _ und das vollständige
Druckdiagramm. kann nur durch Interpolieren von Zwischenpunkten zwischen den angezeigten
Ordinatenendpunkten ermittelt werden. Man kann aber die Druckanzeigevorrichtung
auch derart ausgestalten, daß zur Ermittlung des vollständigen Druckdiagramms kein
gefühlsmäßiges Interpolieren nötig ist, sondern daß die Drucke tatsächlich bei jeder
Kolbenstellung gemessen werden können.
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Es wurde erwähnt, daß die Steuerung der zu den Druckanzeigevorrichtungen
führenden Ka; näle des Druckmeßzylinders von der Umlaufszahl der zu prüfenden Maschine
abhängig gemacht ist, also in einfachster Weise so, daß die Steuerung der Druckmeßvorrichtung
von der Haupt- oder Steuerwelle der Maschine aus angetrieben wird. Man braucht nur
das Steuerorgan, also beispielsweise den Drehschieber der Druckmeßvorrichtung mit
der Haupt- oder Steuerwelle der Maschine verstellbar zu verbinden, und zwar zweckmäßig
so, daß die Verstellung auch während des Ganges der Maschine durchgeführt werden
kann, um zu erreichen, daß jede der Anzeigevorrichtungen bei verschiedenen Kolbenstellungen
mit dem Zylinderinnern in Verbindung gebracht werden kann. Durch die Verstellbarkeit
der Steuerung der Druckmeßvorrichtung werden also die einzelnen, den vorhandenen
Druckanzeigern entsprechenden Ordinaten gewissermaßen gleichfalls verstellbar, und
man kann nunmehr beliebig viele Zwischenpunkte des Druckdiagramms bestimmen. In
konstruktiver Beziehung ist der verstellbare Antrieb der Steuerung des Druckmeßbehälters
verschiedenartig ausführbar.