DE365378C - Leerlaufanlassvorrichtung fuer elektrisch angetriebene, unter Druck stehende Kompressoren und Pumpen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. DEZEMBER 1922

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 53

(S 56811

Hugo Suppe in Mülheim, Ruhr und Arthur Ringel in Düsseldorf.

Leerlaufanlaßvorrichtung für elektrisch angetriebene, unter Druck stehende Kompressoren . und Pumpen.

Patentiertim Deutschen Reiche vom 21. Juni 1921 ab.

Es ist bekannt, Kompressoren und Pumpen in der Weise in und außer Betrieb zu setzen, daß von einem Druckregler aus ein Ent-" Iastungsventil sowie ein oder mehrere Kolben für .die Betätigung der elektrischen Einrichtung gesteuert werden. Insbesondere geschieht das Leeranlassen derart, daß das Entlastungsventil des Kompressors erst dann geschlossen wird, wenn der Motor mit Kompressor die volle Umdrehungszahl erreicht hat.
Zum Ausschalten des Motors beim höchsten

Luft- bzw. Wasserdruck muß der Reglerkolben schnell und ohne hängenzubleiben in seine höchste Endstellung gehen und hier so lange verharren, bis der Druck sinkt und der Kolben wieder abwärts gehen kann. Um ersteres zu erreichen, sind die bisher üblichen Druckregler entweder mit einem Laufgewicht belastet, das bei einer bestimmten Stellung des Reglerkolbens auf dem zugehörigen Gewichtshebel in Richtung auf den Drehpunkt hin rollt und damit den Druck auf den Reglerkolben verkleinert, oder es sind besondere Gewichte vorgesehen, die im geeigneten Augenblick das Hauptbelastungsgewicht anheben und damit den Reglerkolben entlasten. Es ist nun wohl leicht ersichtlich, daß alle diese· Druckregler mit Lauf- oder Entlastungsgewichten ungeeignet sind, sobald die heute mehr als je notwendige Aufgabe gestellt ao wird, die Druckschwankungen im Windkessel möglichst niedrig zu halten, damit insbesondere die durch Druckluft betriebenen Werkzeuge das Höchstmaß ihrer Leistungsfähigkeit hergeben können; denn die vorerwähnte Entlastung des Reglerkolbens wirkt verzögernd auf seinen Abwärtsgang und trägt in Gemeinschaft mit der Kolbenreibung und sonstigen Widerständen dazu bei, daß derartige Druckregler erst dann wieder wirksam werden, wenn der Betriebsdruck schon verhältnismäßig stark gesunken ist.

Die vorliegende Erfindung verfolgt den Zweck, die Druckschwankungen ini Windkessel so niedrig zu halten, als es in praktischer Hinsicht überhaupt notwendig ist. Um dies zu erreichen, wird ein Teil der vom Kolben für die Bewegung der elektrischen Apparate mit zu diesem Zwecke vergrößerter Kolbenfläche bei jedem Hub geleisteten mechanischen Arbeit aufgespeichert und der mechanischen Arbeit des Reglerbelastungsgewichts beil jedem Sinken des Reglerkolbens hinzugefügt. Demgemäß wird also der Reglerkolben nach Ankunft in seiner höchsten Stellung nicht entlastet, sondern durch ein ί Zusatzgewicht, das von demselben Kolben, der zur Betätigung des Motoranlassers dient und in der Folge kurz Arbeitskolben genannt werden soll bzw. von dessen Gegengewicht vorher gehoben worden ist, belastet. Je nach der Größe dieses Zusatzgewichtes hat man es in der Hand, den Druck, bei dem die Abwärtsbewegung des Reglerkolbens und damit das Ingangsetzen des Motors erfolgen sollen, genau einzustellen. Sobald der Reglerkolben unten angekommen ist, wird die Zusatzgewichtsbelastung durch den Arbeitskolben oder dessen Gegengewicht abgehoben, i so daß jetzt nur noch das Hauptbelastungsgewicht auf ihm ruht, dessen Größe sich nach demjenigen Drucke richtet, (bei dem der Motor ausgeschaltet werden soll. Druckreglerkolben und Arbeitskolben sind voneinander untrennbar und bilden ein zusammengehöriges Ganzes, so daß keins von ihnen ohne das andere in richtiger Weise arbeiten kann. Daibei ist der Reglerkolfoen als Di|ferentialkolben mit in gleicher Richtung -wirkenden Druckflächen ausgebildet. Am Anfange der Aufwärtsbewegung lastet der/ Druck der Luft bziW. des Wassers nur auf einer Druckfläche. Bei weiterer Bewegung aufwärts tritt 'durch Bohrungen im Reglerkol'ben <der Druck auch unter die zweite Druckfläche und bewegt, .da der Widerstand durch das Hauptbelastungsgewicht, das dem Druck der ersten Druckfläche des Gleichgewicht hält, !unverändert geblieben ist, den Reglerkolben schnell in seine oberste Endstellung. Umgekehrt steht der Druck beim Abwärtsgang des Reglerkolbens, dem Hauptbelastungs- und dem Zusatzgewicht das Gleichgewicht haltend, zunächst unter beiden Druckflächen. Sobald dann die zweite Druckfläche nicht mehr mit dem Windkesseldruck in Verbindung steht, wind der Druck darauf kleider, der Reglerkolben sinkt unter der unveränderlichen Belastung des Hauptbelastiungs- und des Zusatzgewichts schneller abwärts und fällt in seine tiefste Stellung, ' sobald die zweite Druckfläche mit der Außenluft in Verbindung kommt.

_: Das Steuern des Entlastungsventils für den Kompressor erfolgt durch ein oder mehrere Steuerorgane, die im Druckreglerkolben angeordnet sind.

Die Zeichnungen (Abb. 1 bis 4) stellen die Erfindung in den hauptsächlichsten in Betracht zu ziehenden Stellungen des Druckreglerkolbens, Entlastungsventils und Arbeitskolbens, und zwar in einer beispielsweisen Ausführungsform dar, Druckregler, Arbeitszylinder und Entlastungsventil sind hierbei im Schnitt gezeichnet.

Es 'zeigt Abb. 1 die Stellungen bei eingeschaltetem Motor und Kompressor. In Abb. 2 ist der Druckreglerkolben so weit angehoben, daß das Steuerorgan im Kolben des Druckreglers gegen den Hebel des Zu- no satzgewichts stößt und der Arbeitskolben Druckluft bzw. Druckwasser zu erhalten beginnt. Abb. 3 veranschaulicht die Stellungen bei ausgeschaltetem Motor_ä Endlich zeigt Abb. 4 die Stellungen,^ in denen nach dem "115 Einschalten der Motor mit Kompressor auf volle Tourenzahl gekommen ist, wobei das Gegengewicht des Arbeitskolbens so weit gesunken ist, daß es das Zusatzgewicht zu heben beginnt und dadurch das Entlästungs- izo ventil durch Verbindung seines Huibzylinders mit der Außenluft .geschlossen wird. Nach

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Abschluß aller dieser Bewegungen ergeben sich wieder die Stellungen nach Abb. i.

In der vom Kompressor kommenden Leitung· ist in bekannter Weise das Entlastungsventil ι und diarüber das Rückschlagventil 2 nach der Windkesselleitung 3 ihin eingebaut. Unter dem Entlastungsventil 1 befindet sich in ebenfalls bekannter Weise der Auslaßstutzen 4 zur Außeniluft und der Huibzylinder 5, dessen Kolben 6 den Anhub des Ventils ι bewirkt. Für die Zuführung der Luft unter den Kolben dient die Leitung 7. Die vom Windkessel kommende Leitung 8 endigt unter der ersten Differentialfläche des Druckreglerkolbens 9 ides zugehörigen Reglerzylinders 10. Der Kollben 9 ist mittels des um Zapfen 11 drehbaren Hebels 12 durch 'das Hauptgewicht 13 belastet. In der Bohrung 14 des Reglerkolbens 9 befindet sich verschiebbar der Steuerkolben 15, der hier als Steuerkolben angenommen ist und dessen untere Fläche unter dem Windkesseldruck steht und von diesem ständig gegen-die obere Endfläche der Bohrung 14 gedruckt wird. Wenn der SteuerkoJben 15 durch das Zusätzgewicht 16, das an dem um Zapfen 17 drehbaren Doppelhebel 18 angebracht ist, abwärts gedrückt wind, so stützt er sich gegen die untere Endfläche der Bohrung 14. Je nach der Stellung des Steuerkollbens 15 in der Bohrung 14 erhält der Hubzylinder 5 durch die Bohrungen 19, 20, 21, 22, 23 und Leitung 7 Druck oder durch (die Bohrungen 23, 24, 25, 26 und Leitung 7 Verbindung mit der Außenluft. Im Arbeitszylinder 27 befindet sich der Kolben 28, der unten die Traverse 29 trägt, von der außen gegenüberliegend am Zylinder 27 vorbei zwei Zugstangen 30 nach einer oberen Traverse 31 führen. An der Traverse 31 greift di'e Kette 32 an, die, über Kettenrad 33 laufend, an ihrem anderen Ende das Gewicht 34 trägt. Das Innere des Arbeitszylinders 27 steht durch Leitung 35 und Bohrungen 36, 37 in -Verbindung mit dem Ramme 38 unter der zweiten Druckfläche-des Reglerkolbens 9. Je nach, der Stellung· des Reglenkolbens 9 erhält dieser Raum 38 und damit der (Arbeitszylinder 27 durch die Bohrungen 19. und 39 Druck oder durch die Umführung 40 und Bohrung 41 \^;erbinidung mit der Außenluft. Zwischen Kette 32 und Gewicht 34 befindet ■ sich Nocken 4*2, mit dem beim Sinken des Gewichts '-'das Zusatzgewicht -16 angehoben und-so lange unter Stützung gegen den Anschlag 43 in- dieser Lage gehalten wird, wie das Gewicht 34 in der tiefsten Stellung, verharrt. Das Zusatzgewicht 16 wird freigegeben, sobald das Ge-"' wicht-34- durch den Arbeitskolben 28 in die Höhe, gezogen wird. Mit dem Zahnrad 33 auf Zapfen 44 drehbar ist der - Bürstenhalter 45, der in bekannter Weise die Widerstände für den Motor vor- oder abschaltet, je nachdem der Kompressor ab- oder angestellt -wenden soll.

Die Wirkungsweise des neuen Anlassers ist folgende: Es soll von den Stellungen -der

j Abb. ι ausgegangen wenden, d. h. von denjenigen Stellungen, wo Motor und Kompressor mit voller Tourenzahl arbeiten. Hierbei steht das Innere des Arbeitszylinders 27 durch Bohrungen 36, 37, 41, Leitung 35, Raum 38 und Umführung 40 mit der Außenluft in Verbindung; gleichzeitig ist Hubzylinder 5 durch Leitung 7, Bohrungen 23, 24, 25, 26 mit der Außenluft verbunden. Wind nun weniger Luft -vom Windkessel entnommen, als der Kompressor fortlaufend erzeugt, so steigt der Druck im Windkessel und damit unter der einen Druckfläche des Reglerkolbens 9 und hebt diesen zusammen mit dem Belastungsgewicht 13 an. Ist der Reglerkolben 9, -wie Abb. 2 zeigt, so weit gehoben, daß der Raum 38 von der Außenluft abgeschnitten ist und durch Bohrungen 19, 14 und 39 Druck in ihn treten kann, so wird der. Druck auf den Reglerkolben 9 durch Hinzutritt der anderen Druckfläche plötzlich vergrößert. Der Reglerkolben 9 wird schnell weitersteigen, bis die untere Endfläche der Bohrung 14 den Steuerkolben 15 berührt, dessen Bewegung aufwärts durch den mittels Anschlag 43 an der" Drehung verhinderten Doppelhebel 18 begrenzt ist. Dabei erhält, wie Abb. 3 veranschaulicht, der Hubzylinder 5 durch Bohrungen 20, 21, 22, 23 sowie Leitung 7 Druck. Das Entlastungsventil 1 wird infolgedessen geöffnet, und der Kompressor arbeitet ins Freie. Gleichzeitig dringt aus dem Räume 38 Druck durch Bohrungen 36, 37 und Leitung 35 hinter den Arbeitskolben 28, der unter Anheben des Gegengewichts 34 mittels Traversen 29, 31, Zugstangen 3Oj Kette 32, Kettenrad 33 und Bürstenhalter 45 die Widerstände vorschaltet und dadurch den Motor mit Kompressor stillsetzt. Hienbei wird durch den nach oben gehenden Nocken 42 Doppelhebel 18 mit 'Zusat^ge wicht 16 freigegeben, so daß letzteres jetzt frei beweglich auf den Reglerkolben 9 einwirken -und diesem, zusammen mit dem¹ Hauptbelästungsgewicht 13 bei sinkendem Druck abwärts gehend, folgen kann. Sinkt also demigemäß der Regler- ' kolben 9. infolge abnehmenden Druckes im Windkessel, so wird zunächst Raum 38, der durch Bohrungen 39 mit dem Windkesseldruck in Verbindung steht, von 'diesem abgeschnitten und dadurch einen niedrigeren Druck annehmen, so daß der Reglerkolben jetzt schneller weitersinken und schließlich in diejenige Stellung geraten wird, wo durch

Umführung 40 zwischen Raum 38 und der ] •Außenluft die Verbindung hergestellt ist und ' nunmehr der Reglerkolben in die tiefste Stellung fällt. Solange diese Verbindung mit der Außenluft noch nicht bestand, solange also noch ein gewisser, wenn auch niedrigerer Druck im Raum 38 und damit hinter dem Arbeitskolben 28 herrschte, war das Gewicht 34 nicht imstande, diesen Druck auf den Arbeitskolben zu überwinden und zu sinken. Erst wenn Raum 38 und dadurch der Arbeitszylinder mit der äußeren Luft verbunden sind, kann das Gewicht 34 sinken, die Widerstände nacheinander ausschalten und damit Motor mit Kompressor in Betrieb setzen. Kurz vor Erreichung der tiefsten Stellung, wenn alle Widerstände ausgeschaltet und Motor mit Kompressor auf volle Tourenzahl gekommen sind, beginnt Nokken 42, wie Abb. 4 zeigt, das Zusatzgewicht 16 zu heben und festzuhalten, wäh- \ rend der Steuerkolben 15 nunmehr unter dem Windkesseldruck frei nach oben gehen und das Entlastungsventil schließen kann. Die so jetzt erhaltenen Stellungen von Druckregler, Entlastungsventil und Arbeitskolben sind dieselben, wie sie Abb. 1 veranschaulicht, von denen zur Beschreibung der Wirkungsweise des neuen Anlassers ausgegangen wurde.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Leerlaufanlaß vorrichtung für elektrisch angetriebene, unter Druck stehende Kompressoren und Pumpen mittels Druckregler, Entlastungsventil und Kolben zur· Steuerung des Anlassers, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwindung der beim Sinken des Reglerkollbens (15) auftretenden, der Bewegung entgegenwirkenden und dadurch das Einschalten des Motors verzögernden Reibungs- und sonstiger Widerstände ein Teil der von dem Arbeitskolben (28) bei jedem Höbe ge-

   leisteten mechanischen Arbeit in' Gestalt eines gehobenen Gewichtes oder einer gespannten Feder aufgespeichert und dazu benutzt wird, die Belastung des Druckreglerkolbens (9) zu vergrößern.
2. 2. Leerlaufanlaßvorrichtung· nach Anspruch i, bei welcher der von einem gewichtsbelasteten Druckreglerkolben ge- - steuerte Arbeitskolben unter Zwischenschaltung geeigneter Verbindungsglieder mit einem Gegengewicht versehen ist, das bei steigendem Druck zum Ausschalten des Motors angehoben, bei sinkendem Druck das herabgehende Gewicht das Einschalten des Motors bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abwärtsgang des Anilassergewichts (34) zum Einschalten des Motors ein Hebel (18) mit seinem Zusatzgewicht C16) bis zu einem Anschlag (43) mitgenommen und so lange festgehalten wird, - bis bei steigendem Druck der hochgehende Steuerkolben (15) sich gegen den Hebel (18) stützt und der Arbeitskolben (28) das Anlassergewicht (34) wieder anhebt und¹ damit Anschlag (42) den Hebel '(i8) freigibt. Nunmehr lastet das Zusatzgewicht (16) zusammen mit dem Gewicht (13) des Reglerkolbens frei beweglich auf dem Reglerkolben (9), so daß dieser ibeitn Sinken des Druckes, also zum Zwecke des Einschaltens des Motors, leicht folgen kann, bis der Arbeitskolben (28) wieder Verbindung mit der Außenluft erhalten hat und das Anlassergewicht (34) mittels Nocken (42) den Hebel (18) mit seinem Gewicht (16) in ihre Anfangsstellungen zurückbringt.
3. 3. Leerlaufanlaßvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckreglerkolben (9) als Differentialkolben mit in gleicher Richtung wirkenden Druckflächen ausgebildet ist, von denen eine Fläche durch eine Leitung (35) .und Bohrungen (36' und¹ 37) mit dem Arbeitskolben £28) für den Motoranlasser in Verbindung steht und je nach Stellung des Reglerkolberis (9) im Reglerzylinder (10) durch Bohrungen (19, 14, 39) Druck oder durch eine Umführung (40) um den Kolben (9) und eine Bohrung (41) Verbindung mit der Außenluft erhält.
4. 4. Leerlaufanlaßvorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steüerkolben (15) für den Kolben (6) des Entlastungsventils (1) im Reglerkolben (9) angeordnet ist, derart, daß der Steuerkolben (15) beim Ausschalten durch den Reglerkolben (9) und beim Einschalten durch den Arbeitskolben (28) bzw. durch dessen Gegengewicht (34) gesteuert wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.