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Indikator für die Darstellung des Druckverlaufs im Zylinderraum einer
schnellaufenden Kolbenmaschine. Indikatoren für die Untersuchung der Druckvorgänge
in schnellaufenden Maschinen, bei welchen das ganze Diagramm nicht während eines
einzigen Kreisprozesses, sondern während zahlreicheraufeinanderfolgendenKieisprozesse
aufgenommen wird, um dadurch den Einfluß der Massenwirkungen der bewegten Teile
des Indikators zu beseitigen, wurden schon vorgeschlagen. Das Wesen dieser Indiziereinrichtungen
besteht darin, daß ein, von der untersuchten Maschine zwangsläufig getriebenes Steuerungsorgan
zwischen Maschinenzylinder und Indikatorzylinder eingeschaltet -ist, welches die
Verbindung zwischen beiden in jedem aufeinanderfolgenden Kreisprozeß immer nur auf
die Dauer eines kleinen Bruchteils des ganzen Kreisprozesses herstellt. Die Phase
des Kreisprozesses, bei welcher Maschinenzylinder und Indikatorzylinder in Verbindung
stehen, kann verlegt und dadurch die untersuchte Phase um den ganzen Kreisprozeß
herumgeführt werden. Die Verlegung der Steuerung bewirkt gleichzeitig auch das Verstellen
der Schreibtrommel um den Betrag entsprechend der Variablen (Kolbenweg, Kurbelweg,
Zeit usw.), als deren Funktion der Druckvorgang aufgenommen wird.
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Bei gesteuerten Indikatoren ist es mit Rücksicht auf die außerordentlich
kurze Offnungsdauer notwendig, die Steuerung so zu entwerfen, daß i. das Öffnen
und Schließen des Steuerorgans rasch erfolge, z. die Dauer der Verbindung einen
möglichst kleinen Bruchteil der Dauer des ganzen Kreisprozesses ausmache,
3. während der Offnungsdauer ein genügend großer Durchströmungsquerschnitt
zur Verfügung stehe, um eiiie Drosselung zu vermeiden.
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Um diese Bedingungen zu erfüllen, wird bei vorliegender Erfindung
Schiebersteuerung,
und zwar in einer Ausführungsfonn Drehschiebersteuerung,
in einer anderen oszillierende Schiebersteuerung angewendet, welche beiden das Öffnen
und Schließen mit unveränderter Bewegungsrichtung bewirken und dadurch eine kurze
Öffnungsdauer und große Durchströmungsquerschnitte ermöglichen. Die Phasenverstellung
kann im allgemeinen mit Hilfe einer kinematischen Verbindung zwischen der antreibenden
Maschinenwelle und der angetriebenen Schieberwelle bewerkstelligt werden, welche
kinematische Verbindung eine zusätzliche Verdrehung der Schieberwelle gegen die
Maschinenwelle ermöglicht. Solche kine.-matische Verbindungen, z. B. Umlaufräderwerke,
steilgängige Schrauben usw., sind an und für sich bekannt. Bei einer Drehschieberanordnung
kann eine besondere drehbare Hülse die Phasenverstellung bewirken.
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Auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht Abb. i eine Ausführungsform.
mit Drehschieber, bei welcher zur Steuerung und Verstellung besondere Drehschieber
dienen.
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Abb. 2 zeigt einen Schnitt 14 der Abb. i. Abb. 3 veranschaulicht
eine Ausführungsform, bei welcher die Steuerung und Verstellung durch einen einzigen
Drehschieber besorgt wird.
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Abb. 4 zeigt einen Schnitt II-II der Abb. 3.
Abb.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform mit oszillierender Schiebersteuerung,
bei welcher der Schieber von der Schieberwelle mittels einer Pleuelstange bewegt
wird.
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Abb. 6 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher der
Schieber von der Schieberwelle mittels einer Zahnrädergeradeführung bewegt wird.
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Abb. 7 zeigt schematisch die Wirkungs-,weise der Ausführung
gemäß Abb. 6.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i und 2 bildet das druckmessende
Organ einen, mit einer Feder belasteten Kolben i, welcher sich im Zylinder:2 auf
und ab bewegt. Um diesen Zylinder sind innerhalb des Gehäuses 5 der zylindrisch
oder kegelartig ausgebildete Steuerungsdrehschieber 3 und die Verstellhülse
4 drehbar angeordnet, während der Druckraum 6
des Gehäuses 5 durch
ein Rohr 7 mit dem zu untersuchenden Raume der Maschine verbunden ist. Der
Druckraurn 6 und der Raum unter dem Indikatorkolben i sind miteinander verbunden,
wenn sich der am Steuerungsdrehschieber befindliche Kanal 8 mit dem Kanal
des Phasenverstellschiebers 9 deckt. Die Welle io des Steuerungsdrehschiebers
3 erhält ihre Bewegung durch eine entsprechende Welle (Hauptwelle, Steuerwelle)
der zu untersuchenden Maschine, so zwar, daß, solange die Verstellhülse 4 in Beharrungszustand
verbleibt, die Steuerung den Indikatorraum mit dem zu untersuchenden Raume in ein
und derselben Phase der aufeinanderfolgenden Kreisprozesse verbindet. Statt der
bisher vorgeschlagenen Hahnküken mit einer durchgehenden, runden Bohrung ist hier
ein Drehschieber mit einer langen, schmalen Öffnung vorgesehen, welche bei genügend
großem Durchströmungsquerschnitt ein rasches Öffnen und Schließen ermöglicht. Infolge
dieser Ausbildung kann der Kreisprozeß in kleinere Teile zerlegt werden, wodurch
das Diagramm den Verlauf der Druckvorgänge genauer wiedergibt und die eckigen und
spitzen Teile des Diagramms in viel kleinerem Maße abgerundet werden als bei den
bisher vorgeschlagenen Anordnungen. Das Verstellen der HÜlse 4 erfolgt durch Verdrehen
der Welle 13 mittels Kurbel 15 über das zwischengeschaltete Zahnradpaar ii und 12.
Durch Drehen der Welle 13 wird auch die Wegmessertrommel 17 zwangsläufig angetrieben,
indem z. B. von der Schnurscheibe 14 oder der Pleuelstange 16 über entsprechende
(auf der Zeichnung nicht veranschaulichte) Rollen eine Schnur zu der an der Trommel
17 befestigten Scheibe 18 führt. Solange demzufolge die Verstellvorrichtuug 4, 11,
12, 13, 14, 15 im Beharrungszustande verbleibt, bleibt Wegregistriertrommel
17 im Ruhezustand, und zwar in der Lage, die dem Kolbenweg bzw. Kurbelweg der untersuchten
Phase entspricht.
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Wird die Verstellvorrichtung selbsttätig oder durch äußere Beeinflussung
in eine andere Lage gebracht, so bewirkt dies einerseits, daß die-Verbindung in
einer anderen Phasse hergestellt wird, wodurch das druckmessende Organ bei dieser
veränderten Phase den Druck registriert; anderseits kommt die Wegmessertrommel,
deren Verdrehung im Falle ihres Antriebs durch die entsprechend bemessene und geführte
Pleuelstange 16 mit dem Kolbeiiweg, im Falle ihres Antriebs durch die Schnurschneibe
14 mit dem Kurbelweg proportional ist, in eine, der veränderten Phase entsprechende,
neue Stellung.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der Steuerung
und Verstellvorrichtung, bei welcher sich im Gehäuse 2o nur ein einziger Drehschieber
ig dreht. Dieser wird von einer Welle der zu untersuchenden Maschine unter Zwischenscbaltung
eines Umlaufräderwerks, bestehend aus der Welle 23, Zahnrad 24, Wanderräder
25 und Rad mit Innenvemahnung 26 derart angetrieben, daß das Zahnrad
27, in dem die Wanderräder gelagert sind, in das Zahnrad 28 eingreift.
Durch Drehen des Rades 28 wird der Steuerung eine zusätzliche Verdrehung
erteilt, wodurch auch die Phase verschoben wird, in welcher der Kanal 21 des Drehschiebers
ig den Kanal 22 des Gehäuses deckt, wie aus der Zeichnung ersichtlich.
Behufs
Verringerung der Reibung in achsialer Richtung zwischen Zylinder und Kolbenkann
der Indikatorzylinder 2, mit der Hülse ig gemeinschaftlich verdreht werden.
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Abb. 5 zeigt eine oszillierende Schiebersteuerung. Der Schieber
29 bewegt sich im Zylinder 30 und* bildet in seiner Mittellage durch die
Nut oder Kanal 31: eine sich rasch öffnende und schließende Verbindung zwischen
den gegenüberliegenden Ableitungsrohren 32
und 33, deren eins mit dem
zu untersuchenden Raume, das andere mit dem druckmessenden Organ verbunden ist.
Die Betätigung des Schiebers erfolgt mittels der Pleuelstange 34 und der Kurbel
35, deren Welle 36
mit dem in Abb. 3 ersichtlichen Umlaufräderwerk
24, 25, 2 6 gekuppelt ist.
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Die in Abb. 6 dargestellte Steuerung unterscheidet sich von
der gemäß Abb. 5 veranschaulichten Anordnung dadurch, daß der Endpunkt des
Schiebers 37 in einer Geraden geführt wird, derart, daß der Zapfen
38 oberhalb eines Punktes des Teilkreises des Zahnrads 39 befestigt
ist und dieses Zahnrad 39
sich innerhalb des innenverzahnten Rades 4o abwälzt
(Abb. 7), dessen Durchmesser das Zweifache des Durchmessers des Zahnrads
39
beträgt. Dadurch wird auch ein zweimal so großer Schieberhub erreicht,
als wenn die Führung direkt von der Kurbel abgenommen würde. Der Antrieb der Steuerung
kann von der Maschinenwelle, sowie das Verstellen kann unter Zwischenschaltung derselben
Zahnräder vorgenommen werden, ebenso wie in den vorhergehenden Abbildungen dargestellt.