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Motorkompressor mit Flugkolben Um ein regelmäßiges Arbeiten eines
Motorkompressors mit Flugkolben zu sichern, ist es nötig, daß die Verdichtungs-
und Förderarbeit für jeden Hub dieselbe ist. Es ist also erforderlich, daß stets
gegen den gleichen Gegendruck gefördert werden muß. Dies kommt darin zum Ausdruck,
daß auf den Austrittsventilen immer der gleiche äußere Druck lasten muß. Dieser
Forderung genügen die gewöhnlichen Ventile nicht in dem Fall, wo der Druck des Speicherraumes
unter den normalen Druck sinkt. Es wird darum zwischen die Druckventile und dem
Speicherraum noch ein besonderes Ventil eingeschaltet, welches vollständig ausgeglichen
ist gegenüber der Speicherraumseite, also durch die Druckverhältnisse des Speicherraumes
nicht--beeinflußt wird, vielmehr der Wirkung einer einstellbaren gleichen Kraft
ausgesetzt ist. Das zusätzliche Ventil wird geöffnet durch den in der Zwischenkammer
zwischen den gewöhnlichen Druckventilen und dem zusätzlichen Ventile herrschenden
Luftdruck; um Arbeitsverluste zu vermeiden, wird die äußere Kraft, die auf das zusätzliche
Ventil wirkt, so eingestellt, daß sie überwunden wird, sobald in dem Raum zwischen
den üblichen Druckventilen und dem zusätzlichen Ventil der ntsrmale Druck des Speichers
herrscht.
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Ist also im Speicher der normale Druck vorhanden, so ändert sich nichts
an der üblichen Arbeitsweise der Pumpe. Fällt dagegen der Speicherdruck, so tritt
eine Drosselung am zusätzlichen Ventil ein, die bewirkt, daß in dem Zwischenraum
zwischen den Druckventilen am Pumpenzylinder und dem zusätzlichen Ventil immer noch
der normale Druck des Speichers aufrechterhalten bleibt.
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Abb. i zeigt einen teilweisen Schnitt durch eine erste Ausführungsform.
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Abb. 2 desgleichen durch eine zweite Ausführungsform.
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Der Motorkompressor nach Abb. i besteht aus einem Kompressionszylinder
:to, in dem ein Kolben 1i mit zwei verschiedenen Durchmessern z. B. hin und her
geht. Das Überdrücken der Kompressionsluft geschieht durch den Boden 12, dessen
Öffnungen durch eine selbsttätige Ventilscheibe 13 überdeckt sind. Die Druckluft
geht durch die Leitung 1q., welche direkt auf das nicht zur Darstellung gelangte
Druckluftreservoir aufgesetzt ist.
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Die Öffnung 15, welche die Leitung 14 mit dem Zylinderboden 16 der
Maschine verbindet, ist mit einem Ventil 17 ausgestattet, welches die Öffnung 15
öffnet, wenn es sich in Richtung des Kanales 14 von seinem Sitze abhebt. Konzentrisch
um die Ventilspindel i8 liegt ein Zylinder 1g, welcher mit der Leitung 14 durch
Öffnungen 2o in freier Verbindung steht. In diesem Zylinder 1g liegt ein Kolben
21, der unabhängig von dem Ventil 17 ist, dessen Stirnseite jedoch sich auf das
Ende der Ventilspindel
18 legt. Die Oberfläche des Kolbens 2i entspricht
dem mittleren Querschnitt der Öffnung 15. An seinem Ende ist der Zylinder ig dicht
durch den Boden 22 abgeschlossen. Ein Rohr 23 stellt die Verbindung her zwischen
der Öffnung 25 in der Kompressionszylinderwandung io mit dem Innern des Zylinders
ig. Das Rohr 23 mündet durch einen Ansatzstutzen 26 in dem Zylinder ig und ist in
den Deckel 22 desselben eingeschraubt. In diesem Verbindungsstutzen 26 liegt eine
Kugel 24 als Rückschlagventil, welches sich der Rückkehr der Luft aus dem Zylinder
ig in den Kanal 25 entgegensetzt, dagegen die umgekehrte Bewegung der Luft zuläßt.
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Die Öffnung 25 ist in dem Zylinder io so angebracht, daß sie wesentlich
mit der Vorderfläche des Kompressionskolbens ii abschneidet, wenn dieser nach Kompression
der Luft im Zylinder io dieselbe in das Druckluftreservoir durch den Boden i2 das
Ventil 13, die Öffnung 25 und die Leitung 14 überzudrücken beginnt.
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Die Vorrichtung arbeitet in nachstehender Weise Wenn das Druckluftreservoir
der Maschine leer ist, so drückt der Kolben ii bei seiner Bewegung in Richtung des
Bodens ia die leicht komprimierte Luft durch das Rohr 23 und den Stutzen 26 in den
Zylinder ig. Dieser leichte Druck auf den Kolben 21 genügt, um das Ventil 17 auf
seinen Sitz aufzupressen, in dem der Kolben sich das Ventilspindelende 18 auflegt.
Die Öffnung 15 bleibt somit geschlossen, während der Druck allmählich gleichzeitig
auf die Oberfläche des Ventiles 17 und auf den entgegenwirkenden Kolben 21 anwächst.
Wenn die Stirnseite des Kolbens ii die Öffnung 25 überdeckt, so hört das Anwachsen
welches mit des dem Druckes Zylinder im :[o Zylinder nicht mehr ig auf,' in Verbindung.
steht. Bei der weiteren Bewegung des Kolbens ix hebt sich das Ventil ab, während
die in dem Kompressorzylinder io eingeschlossene Luft in den Druckluftspeicher übergedrückt
wird und dabei einen ständigen Gegendruck durch den Kolben 2i erfährt. Somit ist
die Arbeit des Kolbens li zur Kompression und zum Austreiben der Luft dieselbe,
als ob der Behälter 14 mit Kompressionsluft normalen Druckes gefüllt wäre. Im Laufe
der darauffolgenden Bewegungen des Kolbens ii bleibt das Ventil 17 ständig auf seinem
Sitze aufgedrückt infolge des Druckes des Kolbens 2i auf die Ventilspindel 18. Dieser
Druck bleibt stets konstant und ist gleich dem, welcher zum Austreiben verwendet
wird, da die Kugel 24 sich der Rückkehr der Druckluft aus dem Zylinder ig entgegensetzt.
Der Vorgang ist somit derselbe, als ob der Kompressor Druckluft in ein Reservoir
überzudrücken hätte, welches unter normalem Druck steht. Nach Maßgabe der Füllung
des Speichers durch die Kompression wirkt der gegenwirkende Druck innerhalb desselben
einerseits auf den mit der Ventilspindel 18 in Aufgriff stehenden Kolben 2= und
andererseits auf das Ventil selbst. Diese beiden neuen Kräfte gleichen sich selbsttätig
aus, da die Oberfläche des Kolbens 21 gleich ist dem mittleren Durchmesser des Ventiles
17, so daß die Kraft, welche das Ventil 17 auf seinen Sitz drückt, stets, ohne Rücksicht
auf den Druck innerhalb des Speichers, gleich ist der Kraft, die der Normaldruck
desselben auf die Öffnung 15 ausübt.
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Wenn der Speicher gefüllt ist, befindet sich der Kolben 21 vollkommen
im Gleichgewicht und übt keinerlei Wirkung auf die Ventilspindel 18 aus. Außerdem
steht das Ventil 17 beiderseits unter gleichem Druck. Da die Stöße der Kompressionsluft
des Kompressorzylinders io ständig das Ventil 17 hochzuheben suchen, so treibt dieses
nach und nach den Kolben 2,1 gegen den Boden 22 des Zylinders ig. Die in dem Zylinder
ig auf Seite des Bodens 22 befindliche Druckluft tritt langsam auf die andere Seite
des Kolbens infolge der Umdichtheit, welche unvermeidlich zwischen den Kolben 2i
und der Wandung des Zylinders ig besteht. Dieser schwache Luftübertritt ist für
die Arbeitsweise der Vorrichtung von keinerlei Bedeutung, wenn der Behälter nicht
ganz gefüllt ist. In diesem Falle wird der Druck am Boden 22 des Zylinders ig ständig
aufrechterhalten, da bei jedem Kompressionsdruck des Kolbens il frische Luft durch
die Leitung 23 zugeführt wird, falls der Druck innerhalb des Zylinders ig unterhalb
seines normalen Wertes fallen sollte.
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Das Ventil 17 spielt gleichzeitig die Rolle eines Sicherheitsventiles,
falls das selbsttätige Druckventil 13 beschädigt wird. In diesem Falle legt sich
dasselbe unabhängig von den Kolben 21 auf seinen Sitz und widersetzt sich dem Eindringen
der Kompressionsluft des Behälters in den Kompressorzylinder io. Steht die Maschine
während einer bestimmten Zeit still, so kann sich der Boden 16 des Zylinders io
langsam entleeren infolge des ungenügenden Verschlusses der selbsttätigen Ventilscheibe
13 oder infolge einer anderen Umdichtheit. In diesem Falle fällt das Ventil i7.
ebenfalls auf seinen Sitz und verdeckt die Offnung 15, so daß Verluste an Kompressionsluft
im Speicher nicht eintreten können.
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Bei der Ausführungsform entsprechend Abb. 2 besteht der Motorkompressor
ebenfalls aus einem Kompressionszylinder io mit Kolben ii verschiedenen Durchmessers,
und der Übertritt der Kompressionsluft erfolgt durch den Boden i2, dessen Öffnungen
durch eine selbsttätige Ventilscheibe 13 verschlossen werden. Die Kompressionsluft
tritt durch die Leitung 1q., welche auf dem nicht dargestelltenDruckbehälter
der
Maschine aufgesetzt ist. Die Sicherungsvorrichtung in diesem Falle ist folgendermaßen
gebaut: Die Öffnung 15, welche die Leitung 14 mit dem Boden 16 der Maschine in Verbindung
setzt, ist durch ein Ventil 17 überdeckt, welches sich in Richtung der Leitung 14
öffnen kann. Konzentrisch um die Spindel 18 des Ventiles 17 liegt ein Zylinder ig,
welcher mit der Leitung 14 in freier Verbindung steht. In dem Zylinder ig geht ein
Kolben 27, der von dem Ventil 17 unabhängig-ist, diesem jedoch als Führung dient
und sich auf das Ende der Ventilspindel 18 auflegt. Kolbenoberfläche 27 und Querschnitt
der Öffnung 15 entsprechen sich. Auf die andere Oberfläche des Kolbens 27 legt sich
eine Feder 28 auf, die sich andererseits auf den festen Boden 29 aufstützt. Ihr
Druck auf den Kolben ist konstant und gleich dem durch die Kompressionsluft ausgeübten
Druck. Eine Gewindespindel 13 mit außenliegendem Handrad 31 gestattet das Feststellen
des Ventiles 17 auf seinen Sitz unter Vermittlung des Kolbens 27. Diese zweite Ausführungsvorrichtung
arbeitet in derselben Weise wie die der Abb. i, so daß die letztere betreffenden
Bemerkungen auch hier zutreffen. Die Wirkung der Feder 28 ersetzt in diesem Falle
die Kompressionsluft der Leitung 23. Das Festpressen des Ventiles 17 auf seinen
Sitz mittels des Handrades 31 bietet aber bei dauerndem Stillstand des Kompressors
einen besseren Verschluß für den Druckluftbehälter.