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Einfach wirkender Preßluftmotor für Schüttelrutschen o. dgl. Es sind
bereits einfach wirkende Preßluftmotore für Schüttelrutschen o. dgl. bekannt, deren
Steuerung mechanisch (z. B. mittels Daumen, Hebel u. dgl.), 1lalbmechanisch oder
pneumatisch erfolgt. Bei diesen Motoren wird die im allgemeinen einstellbare Füllung
und Expansion nicht selbsttätig in Abhängigkeit von dem Druck der Preßluft und der
Belastung geregelt.
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Die Erfindung betrifft einen einfach wirkenden Preßluftmotor mit pneumatischer
Steuerung und mehreren in der Zylinderwand vorgesehenen, wahlweise zu öffnenden
Durchlässen für die Preßluft, welcher sich von den bekannten Preßluftmotoren dieser
Art erfindungsgemäß dadurch unterscheidet, daß der Grad der Füllung des Zylinders
durch den Druck der zur Verfügung stehenden Preßluft mittels eines sich unter der
Einwirkung der Preßluft gegenüber einer Federkraft verschieden einstellenden, die
Durchlässe der Reihe nach öffnenden und schließenden Kolbenschiebers selbsttätig
geregelt wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
und zeigt den neuen Preßluftmotor teilweise im Längsschnitt.
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Der Zylinder x steht an der Kurbelseite durch den Kanal 2 mit der
Steuervorrichtung 3 für die Einströmung in Verbindung. Die Steuervorrichtung3 besteht
aus einem auf verschiedene Durchmesser gebohrten senkrechten zylindrischen Hohlraum,
in welchem sich ein Kolbenschieber bewegt, der den verschiedenen Durchmessern der
Ausbohrung entsprechend bemessene Kolbenflächen q., 5, 6 und 7 aufweist.
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Am oberen und unteren Ende steht der Hohlraum der Steuervorrichtung
3 durch die Bohrungen 8 und g mit der Außenluft in Verbindung. Diese Bohrungen besitzen
geeigneten Durchmesser und sind an solcher Stelle angeordnet, daß ein Luftpolster
zur Dämpfung der Bewegung an den Hubenden des Schiebers gebildet wird.
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Die Preßluft strömt bei io in die Steuervorrichtung 3 ein. Der Austrittskanal
aus dem vorderen Zylinderende weist eine Nebenöffnung auf, die den von der Schieberfläche
6 begrenzten Raum der Steuervorrichtung mit dem Kanal 2 verbindet.
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Die Fläche 4 ist etwas größer als die Fläche 5, und die Fläche 6 ist
wiederum um so viel größer, wie der Unterschied der beiden anderen beträgt. Die
Fläche 7 ist um den Betrag größer als die Fläche 6, um welchen die Fläche 6 den
Unterschied der Flächen 4 und 5 übertrifft. Wenn keine Preßluft mehr bei io einströmt,
stellt sich der Schieber durch sein Eigengewicht auf die die Einströmung freigebende
Stellung ein.
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Der Zylinder i weist längs einer Mantellinie Öffnungen 12, 13 und
14 auf, welche ihn durch den Kanal 15 mit der Fläche 7 des Einströmschiebers verbinden.
Diese Öffnungen können von einem zylindrischen, mit Kolben i2a, 13a und i4a versehenen
Schieber 16 zwecks Beendigung
der Einströmung versperrt werden.
Der Schieber steht bei 17 unter Wirkung der Preßluft, welche durch den Kanal 18
eintritt. Am anderen Ende ig steht der Schieber einerseits unter der Wirkung einer
Feder 2o und andererseits unter dem Gegendruck der Preßluft, welche in den Zylinder
gelangt ist, mit welchem der Schieberraum durch den Kanal 2,1 in Verbindung steht.
Die von der Preßluft bei 17 und ig beeinflußten Flächen und die Federkraft sind
so berechnet, daß i. wenn die Preßluft den Höchstdruck besitzt und die Schüttelrutschen
normal belastet sind, der Schieber 16 sich in der Weise nach links verschiebt, daß
der Kolben i41 die Öffnung 14 wieder bedeckt und der Kolben 13," die Öffnung 13
freigibt, 2. wenn die Preßluft ihren Mindestdruck erreicht und die Rutschen am höchsten
belastet sind, die Öffnungen i2 und 13. durch die entsprechenden Kolben verschlossen
sind und die Öffnung 14 offen ist. Wenn sich die Belastung der Rutschen so weit
vermindert, daß der Motor durchgeht, erzeugt die bereits im Einströmkanal beginnende
Ausdehnung der Preßluft. eine gewisse Entspannung in dem Zylinder. Die auf die Fläche
ig wirkende Kraft wird alsdann geringer, und der die Einströmung beendigende Schieber
bewegt sich nach links, bis die Zusammenpressung der Feder 2o aufs neue das Gleichgewicht
herstellt. In diesem Augenblick wird die Einströmöffnung, welche bis dahin offen
war, geschlossen, und die vorangehende Öffnung öffnet sich. Die Einströmung ist
also verringert und infolgedessen auch die Kolbenkraft.
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Die Steuerung für die Ausströmung 22 weist einen senkrecht angeordneten
Kolbenschieber 23 auf, dessen Zylinder an seinem unteren Ende durch den Kanal 24
mit dem vorderen Ende des Maschinenzylinders verbunden ist, während das obere Ende
durch die Öffnung 25 mit der Außenluft verbunden ist. Wenn die Preßluft ausströmt,
fällt der Schieber 23 unter seinem Eigengewicht zurück und gibt dieÖffnung 26 des
Ausströmkanals 27 frei, welcher alsdann mit der Außenluft in Verbindung steht.
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Wenn gegen Ende desRücklaufs des Maschinenkolbens 28 die Öffnung 29
des Kanals 27 wieder verschlossen ist, wirkt die zwischen dem vorderen Boden des
Zylinders und dem Maschinenkolben eingeschlossene Luft auf den Schieberunterteil
23, welcher alsdann die Öffnung 26 zu schließen beginnt.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende Es ist angenommen, daß
die Kolbenstange mit Förderrutschen verbunden ist. Während des Ausströmens führt
das Gewicht der Schüttelrutschen den Kolben nach dem vorderen Zylinderboden zurück,
da der Einströmschieber mit Beginn der Expansion den Zustrom von Preßluft gesperrt
hat. Während dieser Bewegung versperrt der Kolben die Öffnung 29 und komprimiert
alsdann die von ihm zurückgeschobene, zwischen Kolben und Zylinderdeckel befindliche
Luft.
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Die zusammengepreßte Luft wirkt einesteils durch den Kanal 24 auf
das untere Ende des Schiebers 23 und treibt den Schieber in die den Auslaß schließende
Stellung. Anderenteils wirkt die komprimierte Luft durch den Kanal ii auf die Fläche
6 und bewirkt so eine Verschiebung des Einlaßschiebers 3 von oben nach unten. Sobald
die Öffnung des Kanals 2 durch den Schieber freigegeben wird, schiebt die auf die
Fläche 6 drückende Preßluft den Schieber in seine untere Öffnungsstellung und hält
ihn in dieser Stellung fest.
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Wenn keine Preßluft mehr bei io einströmt, ist der Steuerschieber
3 infolge seines Eigengewichtes in die die Einströmung freigebende Stellung zurückgefallen.
Hierbei ist auch der die Endpunkte der Einströmung bestimmende Schieber bis zum
Anstoßen gegen den Anschlag 37 nach rechts zurückbewegt.
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Die bei io eingelassene Preßluft dringt durch den Kanal 2 in den Zylinder
und treibt den Kolben 28 nach rechts. Zur gleichen Zeit hält die Preßluft den Schieber
23 in seiner den Auslaß sperrenden Stellung und führt den Schieber 16 in die Gleichgewichtslage,
in welcher die den Endpunkt der Einströmung bestimmende Öffnung einer angemessenen
Einströmung und Expansion entspricht. Während der Einströmperiode wirkt die Preßluft
auf die Flächen 4, 5 und 6 des Einströmschiebers sowie :auf den den Auslaß steuernden
Schieber und hält beide Schieber in der den Einlaß öffnenden und den Auslaß schließenden
Stellung. Wenn der Kolben diejenige der Öffnungen 12, 13 und 14 freigibt, welche
in Verbindung mit dem Kanal 15 steht, wirkt die in diesen Kanal eindringende Luft
auf die Fläche 7 und führt den Einströmschieber in seine obere, dieEi:iströmungsperrende
Stellung zurück. Der Kolben 28 setzt hierbei seine nach rechts gerichtete Bewegung
unter dem Einfluß der Expansion der Preßluft so lange fort, bis er diejenige Reihe
der Öffnungen 30, 31 und 3z freigibt, welche den Zylinder i mit der Außenluft verbindet.
Nun vollzieht sich die Entspannung unmittelbar in die Außenluft, und der Kolben
28 wird in seinem nach rechts gerichteten Lauf, sei es durch die von den Förderrutschen
herrührende Gegenkraft, sei es durch die beim Verschließen der Öffnungen 36 infolge
der Zusammenpressung der Luft entstehende Dämpfung, angehalten.
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Von der Beendigung der Einströmung an bis zum Beginn der nächsten
Einströmung ist die Fläche ig des Schiebers 16 nunmehr der Wirkung der entspannten
Luft und hierauf dem Druck der Außenluft ausgesetzt. Infolgedessen
bewegt
sich der Schieber 16 durch die Einwirkung der Preßluft auf die Fläche 17 nach links,
bis er, von einem Luftpolster abgefangen, gegen einen Anschlag 38 anschlägt. Das
Luftpolster bildet sich nach dem Vorbeigehen des Schiebers 1211 an der Öffnung 4o,
welche die Verbindung mit der Außenluft herstellt.
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Während der ganzen Zeit, in welcher die Flächen 6 und 7 des Einströmschiebers
unter der Einwirkung der entspannten, auf die Flächen 4 und 5 wirkenden Preßluft
oder des atmosphärischen Druckes stehen, wird der Schieber von der Preßluft fest
in seiner die Einströmung sperrenden Stellung gehalten.
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Während der Ausströmung fällt der die Ausströmung steuernde Schieber,
da er nur mehr unter atmosphärischem Druck steht, durch sein Eigengewicht oder eine
Gegenfeder in seine alte Stellung zurück und verbindet den Kanal 25 mit der Öffnung
7,9.
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Der Kolben bewegt sich nun unter dem Gewicht der Förderrinne nach
dem vorderen Boden des Zylinders zurück.
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Nachdem der Kolben an der offenen Reihe der Ausströmöffnungen vorbeigegangen
ist, entweicht die von dem Kolben verdrängte Luft durch den Kanal 27. Wenn
der Kolben die Öffnung 29 verdeckt, wird die verdrängte Luft komprimiert und beginnt
durch die Kanäle 21 und 2 auf die Fläche rg des Schiebers 16 und auf die Fläche
6 des Steuerorganes 3 zu wirken.
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Kurz vor Beendigung des Kolbenrückganges ist der Druck genügend hoch,
um ein allmähliches Anheben des die Ausströmung steuernden Schiebers und den Verschluß
der Öffnung 26 in der Weise, daß der Schieber 22 in die den Auslaß sperrende Stellung
gebracht wird, sowie die Abwärtsbewegung des Einströmschiebers zu bewirken.
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Sobald die Öffnung des Kanals 2 freigegeben ist, beginnt die Preßluft,
welche durch die Öffnung io eintritt, auf die Fläche 6 zu wirken, den Schieber nach
unten zu treiben und ihn dort festzuhalten.
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Die Einströmung erfolgt also schnell und vollständig. Sobald sie vor
sich geht, wirkt die Preßluft, welche durch den Kanal ei eindringt, auf die Fläche
ig und stellt das Gleichgewicht zwischen den auf den Schieber wirkenden Kräften
her. Dies hat zur Folge, daß die dem Druck der Preßluft entsprechende Öffnung der
Öffnungen 12, 13 und 14 freigegeben wird.
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Nun wiederholt sich der Arbeitsvorgang in derselben Weise von neuem.
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Die Vorteile des neuen Preßluftmotors bestehen vor allem darin, daß
die Füllung und Expansion sich selbsttätig in Abhängigkeit von der Druckhöhe der
Preßluft ändern und daß bei merklicher Verringerung der Belastung der Förderrinne
unter die Normallast der Kolben bereits im Kanal 2 eine Expansion der Preßluft und
eine Entspannung im Zylinder x hervorruft. In diesem Augenblick bewegt sich der
Schieber nach links und gibt die dem vorher offenen Kanal nächstgelegene der Öffnungen
12, 13 und 14 frei, da der auf die Fläche ig des Schiebers ausgeübte Druck der Preßluft
sich verringert. Hierdurch wird die Dauer der Füllung verkürzt und das Durchgehen
des Motors bei Ersparung von Betriebsstoff verhindert.