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Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Druckanlagen mit flüssigem
Druckmittel Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung für die Zuleitung des Druckmittels,
insbesondere von Druckluft, aus einem Druckmittelbehälter zu den Zylindern von Maschinen,
beispielsweise von Druckluftmaschinen oder von Verbrennungskraftmaschinen, zum Anlassen
derselben. Das Druckmittel wird in bekannter Weise einem Druckmittelspeicher mit
einem zwecks steter Druckhaltung dauernd wirkenden Druckmittelerzeuger entnommen,
in dessen Druckleitung beim Überschreiten eines gewissen Höchstdruckes ein Auslaßventil
selbsttätig geöffnet wird.
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Um zu erreichen, daß die Zuleitung des Druckmittels mit dem vorgeschriebenen
Höchstdruck erfolgt, ist die Einrichtung gemäß der Erfindung derart getroffen, daß
die selbsttätige Öffnung des Auslaßventils in der Druckleitung vom Erzeuger zum
Druckmittelbehälter gehemmt wird, solange das Druckmittel dem Druckmittelspeicher
entnommen wird, so daß der Druckmittelerzeuger nicht länger in die Atmosphäre arbeitet,
sondern den verlangten Druck im Druckmittelspeicher wiederherzustellen sucht. Diese
Wirkung ist nach der Erfindung dadurch erreicht, daß durch den Handsteuerhebel für
die nach den Zylinder der Maschine führende Treibmittelzuleitung die selbsttätige
Steuerung des Druckmittels zum Schließen des Auslaßventils in der Treibmitteldruckleitung
vom Erzeuger zum Druckbehälter freigegeben wird, bevor das Ventil in der Treibmittelzuleitung
vom Druckbehälter zur anzulassenden Maschine geöffnet wird.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht. Fig. i ist ein Längsschnitt nach Linie i-i der Fig. 3. Fig. 2 ist
ein senkrechter Ouerschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 3. Einige Teile sind der Deutlichkeit
halber fortgelassen. Fig. 3 ist ein Grundriß der Vorrichtung. Fig. q. ist ein senkrechter
Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem
Block mit mehreren Ventilen und drei Stutzen, von denen der eine, d, zum Anschließen
an den Druckluftspeicher, ein anderer, j2, zum Anschließen an die dauernd arbeitende
Luftfördermaschine und der dritte, da, zum Anschluß der Leitung zu den Zylindern
der Verbrennungskraftmaschine bestimmt sind.
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Der Druckluftbehälter, die Pumpe und die anzulassende Maschine sind
in der Zeichnung nicht veranschaulicht. Sie können von jeder beliebigen Konstruktion
sein.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Ventilblock a aus vier senkrecht
angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Teilen gebildet, die zu einem Ganzen
in der Weise vereinigt sind, daß einer der zylindrischen Teile seitlich der senkrechten
Mittelebene der übrigen Zylinder liegt. Dieser seitliche Teil des Ventilblocks erstreckt
sich, wie aus den Fig. i und 2 hervorgeht, nach unten über den übrigen Teil des
Blocks hinaus. Er ist mit einem Außengewinde
a1 versehen, mit dem
er in das Muttergewinde des Mundstücks des (nicht gezeichneten) Druckluftbehälters-eingeschraubt
werden kann. Dieser Seitenteil ist mit einer senkrecht verlaufenden Bohrung a2 versehen,
in deren oberem Teile sich ein Ventil b befindet, welches mit einem kegelstumpfartigen
Ventilsitz b1 zusammenwirkt, und zwar unter der Wirkung einer Feder b=, die sich
mit ihrem unteren Ende auf eine ringförmige Aussparung cl stützt. Die letztere ist
im oberen Ende des Rohrstutzens c vorgesehen, der in das untere Ende der Bohrung
a2 eingeschraubt ist.
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In dem Rohrstutzen c befindet sich ein Ventil c=, ein Ventilsitz c3
und eine Feder c4, welche im wesentlichen den vorhergenannten Teilen b, b1 und b2
entsprechen, die in der Bohrung a= angeordnet sind. Das untere Ende der Feder c4
stützt sich gegen einen ringförmigen Flansch dl, der an einer Schraubkappe d vorgesehen
ist, die in das untere Ende des Rohrstutzens c eingeschraubt ist. Ein abwärts gerichteter,
am oberen Ventil b vorgesehener Bolzen b3 stützt sich mit seinem unteren Ende gegen
die obere Stirnfläche des unteren Ventils c2, während ein auf dem oberen Ventil
b ruhender Bolzen b4 nach oben durch eine an den Hohlraum a= sich anschließende
Bohrung a3, durch eine Öffnung e und durch eine Stopfbüchse e1 hindurchgeführt ist
und sich schließlich gegen die Unterseite des Hebels f legt, welcher, wie später
erörtert wird, zwischen zwei aufrecht stehenden Backen oder Ansätzen e2 lagert,
die auf dem Ventilblock a angebracht sind. In der Wandung des Rohrstutzens c, gerade
unterhalb des Ventilsitzes c3, sind eine Reihe von Löchern cl angeordnet, die mit
dem Innern des Druckluftbehälters in Verbindung stehen, wenn der Ventilblock a in
den letzteren eingesetzt ist.
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Am oberen Ende des seitlichen Teiles des Ventilblocks oder nahe demselben
steht die Fortsetzung a- des Hohlraumes a2, wie in Fig. i strichpunktiert angedeutet
ist, mit dem Hohlraum hl eines seitlichen Rohrstutzens 1z des Ventilblocks in Verbindung.
Der Stutzen h ist mit Außengewinde versehen, damit leicht eine Leitung angeschlossen
werden kann.
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Unterhalb der Schulter oder des Ventilsitzes b1 mündet ein kleiner,
schräg abwärts geneigter Kanal i, welcher durch den Ventilblock hindurchgeht und
mit seinem oberen Ende in einer senkrechten zylindrischen Bohrung il mündet, die
in demjenigen zylindrischen Teil des Ventilblocks vorgesehen ist, «-elche der Kammer
a2 (Fig. a) am nächsten liegt. Das obere Ende der Bohrung il hat Innengewinde und
nimmt einen Schraubstöpsel i2 auf, der ausgebohrt ist und das eine Ende einer Feder
i3 umfaßt, deren anderes Ende gegen ein Ventil anliegt. Die Feder ist bestrebt,
das Ventil auf dem Ventilsitz i' niederzudrücken, der durch eine kegelstumpfartige
Schulter der Bohrung il gebildet wird. Die Bohrung steht unterhalb des Ventilsitzes
mit einem waagerecht liegenden Kanal j in Verbindung, der sich der Länge nach durch
den Ventilblock a erstreckt.
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In der Bohrung k1 des zylindrischen Teiles k des Ventilblocks sind
Teile k2, k3, k4 und hl vorgesehen, die genau den vorher erwähnten Teilen il bis
il entsprechen. Wie bei der Bohrung il steht auch das untere Ende der Bohrung k1
unterhalb des Ventilsitzes h' mit dem waagerechten Kanal j in Verbindung. Die Bohrung
k1 hat ferner durch einen aufwärts geneigten Kanal Z mit einer Kammer in Verbindung,
die verhältnismäßig großen Durchmesser hat und mit Gewinde versehen ist. Sie bildet
den äußersten zylindrischen Teil des Ventilblocks.
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Unterhalb der Stelle, an der der Kanal l in die Kammer na mündet,
ist in dieser ein ringförmiges Auflager für eine elastische Membran ml vorgesehen,
die mittels der Ringscheiben x, n1 gegen ihr Auflager gepreßt wird. Die Ringscheiben
werden vor dem Einsetzen des Schraubstöpsels o in die Kammer in eingesetzt. Die
letztere hat unterhalb des Auflagers der Membran ml einen engeren Teil m2. Dieser
nimmt einen stufenförmig abgesetzten Kolben p auf, dessen stärkster Teil sich eng
an die Wandung der Bohrung vt2 anlegt und durch eine den abgesetzten Teil des Kolbens
umgebende Feder p1 aufwärts gegen die untere Fläche der Membran ml gedrückt wird.
Der unterste und dünnste Teil des Kolbens paßt genau in einen Fortsatz art-' der
Ausbohrung m, m= hinein und trägt an seinem unteren Ende einen Stift p=, der sich
durch eine Öffnung m4 (Fig. ¢) nach unten erstreckt. Die letztere mündet in eine
mit Innengewinde versehene Ausdrehung m', die sich im unteren Ende des Ventilblocks
a befindet.
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In die Ausdrehung m' ist ein Stöpsel r eingeschraubt, der in axialer
Richtung ausgebohrt ist. Die Ausbohrung enthält eine Feder r1, die eine Ventilkugel
s gegen den unteren Rand der Öffnung nt' drückt, der den Ventilsitz bildet.
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Der freie Raum der Ausdrehung m', der nicht vom Stöpsel r eingenommen
wird, steht durch einen aufwärts geneigten Kanal j1 mit dem inneren Ende der Längsbohrung
j des Ventilblocks in Verbindung, deren äußeres Ende j2 Innengewinde zum bequemen
Anschluß eines Kompressors besitzt.
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Wie aus Fig. q. ersichtlich, ist im Ventilblock ein kurzer Querkanal
t vorhanden, der die Verbindung des Inneren des Teiles ail der Kammer m, m2 mit
der Atmosphäre herstellt.
Der O_uerkanal t befindet sich zwischen
dem unteren Ende des Kolbens p und der durch das Kugelventil verschließbaren Öffnung
m4.
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Der offene Schraubstöpsel o ist gemäß Fig. i mit seinem unteren Ende
in das obere Ende der Kammer in eingeschraubt und mit einem senkrechten rohrförmigen
Ansatz o1 versehen, in dem ein Ventilkörper o= untergebracht ist, der sich auf eine
kegelstumpfförmige Ringschulter o' am unteren Ende der Höhlung des Ansatzes aufsetzt.
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In dem rohrförmigen Ansatz ist lose ein Kolben 7t vorgesehen, dessen
Stange u' sich aufwärts durch den Ansatz hindurch erstreckt und mit freiem Spiel
durch das Ende einer Kappe v ragt, die verschiebbar auf dem Ansatz o1 angeordnet
ist. Das Ende der Kolbenstange trägt eine Schraubenmutter 1t=. Eine Schraubenfeder
izz" ist um die Kolbenstange itl herumgelegt und stützt sich mit ihren Enden gegen
den Kolben und gegen die Decke der Kappe v. Dadurch wird der Kolben it in Berührung
mit dein oberen Ende des Ventils o' erhalten und das letztere auf seinen Sitz o'
niedergedrückt.
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Im oberen Ende der Wand der rohrförmigen Kappe v sind Öffnungen v1
vorgesehen und am unteren Ende der Wand zwei parallele ringförmige Rippen v' angebracht,
die etwas voneinander entfernt sind, so daß sie eine Furche v- bilden, in welche
ein Zapfen f11 eingreift, der an dem einen Ende des vorher erwähnten Hebels f vorgesehen
ist.
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Wie bereits erwähnt, steht der Hebel f in Berührung mit dem oberen
Ende des Bolzens b4, der die Ventile b und c' beeinflußt und zwischen den aufrechten
Wangen e' angeordnet ist, die sich auf dem oberen Ende des Seitenteiles des Ventilblocks
a befinden. Fig. i und 3 lassen die Art der Anordnung dieser Teile erkennen. Man
sieht aus diesen Darstellungen, daß der Hebel im wesentlichen die Form eines T hat,
dessen Ouerbalken sich nahe dem einen Ende gegen den Bolzen b4 und nahe dem anderen
Ende unter Vermittlung des Zapfens f1 gegen die hiilsenförmige Kappe v anlegt.
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Ein Drehbolzen f' ist durch die `Fangen e' und den Hebel f hindurchgeführt.
Ein abwärts gerichteter Arm f', der etwa in der Mitte zwischen dem Drehbolzen
und dem Zapfen f1 vom Arm f ausgeht, endet seitlich, ungefähr in gleicher Höhe mit
dem Stöpsel r, der in den untersten Teil des Ventilblocks geschraubt ist.
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Ein mit dem Ventilblock fest verbundener Arm j erstreckt sich in der
Längsrichtung des Blocks auswärts und trägt ein Auge g1, durch das ein Bowdenzug
hindurchfährt. Der äußere Teil g= des Bowdenzuges ist am Auge und der innenliegende
Draht g3 am unteren Ende des Armes f 3 des Hebels f befestigt. Natürlich
ist das andere Ende des Drahtes des Bowdenzuges zu einem an geeigneter Stelle liegenden
Handgriff geführt, so daß er leicht bedient werden kann.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der Ventilblock a
wird mit dem Gewindeteil a1 in dem Mundstück des Druckluftbehälters festgeschraubt,
nachdem die Rohrstutzen c, d in denselben eingeführt sind, so daß der Luftraum
des Behälters durch die Öffnungen c' und d' mit dem Inneren der Rohrstutzen in Verbindung
steht. Luft kann aus dem Behälter nicht austreten, weil das Ventil c' durch die
Feder c4 auf seinen Sitz c` gedrückt wird.
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Eine von einem Luftkompressor oder einer ähnlichen Einrichtung ausgehende
Leitung wird an das Mundstück j= des Kanals j angeschlossen, und eine weitere
Leitung, die vom Stutzen h. ausgeht, führt beispielsweise zu der anzulassenden Maschine.
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Angenommen, daß der im Behälter zu haltende Druck 3o Atm. beträgt,
dann wird das Ventil k4 durch die Feder k° bis zu diesem Drucke belastet, während
das Ventil i4 nur leicht belastet ist. Das oberhalb der Membran ist" liegende Ventil
o' ist mit einem Druck von etwa 3 Atm. belastet, «nährend die Drucke der Federn
p1 und r1, die das Kugelventil auf seinen Sitz zu drücken suchen, zusammen etwa
2 Atm. betragen.
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Von der Pumpe oder dem Kompressor tritt Druckluft bei j' in den Ventilblock
ein und gelangt durch den Kanal j, die Bohrung il, den geneigt liegenden Kanal i,
die Ausbohrung a' und durch die Öffnungen c° in den Behälter. Dabei hebt die Druckluft
die Ventile i4 und c' von ihren Sitzen ab entgegen der Wirkung der Federn i' und
c'1.
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Wenn der Druck der Luft im Behälter 3o Atm. überschreitet, hebt ein
Teil der in den Kanal j tretenden Luft das Ventil k4 leicht an und entweicht durch
den geneigt liegenden Kanal L in die Kammer m oberhalb der Membran in', wo
sie sich sammelt, bis ein Druck von etwas über 2 Atm. erreicht ist. Dieser Druck
genügt nicht, um das Ventil o' zu heben; er genügt aber, um 'die Membran, den Kolben
p und das Kugelventil s gegen den Druck der Federn p1 und y1 herabzudrücken, wodurch
der Kanal j durch die Bohrungen j1, syt4 und na' und durch die seitliche Öffnung
t
mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird. Die Pumpe oder der Kompressor
fördert also nach der Atmosphäre, während die im Raume in befindliche Luft zwischen
der Membran ml und den Ventilen o' und k4 eingeschlossen ist.
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Die im Behälter befindliche Luft wird an einem Entweichen durch die
Ventile c2, b und i4
verhindert, die hintereinander angeordnet
sind, so daß auch beim Undichtwerden eines Ventils die übrigen das Entweichen der
Luft verhindern.
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Wenn Druckluft des Behälters zum Ingangsetzen einer Maschine benutzt
werden soll, so wird der Hebel f, f3 in folgender Weise zur Wirkung gebracht.
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Auf den Bowdenzug g3 wird ein Zug ausgeübt, der den Hebelarm f 3 nach
dem Auge g1 hin um den Drehzapfen f 2 schwingen läßt. Die Bewegung des Hebels bewirkt
während ihres ersten Teiles eine Aufwärtsbewegung des Zapfens f 1 (Fig. 3), der
am Hebel angebracht ist und infolgedessen die Kappe v gegenüber dem rohrförmigen
Ansatz o1 des Stöpsels o und gegenüber der Stange a41 des Kolbens ic hebt. Der Federdruck
auf den letzteren wird dadurch auf unter z Atm. verringert, und die in der Kammer
in unter dem Ventil o2 eingeschlossene Luft ist jetzt imstande, das Ventil o2 zu
heben und strömt frei um den Kolben u herum durch die Öffnungen v1 der Kappe v ins
Freie.
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Das Kugelventil s wird dann durch die Feder r1 unmittelbar auf seinen
Sitz gedrückt, und die Feder p1 bringt den Kolben p und die Membran ml in ihre ursprüngliche
Lage zurück.
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Die weitere Schwingung des Hebels ,f be-,virkt eine Abwärtsbewegung
des Bolzens b4, der seinerseits das Ventil b von seinem Sitze b1 und mittels des
Bolzens b3 das Ventil c2 von seinem Sitze c3 abhebt. Der Innenraum des Behälters
wird dadurch mit dem Hohlraum k1 des Rohrstutzens la unter Vermittlung der Ausbohrung
a3 und zugleich mit der Anlaßv orrichtung in Verbindung gesetzt.
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Wie ersichtlich, setzt die Schließung des Kugelventils s wiederum
die Pumpe oder den Kompressor mit dem Behälter in Verbindung, so daß, wenn aus dem
letzteren Druckluft zur Anlaßvorrichtung entnommen wird, der in dein Behälter herrschende
Druck durch die Pumpe aufrechterhalten wird.
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Wenn kein Bedarf an Druckluft mehr vorhanden ist, gibt man den Hebel
f3, f wieder frei. Die Kappe v und die Ventile b und c2 kehren dann
in ihre ursprüngliche Lage 'zurück. Die Federn b2 und c4 dieser Ventile sind genügend
kräftig, um den Hebel f unter Vermittlung des Zapfens f l die Kappe
v
niederdrücken zu lassen, und zwar gegen die Wirkung der Feder w, die wieder
zusammengedrückt werden muß. Die Pumpe oder der Kompressor fahren fort, Luft in
den Behälter zu pressen, bis der Druck in demselben wieder den Höchstwert überschreitet
und das Ventil s gezwungen wird, die Pumpe oder den Kompressor mit der Atmosphäre
in Verbindung zu setzen.
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Es ist festgestellt worden, daß eine geringe und kurz dauernde Bewegung
des Hebels f genügt, um die über der Membran nLl eingeschlossene Luft ohne wesentliche
Öffnung der Auslaßventile c und c2 freizulassen, so daß der Druck in dem Behälter
innerhalb sehr geringer Schwankungen unveränderlich gehalten werden kann.