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Absperrvorrichtung für Wassersäulenmaschinen Wasserabsperrvorrichtungen
für Wassermotoren durch Antrieb von Schaltwerken mittels der hin und her gehenden
Kolben sind bekannt. Ihr Nachteil besteht darin, daß das Absperrorgan durch die
Antriebsvorrichtung während seines Betriebsganges nur bis zu seiner Schließstellung
gebracht werden kann. Bei zunehmender Undichtigkeit des Organs besteht die Möglichkeit,
daß das weiterfließende Treibmittel den Motor in Tätigkeit hält und somit die Antriebsvorrichtung
bzw. das Schaltwerk zerstört wird.
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Hauptzweck der Erfindung ist die Ausschaltung jeglicher Möglichkeit,
eine Zerstörung des Schaltwerkes bzw. der Einzelteile der Sperrvorrichtung durch
eintretende Undichtigkeiten der Dichtflächen herbeizuführen, ferner die Wasserzirkulierung
automatisch mittels seines eigenen Druckes zu drosseln.
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Zur Drosselung wird hierbei zweckmäßig ein in der Wasserkammer lagerndes
Zahnradgetriebe in Verbindung. mit einem Drehschieber und anschließender Schnellschlußvorrichtung
gebracht, das von den Hubbewegungen des Motors in Tätigkeit gesetzt wird. Bei einer
bestimmten Umdrehung des Schiebers soll dann die Durchlaßöffnung des Treibmittels
gedrosselt und infolge der in der Wasserkammer eintretenden Drucksteigerung eine
Schnellschlußvorrichtung automatisch in Tätigkeit gesetzt werden, was durch Überleiten
des Druckes auf diese geschieht. Lassen z. B. bei natürlichem Verschleiß die Dichtflächen
der Schnellschlußvorrichtung nach, so daß genügend Wasser zum Antrieb des Motors
zirkulieren kann, dann tritt automatisch die Sperrwirkung des Drehschiebers infolge
Weiterverengung der Durchflußöffnung in Tätigkeit. Sollte auch diese Dichtigkeit
mit der Zeit nachlassen, dann befreit sich der Motor ganz automatisch von seiner
Betriebsdrosselung, und das Spiel kann von neuem beginnen. Eine Zerstörung der Konstruktionsteile
kann nicht eintreten, lediglich die Sperrwirkung tritt außer Kraft. Ferner besteht
bei der Erfindung gegenüber der bekannten Vorrichtung der Vorteil, daß das Übersetzungsgetriebe,
in direkter Verbindung mit der Sperrvorrichtung verbunden, gemeinsam in der Wasserkammer
verkapselt und vor Zerstörungen durch äußere Eingriffe geschützt ist.
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Das Absperrorgan wird zweckmäßig an dem Abflußstutzen des Motors angebracht,
da das Treibmittel zuerst auf den Drehschieber. und anschließend auf die Schnellschlußvorrichtung
wirkt, die in Verbind,zng mit der Ausflußöffnung des Treibmittels steht. Selbstverständlich
besteht auch die Möglichkeit, durch Umgruppierung der Stutzenein- und -auslässe
das Absperrorgan so anzuordnen, daß es an dem Motareinlaßstutzen angebracht werden
kann. Bei dieser Anordnung fällt dann zweckmäßig die Schnellschlußvorrichtung fort,
da der Drehschieber die Sperraufgabe zufriedenstellend lösen wird.
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In Abb. z ist das Absperrorgan im Querschnitt dargestellt. Es besteht
aus dem
Hauptantriehsrad d, dem auf gleicher Achse sitzendem Ritzel
b, dem Drehschieber c und dem am Rande des Schiebers befindlichen Zahnkranz
d, der Gehäusekappe e, dem Kapseldeckel f und der innenliegenden Schieberfläche
lt, den Einlaß- g und Austrittsstutzen r, ferner der an der Außenseite des
Deckels befindlichen Schnellschlußvorrichtung, die aus einem in einem Gehäuse in,
inl lagernden Gleitkolben l besteht.
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In Abb.2 ist die Gehäusekappe e in der Richtung A-B der Abb. i durchschnitten;
das Rad b ist fortgelassen. Der Drehschieber c mit seinem Zahnkranz d hat in seiner
Wandfläche Ausschnitte o, die von den Verbindungsstegen p und p, unterbrochen sind.
Es zeigt sich, daß die Stege p kürzer sind als der Steg p1, worauf später zurückgekommen
Wird. Ferner sind zwei Löcher q und q, angebracht und auf der an der-Schieberfläche
h liegenden Seite die Kanäle r, r, eingegossen.
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In Abb. 3 ist der Gehäusedeckel f in der Ansicht C-D der Abb. i dargestellt.
Auf der Schiebergleitfläche lt sind die Löcher s, s, bis zu dem Gehäuse in,
na, durchbohrt; ferner sind die Kanäle t, t, eingegossen, die mit dem Loch
tc und dem Abflußstutzen i in Verbindung stehen. Die Öffnung v und der Stutzen i
werden durch den Kanal w verbunden und durch die Schnellschlußvorrichtung Z unterbrochen:
In Abb. q. ist die Schieberfläche h und das Kolbengehäuse m, m, in Richtung I-K
(Abb.3) durchschnitten dargestellt. Neben der Lagerung des Kolbens l in dem Gehäuse
sollen die durchgehenden Öffnungen s, s, besser dargestellt werden.
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Abb. 5 stellt einen Querschnitt des Drehschiebers c in Schnittrichtung
G-H der Abb. 6 dar. Hierbei sind die durchgehende öffnung o und die in der Schieberfläche
eingelassenen Kanäle r, r, gut erkennbar.
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Abb.6 zeigt eine Ansicht der Stirnfläche des Drehschiebers c. In dieser
Ansicht sind die Teile p, p1 sowie die Kanäle r, r, deutlich erkennbar.
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Abb.7 stellt die Dreikantausbildung des Steges p dar, der mit der
Spitze nach unten auf der Stirnfläche .des Dekels h gleitet.
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Abb. 8 und 9 stellen die- Gesamtanordnung der Absperrvorrichtung und
des Schaltwerks mit dem Motor dar. Die Absperrvorrichtung e, f wird mit dem
Stutzen g an das Ventilgehäuse des Motors angeschraubt, während die Klinkenvorrichtung
x mit der Kolbenverbindungsstange y für die beiden Kolben i, 2 fest verbunden ist.
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Der Betriebsgang geht wie folgt vor sich. Das Druckmittel tritt aus
dem Motorgehäuse zum Abfluß in die Absperrvorrichtung durch den Stutzen g ein. Durch
die Kolbenbewegungen des Motors erfolgt mittels der Klinke x der Antrieb des Hauptzahnrades
a von links nach rechts (Abb. 9). Das Druckmittel tritt in die Kapsel e ein, fließt
dureh die Öffnungen o und v, dann durch den Kanal w und gelangt zwischen dem Kolben
l durch den Stutzen i ins Freie. Durch die Hinundherbewegungen der Motorkolben i
und 2 (Abb. 9) wird das Hauptantriebsrad a von der Klinke x um eine bestimmte Länge
vorgerückt. Diese Drehbewegung wirkt sich auf das Ritzel b, dann fortpflanzend auf
den Drehschieber c aus. Der Drehschieber macht also die Runde in Pfeilrichtung (Abb.2).
Die Öffnung v wird von den Verbindungsstegen p nicht bedeckt, weil diese in Dreiecksform
(Abb. 7), also mit der Spitze nach unten, ausgebildet sind. Ist nun der Drehschieber
so weit gewandert, daß der Steg p, anfängt, die Öffnung v zu überdecken, so findet
eine allmähliche Drosselung der Öffnung v statt. Je kleiner nun die Öffnung v, desto
größer wird der Druck in der Wasserkammer e. Die Touren des Motors werden langsamer,
je mehr die Verengung der Öffnung v fortschreitet. Sind die Touren des Motors ganz
langsam geworden, dann tritt die Öffnung q, des Drehschiebers c mit der Öffnung
s, der Deckelschieberfläche h in Verbindung. Gleichzeitig wird der Kanal r mit der
Öffnung s und dem Kanal t in Verbindung gesetzt. Der in dem Gehäuse e sich steigernde
Druck des Treibmittels stezt sich nun durch die Öffnungen q, und s, und die Kolbenkammer
m, auf die Kolbenstirnseite fort (Abb. q.). Der Kolbenschieber l hält den Flächendruck
nicht aus und wird von rechts nach links geschleudert. Hierbei kann aus der Kammerseite
m Luft oder Wasser entweichen, sie wird durch die Öffnung s, die Kanäle
r und t und die Öffnung u ins Freie geleitet. Der Kolben Z kann ungehindert
seinen Weg nehmen; der Äbflußkanal w wird vollständig geschlossen und der Motor
endgültig zum Stillstand gebracht. Sind bei- längerem Gebrauch die Dichtflächen
des Kolbens L geschwächt, so daß also das Treibmittel genügend Durchlaß hat, um
den Motor, wenn auch langsam, in Tätigkeit zu setzen, dann tritt selbsttätig die
Absperrwirkung des Drehschiebers c in Tätigkeit. Der Steg p, deckt langsam die Öffnung
v zu, und zwar so weit, bis die genügende Menge Wasser fehlt, um den Motor an seinem
Fortbewegen zu hindern. Sollte die gegenseitige Abdichtung der Stirnseitendichtflächen
des Drehschiebers c und Deckels k mit der Zeit versagen, so daß genügend Wasser
zum Antrieb des Motors durch die Öffnungen o und die Dichtflächen nach dem Kanal
w entweichen kann, dann werden die Hubbewegungen langsam so lange fortgesetzt, bis
die Öffnung
v auf der anderen Seite des Steges p, wieder
zum Vorschein kommt. Die Tourenzahl des Motors wächst dann mit der fortschreitenden
Öffnung des Durchganges v. Bei dieser Arbeitsweise beginnt dann das Spiel von neuem,
ohne Gefahr zu laufen, daß die Betriebsteile zerstört werden.
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Bei der beschriebenen Betriebsweise wird bei Stillstand des Motors
das Hauptantriebsrad a von Hand so lange einige Male nach links gedreht, also in
Richtung der vorschiebenden Klinke x (Abb. 9), bis der Steg p, des Drehschiebers
c die Öffnung v wieder freigegeben hat. Die Freilegung der Öffnung v zeigt sich
dann durch die langsam anfangenden Hubbewegungen des Motors. Bei dieser Drehung
von Hand findet dann folgender Vorgang im Inneren der Sperrvorrichtung statt: Die
Löcher q und s decken sich, Kanal r, verbindet Kanal t, und Loch s1. Der Wasserdruck
tritt dann durch q und s in die Kammer in und treibt den Kolben L von links
nach rechts. Der Inhalt der Kammer in, entweicht dann durch die Öffnung s" Kanal
r1 und Kanal t, ins Freie. Der Durchgang des Treibmittels durch den Kanal w wird
durch die jetzige Kolbenstellung dann nicht mehr gehindert.