DE543656C - Wasserkraftmaschine mit drehbarem Steuerventil und zwei nebeneinander angeordneten gegenlaeufigen Kolben, deren jeder mit einem Luftpumpenkolben gekuppelt ist - Google Patents

Description

• Wasserkraftmaschine mit drehbarem Steuerventil und zwei nebeneinander angeordneten . gegenläufigen Kolben, deren jeder mit einem Luftpumpenkolben gekuppelt ist Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Umschaltung für Wasserkraftmaschinen, insbesondere zu verwenden bei Wasserkraftmaschinen, die mit Luftpumpen zusammen eine Maschineneinheit bilden, z. B. bei Durchlüftungsvorrichtungen für Aquarien. Bei diesen Vorrichtungen sind die Kolben der Wasserkraftmaschinen und der Luftpumpen unmittelbar miteinander gekuppelt und arbeiten beiderseitig, oder es sind zwei Paar einseitig arbeitende Kolben gegenläufig angeordnet. Die Überwindung des hierbei vorhandenen toten Punktes geschah bisher hauptsächlich durch Anspannen einer Feder und durch Einschaltung des Druckwassers, um am Endpunkte des Kolbenweges die Ventile zu wenden. Hierbei bestehen Nachteile, wie z. B. Rosten und Brechen der Feder und insbesondere das nicht oder nur durch besondere Vorrichtungen zu beseitigende Geräusch der Umschaltung im ersten Falle und die vermehrten leicht undicht werdenden Kolben im zweiten Falle.
• Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die Zylinder nebeneinander angeordnet und die gegenläufigen Kolben durch Pleuelstangen und einen zweiarmigen Hebel miteinander verbunden, der so gelagert ist, daß sein Drehpunkt und damit seipe Armlängen wechseln, so daß die Kolben den Leerlaufsweg schneller zurücklegen als den Arbeitsweg und dadurch eine Zeitlang gleichzeitig arbeiten. Außerdem wird die Bewegung des Hebels zur Steuerung des Ventils benutzt, und es sind somit keine weiteren Vorkehrungen, weder Feder noch sonstiges, zur Steuerung erforderlich. Auch hat das gleichzeitige Arbeiten der Kolben den Vorteil, daß ein ununterbrochener Luftstrom erzeugt werden kann. Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand z. B. in einer Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i die Wasserkraftmaschine von vorn gesehen, Abb. 2 die Wasserkraftmaschine von der Seite gesehen, Abb.3 den unteren Teil der Wasserkraftmaschine von hinten gesehen, Abb.4 die Innenseite der beiden Ventilhälften, Abb. 5, 6 und 7 je ein Schema zur Erklärung der Arbeitsweise.
• Abb. 8 bis i i zeigen, welche Wege das Druckwasser und die verdichtete Luft bei verschiedenen Stellungen des Steuerventils nehmen.
• An dem Gestell a sind die Zylinder b-b' der Wasserkraftmaschine starr und die Zylinder c-c' der Luftpumpe abnehmbar befestigt. Die Kolben d-d' der Wasserkraftmaschine sind mit den Kolben e-e' der Luftpumpe durch die Stangen f-f' fest verbunden. Beide Kolbenpaare sind durch die Pleuelstangen g-g' mit den Endpunkten des Steuerhebels h gelenkig verbunden. Dieser Steuerhebel h ist in seinem Schlitz i durch die Schraube k verschiebbar gelagert. Die Verschiebung selbst wird beeinflußt von den, Rollen 1-l', die am Steuerhebel h befestigt sind und an den Innenflächen der Segmente yrt-zn' des Gestells rx spielen. Das Steuerventil besteht aus dem Ansatz n des Gestells a und dem drehbaren, durch die Feder o angepreßten Deckel p. Dieser Deckel p besitzt die beiden Stifte q-q', und es ist das ganze Ventil so angeordnet, daß diese Stifte bei der Hinundherbewegung des Steuerhebels h von dessen Ansätzen r-r' entsprechend mitbewegt werden. Die Verschraubung s dient zum Anschluß der Druckwasserleitung und das Rohr t zum Anschluß der Abflußleitung. Aus dem Rohr ?a strömt die erzeugte Druckluft. v sind die Leitungsrohre, die das Steuerventil mit den einzelnen Stellen verbinden.
• Zwecks Benutzung wird die Vorrichtung gemäß der Erfindung über einem Absperr-und Regulierventil mit der Wasserleitung verbunden, Die Wirkungsweise ist folgende: In der Ausgangsstellung entsprechend den Abb. i und a und entsprechend der Ventilstellung des Schemas (Abb. 5 und 8) fließt das Druckwasser von s zur Ventilöffnung i und durch die Vertiefung I des Ventildeckels in die Ventilöffnung ? zu dem Zylinder b'. Dadurch bewegen sich die Kolben d' und e' nach oben, und es drückt der letztere den Luftinhalt des Zylinders c' zur Ventilöffnung 6 durch die Vertiefung III des Ventildeckels p in die Ventilöffnung 5 zum Anschlußrohr at.
• Gleichzeitig bewegt sich durch die beschriebene mechanische Verbindung das Kolbenpaar d-e nach unten. Das im Zylinder b befindliche Wasser fließt zur Ventilöffnung 3 durch die Vertiefung II des Ventildeckels in die Ventilöffnung 4 zum Abfluß t. Der Kolben e saugt durch die Ventilöffnung 7, welche durch die Vertiefung IV des Ventildeckels mit der freien Ventilöffnung 8 verbunden ist, neue Luft in den Zylinder c.
• Bei diesem Vorgang geht das rücklaufende Kolbenpaar d-e vom obersten bis zum untersten Endpunkt, weil es mit dem längeren Arm des Steuerhebels k verbunden ist: Während dies geschieht, legt das Kolbenpaar d'-e" nur eine Teilstrecke seines Maximalhubes zurück, weil es mit dem kürzeren Arm des Hebels h verbunden ist. Der Drehpunkt des Hebels lt wird trotz des Schlitzes i und entgegen dem Zug des Kolbenpaares d'-e' bei der zweiten Hälfte der Bewegung nicht verändert, da die Rolle Z' über die Innenseite des Segmentes m.' läuft. Nach Beendigung des bisher beschriebenen Vorganges jedoch, also wenn das Kolbenpaar d-e unten angekommen ist, gleitet die Rolle l' vom Segment in' ab. Dadurch wird der bisherige Drehpunkt des Hebels h verschoben, das Kolbenpaar d-e bleibt stehen, und es wird durch die Weiterbewegung des Kolbenpaares d'-e' der Hebel lt in seinen Längsrichtung bewegt. Von dem Ansatz y wird dann der Stift q mitgenommen und der Ventildeckel p bewegt, und es entsteht die Ventilstellung nach den Abb. 6 und io.
• Nun tritt das Druckwasser aus der Ventilöffnung i (Abb. io) auch durch die Vertiefung II des Ventildeckels in die Ventilöffnung 3, die zum Zylinder b führt, so daß das Kolbenpaar d-e auch arbeitet, also sich nach oben bewegt, und es wird der Luftinhalt des Zylinders c zur Ventilöffnung 7 durch die Vertiefung IV des Ventildeckels auch in die Ventilöffnung 5 zum Anschlußrohr u gedrückt.
• Bei diesem gleichzeitigen Arbeiten der beiden Kolbenpaare bewegt sich der Hebel h ebenfalls in seiner Längsrichtung, und es entsteht durch die Weiterbewegung des Ventildeckels p die Stellung des Ventils nach Abb. 7, während das Kolbenpaar d'-e' seinen obersten Endpunkt erreicht.
• Die letzte Ventilbewegung verändert die zuletzt beschriebene Strömung nicht, welche der Bewegung des Kolbenpaares d-e entspricht. Das Kolbenpaar wird weiter nach oben bewegt. Der Hebel h dreht sich in seinem anderseitigen Drehpunkt, und das Kolbenpaar d'-c' bewegt sich nach unten. Das im Zylinder b' (Abb. i i) befindliche Wasser fließt zur Ventilöffnung -9 durch die Vertiefung I des Ventildeckels in die Ventilöffnung a.' zum Abflußrohr t. Der Kolben e' saugt durch die Ventilöffnung 6, welche durch die Vertiefung III des Ventildeckels mit der freien Ventilöffnung 8' verbunden ist, neue Luft in den Zylinder c'.
• Dies ist der zuerst beschriebene Vorgang, wonach dann die entgegengesetzte Wendung des Ventils erfolgt und die Ausgangsstellung erreicht ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wasserkraftmaschine mit drehbarem Steuerventil und zwei nebeneinander angeordneten gegenläufigen Kolben, deren jeder mit einem Luftpumpenkolben gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (e und e') durch Pleuelstangen (ä und g') und einen zweiarmigen Hebel (h) miteinander verbunden sind, welcher in der Mitte einen zu seiner Lagerung dienenden Schlitz (i) aufweist und dessen Arme Rollen (l und l') tragen, die über feste Segmente (na und m') spielen, so daß sein Drehpunkt während des Betriebes hin und her, verschoben wird, und daß der Hebel (h) zwei seitliche Ansätze (r und r') besitzt, welche zwei Stifte (q und q') des Ventildeckels (p) mitbewegen, und daß die Ventilöffnungen (i, a, 3, 4, Y, 5, 6, 7. 8> 8') und die Vertiefungen (I, II, III, IV) des Ventildeckels (p) so angeordnet sind, daß der Wechsel von Zu- und Abfluß für je zu zweien hintereinander angeordneten Zylindern (b, c, b', c') der Wasserkraftmaschine und der Luftpumpe selbsttätig nacheinander erfolgt, so daß hierdurch und durch den schnelleren Rücklauf des jeweilig leer laufenden Kolbens infolge der Verbindung mit dem längeren Hebelarm ein ununterbrochener Betrieb stattfindet.