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Steuerung für Preßluftmotore Bei Preßluftmotoren mit hin und her gehendem
Kolben, wie Schüttelrutschenmotoren, Haspelmotoren usw., wie sie im Bergbau verwendet
werden, tritt eine Vereisung der Schieber und Schiebergehäuse sehr häufig auf. Gerade
bei sauber bearbeiteten Steuerorganen und besonders bei mit Muschelschiebern ausgerüsteten
Motoren tritt schon nach ganz kurzer Betriebsdauer eine derartige Vereisung auf,
daß die Motore stehenbleib.en. Auch nach dem Auftauen und der dabei bewirkten Wärmezufuhr
tritt die Vereisung sehr rasch wieder ein. Durch die Vereisung werden die Übertragungsgestänge
übermäßig beansprucht und werden im Betrieb unter Tage in empfindlicher Weise störende
Betriebspausen hervorgerufen.
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Nach der Erfindung wird die Vereisung der Schieber in einfacher Weise
beseitigt. Die Maßnahmen nach der Erfindung beruhen auf der Erkenntnis, daß die
Vereisung beseitigt werden kann, wenn drei Punkte beachtet werden. Zunächst muß
von der bekannten Einrichtung ausgegangen werden, wonach Einlaß und Auslaß so voneinander
getrennt angeordnet sind, daß der Einlaßschieber nicht gleichzeitig den Auslaß steuert.
Diesem Aufbau muß nach der Erfindung der Auspuffweg sodann in der Weise angepaßt
werden, daß dieser so kurz wie möglich wird; die Abluft muß durch den gesteuerten
Auslaß am Gehäuse geradlinig und unmittelbar ins Freie austreten, und drittens ist
für Wärmezufuhr an die der Vereisung ausgesetzten Stellen zu sorgen. Alle drei Punkte
können auf einfache Weise in die Praxis übergeführt werden, und zwar gleichgültig,
ob ihre Anwendung bei einseitig oder zweiseitig beaufschlagten Motoren erfolgt,
und gleichgültig, welchen Verwendungszweck und damit welchen Standort die Motore
in der Grube haben. Die Trennung von Einlaß und Auslaß wird in bekannter Weise so
durchgeführt, daß die beiden Luftströme durch zwei Schieber gesteuert werden, die
zwar mehr oder weniger zusammenhängen bzw. gemeinsam gesteuert werden, die aber
möglichst weit auseinander gelegt sind und je nur für einen Zweck arbeiten. Diese
Trennung ist bei Motoren mit einseitig und beiderseitig beaufschlagten Kolben anwendbar.
Nach der Erfindung wird dann der Auspuffweg dadurch gekürzt, daß lediglich die durchbrochene
Zylinder- oder Deckelwand abgeschlossen oder freigegeben wird. Für die Zuführung
von Wärme an den vom Auspuff bestrichenen Maschinenteil wird nach der Erfindung
auf die einfachste Weise dadurch gesorgt, daß der Auspuffbohrung eine offene, düsenartige
Haube vorgeschaltet wird. Die Haube wird so vor die Auspuffbohrung gesetzt, daß
die ausströmende Abluft-aus der warmen Umgebungsluft die entsprechenden Mengen ansaugt;
die im Vorbeistreichen die Umgebung der Auspuffbohrung erwärmen.
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Bei den Motoren der bisher gebräuchlichen Art wurde entweder Einlaß
und Auslaß über dieselbe Bohrung geleitet und von demselben
bzw.
einem einzigen Schieber bedient, oder die Ein- und Auslaßkätiäle mit den Steuerorganen
waren zwar in räumlicher Trennung voneinander angeordnet, die Führung der Abluft
erfolgte aber in mehrfacher Ablenkung ins Freie, so daß die bei der Expansion stark
erkaltete Luft eine Tiefkühlung der Schieberwandungen in weitgehendem Maße herbeiführte,
die zwangsweise eine weitere Wärmeabgabe, stärkere Abkühlung und schließlich Vereisung
mit sich brachte. In allen Fällen war also durch die Zusammenführung von Einlaß
und Auslaß im oder am Schieber oder durch mehrfache Ablenkung ein ständiger Wärmewechsel
am Scheberspiegel aufgetreten; durch den die warme Frischluft immer mehr heruntergekühlt
wurde, bis die' Eisbildung schließlich den Schieber überhaupt festsetzte. Außerdem
waren die Auspuffwege zu lang -und nicht geradlinig, so daß auch dadurch eine Verstärkung
der Herunterkühlung eintrat, die auch die Energie der Frischluft herabminderte.
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Bei der Verminderung der Spannung von Druckluft hat man schon vorgeschlagen,
durch Anwendung von Saugdüsen die von dem höheren Druck auf den niederen- Druck
sich ausdehnende Luft zum Ansaugen weiterer Luft auszunutzen und die neue Luft auf
den gleichen Enddruck zu bringen. Wie ersichtlich, hat dieses Problem aber nichts
mit dem hier in Frage stehenden Problem gemeinsam, dem Auspuff Düsen so vorzuschalten,
daß dadurch warme Umgebungsluft an den Auslaß herangesaugt und dieser erwärmt wird.
Die Verminderung der Vereisungsgefahr wird also auch hier noch weiter ausgebaut.
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Während also bisher durch den ständigen Wechsel zwischen Einlaß und
Auslaß über dasselbe Steuerorgan oder durch die mehrfache Ablenkung der Abluft die
Tiefkühlung der Luft und der Organe immer mehr gesteigert wurde, bis die Vereisung
eintrat, ermöglicht, aufbauend auf der räumlichen Trennung der Steuerorgane und
der Ein- und Auslässe, die unmittelbare und geradlinige Abführung der Abluft in
Verbindung mit dem Ansaugen warmer Umgebungsluft nach der Erfindung für Einlaß und
Auslaß gleichbleibende Verhältnisse und damit die Vermeidung der Vereisung.
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Abb. 1 bis 3 sind Längsschnitt, Grundriß und Stirnansicht eines einseitig
beaufschlagten Rutschenmotors mit einer nach der Erfindung ausgestalteten Steuerung.
Abb. 4 ist ein Teilschnitt durch die Zylinderdeckelwand und zeigt die Anordnung
eines Schiebers vor dem Auspuff. Abb. 5 und 6 sind Stirnansicht des Schieberkastens
und Längsschnitt durch den Zylinder eines doppelseitig beaufschlagten Motors, wie
er etwa für- Haspelantriebe verwendet wird. Abb.7 ist ein Teilschnitt durch die
Auspuff stelle.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i bis 4 arbeitet in dem Zylinder
io der Kolben ii in der bei einseitig beaufschlagten Schüttelrutschenmotoren üblichen
Weise. Es kann daher von der Kolbenstange 12 aus das Steuergestänge 13 mittels -der
Nocken 14 in üblicher Weise beeinflußt werden und die Übertragung mittels der Hebelschwinge
15 auf -die Schieber erfolgen. Am Ende der Hebelschwinge 15 sind die nach der Erfindung
getrennten Schieber angelenkt, und zwar am Gestänge 16 der Einlaßschieber 17 und
am Gestänge i8 der-Auslaßschieber i9. Der Einlaßschieber 17 arbeitet nur auf Abdecken
und Freigabe des Einlasses 2o, und die Preßluft' wird in üblicher Weise durch die
Zuleitung 21 dem Einlaß 2o_ zugeführt. Der Auslaßschieber ig kann an sich auch,
statt wie dargestellt, an einem Fortsatzgestänge des Einlaßschiebers 17 vorgesehen
werden und könnte auch, wiederum im Gegensatz zur Därstellung, an der Zylinder-
oder Deckelaußenseite angeordnet sein. Die auf der Innenseite des Zylinders getroffene
Anordnung des Auslaßschiebers ig hat aber den` Vorteil der- geschützten Anordnung
und des besserenWärmeaustausches. Wie ersichtlich, ist- als Auspufföffnung ein einfacher
Schlitz oder eine andere Durchbrechung 22 im Zylinderdeckel 26 vor-. gesehen, so
daß für den Auspuff der denkbar kürzeste Weg ins Freie gegeben ist, auf denn nur
ein geringer Wärmeübergang von der Abluft auf den Zylinderdeckel möglich wird. Der
Auslaßschieber ig bedarf keiner besonders genauen Bearbeitung, da er durch die Arbeitsluft
- bei geschlossenem Auspuff auf den Schieberspiegel 23 gedrückt wird und hier abdichtet.
Es genügt daher eine einfache Nuten- oder .Schwalbenschwänzführung 24 o. dgl. in
dem Boden 27 des Zylinderdeckels 26. - Die Zuführung von Wärme an die Auspuffstelle
des Motors wird durch Vorsatz der Düsenhaube 25 vor die Auspuffbohrung 22 bewirkt.
Der Auspuff saugt dadurch die warme Umgebungsluft zwischen dem Zylinderdeckel und
der hinteren Haubenkante an, so daß damit eine Wärmeabgabe von der angesaugten Umgebungsluft
an den Zylinderdeckel erzielt und die Eisbildung ebenfalls verhindert wird.
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Die Bedeutung der vorgeschilderten. Maßnahme -wird besonders - durch
den Umstand unterstrichen, daß die in den Gruben den Arbeitsmaschinen zugeführte
Preßluft nie frei
von Feuchtigkeit ist, die in den Arbeitsmaschinen
kondensiert und bei Eröffnung des Auspuffes an die Austrittsstelle gerissen wird.
Ferner liegen die Arbeitsmaschinen oft im Wetterstrom, so daß in Vereinigung mit
der bisher ebenfalls über denselben Schieber geführten Auspuffluft eine solche Herunterkühlung
des Schiebergehäuses stattfand, daß die Eisbildung und die dadurch bedingte Festsetzung
der Steuerorgane unvermeidlich war.
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Als ein Beispiel für die Anwendung des Erfindungsgegenstandes bei
doppelseitig beaufschlagten Motoren wurde ein Haspelmotor gewählt. Hier arbeitet
in dem Zylinder roa der Kolben z ra mit beiderseitiger Beaufschlagung. Die Kolbenstange
r2a ist hier mit der Kurbelwelle 28 verbunden, und von dieser aus wird die Steuerung
bewirkt. Die Steuerbewegung kann mittels der üblichen Kulissen 29 auf das Schiebergestänge.3o
übertragen werden und ist an sich nicht Gegenstand der Erfindung. Entsprechend der
Erfindung sind die beiden Zylinderseiten mit getrennten Schieberkästen oder Schieberspiegeln
34 3z ausgerüstet und die Schieber 17a, iga lediglich durch das Gestänge
30 verbunden. Die paarweise Zusammenschaltung der Einlaßschieber z7a und
der Auslaßschieber rga in getrennten Schieberkästen 31 bzw. offenen Schieberspiegeln
32 kann in der, vorbeschriebenen Weise erfolgen; es braucht nur die Zuführung des
Arbeitsmittels aus der Leitung 21a in die Schieberkästen3z in die Arme 2ib gegabelt
zu werden. Während die Einlaßöffnung 2oa durchaus im Rahmen des üblichen bleiben
kann, ist die Auspuffbohrung 22a wiederum nach dem Prinzip des kürzesten Auspuffweges
in der Zylinderwand angeordnet. Der Auspuffschieber iga ist auf dem außen vorgesehenen
Schieberspiege132 gleitend angeordnet und wird auf diesem durch die entsprechend
geschlitzte Platte 33 gehalten. Hierbei kann die Wand des Schieberspiegels gleich
die Wärmehaube bilden, oder es kann auch, wie vorher beschrieben, eine abnehmbare
Haube vorgesehen werden.