-
. Vielzylindriger Druckluftmotor, insbesondere für Bootsantrieb Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für vielzylindrige Drucklufttnotoren,
die vorzugsweise zum Antrieb von Booten, insbesondere im Zusammenhang mit Dieseldruckluftmaschinen,
bestimmt sind, und hat eine Anordnung einer derartigen Steuervorrichtung zum Gegenstand,
durch welche eine möglichst gedrängte Bauart solcher Motoren bei hohem Wirkungsgrad
und großer Betriebssicherheit ermöglicht wird.
-
Druckluftmotoren mit mehreren Reihen sternförmig angeordneter, auf
eine gemeinsame Kurbelwelle arbeitender und von einer gemeinsamen Steuervorrichtung
gesteuerter Arbeitszylinder sind bereits bekannt. Es sind auch bereits Steuervorrichtungen
für Kolbenmaschinen bekanntgeworden, die aus in bezug zueinander bewegten, mit entsprechenden
Steueröffnungen versehenen umlaufenden Hohlschiebern bestehen. Diese Steuervorrichtungen
haben aber einen sehr großen Raumbedarf und erfordern vor allem eine sehr große
Baulänge und große zylindrische Umfangsflächen der Steuerglieder zur Unterbringung
der Steueröffnung, so daß sie für vielzylindrige Maschinen nicht geeignet sind,
da sie eine gedrängte Bauweise von vornherein ausschließen.
-
Bei einer Maschine mit drei sternförmig angeordneten Zylindern ist
auch bereits eine Steuervorrichtung bekanntgeworden, welche im wesentlichen aus
einem mit Steuerschlitzen versehenen und gegenüber einem feststehenden Gehäuseteil
zur Fortleitung der Druckluft zu den einzelnen Arbeitszylindern im Arbeitstakt drehbaren
Flachschieber besteht. Abgesehen davon, daß diese bekannte Steuervorrichtung nur
zur Steuerung einer geringen Zylinderzahl geeignet ist, fehlt hier auch jeder Ausgleich
gegenüber einer Abnützung der Steuerflächen im Betrieb, so daß in kurzer Zeit unvermeidlich
Undichtheiten auftreten müssen, durch welche der Wirkungsgrad der Maschine rasch
verschlechtert wird.
Von diesen bekannten Steuervorrichtungen unterscheidet
sich der Gegenstand der Erfindung vor allem dadurch, daß die Steuervorrichtung im
wesentlichen aus zwei gemeine umlaufenden Platten (Steuerplatte und üeidi` platte)
besteht, die auf der Steuerwelle a:-'iaf e verschiebbar angeordnet sind und durch'I
Federwirkung gegen den feststehenden Gehäuseteil gedrückt werden, wobei die Druckluft
dem Zwischenraum zwischen diesen beiden Platten zugeführt und aus diesem Raum über
einen in der drehbaren Steuerplatte angeordneten Steuerschlitz und einen diesem
entsprechenden Steuerschlitz im Steuergehäuse zu dem jeweils zu beaufschlagenden
Arbeitszylinder weitergeleitet wird. Zweckmäßig werden die umlaufende Steuerplatte
und ihre gleichfalls umlaufende Gegenplatte mit einer zur Aufnahme von Lagerstellen
für das Steuergehäuse als Stufenwelle ausgebildeten Steckwelle verkeilt, die durch
Keilverzahnung unmittelbar mit der Kurbelwelle verbunden ist.
-
Dank dieser Anordnung baut sich die Steuervorrichtung selbst für eine
sehr große Anzahl von Zylindern, beispielsweise 18, so kurz, daß der gänze Steuersatz
als geschlossenes Ganzes zusammengefaßt und unmittelbar an das Kurbelgehäuse angeflanscht
werden kann. Dabei ist jeder Teil leicht zugänglich und auswechselbar. Der Abstand
der Steuerplatten kann durch Zwischenstücke sichergestellt und durch Wahl eines
stärkeren oder schwächeren Zwischenstückes ohne Veränderung der übrigen Steuerteile
nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden, so daß man sich den Strömungsverhältnissen
der Druckluft leicht anpassen kann. Durch die federnde Anpressung der Steuerplatten
wird dauernd eine gute Abdichtung sichergestellt. Da die Druckluft von dem Raum
zu den Steuerplatten unmittelbar zu den Steuerschlitzen gelangt, wird jede Drosselung
der Luftströmung vermieden, wie sie bei den bekannten Steuervorrichtungen infolge
der im Luftwege liegenden Hindernisse unvermeidlich ist.
-
Die ganze Steuervorrichtung gestaltet sich sehr einfach, betriebssicher
und billig und kann jederzeit leicht ein- und ausgebaut werden.
-
Ein Ausführungsbeispiel eines is-Zylindermotors mit einer Steuervorrichtung
gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in schematischer Form dargestellt.
-
Fig. i stellt eine Draufsicht auf den Motor mit Schnitt durch die
Steuervorrichtung längs der Linie C-D der Fig. z dar.
-
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch Motor und Steuerung nach der Linie
E-F der Fig. i, Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 2, Fig.4 eine
Stirnansicht der Steuerfläche des feststehenden Gehäuseteils, Fig. 5 eine,Seitenansicht
zu Fig.4, ,@, Fig.6 eine Stirnansicht der umlaufenden ."`teuerplatte, Fig. 7 eine
Seitenansicht zu Fig. 6.
-
`^ Der Motor besteht im wesentlichen, wie aus Fig. i ersichtlich,
aus sechs Zylinderblöcken a bis f, durch welche je drei Zylinder zusammengefaßt
werden. Je zwei Blöcke liegen in einer Reihe, wodurch drei Reihen von je sechs Zylindern
i bis i8 gebildet werden, deren Mittelebenen jeweils Winkel von 35° ,miteinander
einschließen. Die Zylinderblöcke sind an einem Kurbelgehäuse 48 befestigt, in welchem
mittels reibungssparender Lager 5o die sechsfach gekröpfte Kurbelwelle 42 gelagert
ist, deren Kurbelzapfen 43 je um 6o° zueinander versetzt sind.
-
Die einzelnen Zylinder sind mit Zylinderbüchsen ig versehen, in welchen
die Kolben 2o geführt sind, die über die Kolbenbolzen2i und Pleuelstangen 22 mit
den Kurbelzapfen verbunden sind.
-
Die Druckluft wird den Zylindern aus einem nicht dargestellten Druckluftspeicher
zugeführt, und zwar über die Steuervorrichtung, die unmittelbar an die eine Stirnseite
des Kurbelgehäuses angeflanscht ist. Die Steuervorrichtung besteht im wesentlichen
aus der umlaufenden Steuerplatte 32, der ebenfalls umlaufenden Gegenplatte 34 und
den entsprechenden Steuerflächen am feststehenden Gehäuse. Die Druckluft wird der
Steuerung aus dem Druckluftspeicher durch die Leitung 23 und den Kanal 24 zugeführt,
derart, daß sie in den Zwischenraum 25 zwischen den beiden umlaufenden Platten eintritt.
Die Größe dieses Zwischenraumes wird durch den Abstandsring 26 bestimmt, der mittels
einer Schraubenverbindung 29 festgezogen und abgedichtet wird.
-
Die Steuerwelle 30 ist als Stufenwelle ausgebildet und mittels
äußerer Keilverzahnungen 31 mit den Steuerplatten 32, 34 verbunden, die zu diesem
Zwecke mit Innenverzahnungen 33 versehen sind, welche eine Mitnahme bei der Drehung
der Welle sichern, aber eine axiale Verschiebung der Steuerplatten zulassen. Die
Stufenwelle besitzt einen Bund5i, welcher an der Stirnfläche eine Laufbüchse52 anläuft,
die mit der starren Anlaufplatte 53 des Steuergehäuses verbunden ist. Die Kronenmutter
54 mit Gleitscheibe 55, die am gegenüberliegenden Ende der Steuerwelle sitzt, sichert
die Welle im Zusammenhang mit dem Bund 51 gegen eine axiale Verschiebung innerhalb
der Steuervorrichtung.
-
Die Steuerplatten 32 und die mit ihnen umlaufenden Gegenplatten 34
weisen Bohrungen 35 und Anlageflächen 36 zur Aufnahme von
Druckfedern
37 auf und werden so eingesetzt, daß ihre Mittellinien zusammenfallen. In die Bohrungen
35 werden die Führungsstifte für die Federn eingesetzt, die sich gegen die Flächen
36 abstützen. Dadurch werden die Steuerplatten und ihre Gegenplatten so gegen die
Anlaufflächen 27 und a8 des festen Steuergehäuses gepreßt, daß sie die darin
befindlichen Kanäle abdichten, aber trotzdem an den Laufflächen entlang gleiten
können.
-
Die Steuerung erfolgt mittels bogenförmiger Schlitze 38 in den Steuerplatten
32, durch welche die Luft in dem jeweils richtigen Zeitpunkte in einen Schlitz
4o der Hauptsteuerfläche 39 zum Kanal 44 austreten und dadurch in die Leitung 45
und über die Düse 46 zu dem jeweils zu beaufschlagenden Zylinder gelangen kann.
-
Die Stufenwelle 3o besitzt an ihrem einen Ende eine Keilverzahnung
41, mittels welcher sie in das Gegenstück der Kurbelwelle 42 gesteckt wird, so daß
sie unmittelbar von dieser aus angetrieben wird. Dadurch wird eine vollständige
Übereinstimmung zwischen der Stellung der einzelnen Kolben und den Stellungen der
Steuerplatten sichergestellt.