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Kurbelloser Druckluft-Schüttelrutschenmotor mit drei nebeneinanderliegenden
Zylindern Die Erfindung betrifft einen kurbellosen Druckluft-Schüttelrutschenmotor
mit drei ne-benein.anderliegenden Zylindern, deren Kolbenstangen durch ein gemeinsames
Querhaupt zum Anschluß an die Rutsche starr miteinander verbunden sind. Bei einem
bekannten Motor dieser Art bewirken die beiden äußeren Zylinder einseitig beaufschlagt
den Kutschenrückgang, und es kann der mittlere, kleinere Zylinder zwecks Unterstützung
der Fallwirkung der Rutsche in Förderrichtung einseitig beaufschlagt werden. Bei-einem
anderen Motor dieser Art ist der :mittlere, größere Zylinder in Richtung des Kutschenrückganges
einseitig wirkend, und es kann jeder der beiden kleineren seitlichen Zylinder wahlweise
einseitig oder doppelseitig beaufschlagt werden. Es stehen hier in Förderrichtung
also entweder nur zwei Kolbenflächen zur Verfügung und dazu noch diejenigen der
beiden kleineren Zylinder, oder es sind alle drei Zylinder in Förderrichtung ausschaltbar.
In Förderrichtung ist die Motorkraft also nur in geringfügigem Maß stufbar, und,die
Anordnung der Schaltmittel läßt betrieblich ungünstige Stellungen zu, beispielsweise
kann die Frischluftzufuhr zu dem einen Seitenzylinder stark gedrosselt und zu dem
anderen Zylinder ungedrosselt sein, so daß bei jedem Hubwechsel auch wechselnde
eckende Kraftmomente auf-, treten.
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Die Erfindung geht nun ebenfalls von einem kurbellosen Druckluft-Schüttelrutschenantrieb
mit drei nebeneinanderliegenden Zylindern aus, deren Kolbenstangen durch ein gemeinsames
Querhaupt zum An.schluß an die Rutsche starr miteinander verbunden sind, und kennzeichnet
sich durch eine Steuerung der drei Kolben beim Rutschenrückgang im Sinne einer gleichzeitigen
Beaufschlagung aller drei in dieser Richtung wirkenden Kolbenseiten und in Förderrichtung
im Sinne einer wahlweisen Beaufschlagung entweder aller drei in dieser Richtung
wirkenden Kolbenseiten oder der beiden äußeren oder der mittleren Kolbenseite allein
oder auch keiner bei Voreinströmung von frischer Druckluft am Ende des Hubes in
Förderrichtung auf die den Rückhub bewirkenden Kolbenseiten und anschließender Verdichtung
der vo:reingeströmten Luft bis zum Beginn des Rückhubes bei Absperrung des Verdichtungsraumes
von der Frischluftleitung. Die von der Erfindung vorgesehene Stufung der in Förderrichtung
wirkenden Druckluftbeaufschlagung ermöglicht eine weitgehende Anpassung an die jeweiligen
Betriebsverhältnisse, also an die verschiedenen Kutschenlängen und Beladungen, an
die verschiedenen Einfallwinkel des Flözes und an die Beschaffenheit des Fördergutes
(Reibungsziffer).
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Bei den bisherigen mehrzylindrigen Kutschenmotoren trat die Verzögerung
der Kolben und damit der Rutsche am Ende des in Förderrichtung erfolgenden Hubes
(Hingang) durch Verdrängen der in den entsprechenden
Zylinderräumen
befindlichen Luft in die Preßluftleitung ein, wobei eine den Leitungsdruck nur unwesentlich
übersteigende Verdichtung auf einem verhältnismäßig langen Bremsweg erreicht wurde.
Im Gegensatz zu diesen bekannten Bauarten wird bei der Erfindung zur Verzögerung
der Kolben und der Rutsche und zur Einleitung der Rückbewegung ein vielfach höherer
Verdichtungsdruck in den Zylinderräumen durch Voreinströmung von frischer Druckluft
auf die den Rückhub bewirkenden Kolbenseiten finit anschließender Verdichtung dieser
Luft bei Absperrung der Verdichtungsräume von der Frischluftleitung erreicht. Die
Anwendung einer derartigen >Hochverdichtung« ist bei Schüttelrutschenmotoren an
sich bekannt. Durch das Zusammenwirken dieser Hochverdichtung mit der Stufung der
Druckluftbeaufschlagung für den Hingang wird aber gegenüber den mit einer Stufung
der Beaufschlagttng ohne gleichzeitige Verwendung der Hochverdichtung arbeitenden
bekannten Bauarten der wesentlichste Vorteil der Erfindung erreicht, der darin besteht,
daß man durch verstärkte Druckluftbeaufschlagung bei der Förderung von Gut mit höherer
Reibungsziffer die Hingangsbeschleunigung zur Vergrößerung des Fördervorschubes
steigern kann, ohne daß für die am Ende des Hingangs erforderliche Verzögerung eine
merkliche Vergrößerung des Bremsweges eintritt. Diese Wirkung erklärt sich dadurch,
daß die Kurve der Hochverdichtung einen sehr viel steileren Verlauf hat als die
Kurve derjenigen Verdichtung, wie sie bei den vorbekannten, mit gestufter Druckluftbeaufschlagung
arbeitenden Schüttelrutschenmotoren durch Verdrängung der Luft in das Leitungsnetz
erzeugt wird.
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Eine gewisse Regelung der Verdichtungshöhe und damit der 'Motorleistung
beim Rutschenrückgang läßt sich durch eine Regelung der Zylinderfüllung auf der
den Rutschenrückgan.g bewirkenden Kolbenseite erzielen, da eine größere Füllung
einen längeren Kolbenweg, damit eine größere lebendige Kraft ,der Rutsche auf ihrem
Förderweg und dies eine entsprechend höhere Verdichtung der am Ende des Förderhubes
voreingeströmten Druckluft ergibt. Sodann ist es bei einem mit Hochverdichtung arbeitenden
Mehrzylindermotor auch noch wesentlich, daß in allen drei Zylindern der Verdichtungsdruck
gleich groß ist; dies hat zur Voraussetzung, daß der Anfangsdruck zu Beginn der
Verdichtung iit allen Zylindern gleich groß ist. Solches IAt sich bei einem \lotor
finit ungleichen Zylinderbohrungen ans dein Grunde nicht erreichen, weil der Frischlufteintritt
in den oder die Zylinder mit der größeren Bohrung schleichender erfolgt, was einen
geringeren Anfangsdruck zur Folge hat. Die günstigsten Verhältnisse ergeben sich
mithin bei einem Drei-oder Mehrzylindermotor mit gleichen Zylinderbohrungen. Ein
derartiger Motor ergibt außerdem auch noch den Vorteil geringster Bauhöhe bei großer
Leistungsfähigkeit und den Vorteil einfachster Herstellung und einer gleichmäßigen
Verwendbarkeit der Bestandteile für alle drei Zylinder.
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Die Zeichnung veranschaulicht einen gemäß der Erfindung ausgebildeten
Dreizylindermotor in Abb. r im waagerechten Schnitt; Abb. 2 zeigt die Steuerung
gemäß Abb. r in einer anderen Stellung.
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In dem Zylinderkörper a sind drei gleich große Bohrungen für die Arbeitskolben
x, y, z nebeneinander mit den Bohrungsachsen in einer waagerechten Ebene angeordnet.
Die Kolbenstangen führen durch (in Abb. t) rechts angeordnete Stopfbüchsen aus den
Zylinderräumen zu einem gemeinsamen Angriffsquerhaupt A. Auf der anderen Stirnseite
ist der Zylinderkörper durch das Steuergehäuse b abgeschlossen, in welchem ein von
einem Arbeitskolben an dem einen Hubende betätigter Hilfssteuerkolben r und ein
von ihm gesteuerter Hauptverteilungskolben k sowie als Schaltmittel die Zweiwegehähne
fit, v, w angeordnet sind. Die bei d oder dl durch einen Rohrstutzen dem
Kanal e zugeführte Druckluft ruht dauernd auf den Stirnflächen der beiden Steuerkolben,
welche durch j1 und j2 mit dem Kanal e verbunden sind. Durch die Eindrehung zwischen
k1 und k2 wird die Druckluft aus dem Zweigkanal f1 den linken Zylinderseiten über
den Kanal h mit den Verzweigungen hl, 1Z2, h3 zugeführt, wenn der HaÜptverteilungskolben
auf seiner größeren Stirnfläche bei k4 von der durch den Hilfssteuerkolben in der
gezeichneten Stellung aus s zugeführten Frischluft beaufschlagt ist. Gleichzeitig
wird die aus den Zylinderräumen. rechts von den Kolben x, y, z befindliche
verbrauchte Luft durch die Eindrehung zwischen k2 und k, am Hauptverteilungskolben
dem Auspuff i zugeleitet.
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Die durch den Kanal q aus dem Zylinderrauin rechts von dein mittleren
Kolben y abgeführte Luft wird infolge der gezeichneten Stellung des Zweiwegehahns
u unmittelbar dem Auspuffkanal i zugeführt. Die beiden Hähne u und
v befinden sich in der Einmündung der beiden Luftwege q und
p in zwei parallel zwischen dem Luftzuführungskanal g und dem Auspuffraum
i angeordneten Verbindungsleitungen in und n. je nach der Stellung der Hähne können
Neide Luftwege q und p zugleich entweder mit dem Auspuffraum i unmittelbar
verbunden werden: dann arbeitet der ganze Motor einseitig, d. h. einfach wirkend;
oder es können beide Luftwege p und q
mit dem von
dem Hauptverteilungskolben k gesteuerten Luftzufuhrkanal g verbunden, sein; dann
arbeitet der ganze Motor doppelseitig. In der in Abb.. r gezeigten Hahnstellung
arbeitet nur der mittlere Zylinder einseitig und die beiden äußeren Zylinder doppelseitig.
Schließlich ist noch die umgekehrte Schaltung der Hähne u und v möglich, bei welcher
die äußeren Zylinder einfach wirkend und nur der mittlere Zylinder doppelt wirkend
arbeiten; die dazugehörige Schaltung ist in Abb. z dargestellt.
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Durch den Hilfsschieber r wird die große Stirnfläche k, des Verteilungskolbens
abwechselnd über s mit der Frischluft und über den Drosselhahn w im Kanal t mit,der
Außenluft verbunden. Je nach der durch den Hahn w eingestellten Verengung des Kanals
t entweicht nach dem Zurückgehen des Hilfskolbens unter Einwirkung des ständigen
Druckes bei j1 aus dem Raum L unter der Stirnfläche k4 ,die gespannte Luft mehr
oder weniger rasch, so daß der Verteilungskolben k unter der Einwirkung des ständigen
Druckes bei j2 mehr oder weniger zeitig nach dem Hilfskolben zu umgesteuert und
damit die Füllung der Zylinderseiten links von den Kolben x, y, z beendet und idie
Voreinströmüng der Gegenseiten eingeleitet wird.
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Die drei Zweigleitungen lal, h2, h3 des Verbindungskanals h münden
in die dem Steuergehäuse h zugekehrten Zylinderseiten an den Zylindermänteln in
einem gewissen, wenigstens halber- Kolbenbreite entsprechenden Abstand ein, damit
nach der Voreinströmung die Kolben diese Einmündung überdecken und zwecks verstärkter
Umkehrbeschleunigung die abgesperte Druckluft weit über den Einlaßdruck verdichten
können.
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Infolge des Umstandes, daß idie Steuerung in allen Fällen nur eine
symmetrische Beaufschlagung der Zylinder zuläßt, ergibt sich zwangläufig .eine in
allen Betriebsfällen symmetrische Motorkraft und :damit die in allen Fällen günstigste
Kraftizbertragung auf die Rutsche und eine ruhige Motorlagerung.