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Kurbelloser Druckluft-Schüttelrutschenmotor Das Hauptpatent betrifft
einen kurbellosen Druckluft-Schüttelrutschenmotor mit drei nebeneinanderliegenden
Zylindern, deren Kolbenstangen durch ein gemeinsames Querhaupt zum Anschluß an die
Rutsche starr miteinander verbunden sind, und der sich kennzeichnet 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
voreingeströmten Luft bis zum Beginn des Rückhubes bei Absperrung der Verdichtungsräume
von der Frischluftleitung. 'Der Leitgedanke des Hauptpatents besteht in der Vereinigung
einer gestuften Druckluftbeaufschlagung während des in Förderrichtung erfolgenden
Hubes (Hingang) mit einer Hochverdichtung von voreingeströmter Luft während des
Verzögerungszeitabschnittes am Ende dieses Hubes bei gleichzeitiger Beaufschlagung
aller drei Zylinder beim Rutschenrückgang. Ein besonderer Vorteil dieser Kombination
besteht in der Möglichkeit. der Anpassung der Arbeitsweise des Motors an Fördergut
mit verschiedener Reibung, indem die gestufte Beaufschlagung
nunmehr
dazu ausgenutzt werden kann, eine der höheren Reibung des Gutes entsprechende größere
Beschleunigung und damit eine größere Energieaufladung bezüglich des Fördergutes
herbeizuführen, ohne daß ein zu langer Bremsweg benötigt wird.
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Beim Gegenstand des Hauptpatents liegen die einzelnen Beaufschlagungsstufen
nebeneinander, wobei drei Zylinder benötigt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung des Hauptpatents. Sie benutzt ebenfalls
den Leitgedanken der Vereinigung einer gestuften Druckluftbeaufschlagung während
des Hinganges mit der Hochverdichtung voreingeströrriter Luft am Ende dieses Hubes
bei Absperrung der Verdichtungsräume von der Frischluftleitung und unter gleichzeitiger
Beaufschlagung der den Rückhub bewirkenden Kolbenflächen beim Rutschenrückgang und
kennzeichnet sich dadurch, daß: bei Anordnung von zwei nebeneinanderliegenden Zylindern
gleicher Abmessungen (Zwillingsanordnung) in jedem dieser beiden Zylinder mindestens
zwei Beaufschlagungsstufen hintereinandergeschaltet sind, von denen beim Hub in
Förderrichtung eine oder mehrere oder alle mit Druckluft beaufschlagt werden können.
Dadurch, daß, die Beaufschlagungsstufen nicht wie beim Hauptpatent nebeneinander-,
sondern hintereinandergeschaltet sind, erhält der Motor eine geringere Breite, dafür
eine größere Länge, was für manche Betriebsverhältnisse zweckmäßig ist. Außerdem
bietet die Hintereinanderschaltung der Beaufschlagungsstufen die vorteilhafte Möglichkeit,
die Luftzuführung zu sämtlichen Stufen der beiden zu einem Block zusammengebauten
Zylinder durch in der mittleren Scheidewand der Zylinder angeordnete gerade, parallele
Kanäle mit in die Zylinderräume mündenden kurzen Querabzweigungen vorzunehmen. Es
ergibt sich so unter Geringhaltung der Vereisungsgefahr eine gleichmäf-ige Luftbeaufschlagung
der Zylinder und damit unter Vermeidung eines Vereckens der Kolbenstangen ein ruhiger
Lauf des Motors.
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Die Zahl der hintereinanderliegenden Stufen kann beliebig gewählt
sein. Im allgemeinen genügen zwei Stufen, die durch zwei auf der gleichen Kolbenstange
angeordnete Kolbenflächen gebildet werden: Wie beim Hauptpatent sollen die Kanäle,
welche die einer Hochverdichtung zu unterwerfende Luft (Voreinströmung) in die Zylinder
einführen, in gewissem Abstand von dem Zylinderdeckel einmünden, damit nach erfolgter
Absperrung dieser Mündungen durch die Kolben in an sich bekannter Weise die Hochverdichtung
eintritt. Dabei ist in der Zuleitung in an sich bekannter Weise ein kleines Rückschlagventil
vorzusehen, damit die Maschine auch dann anlaufen kann, wenn die Zuführungsleitungen
durch den Kolben abgedeckt sind.
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Je nach der Belastung können eine, zwei oder mehrere oder keine der
hintereinanderliegenden Stufen beim Hub in Förderrichtung mit Druckluft beaufschlagt
werden. Selbstverständlich sind die nebeneinanderliegenden Zylinder hinsichtlich
ihrer Kolbenflächen genau gleichartig und symmetrisch ausgebildet, so daß- eine
Zwillingsanordnung entsteht.
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Es ist an sich bereits bekannt, bei einzylindrischen Motoren mehrere
Beaufschlagungsstufen hintereinander anzuordnen, derart, daß. eine oder mehrere
Flächen für den Hingang ausgenutzt werden können.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in verschiedenen
Ausführungsformen dargestellt.
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Abb. r zeigt einen Schnitt durch Steuerung und Zylinder.
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Abb. 2 zeigt die Steuerung gemäf', Abb. i mit anderer Steuerstellung.
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Abb.3 und .1 zeigen weitere Ausführungsformen.
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Gemäß Abb. r und 2 sind im Zylindergehäuse a zwei gleich große Stufenbohrungen
für die Stufenkolben b1 und b. nebeneinander angeordnet. Die Kolbenstangen führen
durch im vorderen Steuerdeckel angeordnete Stopfbüchsen aus den Zylinderräumen hinaus
und sind durch ein gemeinsames Querhaupt e, an dem der Angriff an die Rutsche erfolgt,
miteinander verbunden. Bei dieser- Ausführung werden zwischen und hinter den Kolben
die Zylinderräume e und die beiden Ringtlächenräume f gebildet, welche bei der Bewegung
der Kolben in Förderrichtung beaufschlagt «erden können.
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Im Steuerdeckel ist der Hilfsschieber d angeordnet, der durch einen
der beiden Stufenkolben in der einen Richtung zwangsläufig bewegt wird, während
er in der anderen Richtung durch eine dauernde Beaufschlagung von Druckluft kraftschlüssig
gesteuert wird. Dieser Hilfsschieberd regelt den Zugang der Druckluft zu den Stirnseiten
des Haufpverteilungsschiebers lt, welcher ebenfalls durch Druckluft kraftschlüssig
gesteuert wird. Im Steuerdeckel sind außerdem noch die drei Zweiwegehähne
i, h und 1 angeordnet.
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Abb. t zeigt den Augenblick, in dem sich die beiden Kolben entgegengesetzt
der Förderrichtung bewegen. Der Hilfsschieber d steht in seiner rechten Totlage.
Die bei m einströmende Druckluft gelangt durch den Kanal n zum Zweiwegehahn 1, über
welchen sie gedrosselt hinter den Hauptver teilungsschieber 1t . strömt. Je nachdem
nun die
Drosselung durch den Zweiwegehahn L stärker oder schwächer
erfolgt, dauert der Umsteuerungsvorgang des Hauptverteilungsschiebers kürzere oder
längere Zeit. Dadurch wird gleichzeitig den beiden Stufenkolben bi
und b2
aber auch längere oder kürzere Zeit zum Durchlaufen ihres Hubes entgegengesetzt
der Förderrichtung gegeben. Der Hub der Kolben läßt sich also durch Verstellen der
Drosselung der. Zweiwegehähne in beliebigen Grenzen regeln. Während dieses in Abb.
i dargestellten Zustandes ist über dem Kanal o die eine Seite des Hauptverteilungsschiebers
über Kanal p mit der Außenluft verbunden. Hat nun der Druck der durch den Zweiwegehahn
L einströmenden Luft hinter dem Hauptverteilungsschieber eine bestimmte Höhe erreicht,
dann steuert der Schieber in die in Abb.2 dargestellte Lage um. Die bei in einströmende
Druckluft gelangt jetzt über den Kanal u2 durch den Hauptverteilungsschieber 1a
zu den beiden Zweiwegehähnen i und h. Durch entsprechende Stellung
dieser Hähne erfolgt nun entweder die Beaufschlagung der Kolbenringflächen im Ringraum
f oder der Kolbenllächen im Zylinderraum e oder aber in beiden Räumen e und f gemeinsam.
So wären z. B. bei der Stellung der Hähne nach Abb. i die beiden Zylinderräume e
mit der Druckluftzuführung m über den Hauptschieber verbunden, während die beiden
Ringräume f über den Hahn i und den Hauptv erteilungsschieber mit dem Auspuffkanal
r verbunden sind. In Abb.2 ist die Stellung der beiden Zwehvegehähne i und
h so gewählt, daß, die beiden Ringräume f mit der Druckluftzuführung und
die beiden Zylinderräume e mit dem Auspuff verbunden sind.
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Die zurückkehrenden Kolben steuern kurz vor- Erreichung des Totpunktes
den Hilfsschieber,rd um. Dadurch wird die bisher durch den Zweiwegehahn l zum. Hauptverteilungsschieber
geströmte Luft über den Kanals entsprechend der Stellung nach Abb.2 zum Auspuff
p abgeführt, während über Kanal t und Kanal o die andere Seite des Hauptverteilungsschiebers
mit Druckluft beaufschlagt wird, so daß. auch die Umsteuerung des Hauptverteilungsschiebers
erfolgt. Die Druckluft gelangt dann wieder entsprechend der Schieberstellung nach
Abb. i von m aus'über den Hauptverteilungsschieber durch Kanal ul auf die Hauptseiten
der Kolben b1 und b2. Nach Überlaufen der Einströmöffnungen v1 und v2 erfolgt dann
die Hochverdichtung, die sich durch die die beiden Zylinder verbindende öffnung
tv ausgleichen kann, so daß Undichtigkeiten keinen verschiedenen Druck auf den beiden
Zylindern hervorrufen können.
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Soll der Motor einseitig wirken, dann werden die beiden Zweiwegehähne
i und h so eingestellt, daß die Ringräume i und die Zylinderräume e mit dem Auspuff
r verbunden sind.
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Abb.3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Kolben mehrere Male
abgestuft ist, so daß auch mehrere Beaufschlagungsstufen auf dem Hingang möglich
sind.
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Abb. 4. zeigt eine den Abb. i und 2 entsprechende Ausführungsform,
bei der aber der Stufenkolben in zwei Teilkolben aufgelöst ist, die sich in verschiedenen
durch eine Dichtung voneinander getrennten Bohrungen führen. Dadurch wird ein weiterer
Ringraum z gebildet, so daß auch die Rückgangsbewegung in verschiedenen Stufen regelbar
ist.
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Da durch die Steuerung eine symmetrische Beaufschlagung beider Zylinder
erfolgt, wird von beiden Kolbenstangen auch eine gleichmäßige Kraft auf das Verbindungsquerhaupt
der Kolbenstangen übertragen, so daß ein Verecken der Kolbenstangen vermieden wird
und ein ruhiger Lauf des Motors gewährleistet ist.