DE762639C

DE762639C - Freiflugkolbenmaschine

Info

Publication number: DE762639C
Application number: DEP84547D
Authority: DE
Inventors: Raul Pateras Pescara
Original assignee: PARTICIPATIONS SOC ET
Current assignee: PARTICIPATIONS SOC ET
Priority date: 1941-09-03
Filing date: 1942-07-10
Publication date: 1954-03-08

Description

Freiflugkolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen mit Freiflugkolben zur Erzeugung von Druckgas, wobei das besondere Merkmal dieser Freiflugkolbenmaschinen darin besteht, daB der Hub ihrer Kolben nach, Belieben innerhalb bestimmter Grenzen veränderlich ist. Vor allem bezieht sich die Erfindung auf Maschinen der genannten Art, deren Förderdruck regelbar ist, wie dies insbesondere bei sogenannten Treibgaserzeugern der Fall ist, bei denen mindestens ein Teil der von dem oder den Verdichterkolben gelieferten Luft zur Spülung und Speisung des Brennkraftzylinders dient, während das aus unvollständig entspannten Verbrennungsgasen und SpülluftüberschuB bestehende Gasgemisch einer Entspannungskraftmaschine, z. B. einer Turbine, zugeführt wird.
Bei Freiflugkolbenmaschinen ist es bekannt, Druckluftenergiespeicher zu benutzen, die bei dem motorischen, auswärts gerichteten Kolbenhub Energie in sich aufspeichern, um diese Energie zur Sicherung der Rückführung der Kolben in ihre innere Totpunktstellung wieder an die Kolben abzugeben.
Bei Maschinen mit veränderlichem Förderdruck ist es ferner bekannt, den Druckverlauf im Innern dieser Energiespeicher in Abhängigkeit von dem Förderdruck zu verändern, um die in dem Energiespeicher enthaltene Luftmasse und somit die von dem Energiespeicher aufgespeicherte und wieder an die Kolben abgegebene Energie an verschiedene Betriebsverhältnisse anzupassen. Hierbei wurde derart vorgegangen, daß das Innere des Energiespeichers entweder ständig oder bei einer bestimmten Kolbenstellung mit einem Behälter in Verbindung gesetzt wurde, in dem der Förderdruck der Maschine oder ein entsprechender Druck herrschte.
Es ist ferner auch schon vorgeschlagen worden, eine besondere Steuervorrichtung für die Zu-und Abführung der Luft zum und von dem Energiespeicher vorzusehen, wobei diese bekannte Steuervorrichtung einerseits unter dem Einfluß des Förderdrucks der Flugkolbenmaschine und andererseits unter dem Einfluß eines bei einer bestimmten Kolbenstellung im Energiespeicher herrschenden Druckes stand.
Bei allen diesen Einrichtungen wird jedoch der Einfluß der Kolbenhublänge auf die Energiespeicher nicht berücksichtigt. Infolgedessen kann bei den bekannten Einrichtungen die Steuerung des Druckluftenergiespeichers fehlerhaft sein.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird erfindungsgemäß die Steuervorrichtung des Druckluftenergiespeichers derart ausgebildet, daß sie nicht nur unter dem Einfluß des bei einer bestimmten Kolbenstellung im Energiespeicher herrschenden Druckes, sondern auch unter dem Einfluß der Hublänge steht.
Um diese beiden Einflüsse gleichzeitig auf die genannte Steuervorrichtung zur Wirkung zu bringen, empfiehlt es sich, gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung den mittleren Druck im Energiespeicher zur Betätigung der Steuervorrichtung zu benutzen, da dieser mittlere Druck sowohl von dem bei einer bestimmten Kolbenstellung im Energiespeicher herrschenden Druck, beispielsweise von dem Anfangsdruck, als auch von der Kolbenhublänge abhängt. Man bringt also so die beiden genannten Werte zur Wirkung, indem man sich, nur eines Steuerfaktors bedient.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Steuervorrichtung des Energiespeichers derart gestaltet, daß ihr Arbeiten in Abhängigkeit von dem Förderdruck der Flugkolbenmaschine nach einem vom linearen Gesetz abweichenden Gesetz vor sich geht.
Wenn die Flugkolbenmaschine gemäß der Erfindung zu einer Anlage gehört, die in verschiedenen Höhenlagen arbeitet, empfiehlt es sich, auch die veränderliche Höhenlage als Regelgröße auf die Steuervorrichtung zur Regelung der Rückführenergie zur Wirkung zu bringen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verviesen, die jedoch, ebenso wie die nachfolgende Beschreibung, nur einige der möglichen Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele behandelt.
Fig. i stellt schematisch eine Freiflugkolbenmaschine gemäß der Erfindung dar; Fig. 2 bis 4. sind Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Maschine gemäß der Erfindung; Fig.5 zeit, gleichfalls schematisch, eine andere Ausführungsform einer Freiflugkolbenmaschine gemäß der Erfindung; Fig. 6 schließlich ist ein Kurvenbild zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 5 veranschaulichten Maschine.
Soll gemäß derErfindung, und zwar genauer nach denjenigen Anwendungsarten und Ausführungsformen ihrer Einzelteile, welche, soweit sich erkennen läßt, den Vorzug verdienen, beispielsweise eine Freiflugkolbenmaschine, etwa ein Treibgaserzeuger mit veränderlichem Förderdruck hergestellt werden, bei dem zum mindesten ein Teil der Verdichtungsarbeit beim Rückwärts- oder Einwärtshub geleistet wird, so kann dies etwa in der nachstehend beschriebenen Weise erfolgen: Der Gesamtaufbau einer solchen Maschine kann von beliebiger geeigneter Art, z. B. in der Ausführung sein, wie sie die Zeichnung veranschaulicht. Nach ihr befinden sich in einem Kraft- oder Arbeitszy=linder r zwei Kolben 21, 2., die je in der Nähe ihres äußeren Totpunktes Einlaßschlitze 3 und Auspuffschlitze .l freilegen können.
Mit jedem dieser Treibkolben fest vereinigt sind Verdichterkolben 51# 52, die in Zylindern 61 bzw. 62 gleiten und mit ihren Innenflächen Druckluft erzeugen, welche unter Zwischenschaltung von Einläßventilen 7 und Auslaßventilen S zur Speisung eines den Arbeitszylinder r umgebenden dichten Gehäuses dient.
Die Kolbensätze sind durch eine in der Zeichnung nicht veranschaulichte, ihren Gleichlauf bzw. Gegenlauf sichernde Einrichtung, beispielsweise durch Hebel miteinander verbunden, die um eine feste Achse schwingen und deren entgegengesetzte Enden durch Schubstangen od. dgl. mit den beiden gegenläufigen Kolbensätzen verbunden sind.
Lm während der Kraft- oder Arbeitshübe die Energie aufzuspeichern, die während der Verdichtungs-, d. h. während der Eimwärtshübe an die Kolbensätze wieder zurückgegeben werden soll, sind Druckluftspeicher angeordnet; beispielsweise arbeiten die Außenflächen der Kolben 51, 52 mit den Zylinderböden 61, 62 zusammen, um so die Speicherräume I-1, A., zu bilden bzw. zu begrenzen.
Wie später ausführlicher dargelegt werden wird, ist eine Einrichtung in der Weise getroffen, daß sich die in den Speichern _41, -4., spielende Energie mit dem Förderdruck der Maschine ändert. Zu diesem Zweck läßt sich vorübergehend eine Verbindung zwischen diesen Speichern und einer Druckluftzuführung oder einem Abströmraum herstellen, je nachdem die in den Speichern enthaltene Luftmenge zu klein oder zu groß ist.
Wenn, wie im folgenden angenommen ist, im besonderen zur Druckluftzuführung und auch als Abströmraum ein solcher benutzt wird, in welchem ein der Maschine eigener, sie kennzeichnender Druck herrscht, beispielsweise das Gehäuse g, dessen Druck im wesentlichen gleich dem Verdichtungs- oder Förderdruck ist, (im folgenden sei der Druck im Gehäuse g einfach als Förderdruck bezeichnet), so wird zwischen den Druckluftspeichern A1, A2 und dem Gehäuse g eine Steuereinrichtung in der Weise angebracht, daß sie im Gleichgewichtszustand die beiden Speicher außer Verbindung mit dem Gehäuse hält, während sie andererseits, sobald eine Änderung der Betriebsbedingungen auftritt, Luft aus dem Gehäuse g in die Speicher Al, A2 gelangen läßt, oder umgekehrt. Diese Steuerung kann, wie dargestellt, aus einem Schieber io bestehen, der in einem ständig mit dem Gehäuse g verbundenen Behälter ii liegt. Der Schieber io enthält zwei Räume iol, io2, die je mit Schlitzen 12" i22 versehen sind, welche, wenn sich einer von ihnen vor einen festen Schlitz 13 stellt, den betreffenden Raum mit Leitungen 14" 142 in Verbindung bringen, die zu den Speichern Al bzw. A2 führen. Die Öffnung 13 bleibt dagegen in der in Fig. i veranschaulichten Ruhestellung des Schiebers io verdeckt.
In den Wänden der Schieberräurne iol, zog sind Ventile 15, bzw. 152 angebracht; die Ventile 151 lassen nur den Durchtritt der Luft aus dem Raum 1o1 in den Behälter i1 und das Gehäuse g zu und die Ventile 152 umgekehrt nur den Durchtritt der Luft aus dem Behälter ii und dem Gehäuse g in den Raum i02, Diese Steuerung bzw. der Schieber io ist mit dem beweglichen Teil, beispielsweise mit dem Kolben einer aus Zylinder 16 und Kolben 17 bestehenden Einrichtung verbunden, in welcher die eine Kolbenfläche durch eine Leitung 18 unter dem Förderdruck steht, während auf die andere Kolbenfläche eine Gegenfeder ig wirkt. Das Ganze ist so eingerichtet, daß ein Anwachsen des Förderdruckes das Übereinanderstellen der Schlitze i22 und 13 und umgekehrt eine Verminderung dieses Druckes das Aufeinanderstellen der Schlitze 121 und 13 bewirkt.
Die Berichtigungs- bzw. Überwachungsmittel, welche das Zurückgleiten des Schiebers io in seine Ruhestellung nach jeder Betriebszustandsänderung herbeiführen sollen, - werden erfindungsgemäß zugleich in Abhängigkeit von der Kolbenhublänge und von dem Druck gesteuert, der bei einer bestimmten Kolbenstellung in dem oder den Druckluftspeichern herrscht. Zu diesem Zweck wird vorteilhaft der mittlere Druck in dem Speicher oder den Speichern oder ein solcher Druck verwendet, der von diesem mittleren Druck abhängig ist, da dieser letztere sich sowohl in Abhängigkeit von dem Anfangsdruck des Speichers wie von der Hublänge ändert.
Bei der in Fig. i veranschaulichten Ausführung der Erfindung wird als Überwachungsmittel der Druck p. in einem Raum 2o verwendet, der durch eine genau bemessene, vorteilhaft mittels einer Spitzschraube oder einer Nadel 22 regelbare Öffnung 21 mit dem Innern des Speichers A1 in Verbindung steht.
Zweckmäßig dient der Druck im Raum 2o zur Regelung der Spannung der Feder ig, welche die Rückstellung des Schiebers io bewirkt. Zu diesem Zweck wirkt dieser Druck auf einen Kolben 23, den eine Feder 24 beeinflußt und der unter Zwischenschaltung von Übertragungsmitteln, die in ihren Einzelheiten im folgenden noch erläutert werden, auf eine Stoßstange 25 wirkt. Gegen diese Stange stützt sich die Feder ig. Diese Einrichtung ist insgesamt so ausgebildet, daß einer Druckerhöhung im Raum 2o eine Vergrößerung der Spannung der Feder ig entspricht.
Die Wirkungsweise eines derart eingerichteten Treibgaserzeugers ist nun die folgende: Angenommen, der Förderdruck gehe von einem Wert P1, bei welchem der Schieber io in seiner unwirksamen Mittellage stand, auf einen höheren Wert P2 über, so verschiebt sich der Kolben 17 entgegen der Wirkung der Feder ig, und der Schlitz 122 stellt sich vor die Öffnung 13. Nun kann Druckluft aus dem Gehäuse g während des Hubteiles, in welchem der Förderdruck höher ist als der Druck in den Speichern Al, A2, die Ventile 152 durchströmen und unter Eindringen in die Leitungen 141, 142 die in diesen Speichern enthaltene Luftmenge vergrößern. Hätte sich dagegen der Förderdruck vermindert, so hätte sich der Schieber io im entgegengesetzten Sinne verschoben, und der Schlitz 121 hätte sich vor die Öffnung 13 gestellt. Damit hätte ein Teil der in den Speichern enthaltenen Luft während derjenigen Hubstrecken, auf welchen der Druck in diesen Speichern höher war als in dem Gehäuse g, durch die Ventile 15, in dieses Gehäuse zurückfließen können.
Die Rückstellung des Schiebers io in seine Mittellage, in welcher die Öffnung 13 sowohl dem Schlitz i21 wie dem Schlitz 122 gegenüber abgeschlossen ist, wird durch Änderung des Druckzustandes in den Speichern Al, A2 erzielt, welche eine Änderung des Druckes im Raume 2o herbeifübxt, die ihrerseits eine Änderung der Spannung der Federig bewirkt.
Besteht die Verbindung zwischen dem Speicherraum A1 und dem Zylinderraum 2o nur aus einer oder mehreren feinen düsenförmigen Öffnungen nach Art von 21, so ist der Druck in diesem Raum -2o im «wesentlichen gleich dem mittleren Druck des Speicherraumes A1.
Das Diagramm der Fig.2 dient zur Erläuterung der Druckzustände in den Speichern bei Verwendung des in ihnen herrschenden mittleren Druckes als Überwachungsmittel.
In diesem Kurvenbild stellt die ausgezogene gezeichnete Linie a für einen bestimmten stabilen Betriebszustand, der einem gewissen Förderdruck der Maschine entspricht, die Druckänderung im Speicher dar, wennn der Hub l des Kolbensatzes verhältnismäßig kurz ist; der dieser Kurve entsprechende mittlere Druck ist Wenn der Hub des Kolbensatzes zu einem bestimmten Zeitpunkt von dem Wert l auf den Wert L steigt, ohne daß der Förderdruck der Maschine eine Uderung erfährt, so hat diese Steigerung als erste Wirkung ein Ansteigen des mittleren Druckes. Die Erhöhung dieses auf den Kolben 23 «wirkenden Druckes hat eine Änderung der Gleichgewichtslage der Steuereinrichtung io bis 17 zur Folge; sie bewirkt eine Verlagerung des Schiebers io in der Weise, daß ein Teil der in den Speichern enthaltenen Luft durch die Ventile 15, in das Gehäuse 9 zurückkehrt. Die Vergrößerung des Hubes hat somit einen der Verminderung des Förderdruckes der Maschine entsprechenden Einfiuß auf die Steuervorrichtung.
Der Gleichgewichtszustand stellt sich wieder her, und die Steuervorrichtung io bis 17 nimmt Wieder ihre einfiußlose Mittellage ein, sobald bei der Hubvergrößerung der Druckverlauf in den Speichern der gestrichelt dargestellten Kurve ti der Fig. 2 entspricht, da der mittlere Druck dieser Kurve von neuem gleich p", ist.
Wenn auch die im vorstehenden beschriebenen Mittel im wesentlichen für den gewünschten Zweck ausreichen, so erscheint es doch häufig wünschenswert, auch noch einige im folgenden beschriebene Zusatzeinrichtungen zu benutzen, die gegebenenfalls auch für sich verwendet werden können.
Gemäß einer dieser Zusatzeinrichtungen werden die Steuervorrichtung io bis 17 oder ihre Überwachungsteile derart ausgebildet, daß diese Vorrichtung nach einem nichtlinearen Gesetz in Abhängigkeit von dem im Gehäuse 9 herrschenden Förderdruck arbeitet.
Zu diesem Zweck wird bei der in Fig. i dargestellten Ausführungsform der Erfindung die Übertragungseinrichtung der Bewegung des Kolbens 23 auf die Stoßstange 25 entsprechend ausgebildet.
Bei dieser Ausführung enthalten die Cbertragungsmittel einen bi'inkelhebel26, der um eine Achse 27 schwingen kann und dessen eines Ende bei 28 an den Kolben 23 angeschlossen ist, während das andere Ende 29 gegen die Stoßstange 25 drückt.
Würde dieser Winkelhebel allein benutzt «-erden, so würde der Betrieb der Steuervorrichtung nach einem Gesetz vor sich gehen, das der geraden Linie c der Fig. 3 entspricht, in welcher die Abszissen die Verschiebedrücke pd des Treibgaserzeugers angeben, «während als Ordinaten die Drücke P", des Speichers aufgetragen sind.
Lm einen nichtlinearen Verlauf der Beziehungen zwischen diesen beiden Größen zu erhalten, beispielsweise einen solchen nach einer geknickten Linie, kann etwa in der folgenden Weise verfahren «erden: Über dem Ende 29 des Hebels 26 ist ein mit einem Kolben 31 verbundener Anschlag od. dgl. 3o angebracht. Die eine Seite des Kolbens 31 steht unter der Wirkung einer Feder 32, während auf seine andere Seite der Druck des Gehäuses 9 wirkt, der in dem dargestellten Beispiel durch ein Rohr 33 in den oberen Raum eines Zylinders 34. geleitet ist, in welchem sich der Kolben 31 verschieben kann. Solange der Förderdruck des Treibgaserzeugers den Betrag nicht erreicht hat, hält die Feder 32 den Anschlag 30 von dem Ende 29 des Hebels 26 entfernt; sobald aber der Förderdruck erreicht ist oder überschritten «wird, legt sich der Anschlag gegen dieses Hebelende, und zwar mit einem um so größeren Druck, je höher der Förderdruck ist.
Solange somit der Förderdruck unterhalb des Wertes bleibt, folgt der Betrieb der Steuervorrichtung der Linie c; sobald jedoch diese Förderdruckgröße überschritten wird, folgt die Arbeitsweise der Steuervorrichtung der Linie cl, deren Neigung geringer ist als die der Linie c.
Wenn der Treibgaserzeuger in einem Fahrzeug, beispielsweise in einem Flugzeug, eingebaut ist, das in verschiedene Höhen gelangt, so empfiehlt es sich gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung, auf die Steuervorrichtung io bis 17 eine zusätzliche, von diesen Höhen abhängige Überwachungsvorrichtung wirken zu lassen.
Um dies zu erreichen, ist in der 'Maschine nach Fig. i eine mit dem Luftdruck entsprechend der Höhe ihre Form ändernde Kapsel 35 so angeordnet, daß sie einen Hebel 36 um seine Achse 37 schwenkt, dessen anderes Ende die Schwenkachse 27 des Winkelhebels 26 trägt. Diese Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sich die Speicherenergie mit zunehmender Höhe verringert.
Durch eine weitere Ausgestaltung gemäß der Erfindung ist Vorsorge dahingehend getroffen, daß der Druck im Raum 20 von dem mittleren Speicherdruck Al verschieden ist, wobei seine Größe jedoch sowohl von dem Anfangsdruck im Speicher wie von der Hublänge des Kolbensatzes abhängig bleibt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung läßt sich eine Beeinflussung und Änderung der Gesetzmäßigkeit erreichen, nach welcher sich die Rückstellenergie in Abhängigkeit von dem Hub ändert.
Zu diesem Zweck ist zur Verbindung des Speichers A1 mit dem Raum 2o außer der fein bemessenen Öffnung 21 und parallel geschaltet mit ihr eine Art Nebenleitung 38 vorgesehen, in der sich ein durch eine Feder 4o belastetes Rückschlagventil3g befindet. Je nach der Richtung, nach welcher hin sich dieses Ventil öffnet, ist der Druck im Raum 2o niedriger oder höher als der mittlere Speicherdruck. Bei den Ausführungsformen der Fig. i und 5 ist das Ventil so angebracb,t, daß es einen Teil der Druckluft des Raumes 20 in den Speicher A, entweichen läßt, wenn der Druck in diesem niedriger ist als der des Raumes 2o, während dieses Ventil eine Rückströmung der Luft aus dem Speicher A1 in den Raum 2.o hinein durch diese Nebenöffnung verhindert. Infolgedessen ist der Druck in diesem Raum niedriger als der mittlere Druck in diesem Speicherraum A1..
Die Wirkung der Nebenöffnung 38 geht aus dem Kurvenbild der Fig. 4 hervor. Die drei Kurven dl, d2, d3 stellen die Änderungen des Speicherdrucks dar; die waagerechten Geraden Pml, Pm21 Pm,3 sind die mittleren, den drei Kurven dl, d2, d3 entsprechenden Drücke. Die waagerechten Linien PTl, p"2, PTa sind schließlich die Drücke, die im Raum 2o herrschen. Diese Drücke sind um Werte AP1, Ap. bzw.
niedriger als die entsprechenden mittleren Drücke Pmi, P." P.3, wobei dieser Unterschied durch die Nebenöffnung und das in ihr angebrachte Rückschlagventil hervorgerufen ist.
Ist die Spannung der Feder 40 unveränderlich, so ist der Wert P abhängig von dem Verhältnis (S1 = Querschnitt der Öffnung 21 und S2 der Eröffnungsquerschnitt des Rückschlagventils 3g).
Zur Regelung des Betrages AP kann entweder der freie Querschnitt der Meßöffnung 2= mit Hilfe der Spitzschraube oder Nadel 22 oder die Spannung der das Rückschlagventil 39 belastenden Feder 40 veränderlich eingerichtet sein. Diese Regelung kann selbsttätig in Abhängigkeit von einem Betriebsmerkmal der Anlage erfolgen, die zum mindesten einen Druckgaserzeuger und mindestens eine zu deren Aufnahme dienende Maschine, beispielsweise eine Turbine, enthält. Als Betriebsmerkmal kann zweckmäßig einer der Betriebsdrücke des Erzeugers dienen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Druck p, des Raumes 2o in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck des Erzeugers derart geregelt, daß dieser Druck bei stabilen Betriebszuständen stets dieselbe Größe hat. Der Abstand Ap zwischen dem mittleren Druck des Speichers und dem Druck P,. muß demnach in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck derart zunehmen, daß diese angestrebte Wirkung erreicht wird. Das Kurvenbild der Fig. 6 stellt für drei verschiedene Druckbereiche des Speichers A1, die drei verschiedenen Förderdrücken des Treibgaserzeugers entsprechen, i. die Kurven ei, e2, e3 der Speicherdrücke, 2. die diesen drei Kurven e1, e2, e3 entsprechenden mittleren Drücke P.1# Pm2, $m3 und 3. die Drücke P, = PTi = t'"2 = $"a dar, welche für die drei in Betracht gezogenen Bereiche stets dieselben bleiben, da für den ersten Bereiche" P,ml der Abstand zwischen Pmi und P, gleichAp' ist, während die entsprechenden Abstände für die beiden anderen Bereiche e2, Pm, bzw. e3, Pm3 die Werte AP" bzw. AP"' haben.
Eine Vorrichtung, welche die in dem Kurvenbild der Fig.6 veranschaulichten Vorgänge durchzuführen gestattet, ist in Fig.5 dargestellt. Bei dieser Ausbildung wird der Querschnitt der Durchströmöffnung 21 mittels einer Nadel 41 geregelt, deren Stellung sich in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck oder dem Verschiebedruck des Erzeugers ändert, der in dem Gehäuse g herrscht.
Zur Durchführung dieser Regelung ist dieses Gehäuse durch eine Leitung 42 mit einem Zylinder 43 verbunden, in welchem sich entgegen der Wirkung einer Feder 44 ein Kolben 45 verschieben kann, dessen Stange an das eine Ende eines Schwinghebels 46 angeschlossen ist, der mit seinem anderen Ende die Nadel 41 bewegt.
Aus Fig. 5 ergibt sich, daß die Öffnung 21 um so stärker gedrosselt wird, je höher der Betriebsdruck des Erzeugers steigt. Demgemäß wird. auch der Abstand AP um so größer, je stärker dieser Betriebsdruck ansteigt, und zwar in höherem Grade als im Fall der Fig.4, bei welchem der Querschnitt der Öffnung 21 gleichblieb. Die Abmessungen der Regelvorrichtung für die Öffnung 21 und diejenigen der Feder44 sind so gewählt, daß sich die in Fig.6 eingetragenen Abstände AP', AP", AP"' ergeben.
Die Beibehaltung des gleichen Regeldruckes,. im Raum 20 für alle stabilen Betriebszustände der Maschine, unabhängig von dem mittleren Druck P", im Speicher, gestattet die Vorrichtung erheblich zu vereinfachen, welche den Druckverlauf im Speicher steuert. Es kann nun nämlich bei der Maschine nach Fig. 5 der im Raum 2o herrschende Druck unmittelbar, ohne Zwischenschaltung mechanischer Mittel, auf den Kolben 17 des Schiebers io einwirken. Der Raum 2o braucht demnach nur durch eine Leittang 47 mit (.,ein oberen Raum 48 des Zylinders i6 verbunden und die Unterseite seines Kolbens 27 unter die Wirkung einer Feder .I9 gesetzt zta werden, wobei der diese Feder enthaltende Raum mit der Außenluft durch eine Öffnung 5o verbunden ist.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 5 ist die folgende: Angenommen, der Förderdruck des Erzeugers und demgemäß der Druck in dem Gehäuse 9 steigt. so ruft diese Druckerhöhung eine Verschiebung der Nadel 4i in dem Sinne hervor. daß sich der freie Querschnitt der feinen Durchströmöfnun- 21 vermindert. Infolgedessen sinkt der Druck im Raum 2o, was eine derartige Verstellung des Schiebers io bewirkt, daß sich. der Schlitz i2., vor die Öffnung 13 stellt, so daß nun die in dem Gehäuse 9 befindliche Druckluft die Speicher stärker auffüllen kann. Demnach steigt sowohl der Anfangswie auch der mittlere Druck im Speicher und erreicht einen Wert, der dem neuen Betriebsdruck des Erzeugers entspricht. Wenn dieser neue Arbeitszustand im Speicher erreicht ist, so hat der im Raum 2o herrschende Druck wieder seinen früheren Betrag P,. angenommen, da infolge der Erhöhung des Drucks im Clehäuse 9 der freie Durchströmquerschnitt der Öffnung 21 kleiner geblieben ist als während des früheren Arbeitszustandes. Dadurch, daß der Druck im Raum 2o seinen früheren Wert wiedererlangt hat, konnte auch der Schieber io seine in Fig. 5 dargestellte unwirksame Mittellage wieder einnehmen, so daß nun die Einrichtung zur Durchführung einer neuen Regelung bereit ist.
Wenn der Betriebsdruck im Gehäuse 9 abnimmt, so spielen sich natürlich die einzelnen Vorgänge im umgekehrten Sinne ab.
Wie bereits vorher erwähnt und wie auchaus dem Vorstehenden hervorgeht, beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Anwendungsarten und die Ausführungsformen ihrer Einzelteile, die hier ausführlich beschrieben wurden, sondern sie umfaßt auch Abänderungen derselben aller Art.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Freiflugkolbenmaschine mit veränderlichem Förderdruck und mindestens einem Druckluftenergiespeicher zur Sicherung der Rückführung der Kolben in ihre innere Totpunktstellung, wobei die Energie dieses Speichers selbsttätig mittels Druckgaszu-oder -abführung in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsgröße, insbesondere vom Förderdruck der Maschine, veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung zur Regelung des Energiespeichers sowohl in Abhängigkeit von der Kolbenhublänge bzw. einer durch die Kolbenhublänge bestimmten Größe als auch in Abhängigkeit von einem Druck arbeitet, der bei einer bestimmten Kolbenstellung in dem Energiespeicher herrscht. Maschin° nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß auf die Steuervorrichtung des Energiespeichers der im letzteren herrschende mittlere Druck oder ein von diesem abhängiger Druck wirkt, um gleichzeitig den Anfangsdruck im Energiespeicher und die Kolbenhublänge auf die Steuervorrichtung zur Wirkung zu bringen. 3. Maschine nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen Raum (20), der durch eine feine, kalibrierte, vorteilhaft mittels einer Nadel (22) regelbare Öffnung (2i) mit dem Energiespeicher (Aa) in Verbindung steht und dessen Druck (@J auf die Steuervorrichtung des Energiespeichers wirkt. .I. Maschine nach Anspruch i bis 3, bei der die Steuervorrichtung für den Energiespeicher mittels eines Schiebers den Speicher im Gleichgewichtszustande außer Verbindung mit einem Druckluft enthaltenden Raum hält. während sie bei Änderungen des Betriebszustandes Druckluft ans dem genannten Raum in den Speicher gelangen iä ßt oder umgekehrt den Luftübertritt aus dem Speicher in den genannten Raum ermiiglicht, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Druck in dem Energiespeicher oder ein von diesem abhängiger Druck auf die Betätigungsmittel des Schiebers (io) einwirkt. 5. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung des Energiespeichers derart ausgebildet ist, daß sie unter dem Einfluß des Förderdruckes vier Maschine nach einem nichtlinearen Gesetz arbeitet. 6. Maschine nach Anspruch :I und 5, gekennzeichnet durch einen durch den Förderdruck der Maschine betätigten Anschlag (30), der auf das Gestänge einwirkt, welches den mittleren Druck des Energiespeichers auf den Schieber (io) der Steuervorrichtung zur Wirkung bringt. J. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, gekennzeichnet durch Mittel zur Änderung der Speicher- bz«-. Rückdrucksenergie auf die Kolbensätze in Abhängigkeit von der Höhe, in der sich die Maschine befindet. B. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, dadurch, gekennzeichnet, daß die Stellung bzw. Lagerung (27) eines Übertragungsmittels (26) durch ein Mittel (35) beeinflußbar ist, das auf den Druck der Außenluft anspricht. g. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, gekennzeichnet durch Mittel (39 bis 46) zur Beeinflussung des Überwachungsdruckes (P,). io. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluß der Mittel (3g bis 46) in demselben Sinne mit wachsendem Überwachungsdruck (p.) zunimmt. i i. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsdruckraum (2o) mit dem Speicherraum (A1) außer durch die kalibrierte Öffnung (21) durch eine Nebenleitung (38) mit einem durch eine Feder (4o) belasteten Ventil (3g) verbunden ist. i2. Maschine nach Anspruch io und ii, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3g) als nach dem Raum (2o) oder dem Speicherraum (A,) öffnendes Rückschlagventil ausgebildet ist, je nachdem ob der Druck (bzw. mittlere Druck) in dem erst- oder dem zweitgenannten Raum der größere sein soll. 13. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Beeinflussungsgröße (Ap) des Überwachungsdrucks (@. ,) die Spannung der Ventilfeder (40) veränderlich ist. 14. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Beeinflussungsgröße des Überwachungsdrucks (P,) der Querschnitt der Öffnung (21) mittels der Nadel (22) veränderlich ist. 15. Maschine nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch selbsttätig in Abhängigkeit von einem Betriebsmerkmal der Anlage wirkende Mittel zur Änderung der Spannung der Feder (40) oder des Querschnitts der Öffnung (21). 16. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, gekennzeichnet durch Mittel zu einer derartigen Regelung der Beeinflussungsgröße (AP) des Überwachungsdrucks (p,), daß dieser für alle Werte des mittleren Speicherdrucks (Pm) die gleiche Größe annimmt (Fig.6). 17. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Regelung des Querschnitts der kalibrierten Öffnung (21) in Abhängigkeit von dem Verdichtungsdruck oder dem Verschiebedruck. 18. Maschine nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen einerseits durch eine Feder (44), andererseits durch den im Gehäuse (g) herrschenden Verschiebedruck belasteten Kolben (45), der die den Querschnitt der kalibrierten Öffnung (21) beeinflussende Nadel (4i) steuert (Fig. 5). ig. Maschine nach Anspruch i oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gleichhaltung des Überwachungs- oder Regeldrucks (p. = p,) für alle stabilen Betriebszustände der Maschine dieser Druck unmittelbar, ohne Zwischenschaltung mechanischer Mittel, den Schieber (io) steuert. 2o. Maschine nach Anspruch ig, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Raum (2o) durch eine Leitung (47) unmittelbar in den Raum (48) des Zylinders (16) geleitet ist, dessen durch eine Gegenfeder (4g) belasteter Kolben (17) den Schieber (io) steuert. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 675 468.