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Fa. Stt ng. Friedrich Heinrich Flottmann, Bochum Zweizylindriger
kurbelloser doppelt wirkender Schüttelrutschenmotor
Die Erfindung betrifft einen
zweizylindrigen kurbeliosen doppelt wirkenden Schüttelrutschenmotor, derjenigen
an sich bekannten Art, bei welchem seitlich des Rutschenbodens in Zwilllingsanordnung
je ein Zylinder gleichen Durchmessers angeordnet ist, welche durch ein unterhalb
des Rutschenhodens angeordnetes Steuergehäuse zu einer Einheit vereinigt sind, welches
mit den Zyllindern durch gleichwertige Kanäle verbunden ist. Bei einer bekannten
Anordnung dieser Art ist jeder der beiden Zylinder mit einer besonderen Steuerung
versehen. Diese Anordnung ist teuer und hat ferner den Nachteil, daß sie, um einen
synchronen Lauf beider Zylinder zu ermöglichen, eine zwangsläufige Verbindung der
beiden Steuerungen erfordert. Dieser Nachteil wird bei einer anderen bekannten Anordnung
vermieden, bei welcher zwei Zylinder ohne Steuerkopf verwendet werden, die durch
einen zwischen ihnen unterhalb der Rutsche angeordneten Verteilungsschieber mit
Luft beaufschlagt sind.
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Diese Bauart hat aber den Nachteil, daß sie eine zwangsläufige Steuerung
dieses Schiebers durch Anschläge der Kolbenstange in beiden Bewegungsrichtungen
erfordert. Zur Beseitigung von Nachteilen dieser Anordnung wurde der Vorschlag gemacht,
jedem der beiden Zylinder einen besonderen Hauptsteuerschieber zuzuordnen, die durch
einen gemeinsamen Hilfssteuerschieber gesteuert sind, der in einem der beiden Zylinder
angeordnet ist.
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Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie eine zwangsläufige Verbindung
der beiden Hauptsteuerschieber erforderlich und daher zu einem Steuergehäuse großer
Breite macht, welches die beiden Zylinder stirnseitig übergreift.
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Die Nachteile der bekannten Motoren werden erfindungsgemäß dadurch
beseitigt, daß unter Hochverdichtung von voreingeströmter Druckluft am Ende des
in Förderrichtung erfolgenden Hubes bei Absperrung derVerdichtungsräume von der
Frischluftleitung folgende Merkmale vereinigt sind: a) Nur einer der beiden Zylinder
besitzt einen Zylinderkopf mit einem vom Kollben am Ende des Hinganges zwangsläufig
umgesteuerten Hilfsschiebern welcher eine mit einem Drosselglied versehene Leitung
für die Steuerluft des Hauptsteuerschiebers steuert; b) in dem die beiden Zylinder
verbindenden, unterhalb des Rutschenbodens angeordneten Steuergehäuse ist ein für
beide Zylinder gemeinsamer Hauptsteuerschieber angeordnet; c) ein die Beaufschlagung
der den Hingang bewirkenden Zylinderkammern regelndes Drosselglied ist in der Druckluftzuleitung
vor dem Hauptsteuerschieber angeordnet.
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Unter gleichwertigen Kanälen sind dabei Kanäle zu verstehen, die
so beschaffen sind, daß sie beide Zylinder gleichmäßig mit Druckluft beaufschlagen,
was im allgemeinen am einfachsten dadurch erreicht wird, daß die Kanäle etwa gleiche
Länge und etwa gleichen Querschnitt erhalten. Eine solche Kanalausbildung ist bei
der Anordnung des Hauptsteuerschiebers mittig zwischen den beiden Zylindern ohne
weiteres durchführbar. Dabei soll der Hauptsteuerschieber in bei anderen Steuerungen
bekannter Weise so angeordnet werden, daß seine Längsachse parallel zu den Achsen
der Zylinder gerichtet ist, wodurch die zur Druckluftbeaufschlagung bzw. Entlüftung
dienenden Kanäle zwangsläufig etwa gleiche Länge erhalten.
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Durch die Kombination der zum Teil bekannten Merkmale werden erfindungsgemäß
die Vorteile der vorbekannten Bauarten ausgenutzt, deren Nachteile aber vermieden
und insgesamt ein Antrieb von denkbar einfacher Steuerung und sehr gedrängter Bauart
und kurzer Baulänge geschaffen.
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Die Verwendung einer Hochverdichtung von voreingeströmter Druckluft
zum Zweck, eine stoßartige Verzögerung der Rutsche am Ende des in Förderrichtung
erfolgenden Hubes (Hingang) zu erreichen, ist an sich bekannt; ebenso ist es üblich,
die Hubverstellung neuzeitlicher Rutschenmotore durch Drosselung der Steuerluft
des Steuerorgans herbeizuführen, wobei das betreffende Drosselglied entweder in
die Druckluftzuleitung oder in die vom Hilfssteuerschieber ins Freie führende Entlüftungsleitung
eingeschaltet wird. Es ist ferner an sich bekannt, die Regelung der Beaufschlagung
der den Hingang bewirkenden Zylinderkammer ausschließlich durch Drosselung der dieser
Kammer zuzuführenden Druckluft mittels eines vor der Steuerung liegenden Drosselorgans
herbeizuführen. Bei den Motoren dieser Art, die sich im übrigen niemals in die Praxis
einführen konnten, fehlen aber alle übrigen Merkmale der Erfindung. Bei dieser von
der Erfindung benutzten Regelung der Beaufschilagung durch Drosselung ist zu beachten,
daß die Luftkanäle so groß bemessen sind, daß sie eine so schnelle Abführung des
am Ende des Hingangs in der betreffenden Zylinderkammer befindlichen Volumens stark
gedrosselter Luft ermöglichen, daß eine Beeinträchtigung des liewegungsvorganges
der Schüttelrutsche vermieden wird.
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Zweckmäßig ist es, wenn das für die Hubverstellung benutzte Drosselglied
in dem den Hilfssteuerschieber aufnehmenden Zylinderkopf angeordnet wird. Die gleiche
Anordnung wird vorteilhaft auch für dasjenige Drosselorgan gewählt, welches zur
Regelung der Beaufschlagung der den Hingang bewirkenden Zylinderkammern dient. Auf
diese Weise sind sämtliche Steuer- und Regelorgane mit Ausnahme des Hauptsteuerschiebers
in dem Zylinderkopf eines der beiden Zylinder, d. h. verhältnismäßig leicht zugänglich
angeordnet.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. I ist ein Querschnitt; Fig. 2 ist ein Horizontalsehnitt durch
den Antrieb; Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Horizontalschnitt in der anderen Stellung
der Steuerorgane.
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Bei der Darstellung nach Fig. 2 und 3 sind die Steuerungsteile und
Kanäle in eine Ebene verlegt, um die Wirkungsweise zu verdeutlichen.
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Zwei Zylinder 1 und. 2 von gleicher Hublänge und dem gleichen Durchmesser
mit je einem Scheibenkolben 3 sind beiderseits der Rinne a angeordnet. Die Kolbenstangen
4 sind an der einen Seite aus dem Zylinder herausgeführt und mit der Rinne, gegebenenfalls
durch ein Querhaupt, verbunden. Der mit I Ibezeichnete Zylinder besitzt einen als
Steuerkopf ausgebildeten Zylinder deckel 6a, in welchem der Hilfsschieber 8 angeordnet
ist. Der Haul)tsteuel sellielier 7 liegt in einem die beiden Zylinder verhindenden
Gehäuse b etwa mittig unterhalb der Rutsche, und zwar so, daß seine Achse parallel
zur Zylinderachse liegt.
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In der in Fig. 2 veratischaulichten Stellung haben die Kolben 3 ihren
Rückgang entsprechend Pfeil x, d. h. entgegen der Förderrichtung, begonnen. Die
Druckluft tritt über den Einlaßstutzen 9, den Kanal 9a, die Schiebereindrehung 10
und die Kanäle 11a in die Zylinderkammern I2. Die Mündungen II' der Kanäle 11a liegen
in einem gewissen Abstand von der Zylinderstirnfläche I3.
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Während dieses Hubes sind die Zylinderkammern I4 über die Luftkanäle
15a mit der Auspufföffnung I7 verbunden.
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Über die Kanäle I8, I9 strömt Frischluft in die Eindrehung 20 des
Hilfsschiebers 8 und von dort über den mit einem Drosselhahn 2I versehenen Kanal
22 hinter die Stirnfläche 23 des Hauptsteuerschiebers 7. Die andere Stirufläche
24 ist bei dieser Schieberstellung über den Kanal 25, die Eindrehung 26 des Hilfsschiebers
8 und den Kanal 27 mit der Atmosphäre verbunden.
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Sobald sich hinter der Schieberfläche 23 ein genügender Druck gebildet
hat, steuert der Hauptschieber 7 in die in Fig. 3 dargestellte Lage um.
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Der Zeitpunkt dieser Umsteuerung hängt von der Einstellung des Drosselorgans
21 ab. Sobald der Hauptschieber in die Lage nach Fig. 3 umgesteuert
ist,
werden die Kanäle 1a von dem Frischlufteinlaß ahgeschlossen und mit dem AuspuffI7
verbunden, so daR die Zylinderkammern 12 entlüftet werden.
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Gleichzeitig strömt nunmehr Druckluft über das dem Hauptsteuerschieber
vorgeschaltete Drosselorgan 28 und die Schiebereindrehung 29 über die Kanäle I5a
in die Zylinderkammern 14, und es beginnt nunmehr der Hingang der Rutsche in Förderrichtung,
I>feil y. Die Beaufschlagung der Zylinderkammern 14 kann durch Einstellung des
Drosselorgans 28 zwischen Null und einem dem Leitungsdruck entsprechenden Höchstwert
stufenlos geregelt werden.
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Gegen ln(le des Ilinganges wird von dem im Zylinder I l>tfludl
ehen Kolbell 3 der mit seinem freien Ende um ein gewisses Maß in die eine Zylinderkammer
12 hineinragende Elilfsschieber 8 in die Stellung nach Fig. 3 umgesteuert. Dadurch
wird die Schieberfläche 23 über die Kanäle 22, 22', die Eindrehung 26 des Hilfsschiebers
und den Kanal 27' entlüftet. Gleichzeitig wird die Schieberfläche. 24 ül>er die
Kanäle I8, I9, Schiebereindrehung 20 und Kanal 25 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch
der Schieher 7 in die in Fig. 2 dargestellte Lage umsteuert. Dadurch tritt nunmehr
Luft über den Stutzen 9 und den Kanal I 1a in die Zylinderkammern 12. d. h. es findet
eine Voreinströmung in diese Kammern statt. Die sich zunächst noch in der Richtung
des Pfeiles y weiterbewegenden Kolben decken dann die Mündungen II' der Kanäle IIa
ab, und es wird dann die in den Kammern 12 eingeschlossene Druckluft hochverdichtet,
auf einen Wert, der ein Mehrfaches des Leitungsdrud'es betragen kann. Die Expansion
der hochkoin1rimierten Luft leitet die Bewegungsumkehr der Kolben 3 ein, die nach
Freilegen der Kanalmündungen 11' mit Druckluft beaufschlagt werden. Der Hilfsschiel>er
8, der über dem Kanal I8 auf seiner hinteren Stirnfläche 30 ständig mit Druckluft
beaufschlagt ist, folgt dem in der Richtung des Pfeiles x sich bewegenden Kolben,
bis er wieder die Stellung nach Fig. 2 einnimmt. Das beschriebene Arbeitsspiel beginnt
dann von neuem.
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Das Drosselorgan 28 wird zweckmäßig in dem Steuerkopf 6a des Zylinders
1 angeordnet, ebenso wie der Zuleitungsstutzen 9 und das Hauptabsperrventil c, das
in dem Luftkanal so eingeschaltet ist, daß die Kanäle I8, I9 vor diesem Absperrventil
liegen, also von einer etwaigen Drosselung desselben nicht betroffen werden.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, haben bei der mittigen Anordnung
des Steuerschiebers 7 die Kanäle 15a einerseits und 11a andererseits gleiche Länge
und auch gleichen Querschnitt. Denkbar, wenn auch weniger zweckmäßig, wäre eine
unsymmetrische Anordnung des Steuerschiebers 7, die zu ungleichen Kanallängen führt,
die aber durch entsprechend unterschiedliche Querschnittsbemessung derart ausgeglichen
werden kann, daß die Kanäle trotzdem strömungstechnisch als gleichwertig angesehen
werden können.