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Öldrucksteuerung für Kolbenmaschinen Die Erfindung betrifft eine Öldrucksteuerung
für Kolbenmaschinen, bei denen das Treibmittel bei jedem Hub zur Wirkung gelangt
und denen. Ein-und Auslaßorgane mit passiven Kolben in Verbindung stehen, die durch
einfach wirkende aktive Kolben- hydraulisch angetrieben werden, wobei es erforderlich
ist, die gesteuerten Auslaßorgane über die Dauer einer halben Maschinenumdrehung
hinaus offen zu hälten und zu einem regelbaren Zeitpunkt zur öffnen: und zu schließen,
wie es beispielsweise die Betriebsbedingungen bei Gasexpansionsmaschinen bei hohem
Eintritts- und Austrittsdruck erfordern.
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Öldrucksteucrungen, bei welchen die Eröffnungsdauer der gesteuerten
Organe regelbar ist, sind: bekannt. Diese Steuerungen sind nur bei einer geringeren
als einer halben Maschinenumdlrehung entsprechenden Eröffnungsdauer der gesteuerten
Orgaive brauchbar.
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Es sind ferner öldrucksteuerungen bekannt, die mit einem nicht gesteuerten
Kolbenschieber arbeiten, der bei Beginn des Druckhubes die Verbindung mit dem passiven
Kolben herstellt, beim- Hubwechsel vom aktiven. Kolben zurückgesaugt wird und; dann;
eine Verbindung mit einer DruckveriZ:ichtungsstelle bewirkt, welche durch eine schräge
Steuerkante am aktiven Kolben: freigegeben wird. Diese Anordnung hat den Nachteil,
daß beim Rücksaughub des aktiven Kolbens. das unter dem Druck der Feder des Passivkolbens
stehende Öl infolge nicht zu vermeidender
Urdichtigkeit beim Passiv-
und Schieberkolben zum Teil abfließt und dadurch das Steuerorgan unerwünscht schneller
oder weniger schnell schließt. Auch. ist es hierbei nicht möglich, den Zeitpunkt
der Eröffnung des Steuerorgans zu verstellen.
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Ferner sind öldrucksteuerungen bekannt, bei denen der aktive Förderkolben
nach dem Hubwechsel das Volumen des Öles unter dem Passivkolben bei geöffnetem Steuerorgan
absaugt und dieser damit schließt. Hierbei kann wohl der Beginn des ' Förderns des
Öles gesteuert werden, es liegt jedoch der Punkt des Schließens mit Hinsicht auf
das Volumen des Rücksaugöles fest.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß zur
Bewegung jedes passiven Kolbens zwei gleichzeitig arbeitende aktive kombinierte
Steuer- und Förderkolben mit im wesentlichen gegenläufigem Hub vorgesehen sind.
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An sich ist es zwar bekannt, für einen Passivkolben zwei aktive Kolben
zu verwenden, diese haben aber - nicht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
zu erfüllen. Es ist auch bekannt, für Regelungszwecke verdrehbare Steuerbüchsen
und auf diese einwirkende Verstellstangen zu verwenden sowie die Verstellung selbsttätig
zu gestatten.
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In den Abb. i, 2, 3 und 4 ist der Gegenstand der Erfindung an einem
Ausführungsbeispiel in schematischer Form dargestellt.
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Abb. i zeigt einen vertikalen. Längsschnitt durch die neue Einrichtung,
Abb.2 Druckdiagramme der Arbeitsmaschine, Abb.3 -die auf das Druckdiagramm bezogene
Ermittelung der Förderzeiten der Aktivkolben, der Steuerpunkte und Stehhübe und
Abb. 4 eine Einzelheit.
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Von der Maschine wird über die Welle i die Kurbelwelle 2, welche die
aktiven FörderkolbenAl und A2 betätigt, mit der Umdrehungszahl der Maschine angetrieben;
die Kurbeln sind: um i8o° oder annähernd r8o° zueinander versetzt. Eine solche Versetzung
begünstigt die Kontinuität der Förderung der beiden Kolben. Der aktive Förderkolben
Al beginnt mit dem Ölfördern, wenn die Querbohrung 3 über die Steuerkante 4 in der
Steuerbuchse io gefahren ist und drückt das Öl durch das Ventil 26 und die Verbindungsleitung
5 unter den Passivkolben 6 und hebt ihn. Das Öl strömt dann durch die Leitung 7
über ein Überdruckventil 8 in. den Ölbei älter g. Ist der Arbeitsbub der Kolbenmaschine,
beispielsweise der Hub von a nach b undi der gewünschte Eröffnungspunkt des Steuerorgans
(Abb. 3) cl, so wird die Steuerbuchse io (Abb. i) mit ihrer schrägen Steuerkante
4 zur Bohrung 3 mit Hilfe des Verstelllgestänges i i in die Stellung hl (Abo. 3)
gebracht. Wenn der Kolben A1 von d nach e läuft (Abb. i und 3), so
fließt das geförderte 01 beim Beginn des Hubes des Kolbens Al über die Bohrung
25 und 3 in. den Saugraum 12 zurück. Erst beim weiteren Hub über A1 hinaus (Abb.
3)@ wird Öl gefördert und damit das Steuerorgan: 3q.. geöffnet. Vor Erreichen der
Endstellungen des Kolbens A1 (e) beginnt .der Kolben A2 mit seinem Förderhub von
f nach h (Abb. i und 3). Beim Erreichen der Stellung g1 (Abb. 3) wird. durch
die Steuerbohrung 13 über die schräge Steuerkante 14 und die Bohrung 13:a
eine Verbindung des Druckraumes 5" mit dem Saugraum 1a infolge der geeigneten Stellung
der Steuerbuchse 15 hergestellt; durch die gespannte Feder 17 wird das im
Druckraum 5, befindliche Öl infolge Schließens des Aktivkolbens 6 in den
Saugraum 12 zurückgedrückt und das Steuerorgan. geschlossen. Es ist also bei dieser
Anordnung möglich, durch beliebige Verstellung der Steuerbuchse io mit der Stehstange
ii bzw. Steuerbuchse 15 mit der Stellstange 16 einen großen Steuerungsbereich einzustellen;
während der ganzen Öffnungsperiode des 'Steuerorgans wird laufend Öl nachgefördert,
so daß das Steuerorgan an keiner Stelle infolge Undichtigkeiten. vorzeitig teilweise
schließen kann. Mit 26, 32 sind. Druckventile und mit 28, 3o Saugventile bezeichnet.
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In Abb. 2 sind zwei zu fahrende Druckdiagramme der Arbeitsmaschine,
z. B. für großen Gegendruck p1 und kleine Durchsatzmenge des zu expandierenden Gases
und kleinen Gegendruck p2 und große Durchsatzmenge mit den beiden erforderlichen
verschiedenen. Öffnungspunkten des Steuerorgans, dargestellt. cl und c2 bedeuten
hierbei Voraustritt und g1 und g2 die Kompression des Arbeitszylinders.
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In Abb. 3 sind die -dazugehörigen. Förderzeiten der Aktivkolben Al
und A2 und die Steuerpunkte cl und c2 bzw. g1 und 92 im Kreisdiagramm mit*den dazu
einzustellenden Stellhüben h und hl ,der Stellstange ii bzw. t und t1 der Stehstange
16 sowie der Einfluß dieser Stellhübe auf den Förderbeginn des Kolbens Al,
dargestellt durch die Steuerkante 4 und die Steuerbohrung 3 und für den Förderschluß
durch die Steuerkante 14 mit der Steuerbohrung 13,
veranschaulicht worden.
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Wie es bereits bekannt ist, wird der gesamte Ölkreislauf mit Hilfe
der direkt von der Kurbelwelle 2 angetriebenen Ölpumpe 18 unter Vordruck gehalten,
und erfindungsgemäß wird das in der Leitung,? aus dem Passivkolben 6 rücklaufende
Öl durch ein Überdruckventil 8 am widerstandslosen Abfließen gehindert. Hierdurch
wird vermieden, d'aß während des Betriebes oder bei Stillstand der Maschine Ölleitungen
leerlau.fen können und Luft in da.s Ölsystem eindringt.
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Um die Bedienung der Öl'd!rucksteuerung zu vereinfachen, ist es erforderlich,
die Einstellung des Kompressionspunktes g1 und 92, welcher ja nur vom Gegendruck
der zu steuern-den Arbeitsmaschine abhängig ist, voll automatisch auszuführen. In
Abb.4 ist beispielsweise eine Ausführung der automatischen. Einrichtung gezeigt.
Je nach der Größe des Druckes in der Gegendruckleitung (p1 bzw. p2) stellt sich
zwischen dem Faltenbalg i9 und der Feder 2o ein Gleichgewichtszustand ein, wobei
die Stellstange 16 die Steuerbüchse 15 entsprechend verdreht und dabei die Steuerkante
14 in die entsprechende Stellung zur Steuerbohrung i3. gebracht wird, um das Steuerorgan
der Arbeitsmaschine
zu schließen. Um eine bequeme Voreinstellung
zu ermöglichen, ist beispielsweise die Stellstange 16 als Schnecke und die Büchse
15 mit einem Schneckenrad ausgeführt. Durch Drehen von Teil 16 ist eine einfache
Einstellung von Hand möglich.
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Statt .des Faltenbalges sind auch andere Einrichtungen anwendbar,
so - z. B. ein Hilfskolben.