DE970721C - Einrichtung zum entlasteten Anlauf und zur Drehzahlregelung einer fuer den Antrieb eines Kompressors dienenden Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 23. OKTOBER 1958

St 6411 Ia/27b

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum entlasteten Anlauf und zur Drehzahlregelung einer für den Antrieb eines Kompressors dienenden Brennkraftmaschine, bei der mit einem Druckluftvorratsbehälter über ein Aussetzventil sowohl eine pneumatische Vorrichtung zum Regeln der Brennstoffzufuhr als auch eine pneumatische Vorrichtung zum Aufheben der Kompression des Kompressorzylinders verbunden ist.

Es sind Regelvorrichtungen dieser Art bekannt, die nach dem Prinzip arbeiten, daß nach Erreichen des benötigten Druckes im Druckluftvorratsbehälter über ein Aussetzventil Luft zu einer Vorrichtung geleitet wird, die weitere Verdichtungsarbeit verhindert. Eine solche Regelvorrichtung bedingt jedoch, daß die Kraftmaschine nach Abschluß der Verdichtungsarbeit im Leerlauf ihre Drehzahl erheblich steigert. Die Folge ist, daß Kraftstoffverbrauch und Verschleiß bei Leerlauf ebenso groß sind wie bei Belastung.

Auch sind Regelvorrichtungen bekannt, durch die die Drehzahl der entlasteten Kraftmaschine auf ein zur Inganghaltung notwendiges Mindestmaß herabgesetzt wird und bei denen die Drehzahl der Kraftmaschine nach erneuter Übernahme von Verdichterarbeit wieder auf Betriebsdrehzahl gesteigert wird. Diese Art der Regelung bringt die Schwierigkeit mit sich, daß besonders Dieselmotoren bei Belastung

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im Bereich niedriger Drehzahlen nur sehr schwerfällig ihre Drehzahl steigern können, so daß die geforderte Verdichterarbeit nicht schnell genug einsetzt.

Es sind daher bereits Drehzahlregler für Kompressoren vorgeschlagen worden, bei denen bei Wiederaufnahme der Kompressionsarbeit zunächst die Drehzahl der Kraftmaschine auf eine Arbeitsdrehzahl erhöht und erst dann der Kompressor aus

ίο dem Leerlaufzustand in den Arbeitszustand gebracht wird.

Bei diesen Vorrichtungen wird die Drehzahl der Antriebsmaschine durch den im Luftvorratsbehälter herrschenden Druck beeinflußt. Drehzahl und Kompressorleistung sinken dabei mit steigendem Kesseldruck. Die Verzögerungsdauer wird hierbeidurch die Länge eines Kolbens bestimmt, die Änderung des Kesseldrucks und den Druck einer Feder. Die Abhängigkeit der Regelzeit vom Sinken des Kesseldrucks ist ungünstig, da ein rasches Absinken des Druckes im Kessel eine rasche Kolbenbewegung auslöst und somit die erforderliche Zeit zur schnellen Drehzahlsteigerung des unbelasteten Motors nicht zur Verfügung steht; ein allmähliches Absinken des Kesseldruckes kann dagegen schon eine vorzeitige Drehzahlsteigerung des noch unbelasteten Motors verursachen.

Der scheinbare Vorteil kontinuierlicher Regelung wird bei einer Vorrichtung dieser Art erwirkt durch die Schwierigkeit, daß eine Leistungsausnutzung in dem oberen Druckbereich nicht möglich ist. Beim heutigen Stand der Technik finden Kompressoren nicht nur zum Betreiben von Druckluftwerkzeugen Verwendung, sondern werden in steigendem Maße in der pneumatischen Förderung, beim Sandstrahlblasen und in der Betonspritztechnik eingesetzt. Die hier erforderlichen Drücke liegen durchweg im oberen Bereich der einstufigen Verdichtung, so daß eine volle Leistungsausnutzung unbedingt notwendig ist.

Die Erfindung bezweckt bei Vermeidung der erwähnten Schwierigkeiten eine wirtschaftliche und dabei die Kompressorenleistung nicht einschränkende Regelung. Diese wird erfmdungsgemäß dadurch erreicht, daß die Einrichtung einen federbelasteten, mit der Drehzahlregelvorrichtung verbundenen Kolben besitzt, der bei Fallen des Druckes im Druckluftvorratsbehälter bzw. Schließen des Aussetzventils in der Steuerleitung der pneumatischen Vorrichtung zum Aufheben der Kompression zunächst noch den zur Entlastung des Kompressors erforderlichen Druck aufrechterhält, wobei zwischen dem Aussetzventil und den genannten Vorrichtungen ein Rückschlagventil mit einem sowohl im geöffneten als auch geschlossenen Zustand dieses Ventils ständig frei bleibendem kleinem Entlüftungsschlitz vorgesehen ist.

Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen hat bei der Erfindung ein Entlüftungsschlitz die Aufgabe, das Entweichen der unter dem Druck einer Feder stehenden Steuerluft zu verzögern. Die Wiederaufnahme erneuter Verdichterarbeit nach Schließen des Aussetzventils erfolgt stets in einem unveränderlichen, verhältnismäßig kurzen Zeitabschnitt, da bei jedem Steuervorgang eine Steuer- 6g luftzustandsänderung durch das Ausströmen der Luft über den Schlitz in eine gleichmäßig entlüftende Leitung unter Einfluß der Rückstellkraft der Feder erfolgt.

Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Ein Druckluftvorratsbehälter 1 des Verdichters ist über ein Aussetzventil 2, eine Druckleitung 3 und ein als Kugelventil ausgebildetes Rückschlagventil 4 mit einem Steuerzylinder 5 verbunden, der mit einer Hülse 6 abgeschlossen ist. Am Ende der in die Hülse 6 eintretenden Druckleitung 3 befindet sich ein Entlüftungsschlitz 7, der durch das Kugelventil 4 nicht geschlossen werden kann. Bei geöffnetem Kugelventil 4 gelangt Luft aus der Druckleitung 3 durch öffnungen 8 in einen Druckraum 9 des Steuerzylinders 5.

In dem Steuerzylinder 5 bewegt sich ein Kolben 10 mit einer Kolbenstange 11 und einer Rückstellfeder 12, dessen Kolbenstange 11 über einen Hebel 13 auf die Drehzahlverstelleinrichtung der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine zum Antrieb des Kompressors wirkt.

Die Vorwärtsbewegung des Kolbens 10 wird durch ein an ihm befestigtes Anschlagstück 14 begrenzt, das bei Vorwärtsstellung gegen die Hülse 6 drückt. Die Rückwärtsbewegung des Kolbens begrenzt ein als Hülse ausgebildeter Anschlag 15.

Der Druckraum 9 steht über eine Steuerleitung 16 mit einem Zylinder 17 in dem nur teilweise dargestellten Zylinderkopf des Verdichters in Verbindung.

Ein in dem Zylinder 17 beweglicher Kolben 20 betätigt einen Greifer 18, der ein Kompressorsaugventil 19 je nach dem im Zylinder 17 herrschenden Druck öffnet oder schließt.

Über eine hier nicht dargestellte Druckleitung beaufschlagt der Kompressor den Druckkessel 1.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet in folgender Weise: Wird im Betrieb zeitweilig dem Druckluftvorratsbehälter 1 keine Luft entnommen, so steigt dessen Druck, bis bei Erreichen des höchstzulässigen Druckes das Aussetzventil 2 öffnet. Es strömt Luft in die Druckleitung 3, öffnet das Kugelventil 4 und gelangt durch die öffnungen 8 in den Druckraum 9.

Aus dem Druckraum 9 gelangt Luft über die .Steuerleitung 16 in den Zylinder 17, dessen Kolben 20 den Greifer 18 betätigt, der das Kompressorsaugventil öffnet und dadurch weitere Verdichtungsarbeit verhindert.

Durch den im Druckraum 9 herrschenden Druck wird weiterhin der Kolben 10 in seine Rückwärtsstellung bewegt und dadurch über die Kolbenstange 11 und den Hebel 13 die Drehzahl der Brennkraftmaschine herabgesetzt.

Wird nun demDrückluftvorr,atsbehälter 1 wieder Luft entnommen, ,so sinkt dessen Druck, und das Aussetzventil 2 schließt. Zugleich gibt das Aussetz-

ventil 2 eine öffnung 21 frei, so daß in der Druckleitung 3 der Druck schnell auf den Atmosphärendruck absinkt. Dadurch schließt auch das Kugelventil 4, und es entweicht durch den kleinen Entlüftungsschlitz 7, der vom Kugelventil 4 freigehalten wird, aus dem Druckraum 9 langsam Luft in die nun entlüftete Druckleitung 3. Der Druck im Druckraum 9 sinkt relativ zur Druckleitung 3 langsam ab.

Unter der Wirkung seiner Rückstellfeder 12 bewegt sich nun der Kolben 10 wieder vorwärts und erhält während seines Vorlaufs einen solchen Druck im Druckraum 9 aufrecht, daß über Steuerleitung 16, Zylinder 17, Kolben 20, Greifer 18 und Kompressorsaugventil 19 der Kompressor noch an der Verdichtungsarbeit gehindert wird.

Erst wenn der Kolben 10 seine Ausgangslage erreicht hat, und somit die Kraftmaschine wieder die Betriebsdrehzahl erreicht hat, sinkt der Druck im Druckraum 9 unter der Wirkung des Entlüftungsschlitzes 7 so weit ab, daß der Greifer 18 das Kompressorsaugventil 19 nicht mehr geöffnet halten kann. Der Kompressor leistet nun wieder Verdichtungsarbeit und erhöht den Druck im Druckluftvorratsbehälter 1 so lange, bis dessen Höchstdruck erreicht ist und der geschilderte Vorgang von neuem beginnt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zum entlasteten Anlauf und zur Drehzahlregelung einer für den Antrieb eines Kompressors dienenden Brennkraftmaschine, bei der mit einem Druckluftvorratsbehälter über ein Aussetzventil sowohl eine pneumatische Vorrichtung zum Regeln der Brennstoffzufuhr als auch eine pneumatische Vorrichtung zum Aufheben der Kompression des Kompressorzylinders verbunden ist, gekennzeichnet durch einen federbelasteten, mit der Drehzahlregelvorrichtung verbundenen Kolben (10), der bei Fallen des Druckes im Druckluftvorratsbehälter (1) bzw. Schließen des Aussetzventils (2) in der Steuerleitung (16) der pneumatischen Vorrichtung (17, 18) zum Aufheben der Kompression zunächst noch den zur Entlastung des Kompressors erforderlichen Druck aufrechterhält, wobei zwischen dem Aussetzventil (2) und den genannten Vorrichtungen ein Rückschlagventil (4) mit einem sowohl im geöffneten als auch geschlossenen Zustand dieses Ventils (4) ständig frei bleibendem kleinem Entlüftungsschlitz (7) vorgesehen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsschlitz (7) als Durchgangsquerschnitt auf der zum Aussitzventil (2) hin gelegenen Seite des Rückschlagventils (4) angeordnet ist und zwischen dem Aussetzventil (2) und dem Rückschlagventil (4) eine öffnung (21) vorgesehen ist, die von dem Aussetzventil (2) beim Schließen desselben geöffnet und beim öffnen desselben geschlossen wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventilgehäuse in einem Steuerzylinder (5) angeordnet ist, der als Führung für einen unter der Wirkung einer Rückstellfeder (12) stehenden Kolben (10) der pneumatischen Vorrichtung zum Regeln der Brennstoffzufuhr dient.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil

   (4) ein Kugelventil ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 492845, 542445, in.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 660/201 10.56 (8096*1/6 10.58)