DE239365C

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Publication number: DE239365C
Application number: DENDAT239365D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

^PATENTSCHRIFT

■KLASSE.46tf. GRUPPE

JAMES DUNLOP in GLASGOW.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzielung einer veränderlichen Geschwindigkeit von Druckluftmaschinen, die die Druckluft von einem von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Kompressor erhalten, dem die verbrauchte Luft wieder zugeführt wird, derart, daß die Druckluft in ständigem Kreislauf das System durchzieht. Nach der Erfindung erfolgt die Regulierung der Geschwindigkeit des mit konstanter Füllung arbeitenden Druckluftmotors durch Einwirkung auf die Steuerung des Kompressors. Hierdurch wird man in den Stand gesetzt, für Lokomotiven, Straßenkraftwagen und ähnliche mit veränderlicher Geschwindigkeit arbeitende Maschinen Verbrennungskraftmaschinen zu benutzen, die bisher nicht verwendbar waren, weil eine Maximalkraftabgabe nur erreichbar war bei der Maximalgeschwindigkeit und jede Geschwindigkeitsänderung auch eine entsprechende Änderung in der Kraftabgabe zur Folge hatte. Bei Regulierung der Geschwindigkeit des Druckluftmotors unter Einhaltung der gleichen Füllung, lediglich durch Einwirkung auf die Steuerorgane des Kompressors, derart, daß die Menge der komprimierten Luft im Kompressor verändert wird, ist ein besonderer Sammelbehälter nicht erforderlich, so daß sich auch eine erhebliche Raumersparnis ergibt. Auch fällt die Notwendigkeit fort, sich eines Druckkontrollapparates zu bedienen, der unumgänglich ist, wenn es darauf ankommt, bei Motoren mit veränderlicher Füllung einen konstanten Maximaldruck aufrechtzuhalten.

Fig. ι der Zeichnung zeigt eine Anlage oben besprochener Art in schematischer Darstellung, und Fig. 2 zeigt einen Schnitt des Ventilgehäuses für den Luftkompressor.

Die Zylinder A und B für die Maschine mit innerer Verbrennung bzw. den Luftkompressor sind bei der dargestellten Ausführnngsform zu einem Stück vereinigt. Die Kolban A¹ und B¹ bestehen gleichfalls aus einem Stück, und zwar ist der Kolben S¹ des Kompressors durch eine Erweiterung des Kolbens A ^x für die Maschine gebildet, und die Einlaß- und Auslaßventile A² und A³ befinden sich an einem Ende des Zylinders A.

Das kolbenartig ausgebildete Einlaß- oder Verteilungsventil C¹ für den Luftkompressor spielt in der Kammer C, die durch den Kanal c mit dem Zylinder B verbunden ist. Oberhalb dieses Ventils befindet sich das Auslaßventil C².

Die Einrichtung zum Bewegen des Ventils C¹ besteht aus einem Exzenter D, welches auf der Ventilwelle E angebracht ist und mit Bezug auf die Kurbelwelle F bis zu einem Winkel von i8o° verändert werden kann. Diese Einstellung kann mit Hilfe eines Schraubengetriebes G, G¹, von welchem das schmale Rad G mit dem Handhebel G² verbunden ist und auf der Ventilwelle E achsial verschiebbar, aber undrehbar sitzt, erzielt werden. Das Rad G kann von dem breiteren Rade G¹ in Umdrehung versetzt werden, welches auf der Kurbelwelle F festsitzt. Erfährt das schmale Rad G eine Längsbewegung durch Ausschwingen des Hebels G², so wird ihm von dem

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Rade G¹ eine zusätzliche Drehbewegung erteilt und damit die Welle E und mit dieser das Exzenter D gegenüber der Kurbelwelle F verstellt.

Wird das Exzenter so eingestellt, daß es

' der Kurbel um 90 ° nacheilt, so saugt der Kompressor auf seinem ganzen Hube Luft zur Kompression ein. Eilt jedoch das Exzenter der Kurbel um 90 ° vor, so wird in dem Kompressor keine Luft komprimiert und mithin erfolgt auch keine Arbeitsleistung.

Je nach der Winkelstellung des Exzenters mit Bezug auf die Kurbelwelle kann im Kompressorzylinder irgendein gewünschtes Volumen vom Vollhubvolumen bis Null zugelassen werden, so daß durch geeignete Änderung der gegenseitigen Stellungen die Geschwindigkeit des Druckluftmotors nach Wunsch entsprechend dem sich bietenden Widerstand geregelt werden kann. Je nach der Stellung des Exzenters wird die Kraft der Maschine mit innerer Verbrennung, die in gleichbleibender Geschwindigkeit weiterläuft, zum Komprimieren einer kleinen Menge Luft auf einen hohen Druck absorbiert oder auch zum Komprimieren einer großen Menge Luft auf einen niedrigeren Druck.

Als Verteilungsventil H für den Druckluftmotor, dessen Füllung konstant bleibt, dient ein von einer Kulissensteuerung / bewegter Kolbenschieber. Für den Stein der Kulissensteuerung sind nur zwei Stellungen möglich, und dient die Kulisse lediglich zum Umsteuern der Bewegungsrichtung des Motors.

Wird der Stein in die Mittelstellung gebracht, so verschiebt sich das Ventil H so weit in der Kammer K nach rechts, daß das hinter ihm angeordnete Umleitungsventil if¹ geöffnet wird und dadurch komprimierte Luft von der Einlaßseite nach der Auspuffseite des Luftmotors übertreten läßt, ohne daß im Motorzylinder Arbeit geleistet wird.

Um den Verlust von Wärme zu vermeiden, wenn die Luft von dem Kompressorzylinder nach dem Zylinder des Druckluftmotors sich bewegt, oder um die Luft weiter anzuwenden, kann in dem von der Kammer C abführenden Röhr L ein Anwärmer angebracht werden. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht dieser Anwärmer aus einer Anzahl Rohre m, welche eine Kammer M durchziehen, die von den Auspuffgasen des Zylinders A der Maschine für innere Verbrennung durchströmt wird.

Um die Wirksamkeit der Anlage noch zu erhöhen, kann in dem Rohr N, durch welches die Luft nach dem Kompressor zurückgeführt wird, ein Kühler angebracht werden, der bei der dargestellten Ausführüngsform aus einer sich erweiternden Kammer O besteht, die von einem Wassermantel O¹ umgeben ist.

Zum Füllen des Systems mit Druckluft ist neben dem Kolbenventil C¹ des Kompressors ein selbsttätig wirkendes Hubventil P (Fig. 2) angeordnet. Unterhalb des Ventils P befinden sich noch zwei Ventile Q und R, von denen Q die Verbindung zwischen der Kammer T und der Rückleitung des geschlossenen Kreislaufs regelt, während das Ventil R eine nach der Atmosphäre führende Öffnung abschließt. Mit Hilfe des Hebels 5 kann das. Ventil R geöffnet werden, so daß beim Füllen atmosphärische Luft eintreten kann. Das Ventil Q wird während dieser Zeit durch den Hebel S in der Schlußstellung gehalten. Bei kleinen Kornpressorfüllungen wird während des Saughubes durch die Ventile P, Q Luft angesaugt, um zu verhindern, daß die Luft im Kompressorzylinder unter den niedrigsten im System herrschenden Druck sinkt. Bei Beginn des Kornpressionshubes wird diese Luft zunächst wieder in die Rückleitung zurückgeschoben, was dadurch geschieht, daß während des Druckhubes nochmals eine Verbindung zwischen Zylinder und Rückleitung durch den emporgehenden Schieber C¹ hergestellt wird.

Beim Füllen des Systems mit Luft wird bei der Aufwärtsbewegung des Kompressorkolbens die Luft nach der Rückleitung N getrieben, wobei sie den Raum unterhalb des Kolben-Schiebers C¹ durchströmt, um durch den Luftkühler nach der Ventilkammer des Druckluftmotors, dem Umleitungsventil K¹ und dem Luftanwärmer zu gelangen, bis sie schließlich von dem Luftventil C² aufgehalten wird, welches unmittelbar über dem Kolbenschieber C¹ angeordnet ist. Diese Arbeit wird fortgesetzt, bis das ganze System mit Luft von vorgeschriebenem Druck gefüllt ist. Es wird dann das Ventil R geschlossen und das Ventil Q geöffnet. Ist dies geschehen, so arbeitet der Kompressor in der Weise, daß er Luft von dem Raum unterhalb des Kolbenschiebers C¹ durch das Ventil P einsaugt und alsdann wieder an dem Schieber C¹ vorbei nach dem Raum unterhalb dieses Schiebers treibt. Dieses sind die Vorgänge, welche sich ergeben, wenn die Maschine mit innerer Verbrennung leerläuft. In jeder anderen Stellung des Exzenters mit Ausnahme der Stellung 90 ° hinter der Kurbel wird die beschriebene Wirkung in einem größeren oder geringeren Maßstabe eintreten, je nachdem das Exzenter in der einen oder anderen Richtung eingestellt wird. Ist das Exzenter so eingestellt, daß die Kurbel um volle 90⁰ nacheilt, so erhält der Kompressorzylinder eine volle Ladung bei jedem Hub des Kolbens und der volle Inhalt des Zylinders ergießt sich in den Luftanwärmer.

Das nach der Atmosphäre gerichtete Ventil R kann jederzeit geöffnet werden, wenn der Kompressor nicht mit voller Belastung

arbeitet, und durch diese Öffnung des Ventils kann jeder Verlust an Luft durch Leck ausgeglichen werden.

Claims

Patent-Anspruch :

Vorrichtung zur Erzielung einer veränderlichen Geschwindigkeit von Drucklui'tmaschinen, die die Druckluft von einem von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Kompressor erhalten, dem die verbrauchte Luft wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung der Geschwindigkeit des mit konstanter Füllung arbeitenden Druckluftmotors durch Einwirkung auf die Steuerung des Kompressors geschieht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.