Titel: | Neue Druckluftmaschinen. |
Fundstelle: | Band 287, Jahrgang 1893, S. 223 |
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Neue Druckluftmaschinen.
(Patentklasse 46. Fortsetzung des Berichtes Bd.
281 * S. 25.)
Mit Abbildungen.
Neue Druckluftmaschinen.
Die Gasluftmaschine von R. Loutzky in Harburg (* D. R.
P. Nr. 59452 vom 16. November 1890) ist eine Ausbildung der Pröll'schen Idee einer gemeinsamen Anwendung von Gasexplosionen und
Druckluft zum Betrieb, um die Abhitze der ersteren zur Anwärmung der Druckluft zu benutzen.
Textabbildung Bd. 287, S. 224Loutzky's Gasluftmaschine. Die Gasluftmaschine besteht nach Fig. 1 und 2 aus zwei centrisch
gelagerten, nach vorn offenen Cylindern c und k und ist mit einem Differentialkolben K versehen, dessen innere Seite über dem inneren
Cylinder k, dessen äussere Seite in dem äusseren
Cylinder c gleitet. Der äussere Cylinder steht durch
Ventil v1 in Verbindung
mit einer Pressluftleitung, während Ventil v den
inneren und äusseren Cylinder, welche beide gemeinsamen Auspuff haben, trennt.
Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende:
Aeusserer Cylinder: I. (Kolbenhub.) Eintritt der Pressluft durch Ventil v und Expansion derselben. Innerer Cylinder: Ansaugen
von Gasgemisch.
II. (Rückgang des Kolbens.) Auspuff der expandirten Luft. Compression des
Gasgemisches.
III. (Kolbenhub.) Oeffnung von Verbundventil v,
Explosion des Gasgemisches auf die Flächen f und f1 des Kolbens und
Expansion bis auf 1 at.
IV. (Rückgang des Kolbens.) Gemeinsamer Auspuff aus beiden Cylindern.
Die Expansion der Pressluft durch v1 in den äusseren Cylinder leistet Arbeit und
bewirkt Abkühlung der arbeitenden Flächen der Cylinder c und k, sowie des Kolbens. Demnach wirkt bei
dem Vorgehen des Kolbens abwechselungsweise einmal Expansion der Luft auf die
äussere Ringfläche f1
und einmal Explosion des von Fläche f angesaugten und
comprimirten Gasgemisches auf die äussere Fläche f1 und innere Fläche f.
– Bei dieser Arbeitsweise werden die arbeitenden Cylinder- und
Kolbenflächen durch Pressluft abgekühlt, die Wärme wird von der Pressluft
aufgenommen und in Arbeit verwandelt. Eine Wasserkühlung, wie bei gewöhnlichen
Gasmaschinen, fällt fort.
Es kann die Anordnung derart getroffen werden, dass die Luft auch noch an der
vorderen Seite des Cylinders wirkt, so dass beim jeweiligen Rückgang des Kolbens
Eintritt von Pressluft und Expansion derselben in dem vorderen Theil des Cylinders
erfolgt, während beim Vorgang des Kolbens im vorderen Cylindertheil Auspuff
expandirter Luft erfolgt.
Eine umlaufende Druckluftmaschine benutzt F. Zimmermann
in Berlin (* D. R. P. Nr. 58020 vom 3. Januar 1891), um eine Vorrichtung zum Regeln
der Abluftwärme anzubringen (Fig. 3 und 4).
Bei der Expansion von Druckluft tritt bekanntlich eine Erniedrigung der
Lufttemperatur ein, die in bestimmtem Zusammenhange mit der geleisteten Arbeit
steht. Dieses Temperaturgefälle ist um so grösser, je weiter der Expansionsgrad
der arbeitenden Druckluft getrieben wird. Durch Verwendung von Druckluft von
verschiedenen Anfangsspannungen oder Temperaturen oder auch durch Benutzung
verschiedener Expansionsgrade kann man daher innerhalb gewisser Grenzen beliebige
Endtemperaturen erzielen. Die auf diese Weise gekühlte Abluft von Druckluftmotoren
findet Anwendung zu Kühlzwecken verschiedenster Art, zur Fabrikation von Eis, zu
Kältemischungen, zum Durchstreichen der Doppelwände von Kühlkammern oder bei freier
Ausströmung zur directen Kühlung von Räumen.
Bei dem vorliegenden Druckluftmotor ist in einem cylindrischen Gehäuse ein Kolben
drehbar, der die excentrisch gelagerte Motorwelle mitnimmt. Um einen andauernden
Betrieb mit Kaltluft zu ermöglichen, findet, getrennt von der Zuführung der
Druckluft, die Abführung der kalten Abluft derart statt, dass bei bedeutender
Temperaturerniedrigung der Luft sich ausscheidender Schnee vom Kolben selbst durch
die Ausströmungsöffnungen hindurch entfernt wird, die abgesondert liegende
Einströmungsöffnung aber freibleibt. Um für verschiedene Anfangsspannungen und
Temperaturen eine Regelung der jeweilig gewünschten Endtemperatur zu ermöglichen,
wird das die Druckluft abschliessende Organ von einer Steuerstange bewegt, deren
Längenänderung die Einstellung des nöthigen Expansionsgrades bewirkt.
Textabbildung Bd. 287, S. 224Zimmermann's Druckluftmaschine. Im cylindrischen Gehäuse A liegt der Kolben
B mit ebenen Stirnflächen dicht an dem Boden und
dem Deckel a des Gehäuses an. In dem Kolben befindet
sich ein rechteckiger Schlitz b, der die Verschiebung
des Kolbens auf dem Mitnehmer c der Motorwelle C ermöglicht. Der Querschnitt des Kolbens wird durch
zwei Kreisbogen vom Radius der Innenwand des Gehäuses A
begrenzt, und an den Scheiteln des Kolbens liegen in Längennuthen b mit Lederringen d
abgedichtete Klötze D, welche den Abschluss am cylindrischen Theil
des Gehäuses herstellen, und zwar unter dem Druck der Luft selbst.
Zu diesem Zwecke sind die zwischen den Nuthen b1 und dem Schlitz b
verbleibenden Stege b2
bei b3 durchbohrt und
kleine Doppelventile b4, deren Sitze durch eingeschraubte Röhrchen b5 gebildet werden, bewegen sich in den Bohrungen b3, während Bohrungen
b6 eine Verbindung
zwischen dem Gehäuse A und den Nuthen b1 herstellen, in
welchen die Klötze D sich befinden.
In Fig. 4 ist der Kolben
B in der Stellung gezeichnet, in welcher er den
Todtpunkt passirt. Unter „vor“ dem Kolben ist in Folgendem der Raum
verstanden, der mit dem Einströmrohr E communicirt, und
unter „hinter“ dem Kolben der Raum, der mit dem Ausströmrohr F communicirt. Die Bezeichnungen „oben“ und
„unten“, für Kolbentheile gebraucht, beziehen sich auf die jeweilig oben
oder unten liegenden Theile des Kolbens. Bei seiner Drehung in der Pfeilrichtung
gelangt die durch das Rohr E einströmende Luft vor den
Kolben und bewirkt dessen Drehung. Gleichzeitig tritt die Luft von oben in die
Oeffnungen b3, drückt
die Ventile b4 auf ihre
unteren Sitze und gelangt durch die Bohrungen b6 hinter die Klötze D,
welche hierdurch dicht an die Gehäusewandung angedrückt werden, wie aus der
Punktirung Fig. 4
ersichtlich. Dadurch, dass die Ventile b4 auf den einander gegenüberliegenden Sitzen
abwechselnd spielen, je nachdem auf der einen oder anderen Seite Drucküberschuss
vorhanden ist, werden die Klötze D während der
Communication der Rohre E und F mit dem Gehäuseinneren stets durch Luftdruck in Anlage am Gehäuseinneren
gehalten. Hinter dem Kolben B entweicht die Druckluft,
mit fein vertheiltem Schnee untermischt, durch das Ausströmrohr F, welches durch die verschliessbaren Oeffnungen f zeitweilig gereinigt werden kann und in welches ein
Theil des etwas an der Cylinderwand abgelagerten Schnees durch die Klötze D hinübergedrängt wird.
Die Verwendung der Abluft zur Erzeugung von Kältegraden erfordert eine geeignete
Expansionsvorrichtung. Zu diesem Zwecke wird das den Eintritt der Druckluft
abschliessende Organ von einer Steuerstange bewegt, deren Längenänderung die
Einstellung des jeweilig nöthigen Expansionsgrades bewirkt. An dem Einströmrohr E ist für den Expansionsschieber H der Kasten G
angeschraubt, durch dessen Zwischenwand g zwei
Oeffnungen im Schieberspiegel entstehen. Die aus g1 kommende Druckluft strömt durch die immer
geöffnete Oeffnung g2
in den Schieberkasten und gelangt bei offenem Schieber nach Pfeilrichtung durch die
Oeffnung g3 und das
Einströmrohr E in den Cylinder. Der Schieber H trägt zwei Lappen, zwischen welchen auf der
Schieberstange I der Stellring i sitzt. Die Bewegung des Schiebers mit Stange I erfolgt unter dem Gegendruck der Feder i3 (Fig. 3) von der
Steuerscheibe L der Welle C aus, die auf die Rolle k1 der gerade geführten Steuerstange K drückt. Bei jeder Umdrehung der Welle C findet zweimal Einströmung von verdichteter Luft und
zweimal Ausströmung von Abluft statt, und zwar ist dies durch die Gestalt der
Steuerscheibe L bedingt, die der Feder i3 zweimal Verschiebung
der Stange I und Eröffnung des Kanals g3 ermöglicht. Bei der
einen Wirkung geht der eine Klotz D bei Drehung des
Kolbens vom Einströmrohr E nach dem Ausströmrohr F, bei der zweiten Wirkung der andere Klotz D denselben Weg und bei jeder der beiden Wirkungen
macht die Welle C eine halbe Umdrehung.
Um die Expansion früher oder später einzuleiten, ist zur Uebertragung des Druckes von
K auf I eine
entsprechend stellbare keilförmige Steuergabel M
angeordnet, die ein Nähern oder Entfernen der Stangen I
und K von einander gestattet.
Eine hinter dein Bund i1
der Stange I liegende Verlängerung i2 reicht in den
rohrförmigen Theil k der Steuerstange K vor, und dieser Theil ist geschlitzt, um durch einen
einragenden Stift i4
die Rolle k1 vor
Verdrehung zu sichern.
Die über den abgeflachten Theil i2 der Schieberstange und zwischen i1 und k gesteckte Steuergabel M
lässt in Folge ihrer keilförmigen Form eine Aenderung im Abstande zwischen
Rollenachse und Schiebermittel durch Nähern oder Entfernen der hinter einander
liegenden Steuer- und Schieberstangen I und K zu. Wie leicht einzusehen, wird bei angehobener Gabel
M durch die unrunde Steuerscheibe L bei einer gewissen Kolbenstellung mittels Steuer- und
Schieberstange der Schieber H so weit verschoben, dass
die Einströmung g3
geschlossen und die Expansion eingeleitet wird. Je mehr man die Gabel M senkt, desto mehr werden Steuer- und Schieberstange
aus einander gedrängt, d.h. desto früher wird die Einströmung g3 geschlossen bezieh.
die Expansion eingeleitet. Das Spiel wiederholt sich, wie beschrieben, bei jeder
Umdrehung zweimal. Bei der durch die Zeichnung veranschaulichten Construction
erfolgt die Einstellung der Gabel M durch Verschieben
des Aufhängepunktes.
Bei Arbeit auf Kaltluft wird die Arbeit der Maschine entweder benutzt oder
abgebremst. Die Temperatur der Abluft wird durch Einstellen der Expansion mittels
Steuergabel M auf den gewünschten Grad gebracht.
Falls der Temperaturgrad der Auspuffluft nicht genau eingehalten werden muss und
bloss Werth auf gleichmässigen Gang der Maschine gelegt wird, kann man die Gabel M auch vom Regulator der Maschine beeinflussen lassen.
Wünscht man eine geringe Temperaturerniedrigung der Auspuffluft, dann wird man die
Luft vor ihrem Eintritt in die Maschine etwas vorwärmen und dafür mehr expandiren
lassen, wobei man bei geringerem Luftverbrauch die gleiche Endtemperatur erzielt,
wie bei ungewärmter Luft und geringer Expansion.
Eine Umtriebmaschine für Druckluft von H. Müller in
Leipzig (* D. R. P. Nr. 59707 vom 8. Februar 1891) ist in Fig. 5 und 6 dargestellt. Die
Druckluft kommt hier in dem hohlen Kranze einer Riemscheibe zur Wirkung.
Der Motor besteht aus einem feststehenden Gehäuse a, um
welches sich die abgedichtete Riemscheibe s dreht,
welche wiederum mit der Welle w in fester Verbindung
steht. Der Kranz der Riemscheibe hat Hohlräume 5 und
6, welche radial durch die hinter einander
liegenden Stege 7 und 8 in
je zwei Hohlräume getheilt sind. Das Gehäuse enthält vier Kanäle c und d, von denen die
beiden lothrecht liegenden c in die Hohlräume 5 der Riemscheibe, die beiden wagerecht liegenden d aber in die Hohlräume 6
der Riemscheibe ausmünden. An der Hinterwand des Gehäuses ist eine Druckluftkammer
b angeordnet, in welche die Kanäle c und d ausmünden und
welche mit verstellbaren Schrauben so gegen das Gehäuse a gehalten wird, dass sich zwischen beiden die Luftvertheilungsscheibe e, welche fest auf der Welle w
sitzt, drehen kann, ohne Druckluft nach aussen entweichen zu lassen. Die
Luftvertheilungsscheibe e hat die Schlitze f und g, von welchen f mit den Luftkanälen c,
und g mit den Luftkanälen d correspondiren, so dass abwechselnd in die Kanäle c und d Druckluft aus der
Kammer b eintreten kann. Durch die Länge der Schlitze
f und g werden die
Füllungsgrade bedingt, so dass durch Einsetzen anderer Luftvertheilungsscheiben mit
anderen Schlitzen andere Füllungen eintreten. Auch ist es möglich, den Hohlräumen
5 der Riemscheibe andere Füllungen zu geben, als
den Hohlräumen 6. Durch die Muttern o auf der Welle w kann die
Luftvertheilungsscheibe genau gegen das Gehäuse a
eingestellt werden. Innerhalb des Gehäuses a befindet
sich fest auf der Wellen eine Curvenscheibe h, welche
auf jeder Seite eine Curve mit zwei sich gegenüberstehenden Einbiegungen hat. In den
Curven führen sich mittels Rollen die Zapfen der Schieber i und k, von welchen i in die Hohlräume 5 der Riemscheibe und k in die Hohlräume 6
derselben eintreten, aus diesen aber zurückbewegt werden, wenn die Schieberzapfen in
die Einbiegungen der Curven eintreten. Die Welle w
läuft in verstellbaren Lagern, so dass die Riemscheibe auf dem Gehäuse a genau in erforderlicher Lage für die Schieber
gehalten werden kann.
Textabbildung Bd. 287, S. 226Müller's Umtriebmaschine für Druckluft. An Stelle der zwangläufigen Schieber können auch freie Schieber zur
Anwendung kommen. Diese erhalten eine schräge Fläche, ebenso die Stege 7 und 8, so dass, wenn die
Stege über die Schieber gleiten, letztere zurückgedrückt, nach dem Passiren der
Stege aber durch Federdruck wieder emporgehoben werden.
In dem Kranze z des Gehäuses a sind Luftentweichungsöffnungen l und m angeordnet, welche nach dem Inneren des Gehäuses frei
ausmünden oder mit einem Luftzuführungskanal in Verbindung stehen können.
Ein Regulator r dreht zur Regulirung des Motors einen in
die Druckleitung eingeschalteten Hahn.
Sobald die Riemscheibe s auf dem Gehäuse a die in Fig. 5 und 6 gezeichnete Stellung
eingenommen hat, stellt die Luftvertheilungsscheibe e
mittels der Schlitze f die Verbindung zwischen den
Luftkanälen c und der Luftkammer b her, so dass Druckluft aus b durch die Kanäle c in die Hohlräume 5 der Riemscheibe, und zwar an den beiden sich
gegenüberliegenden Punkten zwischen die Stege 7 und
Schieber i eintreten kann und die Riemscheibe in der
Pfeilrichtung weitertreibt, hierbei auf die Stege 7
einwirkend, da nach rückwärts die Schieber i den Raum
abschliessen. Ist die Riemscheibe um eine Vierteldrehung vorgetrieben, so schneidet
die Luftvertheilungsscheibe e die weitere Luftzuführung
nach den Hohlräumen 5 ab, stellt aber gleichzeitig
mittels der Schlitze g die Verbindung der Luftkanäle
d mit der Kammer b
her, so dass nun Druckluft durch d in die Hohlräume 6, zwischen Schieber k und
Stege 8 eintreten kann und, auf die Stege 8 wirkend (nach rückwärts sperren die wieder
emporgetriebenen Schieber k den Raum ab), die
Riemscheibe weiterbewegt. Dieser Zeitpunkt tritt ein, wenn die Stege 8 die Schieber h passirt
haben. Während nun die Stege 8 mit Volldruck um eine
Vierteldrehung weitergetrieben werden, expandirt die gegen die Stege 7 im Hohlraum 5 drückende
Luft, bis sie durch die Oeffnungen l entweicht. Nach
Vollendung einer weiteren Vierteldrehung der Riemscheibe empfangen die Hohlräume 5 bezieh. Stege 7 wieder
Volldruck, während die gegen die Stege 8 in den
Hohlräumen 6 wirkende Luft expandirt u.s.w., so dass
bei jeder Umdrehung zweimal zwei Volldruck- und zweimal zwei Expansionsperioden
stattfinden.
Die in Fig. 7 dargestellte Maschine der Commanditgesellschaft für Popp'sche Druckluftanlage, August
Riedinger und Co. in Augsburg (* D. R. P. Nr. 58013 vom 9. November 1890)
ist wahrscheinlich für den Betrieb von Nähmaschinen u. dgl. gedacht.
Die Luft tritt durch den Hahn A ein, geht durch den
Kanal F, dann durch Schieber S und durch die Zwischenwand Z in den
Cylinderraum. Schieber S wird bewegt durch die
Kurbelscheibe K mit eingedrehtem Excenter E, welcher durch die Kanäle C und D im Schieber abwechselnd die Luft ein
und aus führt. Dadurch entsteht eine auf und ab gehende Bewegung des Kolbens,
welcher durch die Pleuelstange die Kurbelscheibe in Drehung versetzt und die Kurbel
B, die in directer Verbindung mit dem Schwungrad
der Nähmaschine steht, mitnimmt. Der plattenförmige Vertheilungsschieber wird bei
vorliegender Einrichtung durch den Cylinder gegen das Gestell derartig dauernd
abgedichtet, dass der Cylinder quer zu seiner Achse gegen den Schieber und dieser
dadurch zugleich gegen das Gestell gedrückt wird.
Textabbildung Bd. 287, S. 226Fig. 7.Riedinger's Maschine für Druckluftanlage. Eine elektrische Heizvorrichtung für Druckluftmaschinen ist an die American Elevator Company in London patentirt (* D. R.
P. Nr. 62412 vom 11. September 1891), Fig. 8 und 9. Dieselbe ist in der
gezeichneten Ausführung für solche Maschinen bestimmt, welche zum Fahrstuhlbetrieb
dienen sollen.
A ist ein Fahrstuhl, welcher an das über Rollen C nach einer Trommel D
führende Kabel B angehängt ist. Der Antrieb der Trommel
D erfolgt durch eine beliebige Maschine E. Mit der im vorliegenden Falle verwendeten
Luftmaschine ist das Zuführungsrohr F verbunden,
welches von dem Druckluftbehälter G ausgeht. Um die
Druckluft vor dem Eintreten in die Maschine auf die geeignete Temperatur bringen zu
können, sind Einrichtungen getroffen, um die Druckluft elektrisch erhitzen zu
können; zu diesem Zwecke ist ein Elektricitätserzeuger I vorgesehen, von welchem die Leitungen J1K auslaufen.
In einem weiteren Kasten oder Cylinder L des
Druckluftrohres F wird eine Reihe von Widerstandsspulen M vorgesehen, die so angeordnet werden, dass die zu der
Maschine strömende Druckluft die Spulen umkreisen muss. Sind die Spulen durch den
elektrischen Strom heiss geworden, so wird die Temperatur der durchtretenden
Druckluft so weit gehoben, dass die Gefahr der Eisbildung in der Maschine
ausgeschlossen ist. Bei Aufzügen ist es ungewöhnlich, die Betriebsmaschine stetig
laufen zu lassen; sie steht gewöhnlich unter der Einwirkung von Vorrichtungen, die
vom Fahrstuhl aus bethätigt werden und eine Abstellung oder Ingangsetzung des Motors
bewirken.
Textabbildung Bd. 287, S. 227
Heizvorrichtung für Druckluftmaschinen.
Hier geht für diesen Zweck von dem Fahrstuhl ein einfaches
Handseil O aus, welches mit der Ventilstellvorrichtung
verbunden ist, und da die Druckluft nur dann erhitzt zu werden braucht, wenn sie zum
Betriebe des Motors benutzt werden soll, so wird, um einen unnöthigen Stromverbrauch
zu verhindern, die Ventilstellvorrichtung H derart
angeordnet, dass sie den elektrischen Stromkreis J1K schliesst, wenn die
Maschine angelassen wird, dagegen unterbricht, wenn die Maschine zum Stillstand
gelangt. Der Stromkreis J1K endigt deshalb in Contactplatten jk, und die Ventilstellvorrichtung erhält eine
Contactplatte h, durch deren gegenseitige Bewegung eine
Schliessung bezieh. Unterbrechung des Stromkreises J1K zu dem bezeichneten
Zweck veranlasst wird.
Es möge hier der Vorschlag zu einer Maschine erwähnt werden, welche Druckluft durch
Explosionen herstellen soll. Die Maschine ist an Dr. S. P. Marcus in Berlin patentirt (* D. R. P. Nr. 63302 vom 28. November 1891) und
verweisen wir, da die Maschine noch nicht zur Ausführung gekommen zu sein scheint,
auf die Patentschrift.
(Fortsetzung folgt.)