Titel: Neuerungen an Luftpumpen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1887, Band 263 (S. 453–456)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj263/ar263165

Ueber Neuerungen an Luftpumpen.1)

Patentklasse 27. Mit Abbildungen auf Tafel 27.

Bei Luftverdichtungs- und Luftverdünnungspumpen kann der den volumetrischen und dynamischen Wirkungsgrad sehr vermindernde Einfluſs des schädlichen Raumes dadurch nahezu aufgehoben werden, daſs am Schlusse jedes Kolbenhubes die beiden Cylinderseiten auf kurze Zeit mit einander verbunden werden. Prof. Wellner hat bekanntlich hierzu vorgeschlagen, an den Enden des Cylinders in dessen Wandung Kanäle auszusparen, welche dieses Ueberströmen bewirken. Burckhardt und Weiſs (vgl. 1883 250 * 496) verwenden für den gleichen Zweck gesteuerte Schieber, in welche ein enger Kanal eingegossen ist. In einer Abhandlung von F. J. Weiſs in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1885 * S. 929 wird diese Anordnung ausführlich beschrieben und ihr Nutzen durch Diagramme und Berechnungen festgestellt.

Wegelin und Hübner in Halle a. S. bauen Luftverdichtungs- und Luftverdünnungspumpen, bei welchen zur Erzielung des Druckausgleiches ein besonderer von E. Hühner (* D. R. P. Nr. 37746 vom 14. Oktober 1884) angegebener Ausgleichsschieber B (Fig. 11 bis 13 Taf. 27) angeordnet ist, welcher in der Todtpunktstellung des Kolbens die beiden vom Schieberspiegel nach den Cylinderenden führenden Kanäle d auf kurze Zeit mit einander in Verbindung setzt, so daſs die im schädlichen Raume der einen Cylinderseite befindliche verdichtete Luft durch diese Kanäle auf die andere Cylinderseite strömen kann. Die Bewegung des Ausgleichsschiebers B erfolgt in Fig. 12 und 13 von der Stange S des Steuerschiebers A aus durch die feste Verbindung b, in Fig. 11 durch ein auf der Antriebwelle besonders aufgekeiltes Excenter E (vgl. * Oesterreichisch-Ungarisches Patent vom 25. Juli 1885).

Um den Druckausgleich, also die Verbindung beider Cylinderseiten gerade in dem Augenblicke zu erhalten, in welchem die Kurbel im Todtpunkte steht, oder etwas vor- oder nachher, wird das Excenter verstellbar auf der Welle eingerichtet (vgl. Fig. 10), wofür auch die in Fig. 9 Taf. 27 dargestellte Anordnung gewählt werden kann. Auf der Welle W ist ein Arm z festgekeilt, in welchem mittels Zapfen eine Mutter n drehbar gelagert ist; an der lose auf der Welle W sitzenden Excenterscheibe E ist gleichfalls drehbar eine Mutter r gelagert, welche Rechtsgewinde besitzt, während die Mutter n mit Linksgewinde versehen ist. Durch beide Muttern geht eine Schraube, deren Drehung somit eine Verstellung des Excenters auf der Welle W nach der einen oder anderen Richtung erzeugt, wobei dann ohne weiteres die neue Lage festgestellt ist. Der Ausgleichschieber B liegt vollkommen frei und wird an seine Gleitfläche durch eine Blattfeder f angedrückt.

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Die erwähnte Wellner'sche Anordnung zur Druckausgleichung ist von Fritz Walkhoff in Magdeburg (* D. R. P. Nr. 31379 vom 29. Juli 1884) dadurch etwas abgeändert worden, daſs in die Cylinderwandung auf jeder Seite ein enger Kanal eingegossen wird, welcher mit seinen Enden einerseits im schädlichen Raume, andererseits dicht hinter dem Kolben mündet, wenn derselbe an seinem Hubende angekommen ist. Der Uebelstand der Wellner'schen Construction, daſs nicht im Todtpunkte, sondern schon etwas vorher die Verbindung der Cylinderseiten stattfindet, was Luft-und Arbeitsverluste zur Folge hat, ist natürlich bei der vorbeschriebenen Anordnung im gleichen Maſse vorhanden.

In anderer Weise will C. Reich in Linden-Hannover (* D. R. P. Nr. 31366 vom 1. Oktober 1884) den Druckausgleich erhalten. Hierbei sind, wie Fig. 8 Taf. 27 zeigt, in dem Kolben B einige Doppelsitzventile v, v1 angeordnet derart, daſs die Sitze in den Kolbenflächen liegen und die Ventile auf der einen Seite schlieſsen, wenn sie von den Sitzen der anderen sich etwas abheben. Bewegt sich nun der Kolben in der angegebenen Pfeilrichtung, so werden die vorderen Ventilteller v sich auf ihre Sitze legen, die hinteren Teller v1 sich also etwas abheben. Nahe am Hubende treten dann Kanäle, welche im Cylinder ausgespart sind, mit den Kanälen c im Kolben in Verbindung und es findet der Uebertritt der verdichteten Luft nach dem Saugraume statt. Sobald sich dann der Kolben rückwärts bewegt, schlieſsen sich die Ventile v1 auf der anderen Seite. Die Construction wird den Nachtheil haben, daſs sie nicht einstellbar ist und daher ihre genaue Wirkung schwer erreicht werden kann.

Die bisher mitgetheilten Anordnungen gelten für doppeltwirkende Luftpumpen- für einfachwirkende Luftpumpen haben Selwig und Lange in Braunschweig (* D. R. P. Nr. 33138 vom 3. März 1885) zur Druckausgleichung folgende Construction angegeben: Mit dem Cylinder ist durch einen Rohrstutzen ein Windkessel in Verbindung gebracht, welcher nun nach Beendigung sowohl der Saug-, wie der Druckbewegung auf kurze Zeit in Verbindung mit dem Cylinder gebracht wird. Hierzu ist in den erwähnten Verbindungsstutzen ein Hahn oder Schieber eingeschaltet, welcher von der Welle der Pumpe aus entsprechend bewegt wird. Sowohl bei Luftverdichtungs-, wie bei Luftverdünnungspumpen wird in Folge dieser Einrichtung die Spannung der Luft im schädlichen Raume bei Beginn der Saugbewegung des Kolbens sich verringern, während die im Windkessel herrschende Spannung sich erhöht, und umgekehrt wird die Spannung in letzterem bei Beginn der Druckbewegung des Kolbens sich vermindern, während die Spannung im Cylinder sich erhöhen wird. Die hierdurch erreichbare Druckausgleichung kann um so besser werden, je gröſser der Windkessel gewählt wird. Für doppeltwirkende Luftpumpen müſste die beschriebene Einrichtung an beiden Cylinderseiten angebracht werden.

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Bei Luftpumpen mit Schiebersteuerung bringt man zwischen der Schiebergleitfläche und dem Druckraume, nach welchem die Pumpe die Luft ausstöſst, ein Rückschlagventil an, damit beim Schieberwechsel, wenn die Luftein- und Austrittskanäle sich wieder öffnen, die verdichtete Luft aus dem Druckraume nicht wieder durch den Austrittskanal zurück in den Cylinder treten kann. Für dieses Rückschlagventil haben A. Burckhardt und F. J. Weiſs in Basel (* D. R. P. Nr. 37134 vom 2. Februar 1886) die in Fig. 14 Taf. 27 verdeutlichte Einrichtung angegeben. Die Luftpumpe ist mit dem den Genannten patentirten Schieber S (vgl. 1883 250 * 496) versehen, auf dessen Rücken Klappen A angeordnet sind, deren Hub durch federnde Anschläge B begrenzt wird. Bewegt sich nun der Kolben P in der Pfeilrichtung, so wird bei seiner in Fig. 14 angegebenen Stellung der Schieber S in der gezeichneten Lage sein. Die vom Kolben verdichtete Luft hat die Klappe A rechts gehoben und strömt nach dem Druckraume. Der Schieber bewegt sich nun noch etwas weiter nach rechts, schlieſst den rechtsseitigen Kanal und geht dann wieder zurück, wobei der Kolben bereits auf dem Rückwege ist und hinter demselben also die Saugspannung herrscht. Es muſs sich nun die Rückschlagklappe A links bereits geschlossen haben, ehe beim Schieberrückgange die Kante K den Kanal E wieder öffnet, da sonst die Klappe in Folge der hierbei unter ihr eintretenden Saugspannung durch die Druckluft heftig zugeschlagen und so bald zerstört werden würde. Das Schlieſsen der Klappe darf jedoch auch nicht zu früh erfolgen, sondern muſs in der Zeit geschehen, in welcher die Schieberkante K über die Kanalkante E nach rechts sich noch etwas hinausbewegt, da während dieser Zeit der Kanal E ohnehin geschlossen ist und daher die zugehörige Klappe A nicht mehr geöffnet zu sein braucht. Das rechtzeitige Schlieſsen der Rückschlagklappe wird somit am einfachsten in der äuſsersten Schieberstellung erfolgen können, wozu nur ein Anschlag B, gegen welchen die Klappe stöſst, nothwendig ist. Statt der Klappen können auch Ventile angewendet werden; es ist hierbei nur noch dafür zu sorgen, daſs die Klappen und Ventile in ihrer Gewichtswirkung ausgeglichen werden, damit sie weder das Bestreben haben, sich selbst zu öffnen, noch sich selbst zu schlieſsen.

Um bei Luftverdichtungsanlagen zu verhüten, daſs die Spannung im Luftbehälter ein gewisses Maſs überschreitet, werden Druckregler zwischen die Luftverdichtungspumpe und den Behälter eingeschaltet. Einen solchen Apparat hat James Clayton in Brooklyn im Scientific American, 1886 Bd. 55 * S. 35 angegeben, welcher ein Entlastungsventil enthält, das durch einen belasteten Kolben mittels Hebelübersetzung gehoben wird, sobald der Druck im Luftsammler das gewünschte Maſs überschreitet. Hierzu steht der Cylinderraum unter dem Kolben in steter Verbindung mit dem Luftbehälter; steigt der Druck in diesem über die Grenze, so hebt sich der Kolben, öffnet das Ventil und Luft bläst so |456| lange durch dasselbe ab, bis der Ueberdruck aufhört; dann schlieſst sich das Ventil wieder, das also nichts weiter wie ein Sicherheitsventil ist. Zweckmäſsiger sind solche Druckregler, welche auf die treibende Kraftmaschine wirken und dies auch dann thun, wenn der Druck im Luftsammler unter ein gewünschtes Maſs sinkt. (Vgl. Westinghouse 1884 252 * 488. Clayton bezieh. Blake 1886 262 386.)

Es seien zum Schlusse noch die Untersuchungen erwähnt, welche Duncan Gilchrist in Ishpeming, Mich., Nordamerika, an Luftverdichtungspumpen mit Oberflächen- und Einspritzkühlung angestellt hat und die auszugsweise im Engineering and Mining Journal, 1886 Bd. 42 S. 223 mit-getheilt sind. Die besondere Construction der Maschinen, die Mengen des Kühlwassers, die Art der Einspritzung u.s.w. sind nicht angegeben, weshalb die mitgetheilten Zahlen wenig Werth haben; sie lassen im Allgemeinen nur erkennen, daſs die Oberflächenkühlung etwas besser wirkte als die Einspritzkühlung, welchem Ergebnisse das anderer Versuche jedoch gegenüber steht, so daſs diese Mittheilung mit Vorsicht aufzunehmen ist.

Vgl. Bericht über ausgeführte Luftverdichtungspumpen 1886 262 * 385.

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