Titel: Neue Druckluftmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1893, Band 287 (S. 223–227)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj287/ar287069

Neue Druckluftmaschinen.

(Patentklasse 46. Fortsetzung des Berichtes Bd. 281 * S. 25.)

Mit Abbildungen.

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, |224| um die Abhitze der ersteren zur Anwärmung der Druckluft zu benutzen.

Textabbildung Bd. 287, S. 224
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. 224
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 |225| 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 |226| 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. 226
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. 226
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 |227| 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

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.)

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