<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Regulierung automatischer Dampffahrzeuge.
EMI1.1
Bei den Selbstfahrern der ersten Gruppe, deren Vorbild die gewöhnliche Lokomotive ist, hat sich die Aufmerksamkeit des Führers gleichzeitig auf die Unterllaltung des Feuers, die Speisung dos Kessels und die Führung der Maschine zu richten. Die Veränderungen ill
EMI1.2
feuchten Dampfes oder gar eines Gemisches von Dampf und Wasser zu verhüten.
3. Dio erzeugte Dampfmenge muss beständig der vom Motor verbrauchten Dampfmenge gleich sein, welches auch die vom Motor bei irgendeiner Geschwindigkeit verlangte Leistung ist.
Diese allgemeinen, für die Selbsttätigkeit der Regelung der Arbeitsleistung nötigen Bedingungen eines Dampfselbstfahrers können nur durch Vermeidung mehrerer Unzuträgtich- keiten erfüllt werden, deren Bedeutung die Praxis gezeigt hat. Um zu veranschaulichen, wie gemäss der vorliegenden Erfindung diese Unzuträglichkeiten vermieden werden, ist es erforderlich, zunächst die Hauptbestandteile des Erfindungsgegenstandes zu erläutern.
Die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendete Energiequelle ist eine Feuerung für flüssigen Brennstoff, der durch die Hitze der Flamme selbst verdampft wird und verbrennt, nachdem er mit dem zu seiner Verbrennung nötigen Luftquantum
EMI1.3
<Desc/Clms Page number 2>
Der erzeugte Dampf verlässt den Kessel in überhitztem Zustande, um alsdann nach einem Motor zu gelangen, der beispielsweise mit dreifacher Expansion arbeitet. Nach dem Verlassen des Motors geht der Dampf in einen rohrförmigen Kondensator, der durch den durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges erzeugten Luftstrom gekühlt wird, und in dem eine Luftpumpe ein gewisses Vakuum aufrecht erhält.
Das Kondenswasser geht nach dem Wasserbehälter zurück, an den die Speisepumpe des Kessels angeschlossen ist. Das Wasser durchläuft also einen vollständigen Kreislauf, ohne merklichen Verlust und mit dem Vorteil, dass ein Teil seiner Kondensationswärme für die Wiedererhitzung beim Eintritt in den Kessel ausgenutzt wird.
Die erste Unzuträglichkeit, die vermieden werden muss, ist die Einführung einer zu grossen oder zu kleinen, der Vcrdampfnngsfähigkeit der Feuerung nicht entsprechenden Wassermenge in den Kessel. Dies tritt ein, wenn die Speisepumpen für die Feuerung und für den Kessel direkt durch das*Fahrzeug angetrieben werden, denn in diesem Falle wechselt ihr (rang und demnach auch ihre Förderleistung proportional mit der Geschwindigkeit des Wagens. Es folgt daraus, dass bei grossen Geschwindigkeiten die in dem Kessel gespeiste Wassormenge zu gross werden und die Leistungsfähigkeit der Feuerung überschreiten kann.
Andererseits kann beim Befahren von Steigungen, wo also der Kessel dem Motor ein Maximum an Dampf liefern muss, die geringe Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die sich natürlich auch den Pumpen mitteilt, verhindern, dass die Pumpen die Feuerung und den Kessel genügend speisen.
Man hat diese Schwierigkeiten dadurch zu beheben versucht, dass man die Pumpen mit einer Vorrichtung versieht, durch die der Maschinist ihre Geschwindigkeit unabhängig von derjenigen des Wagens beeinflussen kann. Diese Anordnung hat aber den Fehler, die Aufmerksamkeit des Wagenführers zu erfordern, der die Geschwindigkeit der Pumpen nicht nur nach der Fahrgeschwindigkeit, sondern auch noch mit Rücksicht auf die zu leistende Arbeit verändern muss, die mit den wechselnden Widerständen des Weges variiert.
Wenn z. B. der Führer, dessen Aufmerksamkeit durch das Achtgeben auf die Fahrtrichtung in Anspruch genommen ist, beim Übergang aus einer geringen zu einer höheren Ge- schwindigkeit vergisst, die Leistung der Pumpen in der erforderlichen Weise zu regeln, so kann das in den Kessel eingeführte Wasserquantum ebenso wie die Brennstoffmengc zu hoch werden und es tritt dann sowohl im Brenner der Feuerung als auch in dem Kessel ein Ertränken"ein, so dass das Feuer erlischt, die Verdampfung aufhört und das Fahr- zeug stehen bleibt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist nun auf folgende Weise jede Unzuträglichkeit dieser Art beseitigt. Die Speisepumpe für den Kessel, obgleich sie durch den Wagen an-
EMI2.1
d. h0 dt'r Toorcnzabl der Pumpe gemacht. Auf diese Weise !)) eibt also die Leistung der Pumpe bei joder Geschwindigkeit des Fahrzeuges konstant, und zwar ist die Einrichtung so getroffen, dass die Pumpe das Maximalquantum fordert, das der Kessel zu verdampfen imstande ist.
Zwischen der Pumpe und dem Kessel ist in die Leitung ein Hahn eingeschaltet, der das zugeführto Wusser auf die richtige Menge drosselt. Dasjenige Wasser, das auf diese
EMI2.2
In der Leitung zwischen der Brennstoffpumpe und dem Brenner der Feuerung befindet sich ebenfalls ein Drosselorgan, welches die Brennstoffmenge auf den erforderlichen Betrag bringt. Sch) iesslich ist in die vom Kessel nach dem Motor führende Dampfleitung ebenfaDs ein Drosselorgan eingeschaltet, durch das die Füllung des Motors geregelt werden kann.
Die drei erwähnten Drossclorgane für das Wasser, den flüssigen Brennstoff und den Dampf sind zu einer einzigen, im Bereich des Führers angeordneten Handhabe vereinigt.
Ihre Durcb) ässe sind derart angeordnet und dimensioniert, dass stets für jede Beanspruchung des ganzen Systems die durchgelassenen Mengen des Wassers, des Dampfes und des Brennstoffes die geeigneten Werte haben, derart, dass die zu verdampfende Wassermenge proportional dem verbrannten Brennstoff und die dem Motor gelieferte Dampfmenge an Ge- wicht g1eich dem in den Kessel eingeführten Wasser bleibt.
Die den Brennstoff zuführende, durch das Fahrzeug angetriebene Pumpe ist nicht ) nit einem Regudator ausgestattet. Ihre Leistung bleibt variabel mit der Geschwindigkeit, und diejenige Brennstof'menge, die der Brenner nicht verbrennen kann, wird durch ein Rückschlagventilzurückgesaugt.
EMI2.3
<Desc/Clms Page number 3>
Fig. 1 veranschaulicht einen danach konstruierten Selbstfahrer in einer zum Teil geschnittenen Seitenansicht. Fig. 2 ist eine Ansicht von oben und Fig. 3 eine Rückansicht.
Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen Details zur Bewegung der erwähnten Drosselorgane.
Es sei zunächst der Fall angenommen, dass das Fahrzeug eine normale Geschwindigkeit hat. Die Hauptmotorwelle 1 wirkt dabei mit Hilfe eines liettengetriebes oder dgl. auf die Antriehswelle 2 der drei Pumpen, von denen die Pumpe 3 das Wasser und die Pumpe 4 den Brennstoff zuführt, während 5 die Kondensatorluftpumpe ist. Die Pumpe 3 steht unter der Einwirkung eines Regulators 6 (Fig. 3) und befördert infolgedessen ein unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit stets konstantes Wasserquantum in die Leitung 7.
EMI3.1
Zeichnung nicht dargestelltes Rückschlagventil angeordnet.
Wenn der Druck in der Druckleitung der Pumpe die Schliesskraft der das Rückschlagventil schliessenden Feder übersteigt, so öffnet sich das Ventil und ein Teil des in die Druckleitung beförderten Wassers fliesst nach dem Speisewasserbehälter 8 zurück. Andererseits ist der von der Pumpe 3 erzeugte Druck gleich
EMI3.2
stellt, dass der in die Leitung vor dem Kessel eingeschaltete Hahn 10 eine Drosselung bewirkt. Wenn dieser Hahn weit geöffnet ist und das ganze System volle Arbeit leistet, so ist der durch die Pumpe 3 erzeugte Druck im wesentlichen gleich dem Kesseldruck.
Das Rückschlagventil der Pumpe 3 begrenzt also den Kesseldruck im voraus auf einen
EMI3.3
das Rückschlagventil und das Wasser geht zum Teil nach dem Wasserbehälter zurück, wodurch in demselben Verhältnis die in dem Kessel eingeführte Menge sich vermindert.
Es wird also durch die Kombination des Drosselhabnes mit der Pumpe 3 und dem
EMI3.4
wird und ferner dass das tatsächlich in den Kessel eingeführte Wasserquantum beliebig von Null bis zu dem von der Pumpe beförderten ganzen Quantum unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges variiert werden kann.
EMI3.5
<Desc/Clms Page number 4>
worden kann, da stets ein richtiges Verhältnis zwischen der Wassermenge und der Brennstoffmenge aufrecht erhalten bleibt. Da die Hähne 10 und 11 bei der Maximalgeschwindig- kcit weit offen sind, so kann das in den Kessel eingefUhrte Wasser niemals den l (on- stanten Betrag überschreiten, den die Pumpe 3 unter der Einwirkung ihres Regulators 6 liefert.
Der verbrauchte Brennstoff ist dann gleich derjenigen Menge, die der Brenner hei dem begrenzten Druck der Brennstoffpumpe 4 im Maximum verbrennen kann.
Mittelst des genügend gross zu wählenden Kondensators 17 kann das ganze verdampfte Wasser wiedergewonnen werden, so dass es unter beständigem Kreislauf als destilliertes und daher vollkommen reines Wasser unzählige Male benutzt werden kann, was für Dampfkessel mit augenbiicklicher Verdampfung sehr wichtig ist.
Das Ingangsetzen des Fahrzeuges geschieht mittelst der Handpumpen 21 und 22, die in die Brennstoff leitung und die Wasserleitung eingeschaltet sind. Der Brenner wird zuerst mit Hilfe einer alkoholflamme angewärmt, während man durch die Pumpe 21 flüssigen
EMI4.1
vollständig verschlossen. Es bleibt vielmehr ein genügender Durchgang, damit der Brennstoff mit einem Druck von einigen Kilo die Flamme aufrecht erhält. Will man abfahren, so wird Wasser in den Kessel eingelassen durch die Pumpe 22, mit der man den gewünschten Druck erzeugt. Ist der Wagen in Gang, so arbeiten die Pumpen 3, 4 und und bewirken selbsttätig die erforderliche Verteilung.
Die Vorrichtung (Fig. 6-9), welche bewirkt, dass die von der Pumpe 3 gelieferte Menge konstant sei, erhält ihren Antrieb von der Welle 2, die bei ihrer Drehung durch die Kurbel 2. ? und die Kurbelstange 24, an deren Ende eine in der Kulisse 26 geführte Rolle 25 sich befindet, diese Kulisse um den Drehpunkt 27 in schwingende Bewegung versetzt. Diese Bewegung wird auf den liolben 28 durch den Doppelhebel 29 und den doppelten Lenker 30 übertragen. Der Weg des Kolbens 28 ist durch die Stellung der
EMI4.2
punkt 27 entfernt und sich dem äusseren Ende der Kulisse 26 nähert, in demselben Masse wird der Kolbenweg vermindert.
Damit die Leistung der Pumpe konstant sei, muss durch den Regulator die Rolle 25 gegen das äussere Ende der Kulisse 26 verschoben werden. wenn die Geschwindigkeit sich erhöht, während bei Verminderung der Geschwindigkeit die Rotlc 25 dem Drohungspunktss 27 genähert werden muss.
Um die Wirkungsweise des Regulators zu verstehen, sei vorausgesetzt, dass das Gleichgewicht hergestellt und die Geschwindigkeit des Motors konstant sei. Die Bewegung des Motors wird den Massen 6 des Regulators durch Vermittlung der Räder 31, 32 und der Achse 33 mitgeteilt. Ween die Geschwindigkeit der Massen eine gewisse normale Grösse besitzt, befindet sich der Daumen 34 der Hülse 38 zwischen den gezahnten Hülsen 35 und 36', wobei die entwickelte Zentrifugalkraft der Massen und die Spannung der Fuder 37, welche mittelst Fahrrad a und Zahnstange b einander entgegenwirken, im Gleichgewichte sind.
Wird die Geschwindigkeit beschleunigt. so erhöht sich die durch die Drehung ent-
EMI4.3
vermittelst des Kegelrades 56 das Zahnrad 42 in Drehung versetzt, so dass durch Vermittlung von 43, 44, 45 die mit Schraubengewinde versehene Stange 46 gedreht wird, wodurch deren Mutter 47 v erschoben wird, die ihrerseits durch den Lenker 48 die Rolle 25 in
EMI4.4
EMI4.5
des Motors gleichförmig geworden wäre und die ganze Anordnung könnte nicht wirken.
Es ist daher notwendig, dass. wenn die Geschwindigkeit des Motors gleichförmig geworden ist, die Bewegung der Rolle : 25 in der Kulisse 26 aufhöre. Zu diesem Zwecke wird die
EMI4.6
Stange 46', die Zahnräder 49, 50 und die Kegelräder 51 auf die vertikale, mit Schraubengewinde versehene Stange 52 übertragen, durch deren Drehung die Matter 5 gesenkt
EMI4.7
die sich ebenfalls senkende Hülse 35 bleibt mit ihrer Zahnung mit dem Daumen in Eingriff. Sobald aber die Geschwindigkeit des Motors gleichförmig wird, hält der Daumen 34
<Desc/Clms Page number 5>
in seiner fallenden Bewegung an, während die Hülse 35 ihre fallende Bewegung fortsetzt und rasch ausser den Bereich des Daumens gelangt.
Mithin wird jede von dem Kegel. rad 41 abgeleitete Bewegung unterbrochen, so dass keine weitere Verstellung der Rolle 25
EMI5.1
wieder konstant.
Die Wirkungsweise des. Regulators bleibt dieselbe, wenn die Geschwindigkeit des Motors sich verringert. Die Zentrifugalkraft der Massen vermindert sich und bewirkt die hiedurch hervorgerufene Verschiebung aus der Gleichgewichtslage eine Aufwärtsbewegung des Daumens 34, welcher mit der Zahnutg der Hülse 35 in Eingriff gelangt und dadurch das Kegelrad 42 nunmehr gegenüber dem früher erwähnten Falle in entgegengesetzter Richtung antreibt. Durch die auf diese Weise der Rolle 25 erteilte Bewegung wird dieselbe der Achse,) 7 genähert-und dadurch der Hub der Pumpe vergrössert. So lange die gc-
EMI5.2
Schranhcnspindel 52 nach aufwärts und trachtet, den Eingriff des Daumens mit der Zahnung der Hülse 35 zu beseitigen.
So lange sich die Geschwindigkeit vermindert, wird aber dieser Eingriff aufrecht erhalten ; erst bis dieselbe wieder gleichförmig geworden ist, wird der Daumen 34 angehalten und verlässt denselben die Hülse 35 sehr rasch. Das Kegelrad 56 bleibt daher stehen und eine weitere Verschiebung der Rolle 25 findet nicht mehr statt.
Die Dimensionen der Organe, das Gewicht der Massen, die Beziehungen der ver- schiedenen Bewegungen müssen derart berechnet sein, dass, wenn eine konstante Leistung innerhalb der Grenzen der verschiedenen Motorgeschwindigkeiten erzielt werden soll, der
EMI5.3
Zahl der Umdrehungen der Regulatorwelle.
Die Erfindung lässt sich selbstverständlich nicht nur auf Automobile, sondern über- haupt auf alle Motorfahrzeuge, z. B. also Lokomotiven, die mit flüssigem Brennstoff be- trieben werden, anwenden.