DE863574C - Druckerzeuger zum Antrieb von Fahrraedern einer landwirtschaftlich genutzten Zugmaschine und/oder zum Antrieb von an die Zugmaschine angebauten oder angehaengten Geraeten - Google Patents

Description

• Druckerzeuger zum Antrieb von Fahrrädern einer landwirtschaftlich genutzten Zugmaschine und/oder zum Antrieb von an die Zugmaschine angebauten oder angehängten Geräten Bei den bekannten Zugmaschinen für landwirtschaftliche Zwecke ist _ in den weitaus meisten Fällen eine Brennkraftmaschine auf dem Schlepper angeordnet, welche vermittels eines regelbaren Stufengetriebes, einer Kupplung und, soweit es sich um den Antrieb von Fahrrädern handelt, eines Differentials die Fahrräder antreibt bzw. eine Zapfwelle in Drehung versetzt, von der aus der Antrieb von an die Zugmaschine angebauten oder an diese angehängten Geräten abgeleitet wird.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf der Zugmaschine ein Druckerzeuger angeordnet, der durch den Druck eines Teils der von dem Druckerzeuger verdichteten Gase angetrieben wird, nachdem in diesen durch Wärmezufuhr außerhalb des Kompressors eine Erhöhung ihres Energieinhaltes stattgefunden hat. Die Wärmezufuhr zu den vom Kompressor verdichteten Gasen kann durch innere Verbrennung von Treibstoff in einer dem Kompressor - nachgeschalteten Brennkammer erfolgen oder durch äußere Beheizung der verdichteten Gase stattfinden. Ein Teil der verdichteten und durch Wärmezufuhr in ihrem Energieinhalt angereicherten Gase wird zum Betrieb derjenigen Vorrichtung benutzt, welche die eigentliche Nutzarbeit leisten soll; dies kann z. B. eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Drehmoments sein, welches auf die Fahrräder der Zugmaschine zwecks deren Antrieb einwirkt, oder es können die arbeitsfähigen Gase durch Schlauchleitungen od. dgl. Antriebsvorrichtungen auf den angebauten oder angehängten Geräten zugeführt werden, wobei diese Antriebsvorrichtungen je näch Bedarf Rotations- bzw. Translationsbewegungen erzeugen. Der -andere Teil der verdichteten und durch Wärmezufuhr mit Energie angereicherten :Gase dient zum Antrieb des Kompressors.
• Die Abbildung zeigt einen Kompressionszylinder i mit darin laufendem Kolben 2, der mit seiner im Boden des Zylinders i längs geführten Kolbenstange 3 unter Einschaltung eines Gelenks q. an eine Kurbelwelle 5 angeschlossen ist, die in Lagerstellen 6 gelagert ist. Der Kompressor ist mit einer Ansaugleitung 7 und einer Ausschubleitung 8 in bekannter Weise versehen, die mit ebenfalls bekannten Ventilen 9 und io ausgerüstet sind.
• In die Leitung 8, durch welche die verdichteten Gase, z. B. komprimierte Luft, in Richtung des Pfeiles A ausgeschoben werden, ist eine Brennkammer i i eingeschaltet, der durch eine Leitung 12 unter Vermittlung einer in der Zeichnung nicht dargestellten bekannten Brennstoffpumpe od. dgl. fein vernebelter Brennstoff in Richtung -des Pfeiles B zugeführt wird. Durch die Verbrennungswärme ' des zugeführten Brennstoffes wird der Energiegehalt der aus Kompressor i in die Brennkammer geförderten Gase erhöht, nachdem das Ventil io in seine Schließstellung gebracht worden ist, und danach wird der Strom des erhitzten Arbeitsgases geteilt.
• Derjenige Anteil der - Arbeitsgase, der zur Inbetriebhaltung des Kompressors i, 2 benötigt wird, wird durch die Zweigleitung 13 in Richtung des Pfeiles C dem Zylinder i wieder zugeführt, und zwar auf der Rückseite des Kolbens 2. Dort expandiert dieser Teil des Gases und treibt den Kolben aus seiner unteren Totpunktlage, nachdem durch die Leitung 7 in Richtung des Pfeiles D Frischluft angesaugt worden ist, zwecks Kompression dieser angesaugten Frischluft in Richtung des Pfeiles E hoch, worauf nach Erreichung des Kompressionsdruckes das Ventil io durch eine Steuerwelle od. dgl. geöffnet wird oder der dem gewünschten Kompressionsdruck entsprechende Innendruck im Zylinder i erzeugt ist, wodurch sich das Ventil io unter Überwindung des Druckes einer Belastungsfeder selbsttätig öffnet. Die dem Kompressionskolben durch die Expansion der durch die Leitung 13 zugeführten Gase erteilten Arbeit wird in der Masse des Kolbens, der Kolbenstange und der Kurbelwelle gespeichert (erforderlichenfalls kann auf der Kurbelwelle noch eine Schwungscheibe angeordnet sein), so daß der Kolben aus seiner oberen Tötpunktlage umgekehrt zur Richtung des Pfeiles E wieder heruntergeholt wird. Hierdurch- schiebt die untere Fläche des Kolbens 2 die expandierten Treibgase durch eine Auspuffleitung 14 nach Öffnung des Ventils 15 ins Freie.
• Der zum Antrieb des Kolbens :2 nicht benötigte Teil der- Gase wird durch die Leitung 16 der Arbeitsvorrichtung 17 zugeführt, die z. B. die Treibrad`welle 18 in Richtung des Pfeiles F in Umdrehüng versetzt, wobei die Arbeitsgase expandieren und durch eine Auspuffleitung i9 in Richtung des Pfeiles G in das Freie entweichen. An Stelle einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Rotationsbewegung kann erforderlichenfalls auch eine Arbeitsvorrichtung zur Erzeugung einer Translationsbewegung 'angeordnet sein; weiterhin kann die Arbeitsvorrichtung sich auch auf einem an die Zugmaschine# angebauten oder an diese angehängten Arbeitsgerät befinden.
• Die Bemessung des Verhältnisses der Gasanteile, die einerseits zum Antrieb des Kompressors und andererseits zum Antrieb der Arbeitsvorrichtung dienen, kann,, .durch Bemessung der Querschnitte der Leitungen z3 'und 16 ein für allemal festgelegt sein. Es kann auch in die Verzweigungsstelle der beiden Leitungen eine -Vorrichtung eingebaut sein, die eine nachträgliche Veränderung dieses Verhältnisses herbeizuführen - gestattet. Zum Zweck des Massenausgleiches können zwei Kompressionszylinder angeordnet sein, die von ihren Kolben in zueinander . entgegengesetzten Richtungen durchlaufen werden.
• In die Leitung 16, welche von dem Arbeitsgas in Richtung des Pfeiles H durchströmt wird, ist eine Absperrklappe 2o mit Stellhebel 21 eingesetzt, die bei Verschwenkung des Hebels 21 in Richtung des Pfeiles T den Zutritt -von Arbeitsgasen zu der Arbeitsvorrichtung 17 absperrt. Auf diese Weise ist es möglich, die Arbeitsvorrichtung 17 stillzusetzen und den Kompressor i dennoch weiterlaufen zu lassen; die Brennstoffzufuhr zur Brennkammer i i wird in diesem Fall, in dem nur Leerlaufarbeit im Kompressor zu leisten ist, entsprechend gedrosselt.
• An Stelle einer Brennkammer mit Wärmezufuhr zu dem verdichteten Gas mittels innerer Verbrennung kann auch eine von außen her auf das Gas einwirkende Heizvorrichtung angeordnet sein. Ferner können die Gase vor Erreichung der Arbeitsvorrichtung in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kessel zu ihrer vorübergehenden Speicherung geleitet werden, von dem aus die Antriebsvorrichtungen gespeist werden.
• Durch die Anordnung der Absperrplatte 2o wird die Anordnung einer sonst üblichen Kupplung zwischen der energieerzeugenden Vorrichtung i, i i einerseits und der Arbeitsvorrichtung 17 andererseits erspart. Wird als Antriebsvorrichtung 17 eine Expansionsmaschine mit umlaufenden oder hin und her gehenden Kolben verwendet, so wird auch die Anordnung eines regelbaren Stufengetriebes entbehrlich, weil der Energieerzeuger i, i i in seiner Leistung unabhängig von der Drehzahl oder der Hubzahl der Arbeitsvorrichtung 17 ist, so daß bei langsamem Gang der Arbeitsvorrichtung dennoch die größte, aus -der Bemessung des Energieerzeugers sich ergebende Leistung dieses Teils der Anlage erreicht werden kann. Es kann sogar bei völlig still stehender Arbeitsvorrichtung 17 das auf diese einwirkende Dreh- oder Verschiebemoment bis auf den mit der Anlage überhaupt erreichbaren Höchstwert gesteigert werden, so daß z. B. ein völlig stoßfreies Anfahren schwer belasteter Räder mit vollem Kolbendruck erreicht werden kann. Setzt sich dann die Antriebsvorrichtung 17 in Bewegung, so können deren Kolben über ihren ganzen Hubweg hinweg mit vollem Arbeitsdruck belastet werden, wodurch die Antriebsvorrichtung wie eine Dampfmaschine mit voller Füllung fährt. Es können dann allerdings die Arbeitsgase nicht mehr oder bei nicht ganz voller Füllung nur noch teilweise expandieren, so daß ein Teil der in ihnen enthaltenen Energie in das Freie verpufft. Da es sich aber hierbei nur um kurzzeitig auftretende Überlastungsfälle handelt, fällt die hierdurch entstehende Nichtausnutzung eines Teils der Gasenergie im Verhältnis zu dem gesamten Treibmittelverbrauch nicht ins Gewicht. Überdies können dann die nicht oder nicht voll expandierten austretenden Gase zur Vorbeheizung der komprimierten Verbrennungsluft benutzt werden.
• Ordnet man bei einer Zugmaschine eine Antriebsvorrichtung 17 jedem Treibrad zu, so erspart man außerdem noch das bisher bei solchen Zugmaschinen übliche Differentialgetriebe.
• Der Kompressor kann auch als Freikolbenkompressor ausgebildet sein, z. B. als Dieselfreikolbenkompressor, in dem ein Treibstoff zwecks Bewegung der Kolben zur Verbrennung gebracht wird. Durch derartige Freikolbenkompressoren wird ständig ein vollkommener Massenausgleich erreicht.
• An Stelle des in der Zeichnung dargestellten Kolbenkompressors kann auch ein mit Schaufeln ausgerüstetes, ein- oder mehrstufiges Gebläse verwendet werden, wobei die Zu- und Abführleitung für die Antriebsgase des Gebläses und für deren Austritt aus dem Gebläse nach ihrer Arbeitsleistung dauernd geöffnet bleiben können.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Druckerzeuger zum Antrieb von Fahrrädern einer landwirtschaftlich genutzten Zugmaschine und/oder zum Antrieb von an die Zugmaschine angebauten oder angehängten Geräten, bestehend aus einem Kompressor, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Kompressors (i, a) durch den Druck eines Teils der von dem Kompressor verdichteten Gase erfolgt, nachdem in diesen durch Wärmezufuhr außerhalb des Kompressors eine Erhöhung ihres Energieinhalts stattgefunden hat.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Brennkammer (ii) hinter dem Kompressor zur Verbrennung von Treibstoff in dem verdichteten Gase.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Anordnung einer Vorrichtung zur äußeren Beheizung der verdichteten Gase. q.. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Rückführleitung (i3) hinter der zur Energieanreicherung der verdichteten Gase dienenden Vorrichtung zu dem Kompressionszylinder (i) zwecks Verbringung eines Teils der in ihrem Energiegehalt erhöhten Gase hinter den bzw. die Kolben des Kompressors und durch die Anordnung eines zusätzlichen Auspuffventils (i5) zur Steuerung der Öffnung der Auspuffleitung (1q.) für die Antriebsgase des Kompressors nach deren Arbeitsleistung. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor als Kolbenkompressor ausgebildet ist. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor als mit Schaufeln ausgerüstetes, ein-oder mehrstufiges Gebläse ausgebildet ist. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht zur Kompression erforderliche Teil der in ihrem Energieinhalt erhöhten Gase einer Kolbenexpansionsmaschine (i7) zugeleitet wird, in der die Gase unter Arbeitsleistung expandieren und aus der sie danach durch eine Auspuffleitung (i9) heraustreten. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenexpansionsmaschine (i7) mit um eine Achse umlaufenden Kolben ausgerüstet ist. g. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenexpansionsmaschine mit hin und her gehendem Kolben ausgerüstet ist. io. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Rückführleitung (i3) ein Schaltorgan (2o) angeordnet ist, durch dessen Schließung die Kolbenexpansionsmaschine von dem energieerzeugenden Teil (i, ii) absperrbar ist. i i. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Energieerzeuger (i, ii) mehrere Leitungen zu mehreren Kolbenexpansionsmaschinen führen. 1z. Vorrichtung nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der durch den Energieerzeuger (i, ii) gespeisten Kolbenexpansionsmaschinen zum Antrieb von an die Zugmaschine angehängten oder an diese angebauten Arbeitsvorrichtungen dient. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Energieerzeugers (i, ii) unabhängig von der Dreh- bzw. Hubzahl der von dem Energieerzeuger gespeisten Kolbenexpansionsmaschinen regelbar ist. 1q.. Druckerzeuger nach einem der Ansprüche i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerzeuger aus einem beiderseitig geschlossenen Zylinder (i) und einem in diesem geführten Kolben (a) besteht, dessen Kolbenstange (3) in dem Zylinderboden geführt und durch ein Gelenk (q.) mit der Pleuelstange der Kurbelwelle,(5) verbunden ist. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1q., dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zylinder miteinander so gekuppelt sind, daß - die" in- ihnen laufenden Kolben sich ständig in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegen. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche z bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor als Freikolbenkompressor mit darin ständig entgegengesetzt zueinander laufenden Kolben ausgebildet ist. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Freikolbenkompressor durch in ihm stattfindende Verbrennung von Treibstoff antreibbar ist.