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Schraitbeiiliapselwerk.
Die Erfindung bezieht sich auf Schraubenkapselwerke jener Art, bei denen ein oder mehrere Kolben, die mit Schraubengängen versehen sind, mit einem Zylinder, der Innengewinde besitzt, und einer Antriebswelle zusammenarbeiten, die mit Nuten, Kanälen od. dgl., in denen die Kolben rollen können, versehen ist und den freien Raum zwischen den Kolben und der Gewindefläche des Zylinders ausfüllt. Bei einer solchen Maschine werden die Kolben, wenn die Antriebswelle von einer geeigneten Kraftquelle aus in Umdrehung versetzt wird, veranlasst, sich in den feststehenden Gewindegängen des Zylinders abzurollen. An Stelle der Kolben kann auch der Zylinder in Umdrehung versetzt werden. Ferner können solche Maschinen auch als Kraftmaschine laufen, wenn ein geeignetes Druckmittel ihnen zugeleitet wird.
Bei diesen Maschinen dreht sich die Antriebswelle längs der inneren Fläche der Gewindegänge, während der mit Schraubengewinde versehene Kolben sowohl mit dem Innengewinde des feststehenden Zylinders als auch mit der Nut der Antriebswelle in Eingriff steht. Es sind daher drei oder mehrere Maschinenteile vorhanden, die dauernd zusammenarbeiten, und an den Berührungsflächen findet zwischen einzelnen Flächen rollende Reibung, z. B. zwischen Kolben und Zylinder, zwischen andern Flächen hingegen gleitende Reibung, z. B. zwischen der Antriebswelle und der Innenfläche des Gewindes des Zylinders, statt, während wieder bei andern Flächen, z. B. zwi chen der Welle und dem Kolbengewinde, sowohl eine rollende als auch eine gleitende Reibung auftritt.
Ferner ergibt sich, wenn die Gewindeprofile so gewählt werden, dass sie die theoretisch richtige Form haben, in einzelnen Fällen ein sehr scharfkantiges Profil, z. B. wenn das Durchmesserverhältnis zwischen Zylinder und Kolben ungefähr 2 : 1 ist. Die Folge hievon ist, dass eine erhebliche Abnutzung stattfindet und der Kolben und das Zylindergewinde nicht genügend dicht ineinandergreifen. Aus diesem Grunde haben sich bisher grosse Schwierigkeiten bei der Herstellung von Maschinen ergeben, die im Betrieb unbedingt zuverlässig sein sollen.
Es ist nun der Zweck der Erfindung, diesen Schwierigkeiten zu begegnen und eine Maschine der eingangs gekennzeichneten Art zu schaffen, bei der eine zuverlässige Wirkungsweise der verschiedenen zusammenarbeitenden Elemente erreicht ist.
Erfindungsgemäss werden die zusammenarbeitenden Teile der Maschine wie Zylinder mit Innengewinde, Kolben und Antriebswelle ganz oder teilweise aus wenigstens drei verschiedenen Baustoffen angefertigt, die alle die erforderliche Stärke und Härte besitzen und gleichzeitig von solcher Beschaffenheit sind, dass die Reibungswiderstände zwischen den verschiedenen zusammenarbeitenden Flächen
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Innengewinde und die Welle unter Berücksichtigung der aufgestellten Forderungen werden keinerlei Schwierigkeiten, wie z. B. ein Festlaufen der sich drehenden Maschinenteile, beim Antrieb auftreten.
Das Gewinde des Zylinders kann z. B. aus Gusseisen, der Kolben aus gehärtetem Stahl und die Welle aus Flusseisen sein oder diese Baustoffe können auch in anderer Reihenfolge auf die einzelnen Maschinenteile verteilt sein. Ferner können auch andere Verbindungen von verschiedenen Baustoffen mit genügender Festigkeit und Härte und niederem Reibungswiderstand, wie z. B. Bronze, Kupfer und Weissmetall, Verwendung finden. Auch können statt verschiedene Baustoffe zu verwenden, die notwendigen Bedingungen bezüglich Härte und niederem Reibungswiderstand dadurch erfüllt werden, dass der gleiche Baustoff mit andern geeigneten Baustoffen aus-oder umkleidet wird, z. B. durch verkupfern oder plattieren mit einem anderen Baustoff, emailieren, galvanisieren usw.
Wenn notwendig, können säurebeständige oder sonst chemikalienfeste Überzüge oder Überzüge verwendet werden, die hohe
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Temperaturen auszuhalten vermögen. Die arbeitenden Teile der Maschine, nämlich Zylinder mit Innengewinde, Kolben und Welle, können auch aus zwei oder mehreren Teilen von verschiedenen Baustoffen angefertigt werden, indem z. B. der Gewindekolben und das Gehäuse des Zylinders aus zwei Baustoffen verschiedener Härten hergestellt wird.
Um die Zuverlässigkeit der Maschine noch weiter zu steigern und die Abnutzung weiter zu verringern, wird gemäss der Erfindung das Profil des Kolbengewindes verbreitert und an den Kanten abgerundet und diesem Profil die damit zusammenarbeitenden schraubenförmigen Kanten und schraubenförmigen Seitenflächen des Gewindes des Zylinders angepasst.
Die Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt, in der die Fig. 1 und 2 einen Querschnitt und einen Längsschnitt einer Maschine mit dem Durchmesserverhältnis 2 : 1 zwischen Zylinder und Kolben zeigen und die Fig. 3 und 4 ähnliche Ansichten einer Maschine mit erheblich grösserem Durchmesserverhältnis wiedergeben.
In dem mit Innengewinde versehenen Zylinder M ist der mit Schraubengewinde versehene Kolben < s' von kleinerem Durchmesser und ebenso die mit einer Nut ausgestattete Welle N angeordnet, die den Raum zwischen den beiden ersten Teilen ausfällt und in deren Nut der Kolben S rollt Wenn die Welle S durch eine äussere Kraftquelle angetrieben wird, so wird die Schraube S veranlasst, in dem feststehenden Zylinder M abzurollen, wobei das Übersetzungsverhältnis durch die Teilkreis und die Steigung von Schraube und Zylinder bestimmt ist. Wenn die Maschine z. B. als Pumpe arbeitet und Flüssigkeit an einem Ende des Zylinders zugeleitet wird, wird diese durch den Kolben längs der Schraubengänge zwischen Zylinder und Kolben nach dem Auslass am andern Ende befördert.
Erfindungsgemäss sind die Teile N, S, M ganz oder teilweise aus drei verschiedenen Baustoffen angefertigt, das Profil des Kolbengewindes verbreitert und an den Kanten a abgerundet sowie diesem Profil die zusammenarbeitenden schraubenförmigen Kanten bund schraubenförmigen Seitenflächen c des Gewindes des Zylinders angepasst.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf ein bestimmtes Durchmesserverhältnis von Zylinder und Schraube beschränkt, das z. B. von 2 : 1 bis 10 : 1 gewählt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schraubenkapselwerk, bei dem ein oder mehrere mit Schraubengewinde versehene Kolben mit dem Innengewinde eines Zylinders und Nuten einer Antriebswelle zusammenarbeiten, die den freien Raum zwischen den Kolben und dem Zylindergewinde ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, dass Zylinder, Kolben und Welle ganz oder teilweise aus drei oder mehreren verschiedenen Baustoffen bestehen oder mit diesen überzogen bzw. ausgekleidet sind.