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Drehkolbenmaschine.
Die Erfindung betrifft Drehkolbenmaschinen, deren Zylinder sich quer durch die Drehachse der Maschine erstreckt. Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Maschine zu schaffen, die insbesondere als Verdichter für Kleinkältemaschinen geeignet ist, bei verhältnismässig sehr geringer Bemessung der Einzelteile keinerlei Druckverluste zeigt und infolgedessen mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die die Zylinderbohrung enthaltende Maschinenwelle von einem die Zuleitung und die Ableitung für das Druckmittel enthaltenden Lager umgeben ist und durch eine Druekvorrichtung gegen die den Druckkanal enthaltende Seite des Lagers gedrückt wird.
Zweekmässig ist der zur Drehachse der Welle exzentrisch angeordnete Ring, an dem der Kolben anliegt, in eine zur Wellenachse annähernd konzentrische Lage versehiebbar, wobei er aber durch einen nachgiebigen Druck gewohnlich in seiner exzentrischen Lage gehalten wird. Bei dieser Ausbildung der Maschine wird eine Beschädigung des Kolbens vermieden, wenn Flüssigkeit in den Arbeitszylinder eintritt und infolge der geringen Abmessungen des schädlichen Raumes Flüssigkeitsschläge entstehen. Ferner werden Bruche von Maschinenteilen vermieden, wenn beispielsweise bei plötzlich auftretendem Kühlwassermangel der Verdichterdruck immer höher ansteigt.
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 ist ein lotreehter Mittelschnitt durch einen stehenden Verdichter, Fig. 2 ist ein wagrechter Querschnitt nach der Linie A-B in Fig. 1, Fig. 3 ist ein wagrechter Schnitt nach der Linie C-D in Fig. l, Fig. 4 ein lotrechter Mittelsehnitt durch eine andere Ausführungsform eines stehenden Verdichters nach der gebrochenen Linie G-H in Fig. 5 und diese ein wagrechter Schnitt nach der Linie E-F in Fig. 4.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-3 ist in einem Gehäuse 1 der Stator 2 eines Elektromotors angeordnet, dessen Rotor 4 auf einer Welle 3 sitzt. Die Welle besitzt einen verstärkten Teil 5, in dem eine Querbohrung 6 sich befindet. In dieser Bohrung ist ein Kolben 7 angeordnet, dessen Kolbenstange 7'eine Rolle 8 trägt, die an dem Innenring 9 eines Kugellagers 9'anliegt. Die Mittelachse des Kugellagers fällt mit der Mittelachse der Maschinenwelle 3 nicht zusammen. Die Kolbenstange 7'ist schwerer als der Kolben 7.
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drehbar angeordnet ist. Diese Büchse enthält den Steuerkanal 11, durch den das Druckmittel in den Zylinder gelangen und aus dem Zylinder austreten kann. In dem Lager 16 ist ein Kanal 12 für die Zuleitung und ein Kanal 13 für die Ableitung des Druckmittels vorgesehen.
Auf der Welle 3 ist ein Kugellager 14
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Lager 14 und die Welle 3, 5 samt der Büchse 10 nach dem Druckkanal je hin gedrückt. Hiedurch wird eine gute Abdichtung der Büchse 10 gegenüber dem Lager 16 auf der Druckseite erzielt.
Die Wirkungsweise ist folgende : Infolge der Drehung der Maschinenwelle 3 wird der Kolben 7 bei einer gewissen Winkelgeschwindigkeit nach aussen geschleudert, da die Kolbenstange 7'samt der Rolle 8 schwerer ist als der Kolben 7. Der Kolben kann auch zwecks zwangläufiger Bewegung mit einer Nase versehen sein, die in einer Nut gleitet ; die Nut verläuft in Form eines Kreises um die Achse der Kolbenbahn und der Kolben wird mit Hi fe der Nut nach aussen bewegt, wogegen der Ring 9 die Bewegung des Kolbens nach innen veranlasst.
Wenn der Kolben frei in seinem Zylinder gelagert ist, so legt sich die Laufrolle 8 unter Wirkung der Fliehkraft an den Innenring 9 des Kugellagers 9'an. Der Ring 9 könnte gegebenenfalls auch fest-
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stehend in dem Maschinengehäuse angeordnet sein. Bei seiner Bewegung nach aussen saugt der Kolben durch den Kanal. M : der sich in der Büchse 10 befindet, Luft in den Zylinder 6 ein, die durch den Saugkanal 12 zu dem Kanal 11 gelangt. Infolge der Drehung der Welle 3 wird dann die Verbindung des Zylinders 6 mit dem Saugkanal12 unterbrochen, während der Kolben 7 durch den Ring 9 nach innen geschoben wird und die in dem Zylinder 6 eingeschlossene Luft verdichtet.
Bei weitem'Drehung der Maschinenwelle 3 gelangt der Kanal 11 zur Deckung mit der Druckleitung 13, so dass die verdichtete Luft durch die Druckleitung abströmen kann.
Wenn die Maschine nicht als Verdichter oder Pumpe, sondern als Antriebsmaschine verwendet
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mittel durch die Leitung 12 abströmt und die geleistete Arbeit an der Welle 3 abgenommen werden kann.
Die Maschine kann auch mit mehreren Zylindern versehen werden ; diese sind dann übereinander angeordnet und mit den Zylinderachsen gegeneinander versetzt.
- Die Ausführungsform nach den Fig 4 und 5 unterscheidet sich von der besprochenen dadurch, dass der Ring 9, an dem die Rolle 8 der Kolbenstange 7'anliegt, nicht fest gelagert, sondern verschiebbar ist. Der Ring 9, der gewöhnlich exzentrisch zu der Mittelachse der Maschine liegt, kann sich infolge dieser Versehiebbarkeit in eine konzentrische oder annähernd konzentrische Lage zur Mittelachse der Maschine bewegen. Zu diesem Zweck sind Führungen 17 in dem Gehäuse 1 vorgesehen, die eine Bewegung des Ringes nach der dem Druckkanal 13 gegenüberliegenden Seite gestatten. Der Ring 9 wird gewöhnlich durch die Federn 16'in der exzentrischen Lage gehalten. Diese Federn sind so bemessen, dass sie bei unzulässig hohen Drücken nachgeben und eine Verschiebung des Ringes gestatten.
Sobald sich der Ring der konzentrischen Lage nähert, wird der Kolbenhub immer geringer, bis er bei völlig konzentrischer Lage Null wird. Infolgedessen kann eine unzulässige Erhöhung des Druckes bei Kühlwassermangel niemals auftreten.
In'dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ring 9, an dem die Rolle 8 anliegt, als Innenring eines Kugellagers S'dargestellt ; man konnte indessen auch einen nicht drehbaren Ring verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Drehkolbenmaschine, deren Zylinder sich quer durch die Drehachse der Maschine erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zylinderbohrung (6) enthaltende Maschinenwelle (5, 3) von einem die Zuleitung (12) und die Ableitung (13) für das Druckmittel enthaltenden Lager (16) umgeben ist
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