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Drehkolbenmaschine.
Es gibt Drehkolbenmaschinen mit einer in einem zylindrischen Gehäuse gelagerten, einen radial vorragenden Kolben tragenden Scheibe und einem die Zu-und Abströmöffnungen voneinander trennenden Abschlusskörper, der, um den Kolben vorübergehen zu lassen, periodisch zurückweicht oder aber dem
Kolben eine Ausnehmung darbietet. Der Arbeitsraum derartiger Drehkolbenmaschinen, die als Ver- dichter, Pumpen, Kraftmaschine usw. verwendet werden können, ist in der Regel im Querschnitt rechteckig oder vieleckig und derartige Querschnittsformen erschweren die Abdichtung des diesen
Arbeitsraum durchlaufenden Kolbens. Wenn es auch gelungen ist, durch geschlitzte, federnde Kolben- ringe, die sich dem Querschnitt anpassen, eine Abdichtung zu erzielen, so ist diese doch nicht dauerhaft, und diese Kolbenringe brechen sehr häufig.
Gemäss der Erfindung wird nun die Abdichtung der Kolben solcher Drehkolbenmaschinen durch in sich geschlossene, starre Kolbenringe bewirkt, die, wie üblich, in Nuten des Kolbens eingelegt sind und darin in der Richtung ihrer Ebene eine gewisse Beweglichkeit besitzen. Die Umfläehe dieser in sich geschlossenen, starren Kolbenringe ist der Quersehnittsfläehe des Arbeitsraumes des Maschinengehäuses angepasst, und mindestens je einer der von dem Kolben getragenen Ringe wird durch von innen her wirkende Federn gegen je eine oder auch gleichzeitig gegen zwei aneinanderstossende Flächen des Arbeitsraumes gedrückt.
Es soll dies an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert werden.
Dabei zeigt. Fig. 1 einen Radialschnitt durch den Kolben nach der Linie 1-1 der Fig. 3 und Fig. 2 einen
Schnitt nach der Linie II-11 der Fig. 3. Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kolben und Fig. 4 einen Längs- schnitt durch den Kolben.
Aus Fig. 4 ist zu ersehen, dass der Kolben a sich zwischen zwei konzentrischen, zylindrischen
Wandungen b, c und, wie Fig. 3 zeigt, überdies zwischen zwei ebenen Wandungen d, e bewegt, die den Arbeitsraum des zylindrischen Gehäuses seitlich abschliessen. Der Querschnitt dieses Arbeitsraumes ist also rechteckig, wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist. Der Kolben a besitzt eine Nut, in die bei der dargestellten Ausführungsform drei Kolbenringe f, g und h eingelegt sind, die aus starren, in sieh geschlossenen, rechteckigen Rahmen aus Gusseisen oder einem andern geeigneten Metall bestehen. Der äussere Umfang dieser Kolbenringe bildet ein Rechteck, das etwas kleiner ist als das Querschnittsreehteck des ringförmigen Arbeitsraumes der Maschine, der durch die Flächen b, e, c, d gebildet ist.
Der Lichtraum dieser Kolbenringe ist aber grösser als der Kernteil i des Kolbens, dessen Umfläche den Grund der Nut bildet, in welche die Kolbenringe eingesetzt sind. Die Kolbenringe besitzen infolgedessen in ihrer Nut eine gewisse Beweglichkeit nach allen Richtungen.
Um nun durch diese Kolbenringe eine Abdichtung zu gewinnen, ist jeder von ihnen von innen her durch Federn belastet, die ihn gegen eine oder gleichzeitig gegen zwei aneinanderstossende Flächen des Arbeitsraumes drücken. So wird der Kolbenring f (wie Fig. 1 zeigt) durch die Federn k und ! gleich- zeitig gegen die Flächen c und d gedrückt, nämlich durch die Feder k gegen die Fläche c und durch die Feder l gegen die Fläche d, wogegen zwischen dem Ring t und den Flächen b und e Zwischenräume verbleiben. Der Kolbenring g (Fig. 2) wird durch die Federn m und n gleichzeitig gegen die Flächen b und e gedrückt, wogegen zwischen seiner Aussenfläche und den Flächen c und d Zwischenräume verbleiben.
Wenn also diese beiden Kolbenringe f und g hintereinander wirken, so dichten sie den Kolben, wie man sieht, gegen alle vier Flächen b, e, e, d ab. Will man aber einen noch höheren Grad der Sicherheit der Abdichtung sehaffen, so kann man noch einen dritten und vierten gleichen Kolbenring in die Nut
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eine Fläche des Arbeitsraumes gedrückt wird.
Diese in sich geschlossenen, starren Kolbenringe haben gegenüber geschlitzten, federnden Kolbenringen, wie sie bisher verwendet worden sind, den Vorteil, dass sie eine viel höhere mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen und infolgedessen Brüche und Betriebsstörungen praktisch ausgeschlossen sind.
In konstruktiver Beziehung kann der Kolben in mannigfache Weise ausgebildet werden. So kann z. B. auch jeder Kolbenring in eine besondere Nut des Kolbens eingelegt werden. Besitzt der Arbeitsraum eine andere, etwa vieleekige Quersehnittsform, so müssen die äusseren Umfläehen der Kolbenringe dieser Querschnittsform angepasst werden. Auch die die Kolbenringe von innen her belastenden Federn können verschiedenartig ausgebildet und angeordnet werden.
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Rotary piston machine.
There are rotary piston machines with a disc which is mounted in a cylindrical housing and carries a radially protruding piston and a closing body separating the inflow and outflow openings from one another, which periodically recedes in order to allow the piston to pass, or alternatively to the
Piston presents a recess. The working space of such rotary piston machines, which can be used as compressors, pumps, power machines, etc., is generally rectangular or polygonal in cross section and such cross-sectional shapes make it difficult to seal it
Working space through piston. Even if it has been possible to achieve a seal by means of slotted, resilient piston rings that adapt to the cross-section, this is not permanent and these piston rings break very often.
According to the invention, the sealing of the pistons of such rotary piston machines is now effected by self-contained, rigid piston rings which, as usual, are inserted into grooves in the piston and have a certain mobility therein in the direction of their plane. The area around these self-contained, rigid piston rings is adapted to the cross-sectional area of the working space of the machine housing, and at least one of the rings carried by the piston is pressed by springs acting from the inside against one or at the same time against two abutting surfaces of the working space.
This is to be explained in more detail using the embodiment shown in the drawing.
It shows. 1 shows a radial section through the piston along the line 1-1 in FIG. 3 and FIG
Section along line II-11 in FIG. 3. FIG. 3 shows a plan view of the piston and FIG. 4 shows a longitudinal section through the piston.
From Fig. 4 it can be seen that the piston a is between two concentric, cylindrical
Walls b, c and, as FIG. 3 shows, also moved between two flat walls d, e which laterally close off the working space of the cylindrical housing. The cross section of this working space is therefore rectangular, as can be seen from FIGS. 1 and 2. The piston a has a groove into which, in the embodiment shown, three piston rings f, g and h are inserted, which consist of rigid, closed, rectangular frames made of cast iron or some other suitable metal. The outer circumference of these piston rings forms a rectangle that is slightly smaller than the cross-sectional rectangle of the annular working space of the machine, which is formed by the surfaces b, e, c, d.
The clearance space of these piston rings is larger than the core part i of the piston, the surface of which forms the base of the groove in which the piston rings are inserted. As a result, the piston rings have a certain mobility in all directions in their groove.
In order to achieve a seal with these piston rings, each of them is loaded from the inside by springs which press it against one or at the same time against two abutting surfaces of the working space. So the piston ring f (as Fig. 1 shows) by the springs k and! pressed against the surfaces c and d at the same time, namely by the spring k against the surface c and by the spring l against the surface d, whereas gaps remain between the ring t and the surfaces b and e. The piston ring g (FIG. 2) is pressed simultaneously against the surfaces b and e by the springs m and n, whereas spaces remain between its outer surface and the surfaces c and d.
So when these two piston rings f and g act one behind the other, they seal the piston, as you can see, against all four surfaces b, e, e, d. But if you want to see an even higher degree of sealing security, you can still insert a third and fourth identical piston ring into the groove
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an area of the working area is pressed.
These self-contained, rigid piston rings have the advantage over slotted, resilient piston rings, as they have been used up to now, that they have a much higher mechanical resistance and consequently breakages and malfunctions are practically excluded.
In terms of construction, the piston can be designed in many ways. So z. B. each piston ring can be inserted into a special groove in the piston. If the working space has a different cross-sectional shape, for example many-sided, the outer surfaces of the piston rings must be adapted to this cross-sectional shape. The springs loading the piston rings from the inside can also be designed and arranged in various ways.