AT125559B

AT125559B - Stopfbüchsenloser Verdichter.

Info

Publication number: AT125559B
Authority: AT
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1929-10-19
Filing date: 1930-09-12
Publication date: 1931-11-25

Description

Stopfbüchsenloser Verdichter.
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Gemäss Fig. 1 und 2 ist in einem Maschinengehäuse 1 der Elektromotor 2 und daranhängend das Verdichtergehäuse 3 angeordnet. Das Masehinengehäuse. 2 ist in 4 kardaniseh an den feststehenden Trägern 5 aufgehängt. An den beiden festen Aufhängern 6 sind mittels elastisch biegsamer Bänder 7 die beiden starr mit dem Kardanring 8 verbundenen Träger 9 aufgehängt. In der zur Bildebene (Fig. 1) senkrechten, durch den Punkt 4 gehenden Richtung ist das Maschinengehäuse 1 in entsprechender Weise durch elastische Bänder 7 a (Fig. 2), die einerseits mit den Trägern 9a des Ringes 8 und anderseits mit den Trägern 6a des Gehäuses 1 verbunden sind. an den Ring 8 aufgehängt, derart, dass wieder die Biegungsachse der elastischen Bänder 7 a durch den Punkt 4 geht.

Mit dem Gehäuse 1 ist der feststehende Polring 10 des Elektromotors 2 starr verbunden, wogegen die Welle 11 mit dem Rotor 12 in den im Maschinengehäuse 1 befindlichen Lagern 13 und 14 gelagert ist.

Auf der Motorwelle 11 sind die umlaufenden Massen 15 und 16, die im folgenden auch mit., Störungsmassen"bezeichnet sind, um 1800 gegeneinander versetzt aufgekeilt. Das Gehäuse 3 des Verdichters enthält in einer zylindrischen Bohrung 18 den Verdränger 24, der in der zylindrischen Bohrung 18 einen sichelförmigen Arbeitsraum freilässt und mit Schwungmassen A und B versehen ist.

Die Arbeitsweise des Verdichters ist folgende : Durch die auf der Welle 11 aufgekeilten, exzentrisch rotierenden Stönmgsmassen15, 16 wirkt ein rotierendes Kräftepaar 21, 22 auf das Maschinengehäuse 1.

Als Folge dieser rotierenden Kräfte wird das Maschinengehäuse mit seiner Sehwerlinie 26, die mit der gemeinsamen Schwerlinie 25 des ganzen Systems den Winkel 7 bildet, eine translatorisehe Pendelbewegung um den Punkt 4 so ausführen, dass die gemeinsame Schwerlinie 25 unbeweglich bleibt. Infolge dieser translatorischen Pendelbewegung des Maschinengehäuses 1 führt der Verdränger 24 in der zylindrischen Bohrung 18 bei unbelastetem Gang der Maschine eine gegenüber der Störungsmasse 15 um etwa 180 versetzte Rotation um die Gehäuseachse 26 aus, wobei der Drehsinn der Massenkörper 15, 16, 24, A und B und der Pendelbewegung des Maschinengehäuses immer derselbe ist.

Der Verdichter 3 saugt das zu verdichtende Mittel durch die Leitung 19 in den Saugraum, der durch den mittels der Feder 28 auf den Verdränger 24 gepressten Schieber 27 vom Druckraum getrennt ist. Das verdichtete Mittel wird über das Rückschlagventil 29 in die Druckleitung 20 und von dort an die Verbrauchsstelle gefördert. Sobald ein Druckuntersehied zwischen Saug-und Druckseite sich einstellt, was z. B. der Fall ist, wenn durch die Leitung 19 ein zu verdichtendes Mittel zugeführt wird, hat der Verdränger 24 Arbeit zu leisten, so dass er mit einem um einen dieser Arbeit entsprechenden Betrag mehr als 1800 betragenden Winkel dem Fliehgewicht 15 nacheilt.

Erfindungsgemäss sind die drei rotierenden und dadurch das Pendel beeinflussenden Massen 15, 16, 24, A und B derart angeordnet, dass einerseits der Stossmittelpunkt der durch die Verdrängernlassen 24, A und B ausgeübten dauernd rotierenden Fliehkraft 23 und anderseits der gemeinsame Stossmittelpunkt der beiden durch die Fliehgewiehte 15 und 16 hervorgerufenen rotierenden Fliehkräfte 21 und 22 in einem
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Der in Fig. 3 dargestellte Verdichter ist ebenfalls als rotierende Maschine mit sieheiförmigem Arbeitsraum ausgebildet. In einem Maschinengehäuse 30 ist das Gehäuse 1 des Verdichters so angeordnet, dass die exzentrisch rotierende Masse 3. 3 in derselben Ebene 34 rotieren kann wie der Verdränger 3. 5.
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sie in jeder Drehlage der Welle mit ihrem Riemenmittel waagrecht liegt. Das Gehäuse 30 besitzt ein kugeliges Absehlussstüek 40, das in einer kugeligen Pfanne 41 des festen Trägers 42 so gelagert ist, dass das Gehäuse wohl eine translatorische Pendelbewegung ausführen kann, jedoch an einer Rotation um die Gehäuseschwerlinie durch den Stift 43 verhindert wird.

Die Riemenscheibe 39 ist gegenüber der Kugelpfanne 41 derart eingestellt, dass die Mittellinie des Riemens in der durch den Kugelmittelpunkt 44
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ausüben kann.

Die ganze Anordnung ist erfindungsgemäss wieder so gehalten, dass die Fliehkraft 46 der exzentrisch sich drehenden Masse und die Fliehkraft 47 des Verdrängers 35 einen gemeinsamen Stossmittelpunkt besitzen, der mit dem Mittelpunkt 44 der Kugel 40 zusammenfällt, so dass die Störungskräfte 46 und 47 auf die Kugelpfanne 41 der festen Unterlage 42 keine Reaktion ausüben können.

Die Arbeitsweise entspricht dem Beispiel in Fig. 1 und 2. Durch den exzentrisch rotierenden Massenkörper 33 wird das Maschinengehäuse 30 in eine translatorische Pendelbewegung versetzt. Unter ler Wirkung der Fliehkraft 47 wird der Verdränger 35 im zylindrischen Verdrängerraum 48 mit seiner Mittellinie, in eine um die Achse dieses Zylinderraumes rotierende Bewegung gebracht, so dass das durch lie Saugleitung 49 angesaugte, zu verdichtende Mitte ! im sichelförmigen Arbeitsraum verdichtet und lurch die Druckleitung 50 weitergefördert wird.

Das Maschinengehäuse 55 des in der Fig. 4 dargestellten Verdichters ist am Kardangelenk 56 aufgehängt, das durch die Stütze 67 mit einem festen Gestell 58 verbunden ist. Der Elektromotor 59

ist in das Maschinengehäuse 55 so eingebaut, dass der Stator 60 und die Lager 61 und 62 des auf die
Welle 64 aufgekeilten Rotors 63 fest mit dem Maschinengehäuse verbunden sind. Der Arm 65 und das Fliehgewicht 66 werden durch die Welle 64 in drehende Bewegung versetzt. Das Verdichtergehäuse 67 ist mit dem Zapfen 68 an einem Ende in einem Lager 69 des Armes 65 und mit dem andern Ende 70 in einem mit dem Maschinengehäuse 55 fest verbundenen Kardangelenk 71 gelagert.

Der Arm 65 zwingt bei seiner Drehung mit der Welle 64 das Verdichtergehäuse 67 zu einer kegeligen Pendelbewegung derart, dass sämtliche Punkte des Gehäuses 67 ebene Kreise ausführen.

Im Verdichtergehäuse 67 ist wieder ein Verdränger 72 vorgesehen, der durch die Fliehkraftwirkung bewegt wird und einen sichelförmigen Arbeitsraum bildet, in den das zu verdichtende Mittel aus der
Leitung 7J angesaugt wird. Die Förderung zur Verbrauchsstelle erfolgt durch die Leitung 74. Bei ihrer Durchführung sind die beiden Leitungen 73 und 74 mit dem Maschinengehäuse 55 fest verbunden, gehen dann aber in schraubenförmige Windungen 75 bzw. 76 über, so dass infolge dieser elastischen Verbindung die Anschlüsse 77 bzw. 78 am Verdichtergehäuse 67 den Kreisbewegungen des letzteren folgen können.

Vorausgesetzt, dass auf den Verdränger 72 ständig unveränderliche Kräfte ausgeübt würden, könnten sämtliche Fliehkräfte des pendelnden wie auch des rotierenden Systems durch das Fliehgewicht 66 aus- geglichen werden. Durch die Verdichtung werden jedoch vom Verdichtungsmittel auf den Verdränger 72 und das Gehäuse 67 sich ständig während einer Umdrehung ändernde Kräfte ausgeübt, so dass diese
Massen in ihrer Bewegung verzögert und beschleunigt werden. Die Reaktion der von diesen Verzögerungen und Beschleunigungen herrührenden Massenkräfte wirkt sich auf das Gehäuse 67 und auf den Arm 65 derart aus, dass dieser nicht mehr mit einer unveränderlichen Winkelgeschwindigkeit rotieren kann und zudem auf die Lager 61 und 62 Reaktionen ausübt. Diese Reaktionen haben aber auf das Gehäuse 55 einen störenden Einfluss und versetzen das Gehäuse in Pendelbewegungen.

Eifindungsgemäss ist das ganze Maschinengehäuse im Stossmittelpunkt der durch die Welle 64 auf das Masehinengehäuse 55 ausgeübten störenden Kräfte aufgehängt, so dass diese auf die feste Unter- lage 58 keine störende Reaktion mehr ausüben kann. Die durch die veränderlichen Kräfte des zu ver- dichtenden Mittels auf das Maschinengehäuse 55 ausgeübten Schläge werden dadurch nicht wie bei bisherigen Ausführungen auf die feste Unterlage übertragen, sondern durch die im Stossmittelpunkt aufgehängte Masse des Maschinengehäuses aufgenommen und ausgeglichen.

Der Antriebsmotor 59 kann statt im Gehäuse 55 des Verdichters selbst auch ausserhalb dieses
Gehäuses auf fester Unterlage angeordnet und seine Leistung durch Riemen oder andere bekannte Über- tragungsvorrichtungen auf die Welle 64 übertragen werden. Zweckmässig wird dabei die Übertragungs- vorrichtung so angeordnet, dass die Riemenscheibe oder die sonstigen motorisch angetriebenen \ Über- tragungsteile, wie der im Maschinengehäuse drehbare Arm, unmittelbar in dem mit dem Stossmittelpunkt zusammenfallenden Aufhängepunkt 56 des Maschinenghäuses angreift, um die Auswirkung von Störungs- kräften im System zu vermeiden.

An Stelle der bisher beschriebenen kardanischen Aufhängung mit biegsamen Verbindungsmitteln einerseits oder Zapfen und Lagern anderseits und der kugeligen Aufhängung können auch andere Aufhängungen angewendet werden, beispielsweise die durch die Fig. 5 und 6 dargestellte Kegelscheibenaufhängung. Der schwingende Verdichter ist an dem Zapfen 80 aufgehängt, an dem die Kegelscheibe 81 befestigt ist und mit ihrer Kegelfläche 82 auf der Kegelfläche 83 der Unterlagsscheibe 84 abrollen kann.

Bei dieser Bewegung bleibt die Lage der Kegelspitzen 85 der beiden Kegelflächen 82 und 83 unverändert. Der Öffnungswinkel der Kegel ist das Supplement des Winkels zwischen der gemeinsamen
Schwerlinie der Gehäuse mit den störenden Massen und der Schwerlinie des Gehäuses. Dadurch entsteht zwischen den beiden Kegelflächen Linienberührung.

Um eine Rotation des Zapfens 80 um die Schwerlinie der ganzen Maschine zu verhindern, kann gemäss Fig. 5 und 6 durch den unbewegten Punkt 85 des Zapfens 80 ein fester oder elastisch biegsamer Stift 86 vorgesehen sein, der mit seinen beiden Enden in Ausnehmungen 87 der festen Unterlage 88 eingreift.

Selbstverständlich kann jeder der drei Verdichter in einer beliebigen Weise allseitig drehbar, jedoch nicht rotierend aufgehängt sein, wie auch für diese Aufhängung alle möglichen elastisch biegsamen Baustoffe, wie z. B. Leder, Balata oder Stahlbänder verwendet werden können, wodurch Geräusche der sich bewegenden Teile vermieden werden. Die von dem Verdichtergehäuse ausgehenden Rohre werden zweckmässig in der Nähe der kardanisehen Aufhängung des Maschinengehäuses mit den festen Teilen verbunden, um allzu starke Verbiegungen zu vermeiden. Um die Biegespannungen und die auf das schwingende Gehäuse ausgeübten Kräfte möglichst zu vermindern, werden diese Rohre zwischen dem pendelnden Gehäuse und der Befetigung an festen Teilen vorteilhaft federartig, z.

B. in der Form : von Spiralen, zylindrischen oder kegeligen Schrauben, gewunden. An Stelle des Antriebes mittels im Aufhängepunkt vorgesehener Riemenscheiben können auch andere Antriebe, z. B. Kegelzahnräder oder Kardangelenke vorgesehen werden.

Die Erfindung bietet gegenüber den stopfbüehsenlosen Verdichtern nach der alten Bauart den grossen Vorteil, dass sie mit ganz einfachen mechanischen Mitteln einen stossfreien Gang von Maschinen erreichen lässt, was bisher nur durch umständliche und an viele Bedingungen geknüpfte Mittel teilweise erreicht werden konnte.

Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Stopfbüchsenloser Verdichter, bei dem die Verdichtung durch die Fliehkraftwirkung eines in einem bewegten Verdichtergehäuse frei umlaufenden Verdrängers erfolgt, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung bzw. Verteilung der umlaufenden Massen, dass die Stossmittelpunkte der störenden Massenkräfte nahe oder in einem gemeinsamen Punkt zusammenfallen.

2. Verdichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Aufhängung des Maschinen- gehäuses, dass der gemeinsame Stossmittelpunkt bei allen Bewegungen des Maschinengehäuses möglichst unbewegt bleibt.

3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse derart kardanisch aufgehängt ist, dass die Schwerlinie (26) des Maschinengehäuses innerhalb-eines Kegels mit lotrechter Achse dessen Spitze (4) mit dem Aufhängepunkt des Maschinengehäuses zusammenfällt und dessen halber Öffnungswinkel mindestens den Wert des Winkels (' : 1.) zwischen der Schwerlinie (26) des sich bewegenden Gehäuses und der Schwerlinie (25) der störenden Massen und des Gehäuses bzw. der Gehäuse annimmt, sphärisehe Pendelungen ausführen kann.

4. Verdichter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine solche Aufhängung des Maschinengehäuses, dass wohl eine translatorische Pendelbewegung desselben möglich, eine Rotation des Maschinengehäuses um seine Schwerlinie (26) jedoch verhindert ist.

5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die translatorische Schwingung des Verdichtergehäuses (3) (in Fig. l), ( (in Fig. 3) durch in diesem exzentrisch drehbare Massen (15, 16) EMI4.1 bleibt, erzeugt wird.

6. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die translatorische Schwingung des Verdichtergehäuses (67) durch einen mit seiner Achse (64) in festen Lagern (61, 62) des Maschinengehäuses (55) gelagerten Arm (65) erzeugt wird (Fig. 4).

7. Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die exzentrisch drehbare Masse (15, 16) antreibende Motor im Maschinengehäuse angeordnet und mit diesem verbunden ist (Fig. 1). EMI4.2 (Fig. 3).

10. Verdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der den im Maschinengehäuse EMI4.3 11. Verdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der den im Maschinengehäuse gelagerten Arm antreibende Motor ausserhalb des Maschinengehäuses auf fester Unterlage angeordnet ist.

12. Verdichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der im Maschinengehäuse drehbare Arm im Aufhängepunkt des l\Iaschinenge1Iäuses angreifend vom Motor angetrieben wird.

13. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung des Maschinengehäuses mittels elastisch biegsamer Mittel erfolgt (Fig. 1).

14. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängung des Maschinengehäuses mittels Kegelscheiben (81, 84) erfolgt, deren gemeinsame Kegelspitze (85) im oder nahe dem Stossmittelpunkt liegt (Fig. 5 und 6). EMI4.4