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Stopfbüchsenloser Kompressor für Kältemaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf stopfbüchsenlose Kompressoren für Kältemaschinen und bezweckt, eine hin und her gehende Bewegung des Kompressorkolbens von Kältemaschinen zu erreichen, ohne dass die sonst übliche Anwendung von Federn oder von Gegengewichten erforderlich ist. Als Antriebskraft für die Kolben wird in an sich bekannter Weise die Zentrifugalkraft verwendet. Bei den bekannten Ausführungen mussten zur Rückführung des Kompressorkolbens bei Nachlassen der Zentrifugalkraft besondere Mittel angewendet werden, z. B. die bereits erwähnten Federn oder Gegengewichte. Solche Mittel sind bei rotierenden Kompressoren, insbesondere für Kältemaschinen, unzweckmässig ; bei hohen Drehzahlen führen sie leicht zum Bruch oder zu Ermüdungserscheinungen, so dass die Sicherheit des Betriebes gefährdet ist.
Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass die Kompressorzylinder ausser der Rotationsbewegung zur Erzeugung der Fliehkraft noch gleichzeitig eine drehende Bewegung um eine zur ersten Rotationsachse geneigte zweite Achse erhalten, um die am Kolben angreifende und die Kompressionsarbeit leistende Fliehkraft abwechselnd nach beiden Richtungen wirken zu lassen.
Bei der Drehung werden hiebei durch die Verlagerung des Kompressors Zentrifugalkräfte erzeugt, die ihrerseits eine Bewegung des Kolbens gegenüber dem Zylinder, u. zw. abwechselnd nach beiden Richtungen hin, bewirken.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und 2 zunächst bekannte Ausführungen, bei denen eine Bewegung des Kolbens zwar auch durch Zentrifugalkräfte bewirkt wird, die Rückführung des Kolbens jedoch durch Gegengewichte oder Federungen herbeigeführt werden muss.
In Fig. 1 stellt 1 den Zylinder dar, 2 den Kolben, 3 die Rotationsachse, 4 die gelenkig angeordneten Gegengewichte und 6 das gemeinsame Gehäuse. Nach Fig. 2 sind statt der Gegengewichte 4 zur Rück- führung des Kolbens 2 Federn 5 vorgesehen. Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Ausführung nach der Erfindung.
Dabei bedeutet 7 den Kompressorzylinder mit dem Kolben 8. Der Zylinder 7 ist um eine senkrecht zum Zapfen 9 verlaufende erste Rotationsachse 3 drehbar. Ausserdem ist er um den Zapfen 9 schwingbar gelagert. Wenn der um die Achse 3 sich drehende Zylinder aus seiner Mittellage, so wie er in Fig. 3 eingezeichnet ist, nach rechts um den Zapfen 9 ausgeschwungen wird, so bewegt sich der in dem Zylinder frei beweglich angeordnete Kolben 8 durch den Anschlag des linken Zylinderendes über die Mittellinie der Rotationsachse des Zylinders hinaus, um darauf unter Einfluss der Zentrifugalkraft sich ganz nach rechts, bis ans rechte Ende des Zylinders zu bewegen.
Je nachdem, wo sich der Kolben 8 bei der Rotation des Zylinders befindet, wird der Zylinder taktmässig nach links und rechts um den Zapfen 9 ausgeschwungen und dabei der Kolben durch Anschlag des betreffenden Zylinderendes zunächst über die Mittellinie der Rotationsachse und dann vollends durch Einfluss der Zentrifugalkraft jeweils auf die andere Seite
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eine hin und her gehende Bewegung des Kolbens 8, der dadurch im Zylinder in an sich bekannter Weise eine Kompressorarbeit leisten kann.
Die hin und her schwingende Bewegung des Zylinders 7 um den Zapfen 9 kann man auch durch einen Exzenter 10 erreichen, der sich mit einer gewissen Relativgesehwindigkeit zu der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 7 bewegt und der z. B. durch einen an den Zylinder 7 angreifenden Zapfen 11 die schwingende Bewegung hervorruft.
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Der Zylinder 7 kann statt einer schwingenden Bewegung um den Zapfen 9 sich auch um diesen Zapfen drehen. Die auf den Kolben 8 hin und her gehend wirkende Komponente der Zentrifugalkraft kehrt dann bei jedem Durchgang durch die im Zapfen 9 auf der Drehachse senkrecht stehende Ebene ihre Richtung um, so dass der Kolben 8 in der Zeit einer vollen Umdrehung um den Zapfen 9 zwei volle Hin-und Hergänge gemacht hat. Bei dieser Anordnung ist vorausgesetzt, dass der Zapfen 9 senkrecht auf der Hauptrotationsachse 3 steht. Wenn man den Zapfen 9 in Richtung der Rotationsachse. 3 legt, wirkt die auf den Kolben 8 ausgeübte Zentrifugalkraft stets nur gegen die Zylinderwandungen und erzeugt keine hin und her gehende Kraft.
Wenn man dem Zapfen 9 eine Neigung gegen die Rotationsachse gibt, erhält der Kolben 8 eine mit dem zwischen der Rotationsachse 3 und dem Zapfen 9 eingeschlossenen Winkel wachsende Komponente, die in Richtung der Zylinderachse wirkt und die bei senkrechter Stellung des Zapfens 9 gegenüber der Drehachse 3 ein Maximum ist.
Anstatt des einen Zylinders i mit zugehörigem Kolben 8 kann man deren mehrere, am besten gleichmässig verteilt um den Zapfen 9, anordnen, die dann zu verschiedenen Zeiten arbeiten. Auf diese Weise kann man die auf die Zylinder 7 wirkenden Zentrifugalkräfte in ihrem Einfluss, den sie auf die Kraft ausüben, die zur Drehung um die Welle 9 erforderlich ist, vermindern oder diesen Einfluss ganz aufheben.
Fig. 4 zeigt beispielsweise eine solche Ausführung, bei der die Zylinder und Kolben zur Achse parallel sind und die Wirkung des Exzenters durch einen Kegelradantrieb 12, 13 ersetzt ist.