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Drehkolbenmaschine oder Pumpe.
Die Erfindung betrifft Drehkolbenmaschinen mit einem sich drehenden Kolben, der in einem ringförmigen Raum mit einem Trennglied zusammenwirkt, das den Raum während der Drehung des Kolbens so abschliesst, dass eine Verbindung zwischen den Auslass-und Einlasskanälen verhindert und die Arbeitskammer gebildet wird. Die Erfindung, die sich in erster Linie auf Kraftmaschine, z. B. Brennkraftmaschine, Dampfmaschinen u. dgl., bezieht, ist jedoch auch anwendbar für Arbeitsmaschinen, wie Pumpen und Kompressoren.
Der Zweck der Erfindung ist, eine verbesserte Maschine dieser Art zu schaffen, bei der eine wirksame Abdichtung gegen Undiehtwerden vorgesehen ist.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Es zeigen : Fig. 1 eine Innenseitenansicht einer Ausführungsform einer Maschine gemäss der Erfindung ; Fig. 2 eine Aussenseitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Maschine ; Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen ; Fig. 4 eine Endansicht der Fig. 1, wobei der obere Teil des Gehäuses weggebrochen ist ; Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 1 ; Fig. 6 eine Innenansicht einer geänderten Ausführungsform einer Maschine gemäss der Erfindung ; Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6 ; Fig. 8 eine Innenseitenansicht einer weiteren abgeänderten Ausführungsform ; Fig. 9 eine Ansicht im Schnitt eines Teiles der Maschine ; Fig. 10 eine Aussenseitenansicht einer geänderten Antriebsanordnung.
In der Zeichnung ist eine sich drehende Maschine oder Pumpe mit einem sich drehenden Teil 1 dargestellt, der einen im wesentlichen radial angeordneten Flügel oder Kolben 2 hat, der in einer ringförmigen innerhalb des Gehäuses 4 gebildeten Kammer 3 arbeitet und mit einem pendelnden Abschlussglied 5 (Fig. 1-5) zusammenwirkt, das von einer Spindel 6 innerhalb einer Kammer 7 getragen wird.
Das Abschlussglied ist mit einem bogenförmigen Teil 5a versehen, der zwecks Bewegung in und aus der ringförmigen Kammer 3 dadurch geführt wird, dass seine entgegengesetzt liegenden Enden in bogenförmige Schlitze 5b (Fig. 4) innerhalb der gegenüberliegenden Seitenwände 3a des Gehäuses eingreifen. Das bogenförmige Abschlussglied ist so angeordnet, dass es sich zwischen die Ein-und Auslasskanäle 10 bzw. 11 innerhalb des Gehäuses 4 bewegt, so dass, wenn das Abschlussglied sich in der geschlossenen Stellung befindet, diese Kanäle voneinander getrennt werden.
Der bogenförmige Teil des Abschlussgliedes ist rings um seine unteren und seitlichen Kantenteile, die sich bei der Bewegung des Abschlussgliedes in die ringförmige Kammer 3 erstrecken, mit einer Abdichtplatte 5c versehen, die von U-förmiger Gestalt (Fig. 4) ist und elastisch innerhalb von Aussparungen in den genannten Kanten des Abschlussgliedes durch Federn 5 gehalten werden, die innerhalb der Aussparungen sitzen, so dass sie gegen und hinter der Abdichtplatte liegen. Eine weitere Abdichtplatte 8 kann an der Vorderfläche des bogenförmigen Abschlussgliedes 5 vorgesehen sein, so dass eine Abdichtung gebildet wird zwischen der Fläche des Abschlussgliedes und der benachbarten Seite des innerhalb des Gehäuses vorgesehenen Schlitzes 9, durch den sich das Abschlussglied bewegt.
Diese Abdichtplatte 8 wird ebenfalls innerhalb einer Aussparung der genannten Fläche des Abschlussgliedes gehalten und innerhalb dieser Aussparung elastisch abgestützt.
Damit die Bewegung des Abschlussgliedes in dem richtigen Augenblick erfolgt, können irgend- welche geeignete Mittel vorgesehen werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies durch ein Paar Nocken 12 bewirkt, die auf der den Drehkolben 2 tragenden Welle 15 angebracht sind und gegen
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die freien Enden eines Paares Stangen 23 wirken, die zu jeder Seite des Gehäuses 4 angeordnet sind und mit ihren andern Enden mit Gliedern 14 verbunden sind, die an der Spindel 6 angebracht sind. Die Anordnung ist derart, dass während jeder Drehung der Welle 15 die an ihr angebrachten Nocken gegen die Enden der Stange 13 wirken und diese gegen die Wirkung von Federn 16 anheben, um das Abschlussglied zu heben und so den bogenförmigen Teil 5 a desselben aus der ringförmigen Kammer 3 zu bewegen.
Die Öffnungsbewegung des Abschlussgliedes findet statt unmittelbar bevor der Kolben 2 in den Weg des bogenförmigen Teiles des Abschlussgliedes gelangt. Wenn sich der Kolben an dem Weg des Abschluss- gliedes vorbeibewegt hat, so verlassen die Steuernocken die Stangen 13, und das Abschlussglied schliesst sich sofort durch die Wirkung der Federn 16.
Gemäss einer andern Ausführungsform können die unteren Enden der Stangen 13 an ihren entgegengesetzt liegenden Seiten mit einem seitlichen Vorsprung versehen sein. Diese Vorsprünge greifen in steuernde Aussparungen, die in der Innenfläche von auf der Welle 15, befestigten Flanschen vorgesehen sind. - -.
An Stelle eines pendelnden Abschlussgliedes kann ein sich drehendes Abschlussglied 17 (Fig. 6, 7 und 8) vorgesehen sein, das mit dem sich drehenden Kolben 2 zusammenwirkt.
Der Kolbenteil 1 und das sich drehende Abschlussglied 17 können im Mittelteil massiv oder hohl sein zwecks Durchführung von Luft od. dgl.
Bei der Konstruktion gemäss Fig. 6 und 7 hat das sich drehende Abschlussglied 17 eine Aussparung 18,
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Kegelräder 22 verbunden sein, so dass jeder sich drehende Teil in gleicher Weise angetrieben wird.
Bei der Konstruktion nach Fig. 8 ist das sich drehende Abschlussglied 17 mit einem radialen Kolben 23 in der Nähe der Aussparung 18 versehen. Dieser Kolben 23 tritt in eine ähnliche Aussparung dz die in dem sich drehenden Teil 1 in der Nähe des Kolbens 2 vorgesehene ist.
Der Kolben 2 ist mit Mitteln zur Herstellung einer Abdichtung zwischen ihm und den Wänden der Kammer 3 versehen. Diese Abdichtmittel können aus einem Paar Gleitstücken bestehen, die normalerweise, beispielsweise durch Federn 26, in Berührung mit den Wänden der Kammer 3 gedruckt werden. Jedes Gleitstück ist mit einem Teil 25a versehen, der innerhalb einer Nut im äusseren Umfangskantenteil des Kolbens liegt und mit einem andern Teil 25b versehen, der in einer Nut der benachbarten Seite des Kolbens liegt. Mit jedem Gleitstück snd Zentrifugalmittel verbunden, die dazu dienen, den Druck zu verringern, den die Gleitstücke bei erhöhter Drehgeschwindigkeit des sich drehenden Teiles 1 gegen die Wände der ringförmigen Kammer 3 ausüben.
Die Fliehkraftmittei bestehen aus einem Gewicht 27, das innerhalb des sich drehenden Teiles 1 auf der Seite der Achse des Teiles 1 angeordnet ist, die der Seite, wo sich der Kolben 2 befindet, entgegengesetzt liegt. Die Fliehkraftmittel bestehen ferner aus biegsamen Verbindungen 28 zwischen dem genannten Gewicht und den Teilen 25b der Gleitstüeke. Infolge
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Gewichts und dem sich drehenden Teil 1. angeordnete Feder 29 geregelt werden kann, findet ein Zurückziehen der Gleitstücke von der zylindrischen Wand der ringförmigen Kammer 3 und eine Verkleinerung der wirksamen Breite des Gleitstückes statt.
Um zu verhindern, dass sich die Gleitstücke nach aussen bewegen, wenn der Kolben in die Aussparung 18 (Fig. 6 und 7) eintritt, können die Teile 25b der Gleit- stücke mit seitlichen Vorsprüngen 25c versehen sein, die in einem ringförmigen Schlitz 33 der Kammerwände eingreifen.
Eine ähnliche, durch Fliehkraft geregelte Abdichtung ist am Kolben 23 der Fig. 8 vorgesehen.
Um eine Abdichtung zwischen den Seitenwänden des sich drehenden Teiles 1 und den benachbarten Wänden der Kammer 3 zu bilden, kann die letztere mit ringförmigen Platten 30 versehen sein, die auf Federn 31 innerhalb ringförmiger Aussparungen der genannten Kammerwände sitzen. Ein ähnlicher Dichtungsring liegt gegen die Seitenwände des sich drehenden Abschlussgliedes 17.
Bei der Konstruktion gemäss den Fig. 6 und 7 ist eine Dichtungsplatte 34 innerhalb einer Aussparung in den Teilen des Gehäuses, wo sich das drehende Absehlussglied 17 dreht, vorgesehen. Die Dichtungsplatte ist elastisch innerhalb der Aussparung gelagert und dient dazu, eine dichte Verbindung zwischen der zylindrischen Wand des Abschlussgliedes und dem Gehäuse herzustellen.
Um zu verhindern, dass sich der Druck innerhalb der ringförmigen Kammer 3 unterhalb des atmosphärischen Druckes verringert, kann die Kammer mit einem Saugventil 32 versehen sein, das sich öffnet, wenn der Druck unter den atmosphärischen Druck fällt. Zu demselben Zweck können auch eine oder mehrere Aussparungen in den Wänden der ringförmigen Kammer in geeigneter Entfernung von dem Abschlussglied vorgesehen sein.
Die Zuleitung des Antriebsmittels zur Arbeitskammer kann durch den Kolben erfolgen, indem dieser mit einer oder mehreren Öffnungen versehen wird, die mit einer oder mehreren im Gehäuse vorgesehenen Öffnungen in Verbindung stehen.
Eine Mehrzahl der oben beschriebenen Maschinen kann in Kombination miteinander benutzt werden, indem sie miteinander in demselben oder in getrennten Gehäusen in geeigneter Weise gekuppelt
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und so eingestellt sind, dass sie in geeigneter Weise arbeiten. Beispielweise kann die eine Maschine das Arbeitsmittel komprimieren und es einer zweiten Maschine, in der die Explosion stattfindet, entweder unmittelbar oder über eine Reservekammer zuführen.
Eine Anzahl der Maschinen kann bei einer Dampflokomotive an Stelle der Räder benutzt und so angeordnet werden, dass sich das Gehäuse jeder Maschine dreht, während die Hauptwelle und der Kolben derselben stillsteht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Drehkolbenmaschine oder Pumpe mit einem sich drehenden Kolben, welcher in einem ringförmigen Raum mit einem sich drehenden Abschlussglied (Widerlager) zusammenwirkt, welches den Raum während der Drehung des Kolbens abschliesst, gekennzeichnet durch nachgiebige, mit Abschrägungen
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sowie einem Dichtungsglied (25) am Kolben (2) des Rotationsgliedes (1), welches mit der Masse (27) verbunden ist, welche, wegen der bei erhöhten Drehgeschwindigkeiten des Teiles (1) erzeugten Zentrifugalkräfte, gegen die Wände der Arbeitskammer (3) wirkt, um die Reibung dieser Glieder (25) zu verringern, und einem Ventil (32), welches sich öffnet, wenn der Druck in der Kammer (3)
unter den atmosphärischen Druck fällt.