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Drehkolbenmaschine.
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit einem Läufer, der exzentrisch zu einem diesen umgebenden Schleppzylinder angeordnet ist, und bezweckt eine wesentliche Herabsetzung der auf die Lagerstellen des Schleppzylinders wirkenden Kräfte und damit ein leichteres und sicherere
Anlaufen der Maschine durch Gewiehtsentlastung des Sehleppzylinders mittels des Arbeitsdrucks.
Drehkolbenmaschinen sind sowohl als Kraftmaschine, vorzugsweise Verbrennungskraft- maschinen, als auch als Arbeitsmaschinen - Verdichter-Pumpen usw. - als auch als Getriebe bekannt. Sie arbeiten entweder trocken-wie beispielsweise Verdichter-oder mit einer Hilfsflüssigkeit-beispielsweise Brennkraftmaschinen usw.- ; hiebei sind die einzelnen Arbeitszellen des Läufers durch mechanische Hilfsmittel oder durch eine Hilfsflüssigkeit oder beide zusammen gegen- einander und gegenüber dem Schleppzylinder abgedichtet.
Bei allen diesen bekannten Ausführungen entsteht beim Anlaufen, in ganz besonderem Masse bei
Verdichtern, beim Beginn der Verdichtung eine aus Dichtungsdrücken, Fliehkraftdrücken und Arbeitsdrucken zusammengesetzte resultierende Kraft auf den Schleppzylinder, die bei den bisherigen Ausführungen senkrecht oder annähernd senkrecht nach unten wirkt, und die, vermehrt durch das Eigengewicht des Schleppzylinders, diesen in seinen Lagern festhält, so dass bei diesen Maschinen immer mehr oder minder grosse Anfahrschwierigkeiten vorhanden sind, um so mehr als der Schleppzylinder nicht zwangläufig, sondern nur durch Reibung mitgenommen wird.
Man hat wohl versucht, bei Kapselwerken mit Hilfsflüssigkeit und besonderen Abdichtorgane zwischen den einzelnen Arbeitszellen diese Schwierigkeiten dadurch zu beheben, dass man die Gewichte der der Fliehkraft unterliegenden Abdichtorgane (z. B. Drehklappen, Schieber, Verzahnungen u. dgl.) vergrösserte, um die Reibung auf den Schleppzylinder zu erhöhen. Der erwartete Vorteil dieser Ausführung wird aber aufgehoben durch die nunmehr auftretenden Nachteile des stärkeren Verschleisses.
Die Erfindung behebt die geschilderten Nachteile dadurch, dass die Achse des exzentrisch zum Schleppzylinder und über dessen Mittel angeordneten Läufers zur senkrechten Achse die Maschine im Drehsinn so versetzt ist, dass die Resultierende aller wirksamen Dicht-, Fliehkraft-und Arbeits- drücke entgegen oder annähernd entgegen der Schwerkraft des Sehleppzylinders gerichtet ist.
Auf den Zeichnungen ist die bekannte und die erfindungsgemässe Ausführungsform der Drehkolbenmaschine schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt die bekannte Ausführung und die Fig. 2 und 3 zwei erfindungsgemässe Ausführungen in schematischer Darstellung. Die Fig. 4-7 zeigen Längsund Querschnitte vorteilhafter Ausführungsformen gemäss der Erfindung.
Bei der in den Fig. 1-3 dargestellten Anordnung arbeitet der Läufer B gegen einen mitumlaufenden Schleppzylinder D innerhalb eines feststehenden Gehäuses A Die aus Dicht-, Fliehkraftund Arbeitsdrücken resultierende Kraft P lässt sich in die Komponenten PH und Pv zerlegen, die die Lager belasten. Bei der bekannten Ausführung (Fig. 1) kommt zu der in senkrechter Richtung auf das Lager wirkenden Kraft Pv noch das Gewicht G des mitumlaufenden Schleppzylinders D, so dass eine in senkrechter Richtung wirkende Lagerbelastung Q = Pv + G entsteht. Hiezu kommt noch in horizontaler Richtung die Kraft PH. Die Gesamtlagerbelastung R ist höelhst ungünstig.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung (Fig. 2) subtrahieren sich die Kräfte P r und G, die in senkrechter Richtung auf die Lager wirkende Kraft Q = Py-ss wirkt entgegen der Schwerkraft, entlastet also das Lager. Die in horizontaler Richtung auf die Lager wirkende Kraft P bringt zwar
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eine kleine Vergrösserung der Gesamtbelastung R, die aber durch die einfache bauliche Gestaltung dieser Ausführung ausgeglichen wird. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform vermeidet diese Verschlechterung der Gesamtbelastung R, verlangt aber hiefür eine ungünstiger bauliche Ausgestaltung der Maschine.
Die Fig. 4-7 zeigen drei Ausführungsbeispiele eines umlaufenden Verdichters mit Hilfsflüssigkeit, u. zw. mit Drehklappen in den Fig. 4 und 5, mit radialbewegten Schiebern oder Platten in Fig. 6 und mit Innenverzahnung des mitumlaufenden-Sehleppzylinders in Fig. 7.
Beim umlaufenden Verdichter nach den Fig. 4 und 5 läuft in einem stillstehenden Gehäuse A mit seitlichen Deckeln al und a2 ein Schleppzylinder D mit seitlichen Begrenzungswänden dl und zip in den Lagern el und e2 um. Das Zellenrad B rotiert in den Lagern bl und b2 derselben Deckel al und a2 und wird von der Welle b3 angetrieben. Im ruhenden Steuerzylinder C sind die Eintrittsöffnungen cl und die Austrittsöffnungen c2 angeordnet.
Die Abdichtung der benachbarten Zellen gegeneinander und gegen den mitumlaufenden Schleppzylinder D erfolgt durch als Drehschieber b6 ausgebildete Dichtungsorgane, die ihren Drehpunkt b7 an der benachbarten Zellenwand bu haben und gegen die zugehörige Zellenwand b9 in einem um diesen Drehpunkt b7 konzentrischen Zylinderspalt b10 abdichten.
Beim umlaufenden Verdichter nach Fig. 6 erfolgt die Abdichtung der benachbarten Zellen gegeneinander und gegen den Sehleppzylinder D durch in den Zellenwandungen b radial bewegliche Schieber.
Beim umlaufenden Verdichter nach Fig. 7 greift das Zellenrad B mit den dazu besonders ausgebildeten Zellenwänden b4 in den innen verzahnten Arbeitszylinder D ein. Die Zähnezahlen von Zellenrad und Arbeitszylinder unterscheiden sich dabei um eins.
Die Erfindung gestattet bei Drehkolbenmaschinen, bei denen durch den Druck einer Hilfsflüssigkeit oder/und die Anpressung mechanischer Dichtungselemente (z. B. Drehklappen, Schieber, Verzahnungen u. dgl. ) ein mitumlaufender Ring durch Reibung mitgenommen wird, die Laufbahn des Ringes im feststehenden Gehäuse so weit zu entlasten, dass ein leichtes und sicheres Anlaufen ohne mechanische Anlassvorrichtungen gewährleistet ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Drehkolbenmaschine mit exzentrisch zu einem ihn umgebenden Schleppzylinder angeordneten Läufer, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des exzentrisch zum Schleppzylinder (D) und in bekannter Weise über dessen Mittel angeordneten Läufers (B) zur senkrechten Achse der Maschine im Drehsinn so versetzt ist, dass die Resultierende aller wirksamen Dicht-, Fliehkraft-und Arbeitsdrücke (P) entgegen oder annähernd entgegen der Schwerkraft (G) des Schleppzylinders (D) gerichtet ist.