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Abdichtung für in einem Gehäuse sich drehende Maschinenteile.
Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung von gewissen Maschinen, deren wesentlicher Teil aus einem in einem sich drehenden Gehäuse (Zylinder) befindlichen Körper (Kolben) besteht,
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Kolben fest verbunden ist, so dass demgemäss der Deckel hiebei durch eine auf der offenen Stirnseite des Zylinders schleifende Scheibe gebildet wird.
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deckel dicht anschliessen musste, so dass hiedurch eine erheblich vermehrte Reibung erzeugt wurde. Auch die Herstellung des ganzen Apparates wurde recht umständlich.
Desgleichen bot das Vor-
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raum in Verbindung standen, manche Schwierigkeit, da diese schmalen Kanäle nicht zugänglich und demgemäss leicht der Gefahr der Verstopfung ausgesetzt waren.
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verwenden, dass sich auf der durchgehenden Achse von dieser ganz unabhängige Scheiben be- finden, die durch den Dampfdruck an in dem Gehäuse angeordnete feste Ringe oder an irgendwelche Packungen angedrückt werden. Derartige Ringe stellen sich leicht schief und behindern dann den ruhigen Gang der Maschine. Auch geben sie Veranlassung zu einem Abschleifen des sich drehenden Maschinenteiles und somit zu Undichtigkeiten. Sie machen somit den Zweck der gewollten Dichtung hier wieder hinfällig.
Richtet man diese Ringe, wie es auch vorgeschlagen ist, statt dessen so ein, dass sie dem sich drehenden Maschinenteil den Durchtritt mit einem gewissen Spielraum gestatten, so wird die Anordnung einer besonderen Packung nötig, wodurch wieder jene Vorteile verloren gehen, die durch die Benützung einer ohne besondere Packung arbeitenden, nur durch den Dampfdruck
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sondern wo insbesonders auch der Übertritt von Druckmittel aus den verschiedenen, voneinander getrennt gehaltenen einzelnen Teilen des Innenraumes ineinander vermieden werden soll, also z.
B. bei Rotationsdampfmaschinen. Es ist hier nötig, dass die sich drehenden Teile mit dem aufliegenden Deckel stets in Berührung bleiben, ein Zweck, der natürlich nicht erreicht werden kann, sobald sich der Deckel oder die entsprechenden anderen Teile in. achsialer Richtung gegen den Kolben verschieben können.
Gegenüber all diesen bereits bekannten Konstruktionen erreicht die Erfindung ihren Zweck auf eine ausserordentlich einfache Weise, die zugleich keine der eben erwähnten Nachteile mit sich bringt. Hiebei tragen die in dem Gehäuse gleitenden Maschinenteile eine mit ihnen verbundene Scheibe, die als Innendeckel für die eine Endfläche des Gehäuses dient. Das Gehäuse trägt an dem entsprechenden Ende ferner einen Aussendeckel, der die sich drehende Achse hindurchtreten lässt und innerhalb dessen der Innendeckel auf dem eigentlichen Gehäuse sich dreht und somit dieses abschliesst. Durchbrechungen des Innendeckels in irgend einer Richtung sind nicht vorhanden, auch wird keine Packung irgendwelcher Art für die mit Hilfe des Innendeckels erfolgende Abdichtung benutzt.
Man gestattet nun dem sich drehenden Maschinenteile eine gewisse Längsverschiebung auf der von ihm umgedrehten Achse, so dass bei einer Steigerung des in dem Zylinderraum herrschenden Druckes gegenüber jenem, dex in dem Deckelraum herrscht, der Innendeckel für einen Augenblick abgehoben wird. Hierauf strömt das Druckmittel so lange in den Zwischenraum zwischen beiden Deckeln, bis der Druckausgleich hergestellt ist, worauf dann der Deckel wieder fest auf die Knd Hache des Gehäuses aufgedrückt wird.
In Fig. 1-5 ist die Anordnung einer derartigen Abdichtung schematisch dargestellt, wobei der Einfachheit halber bei den betreffenden Maschinen insbesonders die zur Zu- und Abführung des Treibmittels oder der geförderten Flüssigkeit dienenden Öffnungen und Anschlüsse nicht mitgezeichnet sind. Zunächst zeigen die Fig. 1-3 eine Ausführungsform mit einem einzigen Zylinder. die Fig. 4 und 5 zwei miteinander gekuppelte Zylinder. Dabei geben die Fig. 1 und 4 Längsschnitte, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Zylinder, die Fig. 3 und 5 Querschnitte durch den
Deckelinnenraum, wobei der äussere Deckel samt den an diesen angreifenden, noch zu erwähnenden Federn abgehoben gedacht ist.
Es ist weiter a der Zylinder, b der mit ihm fest verbundene Zylinderboden, c die mit dem
Kolben fest verbundene Achse, d der Kolben, e der Innendeckel, der mit dem sich drehenden Kolben test verbunden ist, f ein an der Zylinderwandung ansitzender Flansch, auf dem der Innen- Jeckel schleift. ist der Aussendeckel, g, hund k bilden eine Vorrichtung, um ein Andrücken des Innendeckels an den Zylinder auch dann zu bewirken, wenn die Maschine stillsteht und um überhaupt stets ein gewisses Übergewicht zu geben, wenn die beiderseitig auf den Deckel wirkenden Drücke ungefähr gleich gross sind.
Zu diesem Zwecke ist ausserhall) des Deckels f ein um die Achse c
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sein. und nur ein sehr kleiner Teil des Druckmittels wird in den Deckelinnenraum m übertreten.
Dies ergibt sieh insbesonders auch aus folgenden Betrachtungen :
Herrsche in dem einen der beiden Zylinderteile, seitlich von d, mit einer freien Querschnitts-
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von J6000 : 8000 = 2 Atmosphären herrschen. Dies ist aber nur der vierte Teil des auf der Hochdruckseite des Kolbens vorhandenen Druckes.
Ausserdem wird der Raum m in der Praxis stets möglichst klein gemacht, so dass auch dadurch die Menge an Druckmittel möglichst verringert wird, die zu seiner Füllung erforderlich ist. Diese Wirkung kann noch dadurch verstärkt werden, dass man den Raum m mit einem ge- eigneten unelastischen, flüssigen Mittel, z. B. mit 01 anfüllt.
Sollen mehrere derartige Zylinder miteinander gekuppelt werden, so werden sie zweck-
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die Deckel e einander gegenüberliegen. Es wird dann die Aufbringung eines besonderen Aussen- deckels überflüssig, und der Raum Mt wird durch den Zwischenraum zwischen den beiden Deckeln''
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Hiebei ergibt es sich, dass höchstens nur der eine der beiden K@lben, etwa d, auf der Achse c fest aufgekeilt sein darf, während der andere Kolben, hier d', mitsamt dem daran befestigten Deckel e'auf der Achse c nur so aufliegt, dass er zwar bei seiner Drehung die A11Be c mitnimmt, aber in der Längsrichtung für sich auf c verschiebbar ist. Die Kupplung geschieht zwischen den beiden Platten e und e'auf eine beliebige, eine Längsverschiebung gestattende Weise, z. B. in der vorliegenden Ausführungsform mittels einer Anzahl von Stiften n und n', die zweckmässig je zur Hälfte auf dem Deckel e, zur anderen Hälfte auf dem Deckel e'befestigt sind und in Vertiefungen des gegenüberliegenden Deckels eingreifen.
Ausserdem sind noch im Sinne der früheren Ausführungen Federn k vorhanden, die zweckmässig um die Stifte n und n'herumliegend ii. ! 1- geordnet sind.
Die Fig. 6-12 geben einige Ausführungsbeispiele für die praktische Anwendung der hier beschriebenen Dichtungsweise, u. zw. Fig. 6 und 7 die Anwendung bei einer umlaufenden, mit zwei Zylindern arbeitenden Dampfmaschine im Längs- und Querschnitt. Diese Dampfmaschine hat zwei Kammern, denen durch das Rohr o der Dampf zugeführt wird, der durch die Ventile p und p'eintritt. d und d'sind die in den beiden Kammern sich drehenden Kolben, die zugleich die Dichtungsplatten e und e'tragen, deren Wirkungsweise aus dem Vorhergehenden ersichtlich ist. q, q', q"und q'"sind die auf den sich drehenden Kolben der einen Kammer einwirkenden Klappen.
Die hier beschriebene Dichtung dient nicht nur dazu, die von den Flüssigkeiten ausgehenden Drücke auszugleichen, die innerhalb der Arbeitskolben wirken, sondern bewirkt auch den Ausgleich jener achsialen Drücke, die von irgend welchen Einflüssen ausserhalb der Maschine selber herrühren. Als solche Einflüsse sind insbesondere die von Arbeitsmaschinen zu nennen, die mit der Rotationsmaschine gekuppelt sind, namentlich auch die Einflüsse von Schiffsschrauben und der von ihnen zu überwindenden Widerstände, die sich in Form von achsialen Drücken be- merkbar machen.
Es ist übrigens zu bemerken, dass die hier gezeichnete Anordnung nicht nur für den Fall verwendbar ist, dass die beiden Kolben sich innerhalb des Zylinders drehen, wobei der Zylinder feststeht, sondern auch für den Fall, dass sich der Zylinder dreht und die beiden Kolben feststehen sollten. Es ist zu bemerken, dass auch in allen anderen in dieser Beschreibung erwähnten
Fällen, in der Ähnliches möglich ist, dasselbe gilt, dass nämlich die beschriebene Konstruktion nicht nur für sich drehende Kolben und feststehende Zylinder, sondern auch für sich drehende
Zylinder und feststehende Kolben benützt werden kann.
Die Fig. 8 und 9 stellen eine Rotationsmaschine mit mehreren ineinander liegenden Kolben dar. Hier tritt der Dampf bei o ein. p und p'sind die Schieber, die die Verteilung des Dampfes auf die einzelnen Kammern vermitteln. Diese Schieber sind ebenfalls nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung konstruiert u. zw. so, dass sich über den Schiebern der Aussendeckel l
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einen Kanal, der ein Reduzierventil nach Art des in Fig. 12 bei u dargestellten Ventils trägt. mit der dampfzuleitung derart in Verbindung zu setzen, dass in m stets ein gewisser Druck herrscht, der etwas stärker ist als der durchschnittliche, von den Innenräumen der Schieber her wirkende Druck.
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äusseren Zylinder a' zugleich Kolben. Innerhalb des letzteren sind weiter Klappen q' angeordnet.
Der durch o eintretende Dampf gelangt zunächst in den Zwischenraum zwischen dem Innen-
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Kolben tl'und dem äusseren Zylinder a'und von da schliesslich ins Freie.
Der innere und äussere Kolben d und d' sind durch den Deckel e zn einem Ganzen ver- bunden. Letzterer trägt ausserdem noch den auf ihm gleitenden Deckel e'. Der innere Kolben d
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aus gesteuert wird, in die Leitung o' über. Der Dampfschieber p spielt dieselbe Rolle wie der Deckel c in den bisher beschriebenen Ausführungsformen. Der Deckelzwischenraum w wird hier durch den Schieber p und durch den Schieberkastendeckel l gebildet. z ist das eigentliche Schiebergehäuse.
Fig. 13 stellt eine umlaufende Maschine dar, die dadurch ausgezeichnet ist, dass sie nicht nur auf einer, sondern auf beiden Seiten Deckel besitzt, zu dem Zwecke, ein beiderseits ganz gleichmässiges Abschleifen von Kolben und Zylinder zu erzielen. Diese Maschine bildet demnach ein Gegenstück zu der in Fig. 4 dargestellten Maschine, bei der zwei verschiedene Maschinen einen gemeinschaftlichen Deckelraum und zwei miteinander verbundene, ein einheitliches Ganzes bildende Deckel haben.
Hier ist ferner eine Ausführungsform dargestellt, wobei die beiden Deckelzwischenräume ? M und m'mit einem von aussen her eingeführten Druckmittel gefüllt werden. Dieses Druckmittel tritt durch die Leitung v zunächst in ein Reduzierventil u, das mittels der Gewichte w entsprechend belastet ist, und das bewirkt, dass nur ein gewisser, den Umständen entsprechender Druck in und m'entstehen kann, in welche Räume es durch die Rohre t gelangt.
Die übrigen in der Figur dargestellten Teile entsprechen den in den bisher beschriebenen Maschinen enthaltenen Teilen.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Abdichtung für in einem Gehäuse sich drehende Maschinenteile unter Zuhilfenahme eines beweglichen Tellers, dadurch gekennzeichnet, dass die den Teller von innen belastenden
Drücke, die ihn von seinen Gleitflächen abzuheben suchen, durch einen auf einen sich gleichbleibenden, nicht wechselnden Teil seiner äusseren Fläche wirkenden, in seiner Höhe den je- weiligen Umständen anpassungsfähigen Gas- oder Flüssigkeitsdruck derart ausgeglichen werden, dass nur gelegentlich für kurze Augenblicke ein Abheben des Tellers zum Zwecke des vollständigen
Druckausgleiches erfolgen kann, wobei der Innendruckraum von dem Aussendruckraum in der
Regel vollständig abgeschlossen ist und nur durch das erwähnte Abheben mit ihm in Verbindung treten kann.