CH219471A - Kolbenmaschine. - Google Patents

Description

  Kolbenmaschine.    Bei     Kolbenmaschinen,    (z. B.     Verdichtern)     mit einem einseitig wirkenden Kolben, auf  den im Betriebe dauernd     eine    Kraft ein  wirkt, die ihn von seinem     Totraum    weg nach  aussen schieben will,     ist    es bekannt,     diesen          Kolben    an einen andern diese Kraft aufneh  menden     Maschinenteil    (z.

   B. an einen andern  Kolben oder an eine Kolbenstange)     mittels     einer     Formschlussverbindung        anzuschliessen,     die dem Kolben relativ zum     genannten.    "an  dern"     Maschinenteil    eine     Beweglichkeit    quer  zur     Hubrichtung    und ferner ein .Spiel in     :der     Hubrichtung belässt.

   Eine     solche    Verbindung  wirkt im     normalen    Betriebe     unter    dem     Ein-          f        luss    :der     erwähnten,    ständig wirkenden Kraft  wie eine reine     Kraftachlussverbindung    (bei  welcher zwei Körper :durch eine     äussere     Kraft in     ständiger    Berührung     miteinander     gehalten werden, während sie beim Fehlen  dieser Krafteinwirkung     sich    voneinander  trennen können).

   Die     Kraftschlussverbindung     ermöglicht es dem Kolben, jeder Verlage  rung ,der     Achse        seines        Zylinders        ;gegenüber       der     Hubrichtung    des erwähnten "andern"       Maschinenteils        zwangfrei    zu folgen.

   Die Er  gänzung dieser     Kraftsühlussverbindung    zur       Formschlussverbindung    hat :den Zweck, den       Zusammenhang        zwischen    dem Kolben     und          .dem        "andern"    Maschinenteil auch dann auf  rechtzuerhalten, wenn die den     Kraftsühluss          herbeiführende    Kraft (z.

   B. der auf den     Ver-          dichterkolben        einer    höheren Stufe beim  Saughub einwirkende, in der     vorhergehenden     Stufe erzeugte Gasdruck) nicht     vorhanden     oder noch     zu        :

  gering    ist.     Dies        ist        beispiels-          weise    der Fall, wenn ein     Mehrstufenverdieh-          ter        bei    der     Inbetriebsetzung    (zur Erleichte  rung .des     Anfahrens)        dass    angesaugte Gas zu  nächst ohne     Druckerhöhung    wieder     aus-          schiebt    oder wenn ein solcher     Verdichter        in     ,

  ein zunächst noch leeres Gefäss fördert oder  wenn die einen     solchen    Kolben enthaltende  Maschine von Hand     oder        mittels    einer Hilfs  kraft im eine     bestimmte    Stellung (z.     B.        An-          fahratellung)    gebracht oder völlig leerlau  fend     bewegt    werden soll. In der     Regel         braucht diese     Formsehlussverbindung    also  nur die verhältnismässig geringe Kraft der  Kolbenreibung aufzunehmen.  



  Bei einer bekannten Anordnung ist eine  den Kolben mit radialem Spiel durch  setzende Kolbenstange vorgesehen, welche  Anschläge trägt, die den Kolben an seinen       Stirnenden    unter     Belassung    eines geringen  Spiels in der Hubrichtung     zwischen    sich er  fassen. Der dem Arbeitsraum des Kolbens  zugekehrte Anschlag ist in der     Richtung     zum Arbeitsraum hin abnehmbar, als       Schraubmutter,    ausgebildet. Hierbei muss die  nach beiden     Stirnseiten    hin offene, die     Kol-          benstange    aufnehmende Kolbenhöhlung gegen  den Arbeitsraum abgedichtet werden.

   Zu       .diesem    Zweck ist auf das dem     Arbeitsraum          zugekehrte    Kolbenende eine das Kolben  stangenende überdeckende     Abschlusskappe     geschraubt. Dieses besondere     Akchlussgled     ist insofern nachteilig, als es .die Anordnung  vielteiliger macht und die Trennung der  Verbindung erschwert, da es hierzu erst vom  Kolben losgelöst werden muss.  



  Zweck der Erfindung ist die Schaffung  einer Verbindung eines einseitig     wirkenden     Kolbens mit einem andern Maschinenteil, die  im normalen Betriebe als reine     Kraftschluss-          verbindung    wirkt und bei der     zugleieli    ein       Formschluss    mit etwas Spiel sowohl quer zur       Hubrichtung    als auch parallel zu derselben  vorgesehen ist, und deren Trennung bequem,  insbesondere ohne vorherige Entfernung von  gegen hohen Druck im     Arbeitsraum    des Kol  bens abdichtenden     Abschlussgliedern    oder  dergleichen durchführbar ist.  



  Nach der Erfindung wird die Verbin  dung so     ausgestaltet,    dass der beim Fehlen  des     Kraftschlusses    den Kolben beim     Aus-          wärtshube    mitnehmende, am     "andern"        DTa-          schinenteil    angeordnete Teil der     Formschluss-          verbindung    vom Kolben in einer     andern     Richtung als in der zum Arbeitsraum hin  (also entweder     nach    der Seite oder vom Ar  beitsraum weg)     entfernbar    ist.  



       Ist    der den Kolben mitnehmende Teil der       Formschlussverbin:dung    vom Kolben nach der    Seite hin     entfernbar.    so ergibt sich eine be  sonders einfache Gestaltung und Hand  liabung der Verbindung, wenn sowohl die  Teile der     Kraftsahlussverbindung    als auch  die diese     'Verbindung    zur     Formschlussverbin-          dung        ergänzenden    Teile ganz ausserhalb des  Kolbens, auf der vom Arbeitsraum abgekehr  ten Seite desselben, angeordnet werden.  



  Sofern der den Kolben beim Auswärts  hube mitnehmende Teil der     Form-schlussver-          biudung    vom Kolben in der Richtung     vorn     Arbeitsraum weg     entfernhar    ist, können alle       Verbindungsteile    ganz innerhalb der     Kolben-          höhlun--    liegen.

   Die die Verbindung zur       Formschlussverbindung        ergänzenden    Teile  werden hierbei vorteilhaft als Glieder einer  Gewinde- oder     Bajonettverbindung    ausgebil  det, so dass sie durch eine     Drehung    und       Axialv        ersehiebung    des Kolbens relativ zum  "andern" Maschinenteil voneinander trenn  bar sind. Hierbei ist noch ein diese relative  Drehung im Betriebe verhinderndes Siche  rung.     glied,    das aber durch die am Kolben  wirksamen     Kräfte    nicht belastet wird, erfor  derlich.

   Nach Lösung dieses     @Sicherungsglie-          des    kann die Verbindung ohne     weiteres    ge  trennt werden.  



  Bei dieser     erfindungsgemässen    Ausgestal  tung der     Verbindung    benötigt der Kolben  keinerlei     Durchbrechung    zum Arbeitsraum  hin, so dass auch solche     Durehbrechungen        ab-          s.ehliessende    abnehmbar auszubildende Glie  der völlig entfallen. Die Verbindung wird  demzufolge einfacher und betriebssicherer  und ist     bequemer    und schneller trennbar als  die     bekannte        Ausgestaltung.     



  Die Zeichnung     veransehauliclit        Ausfüh-          rungsbeispiele    der erfindungsgemässen Ver  bindung eines Kolbens mit einem andern  Maschinenteil.  



  Die     Fig.    1 bis 3, ferner 4 und 8 zeigen  Verbindungen, bei denen alle Verbindungs  teile ausserhalb des Kolbens liegen.  



  Die     Fig.    5 sowie 6 und 7 zeigen Ver  bindungen, bei denen alle Verbindungsteile  innerhalb des     Kolbens    liegen.  



  Die     Fig.    1, 4, 5, 6 und 8 sind     'Mittel-          längssclnnitte;              Fig.    2 ist ein Querschnitt nach Linie       II-II,der        Fig.    1;       Fig.    3 ist ein Grundriss zu     Fig.    1;       Fig.    7 ist ein     Querschnitt    nach Linie       VII-VII    der     Fig.    6.  



  Beim Gegenstand der     Fig.    1 bis 3 ist der  in einem Zylinder 1 mit dem Arbeitsraum 2,       vers.ehiebliche    Kolben 3 mit einer Kolben  stange 4     kraftschlüssig    verbunden.     Die    Kol  benstange weist zu diesem     Zweck    eine ebene       Querfläche    10 auf, gegen welche sich der  von der benachbarten     Kolbenstirnseite    vor  stehende Kopf 11 eines am Kolben 3 fest  sitzenden Bolzens 12 mit .seiner     schwach    nach       auswärts        gewölbten        Endfläche    13 unter den  im Raum ,2 herrschenden Druck abstützt.

    Zwecks Ergänzung dieser     Kraftsehlussver-          bindung    zu einer     Formschlussverbindung    ist  .der Kopf 11 des     Bolzens    1'2 mit einer Ein  drehung 15 versehen, während das dem Kol  ben 3 zugekehrte Ende der     Kolbenstange    4  eine nach einer .Seite hin offene     Aushöhlung     16 aufweist, deren nach innen vorragende       Btirnwand    17 in die     Eindrehung    15 ein  greift. Wird bei drucklosem     Arbeitsraum    2  die Kolbenstange 4 in Richtung des Pfeils a  (nach links) verschoben, so nimmt die Stirn  wand 17 den Kopf 11     des    Bolzens 12 und  somit den Kolben 3 mit.

   Der     Bolzenkopf    11  hat in der Aushöhlung 16     achsialesSpiel,     w     äh:rend    die Eindrehung 15 des     Kopfes    11       ir    der Wand 17 seitliches     Spiel    nach allen  Richtungen hat, so dass bei der     Kraftschluss-          verbindung    (bei Berührung der Flächen 10  und 13) die allseitige     Verschwenkbarkeit    und  die     allseitig    radiale     Einstellbarkeit    des Kol  bens 3 gegenüber der     Kolbenstange    4 ge  wahrt bleibt.  



  Zur     Trennung    der     Verbindung    wird der  Kolben 3     mittels    der Kolbenstange 4 zu  nächst ganz aus dem Zylinder 1 heraus  gezogen     rund    sodann quer zu     seiner    Achse so       verschoben,,dass    der     Bolzenkopf    11 völlig aus  der Aushöhlung 16 der Kolbenstange 4 'her  austritt.     Ebenso    einfach vollzieht sich auf  dem umgekehrten Wege die     Widerherstel-          lung    der Verbindung.  



       Fig.    4 zeigt die     Verbindung        zwischen       einem kleineren Kolben 3 und einem grösse  ren Kolben 33.     Die    Nabe des grösseren Kol  bens     .3$        weist    eine ebene     Querfläche    20 auf,  gegen welche sich der kleinere Kolben 3       unter    dem auf ihn     einwirkenden    Druck mit  der nach aussen .gewölbten Fläche 21     seines     Stirnansatzes<B>22</B> anlegt.

   Zur     Herbeiführung     einer     Formechlussverbindung    sind an der  Nabe des grösseren Kolbens 33 zwei den An  satz '22 des kleineren Kolbens überragende  Lappen 34, 35 vorgesehen.     Durch    Bohrungen  in diesen Lappen und durch eine     Querboh-          rung    2,4 des     Ansatzes        2!2        .st    ein Bolzen 25  hindurchgeführt und an den Lappen mittels       Muttern    festgelegt.

   Zum     Einbringen    und  Herausnehmen des Bolzens 25     ist    im Mantel       des    Kolbens 33 eine mittels     eines    Stopfens  3.6     verschliessbare    Bohrung vorgesehen. Die  Lappen 34, 35 haben gegenüber dem Ansatz  22 und der Bolzen 25 gegenüber der Boh  rung 24 Spiel, so     dass    der Kolben 3 im Be  triebe gegenüber dem Kolben 33     allseitig          verschwenkbar    und in beliebiger     radialer     Richtung     einstellbar        ist.     



  Zur     Trennung    der     Verbindung    werden  beide Kolben aus ihren Zylindern heraus  gezogen, sodann     werden,die        Muttern    des Bol  zens 25 abgenommen und schliesslich der  Bolzen 25     aus    der Bohrung 24 des Kolben  ansatzes 22 entfernt.  



  Beim Beispiel nach     Fig.    5     liegt    der Kol  ben 3 im Betriebe     mit    einer vom Kolben  boden: nur wenig     nach.        innen    vorragenden,  nach aussen gewölbten     Anschlagfläche    31 an  einer     ebenen        Querfläche    30 einer an     einen     grösseren Kolben     33        angeschlossenen    Kolben  stange 37 an.

   Zur     Ilerbeiführung    einer       Forms@chlussverbindung    ist am     Mantel        -des     Kolbens 3 ein Innengewinde 38 und an der  Kolbenstange 37 ein Aussengewinde 39 vor  gesehen.

   Nach dem     Ineinanderschrauben    der       Gewindegänge    werden die Teile 3 und 37       mittels    einer Sehraube 27, welche beide Teile  in radialer     Richtung        durchdringt,        in    der       Umfangsrichtung        gegeneinander    derart fest  gelegt,     @dass        die    ein     allseitig    radiales und       axiales    Spiel     ,gegeneinander        aufweisenden          Gewindegänge    :

  die     Einstellung    des     Kolbens         3 gegenüber der Kolbenstange 37 in allen       Richtungen        gestatten,    wenn die     Kraftscliluss-          verbindung    wirksam ist, das heisst, wenn sich  die Flächen     3@0    und 31 berühren.  



  Zur Trennung der Verbindung     wird    nach  dem Herausziehen der beiden Kolben aus  ihren Zylindern die     Sicherun:gssehraube    27  gelöst und dann der Kolben 3 von der Stange  37 abgeschraubt.  



  Das Beispiel nach     Fig.    6 und 7 unter  scheidet sich von demjenigen nach     Fig.    5 da  durch, dass die die     formschlüssige    Verbin  dung     ergebenden    Glieder nach Art einer       Bajonettverbindung    ausgebildet     sind.    Der  Kolben 3     trägt    an     seinem    vom     Totraum        ab-          gekehrten        Stirnseite    zwei nach innen ragende,  bogenförmige     Vorsprünge    41, 42, welche  zwischen ihren Enden     Durchlässe    43,

   44       freilassen.    Die Kolbenstange 37 trägt.     zwei     einander diametral gegenüberliegende Vor  sprünge 45, 46. Beim Zusammenbau sind die  beiden Teile 3 und 37 in eine solch Winkel  lage zueinander zu bringen,     da.ss    die Vor  sprünge 4'5, 46 durch die     Aussparungen    43,  44 hindurchgeführt werden können.

   Nach  diesem Hindurchführen werden die beiden       Teile    3 und 37 um 90   gegeneinander ge  dreht und in     dieser    Lage durch einen beide  Teile radial     durchsetzenden    Bolzen 2'8     ge-          siehert.    Damit ist die     formseh.lüssige        @'erbin-          dung    hergestellt.

       Die    Vorsprünge 41, 42 und  45, 46 haben, wenn die Flächen     3'0    und 31  sich berühren, gegeneinander und gegen die       benachbarten    Wände Spiel, so dass die     all-          seitige        Einstellba.rkeit    des Kolbens 3 gegen  über der Stange 37     gewährleistet    ist.  



  Die Trennung der Verbindung     geschieht     in umgekehrter     Reihenfolge    wie ihre     vor-          stehend    beschriebene     Herstellung.     



  Bei dem     Beispiel    gemäss     Fig.    8 ist zwi  schen dem Kolben 3 und der Kolbenstange 4  ein     Zwischenstück    55 eingeschaltet, das auf  der einen Seite hohlkugelig, auf der andern       ebenflächig        gestaltet        ist    und     einerseits    einem  eine     Kugelfläche    51 aufweisenden Vor  sprung 53 des Kolbens 3, anderseits einer  ebenen     Querfläche    50 anliegt und das dem  zufolge beiden Teilen 3 und 4 Parallel- und    Winkelverlagerungen gegeneinander und zu  gleich einer     Kräfteübertragung    über grosse  Flächen gestattet.

   Zur     Herbeiführung    einer  formschlüssigen     Verbindung    ist die ebene  Anlagefläche 50 an einem besonderen, an der  Kolbenstange 4 festgelegten Körper 60 vor  gesehen, welcher auf der der Kolbenstange  zugekehrten     'Seite    eine nach aussen     vorsprin-          gende,Schulter    61 aufweist.

   Vor diese 'Schul  ter greift ein Innenvorsprung 56 der Ver  längerung einer mit dem Kolben 3     gleicli-          achsigen        Überwurfmutter    57, welche auf den  die     Kugelfläclie    51 aufweisenden Vorsprung  53 des Kolbens 3 aufgeschraubt .ist und zum  Anhalten des     Zwischenstückes        @    55 an diese  Kugelfläche 51. dient. Der Körper 60 wird  nach dem     Übersehieben    der     Überwurfmutter     57 an der Kolbenstange 4 festgelegt, bei  spielsweise mittels einer Mutter 62, die in  einer von aussen zugänglichen Aussparung  63 der Kolbenstange liegt.

   Nach dem Auf  schrauben der     Überwurfmutter    57 auf das  Gewinde des Kolbenvorsprunges 53 ist die       formschlüssige    Verbindung zwischen. den  Teilen 3 und 4 hergestellt, wobei das rechte  Ende des Teils 60 mit     achsialem    Spiel zwi  schen den Teilen     5'5    und 56 sitzt und jener  Teil     (.60)        gegenüber    dem Vorsprung 56     al.l-          seitig        radiales    Spiel hat. Die Trennung der  Verbindung erfolgt     einfaeh    durch Abschrau  ben der     Überwurfmutter    57 vom Kolbenvor  sprung 53.  



  Das     Muttergewinde    könnte auch an der  Kolbenstange 4 angeordnet sein und der von  der     Mutter    5 7     übergriffene,    die     Schulter    61       aufweisende    Körper 60 am Kolben 3 fest  sitzen.

Claims (1)

1. PATEN TANSPRUC13: Kolbenmaschine mit einem einseitig wir kenden Kolben, der im normalen Betriebe ständig dureh eine Kraft, die ihn von sei nem Totraum weg nach aussen schieben will, belastet ist und der an einen andern Naschi- nenteil mittels einer Formschlussverbindung angeschlossen ist,

   die ihm relativ zu diesem "andern" Masehinenteil eine Beweglichkeit quer zur Hubriehtung und ferner ein Spiel in der Hubrichtung belässt, so dass die Ver- bindung im normalen Betriebe wie eine reine Kraftschlussverbindung wirkt, .dadurch ge kennzeichnet, dass derjenige, am "andern" Maschinenteil angeordnete Teil der Form- selhlussverbindung, welcher den Kolben beim Fehlen ,

   des Kraftsohlusses beim Auswärts- hube mitnimmt, vom Kolben in einer andern Richtung als in der zum Arbeitsraum hin entfernbar ist, ohne @dass dabei Veränderun gen auf der Druckseite des Kolbens vorge nommen werden müssen.

   UNTERANSPRüCHE 1. Kolbenmaschine nach Patentanspruch, adurch gekennzeichnet, dass .der den Kol ben beim Fehlen .des Kraftschlusses beim Auswärtshube mitnehmende, am ,;

   andern" Maschinenteil angeordnete Teil der Form- sühlussverbindung vom Kolben nach,der .Seite entfernbar ist. 2. Kolbenmasohine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass alle Verbindungsteile ,ganz ausser halb des Kolbens, auf der vom Arbeitsraum abgekehrten Seite desselben angeordnet sind. 3.

   Kolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich- net"dass,der am Kolben ('3) festliegende Ver bindungsteil -als von einer Kolbenseite vor- stehender Kopf (11) ausgebildet ist und cdie- sen in einer seitlich offenen Höhlung (16) des ,;

   andern" Maschinenteils (4) liegt, deren dem Kolben (3) zugekehrte Wand (17) hin teT die,dem Kolben (3) zugekehrte Rückseite des Kopfes (11) greift (Fig. 1 bis 3). 4.

   Kolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteranspxuch <B>1,</B> dadurch gekennzeich net, dass durch eine Querbohrung (2'4) eines zugleich einen Teil (21) ,der Krafts,chlussver- bindung besitzenden Stirnansatzes (2,2) .des Kolbens (3) und @dureh .längs dieses Stirn ansatzes sich erstreckende Teile (34, 35)

   des "andern" Maschinenteils (33) ein Bolzen (25) mitSpiel quer zu seiner Achse hin durchgeführt :ist (Fig. 4).

   5. Kolbenmaschine nach Patentanspruch, dadurch ,gekennzeichnet, dass,der den Kolben beim Fehlen des Kraftschlusses beim Aus, wärtsllwbe mitnehmende, am "andern" Ma- sehinenteil angeordnete Teil der Formsehluss- verbindung vom Kolben in der Richtung vom Arbeitsraum weg entfernbar ist.

   6. Kolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch .gekennzeich- net, dass alle Verbindungsteile ganz inner halb des Kolbens angeordnet sind. 7.

   Kolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich- net, dass der Kolben (3) und der "andere" Maschinenteil (37) ausser,den Teilen (30, 31) der Kraftschlussverbindung mit achsialem und allseitig radialem .Spiel ineinandergrei- fende,

   gewindeartige Verbindungsteile (318, 39) aufweisen, und @dass Mittel (27) zur gegenseitigen Festlegung des Kolbens (3) und des "andern" Maschinenteils (37) in Umfangsrichtung vorgesehen sind (Fig. 5). B.

   Kolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, @da;durch gekennzeich net, dass der Kolben (3) und der "andere" Maschinenteil (37) ausser den Kraftschluss- verbindungsteilen (30, 31) nach Art einer h'ajonettverbindung .gestaltete, in der Be- triebslage sich gegenseitig übergreifende Vor sprünge (45, 46 und 41, 42) tragen, welche dem Kolben (3)

   relativ zum "andern" Ma schinenteil (37) ein achsiales und -allseitig radiales Spiel belassen, und,dass Mittel (28) vorgesehen sind, welche das .gegenseitige Übergreifen,der Vorsprünge (41, 4'2 und 45, 46) sichern (Fig. 6 und 7).

   9. Kolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch ,gekennzeich- net, -dass -an einem der zu verbindenen Teile (3, 4) eine mit dessen Achse gleichachsige Mutter (57) sitzt, welche die Kraftschluss- verbindungsteile (5,0, 5,5, 51) überragt und nach Art ,

   einer Überwurfmutter mit einem Innenvorsprung (56) eine (Schulter (61) eines am ,;andern" Maschinenteil festsitzenden Körpers (6,0) mit radialem und achsialem Spiel übergreift (Fig. 8).