CH306152A - Kolbengasmaschine. - Google Patents

Description

      Kolbengasmaschine.       Es ist bekannt, eine     Kolbengasmaschine    mit  einem Kolben zu versehen, der mittels einer  starr an diesem Kolben befestigten Stange im  Arbeitszylinder der Maschine gerade geführt  wird, wobei dieser Kolben mit einem oder meh  reren Kolbenringen versehen ist. Hierbei ist  unter einer     Kolbengasmaschine    ein Heissgas  kolbenmotor, eine gemäss dem umgekehrten       Heissgasmotorprinzip    arbeitende     Kaltgaskühl-          masehine    und eine Wärmepumpe zu verstehen.  Die vorgenannten Konstruktionen findet man  z.

   B. beim     Verdrängerkolben    von     Verdränger-          maschinen    und bei Maschinen, bei welchen die  Kolbenstangen mit Kreuzköpfen versehen sind.  



  Bisher war es üblich, die Kolben die  ser Maschinen mit einer Anzahl metallener  Kolbenringe     zu    versehen. Dies hat aber den  Nachteil, dass diese Ringe geölt werden müs  sen. Beim Ölen der Zylinderwände und Ringe  besteht aber die     :Möglichkeit,    dass das Schmier  mittel infolge der Hin- und     Herbewegung    des  Kolbens zum     Arbeitsraum    gelangt. Dies ist  namentlich bei     Kolbengasmaschinen    sehr nach  teilig, da dieses Schmiermittel von den Gasen  im Arbeitsraum mitgenommen werden kann  und sieh in den     Wärmeaustauschern    und im       Regenerator    ablagern kann.

   Infolgedessen  wird die     Wärmeübertragung    zu und von den  Gasen beeinträchtigt, wodurch der Wirkungs  grad der Maschine ebenfalls beeinträchtigt  wird. Die     Anmelderin    hat erkannt, dass sogar  bei schnellaufenden Maschinen, z. B. mit  einer Drehzahl von 1500 bis 2000 Umdrehun-    gen je Minute, wenn die Kräfte quer zu den  Laufflächen der Kolben nicht zu gross sind,  statt metallener Kolbenringe     hölzerne    Kolben  ringe verwendet werden     können.     



  Die Maschine nach der Erfindung ist dem  zufolge dadurch     gekennzeichnet,    dass     wenig-          stens    einer der Kolbenringe des Kolbens aus       Holz    besteht.  



  Hierbei ist unter     Holz    das     Naturprodukt     oder ein     Kunstholz,    das heisst ein z. B. aus  Holzspänen oder Holzfasern mit einem Binde  mittel hergestelltes Produkt zu verstehen.  



  Es hat sich gezeigt, dass diese     Holzkolben-          ringe    nicht geölt zu werden brauchen, so dass  die vorgenannten Schwierigkeiten entfallen.  Die Holzringe können entweder     aus    einem  Stück bestehen oder aus verschiedenen     Stük-          ken    aufgebaut sein.  



  Es sei bemerkt, dass es an sich     bekannt     ist, in den Kolben     langsamlaufender    Dampf  maschinen Holzringe zu verwenden, die dann  vom Kondenswasser geschmiert werden.  



  Nach einer Ausführungsform     kann    der  Kolbenring eine geschichtete Struktur auf  weisen. Die Schichten erstrecken sich vor  zugsweise senkrecht zur Achse des Ringes,  und die     Holzfasern    in den Schichten verlaufen  verschieden von einer Schicht zur andern.  



  Das     Holz    kann zusammengepresst sein.  Da die Elastizität des Holzes verhältnis  mässig gering ist, wodurch ohne weitere Mass  nahmen der Ring nicht hinreichend an der  Wand abdichten würde, wird der Ring vor-           zugsweise    durch eine zusätzliche Kraft gegen  die Wand     gedrückt.    Zu diesem Zweck kann  hinter dem Ring in der Kolbennut ein elasti  scher Ring angeordnet sein. Durch diese  Massnahme werden Durchlässe hinten um  den Ring herum verhütet oder wenigstens  bedeutend herabgesetzt.  



  Werden die     Holzkolbenringe    in     Kaltgaskühl-          maschinen        verwendet,    so werden sie infolge  der niedrigen Temperaturen in der Maschine  stark schrumpfen, wodurch die Ringe frei  in den Nuten liegen. Infolgedessen kann eine       Pumpwirkung    hinten um den Ring herum ent  stehen. Diese     Pumpwirkung    kann vermieden  werden, wenn Abdichtungsmittel zwischen       wenigstens    einer Flanke des Kolbenringes und  der entsprechenden Seitenfläche der Nut an  geordnet werden.  



  Zweckmässig ist in wenigstens einer Sei  tenfläche der Kolbennut eine koaxial mit der  Lauffläche des Kolbens gelegene Rille vorge  sehen, in der ein elastischer Dichtungsring  liegt.  



  In der beiliegenden Zeichnung sind bei  spielsweise     Ausführungsformen    des     Erfin-          dungsgegenstandes    schematisch dargestellt,  und zwar zeigen:       Fig.    1 eine     Kaltgaskühlmaschine,    die mit  einem     Verdränger    mit     hölzernen    Kolbenringen  versehen ist,       Fig.    2 und 3 in grösserem     Massstabe    den  Kolbenring und einen Teil eines     Verdrängers,

            Fig.    4 einen     Axialschnitt    durch einen Kol  benring und       Fig.    5 eine Draufsicht eines Kolbenringes,  der aus verschiedenen Stücken besteht.  



  Die Kühlmaschine nach     Fig.    1 ist mit  einem Zylinder 1 versehen, in dem ein     Ver-          drängerkolben    2 und ein Arbeitskolben 3 mit  konstantem Phasenunterschied hin und her  bewegbar sind. Der     Verdrängerkolben    2 ist  durch ein     Triebstangenmechanismus    4, 5 mit.  einer Kurbel der Kurbelwelle 6 verbunden,  und der Arbeitskolben 3 ist ebenfalls mittels  einer Triebstange 7 mit dieser Kurbelwelle 6  gekuppelt.  



  Der Raum 8 oberhalb des     Verdränger-          kolbens    ist der kalte Raum der Maschine, und    dieser steht durch einen     Wärmeaustauscher    9,       Regenerator    10 und Kühler 11 mit dem Raum  12 zwischen V     erdränger    und Kolben in Ver  bindung. Der letztgenannte Raum ist der  sogenannte warme Raum.  



  Die Kolbenstange 4 ist unbeweglich am       Verdrängerkolben    2 befestigt und wird im  Kolben 3 gerade     geführt.    Bei dieser Ausbil  dung treten beim     Verdrän        gerkolben    keine oder  nahezu keine Querkräfte auf, so     da.ss    der     Ver-          drängerkolben    mit. hölzernen Kolbenringen 13  versehen sein kann. Der Arbeitskolben 3 ist  mit normalen     Metallkolbenringen    14 versehen,  da die an der Lauffläche dieses Kolbens auf  tretenden Querkräfte beträchtlich sind.

   Die  Kolbenringe im     Verdrängerkolben    brauchen  nicht geölt zu werden, so dass keine Sonder  massnahmen     getroffen    zu werden brauchen, um  das Schmiermittel zur Lauffläche zu führen.  



  Die Kühlmaschine wird vom Elektromotor       1:i    angetrieben.  



  In     Fig.    2 ist in grösserem     Massstabe    ein Teil  eines Querschnittes eines     Verdrängerkolbens     abgebildet. Der     Verdrängerkörper    20 ist mit  einer Kolbennut     \?1    versehen, in der ein höl  zerner Kolbenring 22 angeordnet ist. Dieser       Holzkolbenring    bewegt sich längs der Zylin  derwand 23. Da der Kolbenring 22 selbst  nicht. hinreichend elastisch ist, ist hinter dem  Kolbenring ein Gummiring 24 angeordnet, der  den Ring     auswärtsdrüekt.    Im vorliegenden  Fall ist der Gummiring im Querschnitt rund  ausgebildet; es ist aber auch möglich, dem  Ring andere Querschnitte, z.

   B. einen recht  eckigen     Querschnitt,    zu geben. Ausserdem wird  der     Gummiring    Gasdurchlässe hinten um den  Kolbenring herum verhüten.  



       Fig.    3 zeigt eine ähnliche Bauanordnung.  Hierbei ist aber hinter dem Ring 30 eine Blatt  feder 31 angeordnet, die den Ring     auswärts-          drüekt,und    in den Seitenflächen der Kolben  nut 32 sind Rillen 33 und 34 vorgesehen, in  denen Gummiringe 35 und 36 liegen. Durch  diese Konstruktion werden Durchlässe des  Arbeitsmittels hinten um den Ring herum ver  mieden. Diese Ausführungsform empfiehlt  sich namentlich bei Holzringen an Kaltgas-           kühlmaschinen,    da bei diesen Maschinen wegen  des beträchtlichen     Schriunpfes    der Ringe letz  tere mit. zu grossem Spiel in den Kolbennuten  zu liegen kommen können.  



       Fig.    4 ist ein     Axialschnitt    eines Kolben  ringes, aus dem erhellt, dass dieser Kolbenring  aus verschiedenen Schichten 38 besteht. Die  Schichten erstrecken sich senkrecht zur Achse  37, und die Fasern in den Schichten verlau  fen in verschiedenen Richtungen von einer  Schicht zur andern.  



       Fig.    5 zeigt einen geteilten Kolbenring, der  aus sechs Stücken besteht, von denen drei, das  heisst 40, 41, 42, durch Federn 44, 45 bzw.  46, die an der Wand 43 des     Verdrängers    an  liegen, auswärtsgedrückt werden, wodurch zu  gleich die Stücke 47, 48, 49     auswärtsgedrückt     werden. Auf diese Weise werden auch bei  Verschleiss alle Stücke ständig an der Zylin  derwand anliegen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolbengasmaschine mit einem Kolben, der mittels einer unbeweglich an ihm befestigten Stange im Arbeitszylinder der Maschine ge rade geführt wird, und der mit einem oder mehreren Kolbenringen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Ringe aus Holz besteht. ÜNTERÄNSPRÜCHE: 1. Kolbengasmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring verschiedene Holzschichten aufweist. 2. Kolbengasmaschine nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten sich quer zur Ringachse erstrecken und die Holzfasern in den Schichten untereinander verschieden verlaufen.

   3. Kolbengasmaschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz zii- sammengepresst ist. 4. Kolbengasmaschine nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Ring aus Holz in der Kolbennut ein elastischer hing liegt. 5. Kolbengasmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens einer Flanke des Kolbenringes und der entsprechenden Seitenfläche der Nut Ab dichtungsmittel vorgesehen sind.

   6. Kolbengasmaschine nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Seitenfläche der Kolbennut eine Rille vorgesehen ist, in der ein elastischer Dich tungsring angeordnet ist. .