DE113578C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei umlaufenden Kraftmaschinen oder Pumpen mit excentrischer Welle und mehreren ungefähr radial zu dieser Welle verschieblichen Kolben wird bisher die Reibung zwischen den Kolben und der Cylinderwand dadurch vermindert und die Centrifugalkraft dadurch aufgehoben, dafs dieselben auf andere Maschinentheile übertragen werden, wobei die Centrifugalkraft immer von der Cylinderwand aufgenommen wird.

Bei dem Gegenstande der Erfindung wird bei solchen rotirenden Kraftmaschinen die auftretende Centrifugalkraft nicht von der Cylinderwand, sondern durch einen zwischen den Kolben -und der Cylinderwand angeordneten drehbaren und zur Cylinderachse concentrischen Ring aufgenommen, so dafs also die Reibung zwischen den Kolben und der Cylinderwand vollkommen aufgehoben ist. Damit aber trotzdem ein dichter Abschlufs der Kolben gegen die Cylinderfläche erzielt wird, sind an den äufseren Kolbenenden kleine Dichtungsstäbe derart angeordnet, dafs sie gegen die Kolben verschieblich sind und mit einem ihrem unbedeutenden Gewicht entsprechenden geringen Druck durch die Centrifugalkraft gegen die Cylinderwand geprefst werden.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung z. B. an einer eincylindrischen Pumpe veranschaulicht, welche für die Bedienung der Luftdruckbremse eines elektrischen Wagens bestimmt ist und von dem direct auf einer Wagenachse sitzenden Elektromotor angetrieben wird. Fig. ι und 2 stellen Längsschnitte und Fig. 3 einen Querschnitt dar.

Auf der excentrisch zur Achse des Cylinders 83 gelagerten Antriebswelle 29 ist innerhalb des Cylinders 53 eine Muffe 37 befestigt, deren Stirnseiten in ringförmige Nuthen der Cylinderdeckel eingreifen. Diese Muffe läfst um die Welle herum zylindrische Räume frei, die unter einander durch die Schlitze in Verbindung stehen, welche zur Aufnahme der als radiale Flügel gestalteten Kolben 38 in der Muffe angeordnet sind, so dafs jeder Kolben also mit seinem inneren Ende in einen innerhalb der Muffe vorhandenen freien Mittelraum des Cylinders hinausragt. Um die Kolben aus einander und mit ihren äufseren Enden in Berührung mit der Cylinderfläche zu halten, ist an den Enden des erwähnten Mittelraumes je ein Ring 39 (Fig. 3) angeordnet. Nach aufsen stutzen sich die Kolben 38 gegen einen Ring 40, der mit seiner Aufsenfläche an der Cylinderwand in deren Mitte anliegt, mit seinem Körper aber in entsprechende Ausschnitte der Kolben und in einer Ringnuth 42 (Fig. 1) der Muffe 37 eingreift. Selbstverständlich kann man den Ring 40 auch noch in die Cylinderwand oder nur in diese und nicht in die Kolben und die Muffen eingreifen lassen. Der Ring 40 liegt gegen die Cylinderwand mit zwei Dichtungsringen 43 (Fig. 1) an, zwischen denen er eine Ringnuth 44 besitzt, die durch eine die Cylinderwand durchbrechende Bohrung mit der Druckkammer 89 (Fig. 2 und 3) der Pumpe verbunden ist. Die Kolben treten mit der Cylinderwand nur mittelbar durch Dichtungsleisten 38" (Fig. 1 und 2) in Berührung, die T-förmigen Querschnitt haben und mit ihrer Mittelrippe derart

in eine Nuth des Kolbenrandes eingreifen, dafs sie sich gegen die Kolben in radialer Richtung ein wenig verschieben lassen und unabhängig von diesen durch ihre Centrifugalkraft gegen die Cylinderwand gedrückt werden. Bei Betrachtung der auf den Ring 40 ausgeübten Druckwirkungen ergiebt sich zunächst, dafs der im Mittelraum des Cylinders vorhandene höchste Druck auf die inneren Stirnflächen aller Kolbenflügel 38 gleichmäfsig wirkt. Auf die äufseren Enden dieser Kolben kommt ein nach innen gerichteter Druck zur Geltung, welcher je nach der Lage des betreffenden Kolbens verschieden ist. Der auf die äufseren Enden der Kolben 38 wirkende einwärts gerichtete Druck ist am kleinsten, wenn diese Kolben der zur Saugseite gehörigen Kammer 92 gegenüberliegen, und er steigt alsdann, bis er an der Stelle, wo die Kolben der zur Druckseite gehörigen Kammer 92 gegenüberliegen, dem im Mittelraum des Cylinders wirkenden, nach auswärts gerichteten Druck auf den Kolben gleich ist. Insgesammt ergiebt sich dabei eine Druckresultante, welche nach aufsen und nach der Eintrittsseite des Cylinders gerichtet ist, so dafs der Ring 40 die Cylinderwand am meisten nach dieser Seite hin belastet. Die Centrifugalkraft der Kolben hebt sich auf, indem sie in allen Richtungen ungefähr gleich ist, weil die Kolbenflügel im Kreise laufen. Noch bleiben aber die Kräfte übrig, welche die geprefste Luft auf die Innenfläche des Ringes 40 ausübt und diejenigen, welche von dem Druck auf der Aufsenseite des Ringes, nämlich in der Nuth 44, herrühren. Bezüglich des letzteren Druckes ist leicht einzusehen, dafs derselbe rings um den Ring herum gleich grofs ist und die Beanspruchung des letzteren durch die Centrifugalkraft der Kolben, sowie durch seine eigene zum Theil aufwiegt. Hinsichtlich des auf die Innenfläche des Ringes 40 wirkenden Luftdruckes ist Folgendes zu beachten. Aus dem Querschnitt des Ringes in Fig. 1 ist ersichtlich, dafs jeder Luftdruck auf die Innenseite des Ringes durch den Luftdruck auf dessen Aufsenfläche aufgehoben wird, mit Ausnahme desjenigen Theiles, der auf die zwischen den Dichtungsringen 43 liegende Fläche kommt. Mit anderen Worten: der unausgeglichene Theil des inneren Druckes erstreckt sich über eine Ringfläche, welche so breit ist wie der lichte Abstand zwischen den erwähnten Dichtungsringen. Dieser unausgeglichene Druck ist am geringsten auf der Saugseite des Cylinders und am gröfsten auf der Druckseite. Es ist also eine resultirende Kraft vorhanden, welche den Ring nach der Druckseite des Cylinders hin belastet. Durch eine geeignete Bestimmung des Abstandes zwischen den beiden Dichtungsringen kann diese Kraft nun genau gleich gemacht werden der bisher unausgeglichenen resultirenden Kraft, welche, aus dem Druck der Luft auf die äufseren Enden der Kolben 38 herrührend, den Ring 40 nach der Saugseite des Cylinders zu drücken strebt. Alsdann werden alle Kräfte, sowohl diejenigen, welche von der Centrifugalkraft herrühren, sich im Gleichgewicht befinden, und der Ring 40 wird einen Druck auf die Cylinderwandung überhaupt nicht ausüben.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Kraffmaschinne oder Pumpe mit mehreren um eine excentrische Welle umlaufenden, ungefähr radial zu dieser Welle verschieblichen Kolben, die aus einem inneren schweren (38) und einem äufseren leichteren (38 ^a) Theil bestehen, dadurch gekennzeichnet, dafs zur Ausbalancirung der inneren eigentlichen Kolben (38) ein Ring (40) zwischen den Kolben und dem Cylinder derart angeordnet ist, dafs die Centrifugalkraft dieser Kolben durch den Ring anstatt durch die Cylinderwand aufgenommen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.