DE1650133A1 - Vorrichtung,z.B. eine Heissgaskolbenmaschine,mit einer oder mehreren als Rollmembran ausgebildeten Abdichtungen - Google Patents

Description

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Anmeldar: N.Y. Fi.it.^* ^iC-.icuipsnfabneKen JW/WJll

Akte No.„ PE5- 2248- " ■ - -. ,.■■■■-

Anmeldung vom; 19.; Des, 196?

"Vorrichtung, z.B. dine Heiasgaakolbenmasohine, mit einer oder mehreren als Rollmembran ausgebildeten Abdichtungen".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, a.B. eine Ileissgaskoltjanmaschine, mit einer oder mehreren als Rollmembran ausgebildeten Abdichtungen zwischen swei sich gegeneinander hin- und herbewegenden Teilen, wobei jede der Rollmembranen awei Räume voneinander trent, von denen einer ganz mit einer Unteratützungsflüssigkeit gefüllt ist, wobei sich an diesen Raum ein Flüsßigkeitszulauf und ein Flüseig-r keitsablauf ansohlieest, und Mittel zur Einhaltung eines wenigstens nahezu konstanten Druokuntorschiedea an jeder der Bollmembranen, a»B, eine Ee gel vorrichtung', vorhanden sind.

Bei Heisagasmotoren, Gaskältamssoaiaen und anderen a'hnlioh·- en Vorrichtungen wie Kompressoren und Expanaionskolbenmaschinen ΐ/ird der Arbeitsraum durch kolbenförmige sich in Zylindörn bewdgande Körper geändert. Dabei ist es aolir erwünsoht, den Spalt zwisohen den erwähnten

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Kolben und Zylindern hermetisch afeaueoaliessen, so dass der Arbeitsraum von dem an der anderen Seite der @rw®mt9n kolbsnfSroigen Körper liegenden Raum völlig gatremt ist. Zur Erhaltung dieser hertnetisohen Diohtung ist es bekannt, durch Flüssigkeit unterstützte Hollmembranen zu verwenden, deren eine Seite fest mit dem kolbenförmigen Körper und deren andere Seite mit der damit zusammenwirkenden Zylinderwand fest verbunden ist. Dabei sind Mittel vorhanden, üb dafür zu sorgen, dft·· immer soviel Flüssigkeit im Raus unter der Rollaembran vorhanden i,it, dass ein nahezu konstanter Druckunterschied über die Sollmeebraa .erhalten wird, was eine lange Lebensdauer dieser Bolloembrsnen gewährleistet . Zur Vermeidung von Schwierigkeiten infolge eines durch die Rollmembran zur UnterstStzungsflüssigkait Ma dlftanaierten Qasee wird duxoh einen Flüssigkeitszulauf dem Raum unter der Sollmembran ständig Flüssigkeit zugeführt? während durch Hen Flüssigkeiteablauf und eine darin befindliche Regelvorrichtung eine derartige Fluesigkeitsmengs abgeführt wird, dass der Druckunterschied über die Rollmembran konstant bleibt. Als Unteretützungsflüssi^ceit wird meistens das in der vorrichtung vorhandene Schmieröl verwejidet.

Zur Gewährleistung einer laugen Lebensdauer ist es not* wendig, dass die Ballmembran aus einem elastischen !!aterial hergestellt ist» dass ausse? einen hohen Ermüdungelses tfiadigkelt au oh eine gute Bei· ständigkeit gegen die Einwirkung der,UnterstüizungaflüsBigkeit, meie- _f tens des SolaaierölSp aufweist. Es hat sieh herau»g£ssteilt» dass Poly*· urethankautsohuk diesen beiden i^iforderungen entspricht· Mn Nachteil . dieses ICautsohiiks ist jedoch, dass er gegen die Mmwirkung von Wasser schlecht beständig ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dasB_f obvohX

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die Hollmembran derart gewählt werden kamt, dase diese eine hohe Ex— raüdungsbeatSndi^eit und ©ine gute Beata'n&igköit gegen die Einwirkung der Unterstützauigeflüasi^ceit aufweist, die Lebensdauer der Rollmembran dureh etwaige in der Unterstützungsflüsoi^ceit vorhandene Verunreinigungen wie das erwähnte tfeaöeif, nachteilig feeinflusst wird* Ee hat sich herausgestellt, dass in der UnteratiiteungBflüaai^ceit gelöstet Wasaer eine starke Erweichung der aus einem Kauteohuk-artigen Material hergestellten Rollmembranen veruroaohen kann, welohe Erweichung eine VerkfirBung der Lebensdauer mit eich bringt. Auoh. das Kxieohen der Rollmembran wird duroh die Einwirkung dea Haseere in bedeutendem Haseβ be-Bchleunifjt· Die Erfindung besirookt, eine Vorrichtung dar obenerwähnten Art ssu Bohaffen, die eine oder mehrere Rollmambranabdiohtungen enthält, wobei die Lebensdauer der darin verwendeten Rollmembranen !finger ist als bei den bisher bekannten Rollmorabranabdiohtungen_e

Zur Erzielung dieses Zweokee weist die erfindungsgemässe Vorrichtung das Kennzeichen auf, dasβ jede der Rollmombrarien aus einem

Material hergeetellt ist, daa gogen die Einwirkung der UnterstfltzungsflÜBBigkeit beatfindig ist, und die Vorrichtung weiter einen Abscheider zum Entfernen von Wasser und etwaigen anderen in unerwünschter Weise auf die Rollmembran einwirkenden Verunreinigungen aus der Unterstut zunge flüssigkeit enthält.

Der Abscheider kann duroh «ine im Flüesigkeitezulauf oder im Unteretützunsaraum angeordnete Kasse eines iiaaserbindemittelB gebildet sein. Bei einer weiteren günstigen Ausführungeform ist der Abscheider durch ein Molekularsieb gebildet.

Die Sntfernung von tfasser und etwaigen anderen in unerwünßohter »*oise auf lie Rollmembran einwirkenden Stoffen hat sur Folge,

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' '■■■-'■''. - -;4- . . ■ '■■■■■■■;. V "*'■"■■"■. dass Erweichung und beschleunigtes Krleohen der Rollmembran nahezu nicht mehr auftritt, was zu einer bedeutend längeren Lebensdauer führt.

Ausführungsbeiapiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargooteilt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 und 2 schema tische Darstellungen zweier Vorrichtungen, die je einen in einem Zylinder bewegbaren Kolben enthalten, wobei eich EWischon der Kolben- und der Zylinderwand als Dichtung eine Rollmembrandichtung befindet, die den Raum über dem Kolben von dem Raum unter dom Ifolben trennt, -

i'ig. 3 eine achonatlsaohö Daratellung eines nicht massstäbliehen Heissgasmotars, bei dom die Dichtungen zwischen der Kolben- und Zylinderwand und zwischen der Kolben- und der Verdrfingeretange durch Rollmombrandichtungen gebildet sind.

In Pig. 1 int mit der Besugziffer 1 ein Zylinder angedeutet, in dem ein Eblben 2 bevre^bar ist. Der Kolben ist über eine Pleuelstange 3 mit einer Kurbol 4 einer Kurbelwelle verbunden, die mit einer nicht dargestellten Antriobavorrichtung verbunden int, Ober dem Kolben 2 befindet sich ein Arbeitsraum 5» während sich unter dem Kplben das Kurbelgehäuse 7 befindet. Die Dichtung zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben. 2 ist durch eine,Hol!membran 8 gebildet, die einerseits den Arbeitsraum 5 und-andererseits·" einen mit Ünterstiitzun'gsflüsBiglceit, in diesem Fall dom Schmieröl der Vorrichtung, gefüllten- Raum 9 begrenzt. Der Raum 9 hat beim Bewegen des Kolbens 2 ein konstantes Volumen bei gleichbleibender Hollmembranlänge, wet1 sowohl der Kolben 2 als auch der Verdränger 1 an der Stelle ihres ausammenwirfcenden Oberfläohen derart· gestuft auegebildet ist, dass die Ringoberfläohen 10 und 11 einander gleich sind; An. den Raum 9 sohlieast sich ein Fltisaigkeitszulauf

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12 an, der aioh über eine Regelvorrichtung 13 an das Kurbelgehäuse 7 ansohliesat. Die Regelvorrichtung 13 ist durch ein GehSuse 14 gebildet, ■ das durch eine Membran 15 in zwei Räume 16 und 17 aufgeteilt ist, wobei die Membran mit einem Absohluoastift 18 verbunden ist, der den "lablauf absehliessen kann. Dor Raum 16 steht über eine Leitung 20 mit dom Arbeitsraum 5 in Verbindung, so das3 im Raum 16 immer der im Raum 5 herrschende Druck auftreten wird. Die Membran 15 wirkt weiter nooh mit einer Feder 21 z\isammen, Durch die Wirkung der Feder 21 wird der Druok der Flüssigkeit im Raum 17 immer um einen bestimmten Betrag niedriger sein als des? Druok im Raum 5> während der.im Raum 17 herrsch«!· de Druok auoh im Raum 9 herrooht, so d%ss dort auoh ein niedriger Druok herrscht als im Baum 5»-'so dass die Rollmembran 8 immer in gespanr tem Zustand bleiben wird. Der Raum 9 ist weiter über eine Flüssigkeit·- 3uführun£sleitung 22, in der sich eine Pumpe 23 befindet, mit dem Kurbelgehäuse 7 Verbunden. In der Leitung 22 befindet siOh ein Molekularsieb 25. Durch die Pumpe 23 wird dom Raun 9 über die Leitung 22 ständig Ol zugeführt, wobei die Regelvorrichtung 13 soviel Flüssigkeit abführt, als zur Einhaltung des gewünschten Druokuntersohieds über die Rollmembran notwendig ist. Das zugeführte öl hat, bevor es in den Raum 9 eintritt,- das Molekularsieb 25 passiert. Das Wasser, das sich gegebenenfalls in diesem Ol befindet, wird im Molekularsieb festgehalten, so dass das in den Raum. 9eintretende öl trocksn ist. Dies bietet ien groBsen Vorteil, dass falls daa Material der Rollmembran 8 derart gewählt irarden ist,.dass es nicht vom 01 angegriffen wird, nun auch nioht i..elir lie Gefahr besteht, dass ungewünachte Einwirkung durch Hasser stattfinden wird. Daduroh wird die Lebensdauer der Rollmembran 8 in bodoutendem Masse verbessert»

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In Pig. 2 iat eine andere AuafuTirungsforra der Vorrichtung naoh Pig. 1 dargestellt» Bei dieser Ausfüteungsform ist--über-dem Kolben 2 ein wsiterer kolbenförmiger Körper 30 angeordnet, der auf OJ in Baum 31 ruht. Zur Bildung eines DruokuntQrBohiedea zwischen den Hauer 5 und dem Raum 31 aind Druckfedern 32 angeordnet. Dies gewährleistet, dass der Druck im Baum 31 immer um einen bestimmten Beferag niedriger sein wird als der Druok im Haum 5f ßo dasa die Rollmembran 8 wieder immer in geapanntera Zustand, bleiben wird. Die Regel vorrichtung 13 naoh %g. 1 iat bei der Vorrichtung naoh Pig« 2 duroh ©in Looh 33 in der Wand des Kolbens 2 ersetzt., wobei daa Looh mit einem Diohtungeteil 34 des weiteren. Kolbens 30 zusammenwirkt. Wecn eioh isun suvial PlüßBi^sait im Raum .31 befindet, wird der Abstand zwischen dem Kolben 30 und dem Kolben 2. grosser, wobei das Looh 33 freigegeben wird, so dasa öl aus dem Raum 31 in das Kurbel gehäuse ? Kurüokf Ii essen krmru Bia weiter© Wirkungsweise und Bauart der Vorrichtung naoh Pig. 2 entspreohendenen der Vorrichtung naoh Pig. 1,

In Pig. 3 iat aohematisoh und nicht maaBgereoht ein Hetea— gaaraotor dargeatellt, der einen Zylinder 41 enthält, in dem ein Kolben 42 bewegbar ist. Weiter ist ein TTerdränger 43 vorhanden» Der Kolbe» 42 und Verdränger 43 aind über eine Kblbenetange 44 bzw« eins Verdrsnger·» stang© 45 mit Joche«. 46 bzw, 47 sines Bautengetriebes 40 verbunden, dessen Wirkungawoiae als bekannt vorausgesetzt wird. Zwisohen dem Kolben 42 und dem fardränger 43 befindet sich der Kijffipressionsraum 5°, während eich über dem Verdränge» 43 der Srpansiönßjpsusi 51 befindet. Diesο RäuKö stehen über einen Kühler 52, einen Segenerator 53 und eisen Erhitzer 54 miteinander in Verbindung, wobei letzterer aus einer Anzahl Hohre 55, die aloh einörseits an den Regenerator 53 und anderer&eits

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an einen Ringkanal % anschilessen, und aus einer Anzahl Rohre 57 besteht, die sioh einersoits an den ExpanBlonraum 51 und andererseits ebenfalla an den Rl«$oänfci % anschließsen. Der Motor enthält weiter einen Brenner 58. Die Dichtung zwischen dem Kolben 42 und dem Zylinder 41 ist durch eine Rollnembran 6Ö gebildet, während die Dichtung zwischen dem Kolben 42 12nd dar Vord^Sagerstang® 45 durch eine Rollmembran 61 gebildet iat. Die !tonmembran en 60 und 61 begrenzen mit* ihrer einen Seite den Kbmpresaionsraum 50 walirend. sie mit ihrer anderen Seite auf dom UntorötütgungaSl in den Bäumen 62 baw. 63 liegen. Die Volumen der Räume 62 und 63 sind bei Bowegung des ,Kolbens 42 wieder konotant bei gleichbleibender Rollmembranlänge, weil der Kolben 42 und diQ'Zylinderwand baVo ICol^Gnfitange güaiuit ausgebildet Bind, Die RSume 62 lind 63 otehen über einen iSanal 64 miteinander in Verbindung. An den Raum 62 sohlioest oioli ein Ölablauf 65 ⁰³^s der sioh xlber eine Regelvorrichtung gleicliey Bauart vie die nagelvorrichtung in Fig. 1 an das ßarbelgehauoe 66 des Heiasgaömotors ansclilieeot. Die UirkungoweiBe und Bauart der

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Regelvorrichtung 13 sind don«n der Regelvorrichtung 13 nach Fig. 1 gleich^ so dass diets keinex· weiteren Beschreibung bedarf» Vielter aoMiesat sich an den Raum 62 ein 01 zulauf 67 &n, in dem sich eine Pumpe 6G befindet, wSlirend sioh am Anfang dieseö Zulaufes ein Molekularsieb 69 befindet. Durch dieses Molekularsieb wird Wasser, das aioh gegebenenfalls im Cl gelost hat, festgehalten, bo dass das Gl in trocknen Zustand.in .die Räume 62 und 63 gelangt, so dass die Lebensdauer der RollKembranen nicht duroh dio Einwirlcung von Uasser nachteilig beeinflusst wird, Dan Molekularsieb kann gegebenenfalls auch derart gewählt tfordon, dass nicht nur Wasser sondern auch andere in uner-' wunsoUter "eise auf die Rollnenbranen einwirkenden Verunreinigungen,

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darin fefltgehalten worden«

0bi3ohon in don boßchriebenen Beispielen als Wasßerabaoheider immer von einem KoIokularsieb die Rede war, dürfte ec einleuchten, das η dieaer Wasserabscheider -gegebenenfalls au oh duroh ein anderes V.'nscerbindor..ittcl, wie aktiviertes Aluminiumoxyd, gobildet werden kann. Statt deo IIolokularoiebD oder einen anderen tfaaserbildomittels im Zulauf für daß Cl, ißt ob auch möglich, dieoe im Flüssigkeitsablauf aneuordnen, was dann Gclbotversta'ndlioh dio Gefahr mit oich bringt, dass eioh gegebe« nenfallß im .'kurbelgehäuse oder im uoitoren Teil dea Zulaufes nooh V/asser quü der Umgebung im öl lösen kann. Deswegen ist ob vorteilhaft, den WaBsorabQoheidor (liololcularsieb oder Waßserbindemittel) mögliohst nahe vor do.m Zulauf diesen Öls am Unterotütaungsraum anzubringen. Au oh ist ea möglich, das ViaBserbindemittel bzw. Molekularsieb im Unterstützungarautn - selber anzuordnen.

Aus dem Obonßtehenden dürfte es einleuchten, dass die Erfindung eine äusserst gute und einfache LÖBung des Problems bietet, dass. obßohon ea möglich ißt, dac laterial der Rollmembran und dae öl gogenübereinandor derart zu wählen, dasn die Rollmembran nicht von öl angegriffen vrird, eine Vorlairzung der Lebenßdauer auftreten kann, weil in der Untern tutzungeflüssigkeit Verunreinigungen vorkommen, die in unervrünschtor i.'eiao auf die' Rollmembran einwirken. Durch Anwendung der Erfindung werden nun l.'aaso.r und etvaige andere Verunreinigungen bevor das öl dem Unterstutsungoraum zugeführt wird, auß demselben entfernt, so dass das Wasser uaw. die Rollmembran nicht mehr berührt, was die Lebens-· dauer der Rollmembran in bedeutendem Llasae verlängert.

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Claims (3)

PIQIo 224B1. PATEHTA H S -P S U C II E.

1. Vorrichtung^ z.B. eine IleissgaskolbenmaBchine, mit einer oder mehreren als Rollmembran ausgebildeten Abdichtungen swisohen zwei gegenübereinandor eioh hin— und herbewegenden Teilen, wobei jede der Rollmembranen awoi RäuBis voneinander trennt _f von denen einer ganz mit einer Unterstütaungsflüssigkeit gefüllt ist; wobei sich an dieaara Raum ein Plusaigkeitazulauf und ein -ablauf ansohliesst, und Mittel zur Einhaltung eines wenigstens nahesu konstanten Druckunterachiedes an jeder der Rollmembranen., z.B. eino Regelvorrichtung, vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jjede der Rollmenibranen aua einem "Material hergestellt ist| das gegen die Einwirkung derUnterBtützungaflüasigkeit beständig iat, und di© Vorrichtung: elßtn Absohoider sum E&tfernen von Wasser und etwaigen anderen in unerwünschter lieise auf die Rollmembran einwirkenden Verunreinigungen aua der Unterstütizungsflüasigkeit enthält.

2. Vorrioiitung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet,- dass der Absohoider durch .eine im Flüaaigkeitszulauf oder im Unterstütaungsraum angeordnoto Masse eines iiasserbindemittels gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch "1 odor 2_f dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider durch ein im Flüasigköitsaulauf oder im Unterstflt*-- zungsraum angeordnetes MoLelcularaieb gebildet iat_e

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