DE177654C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vervollkommnung an jenen sowohl als Motor als auch als Pumpe zu verwendenden Kurbelkapselwerken, bei welchen zwischen zwei feststehenden, konzentrischen Zylindern ein Ringkolben schwingend angeordnet ist. Der letztere ist an einer die beiden Zylinder verbindenden Längswand geführt und berührt während seiner Bewegung den inneren und äußeren Zy-

ίο linder zugleich. Hierdurch wird der zwischen den beiden Zylindern verbleibende Ringraum in vier zu je zweien auf Ansaugen bezw. Druck arbeitende Kammern geteilt.

Bei den bekannten Ausführungen solcher Kurbelkapselwerke sind die Mündungen der Saug- und «Druckleitungen so angeordnet, daß die in die inneren Kammern eintretende bezw. dieselben verlassende Flüssigkeit ditrch die äußeren Kammern hindurchgehen muß, wodurch naturgemäß in denselben für die Wir-■ kung und den Betrieb des Kapselwerkes schädliche Flüssigkeitsdrucke hervorgebracht werden.

Die Erfindung bezweckt nun, diese Mängel zu vermeiden, und erreicht dies dadurch, daß die Mündungen der Saug- und Druckleitungen in einer der Stirnseiten des Gehäuses, und zwar so angebracht sind, daß die durch die Lagenänderung des Ringkolbens erzeugten

.30 Kammern stets in unmittelbarer Verbindung mit den Mündungen der Saug- bezw. Druckleitung stehen.

In den Fig. 1 bis 9 der Zeichnung ist ein derartiges Kurbelkapselwerk in mehreren Ausführungsformen dargestellt. Bei der ersten derselben, welche die Fig. 1 und 2 im Längsbezw. Querschnitt veranschaulichen, ist der äußere sowie der innere Zylinder 1 bezw. 2 an ein und dieselbe Wandung 3 angeschlossen, in welcher auch die Mündungen 4 bezw. 5 der Saug- und Druckleitungen 6 bezw. 7 vorgesehen sind. Der in den äußeren Zylindermantel ι eingeschraubte Deckel 8 ist mit einer den Durchtritt der Kurbelwelle 10 ermöglichenden Stopfbüchse 9 versehen, in welche die Stopfbüchsenbrille 11 eingeschraubt ist. Der zylindrische bezw. im Querschnitt ringförmige Kolben 12. sitzt unter Vermittlung einer mit ihm zusammenhängenden Nabenscheibe 13, 14 auf dem Zapfen 15 der Kurbel. Der Ringkolben 12 (Fig. 2) ist nach einer seiner Mantellinien mit einem Längsschlitz versehen, den eine den zwischen den beiden Zylindern 1 und 2 verbleibenden Ringraum unterbrechende Wand .16 durchsetzt. Dieser Längsschlitz im Ringkolben setzt sich zu einem den Durchtritt der Wand 16 ermöglichenden, radial stehenden Schlitz der Nabenscheibe 13 fort.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Kapselwerkes ist die folgende:

Da der Ringkolben nach einer seiner Mantellinien geschlitzt ist und von der feststehenden Wand 16 durchsetzt wird, so erteilt die Kurbel 15 dem Kolben 12 eine zusammengesetzte Bewegung, welche sich in zwei Einzelbewegungen zerlegen läßt, nämlich in eine Verschiebung längs der radial stehenden Wand 16 und in eine schwingende Bewegung um die Mantellinie des Kolberis, nach welcher der letztere aufgeschnitten ist. Bei seiner Lagenänderung berührt der Ringkolben beständig sowohl die innere (1) als auch die äußere Zylinderwandung 2 und teilt im Zusammenhange mit der Wand 16 den Ringraum zwischen beiden Zylindern in vier Teilräume, von denen zwei auf

Ansaugen und zwei auf Druck arbeiten. Demgemäß arbeiten unter der Voraussetzung, daß sich die Kurbel in dem durch den Pfeil angedeuteten Sinne dreht, die Teilräume α und b auf Ansaugen, die Räume c und d dagegen auf Druck. Durchgehe Mündung 4 der Saugleitung werden zugleich die Räume α und b gespeist, während durch die Mündung 5 der Druckleitung die in den Räumen c und d ent-

to hai ten e Flüssigkeit austreten kann. Hierbei ist stets die Summe des Inhaltes der beiden Saugräume gleich der Summe des Inhaltes der beiden Druckräume, und zwar gleich der Hälfte des ganzen Ringrauminhaltes, wodurch eine ununterbrochene und gleichmäßige For-. derung erzielt wird.

Durch die in den Fig. 3 und 4 im Längssowie im Querschnitt veranschaulichte.zweite Ausführungsform des Kurbelkapselwerkes wird der Vorteil erzielt, daß der Kolben beiderseits saugen und drücken kann, wodurch der Zu- und Abfluß der Flüssigkeit stoßfrei und ununterbrochen vor sich geht. Der Saugstutzen 21 steht mittels seitlicher Kanäle mit den beiden Saugmündungen 23, die sich in den beiden Stirnwandungen des Zylinders 20 befinden, in Verbindung. In gleicher Weise · führt der Druckleitungsstutzen 22 mittels seitlicher Kanäle zu zwei in den Stirnwandungen des Zylinders 20 vorgesehenen Mündungen 24. Die Wandung 25 trägt die eine Hälfte 26 des inneren Zylinders und die Wand 27 dessen andere Hälfte 28. Der Kolben 29 wird von der Mittelscheibe 30 getragen, die mit der Nabe 31 aus einem Stück besteht. Im Innern ^; der letzteren ist eine nach einer Längsmittelebene geteilte Büchse 32 vorgesehen, die den Zapfen 33 der Kurbel umschließt und mit der Nabe 31 durch die Schrauben 34 verbunden ist. Durch diese Anordnung wird bezweckt, in die Nabe 31 den mit der Antriebswelle 35 und dem Lagerzapfen 36 aus einem Stück bestehenden Kurbelzapfen einbringen zu können. In dem zwischen den beiden Zylindern 20 und 26,28 verbleibenden Ringraum ist eine Treunungswand 37 eingesetzt, die den Ringkolben in einem nach einer Mantellinie verlaufenden Schlitz durchsetzt. Die Dichtung zwischen der Scheibe 30 und den dagegen stoßenden Enden der Zylinder 26 und 28 wird durch Lederstulpen 38 hervorgebracht, die durch Ringe 39 gehalten sind.

Die weiterhin in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellte dritte Ausführungsform betrifft eine Fumpenart, bei welcher die Flüssigkeit unter hohem Druck gefördert werden soll. Hierbei ist Fig. 5 ein Längsschnitt, Fig. 6 ein Querschnitt nach Linie Z-Z in Fig. 5, gegen links gesehen, Fig. 7 dagegen ein von rechts' betrachteter Querschnitt nach Linie Z-Z.

Diese Doppelpumpe besteht aus zwei Wandungen" 40 und 41, welche mit den zylindrischen Gehäusen 42 bezw. 43 aus einem Stück g'ebildet sind. Die letzteren sind mit Flanschen 44 und 45 versehen, mittels welcher sie durch Schrauben 46 mit dem die Verteilungsräume sowie die Saug'- und Druckleitungsstutzen 48 und 49 tragenden mittleren Gehäuse 47 verbunden werden können. Das letztere, welches zugleich die Trennungs wand bildet, trägt an seinen beiden Außenseiten die inneren zylindrischen Gehäuse 50 und 51. Beiderseits dieser mittleren Scheidewand 47 sind die Ringkolben 52 und 53 angeordnet, welche mittels der Nabenscheiben 54, 56 bezw. 53, 57 unter Zwischenschaltung der Büchse 59 auf dem Kurbelzapfen 58 sitzen. Durch die Büchse 59 wird auch hier ebenso wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform bezweckt, den aus einem Stück mit der Welle 60 bestehenden Kurbelzapfen in die Naben 56, 57 einführen zu können.

Die vorstehend beschriebene Pumpe wirkt in folgender Weise:

Wenn man annimmt, daß der Stutzen 48 an die Saugleitung angeschlossen ist, so erkennt man, daß der Ringkolben 52 die Flüssigkeit durch die Öffnung 61 ansaugt und sie durch den durch die Wand 63 von der Öffnung 61 getrennten Kanal 62 fortdrückt. Diese Scheidewand 63 durchsetzt den mit einem entsprechenden Längsschlitz versehenen Kolben 52. Aus dem Kanal 62 gelangt die Flüssigkeit in die im Innern des Gehäuses 47 vorgesehene Kammer 64 und wird von hier durch die Öffnung 65 vom Kolben 53 angesaugt, der sie seinerseits nunmehr durch den Kanal 66 in die Druckleitung 49 fördert. Die Kanäle 65 und 66 sind dabei durch die Wand 67, die den Kolben 53 in einem Längsschlitz durchsetzt, voneinander getrennt. Daraus folgt, daß der Kolben 53 in einem Raum arbeitet, in welchem unter dem Einfluß des Druckes, unter dem die Flüssigkeit in die mit. der Saugmündung 65 versehene Kammer 64 geschickt wird, nahezu Gleichgewicht herrscht, und daß die zum Antrieb des Kolbens nötige Kraft lediglich gleich der Differenz der in der Druckleitung und in der zwischengeschalteten Saugkammer herrschenden Flüssigkeitsdrucke ist. ■ '

In den Fig. 8 und 9 ist eine Ausführung^- form des Erfindungsgegenstandes im Längsund Querschnitt dargestellt, bei welcher die Zylinder und der Kolben zwecks Sicherung der Dichtung mit Verzahnungen versehen sind. Für hohe Drucke ist nämlich zu befürchten, daß die durch die einfache Berührung des Ringkolbens mit den beiden Zylindern gebildete Fuge nicht genügend dicht ist. Um diesem Übelstand abzuhelfen, wird ein Ringkolben verwendet, welcher an seinem inneren und äußeren Umfang mit Verzahnungen versehen ist und mit den ebenfalls gezahnten, feststehenden Zylindern kämmt. Infolge dieser Anordnung ergeben sich gegenüber den vor-

stehend beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Änderungen, welche nachstehend unter Bezug auf die Fig. 8 und 9 beschrieben sind. Der äußere Zylinder 70 ist an seiner Innenseite, der innere Zylinder Ji dagegen an seiner Außenseite mit Zähnen versehen. Der Ringkolben besteht aus zwei durch die Ringe 72,73 gebildeten Teilen, welche ineinander eingesetzt sind und sanft ineinander gleiten.

Der innere Ring 73 des Ringkolbens ist durch eine Querwand 74 mit der Nabe 75 verbunden, welche den Zapfen 76 der Kurbelwelle JJ umschließt. Der durch die beiden konzentrischen Ringe 72, 73 gebildete Ringkolben kann nun nicht wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nach einer seiner Mantellinien geschlitzt sein, sondern er muß ein ununterbrochenes Ganzes bilden. Dies ist zur Erzielung eines richtigen Eingriffes nötig, denn der in die Innenverzahnung des Zylinders 70 eingreifende Ring 72 des Kolbens muß bei seiner Abwälzung, da er nicht gleiten kann, einen Weg durchlaufen, der dem Umfang des Teilkreises, der Zylinderverzahnung Jo entspricht. Das Gleiche gilt von dem mit der Außenverzahnung des Zylinders Ji kämmenden inneren Kolbenring 73. Es wird daher nicht der Kolben, sondern die Scheidewand geschlitzt und dieselbe zur Erzielung der Abdichtung in folgender Weise ausgebildet. Die Scheidewand besteht aus einem zweiteiligen Gleitstück JJ, 78, in dessen Hohlräumen zwei wasserdicht in ihr Gehäuse eingepaßte Getriebe 79, 80 angeordnet sind. Das Rädchen 79 kämmt mit dem Ring 73 des Kolbens, mit dessen anderem Ring 72 das Getriebe 80 in Eingriff steht. Die Scheidewand Jj, 78 verschiebt sich in einer Schlitzführung, deren Wandungen mit den feststehenden Zylindern 70 bezw. Jt zusammengegossen sind. Die Saug- und Druckmündungen 83,84 sind beiderseits der beweglichen Scheidewand vorgesehen.

Diese Vorrichtung wirkt wie folgt: Unter der Wirkung der Kurbel 76 ändern die beiden gezahnten, in die Verzahnungen der Zylinder Jo, Ji eingreifenden Ringe des Kolbens ihre Lage und nehmen hierbei die bewegliche Wand JJ, 78 mit, indem sie in die die Dichtung an der Trennungswand sichernden Getriebe 79 und 80 eingreifen. Dabei ist zu bemerken, daß infolge des Unterschiedes hinsichtlich der von beiden Ringen zu durchlaufenden Wege dieselben sich ineinander, und zwar in entgegengesetzter Richtung drehen müssen. Zur Verminderung der zwischen beiden auftretenden Reibung kann zwischen den beiden Ringen eine kleine, mit Flüssigkeit erfüllte Aussparung vorgesehen sein. Auch bei dieser Ausführungsform werden, wie bei den eingangs beschriebenen Kapselwerken, bei der Lagenänderung des Kolbens stets vier Räume gebildet. Zwecks Erleichterung der Herstellung und des Zusammenbaues des Kapselwerkes ist der innere, feststehende Zylinder Ji aus zwei Teilen gebildet, von denen der links liegende (Fig. 8) mit dem äußeren Zylinder jo, der rechts liegende Teil dagegen mit dem Deckel zusammengegossen ist.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Pumpe oder Motor mit umlaufendem Ringkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen (6,7) der Saug- und Druckleitung in einer der Stirnseiten des Gehäuses derart angeordnet sind, daß die durch die Lagenänderung des Ringkolbens (12) erzeugten vier Kammern (a,b,c,d) stets in unmittelbarer Verbindung mit den Mündungen der Saug- bezw. Druckleitung stehen.

2. Ausführungsform des Kurbelkapselwerkes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (29) in der Mitte durch eine Nabenscheibe (30) in zwei gegen je eine Saug- und Druckleitung offene Hälften geteilt wird, so daß eine doppeltwirkende Pumpe mit stoßfreier und gleichmäßiger Förderung entsteht (Fig. 3 und 4).

3·. Ausführungsform des Kurbelkapselwerkes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf derselben Kurbel sitzende Ringkolben (52, 53) in nebeneinander liegenden Gehäusen angeordnet sind, die je eine die Saug- und Druckleitungsmündungen trennende Wand tragen und zwischen sich eine Druck- bezw. Saugkammer einschließen so daß der die Flüssigkeit in die Druckleitung (49) fördernde Kolben in einem Raum arbeitet, in dem unter dem Einfluß des Druckes, unter welchem die Flüssigkeit in die Kammer (64) geschickt wird, nahezu Gleichgewicht herrscht (Fig. 5, 6 und 7).

4. Au s füh rungs form des Kurbelkapselwerkes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sowohl innen als auch ■ außen gezahnte Kolben aus zwei ineinander eingesetzten Ringen besteht und in die mit Innen- bezw. Außenverzahnung versehenen festen Zylinder sowie in Getriebe der verschiebbar geführten Scheidewand eingreift (Fig. 8 und 9).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.