DE212603C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 212603 -' . KLASSE 146. GRUPPE

aus durch die Trommel hindurchtretenden Kolben.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. August 1906 ab.

Die vorliegende Erfindung hat eine Rotationsmaschine mit einer in dem Maschinengehäuse exzentrisch angeordneten Trommel und nur einem mit der im Maschinengehäuse zentrisch angeordneten Maschinenwelle fest verbundenen und von dieser aus durch die Trommel hindurchtretenden Kolben zum Gegenstande. Maschinen dieser Art waren bereits bekannt, jedoch ohne eine Verbindung

ίο der innerhalb und außerhalb der Trommel befindlichen Räume. Eine solche Verbindung ist hingegen bei Rotationsmaschinen mit einer im Maschinengehäuse exzentrisch angeordneten Trommel und mehreren in dieser verschiebbaren Kolben bekannt geworden. Sie erfolgte durch einen einzigen Kanal, welcher die innerhalb und außerhalb der Trommel liegenden Räume miteinander verband. Diese Rotationsmaschinen erwiesen sich aber nach verschiedenen Richtungen hin als nachteilig. Sie waren infolg'e der Anordnung von mehreren Kolbenscheiben sehr kompliziert und wiesen einen großen Verschleiß auf. Außerdem war der Nutzeffekt infolge.der größeren Reibung ein schlechter.

Diese Nachteile werden bei der vorliegenden Maschine dadurch vermieden, daß nur ein in der Trommel verschiebbarer Kolben zur Anwendung· kommt. Um bei der Anwendung nur eines Kolbens dennoch eine vollkommen wirkende Verbindung zwischen den innerhalb und außerhalb der Trommel liegenden Räumen herzustellen, werden gemäß der Erfindung mehrere in einem Halbkreis um die Trommel herum und hintereinander liegende und radial zum Mittelpunkt der Maschinenwelle verlaufende Kanäle vorgesehen, welche durch den Kolben nacheinander geöffnet und geschlossen werden. Würde bei der Anordnung nur eines Kolbens auch nur je ein Kanal in den Spitzen der sichelförmigen Räume angeordnet, so würde dadurch nur eine unvollkommen wirkende Verbindung der oben erwähnten Räume erzielt werden, weil diese Kanäle bei ihrer durch die Kolbendicke beschränkten Breite nicht groß genug gemacht werden können, um Drosselungen zu vermeiden.

Auf den Zeichnungen ist eine Maschine gemäß der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt.

Fig. ι zeigt einen senkrecht zu der Achse genommenen Schnitt durch die eine Ausführungsform der Maschine.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2 - 2 in Fig. i.

Fig. 3, 4 und 5 veranschaulichen eine Einzelheit der Maschine in verschiedenen Ausführungsformen.

Fig. 6 zeigt einen der Fig. 1 analogen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Maschine,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie4-4 in Fig. 6.

Fig. 8 ist ein Schnitt nach Linie 5 - 5 in Fig. 6.

Fig. 9 und ίο zeigen je einen senkrecht und parallel zurAchse genommenen Schnitt durch eine nach vorliegender Erfindung· ausgeführte, als Pumpe dienende Maschine.
Bei der in den Fig. ι und 2 dargestellten Ausführungsform der Maschine ist das in irgendeiner geeigneten Form ausgeführte Maschinengehäuse A mit einer kreisrunden Kammer X versehen, durch die konzentrisch zu ihr die Welle B tritt. Diese Welle ist mit einer Nabe 1 (Fig. 2) versehen, von der aus sich in bekannter Weise der in Form einer Scheibe ausgebildete Kolben C radial nach der Wandung χ der Kammer X erstreckt. In der Kammer X ist ebenfalls in bekannter Weise eine Trommel D von der Breite der Kammer X exzentrisch angeordnet, die ihrerseits eine Kammer Z bildet. Der Umfang der Trommel schneidet in den Umfang der Kammer X derart ein, daß in dieser eine Ausbuchtung" y entsteht. Diese Ausbuchtung wird vorteilhaft so ausgebildet, daß sie sich der Trommel D möglichst genau anpaßt, wodurch die Berührungsfläche zwischen der Trommel D und dem Gehäuse X vergrößert wird. Ungefähr in der Mitte zwischen den Enden der Ausbuchtung y ist eine in dem Gehäuse A quer, el. h. in Richtung der Welle B verlaufende Aussparung für den Dichtungssteg 2 vorgesehen, der sich nahezu auf die ganze Breite der Trommel D und in das Gehäuse A erstreckt. In diese Aussparung wird außer dem Steg 2 eine Feder 3 eingelegt, die dazu dient, ersteren gegen die Trommel D zu pressen. Die Trommel D greift mit ihren beiden Endflächen in je eine ringförmige,· in der zugehörigen Seitenwand des Gehäuses A vorgesehene Nut w ein (Fig. 2). Tn der Trommel D ist ebenfalls eine in deren ■ Querrichtung verlaufende Aussparung vorgesehen, die. zur Aufnahme . eines Führungsstückes E dient. Dieses ist mit gekrümmten Seitenflächen versehen, mit denen es sich den gekrümmten Flächen der Aussparung der Trommel D anpaßt. Gegebenenfalls kann das Führungsstück E noch mit Zapfen 4 versehen, werden, die in entsprechende Bohrungen in der Trommel D greifen (Fig. 2). Das Führungsstück E ist mit einem Schlitz für den Durchtritt des Kolbens C und ferner mit Aussparungen zur Aufnahme der Abdichtungsstege ¹^ versehen, von denen ein jeder durch eine Feder 6 gegen den Kolben C angepreßt wird (Fig. 1). Dient die Kammer X als Einströmraum, so wird die Einströmöffnung 7 so angeordnet, daß sie den Dampf oder ein anderes geeignetes Triebmittel unter Druck an einer Stelle auf der einen Seite des Dichtungssteges 2 in die Kammer X eintreten läßt, so daß, wenn der Kolben C sowohl den Steg 2 als auch die Öffnung 7 passiert hat, der Dampf auf den Kolben derart wirkt, daß die Welle B ! in Richtung des Pfeiles (Fig. i) gedreht wird und in dem zwischen dem Kolben C und dem diesem zugekehrten Ende der Aussparung" y gelegenen Teil der Kammer X eingeschlossen wird. Dadurch, daß die Trommel D in die Ausbuchtung y greift, wird eine Undichtheit ■ hinter dem Steg 2 verhindert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Ausströmöffnung .8 in der einen Seitenwand des Gehäuses A so angeordnet, daß sie mit dem Innern der Trommel D in Verbindung". steht.

Wesentlich für die Maschine nach vorliegender Erfindung ist die Art und Weise, in welcher die Verbindung zwischen der Kammer X und der Kammer Z erfolgt. Diese Verbindung wird gemäß der Erfindung durch eine Anzahl , von Kanälen, die so angeordnet sind, daß, wenn sich der Kolben C in der in Fig. 1 durch den Pfeil angedeuteten Richtung dreht, der erste der erwähnten Kanäle für den hinter ihm befindlichen Dampf nicht eher geöffnet wird, als bis der Kolben C, von der Einströmöffnung· 7 ab gerechnet, ungefähr eine halbe Umdrehung gemacht hat. Ist diese Stellung erreicht, so nimmt die Zahl der für den Durchtritt des Triebmittels geöffneten Kanäle zu, bis der Kolben C nahezu wieder bis an die Ausbuchtung 3) gelangt ist. Aus diesem Grunde sind die erwähnten Kanäle, wie aus Fig. ι ersichtlich, auf nahezu 140° des Trommelumfanges verteilt und auf der der Einströmöffnung" 7 gegenüber liegenden Seite angeordnet. Theoretisch müßten die Kanäle auf einem Kreisbogen von i8o° verteilt sein. Dadurch aber, daß bei der praktisch ausgeführten Maschine die Trommel D in die in dem Gehäuse A vorgesehene Ausbuchtung y tritt, wird der Kreisbogen vermindert, und zwar um die Länge der Ausbuchtung y. Obgleich also der Bogen, auf dem sich die Kanäle verteilen, etwas von dem theoretischen Wert dieses abweicht, so ist es dennoch wichtig'für die Wirkungsweise der Maschine, daß sich die Kanäle auf einen solchen Raum verteilen, daß eine Drosselung des Triebmittels nicht erfolgen kann, sobald der Kolben C sich · der Berührungsfläche zwischen Trommel·/) und dem Maschinengehäuse A nähert.

Um zu verhindern, daß, sobald sich der KoI- no ben C über die Durchtrittskanäle t hinwegbewegt, das Triebmittel an irgendeiner Stelle ■durch einen der Kanäle t vor den Kolben C entweder in die Kammer X oder in die Kammer Z eintritt, sind die Kanäle t radial zu dem Mittelpunkt der Welle B angeordnet und schmäler gehalten als die Breite des Kolbens. Auf diese Weise wird erreicht, daß zu keiner Zeit beim Arbeiten der Maschine irgendein Kanal auf entgegengesetzter Seite des KoI-hens gleichzeitig offen ist. Infolgedessen kann auch zu keiner Zeit das Triebmittel quer zu

dem Kolben durch einen Kanal hindurchtreten.

Die die Verbindung zwischen der Kammer X und der Kammer Z herstellenden Kanäle t können in verschiedener Weise ausgebildet sein. Bei der in den Fig. ι und 2 dargestellten Ausführungsform der Rotationsmaschine werden die Kanäle f teilweise durch Aussparungen ν in den Stirnflächen der Trommel D und teilweise durch in den beiden Seitenwandungen des Gehäuses A vorgesehene Kanäle ί gebildet. Bei dieser Ausführungsform der Kanäle t tritt also das Triebmittel um die beiden Stirnflächen der Trommel D herum. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform bestehen die Kanäle t. aus Röhren, die sich von der einen Seite der zur Aufnahme der Trommel I) dienenden, in der Seitenwandung des Gehäuses A vorgesehenen Ringnut aus durch die Seitenwandung des Gehäuses A. hindurch nach einem Überhitzungskanal 57 und von diesem aus nach der anderen Seite der erwähnten Ringnut durch die Seitenwandung des Gehäuses A hindurch erstrecken.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 verlaufen die Kanäle ί in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 3, nur sind sie in die Seitenwandung des Gehäuses A eingegossen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Kanäle "f in ähnlicher Weise wie bei den in der Fig. ι und-2 dargestellten Ausführungsform ausgebildet, nur werden sie durch einen vollständig in der Seitenwandung des Gehäuses A ausgesparten Kanal, also ohne Aussparung der Stirnflächen der Trommel D, gebildet.

Die Triebmitteleinlaßöffnung 7 wird durch ein geeignetes Ventil o. dgl. gesteuert, und zwar so, daß der Triebmittelzutritt an jeder beliebigen Stelle des Kolbenhubes abgestellt

4.0 werden kann.

Um das Austreten von Kondensflüssigkeit zu ermöglichen, wenn sich der Kolben in der Pfeilrichtung (Fig. 1) bewegt, ist der Auslaß 8 mit einer Abzweigung 14 versehen, die bis zu der tiefsten Stelle in der Trommel D geführt ist.

Es ist ersichtlich, daß der Kolben C während

. seiner Drehung verschiedene Winkelstellungen gegenüber der Trommel D einnimmt. Dies wird durch das Führungsstück E ermöglicht, ohne daß irgendwelche Undichtheit eintritt, da der Druck bestrebt ist, das erwähnte Führungsstück E in die zu seiner Aufnahme dienende Aussparung zu pressen, während die Stege 5 in sehr wirksamer Weise die beiden Seitenflächen des Kolbens C gegen das Führungsstück E abdichten.

Die Abdichtung des Kolbens C an der Stelle, an der er durch die Trommel I) hindurchtritt, ist sehr wesentlich, weil sonst der Triebmitteldruck auf beiden Seiten des Kolbens C Gleichgewicht herstellen würde, wodurch ein toter Punkt in die Maschine hineingelegt würde. Es ist also nötig, ein sicheres Widerlager für den Kolben bei seinem Durchtritt durch die Trommel D vorzusehen, weil, wenn auch nur das geringste Spiel zwischen Kolben C und Trommel D vorhanden wäre,. dieses bei der in Betracht kommenden Umdrehungszahl von einigen 100 Touren pro Minute ein heftiges Stoßen eintreten und eine alsbaldige Beschädigung der einzelnen Maschinenteile verursachen würde.

Da die Trommel D mit ihren beiden Stirnflächen in ringförmige Aussparungen w in dem Maschinengehäuse A tritt, werden sowohl erstere als auch letztere einer gleichmäßigen Abnutzung unterworfen, wodurch die Mißstände, die mit der Verwendung einer rotierenden Trommel, deren Stirnflächen sich gegen die Innenwandungen des Maschinengehäuses legen, verbunden sind, vermieden werden.

Um bei. dem Umsteuern der Maschine eine Drosselung zwischen der Öffnung 7, die alsdann als Auslaßöffnung wirkt, und der Ausbuchtung y zu vermeiden, ist der Spielraum 40 vorgesehen, welcher rückwärts mit der Öffnung 7 über die obere Fläche des Kolbens C kommuniziert.

Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Ausführungsform der Maschine entspricht im wesentlichen'der vorstehend beschriebenen und in den Fig. ι und 2 dargestellten. Ein Unterschied besteht nur bezüglich der Dichtungseinrichtungen und in der Verwendung einer Welle B mit einer Hohlnabe 1, deren Kammer Y mit der Ausströmöffnung 8 in Verbindung steht: Wie aus Fig. 8 ersichtlich, ist die Kammer Y mit Bohrungen s versehen, die mit Bohrungen r in dem' Maschinengehäuse A. kommunizieren, die ihrerseits wieder mit dem Auslaß 8 in Verbindung stehen.

Die Hohlnabe 1 ist auf ihrer einen Seite mit einer Öffnung η versehen. Die Durchströmkanäle ί sind so angeordnet und die erwähnte Öffnung η so dimensioniert, daß bei der Umsteuerung der Maschine- das Triebmittel nicht zwischen dem Kolben C und den konvergierenden Wandungen der Kammer X und der Nabe eingeschlossen werden kann, bis der Kolben C sich so weit bewegt hat, daß ein wesentlicher Teil der Kolbcnfläche innerhalb der Trommel D dem einströmenden Dampf o. dgl. ausgesetzt wird. Das heißt, das Ende α der Öffnung η wird den letzten Durchtrittskanal t nicht eher passieren, als bis sich der Kolben in Richtung des Pfeiles b (Fig. 6)· so weit bewegt hat, daß ein wesentlicher Teil des Kolbens C zwischen der Nabe und der inneren Trommelfläche dem Triebmittel ausgesetzt und eine genügende Umkehrkraft gesichert ist. Bevor das Ende α der Öffnung η den

letzten Durchströmkanal t schließt, kann der Dampf durch diese hindurch nach dem Kolben C außerhalb der Trommel D treten, wo er eine hinreichende g-roße Berührungsfläche vorfindet, um die nötige Kraft zu sichern. '

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, besteht die Trommel D aus zwei Teilen mit Zapfenverbindung. Hierdurch wird einerseits die Ausführung der Trommel D und andererseits das Ein- fügen des Führungsstückes E in diese erleichtert, ferner wird ein besserer Halt desselben gewährleistet. Endlich wird hierdurch erreicht, daß sowohl die Trommel D als auch das Führungsstück E ihre ursprüngliche Form bei jeder Temperatur beibehalten. Das Zusammenhalten der beiden Trommelteile erfolgt mit Hilfe von Schraubenbolzen ο. dgl.

Die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Ausführungsform der Maschine nach vorliegender Erfindung dient dazu, um auf eine Flüssigkeit eine BeAvegung zu übertragen, d. h. sie findet als Pumpe Verwendung. Diese Ausführungsform deckt sich im wesentlichen mit der Maschine nach den Fig. 6 bis 8, nur sind sämtliehe Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit größer gehalten, und wo nötig, sind die einzelnen Teile vergrößert, um sich den vergrößerten Durchströmöffnung'en anzupassen. Erweist es sich als nötig, die Flüssigkeit gegen Rückdruck zu halten, so kommt ein Absperrventil 60 zur Anwendung, welches die Förderleitung gegen die Pumpe abschließt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Rotationsmaschine mit einer in dem Maschinengehäuse exzentrisch angeordneten Trommel und nur einem mit der Maschinenwelle fest verbundenen und von dieser aus durch die Trommel hiridurchtretenden Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine Anzahl in einem Halbkreis um die Trommel (D) herum und hintereinander liegende und radial zum Mittelpunkt der Welle (B) verlaufende Kanäle (t) erfolgt, welche durch den Kolben nacheinander geöffnet und geschlossen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.