-
Abdichtungsvorrichtung für Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem
Arbeitsraum und im Gehäuse geführtem Widerlagerschieber. Die Erfindung bezieht sich
auf Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum und im Gehäuse geführtem
Widerlagerschieber. Die Erfindung bezweckt, Verdichter dieser Art in der Weise zu
verbessern, daß eine sichere Abdichtung des Druckraumes vom Saugraum stattfindet.
Derartige Verdichter ermöglichen einen bequemen Antrieb und besitzen sehr einfache
Bauart. Trotz dieser Vorzüge haben sie sich nicht eingeführt, da der Kolben im Zylinder
so schwer abzudichten ist, daß größere Verdichtungsdrücke nicht erreichbar sind.
Die Schwierigkeiten der Dichtung liegen sowohl an der Anlagestelle des Widerlagerschiebers
am Kolben als auch an der Anlagestelle des Kolbens am Gehäuse und an den Stirnflächen
des Kolbens.
-
Wird der Auflagerdruck des Widerlagerschiebers auf den Kolben lediglich
durch Federn bewirkt, die am Gehäuse abgestützt sind, so erfahren die Federn während
eines Kolbenumlaufes eine Zusammenpressung um den doppelten Betrag der Exzentrizität
des Kolbens. Einer derartigen Beanspruchung sind die Federn auf die Dauer nicht
gewachsen. Sie werden bald lahm und brechen. Außerdem wird sich der Auflagerdruck
dauernd ändern, so daß der Reibungswiderstand ganz ungleichmäßig ist. Wird der Schieber
zwangläufig gesteuert, so sind zwar die Nachteile der Federanordnung beseitigt,
aber eine sichere Abdichtung wird doch nicht erreicht, da eine völlige Gleichartigkeit
in der Bewegung des Schiebers und des Kolbens erfahrungsgemäß nicht zu erreichen
ist. Schon ganz geringe Phasenverschiebungen zwischen Kolben und Schieber haben
Undichtigkeiten des Schiebers zur Folge. In demselben Sinne wirkt die ungleichmäßige
Abnützung des Kolbens. Um eine dauernd satte, eine sichere Abdichtung gewährleistende
Auflage des Schiebers auf dem Kolben zu erreichen, muß die Schieberfeder mit der
Schiebersteuerung verbunden werden. Eine derartige Anordnung ist Gegenstand der
Erfindung. Sie besteht darin, daß der Schieber aus zwei gegeneinander beweglichen,
eine Druckfeder einschließenden Teilen besteht, von denen der äußere gesteuert wird,
während der innere sich unter dem Druck der Feder auf die Kolbenfläche auflegt.
Infolgedessen wird die Spannung der Feder während des Kolbenumlaufes ziemlich gleichbleiben
und sich nur so weit verändern, als eine Ungleichmäßigkeit in der Bewegung der äußeren
Schieberteile und des Kolbens infolge der Übersetzung zwischen beiden stattfindet.
-
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Verdichters gemäß
der Erfindung dargestellt.
-
Abb. i ist ein Längsschnitt durch die Maschine, Abb. 2 ein Schnitt
nach Linie A-B in Abb. i, wobei der Kolben gegenüber Abb. i eine um go° versetzte
Stellung hat, Abb. 3 ist ein Schnitt durch die Dichtungsleiste des Kolbens nach
Linie C-D in Abb. 2.
In dein Zvlinder i ist der Kolben 2 exzentrisch
auf einer zum Zvlinder i konzentrischen Welle 3 gelagert. Der Raum zwischen Kolben
2 und Zvlinder i wird durch einen Widerlagerschieber 4. in einem Saugraum j und
einem Druckraum 6 unterteilt. Um diese Räume sicher gegeneinander abzudichten, ist
folgende Einrichtung vorgesehen.
-
Der Schieber 4 bildet ein halbzylindrisches Lager für eine Dichtungsleiste
7, deren Auflagefläche am Kolben der Umfläche des Kolbens genau angepaßt ist. Nur
die Kanten sind leicht gebrochen. Der Schieber steht unter der Wirkung von Druckfedern
8, deren Widerlager ein kolbenartiger Körper g ist, der mittels eines Bolzens io
und einer Stange i i an ein Exzenter 12 angeschlossen ist. Die Exzentrizität des
Exzenters 1a ist genau gleich der des Kolbens 2 und diesem parallel gerichtet. Die
EYzenterwelle 13 wird von der Kolbenwelle 3 mit Hilfe der Zahnräder 14, 15, 16,
17 phasengleich angetrieben.
-
Die Abdichtung des Kolbens :2 gegenüber dein Zylinder erfolgt mittels
einer Leiste 18, die als Hohlkörper von im wesentlichen T-förinigem Querschnitt
ausgebildet ist. Die Anlagefläche am Zylinder ist genau der Umfläche des ZvIinders
angepaßt, nur die Kanten sind leicht gebrochen. Die Breite der Leiste im Bogen gemessen
ist etwa doppelt so groß wie die der Schieberleiste 7. Die Leiste 18 steht unter
der Wirkung von Druckfedern ig, die sich auf den Kolbenkörper stützen und durch
ein Gehäuse 2o zwischen den Schenkeln2i des Führungssteges geschützt sind. Um einen
Druckausgleich durch die Führungen der Abdichtungsleiste hindurch unmöglich zu machen,
sind zu beiden Seiten des Mittelsteges noch besondere Dichtungslappen 22 vorgesehen.
Der Hub der Abdichtungsleiste wird durch eine Kopfschraube 23 begrenzt, die in den
Kolbenkörper eingeschraubt ist. Diese Einrichtung gestattet, den Anpressungsdruck,
der mit der steigenden Drehzahl infolge der Zentrifugalwirkung zunimmt, in so niedrigen
Grenzen zu halten, daß der Kolben nicht tot gebremst wird. Die seitliche Abdichtung
des Kolbens erfolgt mittels Leisten 2:1., die radial verlaufen. Die Vermutung, daß
zwischen den Leisten ein Druckausgleich zwischen Saug-und Druckräumen auftreten
könnte, trifft nicht zu. Die Erfahrung hat bewiesen, daß Verdichterdrucke bis i
i Atm. und darüber erzielt werden können. Die Reibungsarbeit wird außerordentlich
gering, so daß die Maschine mit hohen Drehzahlen laufen kann.
-
D,ie Wirkungsweise der Maschine ist ohne weitere Erläuterung verständlich.
Die Teilung des Gehäuseschiebers in zwei eine Feder einschließende Teile, von denen
der äußere durch ein Exzenter gesteuert wird, das phasengleich mit dein Kolben läuft,
hat, wie schon eingangs erwähnt, den Vorteil, daß die Anpressungsfeder 8 für den
Halter 4. der Dichtungsleiste 7 nur in ganz engen Grenzen ihre Spannung verändert,
so daß der Dichtungsdruck annähernd gleich erhalten bleibt. Infolgedessen erfahren
auch die Kolbenlager durch den Auflagerdruck des Widerlagerschiebers keine ungleichmäßige
Belastung und ungleichmäßige Abnutzung, die stets zur Ursache großer Undichtigkeiten
wird. Auch beim über einandergleiten der beiden Dichtungsleisten geht die sichere
Dichtung nicht verloren, da wegen der Breite der Kolbenleiste die Führung des Widerlagerschiebers
überbrückt wird. Es ist daher unschädlich, daß beim übereinandergleiten der Dichtungsleisten
die Leiste 7 wegen ihrer stärkeren Krümmung nur mit den Rändern auf der schwächer
gekrümmten Kolbenleiste 18 aufliegt. Wegen der gleichbleibenden Spannung der Feder
8 des Widerlagerschiebers erfolgt der Übergang desselben auf die Kolbendichtungsleiste
und zurück auf den Kolben stoßlos, die Maschine arbeitet daher fast geräuschlos.