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Maschine mit sichelförmigem Arbeitsraum. Gegenstand der Erfindung
ist eine Maschine mit sichelförmigem Arbeitsraum, die sowohl als Dampf- oder Gasmaschine
wie auch als Verdichter, Pumpe o. dgl. arbeiten kann. Der sichelförmige Arbeitsraum
wird von einen: feststehenden Zylinder und einem außerhalb des Zylinders liegenden
kreisförmigen Kolben gebildet und durch ein von einem Exzenter bewegtes Widerlager
unterteilt, das mittels einer Nuß gelenkig durch den Kolben hindurchtritt. Ein ähnlicher
äußerer Aufbau der Maschine ist in der deutschen Patentschrift 2f5 701 gezeigt.
Die dort beschriebene Maschine hat den entscheidenden 'VTachteil, daß der Kolben
auf der Welle äufgekeilt ist und daher mit ihr kreisen muß. Hierdurch ergeben sich
für die Seitendichtungen sehr hohe Gleitgeschwindigkeiten, die infolge der auftretenden
Reibung bedeutende Arbeitsverluste bedingen. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung
dadurch beseitigt, daß der Kolben nicht fest mit der Welle verbunden wird, sondern
in an sich bekannter Weise eine exzenterförmige Bewegung ausführt. Bei den bisherigen
Maschinen mit exzenterförmig bewegtem Kolben ist das Widerlager in dem feststehenden
Zylinder gerade geführt und mit dem Kolben gelenkig verbunden. Diese Anordnung hat
erhebliche Nachteile, die insbesondere darin bestehen. daß die Auflagefläche des
Widerlagers in seiner Führung bei steigender Belastung kleiner wird, die spezifische
Belastung demnach unzulässige Größen erreicht oder sehr große Abmessungen der Gleitflächen
bedingt. Bei dem nach der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Widerlager jedoch,
das mittels einer Nuß durch den feststehenden Zylinder gelenkig hindurchtritt, bleibt
die Auflagefläche ständig gleich groß.
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Die Verdrehung des Kolbens, der mit der Welle kreisen will, wird durch
Lenker, Gradführung im Gehäuse oder andere Vorrichtungen verhindert.
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Als Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung ist auf der.
Zeichnung eine Zwillingsmaschine mit riebeneinanderliegenden Arbeitsräumen- dargestellt.
Es ist Abb. i ein Querschnitt, Abb. 2. ein- Längsschnitt durch die. Maschine. .
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An dem Gehäuse a sind zwei Deckel b befestigt, in denen vermittels
der Kugellager c die Welle d gelagert ist. Die Deckel sind mit zylindrischen, zentrisch
zur Welle sitzenden Ansätzen e versehen, die in das Gehäuse hineinragen, und von
den Kolbenkörpern f, die exzentrisch zur Welle liegen, eingeschlossen. Diese Kolbenkörper
f bilden mit den Deckelansätzen e die Sichelräume g, die durch die Widerlager h
in Saug- und Druckraum unterteilt werden. Die Widerlager h, die vermittels der Nuß
u durch die Ansätze e hindurchtreten, - sind mit zwei Hülsen z verbunden,
welche die auf der Welle sitzenden Exzenter i umgeben, die die gleiche Exzentrizität
wie
die Treibscheibe k und damit die Kolbenkörper f besitzen. Zweckmäßig können die
Exzenter i und die Treibscheibe k
aus einem Stück hergestellt sein.
Auch diese Scheibe k ist mit der Welle d fest verbunden und trägt an dem Innenumfange
Kugellager l o. dgl., die die Kolbenkörper abstützen. Außerdem sind noch Kugellager
m vorgesehen, welche die Kolbenkörp--r f in achsialer Richtung abstützen. Um die
Kolben gegen Drehung zu schützen, werden Lenker n vorgesehen, die einerseits an
einem Vorsprung des Kolbens, andererseits am Gehäuse a durch Bolzen aufgehängt sind.
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Wird die Welle durch die Riemenscheibe o in Drehbewegung gemäß der
eingezeichneten Pfeilrichtung gesetzt, so arbeitet die Maschine als Verdichter und
saugt durch die Öffnung p Luft oder ein anderes Mittel an, das dann durch das Ventil
q nach der Verwendungsstelle gedrückt wird.
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Bei Verwendung als Kraftmaschine wird das Arbeitsmittel durch das
Ventil q eingeleitet und durch die Öffnung p abgeleitet, wodurch die Maschine in
umgekehrter Richtung umläuft.
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Wie bereits oben erwähnt, führen die Kolbenkörper feine exzenterförmige,
keine kreisende Bewegung aus, da sie daran durch die Lenker n gehindert werden.
Die Gleit flächen y und s, die in Verbindung mit dem Widerlager h und der Berührungsstelle
der beiden Kreisumfänge den Arbeitsraum umschließen, haben also auch bei hohen Umdrehungszahlen
der Maschine eine verhältnismäßig geringe Geschwindigkeit, vertragen dementsprechend
einen hohen Druck, wodurch auch die Abdichtung gewährleistet wird.
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Um eine sichere Berührung der Umfänge der Hohlzylinder e mit dem Innenumfang
der Kolbenkörper f herbeizuführen, können die Trommeln i mit der Treibscheibe
k auf exzentrischen Hülsen t angeordnet werden, durch deren Verstellung die Kolben
f auch z. B. nach erfolgter Abnutzung und nach Zusammenbau der Maschine an die Ansätze
e herangebracht werden.
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In der Abbildung ist dieser Vorgang der Exzentrizitätsveränderung
verdeutlicht. Es bedeutet v die Exzentrizität der Hülsen t, W die der Exzenter
i; beide zusammen ergeben die Relativexzentrizität x gleich dem Gesamthub
der Maschine. Werden nun die Exzenter i, also die Exzentrizität tv, verdreht, so
wird, wie ohne weiteres. ersichtlich, die Relativexzentrizität x größer oder kleiner,
je nach der Richtung, nach welcher die Verdrehung erfolgt.
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Die Verdrehung kann sowohl von Hand als auch durch ständig wirkende
Kraftmittel, wie Federn u. dgl., erfolgen. Der erstere Fall schafft eine grobe Nachstellung
bei Abnutzung und erleichtert den Zusammenbau der Maschine; der zweite Fall erzielt
eine dauernde nachgiebige Nachstellung, so daß mit Sicherheit eine Berührung des
Kolbens mit dem feststehenden Zylinder gewährleistet wird.
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Die Zeichnung stellt die Maschine in Zwillingsanordnung dar, um die
Achsialdrücke gegeneinander aufzuleben; natürlich kann die Maschine auch als Einzylindermaschine
ausgeführt werden, bei der .die Achsialdrücke durch Kugellager o. dgl. aufgenommen
werden, die sich dann .gegen das Gehäuse oder den Deckel abstützen.