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Maschine mit sichelförmigem Arbeitsraum und exzenterförtnig bewegtem
Kolben. Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine mit sichelförmigem Arbeitsraum
nach Patent 453467.
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Die weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Innenraum
des Hohlzylinders in an sich bekannter Weise ebenfalls als Arbeitsraum ausgebildet
ist, wobei die Exzentrizität des Innenkolbens getrennt von der des äußeren Kolbens
verstellbar ist.
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Durch die neue Anordnung wird erreicht, daß bei höheren Drücken des
Arbeitsmittels der Arbeitsvorgang in einer Maschine in zwei Stufen unterteilt und
dadurch eine größere Wirtschaftlichkeit des Betriebes erzielt werden kann. Bei niederen
Drücken können die beiden Stufen parallel geschaltet werden, wodurch sich eine Vergrößerung
der Maschinenleistung gegenüber der einstufigen Ausführung ergibt.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Abb. i ist ein Querschnitt durch den Innenteil der Maschine in vergrößertem
Maßstab; Abb.2 ist ein Längsschnitt durch die Maschine.
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Auf der Welle a ist der Exzenter b fest aufgekeilt, auf diesem ist
das Widerlager cl drehbeweglich angeordnet, das vermittels der Nuß d durch den feststehenden,
zentrisch zur Welle liegenden hohlzylindrischen Ansatz e des Deckels/ hindurchtritt.
Die Nabe c des Widerlagers bildet den inneren Kolben der Maschine. Das Widerlager
c' unterteilt die Sichelräume in die einzelnen Arbeitskammern, Saugraum und Druckraum.
Um den Hohlzylinder e ist der äußere Kolben g in bekannter Weise angeordnet, der
die gleiche oder auch eine andere Exzentrizität wie der Exzenter b besitzt
und durch einen Lenker h
o. dgl. verhindert wird, an der Drehbewegung der
Welle teilzunehmen. Die Exzentrizität ist so gewählt, daß sowohl der äußere Umfang
der Widerlagernabe als auch der innere Umfang des Kolbens g ständig mit den Umfängen
des feststehenden Hohlzylinders .e in Berührung bleibt: Dadurch werden zwei sichelförmige
Arbeitsräume h und i gebildet, die infolge des verschiedenen. Inhalts die erste
und zweite Stufe der Maschine bilden.
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Wirkt die Maschine als Verdichter, wie in den Zeichnungen dargestellt,
so ist der Arbeitsvorgang folgender: Der Kolben g saugt durch die Öffnung n Luft
an und schiebt sie nach der Verdichtung durch die Ventile.o nach dem nicht gezeichneten
Zwischenkühler. Von da aus gelangt die Luft nach der Öffnung p des Innenraumes,
wo sie von der den inneren Kolben bildenden Nabe c des '@'iderlagers cl weiter auf
die Endspannung verdichtet und durch das Ventil g nach dem Luftbehälter oder der
Verbrauchsstelle gedrückt wird.
Arbeitet die Maschine als Kraftmaschine,
so ist bei umgekehrter Drehrichtung auch der Arbeitsvorgang umgekehrt. Das Arbeitsmittel
tritt durch das Ventil q in den Hochdruckraum i, hier Arbeit verrichtend und dabei
den Kolben c vor sich herschiebend, bis es durch die öffnung p in den Aufneh3ner
tritt. Von da aus wird es durch die Ventileo nach dem vom Außenkolben umschlossenen
Niederdruckraumlz geleitet, wo es weitere Arbeit verrichtet und durch die öffnungen
n aus der Maschine heraustritt.
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In den Werkstattausführungen wird es nun stets mit Schwierigkeiten
verbunden sein, die Maschine derart zu bearbeiten, daß sich die Umfänge des inneren
Kolbens c und des äußeren Kolbensg gleichzeitig und ständig mit den entsprechenden
Umfängen des feststehenden Hohlzylinders e berühren. Ein Spiel wird besonders dann
eintreten, wenn nach längerer Betriebszeit die einzelnen Flächen eine Abnutzung
erfahren haben. Aber auch bereits der Zusammenbau der neuen Maschine macht Schwierigkeiten,
da es immerhin wünschenswert ist, daß die erwähnten Berührungsflächen mit einer
gewissen Spannung aufeinander abrollen. Diese Schwierigkeit wird dadurch beseitigt,
daß die den inneren Kolben bildende @ Widerlagernabe c und der äußere Kolben g geteilt
ausgeführt sind und je durch besondere Exzenter gesteuert werden. Auf der Welle
a sitzt der Exzenter b, der bei seiner Drehbewegung das Widerlager cl in schwingende
Bewegung bringt und so die Arbeitswirkung des Innenraumes vermittelt. Der äußere
Kolben g erhält seine Bewegung durch eine Treibscheibe r, die den Kolben g in radialer
Richtung durch die Kugellagers in achsialer Richtung durch die Kugellager t abstützt.
Dabei kann die Treibscheibe r die gleiche oder auch eine andere Exzentrizität besitzen
als der Exzenter b.
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Beide Exzentrizitäten sind für sich verstellbar, um ein sicheres Anliegen
der die Arbeitsräume umgrenzenden Kreisumfänge zu gewährleisten. Zu diesem Zwecke
sind auf der Welle a exzentrische Büchsen Lt angeordnet, auf denen der Exzenter
b vierdrehbar sitzt. Auch die Treibscheibe r sitzt auf zwei exzentrischen Büchsen
v und w, von denen v auf der Welle aufgekeilt ist, tv auf dieser vierdrehbar
angeordnet ist. In der Abb. i ist der Querschnitt durch den Innenraum der Maschine
in vergrößertem Maßstab gezeichnet, um den Vorgang der Exzentrizitätsänderung zu
verdeutlichen. Auf der Welle a sitzt festgekeilt die exzentrische Büchsea mixt der
Exzentrizität x, auf dieser vierdrehbar der Exzenter b mit der Exzentrizität y.
In der gezeichneten Stellung besitzt dann die Maschine die Relativexzentrizität
z. Wird der Exzenter b verdreht, so wandert auch die Exzentrizität y in einem
Kreisbogen um das Mittel des Exzenters u und vergrößert oder verkleinert die Relativexzentrizität
z, so daß der Umfang der Widerlagernabe c an den Innenumfang des Hohlzylinders e
herangebracht werden kann. Der gleiche Vorgang kann vollständig unabhängig bei dem
äußeren Kolben erfolgen, da die Treibscheibe r ebenfalls auf zwei verschiedenen
ineinandergelegten Exzentern v und w sitzt, so daß auch die Exzentrizität der Treibscheibe
nach Wunsch geändert werden kann.
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Die Verdrehung der Exzenter gegeneinander kann sowohl von Hand als
auch durch ständig wirkende Kraftmittel, wie Federn u. dgl., erfolgen.
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Die gezeichnete Maschine ist nur ein Ausführungsbeispiel, sie kann
auch als Zwillingsmaschine mit je zwei Außen- und Innenräumen ausgebildet werden,
bei der sich dann die Achsialdrücke gegenseitig aufheben.
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Die Arbeitsräumeh und i besitzen verschiedene Inhalte, deren Verhältnis
durch die Wahl der Innen- und Außendurchmesser des feststehenden Hohlzylinders e
festgelegt werden kann. Es ist daher auch bei zweistufiger Expansion des Kraftmittels
bzw. Verdichtung des Arbeitsmittels die höchst erreichbare Wirtschaftlichkeit im
Betrieb der Maschine möglich. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Arbeitsräume
so zu schalten, daß sie parallel wirken; dadurch wird eine Vergrößerung der Maschinenleistung
erzielt. Durch besondere Ausbildung und Anordnung der Nuß i kann der Lenker h entfallen,
da erstere dann dessen Wirkung übernimmt.