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Kolbenkompressor Es sind Kolbenkompressoren bekannt, welche mit den
an sie angeschlossenen Saug-und Druckräumen ein nach außen hermetisch geschlossenes
Ganzes bilden. Bei einigen. solcher Kompressoren wird zur L'bertragung der Arbeitsbewegung
auf den Kolben dem Kompressorgehäuse eine schwingende Bewegung erteilt, die von
einer im Gehäuse angeordneten Beharrungsmasse nicht oder nur verzerrt mitgemacht
wird. Aus der Relativbewegung zwischen Gehäuse und Beharrungsmasse wird die Arbeitsbewegung
des Kolbens abgeleitet. Solche Kompressoren haben jedoch den Nachteil, daß ihr Kompressionshub
nicht genau bestimmt ist, so daß der Kolben in den Endlagen aufschlägt oder aber
die gewünschte Verdichtung nicht zu leisten vermag.
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Bei anderen Kompressoren wird die kreisende Translationsbewegung des
Gehäuses dazu benutzt, eine Schwungmasse in Drehung zu versetzen, worauf die Arbeitsbewegung
des Kolbens von der Schwungmasse abgeleitet wird. Die Kompressorarbeit wird also
in diesem Falle nicht unmittelbar übertragen, sondern vom Gehäuse auf die Schwungmasse
und von der Schwungmasse auf den Kolben. Bei solchen Kompressoren ist der Kolbenhub
wohl begrenzt, aber die Inbetriebsetzung der Schwungmasse oft mit Schwierigkeiten
verbunden. Nach der Erfindung wird nun an Stelle einer sich drehenden Schwungmasse
eine an sich bekannte, in der Hauptsache ruhende Beharrungsmasse verwendet, wobei
jedoch der Kompressionshub bzw. dessen oberer Totpunkt im Gegensatz zu den bisher
bekannten Ausführungen ohne Anschlag genau begrenzt ist.
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Die Erfindung" betrifft einen Kolbenkompressor, insbesondere für Klein-Kältemaschinen,
bei welchem die Arbeitsbewegung des Kolbens aus der Relativbewegung zwischen einer
Beharrungsmasse und einem hin und her bewegten Gehäuse abgeleitet wird. Sie besteht
in einer derartigen Verbindung zwischen der Beharrungsmasse und den oder den Kolben,
daß der Mittellage der Beharrungsmasse die eine unveränderliche Endlage des oder
der Kolben entspricht. Der die Arbeitsbewegung an -den Kolben übertragende Teil
der Beharrungsmasse kann eine in der Hauptsache quer zur Kolbenbewegung verlaufende
Hinundherbewegung vollführen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele
erläutert.
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Abb. i ist ein Axialschnitt durch den Kompressor nach der Linie I-1
der Abb. 2, während Abb. 2 einen Radialschnitt nach der Linie II-II der Abb. i darstellt.
Abb.3
zeigt den Kompressor am Ende eines Saughubes.
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Abb. 4. zeigt ein,, Abänderung, bei der die Kurvenbahn durch einen
Lenker ersetzt ist. Abb.5 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Zylindern und einer
als Pendel ausgebildeten Beharrungsmasse.
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In den Abb. i bis 3 bezeichnet i das im Lager 2 gelagerte und um die
Achse 3 schwingende Kompressorgehäuse. Auf der Beharrungsmasse 4., die auf der hohlen
Achse 5 gelagert ist, ist eine Kurvenbahn 6 befestigt. Mit dem Gehäuse i ist ein
Kompressorzylinder 7 fest verbunden, dessen Druckraum 8 durch das Saugventil 9 mit
dem Saugraum i i und durch das Druckventil i o mit dem Druckstutzen 12 in Verbindung
steht. Der Kompressor saugt also in der durch die Pfeile 13 und 14 angegebenen Richtung
an und fördert in Richtung des Pfeiles 15.
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Der Kolben 16, der an seinem äußeren Ende mit einer Rolle 17 versehen
ist, wird durch die Feder 18 nach außen gedrückt. Der Gelenkzapfen i9 überträgt
die von der Schubstange 2o im Sinne des Doppelpfeiles 21 ausgeführte Schwingbewegung
auf das Gehäuse i. Die Beharrungsmasse 4. ist mit zwei Bolzen 22 versehen, welche
durch Federn 23 derart mit dem Gehäuse i in Verbindung stehen, daß das Nockensegment
6 in die aus Abb.2 ersichtliche Mittellage gedrängt wird. Die Arbeitsweise ist folgende:
Im Betriebe wird dem Gehäuse z und damit dem Kompressorzylinder 7 eine Pendelbewegung
erteilt, die von der frei gelagerten Beharrungsmasse q. nicht oder nur verzerrt
mitgemacht wird. Diese wird infolge ihres Beharrungsvermögens und unter der Einwirkung
der Federn 23 um die in Abb. 2 gezeichnete Mittellage leicht hin und her schwingen
und dabei das Bogenstück a (Abb. 3) beschreiben, während das Gehäuse mit dem Kompressorzylinder
das Bogenstück b durchläuft, so daß der Kompressorzylinder zwischen den in Abb.
3 gezeichneten Endlagen 1-und y hin und her bewegt wird. Infolgedessen wird der
Kolben 16 im Zylinder 7 auf und ab gehen und dabei die Kompressorarbeit leisten.
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Der Förderhub des Kompressors ist, ohne durch Anschläge begrenzt zu
sein, genau bestimmt. Die einzige, Zufälligkeiten unterworfene Bewegung ist diejenige
der Beharrungsmasse q.. Der Bogen b ist jedoch so gewählt, daß der Kolben 16 des
Kompressors in jedem Fall den vorgeschriebenen Hub mit Sicherheit durchlaufen kann.
Die Kurvenbahn kann symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet sein.
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Durch negative Ausbildung der Kurvenbahn nach der in Abb.2 strichpunktiert
gezeichneten Linie kann erreicht werden, daß sich der Kompressor in seiner Mittellage
im stabilen Gleichgewicht befindet. Diese Anordnung hat den Vorteil, das Anlaufen
des Kompressors zu erleichtern, da iri diesem Falle die Kurvenbahn nicht nur durch
die Federn 23, sondern auch noch durch die Arbeitsreaktionen in die Mittellage gedrängt
wird, während bei positiv ausgebildeter Kurvenbahn die Arbeitsreaktionen, namentlich
beim Anlaufea, das Bestrebten, haben, die Kurvenbahn aus der Mittellage wzgzudrär..
gen.
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Bei der in Abb. q. dargestellten Abänderung wird an Stelle einer Kurvenbahn
ein Lenker 35 verwendet. Im Gegensatz zur Ausführungsform mit der Kurvenbahn, bei
welcher sowohl die obere als auch die untere Totpunktlage des Kompressors bzw. der
Kompressoren genau begrenzt ist, wird bei Verwendung von Lenkern lediglich die obere
Totpunktlage genau bestimmt, während die untere Totpunktlage von der Amplitude der
Relativausschläge zwischen Beharrungsmasse und Gehäuse abhängt, was jedoch in den
meisten Fällen nur untergeordnete Bedeutung hat.
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In der Ausführungsform nach Abb. 5 sind im Gehäuse 2q. zwei Kompressorzylinder
25 angeordnet. Die als Pendel ausgebildete Beharrungsmasse 26 ist vermittelst einer
Stange 27 im Bewegungszentrum 28 des Kompressors gelagert. Die mit der Stange 27
verbundene Kurvenbahn 29 wirkt auf die Rollen 3o der mit den Kolbenstangen verbundenen
Doppelhebel 31. Wird nun das Kompressorgehäuse 24 durch die Stange 32 im Sinne des
Doppelpfeiles 33 in pendelnde Bewegung versetzt, so wird auch hier die Beharrungsmasse
26 -und mit ihr die Kurvenbahn 29 diese Pendelbewegung nicht oder nur verzerrt mitmachen,
so daß die Rollen 30 und die übertragungshebel 31 infolge ihrer Relativbewegung
gegenüber der Kurvenbahn die Arbeitsbewegung der beiden Kolben 34 übertragen werden.
Das zu fördernde Mittel wird durch die Saugventile 36 angesaugt und durch die Druckventile
37 ausgestoßen.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, bei geringer Raumbeanspruchung ein
relativ großes Hubvolumen zu ergeben. Außerdem befindet sich der Kompressor in seiner
Mittellage ohne weiteres in einem stabilen Gleichgewicht, wodurch das Anlaufen des
Kompressors, wie früher dargelegt wurde, erleichtert wird.
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Die mittelbare übertragung der Arbeitsbewegung auf den Kolben durch
Kurvenbahnen oder Lenker hat den Vorteil, ohne Anschlagvorrichtungen die genaue
Einhaltung der oberen bzw. inneren Totpunktlage des Kompressorkolbens zu ermöglichen.