DE508349C

DE508349C - Fast running piston compressor

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Publication number: DE508349C
Application number: DEL66796D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-09-17
Filing date: 1926-09-17
Publication date: 1930-09-26

Description

Schnellaufender Kolbenkompressor Die Erfindung betrifft schnellaufende Kolbenkompressoren, und zwar insbesondere solche, welche zur unmittelbaren Speisung von Brennkraftmaschinen verwendet werden sollen.High Speed Piston Compressors The invention relates to high speed piston compressors Piston compressors, especially those that are used for direct feeding to be used by internal combustion engines.

Bei derartigen Kompressoren kommt es besonders darauf an, den schädlichen Raum möglichst klein zu halten, da hier ein unmittelbares überschieben der Luft in den Arbeitszylinder erfolgt und so eine Verringerung der Leistung des.Kompressors den Gesamt#virkungsgrad des Motors herabsetzt. Außerdem werden bei diesen Kompressoren besondere Anforderungen an die Ventile gestellt, da der Kompressor .dieselben Hübe wie der Arbeitszylinder ausführen muß, also sehr schnellaufend ist.With such compressors it is particularly important to avoid the harmful To keep the space as small as possible, as the air is immediately pushed over here takes place in the working cylinder and thus a reduction in the performance of the compressor reduces the overall efficiency of the motor. In addition, these compressors special requirements are placed on the valves, since the compressor has the same strokes how the working cylinder must perform, so is very fast.

Der Erfindung gemäß werden nun diese Bedingungen erfüllt, indem auf dem Zylinderumfang Ein- und Auslaßschlitze vorgesehen sind und diese durch auf dem feststehenden Zylinder in ihrer Umfangsrichtung bewegte Ringschieber gesteuert werden. Diese Ringschieber können selbstverständlich in üblicher Weise mit Schlitzen versehen sein.According to the invention, these conditions are now met by on the cylinder circumference inlet and outlet slots are provided and these through on the stationary cylinder moving in its circumferential direction are controlled ring slide. These ring slides can of course be provided with slots in the usual way be.

Bekannt ist es bereits bei Kompressoren, den mit Steuerschlitzen versehenen Zylinder zu drehen, in bezug auf einen feststehenden Ring. Diese Ausführungsformen waren aber für schnellaufende Kompressoren vollkommen unbrauchbar, da hierdurch, infolge der vergrößerten Reibung und der zu bewegenden Massen, bedeutend größere Kräfte gebraucht wurden. Für Kompressoren, die axial mit Verbrennungsräumen angeordnet sind, konnte eine derartige Ausführungsforen überhaupt nicht angewendet werden, da sich der ganze Druck des Verbrennungsraumes auf die Drehlager des Zylinders übertragen würde und so eine schnelle Abnutzung derselben bewirken würde.It is already known in compressors, those provided with control slots To rotate cylinder with respect to a stationary ring. These embodiments but were completely useless for high-speed compressors, as this due to the increased friction and the masses to be moved, significantly larger Forces were needed. For compressors arranged axially with combustion chambers such an execution forum could not be used at all, because the entire pressure of the combustion chamber is transferred to the rotary bearings of the cylinder and so would cause them to wear out quickly.

Um in ein und demselben Zylinderquerschnitt zugleich Ein- und Auslaß steuern zu können, können zwei Ringschieber, die aufeinanderliegen, um den Zylinder gelegt werden und sich gegeneinander bewegen, wodurch außerdem eine schnellere Freigabe und ein schnellerer Abschluß der Schlitze erfolgt. Um nun bei derartigen Kompressoren die Steuerteile möglichst gering zu halten, werden vorteilhaft bei Nebeneinanderanordnung mehrerer Zylinder gleichartige Schlitze steuernde Schieber durch ein und dieselbe Zugstange bewegt. Dabei können auch einzelne dieser Zylinder mit versetztem Kolben arbeiten, worunter zu verstehen ist, daß der eine Kompressor in einer anderen Phase seinen Arbeitstakt ausführt als ein neben ihm oder unter ihm liegender Kompressor. Es ist dann lediglich bei Anordnung der Steuerschlitze Rücksicht auf diese Gegenläufigkeit zu nehmen.To in one and the same cylinder cross-section at the same time inlet and outlet To be able to control, two ring slides, which lie on top of each other, can make the cylinder and move against each other, which also results in a faster release and faster completion of the slots occurs. To now with such compressors Keeping the control parts as small as possible is advantageous in the case of side-by-side arrangement slides controlling several cylinders of the same type by one and the same Drawbar moved. Individual cylinders with offset pistons can also be used work, which means that one compressor is in a different phase performs its work cycle as a compressor lying next to it or below it. It is then only with the arrangement of the control slots that this counter-rotation is taken into account gain weight.

Die Anordnung von in ihrer Umfangsrichtung bewegten Ringschiebern, insbesondere von zwei konzentrisch ineinander angeordneten Ringschiebern, machte eine besondere Ausbildung des Gehäuses erforderlich, um eine gute Abdichtung zu erhalten und außerdem den Bau der Motoren nicht zu kompliziert zu gestalten, wobei den Festigkeitsbedingungen Genüge geleistet werden mußte.The arrangement of ring valves moved in their circumferential direction, in particular of two concentrically arranged ring slide valves a special design of the housing is required in order to achieve a good seal received and Besides, the construction of the engines doesn't get too complicated design, whereby the strength conditions had to be met.

Der Erfindung gemäß werden besonders in den Fällen, in denen mehrere axial hintereinander angeordnete Kompressoren vorgesehen sind, die Ringschieber auf in der Zylinderbohrung angeordneten Innenbuchsen geführt, während der äußere Zylinderkörper um die Schieber, ein Gehäuse für dieselben bildend, herumgeführt ist. Die äußeren Zug-und Biegungskräfte werden dabei von diesem äußeren Zylinderkörper aufgenommen.According to the invention are particularly in those cases in which several axially one behind the other arranged compressors are provided, the ring slide guided on arranged in the cylinder bore inner sleeves, while the outer Cylinder body around the slide, forming a housing for the same, passed around is. The external tensile and bending forces are thereby exerted by this external cylinder body recorded.

Durch diese Anordnung wird der schädliche Raum auf ein Mindestmaß beschränkt und außerdem der Bau der Steuerteile außerordentlich einfach. Durch geringen Hub der Steuerteile kann dabei eine große Gesamtdurchlaßweite erhalten werden, da die Steuerschlitze auf dem ganzen Umfange des Zylinders angebracht werden können.With this arrangement, the harmful space is minimized limited and also the construction of the control parts extremely simple. By minor Hub of the control parts can thereby be obtained a large total passage width because the control slots can be attached to the entire circumference of the cylinder.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Abb. i ist ein Längsschnitt durch einen mit vier Kompressorräumen versehenen Verbrennungs- oder Explosionsmotor.Embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown. Fig. I is a longitudinal section through one with four compressor rooms Internal combustion or explosion engine.

Abb. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie A-B der Abb. i.Fig. 2 is a cross-section along line A-B of Fig. I.

Abb. 3 ist ein Längsschnitt durch einen Teil der Vorrichtung im größeren Maßstabe.Fig. 3 is a longitudinal section through part of the device in larger dimensions Scale.

Abb.4 zeigt in Abwicklung die verschiedenen Stellungen der Steuerringe in bezug aufeinander und in bezug auf die Steuerschlitze im Zylinder.Fig. 4 shows the different positions of the control rings in development in relation to each other and in relation to the control slots in the cylinder.

Abb. 5 ist das zugehörige Steuerdiagramm. Abb. 6 zeigt schematisch die Stellung der die Schieber bewegenden Kurbeln.Fig. 5 is the associated control diagram. Fig. 6 shows schematically the position of the cranks that move the slides.

Bei der Ausführungsform nach den Abb. i bis 6 besteht der Motorkörper aus dem aus mehreren Zylinderstücken zusammengesetzten Außenzylinder a und den mindestens in einem Teil dieser Außenzylinder eingesetzten Zylinderstücken b. Auf konischen Flächen dieser inneren Zylinderstücke oder auch der .l#"ußenzyliuder a sind die Steuerringe c. cl angeordnet. Die Innenflächen dieser Steuerringe sind gleichfalls kegelig gestaltet. Der Andruck der Steuerringe gegen ihre Dichtungsflächen wird durch die Ringe d geregelt, die mittels der Schrauben h, h, verstellbar sind. In dem Längsschnitt werden die Stellschrauben einiger Ringe nicht sichtbar, da die Schrauben versetzt zueinander angeordnet sind.In the embodiment according to FIGS. 1 to 6, the engine body consists of the outer cylinder a composed of several cylinder pieces and the cylinder pieces b inserted in at least a part of these outer cylinders. The control rings c. Cl are arranged on conical surfaces of these inner cylinder pieces or the .l # "outer cylinder a. The inner surfaces of these control rings are also conical. The pressure of the control rings against their sealing surfaces is regulated by the rings d, which are controlled by means of the screws h, h, adjustable The adjusting screws of some rings are not visible in the longitudinal section, since the screws are arranged offset to one another.

Der Innenzylinder b bzw. der Außenzylinder a ist mit Schlitzen e, e, auf seinem ganzen Umfange versehen. Die Schlitze e dienen als Auslaßschlitze, die Schlitze e, als Einlaßschlitze für die Kompressoren. Wie insbesondere die Abb. 2 erkennen läßt, sind die Ringschieber c, c, gleichfalls mit Steuerschlitzen g, g,. versehen. Die Länge und Stellung dieser Steuerschlitze g, g, ist derart gewählt, daß bei einer periodischen Hin- und Rückdrehung der Steuerringe Auslaß- und Einlaßzeiten richtig gesteuert werden.The inner cylinder b or the outer cylinder a is provided with slots e, e, over its entire circumference. The slots e serve as outlet slots, the slots e as inlet slots for the compressors. As can be seen in particular from Fig. 2, the ring slides c, c, are also provided with control slots g, g ,. Mistake. The length and position of these control slots g, g is chosen such that the outlet and inlet times are correctly controlled when the control rings are rotated back and forth periodically.

Zur Verdrehung der Ringe c, c,. dienen Schubstangen k, Izi, die mittels Exzenter s von einer Steuerwelle t aus angetrieben werden. Diese Schubstangen wirken mittels schwenkbar angeordneter Hebel a4 auf die betreffenden Ringschieber und bewirken so eine Verdrehung derselben. Bei \Tebeneinanderordnung von mehreren Kompressoren werden sämtliche Ringe durch eine einzige Schubstange k und sämtliche äußeren Ringe durch eine Schubstange k, gesteuert.To rotate the rings c, c ,. serve push rods k, Izi, which are driven from a control shaft t by means of eccentrics s. These push rods act by means of pivotably arranged levers a4 on the respective ring slide and thus cause the same to rotate. If several compressors are arranged next to one another, all rings are controlled by a single push rod k and all outer rings are controlled by a push rod k.

In der in Abb.2 dargestellten Ausführungsform ist angenommen, daß die beiden Zylinder mit um i8o° versetzfen Hüben arbeiten. Infolgedessen sind auch die Steuerschlitze in den Ringschiebern beider Zylinder abweichend voneinander angeordnet, so daß also bei dem einen Zylinder bei der Hinbewegung und beim anderen Zylinder bei der Rückbewegung der Stange k1 der Abschluß der Einlaßöffnungen erfolgt. Es ist dabei nicht unbedingt erforderlich, daß die Kompressoren um i8o° versetzt sind, sondern sie können auch um einen geringeren Kurbelwinkel versetzt sein und trotzdem von ein und derselben Stange gesteuert werden.In the embodiment shown in Fig.2 it is assumed that the two cylinders work with strokes offset by 180 °. As a result, too the control slots in the ring slides of both cylinders are arranged differently from each other, so that with one cylinder during the outward movement and with the other cylinder when the rod k1 is moved back, the inlet openings are closed. It it is not absolutely necessary that the compressors are offset by 180 °, but they can also be offset by a smaller crank angle and still can be controlled by one and the same rod.

In Abb. q. ist die Stellung der Schieber in den verschiedenen Phasen dargestellt. Die zugehörigen Steuerphasen sind in dem daneben angeordneten Steuerdiagramm mit gleichen Ziffern bezeichnet. Mit Ziffer i ist die untere Totpunktlage, mit Ziffer 2 der Moment des öffnens des Druckschiebers, d. h. also die Stellung 45' versetzt gegenüber der unteren Totpunktlage, bezeichnet, mit 3 die um cgo° gegenüber der unteren Totpunktlage versetzte Stellung, mit q. die um igo° versetzte Stellung und mit 5 die um 270° versetzte Stellung, und zwar in allen Fällen für Saug- und Druckseite.In Fig.q. is the position of the slide in the various phases shown. The associated control phases are shown in the adjacent control diagram denoted by the same numbers. With the number i is the bottom dead center position, with the number 2 the moment of opening the pressure slide, d. H. so the position 45 'is offset compared to the bottom dead center position, denoted by 3 by cgo ° compared to the lower dead center position, with q. the position offset by igo ° and with 5 the position offset by 270 °, in all cases for the suction and pressure side.

Die Bewegungsrichtung der Schieber für die betreffende Steuerphase ist mit Pfeilen angedeutet oder, wenn sich der Schieber in einem Totpunkt befindet, durch einen Kreis.The direction of movement of the slide for the relevant control phase is indicated with arrows or, if the slide is in a dead center, through a circle.

Die Saug- und Druckstutzen Z und m sind an Kanäle n angeschlossen, die halbkreisförmig den Zylinder in Höhe der Steuerschlitze umgeben.The suction and pressure ports Z and m are connected to channels n, which surround the cylinder in a semicircle at the height of the control slots.

Die Außenkörper a der Zylinder sind an den Zylinderenden erweitert, so daß Raum für die Aufnahme der Steuerringe c, c, gegeben ist und diese Erweiterung zugleich die halbkreisförmigen Kanäle ia bilden. Der obere Zylinder besitzt in dem dargestellten Beispiel keine Innenbuchse, vielmehr sind bei diesem oberen Zylinder die Steuerringe an einem inneren rohrförmigen Ansatz des Körpers a geführt. Die Verbindung der Teile des Zylinderkörpers a miteinander erfolgt durch Flanschen und Schrauben. Letztere sind auf der Zeichnung nicht dargestellt. Die Stücke der inneren Buchsen b sind lediglich durch das Zusammenschrauben der Teile des äußeren Zylinderkörpers a festgestellt, indem sich ihre Enden gegen die zwischen die Teile des Zylinderkörpers a eingefügten Zylinderböden o stützen.The outer bodies a of the cylinders are expanded at the cylinder ends, so that there is space for the inclusion of the control rings c, c, and this extension at the same time form the semicircular channels ia. The upper cylinder does not have an inner socket in the example shown; upper cylinder the control rings on an inner tubular extension of the body a led. The connection of the parts of the cylinder body a to one another takes place through Flanges and bolts. The latter are not shown in the drawing. the Pieces of the inner bushings b are merely obtained by screwing the parts together of the outer cylinder body a determined by turning their ends against the between support the parts of the cylinder body a inserted cylinder bottoms o.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High-speed piston compressor, especially for assembly with internal combustion engines, characterized in that inlet and outlet slots are provided on the cylinder circumference and these are controlled by ring slides (c) moved in their circumferential direction on the stationary cylinder (a or b).

2. Piston compressor according to claim i, characterized in that around the stationary cylinder (a or b) two ring slides (c, c,) are arranged, which lie on top of one another and move against one another.

3. Piston compressor according to claims i and 2, characterized in that the sliding surfaces of the two ring slides (c, c,) are conical. q .. piston compressor according to claim i to 3, characterized in that that with i \ i arrangement of several compressors one next to the other with offset working Pistons all similar rings of the different cylinders by one and the same Push rod by means of an eccentric or the like. Be moved. Piston compressor according to claim i to q., characterized in that when the compressors are arranged axially with the combustion chambers, the ring slide valves (c, c,) arranged in the cylinder bore Inner bushings (b) are guided, while the outer cylinder body (a) around the slide, forming a housing for the same.