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Schmiervorrichtung für als Verdichter, Vakuumpumpen oder Motoren arbeitende
Maschinen mit Drehkolben Die Erfindung bezieht sich auf als Verdichter, Vakuumpumpen
oder Motoren arbeitende Maschinen mit Drehkolben, deren Kolbentrommel exzentrisch
in einem Zylinder gelagert und mit im wesentlichen radial verschiebbaren Kolben
versehen ist.
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C.Tm solchen z. B. als Gebläse arbeitenden Maschinen bei hoher Leistung
geringe Abmessungen geben bzw. sie billiger herstellen zu können, muß die Arbeits-
bzw. Luftgeschwindigkeit erhöht werden. Das bedingt aber einerseits eine besonders
reichliche oder doch sorgfältige Schmierung, während andererseits eine verstärkte
Schmierung und eine erhöhte Luftgeschwindigkeit die Gefahr vergrößern, daß das Schmieröl
vom Luftstrom mitgerissen wird und dann außerhalb des Gebläses Übelstände hervorruft.
Diese bestehen beispielsweise darin, daß bei solchen Gebläsen, die für Druckereimaschinen
bestimmt sind, der auf die Druckpapierblätter einwirkende Luftstrom Fettflecke auf
dem Papier hervorruft.
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Der vorn Gebläse erzeugte Luftstrom darf also keinerlei Ölstaub enthalten.
Dieses Erfordernis wird bei der bisher am meisten angewendeten Schmierung, bei der
das Öl auf der Saugseite dem Gebläse zugeführt wird, nicht erfüllt, weil infolge
des ziemlich hohen Unterdruckes das Öl in erhöhtem Maße zerstäubt und sich der Luft
beimischt. Es ist auch bereits vorgeschlagen, das Öl mittels eines Hochbehälters
oder einer Pumpe auf der Druckseite, und zwar innerhalb des Auslasses zuzuführen.
Hierbei wird jedoch nur ein unbestimmbarer Teil des zugeführten Öles zur Schmierung
benutzt, während der andere Teil von dem geförderten Druckluftstrom sofort wieder
mit fortgerissen wird, insbesondere wenn man bei den erstrebten kleinen Abmessungen
der Maschine mit erhöhter Luftgeschwindigkeit arbeiten läßt. Es wird also auch bei
dieser Art der Ölzuführung kein ölfreier Luftstrom erzielt.
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Zweck der Erfindung ist, bei einfacher gedrungener Bauform der Maschine
einen ölfreien Luftstrom und dennoch eine zuverlässige Schmierung zu erzielen. Dieses
Ziel wird dadurch erreicht, daß das Öl dem Drehkolbenzylinder durch eine _ in Abhängigkeit
von der Kolbentrommel aus angetriebene Pumpe an einer zwischen dem Auslaß der Druckseite
und der Berührungsstelle der Kolbentrommel mit dem Zylinder liegenden Stelle zugeführt
wird. Das hat zur Folge, daß die Ölzufuhr einerseits in geringster, aber genau festgelegter
Menge, anderseits ,an einer solchen Stelle erfolgt, an der, wie Versuche bestätigt
haben, eine Zerstäubung des Öles sicher vermieden wird, so daß das zugeführte Öl
restlos zur Schmierung verwendet wird. Die bezüglich der Reinheit des Luftstromes
an die Schmierung der Gebläse zu stellenden Anforderungen werden mithin beim Erfindungsgegenstand
in bisher nicht erreichter Vollkommenheit erfüllt.
Um hierbei die
Abmessungen des Gebläses möglichst klein zu halten, kann die Zuführungsstelle für
das Öl in den Zylinder in dessen unterer Hälfte, aber oberhalb der nach unten gerichteten
Austrittschlitze angeordnet sein, wobei zweckmäßig zwischen den Austrittsschlitzen
und dem darunter befindlichen (Ölsumpf eine im wesentlichen waagerechte Prallplatte
vorgesehen ist, die den austretenden Luftstrom oberhalb des ölsumpfes umkehren läßt
und so ein Aufwühlen des Öles verhindert, so daß die Bauhöhe des Gebläses sehr niedrig
gehalten werden kann.
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Der Antrieb der Pumpe von der mit hoher Drehzahl umlaufenden Kolbentrommelwelle
einerseits und die bei der Schmierung gemäß der Erfindung nur benötigten geringen
Ölmengen anderseits erfordern eine besondere Ausbildung und Einrichtung der Pumpe,
was am vorteilhaftesten dadurch erreicht wird, daß die Pumpe von der Kolbentrommelwelle
aus über zwei hintereinandergeschaltete Schneckengetriebe angetrieben und dabei
in an sich bekannter Weise mit einem durch das letzte Schneckengetriebe gedrehten
und durch eine ortsfeste Kurvenscheibe hin und her bewegten Kolben ausgerüstet wird.
Hierdurch wird trotz der hohen Drehzahl des Gebläses die Förderung kleinster Ölmengen
ermöglicht und außerdem eine einfache und gedrängteBauform derMaschine erreicht.
Dieser geringe Raumbedarf läßt sich bei der erforderlichen starken Übersetzung mit
keinem anderen Getriebe in gleich einfacher Weise erreichen. Außerdem hat die Wahl
zweier hintereinandergeschalteter Schneckengetriebe den Vorteil, daß man in einfacher
Weise durch Änderung der Gängigkeit der ersten oder zweiten Schnecke die von der
Pumpe zu fördernde ()lmenge in weitesten Grenzen regeln kann.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigen Fig. i einen Querschnitt durch ein Drehkolbengebläse
nach der Linie I-I, Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. i mit Schnitt durch das Schmierpumpengehäuse,
Fig. 3 und 4 Schnitte durch die Schmierpumpe des Gebläses nach den Linien III-III
bzw. IV-IV, Fig. 5 eine zur. Hinundherbewegung des Pumpenkolbens dienende Spurscheibe
in abgewickeltem Zustande.
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Das Gehäuse i des Gebläses trägt in seinem Innern den Arbeitszylinder
2, in welchem die Kolbentrommel 3 in bekannter Weise exzentrisch angeordnet ist.
Die auf der Welle 4 befestigte Kolbentrommel 3 besitzt radial gerichtete Längsschlitze
5, in denen die Kolben 6 hin und her gleiten. Zwischen Kolbentrommel 3 und Zylinder
.2 wird ein sichelförmiger Raum 7, 8 gebildet, der oberhalb und unterhalb der die
innere und äußere Totpunktlage x, y der Kolben 6 verbindenden Linie durch
im Zylindermantel z angeordnete, in der Zeichnung durch die Striche 9 bzw. t o angedeutete
Schlitze mit einem im Gebläsegehäuse i befindlichen Saug- und Druckraum i i bzw.
12 in Verbindung steht. Von diesen beiden Räumen 11, 12 ist der letztere, 12, wesentlich
größer gehalten und mit einem vertieften Fuß 13 versehen, der als Vorratsbehälter
für das zur Schmierung des Gebläses benötigte Öl A dient. Die vorhandene Ölmenge
A kann durch zwei zu beiden Seiten des Gebläsegehäuses i vorgesehene Schaugläser
14, 15 beobachtet werden. Das Einfüllen und Auslassen des Schmieröles A aus dem
Fuß 13 erfolgt durch mittels Schrauben 16, 17 verschließbare Bohrungen 18, i g.
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Gemäß der Erfindung sind die beidenTotpunktlagen x, y der Kolben 6
so gewählt, daß die in die Gehäusedruckkammer 12 mündenden und sich über die ganze
Länge des Zylinders 2 erstreckenden Auslaßschlitze io nach unten auf das Ölbad A
gerichtet sind, wobei zwischen den Auslaßschlitzen io und dem Ölbad ein am Zylinder
2 befestigtes Prallblech 2o angeordnet ist, das eine Aufwühlung des Ölbades A durch
den austretenden Gasstrom verhindert. An einem seitlichen Stutzen 21 der Druckkammer
12 ist ein Regelventil 22 angeschlossen, das durch Gewichte 23 oder Federn auf-
den in der Druckkammer 12 gewünschten Höchstdruck eingestellt werden kann, so daß
bei Überschreiten dieses Druckes das Ventil 2,:2 sich selbsttätig öffnet und eine
Druckverminderung herbeiführt.
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Die Schmierung des Gebläses erfolgt erfindungsgemäß durch eine mit
dein Gebläse gekuppelte Kolbenpumpe, die durch eine in den Olvorratsbehälter 13
mündende Saugleitung 24 das Schmieröl ansaugt und dieses dann über mehrere Förderleitungen
25, 26 unter Druck an die zu schmierenden Stellen B, C des Gebläses leitet. Bei
dem dargestellten Beispiel sind zwei Schmierstellen B, C des Gebläses vorgesehen,
die erfindungsgemäß zwischen den Auslaßschlitzen io und der inneren Totpunktlage
x der Kolben 6 bzw. der Berührungsstelle x der Kolbentrommel 3 mit dem Zylinder
2 angeordnet sind. Die Schmierpumpe besitzt, wie aus Fig.3 und 4 der Zeichnung ersichtlich,
einen um seine eigene Achse sich drehenden Kolben 27, der über zwei Schneckenvorgelege
28, 29 und 30, 31 von der I,#,olbentrominelwelle 4 des Gebläses aus unmittelbar
angetrieben wird. Hierdurch wird bei äußerster Geringhaltung der äußeren Abmessungen
der Schmierpumpe eine weitgehende Herabsetzung. der Kolbendrehzahl
erreicht,
wodurch in Verbindung mit dem unmittelbaren Anbau der Pumpe an das Gebläsegehäuse
eine äußerst einfache und ansprechende Raumform der ganzen Maschine erzielt wird.
Das Schneckenrad 3 i des letzten Vorgeleges 30, 31 ist auf dem Pumpenkolben
27 fest, aber verschiebbar angeordnet. Weiterhin ist auf dem Kolben
eine Steuerscheibe 32 befestigt, in deren Steuernut 33 ein im Pumpengehäuse 34 befestigter
Stift 35 eingreift. Durch entsprechende Gestaltung der in Fig. 5 in Abwicklung gezeigten
Nut 33 wird dem Pumpenkolben 27 während seiner Umdrehung eine den Saug- und Druckhub
der Pumpe hervorrufende hin und her gehende Bewegung erteilt. Der Ein- und Auslaß
des Schmieröles in bzw. aus dem Pumpenarbeitsraum 3(i wird gemäß der Erfindung durch
den Pumpenkolben 27 selbstgesteuert, indem letzterer an seinem Arbeitsende mit einer
nach dem Arbeitsraum 36 hin offenen Längsbohrung 37 versehen ist, die durch radial
gerichtete Bohrungen 38, 39 des Kolbens je nach der Hubstellung des letzteren mit
an die Saugleitung 24 und die Druckleitungen 25, 26 der Pumpe angeschlossenen Kaniilen
42, 43, 44, 45 des Pumpengehäuses 34 in Verbindung gebracht wird. Im dargestellten
Beispiel sind drei Druckkanäle 43, 44, 45 und ein Saugkanal .42 vorgesehen, die
je um 9o° gegeneinander versetzt und in der Länl;sriclitung des Kolbens 27 verteilt
angeordnet sind. Der Druckhub des Pumpenkolbens ist mithin in drei Stufen unterteilt,
was durch mehrfaches Absetzen der Steuernut 33 der Steuerscheibe 32 erreicht wird.
Bei jedem Absatz der Steuernut 33 wird der Arbeitsrauin der Pumpe über die Kolbenbohrungen
38, 39 mit einem der Kanäle 42 bis 45 verbunden. Und zwar steuert der Absatz d der
Steuernut 33 den Saugkanal 42. 2.4 und die Absätze b, c, d nacheinander die
Druckkanäle 43 bzw. 44 bzw.45. Von diesen Druckkanälen fördern die beiden Kanäle
43 und 45 einen Teil des von der Pumpe angesaugten Schmieröls an die beiden Schmierstellen
B, C des Gebläses, während der Druckkanal 44 die übrigbleibende Ölmenge über besondere
Kanäle an die Schmierstellen der Pumpe fördert. Der Pumpenzylinder 36 wird an seinem
dem Kolben 27 abgekehrten Ende durch eine in die Zylinderbohrung 36 eingezogene
Kopfschraube 46 begrenzt. Die Getriebeteile der Pumpe sind durch abnehmbare Deckel
47 (Feg. 4) nach außen hin dicht abgeschlossen, wobei die ganze Pumpe dann »ocli
durch ein haubenförmiges Gehäuse 48 (hig.2) abgedeckt ist.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist im Zusammenhang folgende: Wird
die Kolbentrommel 3 in Pfeilrichtung -- gedreht, so saugen die Kolben 6 durch
die mit der Gebläsesaugkammer i i in Verbindung stehenden Einlaßschlitze 9 so lange
Luft oder Gas an, bis der jeweils nachfolgende Kolben die Einlaßschlitze 9 absperrt.
Die zwischen dem letzteren und dem vorhergehenden Kolben befindliche Gasmenge wird
dann infolge der allmählichen Verengung des Zylinderraumes 8 verdichtet und tritt
vor Erreichen der innerenTotpunktlage x der Kolben durch die Auslaßschlitze io in
die Druckkammer 12. Hierbei trifft der austretende Gasstrom auf die Prallwand 2o,
an der sich die etwa mitaustretenden Ölteilchen niederschlagen und dem Ölbad A zufließen.
Wird mehr Gas gefördert, als dem Druckraum 12- entnommen wird, so daß der Druck
in der Kammer 12 übermäßig hoch steigt, so öffnet sich das Ventil 22, und es tritt
eine Druckverminderung ein. Während des Umlaufes der Kolbentrommel 3 hat die mit
ihr gekuppelte Ölpumpe durch die Leitung 24 und den Kanal 42 Öl aus dem in der Druckkammer
12, befindlichen Olvorratsbehälter 13 angesaugt und einmal durch die Leitungen 43,
25 und -15,:26 den beiden Schmierstellen B, C des Gebläses und zum anderen über
den Kanal 44 den Pumpenschmierstellen zugeführt. Eine stete Füllung .des Ölpumpenzylinders
36 während des Saughubes wird durch den auf dem Ölbad A lastenden Druck gewährleistet,
wodurch in Verbindung mit dem durch die besondere Ausbildung der Pumpe erzielten
ständigen Druck in den Förderleitungen unabhängig von Temperatur und Druck stets
die gleiche Ölmenge an die Schmierstellen gefördert wird und damit eine gute und
gleichmäßige Schmierung der Maschine gesichert ist.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt,
vielmehr sind auch andere Ausführungen insbesondere hinsichtlich der Anordnung und
Ausbildung der Schmierpumpe möglich.