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Drehkolbenverdichter, Pumpe usw. nut umlaufendem Gehäuse Die Erfindung
betrifft Drehkolbenverdichter, -pumpen usw. mit umlaufendem Gehäuse, umlaufender
Kolbentrommel und relativ zur Kolbentrommel hin und her bewegtem, die Kolbentrommel
mitnehmendem vViderlager.
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Die Erfindung bezweckt hauptsächlich, die Leistung solcher Maschinen
dadurch zu verbessern, daß die schädlichen Räume in ihnen auf das Mindestmaß vermindert
-,werden.
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Zu diesem Zweck sind die Ein- und Auslaßkanäle im Widerlager radial
übereinander angeordnet, so daß das Widerlager äußerst schmal wird und der Abschluß
der Ein- und Auslaßkanäle in jener Lage, in der die Berührungslinie zwischen der
Kolbentrommel und der Innenwandung des umlaufenden Gehäuses mit dem Widerlager zusammenfällt,
an diese Berührungslinie möglichst herangerückt ist, wodurch die schädlichen Räume
praktisch so gut wie aufgehoben sind.
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Es ist bereits bekannt, Ein- und Auslaßkanäle im Widerlager umlaufender
Drehkolbenmaschinen vorzusehen. Hierbei ist aber die Einrichtung stets derart getroffen,
daß diese Kanäle an den beiden einander zugekehrten Seitenflächen des Widerlagers
vorgesehen werden und durch den Hohlraum der Kolbentrommel hindurch mit der Zu-
bzw. Ableitung des Fördermittels verbunden sind.
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Eine derartige Anordnung bedingt ein verhältnismäßig breites Widerlager,wodurch
die Abschlußstellen der Ein- und Auslaßkanäle in demselben von der Berührungslinie
abrücken, so daß die schädlichen Räume vergrößert sind. Ferner wird durch die hierbei
bedingte Verwendung der Kolbentrommel als Durchflußraum nicht nur die Bauart der
ganzen Maschine umständlicher und die Abdichtung der relativ zueinander bewegten
Teile erschwert, so daß sich Leckstellen ergeben, die die Leistung noch weiter herabsetzen,
sondern es wird auch die Zweiteiligkeit der mit den Ein- und Auslaßbohrungen versehenen
festen Welle hierdurch'bedingt, wodurch die Bauart noch umständlicher wird.
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Da nach der Erfindung die Ein- und Auslaßkanäle im W iderlager übereinänderliegen,
kann die Kolbentrommel. voll sein; die ganze Bauart wird äußerst einfach, und die
Welle ist einteilig.
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Zweckmäßig ist das Widerlager nach der Erfindung im Querschnitt derart
Z- oder angenähert Z-förmig, daß die Ein- und Auslaßkanäle in den Lücken
des Z sich unmittelbar übereinander befinden.
Diese Kanäle, die
parallel zur Maschinenachse verlaufen, werden zweckmäßig durch schräg hierzu im
Gehäuse verlaufende Kanäle, also unter Umgehung - der Kolbentrommel, mit dem in
der festen Welle vorgesehenen Fördermittelein- bzw. -auslaß verbunden.
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Die Zeichnungen zeigen einige der möglichen Ausführungsformen. Es
stellen dar: Abb. i eine Ausführungsform im Längsschnitt, . Abb.2 im Querschnitt
nach II-II der Abb. i, Abb. 3 im Längsschnitt nach einer halben Drehung, Abb.4 im
Querschnitt nach IV-IV der Abb. 3, Abb.5 eine andere Ausführungsform im Längsschnitt,
Abb. 6 dieselbe im Querschnitt nach VI-VI der Abb. 5, Abb. 7 eine Einzelheit im
Schnitt, Abb. 8 eine Ausführungsform im Längsschnitt nach VIII-VIII der Abb. 9 und
Abb. 9 dieselbe im Querschnitt nach IX-IX der Abb. B.
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Das Außengehäuse i und die Kolbentrommel 2 (Abb. i) sitzen drehbar
auf einer feststehenden einteiligen Welle 3. Das Gehäuse sitzt zentrisch auf der
Welle, die Kolbentrommel jedoch auf einem exzentrischen Bund dieser Welle. 4, 5
sind die das Gehäuse seitlich abschließenden, durch Schrauben6 an ihm befestigtenGehäusedeckel
und 4', 5' Lagerschalen aus Bronze. 8 ist ein Federkeil, der die Welle gegen Drehung
sichert. 9, io sind Ein- bzw. Auslaßkanäle in der Welle für das Fördermittel, die
in kreisförmigen, am Wellenumfang vorgesehenen Rillen 11, 12 münden. In diese Rillen
laufen Kanäle 13, 14 aus, die in den Gehäusedeckeln 4, 5 vorgesehen sind. In der
Kolbentrommel ist eine zylindrische Längsbohrung 15 vorgesehen, in der eine Nuß
16 lagert. Die Nuß erhält eine Nut 17, die zur Aufnahme des als Steuerschieber wirkenden
Widerlagers 18 dient. Dasselbe sitzt im Gehäuse i fest. Läuft das Gehäuse um, so
nimmt es durch das Widerlager die Kolbentrommel mit. Hierbei ändert sich ständig
die Lage der Berührungslinie der Kolbentrommel mit der Innenwandung des Gehäuses.
So gelangt nach einer halben Drehung die Maschine in die Lage nachAbb.4, wobei die
Berührungslinie zum Widerlager um 18o° versetzt ist.
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Erfindungsgemäß ist das Widerlager seiner Länge nach, also parallel
zur Wellenlängsachse, mit zwei Längskanälen ig, 2o versehen, die übereinanderliegen
und an je einem Ende abgeschlossen sind, während sie an den anderen Enden durch
.in den Gehäusedeckeln 4, 5 vorgesehene, zweckmäßig schräge Kanäle 13, 14 mit den
Rillen i i, 12 in Verbindung stehen. Zur Lagerung der Maschine ist ein Gestell vorgesehen,
in dessen einem Ständer 7 die Welle 3 lagert, während in einem anderen Ständer 21
in einer Lagerbüchse 22 das Gehäuse i mit einem Bund 23 sich drehbar abstützt. Der
Antrieb erfolgt z. B. durch einen in bekannter Weise über das Gehäuse i-geschlungenen
Riemen.
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Die Wirkungsweise ist folgende.
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Bei umlaufendem Gehäuse wird durch das Widerlager 18 der Zwischen
dem Gehäuse und der Kolbentrommel befindliche Raum in bekannter Weise in zwei Abteilungen
geschieden, die bloß in der Lage nach Abb. 2 ineinander übergehen, sonst aber durch
das Widerlager streng abgegrenzt sind und ihrer Größe nach sieh stetig ändern, so
daß, wenn die eine Abteilung größer wird, die andere im gleichen Ausmaß kleiner
wird. In der je-
weilig sich vergrößernden Abteilung erfolgt der Arbeitsmitteleinlaß
durch die Kanäle 9, 13 und ig, während die andere, hierbei stetig kleiner werdende
Abteilung, in der also das Fördermittel verdichtet wird, dieses durch die Kanäle
2o, 14 und io nach außen drückt. Das Fördermittel wird in die jeweilig größer werdende
Abteilung durch den in dieser sich bildenden leeren Raum eingesaugt.
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Befindet sich das.Widerlager in der Lage nach Abb. 2, so sperrt die
Nuß 16 den Einlaßkanal i9 gänzlich ab, so daß Verluste; die sich zwischen den beiden
Kanälen infolge ihrer relativen Entfernung von der Berührungslinie einstellen könnten,
vermieden werden. Um diesem Nachteil einwandfrei vorzubeugen, erhält das Widerlager
einen Z-oder angenähert Z-förmigen Querschnitt, so daß die Ein- und Auslaßkanäle
i9, 2o sich unmittelbar in den Lücken des Z befinden und übereinanderliegen. Das
Widerlager wird so sehr schmal, und die genannten Kanäle liegen unmittelbar in der
durch die Berührungslinie gelegten diametralen Ebene.
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Eine derartige Bauweise bildet also ebenso wie die Anordnung der Anschlußkanäle
zu beiden Seiten des Widerlagers unter Umgehung der Kalbentrommel, da hierdurch
die schädlichen Räume beträchtlich verringert werden und daher die Leistung verbessert
wird, einen wesentlichen Fortschritt mit Bezug auf die bisher bekannten Maschinen
dieser Art.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.5 und 6 ist die feste Welle 3 bloß
mit einem A.uslaßkanal versehen, während der Einlaßkanal sich in dem nach oben verlängerten
Ständer 21 befindet. Die beiden Kanäle können hinsichtlich ihrer Wirksamkeit auch
vertauscht sein. Die Verbindung des Auslaßkanals
25 im Ständer
21 mit dem Widerlagerkanal 2o erfolgt unter Vermittlung einer in diesem Ständer
vorgesehenen Kreisnut 24. Das umlaufende Gehäuse i besteht aus einem Stück mit einem
angesetzten Gehäusedeckel. 28 ist eine Stopfbüchsenpackung um die Welle 3 zur Sicherung
der Abdichtung.
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Ist durch Druck zwischen dem Gehäusedeckel und dem Ständer 7 eine
erhöhte Reibung zu befürchten, so kann im Ständer 7 ebenfalls eine zur Nut 24 symmetrische
Nut mit die beiden Nuten verbindenden Kanälen bzw. Bohrungen vorgesehen werden,
damit sich der Druck auf den beiden Seiten ausgleicht.
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Zur Verhinderung des Rückschlags des verdichteten Mittels in # der
Maschine wird zweckmäßig ein Rückschlagventil nach Abb. 7 vorgesehen. Das Ventil
und sein Sitz bilden ein unabhängiges, in der Hülse 31 angeordnetes Ganzes. In der
-Hülse befindet sich der Ventilsitz 32 und eine Trennwand 33 mit einer oder mehreren
Bohrungen 34 für den Ausfluß des Arbeitsmittels. Die Ventilspindel 35 dringt in
eine mittlere Bohrung der Trennwand. Die Hülse 31 ist durch einen hart eingepreßten
Verschluß 37 abgesperrt, der Öffnungen 38 zum Ausströmen des Fördermittels und in
der Mitte eine Öffnung für den Durchtritt der Ventilspindel erhält. Eine gegen den
Verschluß sich abstützende Feder 39 drückt das Ventil auf seinen Sitz. Die Hülse
wird in eine entsprechende Bohrung der Welle 3 eingesetzt und durch einen in sie
eingeschraubten Nippel 4o der Druckleitung 41 festgelegt. 42 ist eine elastische
Einlage, die am anderen Hülsenende zwischen der Hülse und der Welle 3 verdichtet
wird, so daß Strömungen - des Fördermittels am Hülsenumfang verhindert werden.
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Die Hülse mit allen ihren. Teilen kann auch an jeder anderen Stelle
der Druckleitung, insbesondere wenn das Fördermittel nicht durch die feste Welle
abgeleitet wird, angeordnet sein.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.8 und 9 ist der umlaufende Maschinenteil
fliegend auf der Welle 3 angeordnet. An der dem Lager 42 abgewendeten Seite wird
das Gehäuse i durch einen konischen Teil 43 abgeschlossen, welcher einen Kanal 44
erhält, durch den der Widerlagerkanal 2o mit dem Arbeitsraum verbunden ist. Der
andere Widerlagerkanal i9 mündet in die freie Luft.
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Die Maschine eignet sich nicht nur zur Förderung von Luft, sondern
auch von beliebigen anderen Stoffen.