DE613381C

DE613381C - Drehkolbenmaschine mit halbkugelfoermigem Arbeitsraum

Info

Publication number: DE613381C
Application number: DEB163121D
Authority: DE
Original assignee: JUSTUS BRAUN DIPL ING
Current assignee: JUSTUS BRAUN DIPL ING
Priority date: 1933-11-12
Filing date: 1933-11-12
Publication date: 1935-05-18

Description

Drehkolbenmaschine mit halbkugelförmigem Arbeitsraum Gegenstand der Erfindung ist eine Drehkolbenmaschine mit halbkugelförmigem Arbeitsraum und mit einem den Arbeitsraum nach einer durch den Kugelmittelpunkt gehenden Ebene in zwei Kammern unterteilendem und sich um eine schräg zur Randebene der Halbkugel stehende Achse drehenden Scheibenkolben. Gegenüber bekannten Pumpen dieser Art wird durch die Erfindung der Vorteil einer Verringerung des schädlichen Raumes und einer besseren Abdichtung der gegeneinander beweglichen Glieder erzielt. Die Erfindung besteht darin, daß der Kolben die Gestalt eines sphärischen Zweiecks besitzt mit einer Kugelfläche, zwei ebenen Dachflächen und einer dazu parallelen Zylinderfläche und daß der Kolben einerseits sich gegen einen auf dem Deckel des Arbeitsraumes gleitenden Schieber abstützt und anderseits in einem parallel zur Dachkante verlaufenden Schlitz ein Ringsegment der Antriebswelle aufnimmt.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen als Pumpe dargestellt. Es zeigen: Abb. i und 2 Pumpengehäuse und Kolben in zwei gegeneinander um 9o° versetzten Axialschnitten, Abb.3 das Pumpengehäuse in demselben Axialschnitt wie Abb. i, jedoch mit um 9o° versetztem Kolben, Ab>. q. eine Draufsicht auf den Kolben entsprechend Abb. i bis 3 mit teilweise geschnittenen Einzelteilen, Abb. 5 das Pumpengehäuse wie Abb, 2, jedoch mit anderer Antriebsart des Kolbens, Abh. 6 eine Draufsicht auf den Kolben entsprechend Abb. 5 mit teilweise geschnittenen Einzelteilen, Abb. 7 und 8 D.raufsichten auf den Deckel des Pumpengehäuses..
Das Pumpengehäuse i der Abb. i bis 3 besitzt die Form einer hohlen Teilkugel mit einem durch einen Deckel 2 abgeschlossenen Innenraum mit Ansaugöffnungen 3 und Auspufföffnungen q. sowie mit einem hohlzylindrischen, schräg zur Randebene des Kugelsegmentes bzw. zur Deckelebene stehenden Hals 5. Der Deckel 2 ist mit dem Pumpengehäuse i fest verbunden, und auf seiner Innenfläche gleitet- ein zylindrischer Steuerschieber 7 von halbzylindrischem Querschnitt, der etwas breiter ist als die Ansaug- und Austrittsschlitze, damit im Augenblick des Hubwechsels eine sichere Abdeckung erfolgt. Der Kolben besitzt die Gestalt eines sphärischen Zweiecks mit einer Kugelfläche 8 und zwei ebenen Dachflächen 9, 1o. Die Dachkante des Kolbens weist eine zylindrische Einbuchtung i i auf, in die der Steuerschieber 7 eingreift. In seiner Kugelfläche 8 ist im Kolben eine Nut 12 eingearbeitet, die im Querschnitt rechteckig, im Längsschnitt ringsegmentförmig ausgebildet ist und die mit zwei je eine kugelförmige Ausbuchtung 12a besitzenden Führungsteilen 12b ausgefüttert ist (Abb. 4). In die Nut 12 greift ein mit kleinen Halbkugeln 13a versehenes Segment 13 ein, das am Wellenkopf 14 der im Hals 5 drehbar untergebrachten Weher 15 befestigt ist. Zwischen der Welle 15 und dem Gehäuse 5 ist ein Rollenlager @16 neingeschaltet, um die hohen Drücke aufzunehmen. Im Innern des Kolbens befinden. sich hohle Zellen 8a, 8b, die mit dem Arbeitsraum durch Ventile 9a, i oa verbunden sind.
Die Wirkungsweise der geschilderten Pumpe ist folgende: Bei einer Drehung der Welle 15 wird der Kolben 8, 9, 1o infolge seines Eingriffs mit dem Ringsegment 13 des Wellenkopfes 14 mitgenommen, während der Decke12 infolge seiner Befestigung mit dem Pumpengehäuse i stehenbleibt. Außerdem macht infolge der Schrägstellung des Gehäusehalses 5 zum Deckel 2 der Kolben eine Schwingbewegung um eine senkrecht zu seiner Dachkante in der Deckelebene liegende Achse.
Der freie Raum zwischen Pumpengehäuse und Kolben bildet den Arbeitsraum der Pumpe, welcher durch die Dachkante des Kolbens in zwei Kammern A und B unterteilt ist. Die KammerA wird begrenzt durch den Deckel 2, die Dachfläche 9 des Kolbens und den zugehörigen Teil des Pumpengehäuses und die Kammer B durch den Deckel 2, die Dachfläche io des Kolbens und den zugehörigen Teil des Pumpengehäuses. Beider Kolbenstellung der Abb..- i Fund 3 besitzt die Kammer A, ihr Maximum und die Kammer B ihr Minimum, d. h. der Inhalt der -letzteren ist gleich Null. Bei einer Drehung der Welle in der einen oder anderen Richtung nimmt der Inhalt der Kammer A allmählich ab, und die Kammer B vergrößert sich allmählich, bis der Innenraum der Kammer Null ist und der Inhalt der Kammer B sein Maximum erreicht hat. Darauf nehmen Kammer A und Kammer B allmählich wieder ab bzw. zu usf. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen 3, 4 sind derart angebracht, daß jede Kammer beim Wachsen ihres Innenraumes von Null bis zum Maximum das Fördermittel ansaugt, bei der Abnahme ihres Inhalts vom Maximum bis Null jedoch das Fördermittel ausstößt. Je nach der Drehrichtung der Welle sind die Öffnungen 3 die Ansaugöffnungen und die Öffnungen 4 die Auspufföffnungen, und umgekehrt.
Bei der Ausführungsform der Abb..5 und 6 sind am Wellenkopf 14 zwei Segmentstücke i 4a, i 4b mittels zweier in die S egmentstücke eingreifender Zapfen befestigt. Die Segmentstücke greifen in die Nut 12 des Kolbens ein und erstrecken sich über die ganze Breite der Nut 12.
Naturgemäß ist der Erfindungsgegenstand nicht auf die in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt, insbesondere ist er nicht nur als Pumpe verwendbar, sondern auch als Kraftmaschine, so z. B. als Brennkraftmaschine, ferner auch als Bremse usw. Auch als Stoßdämpfer ist der Erfindungsgegenstand brauchbar, wenn Ein-und Auspufföffnungen fehlen und nur so viel Spiel zwischen den einzelnen. Gliedern der Pumpe vorgesehen wird, daßeine Stoßdämpfung erzeugt wird. Der Neigungswinkel der Wellenachse gegenüber der Randebene des Pumpengehäuses liegt zwischen 65 und 85°. Ein stumpferer Neigungswinkel ergibt nämlich einen verhältnismäßig kleinen Saugraum, während ein spitzerer Neigungswinkel eine unverhältnismäßig große Reibung zwischen dem Kolben und Gehäuse bedingf.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehkolbenmaschine mit einem halbkugelförmigen Arbeitsraum sowie mit einem den Arbeitsraum in zwei Kammern unterteilenden und sich um eine schräg zur Randebene der Teilkugel stehende Achse drehenden Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben die Gestalt eines sphärischen Zweiecks mit einer Kugelfläche (8), zwei ebenen Dachflächen (9,1o) und einer dazu parallelen Zylindermantelfl,äche (i i) besitzt und daß der Kolben einerseits mit einem Schieber (7) an einer den Arbeitsraum abdeckenden feststehenden Scheibe schleift und anderseits in einer parallel zur Dachkante verlaufenden Nut (12) ein Ringsegment (13) der Antriebswelle aufnimmt.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachfläche des Arbeitskolbens eine zylindrische, im Querschnitt halbzylindrische Vertiefung aufweist, in welche einentsprechend geformter Steuerschieber (7,) eingreift.
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (7) etwas breiter ist als die Ansaug- und Auslaßöffnungen (3, 4).
4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Dachkante verlaufende Nut (12) in der Kugelfläche des Arbeitskolbens einen rechteckigen Querschnitt und ringsegmentförmigen Längsschnitt besitzt.
5. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringsegment (13) der Antriebswelle mit kleinen Halbkugeln (13a) versehen ist, die in kugelförmigen Ausbuchtungen (i 2a) von in der Nut des Kolbens befindlichen Führungsteilen (i 2b) lagern.
6. Drehkolbenmaschinenach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am Wellenkopf der Antriebswelle zwei Segmentstücke (14a, 14b) mittels zweier in die Segmentstücke eingreifender Zapfen befestigt sind, die in der Nut des Kolbens lagern.