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Maschine mit sichelförmigem Arbeitsraum und exzenterförmig bewegtem
Kolben Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine mit sichelförmigem Arbeitsraum
und exzenterförmig bewegtem Kolben, der auf der Welle axial verschiebbar angeordnet
ist und gegen seine Stirnfläche durch eine Stellvorrichtung dichtend gepreßt wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß eine am Kolben anliegende, feste
oder elastische Anpreßplatte gegen den Kolben gepreßt wird und daß die Umsetzung
der drehenden Bewegung der Welle in die pendelnde Bewegung der Anpreßplatte durch
zwei exzentrisch zueinander angeordnete einstellbare Kugellager erfolgt, von denen
das eine .zentrisch zur Wellenachse auf der Welle im Gehäuse und das andere zentrisch
zur Exzenterachse auf dem Exzenter angeordnet ist. Die Kugellager können dabei neben
den senkrecht gerichteten Betriebsdrücken auch den waagerechten Anpreßdruck für
den Kolben aufnehmen.
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Bei den Drehkolbenmaschinen, die den Gegenstand der Erfindung bilden,
wurde bei den Einkolbenmaschinen die stirnseitige Abdichtung bisher dadurch erzielt,
daß entweder der Kolben durch Federn angepreßt wird, die an einem Ende festgehalten
sind, während das andere Ende einen Kreis oder eine Ellipse beschreibt, oder der
Kolben war außerhalb des Arbeitsraumes mit einer Fläche versehen, die an einer verschiebbaren
Anpreßplatte gleitet, oder die Welle wurde mit einem Bunde ausgeführt, der gegen
den Kolben drückte, wobei der Axialdruck vom Kolben nach der Welle durch ein Spurlager
oder durch einstellbare kegelige Lager aufgenommen wurde.
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Im ersten Falle sind die Federn, obwohl sie nur einer kleinen Bewegung
ausgesetzt sind, durch die hohen Umdrehungszahlen, für die sich die Drehkolbenmaschinen
besonders eignen, in ihrer Haltbarkeit äußerst beeinträchtigt und gefährden dadurch
außerordentlich den sicheren Betrieb der Maschine. Im zweiten Falle .erzeugt die
Anpreßplatte infolge des hohen erforderlichen Anpreßdruckes eine sehr große Reibungsarbeit,
die den Wettbewerb dieser Maschinen gegenüber den bestehenden ausschließt. Dazu
kommt, daß für die Anpreßfläche eine sehr gut wirkende, dauernde Schmierung benötigt
ist, die nicht nur den Herstellungspreis, sondern auch den Betrieb verteuert. Im
letzten Falle entstehen zwischen Wellenbund und Kolben durch die hohen Gleitgeschwindigkeiten
große Reibungsarbeiten, die den Kraftbedarf wesentlich erhöhen. Dabei ist die Schmierung
an dieser Gleitfläche äußerst schwierig und schwer nachprüfbar, so daß Fressungen
sehr leicht auftreten, die die Betriebssicherheit gefährden. Schließlich eignen
sich die Spurlager und die kegeligen Lager bei den hohen
Umdrehungszahlen
nur für ganz niedere Drücke, so daß sie nur bei Drehkolbenmaschinen mit sehr niedrigen
Betriebsdrücken verwendet werden können.
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Außerdem ist es bekannt, zur Aufnahme des Längsschubes des_ Kolbens
zwischen der Kolbenstirnseite und dem Gehäusedeckel ein Kugellager anzuordnen, das
also exzentrisch zu den Wellenkugellagern liegt. Dieses Kugellager ist aber nicht
einstellbar, und die Einstellbarkeit läßt sich auch nicht ohne weiteres durchführen.
Eine Regelung des Anpreßdruckes des Kolbens gegen das Gehäuse ist somit nicht möglich.
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Gegenüber diesen Ausführungen sind bei der vorliegenden Erfindung
die folgenden Vorteile vorhanden: Durch das unmittelbar feste Anliegen der Anpreßplatte
am Kolben und durch die Übertragung des Anpreßdruckes von der Welle aus mittels
Rollen-, Kugel- oder Sichellager erfolgt die Umsetzung der pendelnden Bewegung des
Kolbens in die umlaufende der Welle mit geringster Reibungsarbeit. Die Maschine
arbeitet dadurch mit äußerst niedrigem Kraftbedarf, und Federbrüche oder Fressungen
werden völlig vermieden, so daß ein durchaus sicherer Betrieb bei einfachster Schmierung
gewährleistet ist. Die Maschine baut sich außerdem durch den Wegfall der langen
Federn öder der Anordnung der Gegenplatte mit den zur Erzeugung des erforderlichen
Anpressungsdruckes benötigten Federn wesentlich kürzer, so daß das Gewicht und der
Herstellungspreis verringert werden. Außerdem ist die Anstellung der Anpreßvorrichtung,
also das Andrücken des Kolbens an den Deckel, sehr leicht im zusammengebauten Zustand
der- Maschine möglich.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
Es ist Abb. i ein Längsschnitt durch eine Einkolbenmaschine mit fester Anpreßplatte,
Abb. a ein Ouerschnitt dazu nach dem Schnitt x-x der_Abb. i in Pfeilrichtung
gesehen, Abb.3 ein Längsschnitt durch die Stellvorrichtung mit federnder Anpreßplatte.
An dem Gehäuse a sind zwei Deckel b
und c befestigt, in denen die den Exzenter
tragende Welle d gelagert ist. Der Deckel b ist mit einem zylindrischdn, zentrisch
zu den Wellenenden sitzenden Ansatz e versehen, der in das Gehäuse a hineinragt
und den der Kolben f mit seinem Zylinder g, der zentrisch zu dem mittleren Exzenterteil
der Welle d liegt, umschließt. Dieser Kolbenzylinder g bildet mit dem Deckelzylinder
e den Sichelraum h. An dem Widerlager i gleitet dichtend eine im Kolbenzylinder
g drehbare Nuß k. Der Kolben f wird durch die N'uß k an dem mit dem
Deckel b und seinem Zylinder e befestigten Widerlager i geführt und an der Drehung
gehindert.
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Auf der Welle d sind, wie in Abb. i dargestellt, zwei Kugellager n-o
und p-q angeordnet, deren Entfernung durch Gewinde und Mutter auf der Welle d eingestellt
werden kann. Auf der Deckelseite ist das Längslager n-o derart zentrisch zum Wellenende
eingebaut, daß die Druckscheibe n sich gegen die Wellenmutter stützt und von dieser
mitgenommen wird, während sich die Druckscheibe o am Deckel anlegt und an der Drehung
keinen Anteil nimmt. Auf der Antriebsseite dagegen ist das Lager p-q zentrisch zum
Exzenterteil der Welle d angebracht, und zwar derart, daß die Druckscheibe p sich
gegen die auf der Welle d befestigte Mutter stützt und mit der Welle umläuft, während
die Druckscheibe q auf eine Platte Y drückt, die gegen den Kolben f gepreßt wird.
Anpreßplatte r und Druckscheibe q haben somit die gleiche Bewegung
wie der Kolben f. Durch Verringerung der Entfernung der beiden Längslager n-o und
p-q kann der Kolben f so gegen seine Stirnfläche gepreßt werden, daß eine sichere
Abdichtung gewährleistet ist.
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Die Anpressung des Kolbens f kann sowohl in fester wie in federnder
Weise erfolgen. Die feste Anpressung wird dadurch erzielt, daß die Druckscheibe
q des Anpreßlagers p-q unmittelbar auf den Kolben drückt oder daß die Anpreßplatte
r so stark ausgeführt wird, daß sie keine Durchbiegung erfährt. Bei der federnden
Anpressung des Kolbens f wird die Anpreßplatte r dagegen so schwach ausgeführt,
daß sie bei dem erzeugten Anpressungsdruck durchfedert, oder es werden wie in Abb.
3 und q. dargestellt, Federn s oder Puffer o. dgl. zwischen die Anpreßplatte
r und den Kolben f oder zwischen die Anpreßplatte r und die
Druckscheibe q gelegt.
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Das Längslager n-o kann auf der Deckelseite oder auf der Antriebseite
angeordnet werden; im letzteren Falle stützt sich dann die Druckplatte o gegen den
Deckel c.