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Drehkolbenverdichter mit umlaufendem Verdrängerkolben Die Erfindung
betrifft einen Drühkolbenverdichter mit umlaufendem Verdrängerkolben, der sowohl
zur Gasverdichtung als auch zur Erzielung eines Unterdrucks verwendbar ist.
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Bekanntlich besteht häufig die Notwendigkeit, eine Unterdruckquelle
und einen Druckluftvorrat zur Verfügung zu haben, beispielsweise bei Fahrzeugen,
bei denen der Unterdruck zur Betätigung gyroskopischer Apparate (oder für die Betätigung
von Bremsen nutzbar gemacht wird, wähnend die Druckluft für das Anlassen der Antriebsmaschine,
für das Öffnen und Schließen der Türen oder andere Betätigungen verwendet wird.
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Ein Verdichter, der diesen Bedingungen entspricht, mußeine große Saugleistung
besitzen, um eine große Luftmenge ansaugen zu können, während die Druckluftmengebei
jeder Umdrehung klein sein kann.
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Blei Verdichtern ist @es bereits brekannt, die Pressung zu verringern,
indem man einen Teil der eingetretenen Luft austreten läßt, und bei Verdichtern
mit Gleitschiebern hat man bereits vorgeschlagen, zwischen der Ansaugöfinung und
der Austrittsöffnung einen Auslaß vorzusehen, welcher die Druckluftmenge zu verringern
gestattet. Verdichter mit Gleitschiebern (eignlen sich aber trotzdem nicht zur Erzeugung
eines wesentlichen Unterdrucks, da die Ansaugung lediglich von der Vergrößerung
der Kammer, welche mit der Ansaugöffnung in unmittelbarer Verbindung steht, abhängt;
außerdem hat die aus dem Zwischenauslaß austretende Luft bereits eine Verdichtung
erfahren, so daß die Leistung einer derartigen Maschine sehr gering ist und keineswegs
den erwähnten Anwendungsfällen angepaßt werden kann.
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Der Drehkolbenverdichter mit umlaufendem Verdrängerkolben gemäß vorliegender
Erfindung ist nun in gleicher Weise zur Erzeu;ung eines Unterdruckes wie auch zur
Verdichtung eines Gases geeignet, und zwar dadurch, daß zwischen der Einströmöffniung
und der Ausströmöffnung mindestens ein Auslaß 18 vorgesehen ist, durch welchen während
eines Teiles der Umdrehung des Drehkolbens i o das Gas entweicht, während die Gesamtumdrehung
des Drehkolbens für die Ansaugung nutzbar ist.
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Auf diese Weise wird vermöge der Bauart des Drehkolbenverdichters,,
in dem der zunehmende Arbeitsraum ständig mit der Ansaugöffnung in Verbindung bleibt,
einerseits die ganze Drzhkolbenumdrehung für die Ansaugung nutzbar gemacht, während
anderseits nur ein Teil dieser gleichen Drehkolbenumdrehung für die Verdichtung
nutzbar gemacht wird; während des für die Verdichtung nicht ausgenutzten Teiles
der Umdrehung besteht kein Widerstand durch irgendeinen Gegendruck.
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Ein Drehkolbenverdichter mit .einem Auslaß zwischen der Ansaug- und
der Austrittsöffnung ist also eine Maschine, die in wirtschaftlicher
Weise
verwendet werden kann sowohl zurr Erzeugung eines nutzbaren Unterdruckes wie ror
Speisung eines Behälter:: mit Druckluft.
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In der Zeichnung ist eine beispiels«e31 . SAV Ausführiulgsform einer
Maschine gemäß' 12 Erfindung dargestellt, und zwar ist Abb. i ein Schnitt durch
die Maschine geniäl.i i-i der Abb.2.
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Abb.2 ein Schnitt gem@iß 2-2 der Abb. i, Abb. 3 ein teilweiser Schnitt
'IM)`iß 3-3
der Abb. 2 und sclilicl.')lich Abb.4 ein teil«c#iser Schnitt
gemäß 4-4 dci-Abb. i.
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Die Maschine enthält einen Hohlkörper i, der eine zylindi-isclie Kammer
12 bildet; die VerdichtcrwAle 6, die auf beliebige Art in Drehung versetzt «-erden
kann, ist in Kugcliagerti 5 in den Köpfen 2 und ,; der erwähnt c n Kamii ier 12
gela-ert. Die Welle 6 ist mit radialen Kammerwänden F@' ver@elr@n, mit deren
Hilfe sie mit einem Mantel 8, S' drehbar verbunden ist, der in radialer Richtung
beweg-!ich ist. Auf den von dem Mantel 8, S' getragenen Kugellagern 9 ist ein Drehkolben
to gelagert, der auf der Innenfläche t i der Kammei- 12 abrollen kann. Dieser Drehkolben
i o wird mit der Innenfläche i i durch die zwischen den Kainmerwä ndun 6' liegende
Feder ,-in Verbindung gehalten, welche auf den Mantel S, S' einen radialen Druck
ausübt.
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In dem Körper i ist in Längslage eine Abdichtungsklappe i q, ang-°ordnet,
die um den Zapfen 14' drehbar ist und die durch die Feder 15 und den Kolben 16 gegen
den Drehkolben to gedrückt wird, und zwar derart, daß sie ihm b1--i seiner Drehb:wegtnig
um die Achse des Körpers i folgt. In der Nähe dieser Abdichtungsklappe ist auf einer
Seite derselben im Körper i die Einlaßöfl-nung 17
des Drelikolbenverdichters
vorgesehen, während auf der andern Seite der Klappe 14 (vgl. Abb. i und 4? i die
Öffnung 24 vorgesehen ist, die mit einem unter der Spannung der Feder 26 stehenden
Ventil 25 ausgerüstet ist. Diese i)ffnung dient zum Ausströmen des Gases
in die RohrsclilangeU 2; eines Kühlkörpers 28.
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An einer geeigneten Stelle des Körpers i, und zwar in einet- Ausbuchtung
i', ist eine zur Achse dieses Körpers gleichgerichtete Kammer 13 vorgesehen, die
über üffnungen 18 mit der Kammer 12 in Verbindung steht.
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In der Kammer 13 befindet sich ein Drehschieber i9, dessen Oberfläche
teilweise zylindrisch und teilweise eben und geneigt ist, wodurch in dieser Kammer
13 ein Hohlraum entsteht, dessen Querschnitt eine stufenweise zunehmende.
Fläche aufweist (v-l. Abb. 3) dieser Hohlraum ist über ein unter dein Druckeiner
Feder 22 stehendes I#'ückschlagvelitil 21 gegen eitle Kammer 2o offen, die in dein
Kopf 3 angeordnet ist und mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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;, In dem Kopf 3 des Körpers i ist ein Zynder 29 eines Kolbenverdichters
ange-ord-@dessen Kolben 3o mit dem Lahmen .oder ,liier Kulisse 31 und einem Schaft
56 verbunden ist, der in einer mit dem Zylinder 29 gleichachsigen Führung 57 gleitet.
Der Rahmei 31 steht über das Gleitschuhlager 58 unter dem Einflu13 des Exzenters
6" der Verdichterwelle 6.
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Die h.ohrsclilallge 27 öffnet sich in die Kammer 33, in die sich auch
das EinlaBventil 34 des Kolbenverdichters öffnet; dieses selbsttätige Ventil 34
öffnet sich zum Zylinder 29 gegen die Wirkung der Feder 35, die zwischen dein Ventilsitz
36 und einer auf dem Schaft des \-clitils 34 vorgcselienen Kappe 37 angeordnet ist.
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In dem Kopf des Kolbenverdichters ist eine Einrichtung vorgesehen,
die ein Ventil 41 enthält, welches von einer nachgiebigen Scheidewand 46 getragen
wird. Diese Einrichtung dient dazu, die Wirkung des Verdichters selbsttätig auszuschalten,
wenn der Druck in dem Behälter einen bestimmten Wert erreicht hat.
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Beim Ingangsetzen des Verdichters versetzt die Welle 6 den Drehkolben
io in Drehung. Der Drehkolben io vollführt dabei eine Drehbewegung uni die Achse
der Kugellager 5, wobei er durch die Feder 7 mit der Innenfläche t i des Körpers
i in Verbindung gehalten wird. Gleichzeitig wird die Abdichtungsklappe t 4 durch
die Feder 15 und den Kolben 16 in ständiger Berührung mit dem Drehkolben i o gehalten.
Bei dem Umlauf des Drehkolbens io in PfeilriclitunggemäBAbb.2, und zwar von der
dargestellten Stellung aus wieder zurück zti dieser Stellung, begrenzen die beiden
Berührungsflächen des Drehkolbens i o, nämlich die mit der Fläche i t der Kammer
12 und mit der Abdichtungsklappe 14 in Berührung stehen. zwei Räume, von denen derjenige,
welcher mit der Einströmöffnung 17 in Verbindung steht, einen Inhalt hat, der in
zunehmender Form von Null bis zu einem Höchstwert ansteigt, der dem Inhalt der Kammer
12 entspricht, während der Inhalt des andern Raumes im entgegengesetzten Sinne abnimmt.
Man erhält also ein Einströmen in dem ersten Raum und eine Verdichtung in dem zweiten
Raum.
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Bei jeder Umdrehung bewirkt der Drehkolben io auf der einen Seite
das Einströmen über die Öffnung 17, während die Luft über die Üffnungen i S herausgedrückt
wird, und diese hält das Venti121 offen, indem sie aus der Kammer 12 über
18, 13 und 2o austritt. Nachdem die Fläche des Drehkolbens io, welche finit
der Innenfläche i i der Kammer
12 des Körpers i in Verbindung steht,
über die öffnungen 18 dieser Kammer hinausgegangen ist, schließt sich das
Ventil 2 i, so daß die weitere Drehung des Drehkolbens io noch eine Ansaugung durch
17 bewirkt, während die vor dem Drehkolben i o befindliche Luft durch das
Ventil 25 entweicht und in den Kopf 33 des Kolbenverdichters @einströmt.
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Zur Ansaugung wird also der gesamte Inhalt der Arbeitskammer ausgenutzt,
der sich aus dem Unterschied zwischen der Innenbohrung des Körpers i und dem Außenumfang
des Drehkolbens io ergibt.
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Zur Verdichtung wird in dem betrachteten Anwendungsfall die von dem
Drehkolben verdrängte Luft herangezogen, nachdem d.er Drehkolben die Öffnungen 18
der Kammer 12 überschritten hat, und die auf diese Weise verdrängte Luft kann unmittelbar
in dien Druckluftbehälter geleitet w°rden, wenn die Ventile -.i und 34. offen gehalten
werden (Nutzbarmachung nur einer Verdichtungsstufe), .oder aber die Luft wird in
dem Kolbenverdichter weiter verdichtet, wenn das Ventil ,l i geschlossen ist und
das Ventil 34 in seiner normalen Wirkungsweise frei ist.
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Wenn dagegen der Drehschieber i9 derart verschoben wird, daß @er die
öffnungen 18 schließt, wird die gesamte von 'dem Drehkolben io durch die öffnung
17 angesaugte Luft durch den Drehkolben verdichtet und gegebenenfalls durch
den Kolb2nverdichber weiter verdichtet.
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Iii dem vorher b:etrach--eten Fall, d. h. in dem Fall, wo die Stellung
des Drehschiebers i9 die öffnungen i8 gemäß Abb. 3 offen hält, bewirkt der Verdichter
die Ansaugung einer großen Luftmenge ohne Widerstand durch ,e,i.tien Gegendruck
und die Verdichtung eines Teiles der angesaugten Luft.
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.Im allgemeinen wird die Winkelstellung der Durchlässe i8 in bezug
auf den Auslaß 2.1 bei der Herstellung der Maschine entsprechend der Arbeitsweise,
die man der Maschine geben will, festgelegt. Man könnte anderseits in der Wandung
des Körpers i eine gewisse Anzahl Durchlässe in verschiedenen Abständen von dem
Auslaß 24. vorsehen und Einrichtungen anbringen, die das Offenlassen eines dieser
Durchlässe wahlweise ermöglichen, beispielsweise indem man an verschiedenen Stellen
des Körp.-rs i Einrichtungen, wie 13 und 18, vorsieht; dabei wird lediglich der
Durchlaß offen gehalten, mit dem man die Luftmenge .erhält, welche verdichtet werden
soll.