DE823373C - Vorrichtung zur Entlastung des Arbeitskolbens bei Kraft- und Arbeitskolbenmaschinen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Entlastung des Arbeitskolbens bei Kraft- und Arbeitskolbenmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlastung des Arl>eitskoll>ens bei Kraft- und Arbeitskolbenmaschinen. Es ist bereits bekannt, den Arbeitskolben bei einfach oder doppelt wirkenden Kolbenmaschinen von den durch die Pleuelstange übertragenen Tangentialdrücken dadurch zu entlasten, daß der Kopf der Pleuelstange an einem Kreuzkopf angreift, der in besonderen Führungen gleitet und seinerseits durch eine Schubstange mit dein Arbeitskolben in Verbindung steht. Durch den Kreuzkopf und die zugehörige Gleitführung wird die Baulänge der Maschine vergrößert, was sich insbesondere bei kleineren Maschinen sehr ungünstig auswirkt. Man zieht es daher meist vor, die Pleuelstange unmittelbar am Arbeitskolben angreifen zu lassen. Bei einer solchen Bauart führen jedoch die von der Pleuelstange übertragenen Tangentialdrücke zu einer ungleichmäßigen Abnützung des Arbeitskolbens bzw. des Arbeitszylinders, so daß ein fester Abschluß zwischen Kolben und' Zylinder auf die Dauer nicht erreichbar ist. Besonders störend wirkt sich das bei Gleichstromkolben'kompressoren aus, deren Arbeitsleistung durch die Undichtigkeitsverluste erheblich verringert werden kann.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Entlastung des Arbeitskolbens bei Kraft- und Arbeitskolbenmaschinen, bei der in dem entsprechend auf die Kurbelwelle zu verlängerten Arbeitszylinder ein gelenkig mit dem Arbeitskolben verbundener Führungskolben vorgesehen ist, der seinerseits über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle in Verbindung steht. Der Führungskolben weist insbesondere bei stehenden, einfach wirkenden Gleichstromkolbenkompressoren zwischen den Gelenkstellen für die Verbindung mit dem Arbeitskolben einerseits und der Kurbelwelle andererseits eine dicht schließende Zwischenwand auf, so daß die zwischen Arbeitskolben und Führungskolben einströmenden, zu verdichtenden Gase deniZylinderkolben zuströmen können. Die dem Arbeitskolben zugewandte Gelenkstelle des Führungskolbens besteht vorzugsweise aus zwei, einen Zapfen aufnehmenden Lageraugen, während der die Pleuelstange tragende Zapfen unmittelbar in der Kolbenwandung gelagert ist. Führungskolben und Arbeitskolben können durch eine Schubstange gelenkig verbunden sein, Sie können aber auch durch einen unmittelbar in Ansätzen beider Kolben vorzugsweise senkrecht zur Zylinderachse beweglich gelagerten Zapfen aneinander angelenkt sein.
• Durch die Verwendung eines Führungskolbens wird der Arbeitskolben von den durch die Pleuelstange ausgeübten Tangentialdrücken entlastet. Der Arbeitskolben wird daher nur in Achsrichtung angetrieben, so daß eine ungleichmäßige Abnutzung der einen oder anderen Zylinderwandseite unmöglich ist. Eine ungleichmäßige Abnutzung des Führungskolbens kann sich nicht schädlich auswirken, weil es lediglich auf den dichten Abschluß zwischen Arbeitskolben und Arbeitszylinder ankommt und die etwa zwischen Arbeitskolben und Führungskolben einströmenden, zu verdichtenden Gase nur unter geringem Druck stehen, so daß ein Ausströmen dieser Gase in den Kurbelkasten nicht zu befürchten ist. Besonders günstig wirkt sich die Ausschaltung jeder Abnutzung zwischen Arbeitskolben und Arbeitszylinder bei Kohlenstaubmaschinen aus, weil der Zylinder nicht unrund werden kann und sich infolgedessen auch Kohlenstaubteilchen nicht zwischen Kolben und Zylinder festsetzen und zu einem Ausschmirgeln der Zylinderwandung führen können. Durch die Verwendung eines Führungskolbens an Stelle eines Kreuzkopfes kommt eine besondere Führung in Fortfall. Es dient lediglich das der Kurbelwelle zugewandte Ende des Arbeitszylinders als Gleitfläche, wodurch die Baulänge nur wenig vergrößert wird. Bei Verwendung eines Kurbelzapfens zur Verbindung des Arbeitskolbens mit dem Führungskolben bzw. bei Verwendung exzentrischer Lagerschalen an dieser Gelenkstelle ist es möglich, den. Arbeitskolben unmittelbar mit dem Führungskolben zu verbinden und die Bauhöhe soweit zu verringern, daß sich die obere Endstellung des Führungskolbens dicht an der unteren Endstellung des untersten Kolbenringes des Arbeitskolbens befindet.
• Eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist beispielsweise in Anwendung auf einen stehenden, einfach wirkenden Gleichstromkolbenkompressor in der Zeichnung veranschaulicht.
• Abb. i gibt einen Längsmittelschnitt durch eine Hälfte des Arbeitszylinders mit dem Kolben sowie durch das Kurbelwellenlager wieder; Abb. 2 zeigt einen zu der Abb. i senkrechten Län.gsmittelschnitt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der wassergekühlte Arbeitszylinder t durch eine Kopfplatte 2 abgeschlossen.
• Im Zylinderkopf befinden sich die Auslaßventile für die verdichteten Gase, die über einen Flansch 3 einem Sammelbehälter zuströmen. 1)ie Zuführung der zu verdichtendenGaseerfolgt durch den am unteren Ende des Arbeitszylinders zwischen diesen und dem Kurbelkastengehäuse 4 gebildeten ringförmigen Hohlraum 5, der durch eine Anzahl von Löchern 6 mit dem Innenraum des Arbeitszylinders i in Verbindung steht. In dem Zylinder gleitet der Arbeitskolben 7 und ein mit diesem durch eine Schubstange 8 gelenkig verbundener Führungskolben g 'hin und her. in dein der Kopf einer Pleuelstange io gelenkig gelagert ist. 1)ie Pleuelstange ihrerseits greift an dein Kurbelzapfen ii einer Kurbelwelle 12 an. Der (las obere Ende der Schubstange 8 haltende Zapfen 13 ist in Lageraugen i4 des Arbeitskolbens 7 und der das untere Ende der Schubstange festlegende Zapfen 15 in Lageraugen 16 des Führungskolbens 9 gelagert, während der den Pleuelstangen'kopf 17 haltende Zapfen i8 unmittelbar in der Wandung des Führungskolbens 9 gelagert ist.
• Auf die Verwendung einer Schubstange 8 kann man verzichten, wenn man beispielsweise den Führungskolben mit außerhalb der Nlittelebeneangeordneten Lageraugen und den Arbeitskolben mit einem in der Zylindermittelebene liegenden Lageransatz versieht und in diesem Lageransatz beispielsweise eine exzentrisch gelagerte Schale anordnet, so daß eine geringfügige Bewegung des Lagerzapfens zur Zylinderachse und zur Kurbelwelle möglich ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Entlastung des Arbeitskolbens bei Kraft- undArbeitskolbenmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem entsprechend auf die Kurbelwelle (12) zu verlängerten Arbeitszylinder (i) ein gelenkig mit dem Arbeitskolben (7) verbundener Führungskolben (9) vorgesehen ist, der seinerseits über eine Pleuelstange (io) mit der Kurbelwelle (i 1, 12) in Verbindung steht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, insbesondere für stehende, einfach wirkende Gleichstromkolbenkompressoren, dadurch gekennzeichnet; daß der Führungskolben (9) zwischen den Gelenkstellen für die Verbindung mit dem Arbeitskolben (7) einerseits und der Kurbelwelle (i i, 12) andererseits eine dicht schließende Zwischenwand aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Arbeitskolben (7) zugewandte Gelenkstelle des Führungskolbens (9) aus zwei, einen Zapfen (15) aufnehmenden Lageraugen (16) besteht, während der die Pleuelstange (io) aufnehmende Zapfen (18) unmittelbar in der Kolbenwandung gelagert ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB Führungskolben (9) und Arbeitskolben (7) durch eine Schubstange (8) gelenkig verbunden sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Arbeitskolben (7) mit dem Führungskolben (9) durch einen unmittelbar in Ansätzen (i4, 16) beider Kolben vorzugsweise senkrecht zur Zylinderachse beweglich gelagerten Zapfen verbunden ist.