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Rotationsmaschine Die Erfindung betrifft Rotationsmaschinen, wie Pumpen,
Kompressoren, Kraftmaschinen od. dgl., mit einem Kolben, der flüssige, oder gasförmige
Arbeitsmixtel fördert oder von solchen angetrieben wird undi bei denen die Achse
des Kolbens eine Exzenterbewegung ausführt, der Kolben aber nicht um seine eigene
Achse rotiert. Der Kolben kann ])ei Maschinen diieser Art ringförmig sein mit einer
axialen Spalte und kann 4n. einem ringförmigen Arbeitsraum arbeiten. Die, krummen
Flächen des Arbeitsraums und des Kolbens können z. B. von zylindrischer Form sein.
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Maschinen dieser Art müssen mit Organen zum Steuern der Bewegung des
Kolbens ausgestattet sein, beispielsweise derart, daß alle Punkte des Kolbens sich
in. Kreisen bewegen, die a114 denselben Durchmesser haben.
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Das Besondere. der Erfindung besteht darin, daß sich die Organe zum
Steuern der Bewegung des Kolbens innerhalb der inneren der zwei krummen Flächen
befinden, di,e den Arb-citsraum in radialer Richtung begrenzen. Hierdurch wird u.
a. eine zusammengedrängte Bauweise erreicht.
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Andere Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden. Beschreibung
in. Verbindung mit den Zeichnunigeni hervorgehen.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i einen schematischen Schnitt nach der
Linie I-I in Fig. 2 durch eine Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung;
Fig. a zeigt in entsprechender Art einen Schnitt nach der Linie II-II in Abb. i,
Fig. 3, ,I und 5 sind. schematische Darstellungen verschiedener Steuermechanismen.
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Die in Fig. i und 2 der Zeichnung gezeigte Rotationsmaschine umfaßt
ein aus zwei ebenen Seitenwänden a und 3 und aus zwischen diesen angebrachten konzentrischen
Zylinderwänden d. bzw.5
bestehendes Gehäuse i. Zwischen den beiden,
Zylinderwänden befindet sich ein ringförmiger Raum 6.
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In der äußeren Zylinderwand sind unmittelbar nebeneinander zwei Öffnungen,
7 und 8 angebracht, die zur Saug- bzw. Druckseite der Maschine, falls diese als
Pumpe oder Kompressor benutzt wird, bzw. zu Ablauf- und Zufuhrleitungen, falls die
Maschine als Motor benutzt wird, führen. Zwischen den beiden Öffnungen 7 und 8 befindet
sich eine radiale Wand 9, die den Zwischenraum zwischen den. Zylinderwänden 4 und
5 unterteilt.
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In .dem ringförmigen Raum 6 befindet sich der Kolben: io. Dieser Kolben
ist ebenfalls ringförmig, aber mit einer verhältnismäßig breiten, axial verlaufenden
Spalte an der Stelle versehern, wo sich die Wand 9 befindet.
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i i bezeichnet eine ebene Scheibe, die bei der gezeigten. Ausführungsform
in der Mittau zwischen den Seitenwänden 2 und 3 angebracht ist. Diese Scheibe ist
in den Zylinderwänden 4 und 5 geführt und fest mit .dem Kolben io verbunden und
ist ferner durch ringförmige Spalten 15 bzw. 16 sowohl in der inneren als der äußeren
Zylinderwand geführt. Die. Spalte 16 ist längs des Umfangs geschlossen, so da.ß
eine geschlossene, ringförmige Kammer 17 gebildet wird.
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Die Scheibe i i ist innerhalb des. inneren Zylinaders 4 mittels Kugellagern
18 auf .dem Kurbelzapfen i9 der als Kurbelwelle angeführten Treibwelle 2o gelagert.
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Zwecks Erreichung einer Bewegung des. Kolbens derart, daß alle Punkte
des Kolbens Kreise mit gleichem Durchmesser beschreiben, ist ferner in dem Zylinder
4 ein Lenkermechanismus 23, 24, 25, 26, 27 angeordnet. Die Lenker 23, 24 sind auf
mit dem Zylinder 4 fest verbundenen Zapfen 28, 29 gelagert und an ihren Enden bei
30, 31 mit dem Teil 2@5 gelenkig verbunden. Die Lenker 26, 27 sind. an ihrem einen
Ende bei 32, 33 mit der Scheibe i i und an ihren anderen. Enden bei 34 und 35 mit
dem Teil 25 gelenkig verbunden.
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Durch diese Ausführung der Maschine, bei der die Steuerorgane innerhalb,
der inneren Zylinderwand. 4 angeordnet sind, wird u. a. der Vorteil erreicht, daß
,sämtliche Lager und Verbindungen, die geschmiert werden müssen, auf eine besonders
einfache Art geschmiert werden können, nämlich dadurch"daß der Raum innerhalb der
Zylinderwand 4 geschlossen ausgeführt und als Ölbehälter benutzt wird. Während .des
Betriebes der Maschine wird das im Behälter befindliche Öl z. B. von auf der Welle
angebrachtenAusbalancierungsgewichten, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind,
hochgepeitscht. Hierdurch werden sowohl das Lager i8 des Kurbelzapfens i9, die Lager
21 und, a2 der Maschinenwelle 2o und die verschiedenen Gelenke und Zapfenverb-indungen.28,
29 usw. der Steuerorgane stets wirksam geschmiert .gehalten.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Maschine nach Fig. i und 2 ist es
meist erwünscht, zu verhindern, daß Gas aus dem Arbeitsraum 6 in den Raum innerhalb
der Zylinderwand 4 eindringt. Zu diesem Zweck kann die Spalteis, durch welche die
Scheibe i i hindurchgeführt wird, zweckmäßig derart gestaltet sein, daß von -der
Außenseite der Zylinderwand 4 zu deren, Innenseite hin eindringendes Gas erst durch
einen Raum 36 hindurchtreten muß, aus dem das Gas abgeleitet werden kann, z. B.
dadurch, daß der Raum mit der Außenluft -in Verbindung steht. Gleichzeitig können
in der Spalte in den feststehenden Teilen Dichtungsorgane 37, 38 und 39 vorgesehen
sein, die federnd. und gegebenenfalls verstellbar ausgeführt sein: können.
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Wenn für die Steuerung der Bewegung des Kolbens ein Parallelsystem
aus Lenkern benutzt wird, ist es zweckmäßig, das System unsymmetrisch und mit den
Lenkern nach innen sich erstreckend auszuführen, so wie es bei der- in Fig. i gezeigten
Ausführungsform der Fall ist.
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Um näher zu erklären, was mit einem unsymmetrischem. System mit nach
innen, sich erstreckenden Lenkern gemeint ist, wird auf die schematischen Fig.3,
4 und 5 hingewiesen. In Fig. 3 bezeichnet a, d das Lenkerpaar, dessen eine Enden
.mit ,stationären Teilen, z. B. der innere Zylinderwand 4, gelenkig verbunden, sind.
Die Lenker m, d entsprechen somit den Lenkern 23, 24 in Fig. i.
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b, b bezeichnet das andere Lenkerpaar, also entsprechend den
Lenkern 26, 27 in Fig. i. c ist das zentrale Organ (der Teil 25 in Fig. i), mit
dem beide Lenkerpaare bei den Punkten A-A bzw. B-B verbunden sind.
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Der SchnittpunktS zwischen den die PunkteA-A bzw. B-B verbindenden.
Linien fällt mit der Mitte, dieser Linien zusammen. Dies ist gleichbedeutend damit,
daß das Lenkersystem gemäß Fig.3 symmetrisch ist. Es ist hier gleichgültig, ob die
Lenker a -o, nach rechts, wie in der Abbildung gezeigt, oder nach links sich
erstrecken, oder ebenfall's; oh die, Lenker b, b nach unten, sich erstrecken, wie
in der Abbildung gezeigt, oder nach oben.
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Fig. 4 zeigt ein. unsymmetrisches Lenkersystem. Hier sind für den
Teilen in Fig. 3 entsprechende, Teile die: -gleichen Buchstabenbezeichnungen, mit
Markierungen versehen, benutzt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 fällt, wie ersichtlich,
der Schnittpunkt S' der Linien A'-A' und B'-B' nicht mit der Mitte MA' der Linie
A'-A' und ebenfalls nicht mit der Mitte MB der Linie B'-B' zusammen. Ferner
ist ersichtlich, daß sich die Lenker a', a' gegen die Seiten der L1riilenA'-A' hin
erstrecken, wo die Mitte MB auf der zu dem anderen Lenkerpaar b', b' gehörigen
Verbindungslinie B'-B' liegt. Das Entsprechende ist der Fall mit den Lenkern b'-b'.
Dies soll gleichbedeutend damit sein, daß die Lenker sich nach innern erstrecken.
Das Lenkersystem gemäß Fig. 4 entspricht, wie ersichtlich, dem -in Fig. i gezeigten
System.
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Fig.5 zeigt schließlich ein unsymmetrisches Lenkersystem, bei dem
die Lenker sich nach außen erstrecken.
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Wie vorstechend erwähnt, wird das Lenkersystem gemäß der Erfindung
zweckmäßig unsymmetrisch und mit denLenkern, die sich nach innen erstrecken,
ausgeführt.
Es: kann indessen auch -gegebenenfalls ein halbsymmetrisches Lenkersystem mit nach
innen sich erstreckenden Lenkern benutzt werden. Mit einem halbsymmetrischen Lenkersystem
ist eiin System gemeint, bei .dem derSchnittpunkt zwischen den beiden, Verbindungslinien
A-A, B-B mit der 2 litte der einen der Verbindungslinien zusammenfällt, nicht
aber mit der Mitte der anderen, Bei diesver halbsymmetrischen Ausführung sollten
die Lenker, die: derVerb.indungslinieentsprechen., deren Mitte mit dem- Schnittpunkt
zwischen den Verbindungslinien zusammenfällt, .sich nach der Seite der zugehörigen
Verbindungslinie hin gerichtet erstrecken, auf der sich die Mitte der anderen Verbindungslinie
befindet. Die beiden anderen Lenker können sich in der einen. oder der anderen:
Richtung erstrecken, ohne, daß dies infolge der halbsymmetri;schen Ausführung eine
Rolle. spielt.
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Falls ein: völlig unsymmetrisches Lenkerystem benutzt wird, wird bei
der Ausführung des zentralen Organs c auf die Erwünschtheit der Reduktion der Vibrationen
auf ein Minimum Rücksicht genommen. Dies kann. dadurch erreicht werden, daß die
Masse des zentralen Organs c' und eventueller mit c' fest verbundener Teile derart
verteilt ist, -daß die 'Wirkungsrichtung der Resultante .der Massenkräfte von c'
und eventueller an: c' fest verbundener Teile und der Massenkraft, die auf c' von
den Leukern a -a.' übergeführt wird, die an ihren anderen Endpunkt an stationären
Teilen befestigt sind, völlig oder annähernd durch die Mitte MB der Verbindungslinie
B'-B' zwischen den Befestigungspunkten auf dem gemeinsamen Organ c' der Lenker
b', b' gehen, die mit ihrem anderen Endpunkt an dem Kolben befestigt sind.