DE939871C

DE939871C - Drehkolbenmaschine

Info

Publication number: DE939871C
Application number: DER1760A
Authority: DE
Inventors: Arno Rothe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-05-18
Filing date: 1950-05-18
Publication date: 1956-03-08

Description

Drehkolbenmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine für Dampf- oder Preßluftbetrieb, bei der auf zwei parallel zueinander angeordneten Wellen ein zahnradartig ineinandergreifendes Kolbentrommelpaar befestigt ist und aneinanderliegend in einem Gehäuse geführt ist. Die Trommeln werden durch Dampf oder Preßluft in Drehung versetzt.
Solche Drehkolbenmaschinen sind bekannt. Die Zuführung des Arbeitsmittels erfolgt über einen Drehschieber oberhalb des Zahneingriffes. Eine derartige Arbeitsmittelführung ist sehr aufwendig und ermöglicht keine gedrungene Bauart der Drehkolbenmasdhine. Durch die Erfindung sollen Kolbenschieber oder Ventile vermieden und eine einfache Arbeitsmittelführung geschaffen werden, die auch eine gedrungene Bauart gestattet. Erfindungsgemäß erfolgt die Zuleitung des Arbeitsmittels durch einen Kanal in den Kolbenzähnen über Kanäle von der Innenseite der Kolbentrommeln aus.
Mehrere außen glatte, topfförmige Kolbentrommeln sind mit je einem, einen Kanal enthaltenden Kolbenzahn aneinanderliegend und ineinandergreifend auf,den Wellen um i8o° versetzt hintereinander angeordnet, so daß bei jedem Umlauf ein über die vorhandenen Steuerungsteile regelbar eingestelltes Füllungsverhältnis eingehalten--wird. Jede Kolbentrommel weist einen mit einem Zuleitungskanal versehenen Zahn und eine Zahnlücke auf, und zwei benachbarte Trommeln sind so- zueinander drehbar angeordnet, daß der 'Zahn der einen Trommel in die Lücke der anderen Trommel greift. An der offenen Seite im Gehäuse sind Steuerringe angeordnet, die in die Trommeln hineinragen und an deren Außenseite die Innenseite der Trommeln gleitet. Die Steuerringe besitzen für konstante .Füllung rechtwinklige Ausschnitte oder sind für eine regulierbare Füllung keilig ausgeklinkt.
Die Wellen sind als Hohlwellen ausgebildet und zur Regelung der Steuerquerschnitte mit Regulierstangen versehen, die auf Schieber einwirken.
Zur Erzielung von zwei Bewegungsrichtungen sind die Wellen mit einem schaltbaren Wendegetriebe verbunden. Bei der Verwendung von hintereinanderliegenden Ko:ibentrommelpaaren sind Kanäle in den Böden der Trommeln und Oden Zwisc henwänden vorgesehen, damit die Zufuhr des Druckmittels zu den weiteren Kammern erfolgen kann.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel im Schema dargestellt, es zeigt Abb. z einen Ouerschnitt durch die Mitte der Zähne der Kolbentrommeln und Kammern, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Abb. i, Abb. 3 die Darstellung des Getriebes, --- Abb. 4 die Anordnung der Regulierstangen, Abb. 5 die Abwicklung der Trommel und des Steuerringes für ein veränderliches Füllungsverhältnis, Abb.6 die Abwicklung der Trommel und des Steuerringes für ein konstantes Füllungsverhältnis. In den Abbildungen sind Stopfbüchsen, Lager usw. nicht im einzelnen dargestellt. Die Kolbentrommeln bi, b2 sind- im Gehäuse a auf den Wellen ui, u2 befestigt. Jede Kolbentrommel b1, b2 besitzt einen Zähn, f l, f21 die einen Kanal g aufweisen. Weiter trägt jede Trommel eine Zahnlücke k. Jeder Zahn f1, f2 der Trommeln wirkt als kreisender Kolben. Die Größe -der Trommeln ist durch die Größe der Wälzkreise wie bei einem normalen Zahnrad bestimmt. Die Trommeln berühren sich im Punkt l und werden durch auf den Wellen ui, u2 befestigte Zahnräder .A, A' (Abb. 3) in der mittigen Lage gehalten. Stehen die beiden Trommeln b1, b2 mit ihren Zähnen - in der- Startstellung (Abb. r), so wird der Raum k zwischen den beiden Zähnen fi, f2, der Innenwand des Gehäuses a und dem Berührungspunkt l der beiden Trommeln bi, b2 gebildet.- Wird nun Preßluft oder Dampf in den Raum k geleitet, so wird eine trei= bende Kraft durch den Unterschied der Drücke vor und hinter dem Zahn hervorgerufen, und beide Trommeln drehen sich in der Pfeilrichtung.
Die Zuleitung des Druckmittels erfolgt durch die Zähne f1, f2 über die Kanäle g von den Innenseiten der Kolbentrommeln. Das Druckmittel wird über die Kanäle o des Gehäuses a zum Innern der Kolbentrommeln bi, b2 --geleitet. --Die Kolheli= trommeln sind topfartig ausgebildet und mit ihi:eii Topfböden v an den Wellen ui, u2 befestigt.
Das - Druckmittel gelangt vom Innern der Trommeln durch-,die Kanäle g der Zähne in den Raum k. Die Innenseiten der Trommeln bx, b2, die an- den Zähnen in der Wandung verstärkt sind, gleiten an Steuerringen cl, c2. Die im Gehäuse befestigten Steuerringe besitzen Aussparungen, die die mit den Trommeln umlaufenden Bohrungen g in bestimmten Stellungen abdecken und freigeben. Das Druckmittel kann dadurch für einen Bruchteil des Umlaufes einströmen und die entsprechende Drehung der Trommeln einleiten. Däs verbrauchte Druckmittel, entweicht durch den Auslaßkanal q im Gehäuse a. Im Drehbereich der Trommeln zwischen der Ausströmung des verbrauchten Druckmittels -und .dem Beginn der Einströmung werden die Kanäleg durch die Steuerringeci, c2 abgesperrt,. so daß etwa 7o % des Umfanges benutzbar ist.
Bei einem .konstanten Füllungsverhältnis sind die Steuerringe gemäß Abb.6 rechtwinklig ausgeschnitten. Bei einem veränderlichen Füllungsverhältnis werden die Steuerränge keilförmig ausgeschnitten (Abb. 5), und der Einströmungsquerachnitt g wird -.regelbar .ausgebildet. .-Für . diesen Fall sind die Wellen ui, u2 hohl und tragen Regulierstangen d. Bei der Hintereinan_deranordnung von mehreren Kolbentrommelpaaren sind weitere Regulierstangen e vorgesehen. Durch einen Schlitz in den Wellen ui, u2 sind die Regulierstangen d, e mit Regulierschiebern h verbunden. Die, Regulier= -sc'hiaber k fassen beim Umlauf dicht hinter die feststehenden Steuerringe c1, c2. Decken die ReguLierschieber h die Durchbohrungen halb ab, so werden sie bei ihrem Umlauf von den keilförmig ausgeschnittenen Steuerringen ,schon im Punkt z (Abb. 5) vo11kommen abgedeckt.
Die Abb. 2 zeigt,zwei hintereinander angeordnete Kolbentrommelpaare,- die durch eine Zwischenwand s getrennt sind. Die Anordnung der Zähne erfolgt um !8o° versetzt. Durch die Bohrungen t in den Böden v der Trommeln und durch den Kanal y in der Zwischenwand s kann das Druckmittel in die weiteren Kolbentrommeln einströmen.
-Zur Erzielung der Umkehrbewegung ist in der Abb. 3 auf jeder Welle ui, u2 ein Zahnrad B, B' angeordnet. Ein auf einer Welle x verschiebbares Zahnrad C, das lösbar mit einer Kupplung verbunden sein kann, ermöglicht die Umkehrbewegung durch wählweises Kuppeln mit dem Zahnrad B oder dem Zahnrad B'. _ Ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Regulierstangen d, e zeigt die Abb, q.. Die Stangen sind durch Kegelrollenlager geführt, und die -Bewegung erfolgt durch je eine in einer Führung liegende Gabel, in deren Kopf V-förmige Nuten eingefräst sind, in denen die kurzen Zapfen des feststehenden Kugellagergehäuses zwangsweise entgegengesetzt auseinandergezogen oder zusammengedrückt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine ist wie folgt: ' Vier Walzen mit je einem Zahn i cm hoch, 5 cm lang, Kopfkreisdurchmesser io cm, Walzendurchmesser 8 cm, mittlerer Arbeitswegdurchmesser 9 cm, mittlerer Druck 5 atü, mittlere Umdrehungszahl pro Sekunde io Umdrehungen. Gesamtdruckfläche vier Zähne = 5 cm X z cm X 4 =:20 cm2, mittlerer Gesamtdruck = 20 cm2 X 5 kg/cm2 = ioo kg, 70°/o Umfang =o,o9mX3,4Xo,7=o,2m. mittlere indizierte Leistung

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehkolbenmaschine, bei der auf zwei parallel zueinander angeordneten Wellen ein zahnradartig ineinandergreifendes Kolbentrommelpaar befestigt ist und aneinanderliegend in einem Gehäuse geführt ist und deren Trommeln durch Dampf bzw. Preßluft in Drehung versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere außen glatte, topfförmige Kolbentrommeln mit je einem einen Kanal enthaltenden Kolbenzahn aneinanderliegend und ineinand-ergreifend auf den Wellen (u1, u2) um i8o° versetzt hintereinander angeordnet sind, derart, daß bei jedem Umlauf ein über die Steuerungsteile (e, d, h, cl, c2) regelbar eingestelltes Füllungsverhältnis eingehalten wird.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolbentrommel einen mit einem Zuleitungskanal (g) versehenen Zahli (f 1, f2) und eine Zahnlieke (h) aufweist und zwei benachbarte Trommeln (b1, b2) so Zueinander drehbar angeordnet sind, daß der Zahn der einen Trommel in die Lücke der anderen Trommel greift.
3. Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentrommeln topfartig ausgebildet sind und an der offenen Seite im Gehäuse befestigte Steuerringe (cl, c2) angeordnet sind, die in die Trommeln hineinragen und an deren Außenseite die Innenseite der Trommeln gleitet.
4. Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerringe (cl, c2) für konstante Füllung rechtwinklige Ausschnitte besitzen oder für eine regulierbare Füllung keilig ausgeklinkt sind.
5. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (u1, u2) als Hohlwellen ausgebildet sind und zur Regelung der Steuerquerschnitte Regulierstangen (d, e), die auf Schieber (h) einwirken, besitzen.
6. Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (a) Zufuhrkanäle (o) für das Druckmittel angeordnet sind, die mit dem Innern der Kolbentrommeln eine Verbindung haben.
7. Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (u1, u2) mit einem schaltbaren Wendegetriebe verbunden sind. B. Dre'hkolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der hintereinanderliegenden Kolbentrommeln durch Bohrungen (t) in den Kolbentrommelböden (v) und Kanäle (r) in der Zwischenwand (s) erfolgt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 712 858.