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Kolbenkompressor für Luft oder andere gasförmige Medien Die Erfindung
betrifft einen Kolbenkompressor für Luft oder andere gasförmige Medien, bei dem
mehrere parallel um eine gemeinsame Zentralachse angeordnete, horizontal liegende
Zylinder vorgesehen sind, in denen doppelt wirkende Kolben arbeiten, deren Kolbenstangen,
die durch eine Taumelscheibe angetrieben werden, derart in Führungen gelagert sind,
daß sie die Kolben außer Berührung mit den Zylinderlaufbahnen halten und bei dem
die Ein- und Auslaßschlitze der Zylinder durch einen umlaufenden Drehschieber gesteuert
werden.
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Bei Kolbenkompressoren ist es bereits bekannt, die Kolbenstangen derart
zu führen, daß die von ihnen getragenen Kolben nicht am Zylinderinnern anliegen
und ungeschmiert arbeiten können. Dabei ist es wesentlich, daß zwischen der Kolbenstangenführung
und dem Zylinderinnenraum eine einwandfreie Ölabdichtung erzielt wird. Deshalb hat
man bei den bekannten Kompressoren die Zylinder senkrecht angeordnet und eine obere
Kolbenstangenführung vermieden, die untere hingegen als doppelte Führung ausgebildet.
Es liegt auf der Hand, daß eine Maschine mit horizontalen Zylindern auf diese Weise
nicht hergestellt werden kann.
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Die Erfindung behebt diese Schwierigkeit. Ein Kompressor nach der
Erfindung weist außerdem noch die Vorteile auf, daß er eine einfache und gedrungene
Bauart besitzt, betriebssicher auch über lange Zeitabschnitte hinweg arbeitet und
ein geringes Gewicht aufweist. Außerdem benötigt er nur wenig oder überhaupt keine
Schmiermittel, so
daß er als Luftkompressor praktisch völlig ölfreie
Preßluft zu liefern vermag.
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Gemäß der Erfindung ist die Führung der Kolbenstange im Innern ausgespart,
wodurch die Kolbenstange von einer Ringkammer umgeben ist, deren Länge mindestens
dem Kolbenhub,>entspricht, wobei diese Ringkammer mit einer oder mehreren Abflußöffnungen
versehen ist, durch die Öl, das sich in der Kammer angesammelt haben sollte, in
einen gegebenenfalls mit einem Ölsümpf verbundenen Raum abfließen kann, der neben
den Zylindern angeordnet ist.
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Bei einer zweckmäßigen Ausbildungsform der Erfindung ist der umlaufende
Drehschieber auf einer Achse angeordnet, die derart in Lagern ruht, daß die Achse
den Drehschieber in seinem Gehäuse so trägt, daß er mit diesem nicht in Berührung
kom t.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, den Kompressor nach der Erfindung derart
auszubilden, daß der Drehschieber keine Dichtungsringe, sondern mehrere dicht nebeneinander
am Umfang vorgesehene Ringnuten aufweist, die eine über seine ganze Länge wirksame
Labyrinthdichtung bilden.
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Infolge der angegebenen Maßnahmen ist es möglich, die Kolben und Zylinder
aus einer Leichtmetallegierung, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung, herzustellen,
da diese beiden Teile einander nicht berühren. Die Kolbenstangen dagegen können
aus Stahl oder einem anderen Metall gefertigt sein, das hinreichend gute Lager-
bzw. Laufeigenschaften besitzt, wenn es in Verbindung mit einer Leichtmetallegierung,
wie Aluminium, zur Verwendung gelangt. Infolgedessen können die Führungen und der
bzw. die Teile, in denen diese Führungen ausgebildet sind, gleichfalls aus einer
ähnlichen Leichtmetallegierung bestehen. Da auch der Drehschieber ohne Schmierung
arbeiten kann, ist es möglich, ihn und ebenfalls sein Gehäuse auch aus einer Leichtmetallegierung,
z. B. aus einer Aluminiumlegierung herzustellen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i einen Verdichter im Mittellängsschnitt und Fig. a einen Teil
desselben in größerem Maßstabe.
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Der Verdichter besteht aus einem Paar entsprechend ausgebildeter Zylinderblöcke
A und Al, die beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung gegossen sind und von
denen jeder sieberL Zylinder A2 enthält, die in gleichmäßigem Abstand rings um ein
zylindrisches Drehschiebergehäuse A3 angeordnet sind. Dieses Drehschiebergehäuse
befindet sich in dem Zylinderblock, und seine Achse verläuft parallel zu den Achsen
der Zylinder; seine Bohrung ist etwas größer als die Zylinderbohrung; seine Länge
entspricht etwa derjenigen der Zylinder.
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Die beiden Zylinderblöcke A und Al sind an den einander gegenüberliegenden
Enden eines mittleren Gehäuses B befestigt, und beide Zylinderblöcke weisen an ihren
äußeren Enden eine ringförmige Endplatte C auf, die die äußeren Enden der Zylinder
A2 verschließt; durch die Mittelöffnung der kingplatten C tagt ein. kurzer Ansatz
A4 des Drehschiebergehäuses A3 hindurch. An der Außenseite weist. jede Endplatte
C ein eine Kammer enthaltendes Gußstück D auf, das gleichfalls zweckmäßig aus einer
Aluminiumlegierung gefertigt ist und einen Auslaßkanal Dl enthält, in dessen inneres
Ende das Drehschiebergehäuse A3, A4 einmündet. Die Auslaßkanäle haben seitliche
Austrittsöffnungen D2.
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An dem inneren Ende eines jeden Zylinderblocks A bzw. A1 ist je eine
Platte E zwischen den Zylinderblöcken und dem mittleren Gehäuse B befestigt, die
eine mittlere Öffnung aufweist, um die herum kreisförmig sieben im Abstand voneinander
angeordnete Öffnungen El vorgesehen sind. Jede dieser Öffnungen liegt konzentrisch
zu einem der Zylinder A2. An jeder Platte E sind rohrförmige Führungen F befestigt,
die durch die Öffnungen El hindurchragen und mittels eines Ringflansches an der
Platte befestigt sind; die rohrförmigen Führungen F haben pilzartige Kopfstücke
F1, die in die Zylinderbohrung hineinragen und einen inneren Zylinderkopf bilden,
der einen gasdichten Verscbluß des Zylinders bewirkt.
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In jedem der Zylinder A2 des Zylinderblockes A ist ein Kolben G angeordnet,
von denen jeder mit dem einen Ende einer Kolbenstange G1 verbunden ist; das andere
Ende einer jeden Kolbenstange ist mit dem Kolben G in dem gleichachsig liegenden
Zylinder des Zylinderblocks Az verbunden. Jede Kolbenstange G1 ragt durch die entsprechenden,
rohrförmigen Führungen F hindurch, die in den inneren Enden der Zylinder vorgesehen
sind, in denen die zugehörigen Kolben arbeiten; jede dieser Führungen ist verhältnismäßig
lang ausgebildet und weist an ihren Enden Lagerstellen F2, F3 auf, mit denen die
Kolbenstange in enger Gleitpassung zusammenwirkt; der mittlere Abschnitt der Führungen
hingegen umgibt die Kolbenstange in einem gewissen Abstand, so daß eine Ringkammer
F6 entsteht, in die mit Schmiermittel angereicherte Luft eintreten und aus der das
Schmiermittel durch Abflußöffnungen F5 abgezogen werden kann. Die Länge einer jeden
Führung F ist erheblich größer als der Hub der Kolben G. Die Länge der Kammer FO
hingegen entspricht genau oder annähernd dem Kolbenhub. Die Kolbenstangen G1 sind
also nur in zwei verhältnismäßig kurzen Lagerstellen F2, F3 unterstützt, wobei im
wesentlichen alles Öl, das an der Lagerstelle F3 vorbeigelangt, in der Kammer FO
aufgefangen und durch die Abflußöffnungen F5 abgeleitet wird.
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Zum Antrieb der Kolbenstangen dient eine auf einer Antriebswelle H4,
die in den Lagern N, NI geführt ist, befestigte Taumelscheibe H3, die mit den Kolbenstangen
G1 über Kugellager H2, ein ringförmiges Glied Hl, Zapfen H and Kugelgelenke G2,
G3 in Verbindung steht.
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Jedes Drehschiebergehäuse A3 steht an seinen Enden mit dem benachbarten
Ende eines jeden Zylinders A2 über eine gemeinsame Ansaug- und Auslaßöffnung J in
Verbindung. Zu diesem Zweck
ist derjenige Teil eines jeden Kopfstückes
F1, der neben einer solchen Öffnung liegt, weggeschnitten, wie dies bei F4 angedeutet
ist; auf diese Weise wird das Durchströmen des Gases durch die Öffnung erleichtert,
wenn sich der Kolben G dem Teil F1 stark nähert. In jedem Drehschiebergehäuse A3
ist ein Drehschieber K drehbar gelagert, der die zu dem Zylinder führenden Öffnungen
auf geeignete Weise steuert, die im einzelnen hier nicht näher beschrieben zu werden
braucht, da sie keinen Teil der Erfindung bildet.
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Die Kolbenstangen G1 sind in den Führungen F an den Lagerstellen F2
und F3 so genau geführt, daß die Kolben die Zylinder nicht berühren und daher praktisch
ohne Schmierung arbeiten können. Die Kolben weisen weder Kolbenringe noch ähnliche
Dichtungsmittel auf; sie haben nur mehrere dicht nebeneinander angeordnete, an sich
bekannte Umfangsnuten, die am besten in Fig. 2 erkennbar sind. Auf diese Weise wird
für den Kolben eine Labyrinthdichtung geschaffen. .
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Auch jeder Drehschieber ist an seinem äußeren Umfang mit- dicht nebeneinander
angeordneten Ringnuten versehen, wie. dies Fig. 2 zeigt. Er kann daher ebenfalls
praktisch ohne Schmierung in dem zugehörigen Drehschiebergehäuse A3 arbeiten.
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Auf diese Weise ist erreicht, daß der Kompressor weder für seine Kolben
G noch für seine Drehschieber K einer Schmierung bedarf. Das geförderte gasförmige
Medium kann daher durch Schmiermittel nicht verunreinigt werden, und die Ausbildung
der Kolbenstangenführungen F ist ersichtlich auch in der Weise erfolgt, daß die
notwendige Schmierung dieser Bauteile das geförderte Gas ebenfalls nicht verunreinigen
kann.