Wynalazek niniejszy dotyczy maszyny o tloku wahliwym, jak np. pompy, dmucha¬ wy, silnika, sprezarki i t. d., w której oslo¬ nie kulistej znajduje sie tlok nieobrotowy.Dzialanie takiej maszyny polega na tern, ze powierzchnie czynne tloka wahliwego cze¬ sciowo opieraja sie na obrotowych po¬ wierzchniach o odpowiednim ksztalcie, któ¬ re tocza sie po tych powierzchniach czyn¬ nych.We wszystkich znanych maszynach te¬ go rodzaju osadzony ukosnie tlok nieobro- towy swemi powierzchniami czynnemi sli¬ zga sie po bocznych sciankach oslony lub nawet po przegrodach, przyczem styk po¬ slizgowy miedzy powierzchniami czynnemi tloka a sciankami bocznemi oslony wypada wzdluz linji, która tylko teoretycznie mo¬ ze dac dobre uszczelnienie miedzy komora ssania a komora tloczenia maszyny, W praktyce jednak nie mozna zupelnie utrzy¬ mac na linji styku trwalego uszczelnienia miedzy komora ssania i komora tloczenia, gdyz wskutek np. scierania lub obróbki, tloczony plyn lub gaz pod dzialaniem róz¬ nicy cisnien moze zawsze przeplywac z jed¬ nej komory do drugiej. Takie przeplywanie z komory tloczenia do komory ssania zmniejsza sprawnosc maszyny i powoduje straty wskutek tarcia tak, iz maszyna win¬ na miec zawsze teoretycznie wieksza po¬ jemnosc, niz jest to konieczne przy danych stratach. Równiez w celu osiagniecia okre¬ slonej sprawnosci tloczenia szybkosc obro-towa maszyny winna byc wieksza od szyb¬ kosci, wymaganej przy doskonalem uszczel¬ nieniu, wskutek czego zwieksza sie sciera¬ nie w miejscach tarcia i nieszczelnosc wciaz wzrasta.W celu zapobiezenia niedogodnosciom, powstajacym wskutek linjowego styku czynnych powierzchni tloka i bocznych scia¬ nek komory, boczne jej scianki wedlug wy¬ nalazku sa przyciete, powierzchnie zas czynne sa pochylone wzgledem walu nape¬ dowego tak, ze czesc powierzchni czynnych przylega do przycietych powierzchni scia¬ nek bocznych. Ponadto scianki boczne i u- kosny czop tloka obracaja sie z ta sama szybkoscia katowa co i wal napedowy, wskutek czego powierzchnie przyciete tych scianek bocznych przy zataczajacym sie ruchu tloka ocieraja sie o jego powierzch¬ nie czynne. Azeby zapewnic styk miedzy czynnemi powierzchniami tloka i po¬ wierzchniami przyciecia scianek bocznych, powierzchnie przyciecia posiadaja taki sam ksztalt, jak i powierzchnie czynne.Wskutek obracania sie scianek bocz¬ nych oslony osiaga sie jednoczesnie to, ze niema zadnych strat tarcia miedzy plynem tloczonym i sciankami bocznemi, jak to mialo miejsce dotychczas.Poniewaz przy bezposredniem zetknie¬ ciu sie powierzchni przycietych z po¬ wierzchniami tlocznemi tloka wahliwego po pewnym okresie dzialania ujawnia sie scie¬ ranie, przeto wedlug wynalazku powierzch¬ nie przyciete nie tocza sie bezposrednio po powierzchniach tlocznych tloka wahliwego tak, iz miedzy powierzchniami przycietemi i powierzchniami tlocznemi tloka zachowa¬ ny zostaje maly odstep, np. 0,05 do 0,5 mm, czyli miedzy powierzchniami przycietemi i powierzchniami tlocznemi pozostaje odstep szczelinowy, którego szerokosc powinna byc obliczona tak, aby plyn tloczony nie mógl przeplywac w tym odstepie od stro¬ ny tloczenia w strone ssania.Poniewaz obrotowe powierzchnie przy¬ ciete poruszaja sie wpoblizu konców scian¬ ki przedzialowej, umieszczonej miedzy króccem ssania i króccem tloczenia, przeto istnieje w tern miejscu szczelina, przez która móglby przeplywac plyn od strony tloczenia w strone ssania. Temu ma zapo¬ biec dlugosc powierzchni styku miedzy po¬ wierzchnia tloczna tloka i obrotowa po¬ wierzchnia przycieta, która jest dluzsza od szerokosci szczeliny, nalozonej poprzecz¬ nie do tloka, przyczem miedzy przegroda i sciankami szczeliny tloka wahliwego prze¬ plyw jest uniemozliwiony dzieki temu, ze przegroda nie jest umieszczona w szczeli¬ nie tloka, jak to bylo dotychczas, lecz w tloku wahliwym z rozbieznemi nazewnatrz powierzchniami tlocznemi osadzony jest czop stozkowy, a w tloku o postaci tarczy z równoleglemi powierzchniami tlocznemi u- mieszczony jest czop walcowy w szczelinie tloka, i przegroda jest umieszczona w szczelinie tego czopa walcowego. Dzieki ta¬ kiemu ukladowi otrzymuje sie szczelne za¬ mkniecie, a jednoczesnie bardzo znacznie zmniejsza sie tarcie miedzy przegroda a sciankami szczeliny tloka. Oczywiscie moz¬ na zaopatrzyc w równolegle powierzchnie tloczne równiez i czop walcowy tloka tar¬ czowego o rozbieznych nazewnatrz po¬ wierzchniach tlocznych lub czop stozkowy tloka tarczowego o równoleglych po¬ wierzchniach tlocznych. Korzystny jest jednak wspomniany wyzej uklad, gdyz wtedy powierzchnie szkodliwe sa najmniej¬ sze.Na rysunku uwidoczniono przyklad wy¬ konania maszyny wedlug wynalazku, przy¬ czem fig. 1 przedstawia podluzny przekrój osiowy maszyny o tloku wahliwym, fig. 2—• widok zgóry walu napednego, fig. 3 — przekrój szczeliny czopa stozkowego, sli¬ zgajacego sie ruchem zwrotnym po prze¬ grodzie i osadzonego w wydrazeniu tloka, fig. 4 — przekrój wzdluz linji IV — IV na fig. 3, fig. 5 — widok czopa stozkowego we¬ dlug fig. 3 i 4, fig. 6 — przekrój wzdluz li-nji V/ — VI na fig. 2, fig. 7 — przekrój tlo¬ ka o równoleglych powierzchniach tlocz¬ nych, fig. 8 — widok zgóry tloka z po¬ wierzchniami, zbieznemi nazewnatrz, fig. 9 — widok ruchomych czesci maszyny, fig. 10 — widok zboku tloka wedlug fig. 1, fig. 11 ¦— dlawienie wirowe czynnika tloczone¬ go miedzy oslona a obwodem tloka1 fig. 12 — przekrój poziomy ruchomych czesci maszyny, objasniajacy wartosci poszcze¬ gólnych katów, fig. 13 — pionowy przekrój osiowy maszyny, w której tlok wahliwy nie styka sie bezposrednio z bocznemi obroto- wemi powierzchniami przycietemi, fig. 14— przekrój wzdluz linji XIV — XIV na fig. 13, fig. 15 — przekrój poprzeczny tloka tarczowego, którego powierzchnie czynne, w celu unikniecia bezposredniego zetknie¬ cia sie powierzchni przycietych bocznych scianek komory z czynnemi powierzchnia¬ mi tloka, sa nieco odsuniete.W oslonie kulistej / z bocznemi krócca¬ mi 2 osadzony jest wal napedowy 4 w pa¬ newkach lozyskowych 3. Wal 4 z obydwóch stron oslony przybiera ksztalt stozkowych wycinków kulistych 5 i 6, miedzy któremi znajduje sie splaszczona kula 7, w która wkrecony jest czop ukosny 8 z bocznemi powierzchniami stozkowemi 9 i 10, na któ¬ rych osadzony jest tlok wahliwy //. Po¬ wierzchnie stozkowe 9 i 10, których wierz¬ cholek znajduje sie w srodku tloka 11, nie dopuszczaja do silnego zakleszczenia, a tern samem i znacznego scierania tloka w lozysku. Tlok 11 posiada szczeline 12 w której miesci sie przegroda 13, osadzona w oslonie 1 i oddzielajaca strone tloczenia od strony ssania. Z lewej i prawej strony przegrody 13 znajduje sie króciec ssawny 32 i króciec tloczny. W szczelinie 12 osa¬ dzony jest czop stozkowy 14 w odpoWied¬ niem wycieciu tloka 11, posiadajacego roz¬ biezne nazewnatrz powierzchnie tloczne 17.W czopie stozkowym 14 (fig. 3 — 5) wycie¬ ta jest szczelina 14a. Wskutek tego, ze tlok jest osadzony ukosnie wzgledem walu na¬ pedowego, obrotowi zas tloka zapobiega przegroda 13, powstaje zataczanie sie tloka, przyczem teoretycznie kazdy punkt tego tloka opisuje petle przestrzenna (lemniska- te). Biorac praktycznie, ruch wahadlowo- zwrotny tloka naklada sie na obrotowy ruch zwrotny. Czop 14 {fig. 9), osadzony obroto¬ wo w tloku, waha sie zatem na przegrodzie tam i zpowrotem i wskutek tego obrotowego osadzenia tlok moze obracac sie naokolo tego czopa, odpowiednio do powyzej wspomnianego nakladanego ruchu obroto- wo-zwrotnego.W tloku wahliwym (fig. 7) o równole¬ glych powierzchniach tlocznych 17a czop 14 posiada ksztalt walcowy, gdyz wtedy przestrzenie szkodliwe, tworzace sie przy skrajnych polozeniach ukosnych tloka, sa najmniejsze, podobnie jak w tloku wahli¬ wym o rozbieznych nazewnatrz powierzch¬ niach tlocznych przestrzenie te sa naj¬ mniejsze wtedy, gdy czop posiada ksztalt stozkowy.Obydwa wycinki kuliste 5 i 6, zwrócone ku srodkowi oslony, maja powierzchnie stozkowe 5a i 6a, stanowiace scianki bocz¬ ne komory roboczej 15, która jest ograni¬ czona z drugiej strony oslona kulista 1 i kula 7. Z powierzchni stozkowych 5a i 6a wycieta jest pewna czesc w ten sposób, ze powierzchnia przycieta 16 stanowi czesc powierzchni stozkowej, której zbieznosc odpowiada dokladnie lub w przyblizeniu powierzchniom tlocznym 17 tloka 11.Styk linjowy miedzy powierzchniami tlocznemi 17 (fig. 12) tloka Wahliwego 11 i powierzchniami stozkowemi 5a i 6a naste¬ puje wtedy, gdy dwa katy 11 (kat wychy¬ lenia tloka wahliwego, okreslony zapomo- ca kata, który tworzy czop 8 z osia walu) sa równe katowi 20, zawartemu miedzy scianka boczna i powierzchnia tloczna tlo¬ ka, zajmujacego polozenie skrajne. Kat rozwarcia 19 tloka 11 moze byc równy, mniejszy lub wiekszy od kata 18. Aby osia¬ gnac jednak dobre warunki prowadzenia — 3 —tloka 11 po przegrodzie 13, kat 19 tloka 11 winien byc równy lub wiekszy od kata 18 (polówki kata wychylenia). Przy styku po¬ wierzchniowym miedzy powierzchniami tlocznemi 17 i powierzchniami stozkowemi 5a i 6a kat 20 winien byc mniejszy od po¬ dwojonego kata 18. Wobec tego odpowiedni kat 21 jest mniejszy od podwojonego kata 18. Dlugosc 22 powierzchni przycietej 16 jest tern wieksza, im mniejszy jest kat 21.Dlugosc powierzchni 16 powinna byc rów¬ na lub wieksza od szerokosci 23 szczeliny w tloku. Jest to wymagane z tego wzgledu, ze miedzy powierzchniami pfzycietemi 16 i koncami 13a i 13b przegrody 13 podczas obrotu scianek bocznych 5a i 6a otrzymuje sie szczeline, przez która czynnik tloczony moze przeplywac z przestrzeni tlocznej do przestrzeni ssawnej (fig. 9). Gdy po¬ wierzchnie przyciete 16 zajmuja swe po¬ lozenia poza przegroda 13, to miedzy stro¬ na ssania a strona tloczenia nastepuje u- szczelnienie wskutek przylegania po¬ wierzchni stozkowej 5a i 6a do konców 13a i 13b przegrody 13. Skoro tylko przedni koniec powierzchni przycietej 16, liczac w kierunku ruchu, mija przegrode 13, miedzy koncem 13a przegrody 13 i powierzchnia przycieta 16 (fig. 1 i 9) powstaje przedzial, który jest uszczelniony dzieki temu, ze tlok wahliwy 11 w miejscach 24 i 25 opiera sie na powierzchni przycietej 16, to znaczy dlugosc 22 powierzchni 16 jest wieksza lub przynajmniej równa szerokosci 23 szczeli¬ ny tloka.Jezeli stosuje sie tlok 11 (fig. 1 i 9), w którym powierzchnia stozkowa 9 i 10 oraz powierzchnie tloczne 17 sa rozbiezne naze- wnatrz i posiadaja jednakowa zbieznosc, wówczas powierzchnie przyciete 16 pokry¬ waja sie z powierzchniami stozkowemi 9 i 10 (fig. 2).Takie uszczelnienie powierzchniowe mozna równiez otrzymac w tlokach dowol¬ nego podobnego rodzaju. Jezeli np. tlok posiada ksztalt wedlug fig. 8, a wiec jezeli jego powierzchnie tloczne sa zbiezne naze* wnatrz, a scianki boczne oslony stanowia plaszczyzny pionowe, wówczas te scianki boczne winny posiadac wklesla stozkowa¬ ta powierzchnie przycieta, do której moga przylegac powierzchnie tloczne 26 tloka.Scianki boczne winny równiez i tu uczest¬ niczyc w ruchu obrotowym walu.Jezeli obydwie powierzchnie tloczne 17a tloka sa równolegle (fig. 7), to znaczy gdy tlok ma ksztalt plytki plaskiej, a bocz¬ ne scianki oslony — ksztalt stozkowy, to te scianki boczne winny posiadac po¬ wierzchnie przycieta, stanowiaca plaska powierzchnie i obracajaca sie wraz z wa¬ lem.Z powyzszego wynika, ze obracajace sie scianki boczne 5a i 6a maszyny o tloku wahliwym winny posiadac, w celu otrzyma¬ nia uszczelnienia powierzchniowego miedzy powierzchniami tlocznemi tloka i temi sciankami bocznemi, wypukle, wklesle lub plaskie powierzchnie przyciete odpowied¬ nio do ksztaltu powierzchni tlocznych tloka wahliwego.Tlok wahliwy 11 (fig. 1, 9, 10, 11), któ¬ ry jest np, wydrazony w celu zmniejszenia mas drgajacych, posiada na obwodzie za¬ giecia kolnierzowe, skierowane ku we¬ wnatrz, oraz zlobki 27. Zlobki 27 obydwóch polówek tloka lla i tlb (fig. 10) sa wzgle¬ dem siebie przesuniete tak, iz plyn, znaj¬ dujacy sie w zlobkach, nie moze przeply¬ wac od strony tloczenia na strone ssania.Zlobki 27 stanowia dlawiki plynu, przeply¬ wajacego miedzy wewnetrzna scianka o- slony i obwodem tloka, gdyz w zlobkach tych powstaja wiry (fig. 11), powodujace dlawienie i uniemozliwiajace spokojny przeplyw plynu. W ten sposób unika sie poslizgu miedzy obwodem tloka i scianka oslony, dzieki czemu niema równiez strat, powstajacych wskutek tarcia.Wobec tego, ze scianki boczne 5a i 6a obracaja sie wraz z walem, mozna zastoso¬ wac lozyska boczne, przyczem przedluzo-ne ku wewnatrz panewki lozyskowe 3a przykrywaja calkowicie powierzchnie oby¬ dwóch wycinków kulistych 5 i 6. Uszczel¬ nienie komory 15 zboku stanowia uszczelki 28 i 29.Dzieki bezposredniemu stykowi po¬ wierzchni przycietej 16 z powierzchniami tlocznemi 17 po uplywie pewnego czasu nastepuje scieranie tych powierzchni, któ¬ re jednak jest nieznaczne wskutek tego, ze powierzchnie przyciete 16 nie stykaja sie bezposrednio z powierzchniami tlocznemi 17, poniewaz miedzy temi powierzchniami znajduje sie niewielka szczelina, np. od 0,05 do 0,5 mm (fig. 13 i 14). Odstep ten zo¬ staje ustalony w zaleznosci od wielkosci danej róznicy cisnien miedzy komora ssa¬ nia i komora tloczenia i w zaleznosci od dlugosci powierzchni przycietej 16 wzgled¬ nie kanalu szczelinowego. Powyzszy od¬ step miedzy powierzchniami 16 i 17 wyko¬ nywa sie przez zeszlifowanie badz po¬ wierzchni przycietej 16 (fig. 13), badz tez powierzchni tlocznej 17 (fig. 15). Cofniecie powierzchni 16 i 17 przez oszlifowanie moz¬ na zastosowac w tlokach dowolnych ksztal¬ tów, nie baczac zupelnie na to, czy np. po¬ wierzchnie tloczne 17 sa rozbiezne naze- wnatrz lub zbiezne, czy tez sa równolegle wzgledem siebie. W tym przypadku przyj¬ muje sie, ze plyn nie moze przeplywac przez kanal szczelinowy z komory tlocznej do komory ssania, gdyz w kanale szczeli¬ nowym powstaja wiry, dlawiace przeplyw plynu. Powstanie dlawienia wirowego moz¬ na ulatwic ponadto w ten sposób, ze po¬ wierzchnie przyciete 16 lub tez powierzch¬ nie tloczne 17 albo powierzchnie obu ro¬ dzajów zaopatruje sie w rowki promienio¬ we.Maszyna wedlug wynalazku dziala w sposób nastepujacy. Zapomoca walu 4 czop ukosny 8 wprawia sie w ruch obrotowy tak, iz tlok 11, zabezpieczony przed ruchem obrotowym zapomoca przegrody 13 i prze¬ cietego czopa 14 lub przy pomocy innych srodków, wykonywa ruch wahadlowy, po¬ krywajacy sie z ruchem obrotowym. Wiel¬ kosc odchylenia podczas ruchu wahadlowe¬ go i obrotowego jest okreslona zapomoca kata, jaki tworzy czop 8 lozyska ukosnego z walem napedowym 4. Komora 15 jest po¬ dzielona przegroda 13 na komore ssawcza i komore tloczna. Dzieki ukosnemu poloze¬ niu tloka 11, stykajacego sie ze sciankami bocznemi oslony, zarówno komora tloczna, jak i komora ssania sa podzielone znowuz na dwie komory, które przy wahliwym ru¬ chu tloka 11 zwiekszaja sie naprzemian po stronie ssania od zera do pewnego maxi- mum, a po stronie tlocznej od tegoz ma- ximum maleja do zera tak, iz w maszynie otrzymuje sie ciagly przeplyw plynu.Tlok wahliwy 11 toczy sie zatem z oby¬ dwóch stron po sciankach oslony, stykajac sie z niemi wzdluz linji stykowej, jezeli scianki boczne sa nieruchome i sa zacho¬ wane wspomniane warunki poszczególnych wielkosci katów. Gdy scianki boczne obra¬ caja sie wraz z lozyskiem ukosnem, to •— jezeli kat 20 jest dwa razy wiekszy od po¬ lowy kata wychylenia 18 — tlok wahliwy 11 bedzie stykal sie ze sciankami bocznemi 5a i 6a równiez wzdluz linji. Przy takiej bu¬ dowie osiaga sie jednak te korzysc, ze dzie¬ ki obracaniu sie scianek bocznych niema ruchów wzglednych, a tern samem strat z powodu tarcia miedzy czynnikiem tloczo¬ nym i sciankami bocznemi.Jezeli kat 20 jest zmniejszony do wiel¬ kosci kata 21, to znaczy, jezeli kat 20 jest mniejszy od podwojonego kata wychylenia 18 i jezeli scianki boczne 5a i 6a sa zaopa¬ trzone w powierzchnie przyciete 16, wów¬ czas tlok 11 przylega obustronnie wzdluz powierzchni, lezacych przeciwlegle wzgle¬ dem siebie w oslonie na przekatnej. Jezeli wal 4 zostaje wprawiony w ruch obrotowy, to powierzchnie przyciete 16 obracaja sie równiez i jednoczesnie, wskutek zatacza¬ nia sie tloka wahliwego 11, powierzchnie tloczne 17 tego tloka sa oprowadzane po- — 5 —wierzchniami przycietemi 16, to znaczy podczas pelnego obrotu walu miedzy po¬ wierzchniami tlocznemi 17 i powierzchnia¬ mi przycietemi 16 istnieje staly styk po¬ wierzchniowy, a tern samem zupelnie szczelne zamkniecie miedzy komora ssania i komora tloczna. Styk powierzchni 17 z powierzchniami przycietemi 16 moze byc równiez posredni, gdyz i wtedy otrzymuje sie calkowicie szczelne zamkniecie.Powierzchnie stozkowe 5a i 6a nie sty¬ kaja sie z powierzchniami tlocznemi 17, lecz musza tylko przylegac szczelnie do konców przegrody 13, aby zapobiec pola¬ czeniu miedzy komora ssania i komora tloczna maszyny.Aby zapomoca maszyny mozna bylo równiez tloczyc plyny, zawierajace czast¬ ki wlókniste lub ziarniste, bez obawy, ze czastki te dostana sie miedzy powierzchnie przyciete 16 i powierzchnie tloczne 17, na koncach powierzchni przycietej 16 przewi¬ dziane sa wglebienia 30, pokrywajace sie z krawedzia zgarniajaca 31, która zatrzy¬ muje czastki ziarniste. Dzieki temu wgle¬ bieniu 30 mozna nawet tloczyc ziarna, np. zboze i t. d., bez obawy hamowania ma¬ szyny.W maszynie niniejszej wszystkie czesci, ograniczajace komore maszyny, z wyjat¬ kiem wewnetrznej scianki 1 oslony, wyko¬ nywaja ruch postepowy, którego szybkosc wzgledna w stosunku do tloczonego czyn¬ nika jest równa zeru, tak iz maszyna pra¬ cuje z bardzo malemi stratami przeplywu.Poniewaz wszedzie zastosowane jest u- szcselnienie powierzchniowe miedzy rucho- memi i nieruchomemi czesciami wzglednie ruchomemi czesciami maszyny, a zwla¬ szcza dzieki powierzchniowemu uszczel¬ nieniu miedzy powierzchniami tlocznemi 17 tloka wahliwego 11 i bocznemi scianka¬ mi oslony wzglednie powierzchniami przy¬ cietemi, przeto budowa maszyny moze byc nadzwyczaj zwarta, maszyna zas moze tlo¬ czyc przy bardzo malej szybkosci obroto¬ wej, wskutek czego scieranie zmniejsza sie do minimum. PL