Maschine für flüssiges oder gasförmiges Arbeitsmittel. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine für flüssiges oder gasförmiges Ar beitsmittel, mit zwei in einem Gehäuse an geordneten Bändern, die eine fortschreitende @'@ellenbewegung ausführen und Arbeits räume der Maschine gegeneinander abgrenzen und mit einem die Bänder betätigenden oder von den Bändern betätigbaren kraftübertra genden, beweglichen Teil.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung von bekannten Maschinen dieser Art und kennzeichnet sich dadurch, dass die beiden Bänder durch zwei einander gegen überliegende Seitenwände eines Hohlkörpers gebildet sind, in dessen Hohlraum der be wegliche Teil angeordnet ist. Durch diese Ausführung werden zwei Bänder durch einen Hohlkörper gebildet, wodurch ein einwand freies Arbeiten der Bänder sichergestellt wird. Die erfindungsgemässe Anordnung er möglicht eine wirksame Schmierung des be weglichen Teils, der von den Arbeitsräumen hermetisch abgeschlossen werden kann. Die erfindungsgemässe Maschine kann als Ver dichter, Pumpe oder Motor ausgebildet sein.
In der beiliegenden Zeichnung sind eine bekannte Maschine und eine Reihe von Aus- führungsbeispielen des Erfindungsgegenstan des dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig.1 der bekannten Maschine, die als Pumpe arbeitet.
Die Fig. 3 bis 17 zeigen einige Beispiele. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ma schine besteht aus einem langgestreckten, im Querschnitt rechteckigen und mit einem Deckel 11 versehenen Gehäuse 10, an dessen Enden Lager 12 und 13 für eine in Form einer zylindrischen Schraubenlinie gewundene Stange 14 (Schraube) angeordnet sind, die den obenerwähnten kraftübertragenden, be weglichen Teil bildet. Zu beiden Seiten der Schraube 14 ist an den Lagern 12 und 13 je ein biegsames Band 15 bezw. 16 befestigt.
Die Bänder erstrecken sich über die ganze Höhe des Gehäuses, so dass sie an der obern und der untern Gehäusewand dichtend an liegen. Der Abstand zwischen den Bandenden ist um so viel kleiner als die wirkliche Länge der Bänder, dass sich die Bänder wellenför inig an die Schraube 14 anschliessen. An den Enden des Gehäuses sind Rohrstutzen 17, 18, 19, 20 angebracht, die mit dem Gehäuse innern in Verbindung stehen und als Ein- und Auslässe für das Arbeitsmittel dienen.
Wenn die Schraube 14 in Drehung ver setzt wird, führen die Bänder fortschreitende Wellenbewegungen aus, wobei jedes Band wie ein endloser Kolben mit gleichmässig fort schreitender Bewegung wirkt. Die Maschine arbeitet in diesem Fall als Verdrängerpumpe mit konstanter Flüssigkeitsmenge per Um drehung der Schraube. Die zwischen den Ge häusewänden und den Bändern eingeschlos senen Arbeitsräume 21. 22 -andern somit. beispielsweise in Richtung von den Einlässen 1-(, 18 zu den Auslässen 19, 20, wodurch die in diesen Arbeitsräumen eingeschlossene Flüssigkeit in der genannten Richtung ge pumpt wird.
Die Maschine kann auch als Motor arbeiten. wobei unter Druck stehendes Mittel zugeführt wird, das durch seinen Druck auf die Bänder die Schraube in Drehung versetzt, so dass Leistung von der Schraube abgenommen werden kann.
In den in den Fig. 3 bis 17 gezeigten Bei spielen ist der bewegliche Teil ganz in einem biegsamen Hohlkörper von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt. eingeschlossen, der in einem Gehäuse wie in Fig. 1 angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt. einen Schnitt. durch eine schraubenförmig gewundene Stange 124, die zu beiden Seiten von einer Anzahl von dün nen Stahlstreifen 125 und 126 umgeben ist. Die Streifen sind von einer im Querschnitt rechteckigen Hülle aus nachgiebigem Stoff, wie Leder, Gummi oder dergl. umgeben. die mit 127 bezeichnet ist. Wenn im Innern dieser Hülle ein Druck aufrechterhalten wird, der grösser ist als der Druck an der Aussen seite, so werden die obern und untern Seiten der Hülle gegen die Wände des Gehäuses ge- drückt, wodurch eine sehr gute Dichtung zwischen den links und rechts von den Bän dern gelegenen Arbeitsräumen erhalten wird.
Gemäss Fig. 3 wird der Hohlkörper durch die Hülle 127 und die Streifen gebildet, wobei sich die Stange im Hohlraum dieses Hohlkör pers befindet. Die beiden vertikalen, einander gegenüberliegenden Seitenwände der Hülle <B>127</B> bilden zusammen mit den Stahlstreifen 125 und<B>126,</B> die sich an der Innenseite dieser Seitenwände befinden, die zwei biegsamen Bänder, die also aus mehreren Teilen be stellen.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 bezeichnet 128 die schraubenförmig ge wundene Stange und 129 einen Metalldraht, dessen Querschnittsform aus Fig. 6 ersicht lich ist. Die 'Ni'indungen des Drahtes sind Rechtecke, deren innere kürzere Seiten min destens dem Durchmesser der Stange<B>128</B> und deren innere längere Seiten mindestens der Summe aus dem genannten Durchmesser und der doppelten Amplitude der Wellenbewe gung gleich ist.
Zwischen den Windungen des Drahtes sind Dichtungen 130 aus nachgiebi gem Stoff. wie Gummi oder dergl. eingelegt, um die Bildung von Spalten zu verhindern, die bei der Verkrümmung des Bandes infolge der Wellenbewegung entstehen können. Die beschriebene Drahtwicklung bildet zusam men mit den Dichtungen den die zwei Bänder bildenden Hohlkörper.
In Fig. 7 ist eine andere Ausführungs form dargestellt, bei der die Drahtwindungen <B>131</B> unmittelbar aneinander anliegen. Die an grenzenden Seiten der Windungen sind mit Ausnehmungen versehen, in denen eine Dich tung 132 eingelegt ist.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 8 sind die aneinanderliegenden Seiten der den Hohlkörper bildenden rechteckigen Windun gen 133 derart konvex- ausgebildet. dass sie bei der Verwindung des Bandes stets mitein ander in Berührung bleiben und in dieser Weise eine genaue Dichtung bilden.
In Fig. 9 bezeichnet 134 die den beweg lichen Teil bildende Stange, 135 eine Metall'- drahtwieklung gemäss einer der oben be- schriebenen Ausführungsformen und 136 eine um die Wicklung 135 gegossene Lage aus Gummi, die nicht nur eine gute Dichtung zwischen den Arbeitsräumen ermöglicht, son dern auch für den Fall, dass das Arbeitsmittel aus Wasser besteht, die zwischen dem Band und den Wänden des Gehäuses auftretende Reibung wesentlich herabsetzt. Die Lage aus Gummi bildet eine die Drahtwindungen auf ihrer Aussenseite umgebende Hülle aus bieg samem Stoffe.
Ist dagegen eine metallische Berührung zwischen dem Band und dem Ge häuse erwünscht, so kann die genannte Gummilage aussen mit einer Drahtwicklung 137 bekleidet sein. Der Hohlkörper besteht dabei aus den Teilen 135-137.
In. den Fig. 10 bis 12 ist ein weiteres Aus- führungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 11 ist ein Schnitt nach der Linie 11-1l in Fig. 10, und Fig. 12 ist eine Ansicht von unten der Fig. 11 gemäss den Pfeilen 12-12. Fig. 10 ist eine Seitenansicht der Fig. 11.
Gemäss diesem Ausführungsbeispiel sind plattenförmige Körper 138 vorgesehen, die auf den Seiten, an denen sie stets mit den Wänden des Gehäuses in Berührung sind, mit in rechtem Winkel abgebogenen Flächen 139 versehen sind, die an ihren hintern Enden bogenförmig ausgebildet sind, so dass sie bei der Verkrümmung der Bänder infolge der Wellenbewegung stets in Berührung mit der benachbarten Platte bleiben. Die Platten sind mit etwa rechteckigen Öffnungen 140 ver sehen, durch die sich die den beweglichen Teil bildende Schraube 141 erstreckt. Um die Öffnung herum sind die Platten nach hinten gebogen, wie dies durch 142 angedeutet ist.
Die Zwischenräume zwischen den Teilen 139 und 142 sind vollständig mit Gummi oder dergl. 143 ausgefüllt. Wie aus den Fig. 10 und 12 ersichtlich ist, erstreckt sich der Gummi zu beiden Seiten etwa ausserhalb der Platten 138, die somit gänzlich im Gummi eingebettet sind. Der Gummi gestattet eine Verkrümmung des ganzen Gebildes ohne Los lösung der Platten voneinander und bildet auch eine gute Dichtung zwischen den Ar beitskammern.
Aus Fig. 10 ist ersichtlich, dass die Teile 139 der Körper 138 teilweise in die benachbarten Körper eingreifen. Dadurch wird mit Sicherheit verhindert, dass sich die Bänder um ihre Längsachse verdrehen kön nen; die aneinandergereihten Körper 138 bil den zusammen mit dem Gummi den Hohl körper, in dessen Innenraum sich die Stange 141 befindet.
In den Fig. 13 bis 17 ist ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Bänder durch dichtend aneinander liegende Elemente von im wesentlichen halb mondförmigem Querschnitt gebildet werden, die zusammen den genannten Hohlkörper bilden.
Wie aus den Fig. 15 und 16 ersichtlich, besteht jedes Bandelement 30 aus einem im wesentlichen rechteckigen Körper mit halb mondförmigem Querschnitt. Das Element ist mit einer länglichen Öffnung 31 für die Schraube 14 versehen. Aus Fig. 15 ist er sichtlich, dass das Element auf der Vorder seite und Rückseite durch zylindrische Flä chen 32 bezw. 33 mit gleichem Krümmungs- radius r begrenzt wird, während die obere Seite 34 und die untere Seite 35 eben sind.
Die Breite der Öffnung 31 entspricht un gefähr dem Durchmesser der die Schraube 14 bildenden Stange und die Länge dieser Off- nung ist mindestens gleich der Summe aus dem genannten Durchmesser und der doppel ten Amplitude der Schraube.
Die Fig. 13 und 14 zeigen, wie durch An einanderlegen einer Anzahl derartiger Ele mente 30 ein die Schraube 14 einschliessen der biegsamer Hohlkörper gebildet wird, der die in Fig. 1 gezeigten Bänder 15 und 16 er setzt. Da die Krümmungsradien der Flächen 32 und 33 gleich gross sind, wird bei der Wellenbewegung und der dabei auftretenden Relativbewegung zwischen den einzelnen Elementen eine dichtende Anlage derselben aneinander beibehalten, so dass eine wirksame Dichtung nicht nur an den Stellen erhalten wird, wo die Wellenscheitel das Gehäuse be rühren,
sondern auch zwischen den auf bei den Seiten der Schraube gelegenen Arbeits räumen. Die Bandelemente werden zweck- mässig so angeordnet, dass die konvexen Flächen 33 nach derjenigen Seite gerichtet sind, wo der höchste Druck herrscht, denn andernfalls würde der Druck des Arbeits mittels auf die Kanten 36, 37 (Fig. 15) die Neigung haben, die Elemente aus ihrer gegen seitigen Berührung zu bringen. Die Länge der Bandelemente, d. h. der Abstand zwi schen den Flächen 34 und 35 (Fig. 16) muss natürlich gleich der Höhe des Arbeitsraumes sein, so dass das Band im Arbeitsraum unter Dichtung gegen die obere und untere Wand gleiten kann.
Dadurch, dass die Bandelemente in der angegebenen Weise ineinander ein greifen, wird mit Sicherheit eine Schrägstel lung der Elemente im Gehäuse verhindert.
Die Bandelemente 30 können je nach dem Verwendungszweck der Maschine aus Metall, Bakelit, imprägniertem Holz oder dergl. be stehen. Um die Dichtung zwischen den Ele menten zu verbessern, kann gemäss Fig. 15 eine besondere Dichtungsleiste 38 aus bei spielsweise Gummi, Blei, Zelluloid oder dergl. in eine der zylindrischen Flächen der Ele mente eingelegt werden. Diese Dichtungs leiste verläuft zweckmässig in einer geschlos senen Bahn um die Öffnung 31 (Fug. 16).
Wenn die Bandelemente aus einem nicht metallischen oder weichen Stoff bestehen, kann es vorteilhaft sein, sie an den Stellen, wo sie miteinander und mit der Schraube in Berührung stehen, mit Flächen aus einem geeigneten harten Material zu versehen. Eine derartige Anordnung ist. in Fig. 17 gezeigt. wo die Kontaktflächen durch eine Metall bekleidung 39 gebildet werden.
In den dargestellten Beispielen ist die Schraube ganz im Hohlkörper eingeschlossen. Diese Anordnung ist auch deshalb sehr vor teilhaft, weil die Schraube wirkungsvoll ge schmiert werden kann. Die Schraube und das sie umschliessende Band bewegen sich gegen einander in zwei verschiedenen Ebenen, und das im Hohlkörper eingeschlossene Schmier mittel wird durch die Schraube von dem einen Ende zum andern Ende derselben ge drückt. so dass es durch eine geeignete Kühl- vorrichtung in Zirkulation versetzt werden kann.
Machine for liquid or gaseous working medium. The present invention relates to a machine for liquid or gaseous Ar beitsmittel, with two belts arranged in a housing, which execute a progressive shaft movement and delimit work areas of the machine from one another and with a power transmission that actuates the belts or can be operated by the belts , moving part.
The present invention relates to an improvement of known machines of this type and is characterized in that the two bands are formed by two opposing side walls of a hollow body, in the cavity of which the movable part is arranged. With this design, two bands are formed by a hollow body, which ensures that the bands work properly. The inventive arrangement it enables effective lubrication of the moving part that can be hermetically sealed from the working spaces. The machine according to the invention can be designed as a Ver, pump or motor.
In the accompanying drawing, a known machine and a number of exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown.
Fig. 1 shows a plan view and Fig. 2 shows a cross section along the line 2-2 of Fig. 1 of the known machine which operates as a pump.
Figures 3 to 17 show some examples. The Ma machine shown in Figs. 1 and 2 consists of an elongated, rectangular in cross section and provided with a cover 11 housing 10, at the ends of which bearings 12 and 13 for a rod 14 wound in the form of a cylindrical helix (screw) are arranged , which forms the aforementioned force-transmitting, moving part. On both sides of the screw 14 is a flexible band 15 respectively on the bearings 12 and 13. 16 attached.
The bands extend over the entire height of the housing, so that they are sealingly against the upper and lower housing walls. The distance between the band ends is so much smaller than the actual length of the bands that the bands adjoin the screw 14 in a wave-like manner. At the ends of the housing pipe sockets 17, 18, 19, 20 are attached, which are internally connected to the housing and serve as inlets and outlets for the working medium.
When the screw 14 is set in rotation, the belts carry out progressive wave movements, each belt acting like an endless piston with a steadily progressive movement. In this case, the machine works as a positive displacement pump with a constant volume of liquid by turning the screw. The work spaces 21-22, which are enclosed between the walls of the housing and the bands, thus change. for example, in the direction of the inlets 1- (, 18 to the outlets 19, 20, whereby the liquid enclosed in these working spaces is pumped ge in said direction.
The machine can also work as a motor. wherein pressurized medium is supplied which, by its pressure on the bands, causes the screw to rotate so that power can be drawn from the screw.
In the case shown in Figs. 3 to 17, the movable part is entirely in a flexible hollow body of substantially rectangular cross-section. included, which is arranged in a housing as in FIG.
Fig. 3 shows. a cut. by a helically wound rod 124 which is surrounded on both sides by a number of thin steel strips 125 and 126. The strips are surrounded by a sheath of flexible material, such as leather, rubber or the like, which is rectangular in cross section. which is designated by 127. If a pressure is maintained inside this envelope that is greater than the pressure on the outside, the upper and lower sides of the envelope are pressed against the walls of the housing, creating a very good seal between the left and right of the work rooms located next to the bands.
According to FIG. 3, the hollow body is formed by the sheath 127 and the strips, the rod being located in the cavity of this Hohlkör pers. The two vertical, mutually opposite side walls of the shell <B> 127 </B> together with the steel strips 125 and <B> 126 </B> which are located on the inside of these side walls, form the two flexible strips, i.e. the order several parts.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 4 to 6, 128 denotes the helically wound rod and 129 a metal wire, the cross-sectional shape of which is ersicht from FIG. 6. The 'Ni' connections of the wire are rectangles whose inner shorter sides are at least equal to the diameter of the rod <B> 128 </B> and whose inner longer sides are at least equal to the sum of the diameter mentioned and twice the amplitude of the wave movement.
Between the turns of the wire are seals 130 made of flexible material. such as rubber or the like. Inlaid to prevent the formation of gaps that can arise when the band is bent as a result of the wave movement. The wire winding described forms together with the seals the hollow body forming the two bands.
In Fig. 7 another embodiment is shown in which the wire windings <B> 131 </B> are in direct contact with one another. The adjacent sides of the turns are provided with recesses in which a device 132 is inserted.
In the embodiment according to FIG. 8, the mutually adjacent sides of the rectangular windings 133 forming the hollow body are formed in such a convex manner. that they always remain in contact with each other when the tape is twisted and in this way form an exact seal.
In FIG. 9, 134 denotes the rod forming the movable part, 135 denotes a metal wire wedge according to one of the embodiments described above, and 136 denotes a layer of rubber cast around the winding 135, which not only enables a good seal between the working spaces , Son countries also in the event that the working fluid consists of water, which significantly reduces the friction occurring between the belt and the walls of the housing. The layer of rubber forms a sheath made of flexible materials that surrounds the wire windings on its outside.
If, on the other hand, metallic contact between the band and the housing is desired, the said rubber layer can be clad with a wire winding 137 on the outside. The hollow body consists of parts 135-137.
In. FIGS. 10 to 12 show a further exemplary embodiment of the invention. FIG. 11 is a section along line 11-1l in FIG. 10, and FIG. 12 is a view from below of FIG. 11 according to arrows 12-12. FIG. 10 is a side view of FIG. 11.
According to this embodiment, plate-shaped bodies 138 are provided, which are provided with surfaces 139 bent at right angles on the sides on which they are always in contact with the walls of the housing, which are curved at their rear ends so that they are at Due to the curvature of the bands due to the wave movement, they always remain in contact with the adjacent plate. The plates are provided with approximately rectangular openings 140 through which the screw 141 forming the movable part extends. Around the opening, the plates are bent backwards, as indicated by 142.
The spaces between the parts 139 and 142 are completely filled with rubber or the like 143. As can be seen from FIGS. 10 and 12, the rubber extends on both sides approximately outside the plates 138, which are thus completely embedded in the rubber. The rubber allows a curvature of the whole structure without loosing the plates from each other and also forms a good seal between the work chambers.
From Fig. 10 it can be seen that the parts 139 of the bodies 138 partially engage in the adjacent bodies. This prevents the bands from twisting about their longitudinal axis with certainty; the lined-up body 138 bil the hollow body together with the rubber, in the interior of which the rod 141 is located.
13 to 17, an exemplary embodiment of the invention is shown in which the bands are formed by sealingly abutting elements of substantially half-moon-shaped cross-section, which together form said hollow body.
As can be seen from FIGS. 15 and 16, each band element 30 consists of a substantially rectangular body with a semi-moon-shaped cross section. The element is provided with an elongated opening 31 for the screw 14. From Fig. 15 it can be seen that the element on the front and back surfaces by cylindrical surfaces 32 respectively. 33 is limited with the same radius of curvature r, while the upper side 34 and the lower side 35 are flat.
The width of the opening 31 corresponds approximately to the diameter of the rod forming the screw 14 and the length of this opening is at least equal to the sum of the diameter mentioned and twice the amplitude of the screw.
13 and 14 show how the flexible hollow body is formed by placing a number of such elements 30 on one another to include the screw 14, which sets the bands 15 and 16 shown in FIG. 1. Since the radii of curvature of the surfaces 32 and 33 are equal, a sealing contact between the individual elements is maintained during the wave movement and the resulting relative movement between the individual elements, so that an effective seal is not only obtained at the points where the wave crests meet the housing touch,
but also between the working spaces located on the sides of the screw. The band elements are expediently arranged so that the convex surfaces 33 are directed towards the side where the highest pressure prevails, because otherwise the pressure of the working means on the edges 36, 37 (FIG. 15) would have the inclination that To bring elements out of their mutual contact. The length of the ribbon elements, i.e. H. the distance between the surfaces 34 and 35 (FIG. 16) must of course be equal to the height of the working space, so that the belt can slide in the working space with a seal against the upper and lower walls.
Due to the fact that the band elements interlock in the specified manner, a skewing of the elements in the housing is definitely prevented.
The band elements 30 can be made of metal, Bakelite, impregnated wood or the like, depending on the intended use of the machine. In order to improve the seal between the elements, according to FIG. 15, a special sealing strip 38 made of for example rubber, lead, celluloid or the like. Be inserted into one of the cylindrical surfaces of the elements. This sealing strip expediently runs in a closed path around the opening 31 (Fug. 16).
If the band elements consist of a non-metallic or soft material, it can be advantageous to provide them with surfaces made of a suitable hard material at the points where they are in contact with one another and with the screw. One such arrangement is. shown in FIG. where the contact surfaces are formed by a metal cladding 39.
In the examples shown, the screw is completely enclosed in the hollow body. This arrangement is also very advantageous because the screw can be effectively lubricated. The screw and the band surrounding it move against each other in two different planes, and the lubricant enclosed in the hollow body is pressed by the screw from one end to the other end of the same ge. so that it can be put into circulation by a suitable cooling device.