DE1942081A1

DE1942081A1 - Heissgaskolbenmaschine

Info

Publication number: DE1942081A1
Application number: DE19691942081
Authority: DE
Inventors: Siebert Hans Joachim; Neelen Gregorius Theodor Maria
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG; Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: MAN AG; Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-08-19
Filing date: 1969-08-19
Publication date: 1971-03-25

Description

"Heiss@askolbenmaschine".
Die @rfindung bezieht sich auf eine deissgaskolbenmaschine, die einen Kompressionsraum mit veränderlichem Volumen und mindestens einen damit verbundenen Expansionsraum mit einem e@enfalls veränderlichen Volumen enthalt, wobei diese Räume im @etrieb voneinander abweichende mittlere Temperaturen aufweisen, und das Volumen dieser käume durch kolbenförmige Körper geändert werden kann, die je über eine Kolbenstange mit einem Getriebe @ek@ppelt sind, und wobei wenigstens derjenige kolbenförmige Körper, der das @olumen des Expansionsraums ändern kann, durch einen am Ende der betreffenden Kolbenstange befestigten Basisteil gebildet ist, welcher Basisteil an seiner dem Expansionsraum zugewandten @eite mit einer wärmeisolierenden Kolbenkappe versehen ist.
Heissgaskolbenmaschinen der obengenannten @rt, worunter Gaskältemaschinen, @eisagasmotoren, Kaltgasmotoren und Wärmepumpen zu verstehen sind, sind bekannt. Bei diesen Maschinen ist zur Vermeidung von Wärme- bzw. @älteverlusten aus dem Expansionsraum, der Kolbens der das Volumen dieses @aumes andert, aus einem auf dr betrefienden Kolbenstange befestigten Basisteil und einer darauf angeordneten hohlen oder massiven wärmeisolierenden Kolbenkappe aufgebaut. Durch diese Kolbenkappe erhält dieser kolbenförmige Körper eine grosse axiale Abmessung.
Bei der bisher üblichen Befestigung des genannten kolbenförmigen Körpers an der betreffenden Kolbens tante ist dieser kol@enförmige Körper oft gen@igt, sich gegenüber der stange schief zu stellen, was durch die genannte grosse axiale jibmessung zu einer Verklemmung des Körpers in einem zylinder führt.
din weiterer nachteil der üblichen Befestigungsmethoden ist, dass die Mutter, mit welcher der kolbenförmige körper auf der @tange befestigt wird, innerhalb des Gefüges aus Basisteil und Kolbenkappe liegt, so dass die Kolbenkappe zum Nachstellen zunächst entfernt werden muss.
Die Erfindung bezweckt, eine @eissgaskolben@a schine der obengenannten Art zu schaffen, bei der die genannten Nachteile ausgescha@tet sind.
Die erfindungsgemässe @eissgaskolbenmaschine weist. dazu das Kennzeichen auf, dass der liasisteil mit einer in seiner Mittellinie liegenden Bohrung verse@en ist, die zentrierend um einen eil der betreffenden Kolbenstange past, und wobei der Basisteil weiter mit seiner von der Kolbenkappe abgewandten @eite an einer @läche der kolbenstange anliegt, die senkrecht auf der Mittellinie jener Kolbenstange steht, und wobei die Kolbenstange sich in @ichtung der Kolbenkappe in einem verjüngten Teil fortsetzt, der aus dem Basisteil hinausragt und nort mit Gewinde versehen ist, auf dem eine Mutter befestigt ist, und wobei zwischen der Mutter und dem basisteil Spannmittel vorhanden sind, die auf die mutter und den basisteil voneinander abgewandte Kräfte ausüben.
Bei dr erfindungsgemässen Heissgaskolbenmaschine sind also die zwei wesentlichen anforderungen, die an die Verbindung gestellt werden, getrennt behandelt. Die senkrechtlage wird dadurch erhalten, dass der Basisteil mit Hilfe der Spannmittel flach gegen eine senkrecht auf der Mittellinie stehende Fläche der Verdrangerstange gedrückt wird, während die entrierung durch eine nahe an dieser Fläche liegende zylinderförmige Fläche der Kol@ene@ange gewährleistet wird. Durch die Spannmittel wird die Mutter vom Basisteil weggedrückt, so dass zwischen diesen Elementen ein Spalt entsteht, und gegebenenfalls eine schräge Lage der @utter keine Folgen für die enkrechtlage des Kolbens mit sich bringt.
3ei einer weiteren günstigen Ausführungsform der erfindungsgemässen Heissgaskolbenmaschine sind die Spannmittel durch einen oder mehrere Bolzen gebildet, die mit ihrer einen weite in mit Innengewinde versehene sich parallel zur Mittellinie erstreckende Löcher in der mutter und mit ihrer anderen weite in durchgehende Bohrungen im Basisteil aufgenommen sind, welche Bolzen mit je einem Kragen versehen sind, der an einer der mutter zugewandten Fläche des Basisteils anliegt.
an Hand der zeichnung, in der beispielsweise ein iteissgaskolbenmotor vom Verdrängertyp schematisch dargestellt ist, wird die Erfind und näher erläutert.
In der Zeichnung ist mit der Bezugsziffer 1 ein Zylinder angedeutet, in dem ein Kolben 2 und ein Verdränger 3 beziegbar sind.
Der kolben 2 und der Verdränger 3 sind mittels einer Kolbenstange 4 bzw. einer Verdrängerstange 14 mit einem nicht dargestellten Getriebe verbunden. Zwischen dem Kolben 2 und dem Verdränger 3 befindet sich ein Kompressionsraum 5, der über einen Kühler 6, einen Regenerator 7 und einen Erhitzer 8 mit einem Expansionsraum 9 über dem Verdränger verbunden ist. Der Erhitzer 8 ist durch einen Kranz von Rohren 10, die sich einerseits an den Regenerator 7 anschliessen und andererseite in einem Ringkanal 11 münden und durch einen Kranz zwischen den rohren 10 liegender steht 12, die den dingkanal mit dem Expansionsraum 9 verbinden, gebildet. Innerhalb des Kranzes der Rohre 10 und 11 ist ein Brenner 13 zur ufuhr von Wärme angeordnet.
Der Verdränger 3 besteht aus einem Basisteil 15 und einer darauf befestigten massiven Vgrdrängerkappe 16 aus quarz oder einem anderen schlecht wärmeleitenden Material.
Der Basisteil 15 ist mit einer Bohrung 17 versehen, in die das Ende 18 der Verdrängerstange 14 passt. Das Ende 18 ist mit einer Fläche 19 versehen, die senkrecht auf der Mittellinie der Verdrängerstange 14 steht, und mit einer zylindrförmigen Passfläche 20, die genau in die Bohrung 17 passt. Auf diese Gleise wird die Senkrechtlage und die zentrische Lage des Verdrängers durch zwei getrennte Flächen gewährleistet. Das Ende 18 ist weiter mit einem Teil mit Gewinde, auf das eine Mutter 21 geschraubt ist, versehen.
Diese Mutter 21 ist mit einer Anzahl sich in axialer Richtung erstreckender L@cher 22 mit Innengewinde versehen. In jeden dieser Löcher 22 ist ein Bolzen 23 geschraubt. Dieser Bolzen ruht- mit einem Kragen 24 auf der der Mutter 21 zugewandten E'läche des.
Basisteils 15, während der Bolzen weiter in Löchern 25 im Basisteil 15 ruht. Durch anziehen der Bolzen 23 werden die Mutter 21 und der Basisteil 15 auseinander gedrückt, ao dass die Stangenverbindung damit auf die richtige Vorspannung gebracht wird.
Dabei entsteht zwischen der Mutter 21 und dem Basis teil 15 ein Spalt, so dass eine etwaige schrige Lage der Mutter durch Biegung des Endes 18 oder durch ungleichmassiges Anziehen der Bolzen 23 keine Folgen hat für die Senkrechtlage des Verdrängers gegenüber der Verdrängerstänge. Diese Anordnung bietet den Vorteil dass der Verdränger 3 fest mit der Verdränger stange 14 verbunden werden kann ohne die Kappe 16 von Basisteil 15 abnehmen zu mUssen, was bei bestimmten Konstruktionen auch nicht möglich ist, wenn die Teile 15 und 16 unlösbar mit einander verbunden sind, In gleicher Weise kann der Verdrängt 3 von der Verdrangerstange 14 gelöst werden. Darüber hinaus ermöglichen die durch den Basis teil hindurchragenden Bolzen 23 die Einstellung der gewünschten Vorspannung zwischen dem Verdränger 3 und der Verdrängerstange 14.
Die Abdichtung zwischen dem Verdränger 3 und dem Zylinder 1 ist durch zwei Kolbenfedern 26 und 27 gebildet, die je an ihren voneinander abgewandten Seiten mit sich radial erstreckenden Rillen 28 versehen sind. Diese Rillen sorgen da fUr, dass im Betrieb im Raum zwischen den Kolbenfedern 26 und 27 immer der minimale Druck herrscht, der im Arbeitsraum auftritt. Dadurch, dass nun der Raum 29 zwischen den Kolbenfeder 26 und 27 Uber den Kanal 30 mit dem Raum 31 zwischen der Verdrängerkappe 16 und dem Bsteil 15 verbunden wird, wird auch im Raum 31 immer der minimale Druck herrschen, was bedeutet, dass die Verdrängerkappe 16 immer positiv auf den B@@steil 13 gedrUckt wird.
Aus dem obenstehenden dürfte es einleuchten, dass die Erfindung eine einfache gute und leicht nachstellbare Verbindun6 zwischen dem Verdringer und der Verdrängerstange einer Heissgaskolbenmaschine schafft.

Claims

P @ T s N T A N S 1' R U C II Es

(1.) Heissgaskolbenmaschine mit einem Kompressionsraum mit veränderlichem Volumen und mindestens einem damit verbundenen Expansionsraum mit ebenfalls veränderlichem Volumen, wobei diese räume im Betrieb voneinander abweichende mittlere Temperaturen aufweisen, und das Volumen dieser Räume durch kolbenförmige Körper geändert werden kann, die je über eine Kolbenstange mit einem betriebe gekuppelt sind, und wobei wenigstens derjenige kolbenförmige Körper, der das Volumen des Expansionsraumes ändern kann, durch einen am Ende der betreffenden Kolbenstange befestigten Basisteil gebildet ist, welcher Basisteil an seiner dem Expansionsraum zugewandten weite mit einer wärmeisolierenden Kolbenkappe versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Basis teil mit einer in seiner Mittellinie liegenden Bohrung versehen-ist, die zentrierend um einen Teil der betreffenden Kolbenstange passt, und wobei der Basisteil weiter mit seiner von der Kolbenkappe abgewtlndten Jeite an einer Fläche der Kolbenstange anliegt, die senkrecht auf der Mittellinie jener Rolbenetange steht, und wobei die Kolbenstange sich in Richtung der Kolbenkappe in einen verjüngten Teil fortsetzt, der aus dem Basisteil hinausragt und dort mit Gewinde versehen ist, auf dem eine Mutter befestigt ist, und wobei zwischen der Mutter und dem Basis teil Spannmittel vorhanden sind, die auf die Mutter und den Basisteil voneinander abgewandte Kräfte ausüben.
2. Heissgaskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel durch einen oder mehrere Bolzen gebildet sind, die mit ihrer einen Seite in mit Innengewinde versehene sich parallel zur Mittellinie erstreckende Löcher in der mutter und mit ihrer anderen eite in durchgehende 3ohrungen im Basisteil aufgenommen sind, welche Bolzen mit je einem Kragen versehen sind, der an einer der Mutter zugewandt@n Fläche des Basisteils anliegt.