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Als Arbeits- oder Kraftmaschine benutzbare Drehkolbenmaschine Die
Erfindung betrifft eine als Arbeits-oder Kraftmaschine benutzbare Drehkolbenmaschine
mit zwei dicht ineinanderliegenden konzentrischen Trommeln und einem Scheibenkolben,
der an jedem seiner Enden durch einen engen Schlitz der einen und einen weiten Schlitz
der anderen Trommel hindurchgeht.
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Bei Maschinen dieser Art entsteht in den Schlitzen zwischen dem Scheibenkolben
und den Trommeln ein Spiel, so daß besondere Dichtungsmittel vorgesehen sein müssen.
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Die bisher bekannten Dichtungsmittel haben den Nachteil, daß sie sich
nicht allen Lageänderungen des Kolbens anpassen können, so daß meist ein erhebliches
Spiel verbleibt, wodurch das unter einem hohen Druck stehende Arbeitsmittel leicht
entweichen kann und demgemäß große Verluste an Arbeitsmitteln eintreten, die die
Leistung der Maschine herabsetzen.
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Diese Übelstände werden durch die Erfindung beseitigt. Das Hauptmerkmal
der Erfindung besteht darin, daß als Dichtungsmittel an den Durchtrittsstellen des
Scheibenkolbens durch die engen Schlitze der Trommeln Blattfedern vorgesehen sind,
die auf einer oder beiden Seiten des Scheibenkolbens so angeordnet sind, daß ihr
heraustretender Teil sich von dem Scheibenkollben wegbewegt und gegen die Ränder
der Trommelschlitze legt.
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Die Federn haben im Betriebe das Bestreben, sich von den Scheibenkolben
wegzubewegen und mit den Ecken des zweckmäßig abgerundeten Schlitzes zusammenzuwirken.
,Hierdurch wird eine gute Dichtung erreicht. Außerdem arbeitet die Pumpe verhältnismäßig
geräuschlos, da in den Schlitzen keine durch Trägheit verursachten plötzlichen Schläge
auftreten können.
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Eine derartige Ausführung der Dichtung ist besonders geeignet für
mit niedrigen Drücken arbeitende Maschinen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in Verbindung
mit den Blattfedern noch zusätzliche Dichtungsmittel angeordnet sind, die aus in
Nuten der Trommeln gelagerten Stangen bestehen. Die mit den Blattfedern zusammenarbeitenden
Stangen und die Nuten sind im OOuerschnitt kreissegmentförmig gestaltet, wobei der
Halbmesser der Stangen kleiner ist als der Halbmesser der Nut, so daß die Stangen
in der NiTut in der Längsrichtung der Federn ein bestimmtes Spiel haben und sich
unter dem Einfluß der auftretenden Fliehkräfte in bezug auf die Blattfedern in deren
Längsrichtung
verschieben können. Die Stangen und die Nuten sind
im Oberschnitt segmentförmig derart gestaltet, daß die abgeflachte Seite der Stange
gegen die Blattfedern anliegt.
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Die zweite Ausführung ist besonders für hohe Drücke geeignet. Die
Stangen werden im Betriebe entweder durch Fliehkraft nach außen oder durch den Druckunterschied
einwärts bewegt. In jedem Falle liegt die flache Seite gegen den Scheibenkolben
an, während die andere, runde Seite sich in Berührung mit der Fläche der Nut befindet,
so daß stets eine gute Dichtung gewährleistet ist. Bei der Anwendung als Pumpe oder
Gebläse müssen die Teile so bemessen sein, daß die Fliehkraft oder der Innendruck
vorherrscht und eine vollständige Dichtung herbeigeführt ist. In manchen Fällen
kann auch eine der Kräfte nur während eines Teiles des Umlaufes und die andere während
der übrigen Zeit vorherrschen.
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Auf der Zeichnung sind als Beispiele einige Ausführungsformen des
Gegenstandes der Erfindung in Anwendung bei einer Pumpe dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Ausführungsform der Dichtung und die Doppeltrommel
der Pumpe, bei der die Drehung zur Anwendung kommt, im* Schnitt nach der Linie 1-I
der Abb. 2, Abb. ? einen Längsschnitt durch die Doppeltrommel; Abb.3 gibt eine zweite
Ausführungsform der Dichtung in größerem Maßstabe wieder; Abb. .I ist ein Schnitt
nach der Linie II-11 der Abb. :2.
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Die Drehkolbenpumpe besteht aus einer Welle i mit einem Scheibenkolben
2, der die Welle in der Richtung des Durchmessers durchdringt und den Inhalt des
mit der Welle gleichachsigen Zylinders 3 bewegt. Der umlaufende Körper besteht aus
einer Trommel die zur Abdichtung auf einem genügend großen Teil ihrer Umfläche beweglich
in eine äußere Trommel 5 eingepaßt ist. Die Tromineln 4., 5 haben einander gegenüberliegende
kleine Schlitze 6, 7 und diesen gegenüberliegende große Schlitze B. g. Wie aus der
Zeichnung ersichtlich ist, befindet sich die äußere Trommel 5 auf dem bogenförmigen
Teil io in Flächenberührung mit dem Zylinder 3, während der Scheibenkolben a während
seines Weges vor dem bogenförmigen Teil io an der Stelle i i außer Berührung mit
dem Zylinder ist. Demgemäß muß die Länge der bogenförmigen Wand io größer sein als
die Länge des Schlitzes 8, um eine unmittelbare Verbindung zwischen der Eintritts-
und Austrittsöffnung der Pumpe auszuschließen. Ferner muß die Stärke der äußeren
Trommel 5 ausreichen, um einen vollständigen Durchtritt des Scheibenkolbens 2 zu
verhindern, wenn er sich um i8o° gegen die in Abb. i dargestellte Lage verschoben
hat.
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Auf jeder Seite des Scheibenkolbens 2 befindet sich eine dünne Blattfeder
14 von gleicher Gestalt wie der Kolben 2. Die Feder ist so angeordnet, daß sie bestrebt
ist, sich von dem Scheibenkolben 2 zu entfernen, wie unten aus Abb. i ersichtlich
ist. Auf diese Weise ist in den Schlitzen 6 und 7 stets eine gute Dichtung zwischen
dem Scheibenkolben 2 und den Trommeln 4., 5 gewährleistet. Die Blattfedern 14 sind
vorzugsweise aus Walzfederstahl hergestellt und zweckmäßig plattiert, um eine Rostbildung
zu verhindern.
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Die Abb. 3 zeigt in ihrem rechten Teil eine Ausführungsform, bei der
zur Steigerung der Dichtheit neben den Blattfedern 14 segmentartig ausgebildete
Stangen 15 vorgesehen sind, die in Längsnuten 16 der Trommeln 4 und 5 so gelagert
sind, daß ihre Abflachung gegen die -Blattfedern 14 liegt. Die Stangen 15 sind hierbei
so ausgebildet, daß sie außen an den Längsnuten 16 anliegen und zusammen mit den
Blattfedern eine gute Abdichtung mit dem Scheibenkolben 2 und den Flächen der Nuten
16 herstellen. Die Dichtung nach der Erfindung soll insbesondere bei den in den
Abbildungen dargestellten Pumpen, auf die nachstehend zum besseren Verständnis der
Abbildung kurz eingegangen werden soll, Verwendung finden. Bei diesen Pumpen wird
in bekannter Weise die Leistung für eine gegebene Pumpengröße dadurch erhöht, daß
auch das Innere der Trommeln zur Arbeit benutzt wird. Zu diesem Zwecke ist die Trommel
4 so angeordnet, daß sie die Welle i berührt. Ferner sind Kanäle 17, 18 in einer
oder beiden Endwänden vorgesehen.
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Wie Abb. a zeigt, ist die Pumpe so eingerichtet, daß der Antrieb auf
einen der drei bewegten Teile - Kolben 2, Trommel . oder 5 - übertragen werden kann.
Der Zylinder 3 ist aus einem Stück mit einer Endwand ig hergestellt, die eine Büchse
2o zur Lagerung der Welle i trägt. Die Endwand ig ist hohl und enthält Durchlässe
17', 18', die von den Kanälen 17, 18 durch Öffnungen 12, 13 (Abb. 4) zu den Pumpenanschlüssen
-21 und 22 führen. Die andere Endwand 23 ist auf einer Büchse a4 aufgebracht, in
der eine Hülse 25 gelagert ist, die aus einem Stück mit der Außentrommel 5 besteht.
Die Hülse 25 ist mit einer inneren Büchse 26 ausgestattet, in der eine Welle 27
läuft, die mit der Innentrommel 4 aus einem Stück besteht. Auf diese Weise kann
der Antrieb auf die Welle i, die Hülse 25 oder die Welle 27 übertragen werden, so
daß die nicht benutzen Teile dicht eingeschlossen werden können. Bei: einer weiteren
Ausführung wird die Außentrommel 5 oder die Innentrommel 4 angetrieben, wozu
auf
deren Umflächen Zähne vorgesehen sind, in die ein Treibritzel eingreift.
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Die Trommeln sind durch weiche Dichtungsmittel 28 abgedichtet und
zu diesem Zwecke jenseits des Scheibenkolbens 2 bei 29 axial gelagert, um vollständige
Ringlager zu bilden, so daß die Trommeln sich unter dem Einfluß der Fliehkraft nicht
ausdehnen und sich in den Nuten 16 in der Endwand nicht festsetzen können.