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Vorrichtung zur Regelung des infolge der Fliehkraft auftretenden Anpressungsdruckes der Kolben gegen die Gehäusewand von Saugpumpen oder Verdichtern.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für Saug-bzw. Vakuumpumpen oder Druckpumpen bzw. Verdichter jener Art, bei der das Pumpen-bzw Verdichtergehäuse einen exzentrisch in ihm gelagerten Drehkörper enthält und in diesem radial verschiebbare Kolben stecken, in denen beim Betriebe eine Fliehkraftwirkung auftritt, unter der die Endflächen der Kolben gegen die Wandung des Gehäuses gepresst werden. Diese Pressung ist naturgemäss um so stärker, je grösser die Drehzahl ist, und die zwischen den Kolbenendflächen und der Gehäusewandung auftretende Reibung bringt starke Abnutzung sowie einen unerwünscht hohen Kraftverbrauch mit sich. Beides auf ein Mindestmass herabzusetzen, ist einer der Zwecke der vorliegenden Erfindung.
Ein wichtiger Umstand hiebei ist aber der, dass dieses Herabsetzen in regelbarer Weise ausgeführt werden kann, nämlich stets entsprechend der mehr oder minder grossen Drehzahl der Maschine.
Der Fliehkraft der Kolben entgegen zu wirken, ist an und für sich bekannt. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die kreisenden Kolben der Beeinflussung durch zentripetal wirkende Federn auszusetzen, die in dem Drehkörper angeordnet sind. Diese Einrichtung hat sich zwar bewährt, ist aber insofern nicht vollkommen, als sie nicht ermöglicht, den Anpressdruck der Kolben auch während des Betriebes zu verändern bzw. entsprechend der Drehzahl zu regeln. Auch lässt sich ein etwaiges Verändern der Federspannung nicht ohne weitgehende Zerlegung der Maschine bewirken und selbst dann ist es immer nur ein einmaliges Verändern, worauf die andere Spannung wieder bestehen bleiben muss, ohne dass ein Regeln von aussen her je nach der Drehzahl wöglich. wäre. Über diese Unzulänglichkeiten hilft nun die vorliegende Erfindung hinweg.
Als Mittel zum Zweck dient Luft. Bei der Saugpumpe ist es verdünnte Luft bzw. eine mehr oder minder hohe Luftleere im mittleren Hohlraum des Drehkörpers und in den an den genannten Hohlraum sich anschliessenden radialen Räumen, in denen die Kolben arbeiten ; beim Verdichter ist es Druckluft ebenfalls in den genannten Räumen, die hier aber nicht allein, sondern im Verein mit den oben erwähnten Federn tätig ist. Auch bei der Saugpumpe kann die teilweise Luftleere zusammen mit Federn wirken, wobei das Regeln jedoch völlig im Sinne der vorliegenden Erfindung, also mittels der Luft bzw. der verdünnten Luft, erfolgt.
Wenn bei der Saugpumpe Federn mitverwendet werden, so sind diese schwächer als bei den bisherigen Pumpen ohne Regelung mittels Luft. Beim Verdichter sind die Federn aber stärker als bei den bisherigen Verdichtern der eingangs angegebenen Art, weil die Druckluft der Federspannung entgegenwirken muss. In beiden Fällen können die Federn ebensogut Zugfedern wie Druckfedern sein und sie sind stets so an die Kolben angeschlossen, dass diese einwärts gezogen werden. Im Falle von Zugfedern sind die Kolben in der Regel unmittelbar an die Federn angeschlossen, im Falle von Druckfedern aber mittelbar, nämlich durch Vermittlung eines besonderen Zuggliedes, das eine die Feder durchziehende Stange oder ein si'-umschliessendes Rohr sein kann.
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Bei der Saugpumpe werden die Kolben also, wie bereits ausgeführt, einer mehr oder minder hohen Luftleere ausgesetzt, die vom Innern des Drehkörpers aus auf die Innenflächen der Kolben wirkt, also in derselben Richtuug wie die sonst (oder gegebenenfalls, als Ausnahme, zusammen mit der Luftleere) verwendeten Federn. Demgemäss besteht von dem entgegengesetzten Kolbenende her ein Überdruck, der der Fliehkraft entgegenwirkt.
Dieser Überdruck ist regelbar, weil die Höhe der Luftleere regelbar ist, immer nach Massgabe der Drehzahl, so dass der Anpressungsdruck auch bei hohen Drehzahlen nicht über das zulässige bzw. gewollte Mass hinausgeht, nämlich so, dass er nur gerade hinreicht, die nötige Abdichtung aufrecht zu erhalten, aber jede unnötige Reibung mit der aus ihr folgenden Abnützung und dem ebenfalls aus ihr sich ergebenden Kraftverbrauch vermeidet.
Im wesentlichen ebenso ist es bei der als Verdichter arbeitenden Pumpe, bei der Druckluft an Stelle von teilweiser Luftleere verwendet wird, u. zw. zusammen mit Federn, deren Stärke oder Kraft über das sonst übliche Mass hinausgeht. Hier wirken die Fliehkraft und die Druckluft in gleicher Richtung und die Federn wirken beiden entgegen, aber da die Spannung der Druckluft veränderlich bzw. regelbar ist, kann auch der Anpressungsdruck ver- ändert bzw. geregelt werden.
Die für die Saugpumpe nötige Luftleere und der für den Verdichter nötige Luftdruck bzw. die Druckluft kann von der Pumpe bzw. dem Verdichter selbst hergenommen werden oder von einer andern Quelle. Auch im ersteren Fall wird aber eine von aussen zugängliche Verbindung unter Vermittlung einer axialen Wellenbohrung bzw. eines Wellenkanals hergestellt, d. li. eine Verbindung mit einem von aussen zugänglichen Regelorgan, wie einem Hahn oder einem Ventil. Zu dem
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möglich sein soll. woraus folgt, dass'das Regelorgan selbst sich in Ruhe befinden und von ausserhalb des Maschineninnern her zugänglich sein muss, - - ohne dass der Betrieb unter- brochen wird.
Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch veranschaulicht, u. zw. in vollen Linien unten links für den Fall des Regelas mittels Unterdruck, also bei der Saugpumpe, und strichliert unten rechts für den Fall des Regelns mittels Druckluft, also beim Verdichter. Die Figur zeigt einen wagreèhten Schnitt durch die ganze Pumpe bzw. den ganzen Verdichter, nur mit der um grösserer Deutlichkeit willen vorgenommenen Änderung gegenüber der Wirklichkeit, dass die beiden Stutzen, d. h. der Saugstutzen ( (und der Druckstutzen b, diametral zueinander, also unter 180 , gezeichnet sind, wohingegen sie tatsächlich etwa unter 900 zueinander liegen, wie dies aus der Fig. 2 zu ersehen ist.
Die Fig. 2 zeigt nur das Schema der Pumpe bzw. des Verdichters, ohne die neue Einrichtung, um erkennen zu lassen, für welche Art von Drehkolbenpumpen bzw. Verdichtern die Erfindung bestimmt ist. Die Fig. 2 zeigt also das in den beiden ersten Absätzen der Beschreibung behandelte Bekannte.
Exzentrisch in dem Gehäuse c befindet sich der Drehkörper d, in dem die der Fliehkraft ausgesetzten Kolben e radial verschiebbar sind. Die mit ihren freien Enden an dem Kolben e angreifenden Zugfedern i wirken der Fliehkraft entgegen. Regelbar ist diese Einwirkung hier nicht. Im Sinne der Erfindung gehört dazu, dass die Kolben von dem mittleren Hohlraum d1 des Drehkörpers aus unter Luftleere (bei der Pumpe) bzw. unter Druckluft (beim Verdichter) gesetzt werden, und dass dieser Raum von aussen zugänglich ist. Dies wird mittels einer axialen Zapfen-oder Wellenbohrung des Drehkörpers herbeigeführt.
Bei der in der Fig. 1 dargestellen Maschine hat der Drehkörper d keine durchgehende Welle, mit der er verbunden ist und mittels deren er gedreht wird, sondern er ist mit zwei Zapfen d2, d3 versehen, von denen eine Längsbohrung d4 hat, die am inneren Ende von dem Drehkörperraum dt ausgeht und am äusseren Ende mittels einer kurzen Querbohrung (ohne Bezugszeichen) an eine umlaufende Rille d5 dieses Zapfens angeschlossen ist. Der Zapfen dz lagert in einem Gehäuseansatz a2, in dem sich eine mit der Rille d5 in Verbindung stehende Querbohrung a5 befindet.
Diese ist mittels eines Rohres f mit dem Saugstutzen a verbunden. In diesem Rohr befindet sich ein Ventil g. Dies ist, wie bereits gesagt, die Einrichtung für die Pumpe. Handelt es sich um einen Verdichter, dann liegt dieselbe Einrichtung auf der Druckseite, indem die DrehkörperZapfenrille d5 statt mit dem Saugstutzen a mit dem Druckstutzen b verbunden ist, wie dies die strichliert gezeichneten Teile fund g1 zeigen.
Es ist nun zu ersehen, dass, wenn das Ventil g offen ist, eine Verbindung zwischen dem Saugstutzen a und dem Drehkörperhohlräum d1 besteht, d. h. die Kolben e unterliegen am inneren Ende der Saugwirkung des mehr oder minder hohen Unterdruckes, der der Fliehkraft entgegen wirkt. Ebenso ergibt sich, dass man das Mass oder die Grösse dieser Einwirkung verändern kann, wenn man das Ventil q mehr oder weniger öffnet bzw. schliesst.
Die Einwirkung der Luftleere auf die Kolben e ist also regelungsfähig und somit kann der
Anpressdruck der äusseren Kolbenenden an der inneren Gehäusewandung der Drehzahl der
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Pumpe angepasst werden. Ebenso sind bei der als Verdichter arbeitenden Maschine, sobald das Ventil gl mehr oder weniger offen ist. die Kolben mehr oder weniger unter die Ein-
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Druekstutzen b her genommen werden muss. Wo die eine oder andere Luft herrührt, ist für die Erfindung belanglos. Erforderlich ist nur, dass ein Anschluss für verdünnte oder für verdichtete Luft nach dem Drehkörperhohlrallm hin besteht und sich ein Regelorgan in der Verbindung befindet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1, Vorrichtung zur Regelung des infolge der Fliehkraft auftretenden Anpressungsdruckes der Kolben gegen die Gehäusewand von Saugpumpen oder Verdichtern mit im zylindrischen Gehäuse exzentrisch gelagertem Drehkörper und in diesem radial verschiebbaren Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mittleren, mit den Führungsschlitzen der Kolben verbundenen Hohlraum eine von aussen regelbare Luftspannung aufrechterhalten wird, durch die entweder allein oder in Vereine mit die Kolben gegen die Welle zu ziehenden Federn entsprechender Stärke der Anpressungsdruck der Kolben gegen die Gehäusewand auch bei hohen Drehzahlen auf ein gewünschtes Mass erniedrigt wird.