Abdichtung von Drehkolben rotierender Maschinen. Rotierende Maschinen, wie Konpressoren, Vakuumpumpen. Gebläse, Dampfmaschinen etc., die einen Drehkolben (sitzen und als Vielzellenmaschinen gebaut ,ein können, hs- ben die Eigentümlichkeit, zwiscluen der Stirn seite des Drelkolbe ns und dlen anstossenlen Zylinderdeckel in vielen Killen eines ziem lich grossen dralles zu bedürfen. Dieser Spalt ist notwendig, wenn ler Drehkolben sich in folge einer hohen Temlerat ur im Betriebe verlängert und dann an gegenüberliegenden Zylinderdeckel streifen würde, was zu Be schädigungen, wie Anfressen und Bruch der Welle führen kann. Dieser Spalt nuss je nach den höchsten vorkommenden Drucke.
das heisst je nach der höclsten vorkommenden Temperatur bemessen werden, wobei ins besondere auch mögliche Überlastungen zu berücksichtigen sind. Ei mul dater im all gemeinen Ureiter gewihlt werden, als für den normalen Betrieb nötig wäre, was aber zu erheblichen Undichtigkeitsverlusten in Luft. Dampf etc. lnd daher zu eiHer Verschlech terung des Wirlungsgrades, sowie zu eitler schlechteren Abkühlung des Drehkolbens durch die Stirnseite der Masehineiigehäuse- leckel führt.
<B>r</B> Zweck der vorliegenden Erfindun g ist nun, diesen spalt ülerflüssig zu machen durcb eine Abdicltung der Stirnseiten des Drehkolbens rotierender Maschinen, wobei wenigstens zwischen die eine Stirnwand de, Drehkolbens und die gleiclseitige Stirnwand des Zylinders ein in der Achse des Dreh kolbens verschiebbares Organ in Form eine, av seilte m Umtang gegen die anstossende Wand aldichtenden Kolbens eingebaut ist, fier gegen (He Stirnwand ( les Drelkolben s4 ge drückt wirl, welche letzterer nun seinerseits unter Wirkung dieses seitlichen Druckes ge- ge n die gegenüberl iegende Stirnwand des Zy linders gedrückt wird,
so lass bei Eintritt einer Verlängerung oder Verkürzung des Drehkollenis infillge voo Teiperatxtrverände- rungen dessen Stirnseiten gleichwohl immer dichtend abgeschllossen sind.
Der beweglile Dicltungskollen kann da- lei miti 1ohlkammern versehen sein, durch welche beispielsweise bei Kompresoren, Va- kuumptumpel usw. Küihlwasser geleitet wird, derait. dass nicht nur der Dichtungskolben selbst, sondern auch der Drehkolben, der un ter Umständen kein e direkte Wasserkühlung besitzt, obschon er im Betrieb sieh sehr er hitzen kann, wirksam gelühlt wird.
Die Abküllung des Drehlolbens erfolgt daher in diesem Falle zum Teil durch den Dichttung skolben.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise ver- scliedene Ausführungsformen des Erfin dungsgegenstandes.
Fig.1 ist ein Lärgsschnitt durch einen Teil einer ersten Ausführungsform nach der Linie A-t der Fig. 2, und Fig. 2 ein Querscblitt nach der Linic B-B der Fig. 1; Fig. 3 bis 9 sind Längschnlitte durch wei tere Ausführungsformen, llezw. durchl Teile derselben.
In Fis. 1 lind 2 ist et ein doppelwaneliger Zylinder, in welcheml der Drehkolben b ex zentrisch gelagert ist, so dass er den Zylinder mantel unten fast berührt, wäirend im obern Teil der als Förderraum lititit Rauni aus gespart ist, ad( m der Durchmesser des Dreh- kolbels von kreisförmigem Querslhni1t we sentlich gerinler ist als der Zy-linderdurch- me.sser. Der Zylinder a isi an beiden Endel abgeschlossen durch Deckel, welche loll- räume für die Aufnahme von fliessenden Kühlwasser besitzen können 7nd voll derlen nur der eine, c, in Fig. 1, veranschaulicht ist.
Zwischen der Stirnseite b' des D)rehkol- bens b und dem Zylinderdeckel c ist nun eine Art beweglichen Zwischendeckels oder Kol bens d eingebaut, und zwar so, dass er in der Längsachse des Zylinders a verschiebbar ist, glelchzeltlg a77r an aellem Umfang gegen den Zylindermantel abdientet. Dieser Kolben l wird mit Federn e, von welchen in der Fig. 1 nur eine iichtlar ist, gegen die Stirnseite b1 des Drehkolbens b gedrückt und durch einen Stift f, der im Zylinderdeckel e festsitzt, an der Drehollg verhindert.
rn eine gute Abdichtung im Maschinen zylinder zu erhalten, kann der Dichtungs kolben d an seinem Umfang mit Liderungs- elementen, elastischen Ringen di etc., ams- gerüstet sein.
Urn die Kild wasserzuführung in den Dich- tungslolbel cl zu ermöglichen, sind Kanäle f in der innern Wandung des coppelwandigen Zylindernnltels angebraclt, die entsprechen den Kanälen d2 des Dichtungsolbels geger- überstehen. Nu Kühllwasserhammer des Zy lindermantels ist durch eine Zwischenwand a1 in eine obere und eine untere Hälfte geschie den, so dass das unten in die Kühlhammer des Mantels eintretende Kihlwasser gezwun- ger ist,
auf der eillen Zylinder leite seinen Werd in die obere Kühlkammerhälfte üb-r3 Aussparungen in a' und zum Teil durch den Dichtungskolben r7 zu nehmen und so diesen und damit indirekt auch den Drehlkolben b energisch zu kühlen, um hernach an, obern obern Kühlkammerhälfte des Zylindermantels auszutreten. Statt durch Kanäle g und r2 hörnnte das Kühlwasser auch durch Rohre mit biegsameu Teilen oder telesliopartig ineinanderstecken den Teilen den bewergliclen ichdungskolben d zugefihrt werden, und ähnlich könnte aucl sein Ablauf eingebaut werden.
In Fig. 3 ist eine Verbesserung dieser Anordnung mit seitlichem Dicltungskolben dargestellt. Eist nämlich praktisch so gut wie unmöglich, den Dichtungskolben d und den Drehkolben b (Fig. 1) so zu montieren, dass die Stirnseite des Drehkolbens b genau parallel zur Stirnseite des Dichtungskolbens d steht. Es zeigt sieh immer, dass im Betriel nur ein gewisser Teil der Stirnwand von b' an der Stirnwand vom Dichtungskolben r7 zum Streifen kommt. Dasselbe ist zu sagen bezüglich der ludern, in der Zeichnung nicht dargestellten Stirnseite de, Drehkolbens b und der anstossenden Stirnwand des festen, entsprechenden Zylinderdeckels. Infolgedessen ist die erzielte Abdichtung keine absolute. sondern nur eine mehr oder weniger rute.
Um diesem Übelstande abzuhelfen, wird ge mäss Fig. 3 in den Dichtungsholben d, sowie il den Zylinderdeckel e1 eine in einer Kugel führung bewegliche Zwi,ehenwand d" und #: eingebaut. welche einen Teil einer Kugel darstellt, eine Kugelzone mit e1m Radius h, deren Kugelmittelpunkt o ungefähr in der geometrischen Achse der Weile des Dreh- kolhens liegt.
Gegen diese beweglieben Zwi- sehen wände d3, r2, die stell um ihre Kugel- nittelpunkle drehen können, werden nun in- f olge des Anpressungsdrucles des Diehtungs- kulbens die beiden SUMM des Drehkol bens h gepresst.
Diese Zwischenwainde kön nen sielt in ihren Lagern so versehiehen, dass sie furtwährend fest rn die Stirnwände der Drehkollens b Wiegen In sie eine absolute Parallelität nichl verlangen, und sich fort während etwas sehief zur Achse des lreh- kolbens zu sieller in der Tage sind, wie es die Einrichltung von selber ergibt.
Adlerdinge muss zwischen diesen beweg- lic-len Zwischenwänden d3 und c2 und dem ent sprechenden Träger der Wand, dem Kolben 7 lnd demn Zylinderdeekel e' ein kleiner, freier Raum übrig bleiben, damit die Beweglichkeil dler Zwischenwand nicht gehindert wird. Dies ist aber für die Ahkühlung der Zwisehenwand undd der Stirnseite l des Drehkolbens naehteilig. flau kann sieh aller nach Fig. -4 auch so b)e- helfen, dass mnn die bewegliche Zwischenwand verkleinert, so dass sie wir einen kleinen Teil der Stirnseite des Drehkolbens b bedeckt, näm- lieb den Teil in unmittelbarer Nähe der Welke des Drehkolbens.
Die beweglielie Zwischen wand cl' und s' wird in diesem Falle zu einem Kugelringe, und es braucht kein Spiel raum zwischen ihr und delle Dichttungskolben d oder Deckel c' vorgeselen zu werden. Infolge dessen ist auell die Abkühlung eine bessere. Der Kugelring bezw. die bewegliche Wand l4 umfasst die Welle duz Drvhkolbens b min elt- sprechendem Spiel und hal daher dolle Be weglichkeil. Dagegen streift nun die Stirn seite des Drehkolbens b nur mit eineue ge wissen zentrisehen Teile an der beweglieben Wand d' u1d c3, s11 dass die seitliche A1)- diehtutng des Drehkollens nicht vollkommen erscheint. Dies ist aber unwesentlichl.
D)er zwisehen dem übrigen feile der Stirn wände des Drehkolkens b und dem Dicltungslolben ( bezw. denn Zylinderdeckel c1 entstehende, notwendige Spalt kann so gering gemaelt werde), dass er durch das' Schmieröl vollkom- nen ausgefüllt wird, und die Undichtigkeits verluste ganz unbedeutend werden. Ausser dem kann dieser Spalt wich durch Segmente b3 abgedichtet wurden, wie sie den Fachmann ans der Literatur bekannt sind.
Das Hauptaugennierk ist bei dieser Aus- ftihrnng darauf zu richten dass die Stirn seiten des Drellkolbens b um Clip Welle herum gut abgedichtet sind; überdies werden dis reibenden Fläehen auf diese Wise kleiner, und die Abkühlung wird besser, indem das im Spalte zwischen Drehkllben b und Dich tungskolben d, resp. Zy-linderdeckelwant c1 zirkulierende Schnieröl die Märme weiter transportiert.
In Fig. a ist eine vierte Ausführungs- Amin veranschaulieht, die in denjenigen Fäl len zur Anwendung kommen kann, in wel- eben die Kühlung keine bedentende Rolle spielt. Die Grösse der beweglichen. fände d3, c2 ist dabei so gewählt, dass diese den gan zen Quersclnitt des Zylinders einnelnen. Bei dieser Ausführung wird dann nicht nur der Drehk ollen b seitlicln abgediclttet, son dern aucl die beweglichen Sehieber.
All, dem 1mstand, dal der Dreh punkt der beweglichen Wände d3, c2 hierbei nicht in die geonetri- scle Aehse desr Dhehkolbens zu liegen kommt, sondern in diejenige des Zylinders a, ent steht hierbei infolge der Kleinlteil der vor- konmenden ssewegungen dieser Wände in der Praxis kein merklieber Nachteil.
Die Ausfihrungsform nach Fig. i weicht Voll derjenigen nach Fig. 1 dadurch ab, dass l der bewegliebe. ahdichtende Kolben d in doll Deekel c eingebaut ist.
Eine weitere Ausbildung nach dieser Ricltung zeigt Fig. 7, gemäss welcler der bewegliche, abdicltende Kolben d den glei- clent Durchmesser wie der Drehkolben hat, also symmetriscl gelbaut ist, und nur liesen abdichtet, nicht aber die aus dem Drehkolben b austretenden Schieberteile. Die Aussparang en Wekei e für den Einbau des beweglich en Kolbens d wird dann gleichfalls symmetrisch und entsprieht dem Durchmesser des 1)reit- kolben# b. Gemäss Fig. 8 ist die bewegliche Wand d3 nit einer Wasserkühlung versehen. Der Kol ben d erhält bei dieser Bauart natürlich keine Wasserkühlung.
In Fig. 9 ist die entgegengesetzte Seite les Drehkobens b und seiner Kühlung gezeigt. Drehkolbens b und seiner Kühlung Die wassergekühlte bewegliche Wand c2 ist in diesem Falle von gleichem Durchmesser wie der Zy linder.
Die Wirkungsweise der zAnordnung ist wie folgt: Bei Stillstand der rotierenden Mascline wird der Dichtungskolben d durch die Fe dern c gegen die Stirnseite b' des Drehkolbens b gedrückt. Gleichzeitig wird der in der Achsenrichtung des Zylindergehäuses eben falls v erschiebbare Drehkolben b mit seiner Stirnseite b2 gegen den Zylinderdeckel c' ge drückt Wird an Stelle von Federn e Druekluft oder Dampf verwendet, so wird dieses Druck mittel naturgemäss erst nach Ingangsetztung der Maschine verfügbar Doch wird auch in diesem Falle bei Inbetriebsetzung der Ma schine die Abdichtung durch den Dichtungs kolben d genügen da sein Spiel in der Längs richtung der Maschine nicht bedeutend ist.
Während des Betriebes kann dann 7um Beispiel Druckluft zwischen Zylinderdeckel c und Dichtungskolben d gelangen, welche Druckluft den Dichtungskolben gegen die Stirnseite b1 des Drehkolbens b und diesen letzteren gegen den andern Zylinderdeckel c' drückt.
Verlängert sich nun der Drehkolben b infolge von Temperaturzunahme im Innern des Zylinders, so weicht der Dichtungskolben d gegen den Zylinderdeckel c aus, den Druck der Federn e oder des sonstigen Drucknediums überwindend.
Es liegen daher wenigstens während des Betriebes die Stirnseiten b1 und b2 des Dreh kolbens b beständig einerseits dicht am Dicb- tungskolben d, anderseits dicht am Zylinder deckel cl an, so dass ein Spalt zwischen die sen Organen nicht melr vorhanden ist und Verluste ar Druckluft, Dampf etc. durch einen Spalt vermieden sind.
Da sowohl der Dichtungskolb en d bezie hungsweise die beweglicle Wand d3 (Fig. S), als auch der Gehäusedeckel cl wassergekühlt sind, so werden die Stirnseiten b1 und b2 des Drehkollens b clurch Berührung mit kalten Flächen der genannten Organe wirkungsvoll abgekühlt.
Statt dass, wie in den gezeichneten Aus führungsbeispielen, ein beweglicher Dich tungskolben nur auf einer Seite des Dreb- kolbens eingebautist, welche Form den An- spriichen der Praxis vollkommen genügen dürfte, kann auf jeder Seite des Drehkolbens je ein solcher beweglicher Dichtungskolben mit oder ohne bewegliche Zwischenwände eingebaut sein.