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Schraubenverdichter oder -kraftmaschine Die Erfindung bezieht sich
auf :Maschinen der im Patent Nr. 455 967 angegebenen Art und bezweckt, derartige
Maschinen auch für zusammendrückbare oder expansive Mittel brauchbar zu machen.
Die Maschine gemäß der Erfindung ist insbesondere zur Verdichtung von Luft oder
anderen Gasen auf hohen Druck bestimmt. Wird sie als Kraftmaschine verwendet, so
kann der Betriebsstoff entweder Druckluft oder eine entzündbare Mischung von Benzin
und Luft sein.
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Zu diesem Zweck ist die Maschine in an sich bekannter Weise derart
ausgebildet, daß die durch die Gewindenuten gebildeten Räume in einer bestimmten
Stellung mit einer im Gehäuseumfang vorgesehenen Öffnung zum Auslaß bzw. Einlaß
des zu verdichtenden bzw. des treibenden Mittels in Verbindung gelangen. Vorzugsweise
sind a'uf jeder der beiden Wellen zwei oder mehr Schrauben angeordnet, deren Gewinde
paarweise entgegengesetzt gerichteten Gang aufweisen.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Verdichters oder
einer Kraftmaschine gemäß der Erfindung veranschaulicht. Abb. i zeigt einen Längsschnitt
durch die Maschine und Abb.2 einen Querschnitt derselben, von der linken Seite der
Abb. i gesehen. Abb. 3 und 4 zeigen schematisch eine Abwicklung der zusammenarbeitenden
Schrauben nach Abb: i und 2 in zwei aufeinanderfolgenden Stellungen.
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Das Gehäuse i bildet eine innere Kammer und ruht auf zwei Füßen 2.
Mit dem Gehäuse i sind zwei Deckel 3 und q. verbunden, welche Lager für zwei parallele
Wellen 5 und 6 bilden, von denen die erste, 5, durch eine Riemenscheibe 7 angetrieben
wird. An dem entgegengesetzten Ende der Welle 5 ist ein Stirnrad 8 befestigt, das
in ein auf der Welle 6 befestigtes Stirnrad 9 mit einem Übersetzungsverhältnis 2
: i eingreift. Auf der Welle 5 sind ferner zwei mit zweigängigem Gewinde ausgeführte
Schrauben io und ii befestigt, wobei die Schraube =o linksgängig und die Schraube
ii rechtsgängig ist. In ähnlicher Weise sind auf der Welle 6 zwei mit eingängigem
Gewinde versehene Schrauben, 12, und 13 befestigt, welche mit den Schrauben
io und ii zusammenarbeiten und rechtsgängig bzw. linksgängig sind. Die inneren Enden
der Schrauben eines jeden miteinander zusammenarbeitenden Schraubenpaares liegen
gegeneinander dicht an., wobei die Gewindenuten einander entsprechen und Kammern
bilden, welche durch das Gewinde der zusammenarbeitenden Schrauben geschlossen sind.
An jedem Ende des Gehäuses i ist eine Einlaßöffnung 1q. vorgesehen.
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Wenn die Welle 5 mit den Schrauben io und
ii im Sinne
des Uhrzeigers gedreht wird, wie dies durch den Pfeil in Abb. 2 angedeutet ist,
so wird die Luft, welche durch die Öffnungen 14 und in die Gewindenuten gesaugt
wird, von der äußeren Atmosphäre getrennt und zusammengedrückt.
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Der Vorgang ist in den Abb. 3 und 4 veranschaulicht, welche schematisch
eine Abwicklung sämtlicher vier Schrauben io, ii, i2 und 13 darstellen, wobei
die lichten Flächen die Gewindenuten und die gestrichelten Flächen die Gewinde bezeichnen.
Abb.3 zeigt vier entsprechende Nuten 16, 1.7, 18 und ig in einer Lage, in der die
Nuten zum Einlaß der äußeren Luft offen sind. In Abb. 4 sind dieselben Nuten geschlossen,
nachdem die treibende Welle gegenüber der in Abb.3 gezeigten Lage um eine Vierteldrehung
gedreht worden ist. Nach einer weiteren Drehung um denselben Winkel sind die Lagen
derselben Nuten diejenigen, welche durch die lichten Flächen 2o, 2i, 22 und 23 in
Abb. 3 bezeichnet sind, wobei, wie ersichtlich, der eingeschlossene Raum verringert
ist. In der folgenden, durch die lichten Flächen 20, 21, 22 und 23 in Abb. ¢ bezeichneten
Lage sind die Gewindenuten in eine solche Stellung gebracht, in welcher sie sich
in Verbindung mit einer in. der Seitenwand des Gehäuses i angeordneten Öffnung
15 befinden, welche Öffnung auch in Abb. i und 2 gezeigt und mit einer nicht
gezeigten Leitung verbunden ist. Der kleine Raum 24 zeigt die Lage der erwähnten
Gewindenuten unmittelbar vor dem Augenblick, wo die letzte Menge der verdichteten
Luft durch den Auslaß =5 hinausgepreßt worden ist.
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Wie aus dem Gesagten hervorgeht, wird die Luft, welche durch die Öffnungen
14 an den Enden des Gehäuses i eingesaugt ist, zuerst in die entsprechenden Gewindenuten
der zusammenarbeitenden Schrauben an den äußeren Enden der Schrauben eingeführt.
Während der gegenseitigen Drehung der Schrauben wird die in die erwähnten Nuten
eingeführte Luft eingeschlossen, wobei der eingeschlossene Raum allmählich verringert
und eine Zusammendrückung der Luft bewirkt wird. Bei weiterer Drehung der Schrauben
erreichen die Nuten endlich eine Lage, in welcher sie, wie oben beschrieben, in
Verbindung mit dem Auslaß 15 gelangen, so daß die verdichtete Luft durch den erwähnten
Auslaß ununterbrochen ausgepreßt wird.
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Die Bedingung im Hauptpatent, gemäß welcher die Anzahl der Gewinde
der einen Schraube in bezug auf die Anzahl der Gewinde der damit zusammenarbeitenden
Schraube begrenzt werden soll, ist im vorliegenden Falle nicht notwendig, weil die
Gewindenuten beider zusammenarbeitenden Schrauben am einen Ende abgeschlossen, oder,
was dasselbe ist, nur mit einer Gewindenut der anstoßenden Schraube auf derselben
Welle verbunden sind.
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In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Schrauben an jeder Welle,
zusammen also vier Schrauben, vorgesehen. Diese Anordnung ist nicht unbedingt notwendig,
denn dasselbe Ergebnis kann durch nur zwei zusammenarbeitende Schrauben erreicht
werden, wenn diese am einen Ende zum dichten Anliegen gegen eine die entsprechenden
Enden der Gewindenuten abschließende Wand gebracht werden. Die gezeigte Schraubenanordnung
ist aber wirksamer und gestattet einen Ausgleich der axialen Kräfte.
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Wie erwähnt, kann eine Vorrichtung der beschriebenen Art auch als
Kraftmaschine verwendet werden, die durch Gas oder Dampf angetrieben wird, in welchem
Falle das Treibmittel durch die Öffnung 15 in das Gehäuse i eingeführt wird. Der
Füllungsgrad kann in bekannter Weise eingestellt werden.
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Ein Schmiermittel muß den verschiedenen Teilen der Vorrichtung zugeführt
werden. Wenn die Vorrichtung als Verdichter arbeitet, so kann das Schmiermittel
zweckmäßig in der Nähe der Punkte 25 und 26 der Abb. 3 und 4, und wenn sie als Kraftmaschine
arbeitet, an einem Punkte nahe der Öffnung 15 zugeführt werden.
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Die beschriebene Vorrichtung kann auch als Verbrennungskraftmaschine
verwendet werden, in welchem Falle die Brennstoffmischung durch die Öffnung 15 zugeführt
wird. Eine Zündvorrichtung 27 ist in das Gehäuse i eingesetzt, wie dies in Abb.
2 gezeigt ist.
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Ein Kühlmittel kann durch in den Schrauben vorgesehene Kanäle 28 (Abb.
2) sowie durch Kanäle (nicht gezeigt) im Gehäuse i getrieben werden.