Stopfbüchsenloser Verdiehter. Stopfbüchsenlose Verdichter, bei welchen die Verdichtung durch die Fliehkraftwirkung eines in einem mit Lirnlaufenden -Massen züi- sammen bewegten Verdichtergehäuse Linilau- fenden Verdrängers erfolgt. sind bekannt.
Bekannte Ausführunosformen solcher Art haben den Nachteil, dass der Gang nicht aus- werden konnte, die Maschine un ruhig, stossweise und mit scbla-endem Ge räusch arbeitete.
Die Erfindung bezweckt, durch entsprechende Ausbildung den Gang des Verdichters auszugleichen und bestellt darin, dass die Anordnung, bezieliungsweise Verteilung der umlaufenden Massen derart vor#gesehen. ist, dass die Stossmittelpunkte der störcnden Massenkräfte nahe oder in einem ,Glemeinsamen Punkt zusammenfallen.
Das <B>D</B> Maschinengehäuse wird vorteilhafterweise so aufgehängt, dass der gemeinsame Stossmittel punkt bei allen des Maschinen- häuses mö-lichst unbewe t bleibt.
?n<B>9</B> Der Erfindungsgegenstand ist ail drei auf der Zeichnung ##eIleinatisell dar--estellt.
t' Fig. <B>1</B> zeigt einen Verdichter mit im Haschinengehäuse angeordnetem Antriebs motor, dessen Verdränger infolge der Flieh- kraftwirkung des translatorisch sehwinger- den Maschinengehäuses die Verdiehtung aus führt; Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie <I>in</I> III-II von Fig. <B>1;</B> in Fig. <B>3</B> ist ein Verdichter dargestellt.
der im Gegensatz zu Fig. <B>1</B> von einer ausser halb des Maschinengehäuses befindlich,#n 1--,raftmaschine angetrieben wird; Fig. 4 zeigt einen Verdiehter, dessen Antriebsmotor die Schwin-,unven. <I>des</I> Ver- l# e_I dichtergehäuses nicht mitmacht;
durch die Fig. <B>5</B> wird eine be-soudere AufhängungSart eds translatorisch schwin- C 2eildeii Gehäuses gezeigt, währenddem Fig. <B>6</B> den Grundriss von Fig. <B>5</B> bei ab- (rehobener oberer Kegelplatte darstellt.
Wirkt auf einen Massenkörper eine äu ssere Kraft in einem beliebigen Angriffs punkt, so wird der -Körper eine Drehung um einen bestimmten Pun kt ausführen, welcher als Stossmittelpunkt bezeichnet wird, und dessen Lage sieh, die drei Hauptträglieits- momente des Massenkörpers als bekannt vor ausgesetzt, bestimmen lässt. Wird dieser Ivlassenkörper in dem Stossmittelpunkt all seitig drehbar aufgehängt, so entsteht ein physisches Pendel, bei welchem die Einwir kung dieser äussern Kraft auf den Auf hängepunkt keinerlei Reaktionskräfte aus übt.
Dabei hat die absolute Grösse dieser äussern Kraft, die im folgenden als "Stö- rungskraft" bezeichnet sei, keinen Einfluss auf die Lage des Stossmittelpunktes, sondern allein auf die absolute Grösse der Geseliwin- digkeit der durch sie hervorgerufenen Bewe gung.
Bei besonderen Körperformen, welche eine Symmetrieachse besitzen. und von deren Hauptträglieitsmomente zwei infolgedessen Olleieli gross sind, können Störungskräfte von verschiedener Richtung einen gemeinsamen Stossmittelpunkt besitzen, vorausgesetzt, dass diese Kräfte in einer zuir Symmetrieachse deg Körpers senkrechten Ebene liegen und deren gerade Verlängerung den Durchstoss- punkt von der Symmetrieachse des<B>K</B> örpers mit der senkrechten Ebene enthält.
Der Stossmittelpunkt für diese Kräfte liegt dann in der Symmetrieachse, welche somit bei der Aufhängung im Stossmittelpiinkt zur Schwer linie des Körpers wird. Ebenso ist der Stoss mittelpunkt von Systemen von parallelen Kräften, deren Resultierende in derselben zur Symmetrieachse senkrechten, die Einzel kräfte enthaltenden Kräfteebene liegt und deren gerade Verlängerung, von den einzel- neu parallelen Kräften, wie auch von deren Resultierenden, die Symmetrieachse des Kör pers schneidet, mit dem Stossmittelpunkt der Einzelkräfte in der Kräfteebene zusammen fallend.
Kleine Abweichungen von diesen Kräftelagen haben nur unwesentlichen Ein- fluss auf #die Lage der einzelnen Stoss mittelpunkte, so dass ein Punkt in mittlerer Lage der einzelnen Stossmittelpunkte den noch einen praktisch ruhigen und stossfreien Aufhängepunkt darstellt. Gemäss Fig. <B>1</B> und 2 ist in einem Ma schinengehäuse<B>1</B> der Motor 2 und daran- hängend das Verdichtergehäuse <B>3</B> angeord net.
Das Maschinengehäuse<B>1</B> ist<B>in -1</B> kar- danisch an den feststehenden Trägern<B>5</B> auf gehängt. An den beiden festen Aufhängern <B>6</B> sind vermittelst elastisch biegsamer Bän der<B>7</B> die beiden starr mit dem Kardanring <B>8</B> verbundenen Träger<B>9</B> aufgehängt.
In der zur Bildebene, Tig. <B>1)</B> senkrechten, durch den Punkt 4 gehenden Richtung ist das Ma schinengehäuse<B>1</B> in entsprechender Weise durch elastische Bänder 7a (Fig. 2), welche einerseits mit den Trägern ga des Ringes <B>8</B> und anderseits mit den Trägern 6a des Gehäuses<B>1</B> verbunden sind, an den Ring<B>8</B> aufgehängt, deraie, dass wieder die Biegungs- achse der elastischen Bänder 7a durch den Punkt 4 geht.
Mit dem Gehäuse<B>1</B> ist der feststehende Polring<B>10</B> des Motors 2 starr verbunden, währenddem die' Welle<B>11</B> mit dem Rotor<B>19,</B> in den im Maschinengehäuse <B>1</B> befindlichen Lagern<B>13</B> und 14 gelagert ist. Auf der Motorwelle<B>11</B> sind die -um laufenden Massen<B>15</B> und<B>16,</B> die im folgen den auch mit l,Störuiigsmassen" bezeichnet sind, um<B>180 '</B> gegeneinander versetzt, auf- gekeilt. Das Gehäuse<B>3</B> des Verdichters ent hält in einer zylindrischen Bohrung<B>18</B> den Verdränger 24, welcher in der zylindrischen Bohrung<B>18</B> einen sichelförmigen Arbeits raum freilässt,
und mit Schwungmassen<B>A</B> und B versehen ist.
Die Arbeitsweise des Terdichters ist die folgende: Durch die auf der Welle<B>11</B> aufgekeilten. exzentrisch rotierenden Störungsmassen<B>15,</B> <B>16</B> wirkt ein rotierendes Kräftepaar 21, 22 auf das Maschinengehäuse <B>1.</B> Als Folge die ser rotierenden Kräfte wird das Maschinen- ,gehäuse mit seiner Sehwerachse <B>26,</B> die mit der o-emeinsamen Schwerlinie<B>25</B> des ganzen Systems den Winkel a bildet, eine trans- latorische Pendelbewegung um den Punkt 4 so ausführen,
dass die gemeinsame Schwer linie 25 unbeweglich bleibt. Infolge dieser translatorischen Pendelbewegung des Maschi- ilengehäuses <B>1.</B> führt der Verdränger 24 in der zylindrischen Bohrung<B>18</B> bei unbela stetem Gang der Maschine eine gegenüber der Störungsmask <B>15</B> um zirka<B>180 '</B> ver setzte Rotation um die Gehäuseachse<B>26</B> aus, wobei der Drehsinn der Massenkörper<B>15, M</B> <U>24,</U><B>A</B> und B und der Pendelbewegun,' des Maseliinengehäuses immer derselbe ist.
Der Verdichter<B>3</B> saugt das zu verdichtende Mit tel durch die Leitung<B>19</B> in den Saugraum, der durch den vermittelst der Feder<B>28</B> auf den Verdränger 24 gepressten Schieber Yi vom Druckraum getrennt ist.
Das verdieli- tete Mittel wird über das Rückselilagventil <B>29</B> in die Druckleitung 20 und von dort an die Verbrauchsstelle cefördert. Sobald ein Druckunterschied zwischen Saug- und Druckseite sich einstellt, welches zum Bei spiel der Fall ist,- wenn durch die Leitung <B>19</B> ein zu #-erdiehtendes Mittel zugeführt wird. hat der Verdränger 24 Arbeit zu lei sten, so dass er mit einem um einen dieser Arbeit entsprechenden Betrag mehr als<B>180 '</B> betragenden Winkel dem Fliehgewicht<B>15</B> nacheilt.
Die drei rotierenden und dadurch das Pendel beeinflussenden Massen<B>15, 16,</B> <B>A</B> und B sind derart angeordnet, dass einer seits der Stossmittelpunkt der durch die Ver- drängermassen <B>24, --1</B> und B ausgeübten dauernd rotierenden Fliehkraft<B>23</B> und an derseits der -erneiiisame Stossmittelpunkt der beiden durch #die Fliehwewichte <B>15</B> und<B>16</B> her- vor(,erufenen Polii--#reiiileii Fliehkräfte<B>21</B> und 22 in einem gemeinsamen Punkt zusammen fallen,
welcher als Aufhängepunkt 4 der tn Maschine gewählt ist. Bei dieser Anordnung werden durch die rotierenden Störungskräfte ')1, <U>-22</U> und<B>23</B> der störenden Massen<B>15. 16,</B> <U>94,</U><B>A</B> und B auf die feste Unterlage<B>5</B> keine Reaktionskräfte al-is-,eübt, wodurch ein ruhi- ,ger und störunusfreier <B>Gang</B> der Maschine erreicht wird.
Der in Fio,. <B>3</B> dargestellte Verdichter ist ebenfalls als rotierende Maschine mit sichel- f'örnii,o.,em Arbeitsrauin ausgebildet. Tii eineni Naschinen-ehäuse <B>30</B> ist das Gehäuse<B>31.</B> des Verdichters so angeordnet, dass die exzen- triseh rotierende Masse<B>33</B> in derselben Ebene 34 rotieren kann,
wie der Verdränger <B>35.</B> Die die Masse<B>3.3</B> tragende Welle<B>36</B> ist in den mit Bezug auf das Maschinengebäuse <B>30</B> festen Lagern<B>37</B> und<B>38</B> gelagert und mit einer Riemenscheibe<B>39</B> versehen, welche schräg auf die Welle<B>36</B> aufgekeilt ist, der art, dass sie in jeder Drehlage der Welle mit ihrem Riemenmittel wagrecht liegt.
Das Gehäuse<B>30</B> besitzt ein kugeliges Abschl-L#..g- stück, 40, welches in einer kugeligen Pfanne <B>-11</B> des festen Trägers 4.2 derart, gelagert ist, dass das Gehäuse wohl eine translatorische Pendelbe#vegung ausführen kann., jedoch an einer Rotation um die Gehäuseschwerlinie, durch den Stiften 43 verhindert wird.
Die Riemenscheibe<B>39</B> ist gegenüber der Kugel pfanne 41 derart eingestellt, dass die Mittel linie des Riemens in der durch den Kugel mittelpunkt 44 gelegten wagrechien Ebene liegt und somit der Riemenzug 45 auf das Maschinengehäuse<B>30</B> kein Moment ausüben kann.
Die ganze Anordnung ist wieder so gehalten, dass die Flielikraft 46 der exzen trisch, sich drehenden Masse<B>33</B> und die Fliehkraft 47 des Verdrängers <B>35</B> einen ge- ineinsamen Stossmittelpunkt besitzen, der mit dem Mittelpunkt 44 der Kugel 40 zusam,- inenfällt, so dass die Störunoskräfte 46 und <B>-17</B> auf die Kugelpfanne 41 der festen Un terlage 42 keine Reaktion ausüben können.
Die Arbeitsweise entspricht dem Beispiel nach Fig. <B>1</B> und 2. Durch den exzentrisch rotierenden Massenkörper<B>33</B> wird das Ma- sehinengehäuse <B>30</B> in eine translatoriselhe Pendelbewegung versetzt.
LTliter der Wir kung der Fliehkraft 47 wird der Verdränger <B>35</B> im zylindrischen Verdrängerraum 48 mit seiner Mittellinie in eine um die Achse die ses Zylinderraumes rotierende Bewegung ver setzt, so dass das durch die Saugleitung, 49 angesaugte, zu verdichtende Mittel im siehe!- förinigen Arbeitsraum verdichtet und durch die Druckleitung<B>50</B> weitergefördert wird.
Das Maschinenge'häuse 5,5 des in der Fig. 4 dargestellten Verdichters ist am Kar dangelenk<B>56</B> aufgehängt, welch letzteres durch den Träger<B>57</B> mit einem festen Ge <I>stell</I><B>58</B> verbunden ist. Der Motor<B>59</B> ist in das Maschinengehäuse<B>55</B> so eingebaut-, dass der Stator <B>60</B> und die Lager<B>61</B> und<B>62</B> des auf die Welle 64 aufgekeilten Rotors<B>63</B> fest mit dem Maschinengehäuse verbunden sind. Der Arm<B>65</B> und das Fliehgewicht<B>66</B> -wer den durch die Welle 64 in drehende Be wegung versetzt.
Das Verdichtergehäuse <B>67</B> ist mit. dem Zapfen<B>68</B> am einen Ende in einem Lauer<B>69</B> des Armes<B>65,</B> und mit dem andern Ende<B>70</B> in einem mit dem Maselii- liengehäuse <B>55</B> fest verbundenen Kard.alige- lenk <B>71</B> gelagert.
Der Arm<B>65</B> zwingt bei seiner Drehung mit der Welle 64 das Ver- dichtergehäuse <B>67</B> zu einer kegeligen Pendel bewegung derart, dass sämtliche Punkte des Gehäuses d#7 ebene Kreise ausführen.
Ini Verdichtergehäuse <B>67</B> ist wiederum ein Ver- dränger <B>72</B> vorgesehen, welcher durch die Fliehkraftwirkung bewegt, einen siehelfbr- migen Arbeitsrauin bildet, in den aus der Leitung<B>73</B> das zu verdichtende Nittel an gesaugt wird. Die Förderung zur -Ver brauchsstelle erfolgt durch die Leitung 74.
Bei ihrer Durchführun- sind die beiden Lei tungen<B>73</B> und 74 mit dem Maschinenge häuse<B>55</B> fest verbunden, gehen alsdann aber in schraubenförmige Windungen<B>75</B> bezw. <B>76</B> über, -so dass infolge dieser elastischen Verbindung die Anschlüsse<B>77</B> bezw. ig am Verdichtergehäuse <B>67</B> den Kreisbewegungen des letzteren folgen können.
Vora-usgesetzl, dass auf den Verdränger <B>72</B> ständig unver änderliche Kräfte ausgeübt würden, könnten sämtliche Fliehkräfte des pendelnden -wie auch des rotierenden Systems dureh -das Fliebgewicht <B>66</B> ausgeglichen werden.
Durch die Verdichtung werden jedoch auf den Ver- dränger <B>72</B> und das Gehäuse<B>67</B> ständio, wäli- rend einer Umdrehung sich ändernde, Kräfte vom Verdichtungsmittel ausgeübt,<B>so</B> (lass diese Massen in ihrer Bewegung verzögert und beschleunigt werden.
Die Reaki-;on der von diesen Verzögerungen und Bes(Ileuni- gungen herrührenden Massenkräfte wirkt sieh auf das Gehäuse<B>67</B> und auf den Arm <B>65</B> derart aus, dass letzterer nicht mehr init einer unveränderlichen Winkelgeschwindig keit rotieren kann und zudem auf die *Lager <B>61</B> und<B>62</B> Reaktionen ausübt. Diese Reak tionen haben aber auf das Gehäuse<B>55</B> einen störenden Einfluss und versetzen dm Ge häuse in Pendelbewegungen.
Das ganze Ma- sehinen,gehäuse ist im Stossmittelpunkt der durüll die Welle 64 auf das Masel-Linenge- häuse <B>55</B> aus-,etibten störenden Kräfte auf gehängt, so dass diese au± das feste Gestell <B>58</B> keine störende Reaktion mehr ausübe-ii können.
Die durch die veränderlichen Kräfte des zu verdichtenden Mittels auf das Maschi nengehäuse<B>55</B> ausgeübten Schläge werden dadurch nicht, wie bei bisherigen Aussfüh- rungen auf das feste Gestell übertragen, son dern durch die im Stossmittelpunkt aufge hängte Masse des Naschinengehäuses aufge nommen und ausgeglichen. Selbstverständ- lieh könnte der den im Haschinen-ehäuse gelagerten Arm<B>65</B> antreibende Motor auch ausserhalb des XaschinenYehäuses auf fester Unterlage angeordnet sein.
wobei ssig der Arm<B>65</B> im Aufhängepunkt<B>56</B> des Naschinengehäuses angreifend vom Motor angetrieben. wird.
An Stelle der bisher beschriebenen kar- danischen Aufhängung mit biegsamen Ver bindungsmitteln einerseits oder Zapfen und Lagern anderseits und der kugeligen Auf hängung können auch andere Aufhängung-n angewendet werden, beispielsweise die durch die Fij--. <B>5</B> und<B>6</B> dargestellte Kegelscheilicii- aufhängung. Der schwingende Verdieliter t5 tD <B>Z-,</B> ist an dem Zapfen<B>SO</B> aufgehängt, an wel- ehem die Kegelseheibe <B>81</B> befestigt ist,
die mit ihrer Keuelfläche <B>82</B> auf der Kegel <B>t,</B> fläche <B>83</B> der Unterlagsscheibe 84 abrollen kann. Bei dieser Bewegung bleibt die Lage der Kegelspitzen<B>85</B> der beiden Kegelfläehen <B>82</B> und<B>83</B> unverändert.
Der Öffnungswinkei der Ke-el ist das Supplement des Winkels zwischen der gemeinsamen Schwerlinie des Maschinen--ehäuses mit den störenden sen und der Sehwerlinie des Maschinenop-c- bäuses. Dadurch entsteht zwischen den bei den Keuelflächen Linienberührung.
Um eine "Rotation des Zapfens<B>80</B> um die Schwerlinie der ganzen Maschine zu verhindern, hann ge- uläss Fig. <B>5</B> und<B>6</B> durch den unbewegten Punkt<B>85</B> des Zapfens<B>80</B> ein fester oder elastisch biegsamer Slift 8(# vorgesehen sein, der mit seinen beiden Eiiden in An-nehmun- (Verl <B>87</B> der festen Unterlage<B>88</B> cingreiff.
Selbstverständlich kann jeder der drei Verdieliter in einer beliebio1-en #Ä,7eise allsei- 1 ig (1r(#hb-,i,i" Jedoeh nicht rotierend aufgehängt sein, wie aueli für diese Aufhängung alle inöl-lichen elastisch bi,#gsamen 11--,m#toffe. wie zum Beispiel Leder.
Balata oder Stahl- händer. verwendet werden können, wodurüh ('zerätische der sich bewegenden Teile ver- inieden werden. Die von dem Verdich+er- (1),#ehäiise ausgehenden Rohre werden zweek- ),lässi-,erweise in der der hardanisebeii Aufhäno-ung des Maschinengehä:
Lises mit der festen Teilen verbunden, um all zu starke Verbiegungen derselben zu vermeiden. ITt-n die Bie"s1)aniiun#yen und die -auf das schwin- LI <B>Z--,</B> ("ende Gehäuse aus-,eübten Kräfte möglichst n t# züi vermindern,
werden diese Rohre zwiselien dein pendelnden Gehäuse und der Befesti- tolling an festen Teilen -"orteilhafterweise ie- derartig, zum Beispiel in der Form von Spi ralen, zylindrischen oder kegeligen Schrau ben, gewunden. An Stelle des Antriebes mittelst ini Aufhängepunht vorgesehener Rienienscheiben, können auch andere An triebe, zum Beispiel Kegelzahnräder oder 1.Zardangelenke vorgesehen werden.
Die Erfindung bietet gegenüber den stopfbüchsenlosen Verdichtern nach der alten Ilauart den grossen Vorteil, dass sie mit ganz einfachen mechanischen Mitteln einen stoss freien Gang von Maschinen erreichen lässt, was bisher nur durch umständliche und an viele Bedingungen geknüpfte Mittel teilweise erreicht werden konnte.