Drehkolbenmaschine. Die Erfindung betrifft eine Drehkolben maschine mit einem in Zahnlücken von Steuerwalzen mittelst seiner Treibzähne ein greifenden Kolben. Bei Maschinen dieser Art hat man bisher noch so wenig praktische Erfolge erzielt, weil infolge der schwierigen innern Abdichtung der einzelnen bei dem Zahneingriff gebildeten Druckkammern ge geneinander gewöhnlich die Leistung der Maschine nicht die Erwartungen rechtfer tigte.
Dies liegt insbesondere daran, .dass die aus einem Stück gefertigten Steuerwalzen und Kolben in ihrer Gesamtheit einer sol chen durch die Wärmeeinflüsse verursachten Grössenänderung unterliegen, dass trotz aller möglichen Abdichtungsversuche starke Un- dichtheiten entstehen, durch welche der Wir kungsgrad der Maschine so sehr herabge drückt wird, dass von einer Wirtschaftlich keit oder gar Überlegenheit gegenüber an dern Bauarten nicht mehr die Rede sein kann.
Nach vorliegender Erfindung liegen die Ein- und Auslässe des Druckmittels zu bei den Seiten der durch Aussparungen im Kol ben gebildeten Flanken der Treibzähne im Kolben, und sowohl der Drehkolben, als auch die Steuerwalzen und der in radialer Richtung den Kolben und die Steuerwalzen umschliessende Gehäuseteil sind aus Schei ben zusammengesetzt.
Diese Zusammenset zung der zusammenarbeitenden Teile aus Scheiben lässt die an sich bekannten Vorteile dieser Bauart hinsichtlich der Auswirkun gen der durch die Wärme bedingten Aus dehnung insofern besser ausnutzen, als hier durch in allen Teilen ein nachgiebiger Aus gleich bewirkt wird, welcher das Entstehen grösserer Lücken oder grösserer Undichthei- ten mit besserer Zuverlässigkeit verhindert.
Während diese Vorteile insbesondere in ach- sialer Maschinenrichtung in Betracht kom men, kann .die Erreichung eines ähnlichen Ausgleiches in radialer Richtung-durch An- ordnung von wechselseitig eingefrästen tan gentialen Schlitzen in den Zähnen des Läu fers und den dem Kolben in radialer Rich tung gegenüberliegenden Gehäuseteilen her beigeführt werden.
Hier, wie auch bei der Scheibenzusammensetzung, wirkt nicht allein die Nachgiebigkeit infolge Wärmeausdeh nung ausgleichend, sondern auch ein gewis ser, in den geschaffenen kleinen Zwischen räumen entsprechend dem Druck in den zu gehörigen Arbeitsräumen sich -dauernd er haltender Druck, wodurch die Nachgiebig keit und gegenseitige Anpassung noch weiter gesichert wird.
Ein derartiger Drehkolbenmotor bezw. Drehkolbenkompressor mit mehreren Stufen ist zweckmässig derart ausgebildet, dass die einzelnen Stufen in achsialer Richtung der Maschine nebeneinander angeordnet sind, so dass das seitlich von Stufe zu Stufe strö mende Arbeitsmittel gleichmässige Ausdeh- nungs- und Dichtungsverhältnisse schafft. Hierbei wird die Stufenanordnung vorteil haft so getroffen, dass auf derselben Achse symmetrisch zu einer Höchstdruckstufe Nie derdruckstufen angeschlossen sind, so dass ein gleichmässiger Temperaturabfall von der Mitte nach beiden Seiten der Maschine ge sichert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Drehkol- benmaschine gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung in Abb. 1 im Querschnitt und in Abb. 2 im Längsschnitt veranschaulicht; Abb. 3 zeigt in einem Längsschnitt eine mehrstufige Maschine.
Das Gehäuse 1, dessen mittlerer Teil aus Scheiben 2 (Abb. 2) zusammengesetzt ist, besitzt am Umfang eingelagerte, gleichfalls aus Scheiben zusammengesetzte, mit Zahn lücken 4 versehene Steuerwalzen 3 und einen Drehkolben 5, dessen Treibzähne 6 in die Lücken 4 der Steuerwalzen eingreifen, wäh rend der übrige Teil des Kolbens mit den Steuerwalzen mittelst der Verzahnung 7, 8 in Eingriff steht.
Die Flanken des Kopfes der Treibzähne 6 sind Teile einer Zykloide. Die übrigen Teile der Flanken sind durch Ausnehmun- gen 9 im Drehkolben gebildet. Die tiefste Stelle dieser Aussparungen ist als Ein- resp. Auslass 10 resp. 11 ausgebildet. Die Ein- und Auslässe stehen durch seitliche Kammern 12, 13 mit zu den Hohlräumen 14 und 15 führenden Kanälen in der Wandung der Hohlwelle 16 in Verbindung. Durch die Hohlräume 14 und 15 hindurch findet die Zu- resp. Abführung des Druckmittels statt.
Die Zu- und Abführung des Triebmittels er folgt zweckmässig durch das feststehende Maschinengehäuse. Die Wirkungsweise ist im übrigen gleich wie bei an sich bekannten Drehkolbenmaschinen mit Treibzähnen. Die Anzahl der Treibzähne muss, um einen recht zeiiigen Abschluss zweier in einer Kammer liegenden Ein- und Ausströmkanäle zu er zielen, kleiner sein als die Zahl der Steuer walzen.
Um ferner zwischen Zahnkopf und Ge häusewandung eine gute Abdichtung zu er zielen, sind beide Teile mit Schlitzen 17 ver sehen, die wechselseitig eingefräst sind, so dass bei Überdruck auf der einen oder andern Seite ein Anschmiegen der Wandung erfolgt und eine Abdichtung erzielt wird. Bei wech selnder Wärmeausdehnung ist ein Festsetzen des Kolbens ausgeschlossen. Die Wirkungsweise ist wie folgt: Das Druckmittel strömt durch den Ka nal 14 der. Hohlwelle ein und gelangt dureb die Kammern 12 in die Einlässe 10, um in .die von den Steuerwalzen 3 begrenzten Ar beitsräume einzutreten.
Hierdurch werden die Treibzähne 6 vorgetrieben und drehen den Drehkolben 5, welcher seinerseits durch die Verzahnungen 7, 8 die Steuerwalzen ver dreht, bis, diese nach zurückgelegtem Weg des jeweiligen Treibzahnes 6 durch .den. je weiligen Arbeitsraum die Auslässe 11 frei g o eben, durch welche das verbrauchte Druck- mittel unter Vermittlung der Kammern 13 durch einen andern Hohlraum der Haupt welle 16 ausströmen kann.
Die Abb. 3 zeigt eine mehrstufige Dreh kolbenmaschine. Die Hauptwelle 18 trägt die einzelnen aus Scheiben zusammengesetz ten Kolbenkörper 19, 20, 21 der verschie denen Druckstufen, welche von der Mitte aus zu beiden Seiten der Höchstdruckstufe an geordnet sind. Das Gehäuse besteht aus zwei festen Seitenteilen 22, während die iibrigen Gehäuseteile aus Scheiben 23 zu sammengesetzt sind.
Den Kolbenkörpern 19, 20, 21 gegenüber liegen die zugehörigen Steuerwalzen 24, 25, 26 auf den Steuerwellen 27. Die Ausgestal tung der Treibzähne kann verschieden sein. Sie ist nicht besonders angegeben, weil sie nicht zum Gegenstand der Erfindung ge hört.
Der Verlauf des Druckmittels in der zum Beispiel als Motor wirkenden Drehkolben maschine ist so, däss von einer mittleren Kammer 28 aus die Einströmung zunächst in den Hochdruckkolbenkörper 19 entspre chend den Pfeilen 29 erfolgt, während die Überströmung an den entsprechenden Stellen des Kolbens in Richtung der Pfeile 30 aus der ersten Stufe in die zweite Stufe statt findet. Die weiteren Überströmungen finden in die nächste Stufe nach den Pfeilen 31, das Ausströmen des Druckmittels in die Aus strömkammern 33 der seitlichen Gehäuse teile nach den Pfeilen 32 statt. Diese An ordnung der Stufen hat den Vorteil, dass die in den seitlichen Gehäuseteilen befindlichen Lager durch die Niederdruckstufen nur einem geringen Druck und niedrigen Tem peraturen ausgesetzt sind.
Bei als Kompres sor wirkender Drehkolbenmaschine ist der Weg des Druckmittels entgegengesetzt. Der weitere Verlauf des Druckmittels erfolgt in gleicher Weise wie dies für die Ausführung nach Abb. 1 und 2 beschrieben ist, indem nämlich von den durch die Pfeile 29 und 31 bezeichneten Einlässen aus, welche den Einlässen 10 der Ausführung nach Abb. 1 und 2 entsprechen, das bei der Ausführung nach Abb.
3 vom Umfang statt von der Hauptwelle her zugeführte Druckmittel in die Arbeitsräume hinter den Treibzähnen der einzelnen Kolbenkörper 19, 20, 21 in die zu gehörigen Arbeitsräume tritt und die hier durch bewegten Treibzähne mit den Kolben körpern die zugehörigen Steuerwalzen auf den Wellen 27 verdrehen, bis für das ge brauchte Druckmittel die mit den Pfeilen 30 und 32 bezeichneten Auslässe freigegeben werden, durch welche das Druckmittel in die Ausströmkammern 33 gelangt.