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Rotations-Kolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Rotationsmaschine mit im Rotor im wesentlichen radial angeordneten Zy- lindern und in diesen periodisch hin-und herbewegten Kolben mit schwenkbar angesetzten Kolben- schuhen.
Aus der deutschen Patentschrift Nr. 242140 ist eine Kolbenmaschine mit mehreren radial und drehbar angeordnet liegenden Zylindern bekannt, bei der die Kolben durch Schubstangen an einem um eine zur
Hauptachse parallele Achse drehbaren Körper angelenkt sind, der mit dem die Zylinder enthaltenden
Körper derart gekuppelt ist, dass sich die beiden Körper unabhängig von ihrem Achsabstand mit gleicher
Winkelgeschwindigkeit drehen können ; bei dieser Anordnung kann jedoch der mit den Schubstangen ge- lenkig verbundene Körper nicht in den rotor eintauchen, so dass nur ein begrenzter Kolbenhub möglich ist und somit keine hohe Leistung bzw. Wirkungsgrad erzielt werden kann. Weiters ist in der brit.
Patent- schrift Nr. 505, 142 eine Rotationsmaschine mit im Rotor radial angeordneten Zylindern beschrieben, in denen sich Kolben mit schwenkbar angesetzten Kolbenschuhen periodisch hin- und herbewegen, wobei in eine an den Kolben angebrachte kegelige Bohrung der Hals des Kolbenschuhes bei Rotation der Maschine eintreten kann ; auch bei diesem System kann der Kolbenschuh selbst nicht in den Rotor eintreten, wo- durch wieder der Kolbenhub begrenzt ist.
Nach der Erfindung werden nun bei Rotationsmaschinen der eingangs beschriebenen Art diese erwähn- ten Nachteile dadurch vermieden, dass an jedem Kolbenschuh über einem Schwenkzapfen ein in Richtung der Hauptachse vorstehendes Mittelstück angeordnet ist, das schmäler ist als die am Rotor achsenparallel und quer durch je einen Zylinder angebrachten Führungsschlitze. Vorzugsweise ist dabei im Kolbenkopf eine zum Mittelstück des Kolbenschuhes parallele, oben offene Lagerbohrung angebracht, die den einge- setztenSchwenkzapfen des Kolbenschuhes um mehr als 1800 so weit umgreift, dass der Kolbenschuh gegen den Kolben verschwenkbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Rotationsmaschine ist nun zur Erzielung möglichst grosser
Kolbenhübe an jedem Kolbenschuh zwischen Schwenkzapfen und oberem Mittelstück ein verengter Hals angeordnet, der schmäler ist als der im Kolbenkopf angebrachte Querschlitz der Lagerbohrung. Weiters kann im Kolben ein Stöpsel eingesetzt sein, der bis zur Mittelaussparung des Schwenkzapfens des zuge- hörigen Kolbenschuhes reicht.
Weiters kann bei dieser Rotationsmaschine der schwenkbare Kolbenschuh aus einem Schwenkzylinder bestehen, der einen Aussenteil und vorzugsweise zwei an denselben angepasste Seitenteile trägt. Vorzugs- weise greift dieser Schwenkzylinder mit axialen Zapfen zwischen die Seitenteile des Kolbenschuhes ein.
Hiebei können Schwenkzylinder, Seitenteile und Aussenteil des Kolbenschuhes durch Führungen zusam- mengehalten sein, wobei zwischen Aussenteil und Schwenkzylinder ein Verbindungsrohr eingesetzt ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Rotationsmaschine sind jeder Kolben mit minde- stens einerDruckmittelleitung sowie einemDruckfeld, ferner das Mittelstück iedes Kolbenschuhes gleich- falls mit mindestens einer Druckmittelleitung und schliesslich seine äusseren Leitflächen mit mindestens einem Druckausgleichsfeld versehen.
Die erfindungsgemäss aufgebaute Rotationsmaschine ist sehr einfach und billig, trotzdem aber überaus genau herzustellen ; infolge der reibungsarmen Anordnung der Kolben und Kolbenschuhe ist auch bei klei- nen Abmessungen der Maschine eine besonders lange Kolbenführung mit maximalen Hubwegen gewähr- leistet ; die Maschine ist daher für höchste Belastungen geeignet, bei denen sie noch deformationsfrei und
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einwandfrei betriebssicher arbeiten kann.
In den Zeichnungen sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Rotations- maschine dargestellt. Es zeigen : Die Fig. l, 2 und 3 einen Kolben mit schwenkbarem Kolbenschuh in beiden axialen Hauptschnitten sowie in Draufsicht ; die Fig. 4 und 5 den zugehörigen Kolben allein, wieder in beiden Axialschnitten ; die Fig. 6 und 7 den Rotor einer Rotorflüssigkeitsmaschine im axialen Mittelschnitt bzw. im Querschnitt VII - VII der Fig. 6 ; die Fig. 8 und 9 einen Kolben mit einer andern Ausbildung des schwenkbaren Kolbenschuhes in beiden Axialschnitten ;
die Fig. 10-14 den schwenkbaren Kolbenschuh gemäss Fig. 8, 9 allein bzw. den äusseren Teil desselben jeweils in beiden Mittelschnitten sowie in Draufsicht (Fig. 14) ; die Fig. 15 und 16 einen der Längsteile dieses Kolbenschuhes in Ansicht bzw.
Schnitt ; die Fig. 17-20 den Walzenschwenkkörper desselben Kolbenschuhes im Längsschnitt und Querschnitt sowie in beiden Ansichten ; Fig. 21 das im Kolbenschuh zum Walzenkörper und -kopf eingesetzte Verbindungsrohr im Schnitt ; die Fig. 22 und 23 eine vollständige Rotationsmaschine im Mittelschnitt bzw.
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die Fig. 26, 27 und 28 eine weitereAusführungsform des Kolbens in beiden Axialschnitten sowie in Draufsicht und schliesslich Fig. 29 den Schnappring für diesen Kolben.
In sämtlichen Figuren ist der Kolben mit 1 bezeichnet. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, ist der Kolben 1 mit einer zu seiner Achse senkrechten Querbohrung 10 versehen ; bis zu welcher von aussen oder oben der radiale Schlitz 12 reicht.
Der obere Teil des Kolbens 1 ist so weit abgeschnitten. dass nur die Rücken 13 des Kolbenschuh- sitzes erhalten bleiben, die teilweise die Querbohrung 10 umgeben. Die Rücken der Kolbenschuhsitze sind mit abgeflachten Flächen 25 versehen, um scharfe Ecken zu vermeiden. Der Kolben ist auf der ganzen Länge glatt, u. zw. auch in Höhe der Rücken 13, wie aus den Fig. 4. 5 und andern ersichtlich ist. Die Wände der Querbohrung 10 bilden den Sitz für den Kolbenschuh. Die dem Rücken 13 benachbarten Teile der Wand der Querbohrung 10 bilden die Zugsitze 9.
Die Mittellinie der Querbohrung 10 zeigt Position 11, die Mittellinie steht senkrecht auf der Mittellinie des entsprechenden Kolbens. Die Teile des Kolbens l, die oberhalb oder radial ausserhalb der Mittellinie 11 liegen, bilden die schon erwähnten Rücken 13 der Kolbenschuhsitze mit den entsprechenden Zugsitzen 9. Diese beiden letzteren sind wichtige Bestandteile der erfindungsgemässen, schwenkbaren Kolbenschuhanordnung.
Dies wird augenscheinlich, wenn man bedenkt, dass die Zugsitze 9 Teile der Wände der Querbohrung sind, die die Kolbenschuhsitze bilden.
Der sich radial erstreckende Schlitz 12 ist kleiner als der Durchmesser der Querbohrung 10.
Aus den Fig. l, 2, 3 und andern ist zu ersehen, dass der schwenkbare Kolbenschuh 2 mit dem Kolben 1 verbunden ist und von ihm getragen wird. Der schwenkbareKolbenschuh 2 ist mit einem Walzenschwenkkörper 3 und einem verengten Kolbenschuhhals 4 versehen. Der verengte Hals 4 erstreckt sich nach oben oder radial nach aussen von dem Walzenschwenkkörper 3. Der verengte Hals 4 ist kleiner als der Durchmesser des entsprechenden Walzenschwenkkörpers 3. Der Walzenschwenkkörper 3 ist zylindrisch mit konstantem Radius in bezug auf seine Achse. Der verengte Hals 4 und der Walzenschwenkkörper 3 können eine Einheit bilden.
Der Durchmesser des Walzenschwenkkörpers 3 ist gleich oder etwas kleiner als der Durchmesser der entsprechenden Querbohrung 10 des entsprechendenKolbens 1, aber grösser als der entsprechende Schlitz 12. Daherkann derWalzenschwenkkörper 3 in die Querbohrung 10 eingesetzt werden und darin parallel zu der Achse der Querbohrung 10 bewegt werden. Der Walzenschwenkkörper 3 kann in einem begrenzten Masse um seine eigene Achse schwingen oder schwenken, während er von der Querbohrung 10 getragen wird und in ihr liegt.
Während der schwenkbareKolbenschuh 2 gemäss der Erfindung von dem Kolben 1 getragen wird und um die Achse seines Walzenschwenkkörpers 3 schwingen kann, können sehr grosse radial nach innen
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Kräfte vom KolbenschuhEin Merkmal der Erfindung besteht darin, dassDeformationen der Kolben oder Kolbenschuhe durch die beschriebene Anordnung von Kolben mit'schwenkbarem Kolbenschuh vermieden werden. Aber die erfindungsgemässe Anordnung kann nicht nur radial nach innen gerichtete Kräfte, sondern auch radial nach aussen gerichtete Kräfte übertragen. Die Übertragung der radial nach aussen gerichteten Kräfte findet zwischen dem Zugsitz 9, dem Rücken 13 und den benachbarten Teilen der äusseren Oberfläche des ent- sprechenden Walzenschwenkkörpers 3 statt.
Wenn daher der schwenkbare Kolbenschuh 2 sich radial nach aussen bewegt, zieht er auch den Kolben 1 nach aussen.
Oberhalb oder radial ausserhalb des verengten Kolbenschuhhalses 4 ist das Kolbenschuhmittel-
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glied 5 angeordnet ; das mit dem verengten Kolbenschuhhals 4 und dem Walzenschwenkkörper 3 eine Einheit bilden kann. Das Kolbenschuhmittelglied 5 ist mit Verlängerungen 6 versehen, die sich parallel oder im wesentlichen parallel zu der Achse des entsprechenden Walzenschwenkkörpers 3 in beiden Richtungen erstrecken. DerWalzenschwenkkörper 3, verengter Kolbenschuhhals 4 und Kolbenschuhmittelglied 5 sindkleiner als derDurchmesserdesentsprechendenKolbens l, verengter Kolbenschuhhals 4 undKolbenschuhverlängerungen 6 sindkleineralsderentsprechenderadialeSchlitz 12, und Kolbenschuhmittelglied 5 ist kleiner als der entsprechende axiale Schlitz 19 (s.
Fig. 6 und 7). Die Kolbenschuhverlängerungen 6 können mit Verbreiterungen 17 versehen sein. Die Verbreiterungen 17 und/oder die Kolbenschuhverlängerungen 6 können mit dem Kolbenschuhmittelglied 5, dem verengten Kolbenschuhhals 4 und dem Walzenschwenkkörper 3 eine Einheit bilden. Wenn jedoch Verbreiterungen 17 vorgesehen sind, dann sind sie in bezug auf die Achse des Rotors 21 vom Kolbenschuhmittelglied 5 entfernt. Äussere Leitflächen 7 erstrecken sich über das Kolbenschuhmittelglied 5, über alle Kolbenschuhverlängerungen 6 und, wenn Verbreiterungen 17 vorgesehen sind, auch über diese. Innere Führungsflächen 8 sind an den Kolbenschuhverlängerungen 6 oder an den
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SowohldieKolbenschuhverlängerungenDer äussere Durchmesser des Kolbens 1 bildet die Kolbenwand. Die Kolbenwand erstreckt sich auch über den Teil des Kolbens, in welchem die Querbohrung 10 angebracht ist.
Wie besonders aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, ist der Rotor 21 mit radialen Zylindern 18 üblicher Bauart versehen. Jeder Zylinder 18 besitzt einen sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz 19.
Diese Schlitze 19 können den entsprechenden Walzenschwenkkörper 3, den verengten Kolbenschuhhals 4, das Kolbenschuhmittelglied 5 und/oder die Kolbenschuhverlängerungen 6, bzw. den schwenkbarenKolbenschuh 2 aufnehmen. Die Schlitze 19 werden radial von aussen in den Rotor 21 eingearbeitet und erstrecken sich im wesentlichen parallel zu der Achse des Rotors 21 durch den entsprechenden Zylinder 18.
Der radial äussere Teil des Rotors 21 ist in axialer Richtung so stark geschmälert, dass der verbleibende Teil schmäler ist als der Durchmesser des Zylinders 18, er bildet den verschmälerten äusseren Teil 60. Der beschriebene, sich in axialer Richtung erstreckende Schlitz 19 ist schmäler als der Durchmesser des entsprechenden Zylinders 18, in den sich der axial erstreckende Schlitz 19 erstreckt. Daher bleibt ein Teil der Wand des entsprechenden Zylinders 18 durch die Anbringung des Schlitzes 19 unversehrt. Dieser únversehrte Teil der Wand des Zylinders 18 bildet die sich in radialer Richtung erstreckende Führungswand 20.
Wenn der Kolben 1 in den Zylinder 18 hineingeführt wird, wird die äussere Wand des Kolbens 1 durch die Wand des Zylinders 18 geführt. Der Kolben 1 hat, wie üblich, gleichen oder etwas klei-
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ders gleiten, in dem sie durch die Zylinderwände und die sich radial erstreckende Führungswand 20 geführt werden, während der Kolben 1 sich radial nach innen und nach aussen in dem Zylinder 18 bewegt. Das ermöglicht sehr grosse Kolbenhübe und eine stabile Kolbenführung sowie die Fähigkeit tangentiale Kräfte oder Kraftkomponenten, die senkrecht oder nahezu senkrecht auf der Kolbenachse stehen, auszuhalten und zu leiten.
Wie aus den Fig. 22 und 23 ersichtlich ist, ist der Rotor 21 in gewohnter Weise im Gehäuse 52 der Maschine angebracht. Der Schaft 53 und der Rotor 21 können eine Einheit bilden oder durch Kupplungen 56 miteinander verbunden sein. Der Schaft 53 ist durch Lager 55 gehaltert. Der Schaft 53 kann den Rotor 21 oder der Rotor 21 kann den Schaft 53 antreiben, wie dies allgemein üblich ist. Ein Steuerzapfen 54 kann in der Mittelbohrung des Rotors 21 vorgesehen sein, Kanäle 58 und 59 können in dem Zapfen 54 vorgesehen sein. Gas oder Flüssigkeit können durch einen der Kanäle 58 oder 59 in die entsprechenden Zylinder 18 oder aus ihnen heraus durch den andern der beiden Kanäle 58 und 59 gelangen. Solche im Steuerzapfen angeordnete Druckmittelkanäle sind auch bereits bekannt.
Die Justierungsanordnung 57 a - c mit ihrer Vielzahl von Teilen kann auch im Gehäuse 52 zur Justierung des Kolbenhubes angebracht sein. Wenn die Maschine keine Justierungsanordnung 57 a - c besitzt, können die Führungsglieder zur Führung der Kolben oder schwenkbaren Kolbenschuhe innerhalb oder ausserhalb befestigt sein.
Nach demAusführungsbeispiel der Fig. 22 und 23 sind in der Maschine wenigstens zwei Tragringe 43 vorgesehen und jeder Tragring 43 wird von einem entsprechenden radialen Lager 47 getragen. Diese Lager 47 können innerhalb der Justierungsanordnung 57 a-c angebracht sein. Die beschriebenen
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Anderseits können der Kolben 1 und der schwenkbare Kolbenschuh 2, wie aus der Fig. 23 ersichtlich ist, sich in ihrer äussersten radialen Stellung sehr weit nach aussen bewegen. Selbst bei grosser radialer Auswärtsbewegung wird der Kolben durch die radialen Führungswände 20 geführt. Sogar bei
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grossenHübenstabil, zu sehr hohen radialen, nach innen gerichteten Kräften fähig, weil auch bei grösstem Schwenk- winkel des schwenkbaren Kolbenschuhes 2 in bezug auf den Kolben 1 die Resultierende der Stoss- kräfte, die im wesentlichen senkrecht auf dem benachbarten Teil der inneren Führungsflächen 46 steht, die äussere Wand des Kolbens l oder den Teil 26 der Kolbenwand sicher an der Wand des Zylin- ders 18 oder an der sich in radialer Richtung erstreckenden Führungswand 20 trifft.
Diese Stabili- tät bewirkt nicht nur die Möglichkeit sehr grosser Kolbenhübe, sondern auch die Möglichkeit sehr grosser
Stosskräfte.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, trifft jeder Teil der Führungselemente der schwenkbaren Kolben- schuhe oder der Kolben, die Stoss- oder Zugkräfte zu übertragen haben, auf zugeordnete, ausreichend di- mensionierte Führungsflächen. Dadurch wird die Fähigkeit erzeugt, relativ zueinander mit geringerer Reibung zu gleiten und zu gleicher Zeit grosse Kräfte zu übertragen.
Es ist daher gemäss der Erfindung möglich, rotierende Radialkolbenmaschinen mit sehr grossen Kräf- ten und sehr grossen Verdrängungen zu versehen, da die Erfindung aussergewöhnlich lange Kolbenhübe er- möglicht. Auf Grund der Möglichkeit grosser Kolbenhübe in erfindungsgemässen Rotationsmaschinen können derartige Maschinen relativ einfach und mit geringem Aufwand von Arbeit und Material gebaut wer- den. Da anderseits in erfindungsgemässen Maschinen starke Stoss- und Zugkräfte möglich sind, können in derartigen Maschinen hohe Drücke zur Anwendung kommen.
Die Verkleinerung der äusseren Dimensionen der Maschine, die Stabilität des Führungssystems, die Kolbenanordnung mit schwenkbarem Kolbenschuh und die grossen Kolbenhübe ermöglichen eine grosse Ausgangsleistung bei relativ geringer Reibung. Dadurch wird ein hoher Wirkungsgrad der Maschine erreicht. Die Stabilität der schwenkbarenKplbenschuhe und die Fuhrung durchFlächen ermöglicht eine hohe Lebensdauer der Maschine und ihrer Teile. Jede Deformation von Kolbenschuhen oder Kolbenbolzen der gewöhnlichen Maschinen wird vermieden, und auch Führungselemente der Kolben oder für die Kolben, die einen gewissen Platz und verhältnismässig hohe Relativgeschwindigkeit gegen benachbarte Teile-wie in den bisherigen Maschinen - benötigen, sind vermieden.
Weitere Gegenstände und Merkmale der Erfindung sind aus den Figuren ersichtlich. Der Kolbenkanal 15 kann durch den Kolben 1 geführt sein. Das Medium kann aus dem Zylinder 18 in den Kolbenkanal 15 gelangen. Im schwenkbaren Kolbenschuh 2 kann der Kolbenschuhkanal 16 vorgesehen sein. Mindestens eine Aussparung 23 kann in der äusseren Führungsfläche 7 desKolbenschuhes 2 vorgesehen sein. Die äussere Aussparung 23 kann sich in das Kolbenschuhmittelglied 5 oder auch in die Kolbenschuhverlängerung 6 oder in die Kolbenschuhverbreiterung 17 erstrecken. Der Kolbenschuhkanal 16 kann mit der äusserenAussparung 23 und mit dem Kolbenkanal 15 verbunden sein.
Daher kann das Medium aus dem Zylinder 18 durch den Kolbenkanal 15 und durch den Kolbenschuhkanal 16 in die äussere Aussparung 23 gelangen. Dieses Medium ist im Stande. die äusseren Führungsflächen 7 und/oder die inneren Führungsflächen 46 zu ölen. Die äussere Aussparung 23 kann so gross dimensioniert sein, dass in ihr Mediumsdruckkräfte auftreten, welche solche Mediumskräfte, die am Grund des Kolbens 1 aus dem Zylinder 18 heraus radial nach auswärts wirken, teilweise oder vollständig aufheben können. In solchen Fällen werden die radial nach innen stossenden Kräfte durch die
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Die Ölung oder die balancierenden Aussparungen können auch in den inneren Führungsflächen 8 angebracht sein, und mit den äusseren Aussparungen 23 oder mit dem Kanal 16 des schwenkbaren Kolbenschuhes verbunden sein.
Eine Mittelaussparung 22 kann zwischen dem Kolben 1 und dem Walzenschwenkkörper 3 vor-
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sein, und kann sich in den Kolben l oder in den Walzenschwenkkörperrungen 22 und 37 gelangen und die Wand der Querbohrung 10 und die äussere Fläche des Walzenschwenkkörpers 3 oder alle beide ölen. Die Mediumskräfte in der Mittelaussparung 22 können auch wenigstens teilweise dieKräfte zwischen dem schwenkbarenKolbenschuh 2 und dem Kolben 1 wäh- rend des radial nach innen gerichteten Stosses des schwenkbaren Kolbenschuhes 2 und des Kolbens 1 verkleinern.
Wenn die entsprechendenAussparungen 22,37 und die Kanäle 15,16 geeignet dimensioniertundangebrachtsind, kannerreichtwerden,dassvomGrundedesKolbens1radialnachaus-
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wärts wirkende Mediumskräfte und die Zentrifugalkräfte des Kolbens 1 und des schwenkbaren Kolbenschuhes 2 durch die infolge des in der äusserenAussparung 23 unterDruck stehenden Mediums entgegenwirkende Kräfte nahezu oder teilweise ausgeglichen werden. Die Kolbenanordnung mitschwenkbarem Kolbenschuh schwimmt dann beinahe in unter Druck stehenden Mediumbetten ; und die Reibung zwischen den äusseren Führungsflächen 7 und der inneren Führungsfläche 46 ist wesentlich herabgesetzt.
Derartige Druckfelder in den äusseren Aussparungen 23 sind betriebssicher, da die Stabilität des schwenkbaren Kolbenschuhes Deformationen oder Störungen der äusseren Aussparungen 23 bei Belastungen vermeidet.
DasAusführungsbeispiel der Fig. 24 und 25 zeigt, dass es gemäss der Erfindung möglich ist, die Fähigkeit eines schwenkbaren Kolbenschuhes 2 innerhalb der Querbohrung 10 des Kolbens 1 in axialer Richtung zu gleiten, zu unterbinden. Um das zu erreichen, wird der Walzenschwenkkörper 3 des schwenkbaren Kolbenschuhes 2 durch Parallelbewegung zur Achse der Querbohrung 10 in die Querbohrung 10 bis in eine nahezu zentrale Lage eingesetzt. Nachdem der schwenkbare Kolbenschuh 2 seine Lage erreicht hat, wird der Kolbenstöpsel 48 in die Mittelbohrung des Kolbens 1 eingeführt,
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so weit durch diese Mittelbohrunggeschoben, bis derKolbenstöpselbareKolbenschuh 2 innerhalb der Querbohrung 10 im begrenzten, aber notwendigen Umfang schwen- ken kann, ohne durch den Kolbenstöpsel 48 behindert zu werden.
Da der Kolbenstöpsel 48 in die innere Aussparung 37 des schwenkbaren Kolbenschuhes hineinragt, wird der Kolbenschuh 2 an zur Achse der Querbohrung 10 parallelen Bewegungen durch die Wände des Kolbenstöpsels 48 und der inneren Aussparung 37 gehindert. Der Kolbenstöpsel 48 kann einen Stöpselsitz 50 besitzen, der die Lage des Stöpsels 48 im Kolben 1 und in der inneren Aussparung 37 des schwenkbaren Kolbenschuhes festlegt.
Ein Haltering 51 kann in einer radialen Aussparung in der Mittelbohrung des Kolbens 1 eingelegt oder eingepresst sein, um den Kolbenstöpsel 48 im Kolben 1 zu befestigen, wodurch ein gelegentliches Auseinanderfallen von Kolben 1 und Kolbenstopsel 48 während des Maschinenbetriebes verhindert wird. Ein Stöpselkanal 49 kann innerhalb des Stöpsels 48 vorgesehen sein, er kann die Funktionen des Kolbenkanals 15 übernehmen. Am unteren Ende kann der Kolben 1 konisch oder trichterförmig ausgebildet sein, damit er sich bei seiner innersten Lage in die Rotorfenster erstrecken kann. Dadurch kann ein toter Raum in den Zylinderzellen und den Zylinderfenstern vermieden und der innere Druckverlust eingeschränkt werden.
Das erfindungsgemässe Ausführungsbeispiel der Fig. 8-20 zeigt einen aus einer Anzahl von Einzelteilen bestehenden und aus ihnen zusammengesetzten schwenkbaren Kolbenschuh 2. Das Kennzeichen dieses Kolbenschuhes besteht darin, dass er leicht durch gewöhnliche, maschinelle Werkzeuge hergestellt werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht auch den Gebrauch vonverschiedenenMaterialienfürdenWalzenschwenkkörper 3 und die andern Bestandteile des schwenkbaren Kolbenschuhes. Wenn jedoch das Ausführungsbeispiel der Fig. 8-20 benutzt wird, so ist zu beachten, dass hiebei die äussere Fläche des Walzenschwenkkörpers 28 vergleichsweise kleiner ist als dieje-
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des WalzenschwenkkörpersDerWalzenschwenkkörper 28 istanseinenaxialenEndenmit je einemZylinderschaft 36 (Fig. 17 und 19) versehen.
Der Walzenschwenkkörperkanal 31 ist ebenfalls im Walzenschwenkkörper 28 vorgesehen, er übernimmt und führt die Funktionen des Kanals 16 des schwenkbaren Kolbenschuhes der ändern Ausführungsbeispiele aus. Der Walzenschwenkkörper 28 kann zusätzlich mit der Bohrung 38 versehen sein, die sich in radialer Richtung von aussen in den Walzenschwenkkörper 28 erstreckt. Der äussere Teil 27 des schwenkbaren Kolbenschuhes übernimmt die Funktionen des Kolbenschuhmittelglie- des 5 und/oder des verengten Kolbenschuhhalses 4 der andern Ausführungsbeispiele, er kann eben- falls mit Kolbenschuhverlängerungen 6 inbeidenaxialenRichtungen versehen sein.
Der äussere Teil 27 kann ebenfalls mit Kanälen 16, mit der äusseren Führungsfläche 7 und mit einer äusseren Vertiefung 23 oder mit mehreren äusseren Vertiefungen versehen sein. Die Funktionen dieser Teile sind bereits aus den früheren erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen bekannt. Zusätzlich ist am äusseren Teil 27 des schwenkbaren Kolbenschuhes die innere Auflagefläche 41 angebracht, sie stimmt überein mit dem äusseren Durchmesser des Walzenschwenkkörpers 28. Der äussere Teil 27 kann zusätzlich mit einer Bohrung 40 versehen sein. Diese Bohrung 40 und die Bohrung 38 des Walzenschwenkkörpers 28 können das Verbindungsrohr 29 aufnehmen. Das Verbindungsrohr 29 kann mit einem Kanal 32 versehen sein.
Das Verbindungsrohr 29 kann in die Bohrung 38 eingesetzt sein, und der äussere Teil 27 kann auf dem Walzenschwenkkörper 28 aufgesetzt sein, wodurch das Ver-
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bindungsrohr 29 sich in die Bohrung 40 erstreckt. Durch diese Verbindungsart werden maximale und peripheriale Bewegungen zwischen dem Walzenschwenkkörper 28 und dem äusseren Teil 27 durch das Verbindungsrohr 29 vermieden. Der Kanal 16 des äusseren Teiles 27, der Kanal 32 und der
Kanal 31 im Walzenschwenkkörper übernehmen und führen aus die Funktionen des Kolbenschuhka- nals 16, die von den andern Ausführungsbeispielen bekannt sind. Die seitlichen Kolbenschuhteile 30 sind mit Bohrungen 33 versehen, die derart ausgeführt und angeordnet sind, dass sie den Zylinder- schaft 36 des Walzenschwenkkörpers 28 vorzugsweisemitguter Passung aufnehmen können.
Die seit- lichen Teile 30 sind auch mit Führungsflächen 35 ausgerüstet, die ihrerseits mit äusseren Führungs- flächen 34 und innerenFührungsflächen 8 versehen sind. Die seitlichen äusserenFührungsflächen 34 passen in radialer Richtung von innen in die Kolbenschuhverlängerungen 6 und/oder in die Verbreite- rungen 17 der äusseren Teile 27 des schwenkbarenKolbenschuhes. Die innere Führungsfläche 8 der seitlichen Teile 30 übernimmt und erfüllt die Funktionen der aus den früheren Ausführungsbeispielen bekannten inneren Führungsflächen 8. Je ein seitlicher Teil 30 ist auf je einem axialen Ende des äusseren Teiles 27 und des Walzenschwenkkörpers 28 aufgepasst, wobei er den entsprechenden Zy- linderschaft 36 des Walzenschwenkkörpers 28 aufnimmt.
Danach ist die Montage des Ausführungs- beispieles der Fig. 8-20 vollständig, und die äusseren Teile 27, der Walzenschwenkkörper 28, das
Verbindungsrohr 29 und die seitlichen Teile 30 bilden zusammen einen schwenkbaren Kolbenschuh, der dem Kolbenschuh der andern Figuren gleicht. Wenn ein den Fig. 8-20 gemässes Ausführungsbeispiel des schwenkbaren Kolbenschuhes in einer Rotationsmaschine eingebaut ist, wird jedes Auseinanderfallen der Teile eines solchen schwenkbaren Kolbenschuhes durch die seitlichen Führungsflächen 45 und die inneren Führungsflächen 46 verhindert.
In einem in den Fig. 26 - 29 gezeigten andern Ausführungsbeispiel wird ein kugelförmiger Schwenk- körper 62 desKolbenschuhes 2 mit einem sphärischen Kolbenschuhsitz, der im Kolben 61 vorge- sehen ist, verbunden. Eine axial sich erstreckende Bohrung ist von aussen durch den Kolben 61 vorgesehen, sie reicht in den oder bis zu dem sphärischen Kolbenschuhsitz des Kolbens 61. Diese Bohrung ist vorzugsweise zylindrisch und kann mit mindestens einer radialen Nut, die sich in den Kolben 61 hinein- erstreckt, versehen sein. Der verengte Kolbenschuhhals 4 erstreckt sich von dem Kolbenschwenkkör- per 62 bis in das Kolbenschuhmittelglied 5 und verbindet beide miteinander.
Der Kolbenschwenkkörper 62 wird in dem Kolben 61 vorzugsweise durch den Halteschnappring 63 gehalten. Dieser Ring 63 kann in die in dem Kolben 61 angebrachte ringförmige Nut schnappen. Der Ring 63 kann mit dem inneren Halteteil 64 versehen sein. Der innere Halteteil 64 kann zwecks gleitender Verbindung mit dem Kugelteil des schwenkbaren Kolbenschuhes 62 entsprechend geformt und dimensioniert sein. Der Haltering 63 kann auch mit einer Anzahl äusserer Teile 65 versehen sein. Diese äusseren Teile 65 sind so gestaltet, dass sie vonderentsprechendenRingnut im Kolben 61 aufgenommen werden können. Der Schlitz 66 kann an dem Schnappring 63 vorgesehen sein, damit dieser in radialer Richtung flexibler ist.
Der Schnappring 63 ist vorzugsweise aus federndem Material hergestellt, um durch eine Deformation des Schnappringes 63 ein sanftes Einlegen oder Einpressen in die entsprechende Ringnut des Kolbens 61 zu ermöglichen. Die andern Teile, wie 15, 37, 4,5, 6,16, 23 und 17, sind schon in den vorhergehenden Figuren gezeigt, sie führen die gleiche Funktion wie in den andern Fig. 1 - 25 aus. In den Fig. 26 und 28 wird gezeigt, dass in der äusseren Füh- rungsfläche 7 des schwenkbaren Kolbenschuhes 2 eine Nut 67 zur Begrenzung des Mediumdruckes vorgesehen ist. Ähnliche Nuten können auch in den in den Fig. 1 - 25 gezeigten schwenkbaren Kolben- schuhen vorgesehen sein.
Wenn unter Druck stehendes Medium in den äusseren Aussparungen 23 steht, tritt das Medium in den Spielraum zwischen der äusseren Führungsfläche 7 des Kolbenschuhes 2 und der entsprechenden inneren Führungsfläche ein. Es tritt ein Druckabfall auf zwischen den erwähnten Flächen höheren Druckes in der Nähe der äusseren Aussparungen 23, wobei der Druck mit steigender Entfernung von der äusserenAussparung 23 allmählich kleiner wird. Durch die Mediumdruck-Begrenzungsnuten 67 können die Grösse desDruckabfallgebietes und die Stärke des Mediumdruckes aus den äusseren Aussparungen 23 heraus, begrenzt werden. Diese Begrenzung ist wichtig für die Berechnung und den Entwurf.
Der Ort und die Grösse der Mediumdruck-Begrenzungsnuten haben einen wichtigen Einfluss auf die Grösse, den Ort und die Stärke der Kräfte vom unter Druck stehenden Medium, das radial nach innen gegen den entsprechenden schwenkbaren Kolbenschuh 2 arbeitet.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 8 - 20 und 26 - 29 können sehr leicht mit gewöhnlichen Maschinenwerkzeugenmaschinell hergestellt werden. Diese werden daher oft für Rotationsmaschinen vorgezogen.
Aber sie können nicht die maximalen radialen Drücke aushalten, wie die Anordnungen gemäss den Fig. 1 - 5 und 22 - 25. Die Anordnungen der Fig. 1 - 5 und 22 - 25 sichern ein Maximum von Tragflächen
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des schwenkbaren Kolbenschuhes im Kolben, wodurch die Möglichkeit maximaler, radial nach innen sto- ssender Kräfte gesichert ist. Die Anordnungen nach den Fig. 8-20 und 26 - 29 unterscheiden sich von den Anordnungen der Fig. 1 - 5 und 22 - 25 durch die Grösse und die Form der Kolbenschuhsitze, weil diese bei den erstgenannten eine kleinere Ausbildung haben als bei den letzteren.
Daher können die letzteren weit grösseren, radial nach innen wirkenden Kräften widerstehen, als die Anordnungen nach den Fig. 8-20 und 26 - 29. Es ist daher zweckmässig, diese Tatsache beim Entwurf und der Herstellung von Rotationsmaschinen zu beachten.
Diese Verbesserungen von Kolben, schwenkbaren Kolbenschuhen und Führungsflächen für Kolben und/oder Kolbenschuhe sind sehr wirkungsvoll. Sie können in ölhydraulischen Pumpen ; Motoren, Transmissionen und andern flüssigkeitsgetriebenen Pumpen. Motoren, Transmissionen od. dgl. sowie weiterhin für rotierende Kolbenmaschinen, die in ihren Zylinderzellen mit Gasen arbeiten, z. B. Gas-, Dampf-
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durch Kanäle in Steuerzapfen, Steuerkörpern, Steuerflächen od. ähnl. in Zylinder hinein-oder aus Zylindern herausfliesst, ebenso wie in Maschinen, bei denen Ventile die Eingänge oder Ausgänge von Zylindern versperren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rotationsmaschine mit im Rotor im wesentlichen radial angeordneten Zylindern und in diesen periodisch hin-und herbewegten Kolben mit schwenkbar angesetzten Kolbenschuhen, dadurch ge- kennzeichnet, dass an jedem Kolbenschuh (2) über einem Schwenkzapfen (3) ein in Richtung der Hauptachse vorstehendes Mittelstück (5) angeordnet ist, welches schmäler ist als die am Rotor (21) achsenparallel und quer durch je einen Zylinder (18) angebrachten Führungsschlitze (19).