Drehkolbenmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine, beispielsweise Flüssigkeits-, Luft-, Gas- oder Dampf pumpe oder Fl'üssigkeits-, Luft-, Gas- oder Dampf motor oder Verbrennungsmotor oder Flüssigkeits- Betriebe.
Drehkolbenmaschinen mit in Schilitzen auswärts und einwärts gleitenden Flügeln sind bereits in ver schiedenen Ausführungsarten bekannt. Alle diese bekannten Ausführungsarten sind jedoch so, dass an den Flügeln erhebliche Kippkräfte auftreten und ein seitig gerichtete Druckkräfte zu erheblichen Reibun gen und Abnutzungen führen. Während früher diese Kipp- und Reibungskräfte noch von untergeordneter Bedeutung waren, da man Drehkolbenmaschinen auch mit geringen Wirkungsgraden verwenden konnte, wird in neuerer Zeit die Ausschaltung jeglicher Kipp- und Reibungskräfte an den Flügeln dieser Maschi nen sehr wichtig, um hohe Wirkungsgrade zu er zielen.
Ein wesentlicher Erfolg zur Verhinderung d. -s Umkippens und Verka-ntens der Flügel wird durch die Lagerung der Flügel in Schlitzen erzielt, die sich in den Seitenwänden befinden, die mit dem Rotor gemeinsam umlaufen. Dadurch wird das Umkippen der Flügel im Rotorschlitz gänzlich ausgeschlossen.
Trotzdem ist aber auch bei diesen Flügeln ein Rest von Leckagen und Reibungskräften verblieben. Solche Reibungskräfte verblieben zwischen dem Ge häuse und den Flügelkufen sowie zwischen den Flügeln und den Schlitzen, in denen sie auswärts und einwärts gleiten. Leckageverluste treten in den Ecken zwischen dem Gehäuse, den Seitenwänden und den radial und axial äusseren Flügelkanten auf und waren bei hohen Drucken im Fluidum so erheblich, dass sie den volumetrischen Wirkungsgrad und damit die Verwendungsfähigkeit der Drehkolbenmaschinen beeinträchtigten. Durch die Erfindung sollen die Leckageverluste und die Reibungskräfte der Dreh- kolbenmaschinen verringert werden.
Erfindungsge mäss weisen die Flügel einen Flügelkörper auf, der mit Flügelaxialverlängerungen in beiden axialen Richtungen versehen ist, die in Schlitzen der Rotor- seitenwände geführt sind, wobei ein Flügellängsbett im Flügelkörper und dessen Flügelaxialverlängerun- P (r ri vorhanden ist,
in dem eine Flügelgleitkufe ange <B>-</B> ordnet ist, die zwischen die Flügelaxialverlängerun- gen eingepasst ist.
Es können in die Flügel Aussparungen eingear beitet sein, in die durch Kanäle oder Bohrungen Druckfluidum geleitet wird. Die Aussparungen kön nen an den Flügeln so angeordnet sein, dass die in ihnen herrschende Druckresultierende aus dem Flui- dumsdruck entgegengesetzt den übrägen an den Flü geln angreifenden Kräften gerichtet ist.
Bei konse quenter Ausbildung dieser Aussparungen für den Belastungsausgleich entsteht ein druckbalanciertes Schwimmen des Flügels in seinen Führungsschlit zen, so dass bei idealer Ausführung überhaupt keine metallische Berührung zwischen den Flügeln und den Wänden der Führungsschlitze besteht. Viehmehr wer den die Arbeitskräfte, die am Flügel angreifen, durch das Druckfluidum in den Aussparungen auf die Schlitzwände und damit auf den Rotor der Ma schine übertragen. Der mechanische Angriff, Metall auf Metall, kann also ersetzt werden durch den An griff des reinen Fluidumsdruckes auf das Metall.
Die Flügel schwimmen dann frei in ihren Schlitzen, die Reibungskräfte sind auf ein Minimum reduziert und bei konsequenter, idealer Ausbildung der Ausspa rungen für den Belastungsausgleich ist überhaupt keine mechanische Reibung zwischen den mechani schen Teilen mehr vorhanden. Lediglich die innere Reibung zwischen den Molekülen innerhalb des Flui dums, die um ein Vielfaches geringer ist als die mechanische Reibung, verbleibt als kleinerer Rei bungsrest.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 .ist ein Schnitt einer Drehkolbenmaschine gezeigt, der der Schnittlinie 11-1-11I in der Fig. 2 und der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3 entspricht.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Maschine entsprechend der Schnittlinie 1-I in Fig. 1.
Die Fig.3 zeigt einen Schnitt durch die Ma schine entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1. In der Fig.4 ist die beispielhafte Ausführung eines Flügels der Drehkolbenmaschine dargestellt. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Flügel ent sprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 4.
Fig.6 zeigt eine Ansicht des in Fig.4 darge stellten Flügels von oben und erläutert die am Flügel angreifenden Fluidumskräfte in tangentialer Richtung zum Rotor und die aus den Aussparungen für den Belastungsausgleich entgegenwirkenden Fluidums kräfte.
Fig.7 zeigt einen Teil des Schnittes durch den Flügel gemäss der Schnittlinie VI-VI in Fig. 4.
In der Fig. 8 ist ein Teil der Fig. 3 vergrössert dargestellt, der ein Flügelende im Schlitz der Sei tenwand des Rotors zeigt und den Angriff der tan- gentialen Arbeitskräfte und die entgegengesetztge- richteten Fluidumskräfte aus den Aussparungen für den Belastungsausgleich erläutert, wenn der Flügel nur teilweise im Schlitz radial nach aussen gewandert ist.
Fig. 9 ist der gleiche Ausschnitt wie Fig. 8, jedoch mit dem Unterschied, dass der Flügel eine Stellung radial mehr nach aussen in seinen Rotorschlitzen ein nimmt und entsprechend grössere Kräftefelder vor handen sind.
Die Fig. 10 zeigt eine Vergrösserung der Fig.3 und erläutert die an den Flügeln und an den Kufen in radialer Richtung auftretenden Kräfte und ihren Belastungsausgleich durch entsprechende Aussparun gen für den Belastungsausgleich.
Fig. 11 zeigt die Seitenansicht einer Flügelgleit kufe in beispielhafter Ausführung.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch die Kufe ent sprechend der Schnittlinie VII-VII in Fig. 13.
Fig. 13 zeigt eine Ansicht der in Fig.ll dar gestellten Flügelgleitkufe von oben.
In der Fig. 14 werden ein Flügel und eine Flügel- gleitkufe in beispielhafter Ausführung gezeigt.
Die Fig. 15 zeigt einen Schnitt durch Flügel mit Kufe entsprechend der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 14.
Die Fig. 16 zeigt eine Ansicht des Flügels von oben.
Fig. 17 zeigt einen Schnitt durch eine beispielhafte Ausführung einer Drehkolbenmaschine, die das zu sätzliche mechanische Bewegen der Flügel in ihren Schlitzen erläutert.
Fig. 18 zeigt einen Schnitt durch diese Maschine entsprechend der Schnittlinie IX-IX in Fig. 17. In der Fig. 19 ist ein Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Drehkolbenmaschine dar gestellt.
Die Fig.20 zeigt einen Schnitt durch diese Ma schine entsprechend der Schnittlinie X-X in Fig. 19. In Fig. 21 ist eine zweigeteilte Flügelkufe darge stellt.
Fig.22 zeigt einen Schnitt durch diese Kufe ent sprechend der Schnittlinie XI-XI in Fig. 21. Fig.23 stellt einen Schwenkteil der in Fig.21 dargestellten Flügelkufe dar.
Fig.24 zeigt einen Schnitt durch diesen Teil ent sprechend der Schnittlinie XII--XII in Fig. 23.
In Fig.25 ist der die Aussparungen für den Belastungsausgleich enthaltene Gleitteil der in Fig. 21 dargestellten Flügelgleitkufe gezeichnet.
Die Fig. 26 zeigt einen Schnitt durch diesen Teil entsprechend der Schnittlinie XIII-XIII in Fig.25. In der Fig. 27 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer zweigeteilten Flügelgleitkufe dargestellt.
Fig. 28 zeigt den Schnitt entsprechend der Schnitt linie XIV-XIV .in Fig. 27.
Fig. 29 zeigt den Schwenkteil der in Fig. 27 dar gestellten Flügelgleitkufe.
Fig. 30 zeigt den Schnitt gemäss der Linie XV bis XV in Fig. 29.
In der Fig.31 ist eine Ansicht des separierten Gleitteiles der in Fig.27 dargestellten Flügelg'.eit- kufe gezeigt.
Die Fig. 32 zeigt einen Schnitt durch diesen Teil entsprechend der Schnittlinie XVI-XVI in Fig. 31. Fig.33 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Flügels, mit Flügelgleitkufe.
Fig. 34 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe der Schnittlinie XVII-XVII in Fig.33.
Fig. 35 zeigt eine Ansicht des in Fig.33 dar gestellten Flügels.
Füg. 36 zeigt den Schnitt durch den Flügel ent lang der Schnittlinie XVIII-XVIII in Fig. 35.
Fig. 37 zeigt die Ansicht des Flügelkufenschwenk- bolzens.
Fig. 38 zeigt einen Schnitt durch den Flügelkufen schwenkbolzen entlang der Schnittlinie XIX-XIX in Fig. 37.
Fig.39 zeigt die Ansicht des FlügeIgleitkufen- körpers.
Fig. 40 zeigt einen Schnitt durch den Flüge1gleit- kufenkörper entlang der Schnittlinie XX-XX in Fig. 39.
Durch die Fig. 41 ist ein weiteres Beispiel eines Flügels mit Flügelgleitkufe dargestellt.
Fig.42 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe entlang der Schnittlinie XXI-XXI in Fig.41. Fig. 43 zeigt die Ansicht des Flügels nach Fig. 41. Fig. 44 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXII-XXII in Fig. 43.
Fig. 45 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXIII-XXIII in Fig. 43.
Fig. 46 zeigt die Ansicht des Flügelkufenschwenk- bolzens. Fig.47 zeigt einen Querschnitt durch diesen Bolzen.
Fig.48 zeigt eine Ansicht des Flügelschwenk- kufenkörpers.
Fig. 49 zeigt einen Querschnitt durch diesen Kör per.
Fing. 50 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Flügels mit Flügelschwenkkufe, der mit Halteblocks und Stiften versehen ist.
Fig. 51 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe entlang der Schnittlinie XXIV-XXIV in Fig. 50. Fig. 52 zeigt den Flügel nach Fig. 50 in Ansicht. Fig. 53 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXV-XXV in Fig.52. Fig.54 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXVI-XXVI in Fig.52.
Fig. 55 zeigt die Ansicht eines Verschlussblocks. Fig.56 zeigt einen Schnitt durch diesen Block entlang der Schnittlinie XXVII-XXVII in Fig.55.
Fig. 57 zeigt die Ansicht eines Arretierbolzens. Fig. 58 zeigt die Seitensicht dieses Bolzens.
Fig. 59 zeigt den Flügelkufenschwenkbolzen nach Fig. 51.
Fig. 60 zeigt den Querschnitt zur Fig. 59. Fig. 61 zeigt den Flügelgleitkufenkörper dazu. Fig. 62 zeigt einen Querschnitt zu der Fig. 61. In der Fig. 63 .ist ein weiteres Ausführungsbei spiel eines Flügels mit Flügelgleitkufe dargestellt. Fig.64 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe entlang der Schnittlinie XXVIII-XXVIII in Fig. 63.
Fig.65 zeigt eine Ansicht des Flügels nach Fig. 63.
Fig. 66 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie XXIX-XXIX in Fig. 65.
In der Fig.67 ist ein anderes Ausführungsbei spiel eines Flügels mit Flügelgleitkufe und Ausspa rungen für den Belastungsausgleich gezeigt.
Fig. 68 zeigt einen Schnitt durch den Flügel nach Fig. 67 und die umgebenden Rotorteile der Drehkol- benmaschine entlang der Schnittlinie XXX-XXX in Fig. 67.
Fig.69 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flügels mit besonderer Ausbildung der axialen Verlängerungen.
Fig.70 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXXI-XXXI in Fig. 69.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist dargestellt, wie die Flügel und die Flügelgleitkufen in der Drehkolben maschine eingebaut sind und wo sich die Aussparun gen für den Belastungsausgleich befinden. Die Flügel 11 gleiten -in radialen Nuten 7 und 8, die in den Rotor 2 und in die mit dem Rotor umlaufenden Rotorseitenwände eingearbeitet sind. Nach aussen ist die Drehkolbenmaschine durch den Kapselring (Ge häuse) 6 verschlossen.
Bei der Rotation der Dreh kolbenmaschine werden die Flügel 11 durch Flieh kraft und/oder weitere Kräfte radial nach aussen ge schleudert oder gepresst, so dass sich die Flügelgleit- kufen 12. die in den Flügellängsbetten gebettet sind, an den Kapselring 6 anlegen und an diesem gleiten.
Dabei entstehen zwischen dem Kapselring 6, dem Rotor 2 mit den Rotorseitenhauben 9 und 10, die den Rotor und die Rotorseitenwände axial und/oder radial nach aussen verschliessen, und den verschie denen Flügeln 11 und den verschiedenen Flügel kufen 12 Arbeitskammern, Flügelzellen genannt, die bei der Umdrehung des Rotors ihr Volumen peri odisch vergrössern und verkleinern.
Zwei solcher be nachbarten Arbeitskammern oder Flügelzellen 30 und 39 .erhalten das Arbeitsfluidum aus der Steuerwelle 1 durch die Kanäle 29 und auf dem gleichen Wege drücken die Flügelzellen das Fluidum wieder her aus, so dass es einen anderen Kanal der Steuerwelle 1 betritt. Der Rotor wird angetrieben durch die An triebswelle 5, und das Druckfluidum verlässt den Rotor durch die Antriebswelle 5 bzw. deren Boh rung 4. Durch die Kanäle 3 tritt das Druckfluidum aus der Steuerwelle in die Räume der Schlitze 28 radial innerhalb der Flügel.
Hier erzeugt das Druck fluidum, indem es radial nach aussen auf die Flügel wirkt, die Druckresultierende, die die Flügel radial nach aussen drückt. Die Flügel sind kürzer gehalten als die Schlitze in den Seitenwänden, oder sie haben radiale Bohrungen bzw.
Fräskanäle, so dass das Druckmittel die Flügel radial nach aussen an ihren seitlichen Enden umfliessen kann oder durchfliessen kann und so in den Kammern 7a und 8a eintritt, die sich radial ausserhalb der Flügel in den in den Seitenwänden befindlichen Flügelgleitschlitzen bilden. Aus diesen Räumen 7a und 8a fliesst das Fluidum in die Aussparungen 27 für den Belastungsausgleich herein, die in die Flügelgleitkufen 12 eingearbeitet sind.
In diesen Aussparungen baut es ein Druck feld auf, das auf die Flügel radial nach innen ge richtet ist, also der Druckwirkung in den Schlitzräu men 28 oder dieser und der an den Flügeln 11 an greifenden Fliehkraft entgegenwirkt und bei richtiger Bemessung die am Flügel resultierende Druckkraft aus dem Schlitzraum 28 oder diese und die Zentri- fugalkraft ausgleichen, so dass der Flügel in radialer Richtung ganz oder teilweise frei von hydraulischen Druckkräften oder diesen und Zentrifugalkräften wird,
oder auch die Flügel radial nach innen drückt, wenn der Fluidumsdruck sehr hoch wird, dadurch die Dichtung zwischen Flügel oder Kufe und Kap- selring aufhebt und als automatische überlastsiche- rung wirkt.
Wenn die Drehkolbenmaschine als Druckmittel motor arbeitet und sich in Richtung des Pfeiles B dreht, bewirkt der Arbeitsdruck in der Kammer 30 einen Druck auf den Flügel 11 in Richtung des Pfei les B, der den Rotor in Drehung in Richtung des Pfeiles B versetzt. Durch die im Flügel 11 befind lichen Bohrungen 23 und 21 bzw.
25 und 26 tritt das Druckfludium aus dem Raum 30 in die Aus sparungen 20, 19, 18 und 17 ein. In den genannten Aussparungen 17, 18, 19 und 20, die sich in axialen Verlängerungen der Flügel befinden und somit in den Schlitzen der Seitenwände des Rotors zur An- Wendung kommen, ist also der gleiche Druck wirk sam wie in der Förderkammer 30 und der Druck in diesen Aussparungen für den Belastungsausgleich ist dem Druck in der Förderkammer 30 in Rich tung des Pfeiles B entgegengesetzt gerichtet.
Er gleicht den Arbeitsdruck in Richtung des Pfeiles B ganz oder teilweise aus, so dass die Flügel 11 in ihren Schlitzen ganz oder teilweise druckentlastet gleiten und im Falle idealer Druckentlastung entlang der Wände der Schlitze zwischen Druckfluidums- feldern und Druckfluidumsschichten gleiten oder schwimmen.
Die Aufteilung in den Aussparungen 17 und 18 zeigt nur die prinzipielle Darstellung. In der Praxis kann eine grössere Anzahl Druckmittel felder verwendet werden, so dass sich mit dem Her austreten des Flügels in radialer Richtung eine fein stufige oder stufenlose Vergrösserung und Verklei nerung der Aussparungen für den Belastungsaus- gleich entsprechend der grösseren oder kleineren radialen Bewegungen der Flügel mit Balancedruck- mittel beaufschlagen.
Läuft dagegen die Drehkolbenmaschine als Druckpumpe in Richtung des Pfeiles B, so entsteht der Fluidumsdruck in der Förderkammer 39 und bewirkt einen tangentialen Druck auf den Flügel 11 in Richtung des Pfeiles A. Dieser Druck wird aus geglichen durch den Druck in den Aussparungen 17a, 18a, 19a und 20a.
Der Fluidumsdruck aus der För- derkammer 39 fliesst zu den Aussparungen 17a und 18a durch die Bohrungen 24 und 24a und zu den Aussparungen 19a und 20d durch die Bohrungen 22 und 22a. Das am Flügel 11 und der Flügelgleit- l:ufe 12 dargestellte Kräftebeispiel wiederholt sich bei den entsprechenden Rotorstellungen an den an deren Flügeln 11 und Flügelgleitkufen 12 ebenfalls.
Dadurch, dass man die sich vom Flügelkörper axialwärts erstreckenden Flügelaxialverlängerungen 14 entsprechend weit in die Schlitze 7 und 8 der mitumlaufenden Seitenwände hereinragen lässt, ge- winnt man genügend Raum, um die Aussparungen für den Belastungsausgleich im Flügel so gross zu gestalten, dass sie die tangentialen Druckkräfte am Flügel in dem gewünschten Masse ausgleichen kön nen.
Durch das Umbiegen der Flügelecken 15 und 16 wird eine Sicherung dafür geschaffen, dass die Flügelgleitkufen 12 nicht aus den Flügeln 11 her ausfallen können, und die Flügelgleitkufen 12 erhal ten zu dem Zweck Verlängerungen 13, mit denen sie in diese Sicherung der Flügel eingreifen. In den Fig. 4, 5, 6 und 7 ist gezeigt, wie die Fluidumskräfte in den Aussparungen für den Belastungsausgleich den tangentialen Druckkräften entgegenwirken,
wie die Aussparungen in die Flügelaxialverlängerungen eingearbeitet sind, wie die Bohrungen eingearbeitet sind, durch die das Druckfluidum in die Aussparun gen eintreten kann, wie der Arbeitsdruck am Flügel körper angreift und wie der Druck in den Ausspa rungen für den Belastungsausgleich auf die Flügel axialverlängerungen wirkt. Der Flügelkörper 11 er hält die Axialverlängerungen 14, mit denen er in die Seitenwände des Rotors eingreift.
Wesentlich ist, dass in diese Verlängerungen 14 Aussparungen 17, 18, 19, 20, 17a, 18a, 19a und 20a oder noch mehr Aussparungen eingearbeitet sind, die geeignet sind, Druckmittel in sich aufzunehmen. In diese Ausspa rungen für den Belastungsausgleich wird jeweils Druckfluidum, das an den gegenüberliegenden Seiten des Flügels 11 angreift, durch entsprechende Boh rungen geleitet. Die Überweisung 31 bezeichnet den Arbeitsdruck, der in Richtung des Pfeiles C auf den Flügelkörper wirkt.
Der Druck 31 pflanzt sich durch die Bohrung 21 in die Aussparung 20a fort, wie das in Fig.7 gezeigt ist, und entspre chend durch die Bohrungen 25 erreicht er die Aus sparung 18a. Auf entsprechende Weise werden die Aussparungen 19a und 17a durch die Bohrungen 23 und 26 beaufschlagt.
Die Fig.6 zeigt den Angriff des Arbeitsdruckes 31 auf den Flügelkörper in Richtung C. Die Wirkung des Druckes auf die Flügelaxialverlängerungen in den Aussparungen ist dargestellt durch die Pfeilrei hen 32 und 33. Aus der Fig. 6 ist leicht zu sehen, dass auf die beschriebene Art und Weise ein stabiles Belastungsgleichgewicht am Flügel durch entgegen gesetzt gerichtete, aber in der Summe der einzelnen Belastungen etwa gleich grosse Aussparungen für den Belastungsausgleich hergestellt ist.
Wenn die Drehkolbencnaschine in umgekehrter Arbeitsweise verwendet wird, wirkt der Druck 31 gemäss Fig. 6 nicht in Richtung des Pfeiles C, son dern auf die gegenüberliegende Seite und in umge kehrter Richtung. Anstelle in die Aussparungen 17a, 18a, 19a und 20a wird der Druck dann durch die entsprechenden Bohrungen in die Aussparungen 17, 18, 19 und 20 geleitet, wo er dann den Pfeilreihen 32 und 33 gegenüberliegend und entgegengesetzt ge richtet wirkt.
Je mehr sich der Flügel im Schlitz radial nach aussen bewegt, um so grösser wird das Feld, an dem das Arbeitsfluidum angreift. In der Fig.8 ist ver anschaulicht, dass das Arbeitsfluidum nur in der Fläche 33 angreift, weil der Flügel nur entsprechend wenig radial nach aussen im Schlitz bewegt wurde.
In diesem Falle sind die in Fig. 4 dargestellten Boh rungen 21 und 25 noch durch den Rotorschlitz ver deckt und es sind lediglich die Aussparungen 17a und 19a mit Druckfluidum beaufschlagt, das den Belastungsausgleich, Überweisung 32, herstellt.
In der Fig. 9 ist veranschaulicht, dass der Flügel sich weiter radial nach aussen bewegt hat, und nun mehr auch die Bohrungen 21 und 25 gemäss Fig.4 aus dem Schlitz des Rotors heraustreten und mit dem Druckfluidumsraum 39 entsprechend Fig.3 in Be rührung gekommen sind. Ein Arbeitsdruck 34 in tan- gentialer Richtung wirkt nunmehr auf den Flügel 11, wie in Fig. 9 dargestellt. Der Fluidumsdruck in den Aussparungen für den Belastungsausgleich wirkt ge mäss den Druckpfeilen 35 und 36.
Die Unterteilung der Aussparungen für den Be lastungsausgleich in zwei Stufen ist nur ein Ausfüh- rungsbeispiel. In der Praxis kann eine grössere An zahl von Stufen verwendet werden, so dass sich eine nahezu stufenlose Ausweitung der Aussparungen und deren Beaufschlagung ergibt, wenn der Flügel ent sprechend weit aus dem Schlitz heraustritt bzw. sich entsprechend weit radial nach aussen bewegt. In der Fig. 10 ist veranschaulicht, wie der radiale Belastungsausgleich des Fluidumsdruckes am Flügel hergestellt wird.
Das Druckfluidum befindet sich in der Kammer 40 radial innerhalb des Flügels sm Rotorschlitz und in den Rotorseitenwänden befindet er sich auch, wie bereits oben beschrieben, in den Kammern 45 gemäss Fig. 8 und 9, die sich in den Rotorseitenwänden radial ausserhalb der Flügel be finden. Die Kammern 45 in den Rotorseitenwänden stehen direkt mit den in die Flügelschwenkkufe ein gearbeiteten Aussparungen für den Belastungsaus gleich in Verbindung.
Wenn das Areal 40 und das Areal 37 der Fig. 10 gleich gross sind, ergibt sich Belastungsgleichgewicht des Druckfluidums in radia ler Richtung an Flügel und Flügelgleitkufe dadurch, dass die Resultierende aus 40 gleich gross ist wie die Druckresultierende 37, aber die Resultierende 37 der Resultierenden aus 40 entgegengesetzt gerich tet ist.
Dadurch herrscht Belastungsgleichgewicht am Flügel in radialer Richtung und der Flügel mit der Flügelgleitkufe schwimmt zwischen Kapselring 6 und Rotor 2. Die Überweisungen 44 und 3$ zeigen peri- pheriale Verlängerungen der Flügelgleitkufe,
die eine stabile Lagerung und ein stabiles Gleiten der Flügel- gleitkufe 12 am Gehäuse oder Kapselring 6 bewir ken und ausserdem die Abdichtung zwischen der Aussparung 37 gemäss Fig.10 und dem Druck in den Flügelzellen zwischen den einzelnen Flügeln her stellen. Der Rotor 2 enthält Aussparungen 39 gemäss Fig. 10, in die die verbreiterten Gleitteile der Flügel- gleitkufe eingreifen können.
In den Fig. 11, 12 und 13 ist eine Flügelgleitkufe gezeigt, bei der der Flügelgleitkufenkörper eine Ober fläche mit g:eichem Radius wie der Schwenkbolzen hat, so dass er um die Mittelachse des Kufenschwenk- bolzens schwenken kann.
Dieser Gleitteil der Flügelgleitkufe ist so lang gehalten, dass er auch in die Seitenwände des. Rotors eingreift, während der Gleitteil der Flügelgleitkufe, der am Kapselring gleitet, nur der Axiallänge des eigentlichen Rotors. entspricht und der breitere Gleit- teil der Flügelgleitkufe zwischen die Seitenwände des Rotors dichtend esngepasst ist. Die Aussparungen 53 für den Belastungsausgleich werden am Gleitteil der Flügelkufe in diesen eingefräst. Sie können in Form mehrerer Aussparungen oder auch in Form einer Aussparung eingearbeitet werden.
Besonders vorteil haft für die Gleiteigenschaft der Flügelgleitkufe am Kapselring sind schlangenförmige Aussparungen für den Belastungsausgleich.
In den Fig. 14, 15 und 16 ist gezeigt, wie die Flügelgleitkufe 50 in den Flügel 11 einmontiert wird. Die Flügelgleitkufe 50 schwenkt mit ihren Schwenk teilen 51 und 52 in dem Längsbett des Flügels 11. Sie kann nicht aus dem Flügel 11 herausfallen, da die Flügelecken 15 und 16 nach innen umgebogen werden, sobald die Flügelgleitkufe iin den Flügel ein gesetzt wurde.
Der Gleitteil der Flügelgieitkufe ist mit seinen axialen Endflächen dichtend zwischen die inneren Planwände der radialen Verlängerungen der axialen Verlängerungen 15 und 16 des Flügels 11 eingepasst, so dass eine Abdichtung zwischen dem Kufenkörper oder Kufengleitteil 50 und den Flügel axialverlängerungen 15 und 16 herrscht.
In den Fig. 21 und 22 ist gezeigt, dass die Flü- gel gleitkufe bei diesem Ausführungsbeispiel zweitei- lig ausgeführt ist. Der Gleitteil oder Flügelkufen körper 64 erhält eine Ausfräsung für das Kufen längsbett 75, in die das Schwenkteil, der Flügel kufenschwenkbolzen 66, eingesteckt werden kann.
Die Fig.23 und 24 zeigen die Form des Flügel kufenschwenkbolzens und die Fig.25 und 26 zei gen die Form des Gleitteils der Flügelgleitkufe. Der besondere Vorteil dieser Flügelgleitkufenzweiteilung gemäss den Fig. 21 bis 26 besteht darin, dass der Flü- gelkufenschwenkbolzen relativ einfach hergestellt werden kann, indem ein rundgeschliffener Bolzen ent sprechend der Fig. 24 plangeschliffen wird.
Ein wei terer Vorteil ist der, dass der gesonderte Flügelgleit- kufen-Gleitteil sehr präzise in der Länge hergestellt und mit axialen Endflächen versehen werden kann, so dass er eng dichtend zwischen die inneren Plan flächen der radialen Verlängerungen der axialen Flü- gelverlängerungen 15 und 16 des Flügels 11 gemäss Fig. 14 eingepasst werden kann.
Ferner ermöglicht die zweigeteilte Ausführung die Montage der Flü- gelschwenkkufenteile in einen Flügel, bei dem die Ecken 15 und 16 gemäss Fig. 15 bereits vor der Montage der Kufe umgebogen wurden.
Die gleichen Vorteile wie die zweigeteilte Flü- gelschwenkkufe der Fig. 21 bis 26 hat das Ausfüh rungsbeispiel einer zweigeteilten Flügelschwenkkufe gemäss den Fig. 27 bis 32. Hierin ist der Schwenkteil: eine einfache geschliffene, zylindrische Welle 69 bzw. 70. Er wird einfach in das Flügelkufenlängsbett 72 des Flügelkufengleitteiles 71 hereingelegt. Die über weisung 73 bezeichnet die eingefräste Aussparung für den Belastungsausgleich.
Die Verwendung der zweigeteilten Flügelgleit kufe gemäss den Fig. 27 bis 32 setzt jedoch voraus, dass der Fügel 11 und die Flügelgleitkufe 12 zwischen dem Kapselring 6 und den Führungsringen 56 und 57 zwangsläufig geführt werden, wie dies in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist. Darin ist der Schwenk bolzen 60 einfach in die beiden Längsbetten des Flügels 11 und der Flügelgleitkufe 12 gelegt.
In solchen Fällen wird das Druckfluidum aus der Flü gelzelle 84 durch die Bohrung 85 in der Flügelgleit- kufe 12 in die Aussparung für den Belastungsaus gleich der Flügelgleütkufe geleitet. Radial sind in die Flügeil 11 Bohrungen eingearbeitet, in denen sich Druckfedern 61 befinden.
Die Druckfedern 61 sind von den Federgehäusen 62 umschlossen und die Federn 61 drücken diese Gehäuse radial nach innen. Die Federgehäuse 62 haben offene Gleitlager in Form eines halben Zylin ders, mit dem sie die Laufrollen 63 umgreifen.
Die Laufrollen 63 haben Eindrehungen, in die Lager der Federgehäuse 62 eingreifen. Dadurch wird erreicht, dass die Gleitgeschwindigkeiten zwischen Federgehäuse 62 und Laufrolle 63 klein werden. In den Rotor oder in die Seitenwände des Rotors sind Kanäle eingedreht, in denen die Führungsringe 56 und 57 laufen. Auf den Führungsringen 56 und 57 rollt die Laufrolle 63 ab.
Bei anderen Ausführungs- beispielen ist die Laufrolle 63 zweigeteilt. Die Ab messungen der Flügel und die Flügelgleitkufenteile werden so gehalten, dass sich nur geringe Differen zen zwischen den einzelnen Teilen befinden und so mit die Gleitrolle 60 nicht aus der Flügelgleitkufe oder dem Flügel herausfallen kann. Kleine Herstel lungsdifferenzen werden ausgeglichen durch die Fe dern 61, die für eine ständige, wenn auch geringe Spannung der Teile in radialer Richtung zwischen den Laufringen 56 und 57 einerseits und dem Kapsel ring anderseits sorgen.
In den Fig. 19 und 20 ist eine andere beispiel hafte Ausführung der zwangläufigen Führung von Flügeln und Flügelgleitkufen zwischen dem Kapsel ring 6 und den inneren Laufringen 56 und 57 dar gestellt.
Die zwangläufige Führung der Flügel und Flügelgleitkufenteile zwischen Kapselring und Füh rungsringen in radialer Richtung ist ein erforderliches Kennzeichen aller derjenigen Flügelgleitkufen mit Aussparungen für den Belastungsausgleich, die nicht durch andersartige Befestigungen am Flügel gegen Heraustreten aus dem Flügel gesichert sind.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 19 und 20 sind weitere Flügelgleitkufen 58 und 59 an den Enden des Flügels radial nach innen in Schwenk felder oder Flügellängsbetten der Flügel 11 einge legt. Sie gleiten mit der anderen Seite so auf den Gleitringen 56 und 57, wie dies die Flügelgleitkufe 12 am Kapselring 6 tut, jedoch dergestalt, dass die Gleitfläche an den inneren Flügeagleitkufen 58 und 59 radial nach innen gerichtet ist.
Ein wesentliches Merkmal dieser inneren Flügelkufen 58 und 59 ist, dass sie an ihren äusseren Seiten radiale Fortsätze nach innen aufweisen, mit denen sie die Führungs- ringe 56 und 57 umgreifen, so dass diese Fortsätze zwischen dem Führungsring 57 und der Seitenwand 55 bzw. zwischen dem Führungsring 56 und der Seitenwand 54 laufen und dadurch gegen axiales Verschieben oder axiales Herausgleiten aus der Flü gelführung gesichert sind.
In den Fig. 33-40 ist der Flügel mit einer Flügel- gleitkufe versehen, deren Flügelschwenkbolzen eine zylindrische Welle ist. Ein betrieblicher Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, dass diese Ausbildung für den Flügel, den Flügelglentkufenkörper und den Schwenkbolzen die Verwendung ganz verschiedener Materialien :ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsart besteht darin, dass bei der Herstel lung des Flügellängsbettes in Form der Bohrung 81 eine Unterstützung des Werkzeuges, zum Beispiel der Räumnadel oder der Schleifwelle, durch den Schlitz 82 erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsart besteht darin, dass die Bohrungen 81 und 83 mehr als halbe Bohrungen sind, deren Öffnung schmaler ist als der Durchmesser der Boh rungen, so dass der Flügelkufenschwenkbolzen 79, wenn er in axialer Richtung in die Bohrungen 81 und 83 hereingeschoben wird, die Flügelgleitkufen 80 und Flügel 78 schwenkbar, aber so fest verbin- dat, so dass die Kufe 80 nicht aus dem Flügel 78 herausfallen kann.
Schliesslich wird durch diese Anordnung eine weitgehende (7berdeckung und dadurch bessere Ab dichtung in den Dichtflächen, also zwischen den axialen Endflächen 201 der Flügelgleitkufe 80 und den inneren Planflächen 202 an den radialen Fort sätzen oder radialen Verlängerungen der Flügelaxial verlängerungen, die die Flügelgleitkufe 80 umgrei fen, erreicht. Die beschriebene Abdichtung ist wich tig, weil sie der Leckageverlusteinsparung, der Wir kungsgraderhöhung und der Ermöglichung höherer Fluidumsdrücke und damit der Leistungssteigerung dient.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig.41-49 arbeitet im Prinzip wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig.33-40. Es unterscheidet sich von diesem dadurch, da:ss in dem Flügel 84 kein .Schlitz vorhan den ist. Die Bohrung 87 ist also in den seitlichen Fortsätzen des Flügels 84 vollkommen geschlossen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die axiale Ab dichtung der Flügelgleitkufe 86 noch vollkommener als in dem Beispiel der Fig. 33 bis 40.
Hingegen ist das Werkzeug zur Herstellung der Bohrung 87 in diesem Ausführungsbeispiel nur beschränkt führbar, da der Schlitz 82 fehlt.
Auch das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 50 bis 62 arbeitet im Prinzip wie die vorher genannten Ausführungsbeispiele. Die Besonderheit besteht dar in, dass der Führungskanal 92 durch die Bolzen 94 und die Stifte 97 demontierbar verschlossen ist. Diese Ausführung gestattet es also, erst den Flügelkufen schwenkbolzen 90 und die Flügelgleitkufe 91 :in den Flügel 89 hereinzulegen und dann die betreffenden Teile durch die Blocks 94 durch Hereindrücken der Stifte 97 in die Bohrungen 96 zu verbinden und zu sichern.
Anstelle des Flügelkufenschwenkbolzens 90 und der Flügelgleitkufe 91 können im Flügel der Fig. 50 bis 54 auch Flügelgleitkufen der Fig. 11 bis 13 ein montiert werden.
Auch das Ausführungsbeispiel nach den Fig.63 bis 66 arbeitet in seiner prinzipiellen Funktion ent sprechend den oben beschriebenen Flügeln, Flügel- gleitkufen und Flügelkufenschwenkbolzen. Eine Be sonderheit der Ausführung besteht darin, dass der Kanal 101 mit einem Anstellwinkel in den Flügel 98 hereingefräst ist.
Dadurch ist das Flügellängsbett 101 nach oben rechts in den seitlichen Flügelver- längerungen vollkommen verschlossen. Die Flügel- gleitkufe 100 und der Flügelgleitkufenschwenkbolzen 99 können von schräg oben links in den Flügel 98 hereingelegt werden. Die schräge Ausführung des Flügellängsbettes 101 schafft eine Sicherung gegen das Herausfallen der Flügelkufengleitteile oder des Flügelkufenschwenkbolzens aus dem Flügel nach der Montage im Rotor, da der Schlitz 101 durch die Seitenwände des Rotors verdeckt wird.
Ausserdem wird eine gute Abdichtung zwischen den axialen Endflächen der Flügelgl.eitkufe 100 und den radialen Fortsetzungen des Flügels 98 erzielt nach der dem Schlitz<B>101</B> gegenüberliegenden 'Seite. Die Ausbil dung ist demnach besonders gut geeignet für Dreh kolbenma.schinen, die nur in einer Drehrichtung an getrieben werden oder umlaufen. Der Schlitz 101 kann anstelle von links, wie in Fig. 64 dargestellt ist, auch schräg von rechts her in den Flügel 98 eingefräst sein.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 67 und 68 arbeitet bezüglich des radialen Druckausgleiches .im Prinzip wie die vorbeschriebenen Beispiele. Auch bei dieser Ausführung ist der eigentliche Flügel 102 mit der Flügelgleitkufe 103 und den Flügelkufen schwenkbolzen 104 versehen. Der Flügelkufen schwenkbolzen kann ausgeführt sein wie die Bolzen 99, 90, 85, 79, 70, 66, 12 der vorgeschriebenen Beispiele.
Die Flügelgleitkufe 103 kann ausgeführt sein wie die Kufen 100, 91, 86, 80 71, 68, 67, 64, 12 oder 85 der früheren Beispiele, oder es können auch Flügelgleitkufen 103 und Flügelkufenschwenk- bolzen 104 aus einem Stück ausgeführt seän. Der Flügel selbst kann radial nach aussen verschlossen sein wie der Flügel 84, er kann aber auch offen sein wie einer der Flügel 98, 89, 78 oder 11 der vorge- schrieb.nen Beispiele.
Die Besonderheit des Ausfüh- rungsbeispieles der Fig. 67 und 68 besteht darin, dass der in den Fig. 6 und 7 beschriebene Belastungsaus gleich der Flügel stufenlos veränderbar ausgebildet ist, so dass der Flügel in den Seitenwänden in jeder radialen Stellung vollständig unter Belastungsaus gleich sein kann, dadurch, dass die Aussparungen für den Belastungsausgleich 109 ihre Grösse verän dern, wenn der Flügel 102 seine Lage im Schlitz 112 verändert.
Die in die axialen Flügelverlängerun gen eingearbeiteten Aussparungen 109 für den Bela stungsausgleich sind radial zum Rotorinneren offen und durch Verschlussplatten <B>110</B> verschlossen, die in den Aussparungen 109 dichtend gleiten können. Die Verschlussplatten 110 sind durch Stifte 111 an den Seitenwänden des Rotors der Drehkolbenmaschine befestigt. Während sich der Flügel 102 im Schlitz radial nach aussen heraus und wieder herein bewegt, wenn der Rotor der Maschine umläuft, werden die Verschlussplatten <B>110</B> durch den Bolzen 111 an den Rotorseitenwänden festgehalten.
Beim Umlaufen der Maschine und der radialen Oszillationsbewegung des Flügels im Rotorschli.tz vergrössern und verkleinern sich somit die Aussparungen 109 für den Belastungs ausgleich entsprechend dem Oszillieren des Flügels 102 im Rotorschlitz 112. Die Bohrungen 113 bewirken die Leitung des Fluidums für den Belastungsausgleich hinein in die Aussparungen 109 in entsprechender Weise, wie das die Bohrungen 23, 26, 21, 25, 22 oder 24 bei den früheren Ausführungsbeispielen tun.
Im Falle der konsequenten und fehlerfreien Aus bildung der Grössenverhältnisse am Flügel 102, der Bohrungen 113, der Flügelgleitkufe 103, der Aus sparungen für den Belastungsausgleich in der Schwenkkufe 103, des Flügelkufenschwenkbolzens 104, der Arretierstifte <B>111,</B> der Verschlussplatten <B>110</B> und der Aussparungen 109 für den Belastungs ausgleich wird erreicht, d'ass die mechanischen Teile des Ausführungsbeispiels nach den Fig.67 und 68 praktisch ohne mechanische Berührung und ohne mechanische Reibung zwischen Rotor 118 und Kap selring 107 schwimmen. Die Lebensdauer der Ma schine wird dadurch sehr hoch.
Wenn die Flügel eingebaut sind, so wird das Fluidum aus den Arbeitskammern oder Flügelzellen durch die Flügel in die Aussparungen für den Bela stungsausgleich geleitet und das Fluidum aus den Aussparungen für den Belastungsausgleich oder aus einigen derselben gibt das Drehmoment durch Fluidumsdruck an die Rotorseitenwände weiter.
In umgekehrter Weise wird bei angetriebenen Drehkol- benmaschinen, die als Pumpen oder Kompressoren arbeiten, die dm Rotor und den Seitenwänden vor handene Antriebskraft mit Hilfe der Aussparungen für den Belastungsausgleich und der Druckfluidum- leitung in das Fluidum hineingeleitet, ohne dass me chanische Berührung und Reibung zwischen dem Rotor und den Flügeln oder dem Kapselring und den Flügeln vorhanden sein muss.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig.69 und 70 ist ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.33 bis 40.
Der Unterschied ist lediglich dadurch gegeben, dass der Schlitz 82 entsprechend der Fig. 34 und 36 bei diesem Ausführungsbeispiel durch Klötze 117, die durch Stifte <B>118</B> gehalten sind, verschlossen ist. Das erhöht die mechanische )Stabilität und Festig keit der radialen Fortsätze der Flügelaxialverlänge- rungen 114.
Eine Flügelgleitkufe in bereits vorbe- schriebener Ausführung trägt die überweisung 119, der entsprechende Flügel die überweisung 121 und der entsprechende Flügelkufenschwenkbolzen die Überweisung 120.
Praktischerweise können die Schlitze und die ihn verschliessenden Klötze 117 konisch ausgebildet sein, um eine bequeme und spielfreie Montage von oben her mittels der Stifte 118 zu erreichen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend be schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbe sondere können den Flügeln bestimmter Beispiele die Flügelgleitkufen oder auch die Aussparungen für den Belastungsausgleich anderer Ausführungsbeispiele zu geordnet sein.
Rotary piston machine The invention relates to a rotary piston machine, for example a liquid, air, gas or steam pump or a liquid, air, gas or steam engine or internal combustion engine or liquid operations.
Rotary piston machines with outward and inward sliding blades in Schilitzen are already known in various designs. However, all of these known embodiments are such that considerable tilting forces occur on the wings and pressure forces directed to the side lead to considerable friction and wear. While in the past these tilting and frictional forces were of secondary importance because rotary piston machines could also be used with low levels of efficiency, the elimination of any tilting and frictional forces on the blades of these machines has recently become very important in order to achieve high levels of efficiency.
A major achievement in preventing d. -s overturning and kanking of the blades is achieved by mounting the blades in slots that are located in the side walls that rotate together with the rotor. This prevents the blades from tipping over in the rotor slot.
In spite of this, however, a residue of leakage and frictional forces has remained even with these blades. Such frictional forces remained between the housing and the wing runners and between the wings and the slots in which they slide outward and inward. Leakage losses occur in the corners between the housing, the side walls and the radially and axially outer wing edges and were so significant at high pressures in the fluid that they impaired the volumetric efficiency and thus the usability of the rotary piston machines. The invention is intended to reduce the leakage losses and the frictional forces of the rotary piston machines.
According to the invention, the blades have a blade body which is provided with blade axial extensions in both axial directions, which are guided in slots in the rotor side walls, with a blade longitudinal bed in the blade body and its blade axial extension P (r ri,
in which a wing skid is arranged, which is fitted between the wing axial extensions.
Recesses can be machined into the wing, into which pressure fluid is passed through channels or bores. The recesses can be arranged on the vanes in such a way that the pressure resulting from the fluid pressure prevailing in them is directed opposite to the other forces acting on the vanes.
With consequent training of these recesses for load compensation, a pressure-balanced swimming of the wing in its guide slots arises, so that with an ideal design there is absolutely no metallic contact between the wings and the walls of the guide slots. Cattle more who the workers who attack the wing, transferred through the pressure fluid in the recesses on the slotted walls and thus on the rotor of the machine. The mechanical attack, metal on metal, can therefore be replaced by the attack of pure fluid pressure on the metal.
The wings then float freely in their slots, the frictional forces are reduced to a minimum and with consistent, ideal formation of the recesses for load compensation, there is no longer any mechanical friction between the mechanical parts. Only the internal friction between the molecules within the fluid, which is many times less than the mechanical friction, remains as a smaller friction residue.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
FIG. 1 shows a section through a rotary piston machine which corresponds to section line 11-1-11I in FIG. 2 and section line IV-IV in FIG.
FIG. 2 shows a section through the machine according to section line 1-I in FIG. 1.
FIG. 3 shows a section through the machine corresponding to the section line II-II in FIG. 1. In FIG. 4, the exemplary embodiment of a wing of the rotary piston machine is shown. FIG. 5 shows a section through the wing corresponding to the section line V-V in FIG.
6 shows a view of the wing shown in FIG. 4 Darge from above and explains the fluid forces acting on the wing in the tangential direction to the rotor and the fluid forces counteracting from the recesses for load compensation.
FIG. 7 shows part of the section through the wing according to section line VI-VI in FIG. 4.
In FIG. 8, a part of FIG. 3 is shown enlarged, which shows a wing end in the slot in the side wall of the rotor and explains the attack of the tangential working forces and the oppositely directed fluid forces from the recesses for load compensation when the Wing has only partially migrated radially outward in the slot.
Fig. 9 is the same section as Fig. 8, but with the difference that the wing takes a position radially more outward in its rotor slots and correspondingly larger fields of force are available.
Fig. 10 shows an enlargement of Fig.3 and explains the forces occurring on the wings and on the runners in the radial direction and their load compensation by appropriate Aussparun conditions for load compensation.
Fig. 11 shows the side view of a wing slide runner in an exemplary embodiment.
FIG. 12 shows a section through the runner corresponding to the section line VII-VII in FIG. 13.
Fig. 13 shows a view of the wing slide provided in Fig.ll represents from above.
14 shows a wing and a wing skid in an exemplary embodiment.
FIG. 15 shows a section through a wing with a runner corresponding to section line VIII-VIII in FIG. 14.
16 shows a view of the wing from above.
17 shows a section through an exemplary embodiment of a rotary piston machine, which explains the additional mechanical movement of the vanes in their slots.
Fig. 18 shows a section through this machine according to the section line IX-IX in Fig. 17. In Fig. 19 is a section through another embodiment of a rotary piston machine is provided.
20 shows a section through this machine along the line X-X in FIG. 19. In FIG. 21, a two-part wing runner is Darge provides.
Fig. 22 shows a section through this runner according to the section line XI-XI in Fig. 21. Fig. 23 shows a pivoting part of the wing runner shown in Fig. 21.
FIG. 24 shows a section through this part corresponding to the section line XII-XII in FIG. 23.
In FIG. 25, the sliding part of the wing sliding runner shown in FIG. 21, which contains the recesses for load compensation, is drawn.
FIG. 26 shows a section through this part corresponding to the section line XIII-XIII in FIG. In Fig. 27, another embodiment of a two-part wing slide is shown.
FIG. 28 shows the section corresponding to the section line XIV-XIV in FIG. 27.
Fig. 29 shows the pivot part of the wing slide in Fig. 27 is provided.
FIG. 30 shows the section along the line XV to XV in FIG. 29.
FIG. 31 shows a view of the separated sliding part of the wing runner shown in FIG. 27.
32 shows a section through this part according to the section line XVI-XVI in FIG. 31. FIG. 33 shows another embodiment of a wing, with a wing slide.
Fig. 34 shows a section through the wing and runner of the section line XVII-XVII in Fig. 33.
Fig. 35 shows a view of the wing is provided in Fig.33.
Add. 36 shows the section through the wing along the section line XVIII-XVIII in FIG. 35.
37 shows the view of the wing runner pivot bolt.
38 shows a section through the wing runner pivot pin along the section line XIX-XIX in FIG. 37.
Fig. 39 shows the view of the flight / glider body.
FIG. 40 shows a section through the wing 1 skid body along the section line XX-XX in FIG. 39.
41 shows a further example of a wing with a wing skid.
FIG. 42 shows a section through the wing and runner along the section line XXI-XXI in FIG. 41. FIG. 43 shows the view of the wing according to FIG. 41. FIG. 44 shows a section through this wing along the section line XXII-XXII in FIG. 43.
FIG. 45 shows a section through this wing along the section line XXIII-XXIII in FIG. 43.
Fig. 46 shows the view of the wing runner pivot bolt. Fig. 47 shows a cross section through this bolt.
Fig. 48 shows a view of the wing swivel runner body.
Fig. 49 shows a cross section through this body.
Fing. 50 shows another embodiment of a wing with a wing swivel runner, which is provided with holding blocks and pins.
51 shows a section through the wing and runner along the section line XXIV-XXIV in FIG. 50. FIG. 52 shows the wing according to FIG. 50 in view. FIG. 53 shows a section through this wing along the section line XXV-XXV in FIG. 52. FIG. 54 shows a section through this wing along the section line XXVI-XXVI in FIG.
55 shows the view of a locking block. FIG. 56 shows a section through this block along the section line XXVII-XXVII in FIG.
Fig. 57 shows the view of a locking bolt. 58 shows the side view of this bolt.
FIG. 59 shows the wing runner pivot pin according to FIG. 51.
FIG. 60 shows the cross section for FIG. 59. FIG. 61 shows the wing sliding skid body for this. 62 shows a cross-section to FIG. 61. In FIG. 63, another exemplary embodiment of a wing with a wing slide is shown. 64 shows a section through the wing and runner along the section line XXVIII-XXVIII in FIG. 63.
FIG. 65 shows a view of the wing according to FIG. 63.
FIG. 66 shows a section along the section line XXIX-XXIX in FIG. 65.
In Fig.67, another Ausführungsbei is shown game of a wing with wing slide and Ausspa ments for load compensation.
68 shows a section through the wing according to FIG. 67 and the surrounding rotor parts of the rotary piston machine along the section line XXX-XXX in FIG. 67.
FIG. 69 shows a further embodiment of a wing with a special design of the axial extensions.
FIG. 70 shows a section through this wing along the section line XXXI-XXXI in FIG. 69.
In Figs. 1, 2 and 3 it is shown how the wing and the wing slide runners are installed in the rotary piston machine and where the Aussparun conditions for load compensation are located. The vanes 11 slide in radial grooves 7 and 8 which are machined into the rotor 2 and into the rotor side walls rotating with the rotor. The rotary piston machine is closed to the outside by the capsule ring (housing) 6.
During the rotation of the rotary piston machine, the blades 11 are thrown or pressed radially outward by centrifugal force and / or other forces, so that the wing slide runners 12, which are embedded in the longitudinal wing beds, rest against the capsule ring 6 and on it slide.
This creates between the capsule ring 6, the rotor 2 with the rotor side hoods 9 and 10, which close the rotor and the rotor side walls axially and / or radially outward, and the various blades 11 and the various blades skids 12 working chambers, called vane cells, which increase and decrease their volume periodically as the rotor rotates.
Two such adjacent working chambers or vane cells 30 and 39 receive the working fluid from the control shaft 1 through the channels 29 and in the same way the vane cells push the fluid out again so that it enters another channel of the control shaft 1. The rotor is driven by the drive shaft 5, and the pressure fluid leaves the rotor through the drive shaft 5 or its drilling 4. Through the channels 3, the pressure fluid from the control shaft enters the spaces of the slots 28 radially inside the vanes.
Here the pressure creates fluidum by acting radially outwards on the wings, the pressure resultant, which presses the wings radially outwards. The wings are shorter than the slots in the side walls, or they have radial holes or
Milling channels so that the pressure medium can flow around or through the blades radially outwards at their lateral ends and so enters the chambers 7a and 8a, which are formed radially outside the blades in the blade sliding slots located in the side walls. The fluid flows from these spaces 7a and 8a into the recesses 27 for load compensation, which are incorporated into the wing slide runners 12.
In these recesses, it builds up a pressure field that is directed radially inwards ge on the wings, so the pressure effect in the Schlitzräu men 28 or this and counteracts the centrifugal force on the wings 11 and, if dimensioned correctly, the resulting pressure force on the wing from the slot space 28 or equalize this and the centrifugal force so that the wing is completely or partially free of hydraulic pressure forces or these and centrifugal forces in the radial direction,
or also presses the wings radially inwards when the fluid pressure becomes very high, thereby breaking the seal between the wing or runner and the capsule ring and acting as an automatic overload protection.
When the rotary piston machine works as a pressure medium motor and rotates in the direction of arrow B, the working pressure in the chamber 30 causes pressure on the wing 11 in the direction of arrow B, which sets the rotor in rotation in the direction of arrow B. Through the holes 23 and 21 in the wing 11 or
25 and 26 occurs the pressure fluid from the space 30 in the savings from 20, 19, 18 and 17 a. In the recesses 17, 18, 19 and 20 mentioned, which are located in the axial extensions of the blades and thus come into use in the slots in the side walls of the rotor, the same pressure is effective as in the delivery chamber 30 and the pressure in these recesses for load compensation, the pressure in the delivery chamber 30 in the direction of arrow B is directed opposite.
It fully or partially compensates for the working pressure in the direction of arrow B, so that the blades 11 slide in their slots completely or partially relieved of pressure and, in the case of ideal pressure relief, slide or float along the walls of the slots between pressure fluid fields and pressure fluid layers.
The division in the recesses 17 and 18 only shows the basic representation. In practice, a larger number of pressure medium fields can be used, so that with the emergence of the wing in the radial direction there is a finely stepped or stepless enlargement and reduction of the recesses for load compensation according to the larger or smaller radial movements of the wing Apply balance pressure medium.
If, on the other hand, the rotary piston machine runs as a pressure pump in the direction of arrow B, the fluid pressure arises in the delivery chamber 39 and causes tangential pressure on the wing 11 in the direction of arrow A. This pressure is compensated for by the pressure in the recesses 17a, 18a, 19a and 20a.
The fluid pressure from the delivery chamber 39 flows to the recesses 17a and 18a through the bores 24 and 24a and to the recesses 19a and 20d through the bores 22 and 22a. The example of forces shown on the wing 11 and the wing slide 12 is also repeated in the corresponding rotor positions on the wings 11 and the wing slide runners 12.
By letting the axial wing extensions 14 extending axially from the wing body protrude correspondingly far into the slots 7 and 8 of the circumferential side walls, sufficient space is gained to make the recesses for the load compensation in the wing so large that they are tangential Can compensate pressure forces on the wing to the desired extent.
By bending the wing corners 15 and 16, a safeguard is created that the wing sliding runners 12 cannot fall out of the wings 11, and the wing sliding runners 12 receive extensions 13 for this purpose, with which they engage in this securing of the wings. In Figs. 4, 5, 6 and 7 it is shown how the fluid forces in the recesses for load compensation counteract the tangential compressive forces,
How the recesses are incorporated into the wing axial extensions, how the bores are incorporated through which the pressure fluid can enter the Aussparun conditions, how the working pressure acts on the wing body and how the pressure in the recesses acts on the wing axial extensions for load compensation. The vane body 11 it holds the axial extensions 14 with which it engages the side walls of the rotor.
It is essential that recesses 17, 18, 19, 20, 17a, 18a, 19a and 20a or even more recesses are incorporated into these extensions 14, which are suitable for receiving pressure medium. In this Ausspa ments for the load compensation is each pressure fluid, which engages on the opposite sides of the wing 11, passed through appropriate bores. The transfer 31 denotes the working pressure that acts in the direction of arrow C on the wing body.
The pressure 31 propagates through the bore 21 in the recess 20a, as shown in Figure 7, and accordingly through the bores 25 it reaches the recess 18a. The recesses 19a and 17a are acted upon by the bores 23 and 26 in a corresponding manner.
6 shows the attack of the working pressure 31 on the wing body in the direction C. The effect of the pressure on the wing axial extensions in the recesses is shown by the rows of arrows 32 and 33. From FIG. 6 it is easy to see that on the described manner a stable load equilibrium on the wing by oppositely directed, but in the sum of the individual loads approximately the same size recesses for the load compensation.
If the Drehkolbencnaschine is used in reverse operation, the pressure 31 according to FIG. 6 does not act in the direction of arrow C, but rather on the opposite side and in the opposite direction. Instead of the recesses 17a, 18a, 19a and 20a, the pressure is then passed through the corresponding holes in the recesses 17, 18, 19 and 20, where it then acts opposite and opposite the rows of arrows 32 and 33.
The more the wing moves radially outwards in the slot, the larger the field on which the working fluid acts. In FIG. 8 it is illustrated that the working fluid only acts on the surface 33 because the wing was only moved correspondingly little radially outward in the slot.
In this case, the bores 21 and 25 shown in Fig. 4 are still covered by the rotor slot ver and only the recesses 17a and 19a are acted upon with pressure fluid that balances the load, remittance 32 produces.
In FIG. 9 it is illustrated that the wing has moved further radially outward, and now the bores 21 and 25 according to FIG. 4 also emerge from the slot of the rotor and are in contact with the pressure fluid space 39 according to FIG arrived. A working pressure 34 in the tangential direction now acts on the wing 11, as shown in FIG. The fluid pressure in the recesses for load compensation acts according to the pressure arrows 35 and 36.
The subdivision of the recesses for load compensation into two levels is just one example. In practice, a larger number of stages can be used, so that there is an almost stepless expansion of the recesses and their impact when the wing accordingly protrudes far out of the slot or accordingly moves far radially outward. In FIG. 10 it is illustrated how the radial load compensation of the fluid pressure is produced on the wing.
The pressure fluid is located in the chamber 40 radially inside the blade sm rotor slot and in the rotor side walls it is also, as already described above, in the chambers 45 according to FIGS. 8 and 9, which are located in the rotor side walls radially outside the blades . The chambers 45 in the rotor side walls are directly connected to the recesses machined into the wing swivel runner for load compensation.
If the area 40 and the area 37 of FIG. 10 are the same size, there is a load equilibrium of the pressure fluid in the radial direction on the wing and the wing slide because the resultant from 40 is the same size as the pressure resultant 37, but the resultant 37 of the resultant from 40 is oppositely directed.
As a result, there is a load balance on the wing in the radial direction and the wing with the wing slide floats between the capsule ring 6 and rotor 2. The transfers 44 and 3 $ show peripheral extensions of the wing slide,
which ensure stable mounting and stable sliding of the wing slide 12 on the housing or capsule ring 6 and also provide the seal between the recess 37 according to FIG. 10 and the pressure in the wing cells between the individual wings. The rotor 2 contains recesses 39 according to FIG. 10, into which the widened sliding parts of the wing slide can engage.
11, 12 and 13 show a wing slide runner in which the wing slide runner body has an upper surface with a radius equal to that of the pivot pin, so that it can pivot about the central axis of the runner pivot pin.
This sliding part of the wing sliding skid is kept so long that it also engages in the side walls of the rotor, while the sliding part of the wing sliding skid, which slides on the capsule ring, only has the axial length of the actual rotor. and the wider sliding part of the wing sliding skid is sealingly fitted between the side walls of the rotor. The recesses 53 for load compensation are milled into the sliding part of the wing runner. They can be incorporated in the form of several recesses or in the form of a recess.
Particularly advantageous for the sliding property of the wing slide on the capsule ring are serpentine recesses for load compensation.
14, 15 and 16 show how the wing slide 50 is assembled into the wing 11. The wing slide 50 pivots with their pivot parts 51 and 52 in the longitudinal bed of the wing 11. You can not fall out of the wing 11 because the wing corners 15 and 16 are bent inward as soon as the wing slide iin the wing has been set.
The sliding part of the Flügelgieitkufe is sealingly fitted with its axial end faces between the inner plan walls of the radial extensions of the axial extensions 15 and 16 of the wing 11, so that there is a seal between the skid body or skid sliding part 50 and the wing axial extensions 15 and 16.
In FIGS. 21 and 22 it is shown that the wing skid is designed in two parts in this exemplary embodiment. The sliding part or wing runner body 64 receives a cutout for the longitudinal runner bed 75 into which the pivoting part, the wing runner pivot bolt 66, can be inserted.
The Fig.23 and 24 show the shape of the wing skid pivot pin and Fig.25 and 26 show the shape of the sliding part of the wing slide. The particular advantage of this second division of the wing slide runners according to FIGS. 21 to 26 is that the wing runners pivot pin can be produced relatively easily by flat grinding a round-ground pin according to FIG.
Another advantage is that the separate wing slide runner sliding part can be manufactured very precisely in length and provided with axial end surfaces so that it is tightly sealed between the inner planar surfaces of the radial extensions of the axial wing extensions 15 and 16 of the wing 11 according to FIG. 14 can be fitted.
Furthermore, the two-part design enables the wing swivel runner parts to be assembled in a wing in which the corners 15 and 16 according to FIG. 15 have already been bent before the runner was assembled.
The same advantages as the two-part wing swivel runner of FIGS. 21 to 26 has the exemplary embodiment of a two-part wing swivel runner according to FIGS. 27 to 32. Here, the swivel part is: a simple, ground, cylindrical shaft 69 or 70 the wing runner longitudinal bed 72 of the wing runner sliding part 71 is tricked. The reference 73 denotes the milled recess for load compensation.
The use of the two-part wing slide runner according to FIGS. 27 to 32, however, requires that the wing 11 and the wing slide runner 12 are necessarily guided between the capsule ring 6 and the guide rings 56 and 57, as shown in FIGS. 17 and 18 . In it, the pivot bolt 60 is simply placed in the two longitudinal beds of the wing 11 and the wing slide 12.
In such cases, the pressure fluid from the wing cell 84 is passed through the bore 85 in the wing slide runner 12 into the recess for the load compensation of the wing slide runner. Radial 11 bores are incorporated into the Flugil, in which compression springs 61 are located.
The compression springs 61 are enclosed by the spring housings 62 and the springs 61 press these housings radially inward. The spring housing 62 have open sliding bearings in the form of half a Zylin, with which they grip the rollers 63.
The rollers 63 have indentations into which the bearings of the spring housings 62 engage. This ensures that the sliding speeds between the spring housing 62 and the roller 63 become low. Channels, in which the guide rings 56 and 57 run, are screwed into the rotor or the side walls of the rotor. The roller 63 rolls on the guide rings 56 and 57.
In other exemplary embodiments, the roller 63 is divided into two parts. The dimensions of the wing and the wing slide parts are kept so that there are only slight differences between the individual parts and so with the roller 60 cannot fall out of the wing slide or the wing. Small manufacturing differences are compensated for by the Fe countries 61, which ensure constant, albeit low, tension of the parts in the radial direction between the races 56 and 57 on the one hand and the capsule ring on the other.
19 and 20, another exemplary embodiment of the positive guidance of wings and wing slide runners between the capsule ring 6 and the inner races 56 and 57 is provided.
The inevitable leadership of the wing and wing slide parts between the capsule ring and Füh approximately rings in the radial direction is a required feature of all those wing slide with recesses for load compensation that are not secured by other types of fastenings on the wing against stepping out of the wing.
In the embodiment of FIGS. 19 and 20 more wing slide runners 58 and 59 are placed at the ends of the wing radially inward in swivel fields or wing beds of the wing 11 is. They slide with the other side on the sliding rings 56 and 57, as the wing sliding runner 12 does on the capsule ring 6, but in such a way that the sliding surface on the inner wing sliding runners 58 and 59 is directed radially inward.
An essential feature of these inner wing runners 58 and 59 is that they have radial inward extensions on their outer sides with which they grip around the guide rings 56 and 57, so that these extensions between the guide ring 57 and the side wall 55 or between the guide ring 56 and the side wall 54 run and are thereby secured against axial displacement or axial sliding out of the wing guide.
In FIGS. 33-40 the wing is provided with a wing skid, the wing pivot pin of which is a cylindrical shaft. An operational advantage of this exemplary embodiment is that this design enables the use of very different materials for the wing, the wing blade skid body and the pivot pin.
Another advantage of this embodiment is that during the manufacture of the longitudinal wing bed in the form of the bore 81, the tool, for example the broach or the grinding shaft, can be supported through the slot 82.
Another advantage of this embodiment is that the bores 81 and 83 are more than half bores, the opening of which is narrower than the diameter of the bores, so that the wing skid pivot pin 79 when it is pushed into the bores 81 and 83 in the axial direction , the wing slide runners 80 and wing 78 pivotable, but connected so firmly that the runner 80 cannot fall out of the wing 78.
Ultimately, this arrangement provides extensive coverage and thus better sealing in the sealing surfaces, i.e. between the axial end surfaces 201 of the wing slide 80 and the inner plane surfaces 202 on the radial extensions or radial extensions of the wing axial extensions that encompass the wing slide 80 The sealing described is important because it serves to save leakage losses, to increase efficiency and to enable higher fluid pressures and thus to increase performance.
The embodiment according to FIGS. 41-49 works in principle like the embodiment according to FIGS. 33-40. It differs from this in that: there is no slot in the wing 84. The bore 87 is therefore completely closed in the lateral extensions of the wing 84. In this embodiment, the axial seal from the wing slide 86 is even more perfect than in the example of FIGS. 33 to 40.
In contrast, the tool for producing the bore 87 can only be guided to a limited extent in this exemplary embodiment, since the slot 82 is missing.
The exemplary embodiment according to FIGS. 50 to 62 also works in principle like the previously mentioned exemplary embodiments. The specialty is that the guide channel 92 is closed by the bolts 94 and the pins 97 in a removable manner. This embodiment thus makes it possible to first insert the wing runners 90 and the wing slide 91 into the wing 89 and then connect and secure the relevant parts through the blocks 94 by pressing the pins 97 into the bores 96.
Instead of the wing runner pivot pin 90 and the wing slide runner 91, wing slide runners of FIGS. 11 to 13 can also be mounted in the wing of FIGS. 50 to 54.
The embodiment according to FIGS. 63 to 66 also works in its basic function in accordance with the above-described wings, wing slide runners and wing runner pivot bolts. A special feature of the design is that the channel 101 is milled into the wing 98 at an angle of attack.
As a result, the wing longitudinal bed 101 is completely closed towards the top right in the lateral wing extensions. The wing slide 100 and the wing slide pivot pin 99 can be inserted into the wing 98 at an angle from the top left. The inclined design of the longitudinal wing bed 101 creates a safeguard against falling out of the wing runner sliding parts or the wing runner pivot pin from the wing after assembly in the rotor, since the slot 101 is covered by the side walls of the rotor.
In addition, a good seal is achieved between the axial end surfaces of the wing gliding runner 100 and the radial continuations of the wing 98 on the side opposite the slot 101. The training is therefore particularly well suited for rotary piston machines that are driven or revolve in only one direction of rotation. Instead of from the left, as shown in FIG. 64, the slot 101 can also be milled into the wing 98 obliquely from the right.
The exemplary embodiment according to FIGS. 67 and 68 works with regard to the radial pressure equalization .in principle like the examples described above. In this embodiment, too, the actual wing 102 is provided with the wing sliding skid 103 and the wing skids pivot pin 104. The wing skid pivot pin can be designed like the pins 99, 90, 85, 79, 70, 66, 12 of the prescribed examples.
The wing slide 103 can be designed like the runners 100, 91, 86, 80, 71, 68, 67, 64, 12 or 85 of the earlier examples, or wing slide runners 103 and wing runner pivot bolts 104 can also be made from one piece. The wing itself can be closed radially outwards like the wing 84, but it can also be open like one of the wings 98, 89, 78 or 11 of the prescribed examples.
The peculiarity of the exemplary embodiment in FIGS. 67 and 68 is that the load compensation described in FIGS. 6 and 7 is designed to be continuously variable so that the wing in the side walls is completely equal under load compensation in every radial position can, in that the recesses for the load compensation 109 change their size when the wing 102 changes its position in the slot 112.
The recesses 109 worked into the axial wing extensions for load compensation are open radially to the inside of the rotor and closed by closure plates 110 which can slide sealingly in the recesses 109. The closure plates 110 are fastened to the side walls of the rotor of the rotary piston machine by pins 111. While the vane 102 moves radially outward and in again in the slot when the rotor of the machine rotates, the locking plates 110 are held by the bolt 111 on the rotor side walls.
When the machine revolves and the blade oscillates radially in the rotor slot, the recesses 109 for load compensation thus increase and decrease in accordance with the oscillation of the blade 102 in the rotor slot 112. The bores 113 cause the fluid to flow into the rotor slot for load compensation Recesses 109 in the same way as the bores 23, 26, 21, 25, 22 or 24 do in the earlier exemplary embodiments.
In the case of the consistent and error-free formation of the size relationships on the wing 102, the bores 113, the wing slide 103, the recesses for the load compensation in the swivel runner 103, the wing runner pivot pin 104, the locking pins <B> 111, </B> the locking plates <B> 110 </B> and the recesses 109 for the load compensation is achieved so that the mechanical parts of the exemplary embodiment according to FIGS. 67 and 68 float between rotor 118 and capsule ring 107 with practically no mechanical contact and without mechanical friction . This increases the service life of the machine.
When the vanes are installed, the fluid from the working chambers or vane cells is passed through the vanes into the recesses for load balancing and the fluid from the recesses for load balancing or from some of the same gives the torque to the rotor side walls through fluid pressure.
Conversely, with driven rotary piston machines that work as pumps or compressors, the drive force present in the rotor and the side walls is guided into the fluid with the help of the recesses for load compensation and the pressure fluid diversion, without mechanical contact and friction must be present between the rotor and the vanes or the capsule ring and the vanes.
The exemplary embodiment according to FIGS. 69 and 70 is similar to the exemplary embodiment according to FIGS. 33 to 40.
The only difference is that the slot 82 in accordance with FIGS. 34 and 36 is closed in this exemplary embodiment by blocks 117 which are held by pins 118. This increases the mechanical stability and strength of the radial extensions of the blade axial extensions 114.
A wing skid in the design already described carries the transfer 119, the corresponding wing carries the transfer 121 and the corresponding wing skid pivot pin carries the transfer 120.
Conveniently, the slots and the blocks 117 closing them can be conical in order to achieve a convenient and play-free assembly from above by means of the pins 118.
The invention is not limited to the exemplary embodiments described above. In particular, the wings of certain examples can be assigned to the wing slide runners or the recesses for load compensation in other embodiments.