Drehkolbenmotor Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenmotor für hydraulische oder pneumatische Arbeitsmittel, mit Abdichtung des Spaltes zwischen der Drehkolben welle und dem Gehäuse durch Anpressen eines im Gehäuse in radialer Richtung verschiebbar geführten und gegen die Drehkolbenwelle fest angepressten Dichtteiles.
Drehkolbenmotoren finden hauptsächlich in hy draulischen oder pneumatischen Regeleinrichtungen als Stellmotoren Verwendung. Sie sind bei dieser Anwendung im allgemeinen einem Kraftschalter nachgeschaltet, in dem ein Arbeitsmittelstrom gleich bleibenden Druckes in zwei Teilströme aufgeteilt und durch den die Drücke bzw. die Mengen dieser Teilströme durch Änderungen der Einstellung des Kraftschalters geändert werden. Diese beiden Teil ströme werden jeweils zu einem der beiden Arbeits räume des Drehkolbenmotors weitergeleitet. Wird der Kraftschalter betätigt, so bewegt sich der Drehkolben so weit, bis sich eine neue Gleichgewichtslage in dem aus dem Kraftschalter, dem Drehkolbenmotor und aus einer Rückführung vom Drehkolbenmotor zum Kraft schalter bestehenden System eingestellt hat.
Bekannte Ausführungen dieser Kraftschalter sind die mit einem Doppelkolben versehenen Steuerschieber und die auf zwei nebeneinanderliegenden Mündungen wirkenden Strahlrohrregler. Bei hydraulischen Regeleinrichtungen für Dampfturbinen ist an die Drehkolbenwelle die mit Steuernocken versehene Steuerwelle angekuppelt. Drehbewegungen dieses Wellenzuges verursachen Stellungsänderungen der an die Nocken angelenkten Ventilspindeln und damit Änderungen des Durchtritts- querschnittes der als Regelventile wirkenden Ein lassventile dieser Dampfturbinen.
Eine Voraussetzung für die gute Wirksamkeit und die Gewährleistung gleichbleibenden Regelverhaltens dieser Drehkolbenmotoren besteht darin, dass die beiden in ihnen enthaltenen und vom Drehkolben voneinander getrennten Arbeitsräume möglichst voll kommen gegeneinander abgedichtet sind. Einer der beiden abzudichtenden Spalte befindet sich zwischen der Drehkolbenwelle und dem Gehäuse des Dreh kolbenmotors. Bei den meisten bekannten Ausfüh rungen erfolgt die Abdichtung dieses feststehenden Spaltes mit Hilfe eines im Gehäuse in radialer Rich tung verschiebbar geführten Dichtteiles, welches durch eine Federkraft fest gegen die Umfangsfläche der Drehkolbenwelle angepresst wird.
Diese Dicht teile sind bei den meisten bekannten Ausführungen in Form von Dichtleisten ausgebildet. Die Ab dichtung mit diesen federbelasteten Dichtleisten hat sich für niedrige Arbeitsmitteldrücke, also für kleinere Druckunterschiede zwischen den beiden Arbeits räumen als zufriedenstellend erwiesen. Es zeigte sich jedoch, dass sich mit diesen durch Federkraft ange- pressten Dichtteilen beim übergang zu höheren Druck unterschieden keine genügend hohe und sichere Ab dichtung mehr gewährleisten lässt.
Schon bei Durch fluss einer geringen Menge an Arbeitsmittel durch den Dichtspalt wirken sehr starke Strömungskräfte auf das Dichtteil und verschieben dieses entgegen der Federkraft nach aussen, so dass sich dieser Dicht spalt aufweitert. Der Einbau stärkerer Federn zur Erzielung der nötigen Anpresskraft bereitet wegen des erhöhten Raumbedarfes für solche Federn zusätzliche konstruktive Schwierigkeiten. Der im Laufe der Be triebszeit eintretende Verschleiss der Auflageflächen am Dichtteil und an der Drehkolbenwelle bedingt eine Verschiebung der Auflage für die Feder am Dichtteil nach innen.
Diese Verschiebung hat zur Folge, dass die Federvorspannung absinkt und damit die Dichtwirkung nachlässt. Um dies zu verhindern, muss das Dichtteil von Zeit zu Zeit ausgewech selt werden, oder die Federkraft muss hin und wie der durch andere geeignete Mittel auf den anfäng lichen Betrag gebracht werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Möglichkeit zur Erzielung der Anpresskraft, die sich gegenüber dem Bekannten durch grössere Einfachheit und höhere Sicherheit auszeichnet.
Die Erfindung besteht darin, dass das Dichtteil innerhalb eines Einschnittes im Gehäuse in der Art eines Kolbens geführt ist und dass die Anpresskraft durch Beaufschlagen der von der Drehkolbenwelle abgewandten Oberfläche des Dichtteiles vom vollen Druck des Arbeitsmittels aufgebracht wird.
Der Mittelwert der beiden Drücke, welche auf die der Drehkolbenwelle zugewandten Seite des Dicht teiles wirken, ist stets nur halb so gross wie der volle Druck des Arbeitsmittels, von dem gemäss der Erfindung die Aussenseite des Dichtteiles beaufschlagt wird. Dadurch kommt eine stets nach innen gerich tete Kraft auf das Dichtteil zustande.
Der erforderliche Betrag dieser Anpresskraft kann ohne weiteres durch entsprechendes Bemessen der beiden als Kolbenflächen wirkenden Seitenflächen des Dichtteiles erreicht werden. Dabei können die hierzu notwendigen Abmessungen des Dichtteiles und dessen Raumbedarf innerhalb des Drehkolben motors wesentlich kleiner gehalten werden als beim Einbau entsprechend starker Anpressfedern. Darüber hinaus entfällt die bei der Verwendung einer An- pressfeder bestehende Notwendigkeit,
das durch den Verschleiss der Auflageflächen bedingte Absinken der Anpresskraft durch Auswechseln des Dichtteiles oder durch andere Massnahmen zu verhindern, da die Anpresskraft bei Beaufschlagung des Dichtteiles vom Arbeitsmitteldruck nicht von der radialen Stellung des Dichtteiles gegenüber dem Gehäuse abhängt.
Das Dichtteil kann in bekannter Weise als Leiste mit flächenhafter Auflage an der Drehkolbenwelle ausgeführt sein. Es ist darüber hinaus vorteilhaft, an dem Dichtteil ein parallel zur Drehkolbenwelle verlaufendes, kreiszylindrisches Drehteil so in einer Drehlagerung anzuordnen, dass dieses bei Bewegung der Drehkolbenwehe an deren Umfangsfläche ab rollt.
Der hierzu erforderliche Mehraufwand macht sich durch die Vorteile der rollenden Auflage zwi schen Dichtteil und Drehkolbenwelle, nämlich der geringeren Reibung und des geringeren Verschleisses der Auflageflächen, bezahlt.
In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein als Stell motor verwendeter Drehkolbenmotor gemäss der Er findung in einem Querschnitt schematisch dargestellt.
Fig. 2 zeigt die Anordnung eines drehbar ge lagerten Drehteiles am Dichtteil. Der Drehkolbenmotor 1 ist an einem als Steuer schieber 2 ausgebildeten Kraftschalter angeschlossen. Während des Betriebes des Drehkolbenmotors 1 wird das in dem Einschnitt 11 des Gehäuses 12 kolbenartig geführte leistenförmige Dichtteil 13 durch das an ihm wirkende und nach innen gerichtete Druckgefälle fest gegen die Umfangsfläche der Welle 14 des Drehkolbens 15 angepresst, wobei zwischen den beiden Teilen eine flächenhafte Auflage besteht. Dadurch kommt eine einfache, sichere und vom Ver schleiss der Auflageflächen unabhängige Abdichtung der beiden Arbeitsräume 16 und 17 zustande.
Der Kanal 18 dient zur Zuleitung des Arbeitsmittels vollen Druckes von dem Steuerschieber 2 zu der nach aussen gerichteten Oberfläche 19 des verschieb bar geführten Dichtteiles 13. Über die beiden Ka näle 21 und 22 erfolgt die Zuleitung der von dem Steuerschieber 2 ausgehenden Teilströme veränder lichen Druckes zu den Arbeitsräumen 16 und 17 des Drehkolbenmotors 1. Die von dem Steuerschieber 2 ausgehenden Abflussleitungen 23 führen zu Räu men niedrigeren Druckes.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs beispiel ist das kreiszylindrische Drehteil 3 in dem Dichtteil 13 drehbar gelagert. Da dieses Drehteil bei Bewegung der Drehkolbenwelle 14 an deren Umfang abrollt, wird der Verschleiss und die Reibung der Auflageflächen auf ein Mindestmass verringert.