CH634385A5

CH634385A5 - Sliding-vane machine

Info

Publication number: CH634385A5
Application number: CH793778A
Authority: CH
Inventors: Hans Ryffel
Original assignee: Hans Ryffel
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1983-01-31
Also published as: DE2929451A1; IT7924439A0; IT1122605B; FR2431599A1; JPS5537595A

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehschiebermaschine mit einem in einem Gehäuse angeordneten, zylindrischen Arbeitsraum und einem darin exzentrisch gelagerten Rotor, welcher einen durch seine Drehachse gehenden zentralen Führungsschlitz aufweist, in welchem ein gleitend geführter Drehschieber gelagert ist, welcher an seinen Enden konvex gewölbte, mit der Innenwandung des Arbeitsraums praktisch eine Flächendichtung bildende Stirnflächen aufweist. The invention relates to a rotary vane machine with a cylindrical working space arranged in a housing and a rotor eccentrically mounted therein, which has a central guide slot extending through its axis of rotation, in which a sliding rotary vane is mounted, which is convexly curved at its ends, with the inner wall of the working space has practically a face seal forming a surface seal.

Drehschiebermaschinen sind in verschiedener Ausführung bekannt, die sich im wesentlichen in der Ausbildung des bzw. der Drehschieber unterscheiden. Sie sind in ihrem Aufbau einfach, so dass sie mit verhältnismässig geringem Aufwand hergestellt werden können. Rotary vane machines are known in various designs, which differ essentially in the design of the rotary valve or valves. Their structure is simple, so that they can be produced with relatively little effort.

Eine besonders einfache Ausführungsform stellt eine Drehschiebermaschine mit einem in einem zylinderförmigen Rotor verschiebbar gelagerten Drehschieber dar (CH-PS 540 434). Bei dieser Ausführung liegt die Drehachse des kreiszy-linderförmigen Rotors auf dem Pol einer Kreiskonchoide, während die Umfangswandung des Arbeitsraums dieser Drehschiebermaschine auf der Hüllkurve eines mit seinem Zentrum auf der Kreiskonchoide bewegten Kreises liegt. Wird der im Rotor gelagerte Drehschieber mit einer konvex gewölbten Abrundung und einer dem Konchoidenstrahl und dem doppelten Radius des erwähnten Kreises entsprechenden Länge unter Berücksichtigung eines geringeren Laufspiels ausgeführt, so liegt dieser Drehschieber in allen Lagen an der Umfangswand des Arbeitsraums dichtend an. A particularly simple embodiment is a rotary vane machine with a rotary slide that is displaceably mounted in a cylindrical rotor (CH-PS 540 434). In this embodiment, the axis of rotation of the circular-cylindrical rotor lies on the pole of a circular conchoid, while the peripheral wall of the working space of this rotary vane machine lies on the envelope of a circle with its center on the circular conchoid. If the rotary valve mounted in the rotor is designed with a convex rounding and a length corresponding to the conchoid beam and twice the radius of the circle mentioned, taking into account less running play, then this rotary valve lies in all positions on the circumferential wall of the working area.

Wegen der endlichen Stärke des Drehschiebers kann praktisch eine Flächendichtung und damit eine verhältnismässig gute Abdichtung erreicht werden. Die Betriebsergebnisse mit solchen Drehschiebermaschinen sind sehr befriedigend, jedoch ist wegen der im Druckfluid enthaltenden Fremdkörper nach einer bestimmten Betriebszeit eine Abnützung festzustellen, die gegebenenfalls die Auswechslung des Rotors erforderlich macht. Wenn auch die Drehschiebermaschine hierdurch auf verhältnismässig einfache und wenig aufwendige Weise wieder in Ordnung gebracht werden kann, bedeutet doch ein solcher Vorgang einen Arbeitsunterbruch, der aus verschiedenen Gründen unerwünscht ist. Because of the finite strength of the rotary slide valve, practically a surface seal and thus a relatively good seal can be achieved. The operating results with such rotary vane machines are very satisfactory, but due to the foreign bodies contained in the pressurized fluid, wear can be determined after a certain operating time, which may make it necessary to replace the rotor. Even if the rotary vane machine can thereby be put back in order in a relatively simple and inexpensive manner, such a process means an interruption in work which is undesirable for various reasons.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehschiebermaschine der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass der Drehschieber in der Lage ist, etwaige Abweichungen von der idealen Form der Dichtflächen, sei es infolge nicht zu vermeidender Herstelltoleranzen oder infolge Abnützung, zu kompensieren, ohne dass die einfache Bauweise dadurch wesentlich beeinträchtigt würde. It is therefore an object of the present invention to design a rotary vane machine of the type described at the outset in such a way that the rotary vane is able to compensate for any deviations from the ideal shape of the sealing surfaces, whether as a result of unavoidable manufacturing tolerances or as a result of wear and tear, without the simple design would be significantly affected.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Drehschieber an seinen beiden Enden parallel zu seiner Längsachse verlaufende Führungsflächen aufweist, an denen ein eine Stirnfläche aufweisender Dichtkörper mittels Seitenflächen verschiebbar geführt ist, von welchen mindestens eine Seitenfläche druckbeaufschlagt ist. According to the invention, this object is achieved in that the rotary slide valve has guide surfaces running parallel to its longitudinal axis at both ends, on which a sealing body having an end surface is slidably guided by means of side surfaces, of which at least one side surface is pressurized.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: The invention is shown in various embodiments in the accompanying drawing and described below. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Drehschiebermaschine mit einem einzigen Drehschieber, bei welcher die eine Seitenwand entfernt ist, 1 is a side view of a schematically illustrated rotary vane machine with a single rotary valve, in which the one side wall is removed,

Fig. 2 das freie Ende des Drehschiebers, teilweise im Schnitt, in schematischer, vergrösserter Darstellung, 2 the free end of the rotary valve, partly in section, in a schematic, enlarged view,

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 2, jedoch mit einer anderen Ausführungsform des freien Endes des Drehschiebers, 3 shows a representation similar to that in FIG. 2, but with a different embodiment of the free end of the rotary valve,

Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 2, jedoch mit einer weiteren Ausführungsform des freien Endes des Drehschiebers, und Fig. 4 is a similar representation as in Fig. 2, but with a further embodiment of the free end of the rotary valve, and

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4. 5 shows a section along the line V-V in Fig. 4th

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Drehschiebermaschine weist ein Gehäuse 1 auf, dessen Innenwandung 2 beispielsweise auf einer Hüllkurve eines mit seinem Zentrum auf einer Kreiskonchoide bewegten Kreises liegt und die Begrenzung des Arbeitsraums 3 der Drehschiebermaschine bildet. Gewindelöcher 4 in der Gehäusewand 5 der Drehschiebermaschine dienen zur Aufnahme von nicht dargestellten Schrauben, mit denen die nicht dargestellte Seitenwand am Gehäuse 1 befestigt ist. In der Gehäusewand 5 sind zwei Aussparungen 6,7 angeordnet, in welche je ein auf die Aussen-seite des Gehäuses 1 führender Kanal 8,9 mündet. The rotary vane machine shown schematically in FIG. 1 has a housing 1, the inner wall 2 of which lies, for example, on an envelope curve of a circle moving with its center on a circular conchoid and forms the boundary of the working space 3 of the rotary vane machine. Threaded holes 4 in the housing wall 5 of the rotary vane machine serve to receive screws, not shown, with which the side wall, not shown, is fastened to the housing 1. In the housing wall 5, two cutouts 6, 7 are arranged, into each of which a channel 8, 9 leading to the outside of the housing 1 opens.

Im Gehäuse 1 ist ein zylinderförmiger Rotor 10 mit einem Zapfen 11 in einer Bohrung 12 gelagert. Der Rotor 10 liegt mit seiner Drehachse 14 im Pol der zur Herstellung der Innenwandung 2 verwendeten Kreiskonchoide und liegt mit seinem Umfang im Scheitel 15 der Innenwandung 2 an. Weiter weist der Rotor 10 einen durch die Drehachse 14 gehenden Führungsschlitz 16 auf, in welchem ein Drehschieber 20 verschiebbar geführt ist. An seinen freien Enden weist der Drehschieber 20 je eine Stirnfläche 21 auf. In jeder Stirnfläche 21 ist ein in Richtung der Drehschieberlängsachse 19 verschiebbar geführter Dichtkörper 22 angeordnet, der anhand der Fig. 2-5 eingehender beschrieben wird. A cylindrical rotor 10 with a pin 11 is mounted in a bore 12 in the housing 1. The rotor 10 lies with its axis of rotation 14 in the pole of the circular conchoid used to produce the inner wall 2 and lies with its circumference in the apex 15 of the inner wall 2. Furthermore, the rotor 10 has a guide slot 16 which passes through the axis of rotation 14 and in which a rotary slide 20 is guided in a displaceable manner. At its free ends, the rotary slide valve 20 each has an end face 21. Arranged in each end face 21 is a sealing body 22 which is displaceable in the direction of the longitudinal slide axis 19 and which is described in more detail with reference to FIGS. 2-5.

Zeigt der Pfeil 23 die Drehrichtung des Rotors 10 an, so arbeitet die Drehschiebermaschine als Motor, wenn durch den Kanal 9 Druckfluid zugeführt wird. Dann herrscht in If the arrow 23 indicates the direction of rotation of the rotor 10, the rotary vane machine works as a motor when pressure fluid is supplied through the channel 9. Then prevails in

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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dem mit dem Kanal 9 verbundenen Teil des Arbeitsraums 3 Hochdruck und im anderen Teil Niederdruck. the part of the working space 3 connected to the duct 9 high pressure and in the other part low pressure.

Wie aus Fig. 2-5 ersichtlich ist, kann der Dichtkörper 22 in verschiedener Weise ausgebildet sein. As can be seen from FIGS. 2-5, the sealing body 22 can be designed in various ways.

Der in Fig. 2 dargestellte Dichtkörper 22 ist U- oder kap-penförmig ausgebildet und weist zwei Schenkel 25 auf, deren innenliegende Seitenflächen 26 an Führungsflächen 27 des Drehschiebers 20 anliegen. Wesentlich ist, dass die Seitenflächen 26 und die Führungsflächen 27 druckbeaufschlagt sind, wofür in Fig. 2 Druckzuleitungen 28 in den Schenkeln 25 vorgesehen sind. Durch die Druckbeaufschlagung soll erreicht werden, dass die der Stirnfläche 21 entgegengesetzt angeordneten Flächen mindestens teilweise mit einem gedrosselten Druck beaufschlagt werden, so dass einerseits der Dichtkörper 22 gegen die Innenwandung 2 gedrückt und andererseits eine Schmierung der Seiten- und Führungs-fiüchen 26,27 erreicht wird. Die Anordnung der Druckzuleitung bzw. Druckzuleitungen 28 kann an beliebiger Stelle der Schenkel 25 erfolgen. Für jede Druckseite kann auch mehr als eine einzige Druckzuleitung 28 vorgesehen werden. Die Druckzuleitung kann auch in Form einer Nute 29 am freien Ende der Schenkel 25 des Dichtkörpers 22 vorgesehen werden. Bei der Ausführung nach Fig. 2 muss darauf geachtet werden, dass die Aussenkontur der Dichtkappe 22 mit den Seitenflächen des Drehschiebers auch im Betrieb, d.h. bei Druckbeaufschlagung, bündig ist. In dieser Hinsicht sind die Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 nicht empfindlich. The sealing body 22 shown in FIG. 2 is U-shaped or cap-shaped and has two legs 25, the inner side surfaces 26 of which bear against guide surfaces 27 of the rotary valve 20. It is essential that the side surfaces 26 and the guide surfaces 27 are pressurized, for which purpose pressure supply lines 28 are provided in the legs 25 in FIG. 2. The application of pressure is intended to achieve that the surfaces arranged opposite the end face 21 are at least partially subjected to a throttled pressure, so that on the one hand the sealing body 22 is pressed against the inner wall 2 and on the other hand lubrication of the side and guide surfaces 26, 27 is achieved becomes. The pressure supply line or pressure supply lines 28 can be arranged at any point on the legs 25. More than a single pressure feed line 28 can also be provided for each pressure side. The pressure supply line can also be provided in the form of a groove 29 at the free end of the legs 25 of the sealing body 22. In the embodiment according to FIG. 2, care must be taken to ensure that the outer contour of the sealing cap 22 with the side surfaces of the rotary slide valve is also in operation, i.e. when pressurized, is flush. In this regard, the embodiments of FIGS. 3 and 4 are not sensitive.

Der Dichtkörper 22 nach Fig. 3 weist einen pilzförmigen Querschnitt auf, der in einer an der Stirnfläche 21 mündenden Nut 30 des Drehschiebers 20 gelagert ist. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 2 liegen die Seitenflächen des Dichtkörpers innen und die Führungsflächen des Drehschiebers 20 aussen. Die Druckzuleitung 28 ist hierbei im Drehschieber 20 angeordnet. Die Wirkung der Druckbeaufschlagung ist dieselbe wie bei der Ausführung nach Fig. 2; der Dichtkörper 22 kann sich in Richtung der Drehschieberlängsachse 19 verschieben und auf diese Weise eine verbesserte Abdichtung des Drehschiebers gegenüber der Innenwandung 2 gewährleisten. The sealing body 22 according to FIG. 3 has a mushroom-shaped cross section, which is mounted in a groove 30 of the rotary slide valve 20 opening on the end face 21. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the side surfaces of the sealing body are on the inside and the guide surfaces of the rotary valve 20 are on the outside. The pressure supply line 28 is arranged in the rotary valve 20. The effect of the pressurization is the same as in the embodiment according to FIG. 2; the sealing body 22 can shift in the direction of the longitudinal slide longitudinal axis 19 and in this way ensure an improved sealing of the rotary slide against the inner wall 2.

Der Dichtkörper 22 nach Fig. 4 und 5 stellt eine weitere Ausführungsform dar, der als Platte 31 mit zwei ebenen Seitenflächen 26 ausgebildet ist. Die Platte 31 ist in der Nut 30 des Drehschiebers 20 an den mit den Seitenflächen 26 zusammenwirkenden Führungsflächen 27 geführt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist der Grund der Nut 30 kreisbogenförmig s ausgebildet, so dass die Nuttiefe an den beiden Rändern weniger gross ist. Die eine Begrenzung der Platte 31 ist ebenfalls kreisbogenförmig ausgebildet, während die Stirnfläche ähnlich wie die Stirnfläche 21 des Drehschiebers 20 ausgebildet ist, d.h. konvex gewölbt. Die Druckzuleitung bzw. i« Druckzuleitungen 28 sind wie in Fig. 3 im Drehschieber 20 angeordnet. The sealing body 22 according to FIGS. 4 and 5 represents a further embodiment, which is designed as a plate 31 with two flat side surfaces 26. The plate 31 is guided in the groove 30 of the rotary valve 20 on the guide surfaces 27 cooperating with the side surfaces 26. As can be seen from FIG. 5, the base of the groove 30 is designed in the shape of a circular arc s, so that the groove depth at the two edges is less great. The one boundary of the plate 31 is also circular arc-shaped, while the end face is similar to the end face 21 of the rotary valve 20, i.e. convex. The pressure supply line or pressure lines 28 are arranged in the rotary valve 20 as in FIG. 3.

Durch die Ausbildung des freien Endes des Drehschiebers 20 gemäss Fig. 4 und 5 wird der Vorteil erreicht, dass praktisch in allen Winkelstellungen zwei Dichtstellen gebildet is werden, einerseits an der Stirnfläche 21 des Drehschiebers 20 und andererseits an der Stirnfläche 32 der Platte 31. Einzig im Bereich des Scheitels 15 ist eine einzige Abdichtung durch die Stirnfläche 32 der Platte 31 vorhanden. The design of the free end of the rotary valve 20 according to FIGS. 4 and 5 achieves the advantage that practically all sealing positions form two sealing points, on the one hand on the end face 21 of the rotary valve 20 and on the other hand on the end face 32 of the plate 31 in the area of the apex 15 there is a single seal through the end face 32 of the plate 31.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Platte 31 an den 20 Seitenflächen 26 Drucktaschen 34 aufweist, die wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, als gleichmässige Ausnehmung in der Seitenfläche 26 ausgebildet sind. Die Drucktaschen 34 werden über die Druckzuleitungen 28 druckbeaufschlagt. Durch die Form und Grösse der Drucktasche 34 wird eine 25 bestimmte Druck verteilung zwischen den Seiten- und Führungsflächen 26,27 erreicht. Die Druckbeaufschlagung kann jedoch auch an anderer Stelle des Drehschiebers 20 angeordnet sein. Zudem können mehrere Druckzuleitungen 28 vorgesehen werden. Another advantage is that the plate 31 has on the 20 side surfaces 26 pressure pockets 34 which, as can be seen from FIGS. 4 and 5, are formed as a uniform recess in the side surface 26. The pressure pockets 34 are pressurized via the pressure feed lines 28. Due to the shape and size of the pressure pocket 34, a certain pressure distribution between the side and guide surfaces 26, 27 is achieved. However, the pressurization can also be arranged elsewhere on the rotary valve 20. In addition, several pressure supply lines 28 can be provided.

3o Durch die Anordnung von Drucktaschen 34, die natürlich auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 anwendbar sind, wird eine definierte Druckverteilung erreicht, die während eines Umlaufs bis zum Druckseitenwechsel praktisch unverändert ist. Gegebenenfalls kann auch 35 die Druckzuleitung 28 als Zulaufdrossel ausgebildet sein. Da bei jedem Umlauf ein Druckseitenwechsel eintritt, der Ab-und Aufbau der Druckfelder in den Seiten- und Führungsflächen 26,27 jedoch langsam erfolgt, wird durch die beschriebene Druckbeaufschlagung des Dichtkörpers 22 eine 4o leichte Verschiebbarkeit gewährleistet, so dass dadurch die Dichtwirkung des Drehschiebers 20 verbessert wird. 3o By the arrangement of pressure pockets 34, which of course can also be used in the embodiments according to FIGS. 2 and 3, a defined pressure distribution is achieved, which is practically unchanged during a cycle until the print page is changed. If necessary, the pressure supply line 28 can also be designed as an inlet throttle. Since a pressure side change occurs with each revolution, but the removal and build-up of the pressure fields in the side and guide surfaces 26, 27 takes place slowly, the described pressurization of the sealing body 22 ensures easy displacement, so that the sealing effect of the rotary valve 20 is thereby achieved is improved.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Rotary vane machine with a cylindrical work space arranged in a housing and a rotor eccentrically mounted therein, which has a central guide slot passing through its axis of rotation, in which a slidably guided rotary slide valve is mounted, which is convexly curved at its ends, with the inner wall of the work space practically has end faces forming a surface seal, characterized in that

that the rotary valve (20) has at its two ends parallel to its longitudinal axis (19) running guide surfaces (27), on which a sealing surface (21) having a sealing body (22) is displaceably guided by means of side surfaces (26), at least one of which Side surface (26) is pressurized.

2. Rotary vane machine according to claim 1, characterized in that the sealing body (22) is formed with a cap-shaped cross section and has at least one pressure supply line (28) in one of its legs (25).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Rotary vane machine according to claim 1, characterized in that the sealing body (22) has a mushroom-shaped cross section and the side surface (26) is acted upon by a pressure supply line (28) in the rotary valve (20).

4. Rotary vane machine according to claim 1, characterized in that the sealing body (22) is a plate (31), the side surface (26) via a pressure feed line (28) arranged in the rotary valve (20) is acted upon.

5. Rotary vane machine according to claim 4, characterized in that the plate (31) in the side surface (26) has at least one pressure pocket (34).

6. rotary vane machine according to claim 4 or 5,

characterized in that the plate (31) has an axial direction on both sides, e.g. in the form of an arc of a circle, decreasing in height, a groove (30) receiving the plate (31) being formed at the bottom in the same way as the associated contour of the plate (31).