DE102011086691B3 - Paired sealing strips for rotary piston machines - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Ausführung der Dichtleisten von Rotationskolbenmaschinen zur Reduzierung der Reibung zwischen Flügeln und Gehäuselaufbahn und zur Verhinderung von Medienleckagen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Reibung und Leckagen an den Dichtleisten zu reduzieren, indem die Medienkräfte in den Arbeitskammern für diese Aufgabe eingesetzt werden. Die Aufgabe wird durch paarige Dichtleisten für Rotationskolbenmaschinen gelöst, welche quer geteilt sind, sich axial überlappen und sich an die Seitenwände der Rotationskolbenmaschine anpassen und flexible federnde Dichtstreifen aufweisen, die jeweils in die Dichtleisten an deren radialen Außenkanten so eingefügt sind, dass sie aus den Dichtleisten herausragen. Die Dichtstreifen reichen paarweise gemeinsam über die gesamte Breite der Rotationskolbenmaschine und folgen einer axialen Spreizung der Dichtleisten.The invention relates to an embodiment of the sealing strips of rotary piston machines to reduce the friction between the vanes and the housing raceway and to prevent media leaks. The present invention has for its object to reduce friction and leakage on the sealing strips by using the media forces in the working chambers for this task. The task is solved by paired sealing strips for rotary piston machines, which are divided transversely, axially overlap and adapt to the side walls of the rotary piston machine and have flexible resilient sealing strips, which are each inserted into the sealing strips on their radial outer edges so that they come out of the sealing strips stick out. The sealing strips extend in pairs over the entire width of the rotary piston machine and follow an axial expansion of the sealing strips.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Ausführung der Dichtleisten von Rotationskolbenmaschinen zur Reduzierung der Reibung zwischen Flügeln und Gehäuselaufbahn und zur Verhinderung von Medienleckagen. The invention relates to an embodiment of the sealing strips of rotary piston machines to reduce the friction between the wings and housing track and to prevent media leaks.

Stand der Technik State of the art

Nach dem bekannten Stand der Technik werden die Dichtleisten von Rotationskolbenmaschinen so ausgeführt, dass sie bei der Bewegung mit Federkraft, Fliehkraft oder Mediendruck gegen die Gehäuselaufbahn oder die Seitenflächen des Gehäuses gedrückt werden und somit die Arbeitsräume der Rotationskolbenmaschine gegeneinander abdichten. Stets ist mit diesen Kraftwirkungen zugleich eine Reibung zwischen Dichtleisten und Gehäuseteilen verbunden. Bei den meisten Rotationskolbenmaschinen wird dem Arbeitsmedium ein Schmiermittel zugegeben, um die Dichtwirkung zu verbessern und die Reibung zu reduzieren. Trotz dieser Maßnahmen können zumeist schädliche Medienleckagen – ‚Blow-By’ – zwischen den Arbeitsräumen nicht gänzlich verhindert werden. According to the known prior art, the sealing strips of rotary piston machines are designed so that they are pressed during movement with spring force, centrifugal force or media pressure against the housing track or the side surfaces of the housing and thus seal the working spaces of the rotary piston machine against each other. Always a friction between the sealing strips and housing parts is connected with these force effects at the same time. In most rotary piston engines, a lubricant is added to the working fluid to improve the sealing effect and to reduce friction. Despite these measures, mostly harmful media leaks - 'blow-by' - between workplaces can not be completely prevented.

Ein anderer Weg zur Verminderung der Reibung bei Flügelzellenmaschinen besteht darin, die Steuerung der Flügel anstelle durch die Laufbahn mit in die Seitenwände der Flügelzellenmaschine angeordneter Führungsringe durchzuführen. Einen entsprechenden Vorschlag enthält beispielsweise die Patentveröffentlichung DE 10 2006 028 807 A1 für einen Druckzellen-Motor. Eine praktische Umsetzung ist nicht bekannt geworden. Mit seitlich angeordneten Führungsringen besteht zwar die Möglichkeit der Verminderung der Reibung, gleichzeitig entstehen jedoch weitere Leckagefenster für den Medienübertritt zwischen den Zellen sowie zum Bereich der Rotorachse. Another way to reduce the friction in vane machines is to perform the control of the wings instead of through the track with arranged in the side walls of the vane machine guide rings. A corresponding proposal contains, for example, the patent publication DE 10 2006 028 807 A1 for a pressure cell engine. A practical implementation has not become known. Although there is the possibility of reducing the friction with laterally arranged guide rings, at the same time further leakage windows are created for the media transfer between the cells and for the region of the rotor axis.

Bekannt ist auch die Anordnung von flexiblen Blechen an den Spitzen von Dichtleisten, die sich an die Gehäuselaufbahn anlegen und so Reibung und Leckagen reduzieren sollen. Insbesondere bei diesen bekannten Vorschlägen wird das physikalische Prinzip des inneren Ausgleichs der Systemkräfte nicht berücksichtigt. Also known is the arrangement of flexible sheets at the tips of sealing strips that bear against the housing track and thus reduce friction and leakage. In particular, these known proposals, the physical principle of the internal compensation of the system forces is not considered.

In der Veröffentlichung DE 10 2006 057 003 A1 wird ein quer zu Drehachse geteilter Rotor beschrieben, der mit radialen, quer geteilten, sich axial überlappenden Dichtleisten ausgestattet ist, die sich durch beispielsweise innere Federkräfte an die Seitenwände der Rotationskolbenmaschine anpassen können. In the publication DE 10 2006 057 003 A1 a described transverse to the axis of rotation rotor is described, which is equipped with radial, transversely divided, axially overlapping sealing strips, which can be adapted by, for example, internal spring forces on the side walls of the rotary piston machine.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Reibung und Leckagen an den Dichtleisten zu reduzieren, indem die Medienkräfte in den Arbeitskammern für diese Aufgabe eingesetzt werden. Ausgangspunkt für die Lösung der Aufgabe ist DE 10 2006 057 003 A1 . The present invention has for its object to reduce friction and leakage on the sealing strips by the media forces are used in the working chambers for this task. Starting point for the solution of the task is DE 10 2006 057 003 A1 ,

Die Aufgabe wird durch paarige Dichtleisten für Rotationskolbenmaschinen gelöst, welche quer geteilt sind, sich axial überlappen und sich an die Seitenwände der Rotationskolbenmaschine anpassen und flexible federnde Dichtstreifen aufweisen, die jeweils in die Dichtleisten an deren radialen Außenkanten so eingefügt sind, dass sie aus den Dichtleisten herausragen. Die Dichtstreifen reichen paarweise gemeinsam über die gesamte Breite der Rotationskolbenmaschine und folgen einer axialen Spreizung der Dichtleisten. The object is achieved by paired sealing strips for rotary piston machines, which are divided transversely, axially overlap and adapt to the side walls of the rotary piston machine and have flexible resilient sealing strips, which are respectively inserted into the sealing strips at the radial outer edges so that they from the sealing strips protrude. The sealing strips extend in pairs together over the entire width of the rotary piston machine and follow an axial spread of the sealing strips.

Die Dichtleisten weisen für die Aufnahme der Dichtstreifen eine führende Nute auf. Die Dichtstreifen werden darin durch Arretierungsstifte gehalten. The sealing strips have a leading groove for receiving the sealing strips. The sealing strips are held therein by locking pins.

In einer Ausführungsform werden die Dichtstreifen mehrfach angeordnet, so dass Pakete aus Dichtstreifen gebildet werden. In one embodiment, the sealing strips are arranged several times, so that packages are formed from sealing strips.

Die aus den Dichtleisten herausragenden Dichtstreifen werden entweder an der Gehäuselaufbahn in Umfangsrichtung oder in beide Umfangsrichtungen umgebogen.The protruding from the sealing strips sealing strips are bent either on the housing track in the circumferential direction or in both circumferential directions.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden jeweils axial durchgehende, von Gehäuseseitenwand zu Gehäuseseitenwand reichende Sperren gegen Medienübertritte gebildet mit gleichzeitig minimaler Reibung an der Gehäusewand. By means of the solution according to the invention, in each case axially continuous barriers extending from the housing side wall to the housing side wall are formed against media transitions with at the same time minimal friction on the housing wall.

Eine weitere erfindungsgemäße Eigenschaft besteht darin, dass sich die auf die projizierte Stirnfläche des Dichtleistenpaares wirkenden Medienkräfte mit den Kräften aufheben können, die an den flexiblen Bauteilen gegen die Gehäusewand der Maschine wirken und somit eine Kontursteuerung der Flügel nicht gegen die auf die projizierte Stirnflächen der Dichtleisten arbeiten muss. Another feature of the invention is that the forces acting on the projected face of the pair of sealing strips media forces can cancel with the forces acting on the flexible components against the housing wall of the machine and thus a contour control of the wings against the projected on the end faces of the sealing strips Must work.

Ausführung der Erfindung Embodiment of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung wird an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierzu zeigen The solution according to the invention will be described on an exemplary embodiment. Show this

1 die Rotationskolbenmaschine mit den erfindungsgemäß angeordneten Dichtleisten, 1 the rotary piston machine with the sealing strips according to the invention,

2 und 3 den Aufbau einer geteilten Dichtleiste, 2 and 3 the construction of a split sealing strip,

4 einen erfindungsgemäßen flexiblen Dichtstreifen, 4 a flexible sealing strip according to the invention,

5 eine Explosionszeichnung der Dichtleisten mit den erfindungsgemäßen flexiblen Dichtstreifen und 5 an exploded view of the sealing strips with the flexible sealing strip according to the invention and

6 die zusammengesetzten Dichtleisten mit den erfindungsgemäßen flexiblen Dichtstreifen. 6 the composite sealing strips with the flexible sealing strip according to the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Gehäuse einer Rotationskolbenmaschine Housing of a rotary piston machine
2 2
Rotor einer Rotationskolbenmaschine Rotor of a rotary piston machine
3 3
radiale Dichtleiste radial sealing strip
3a, 3b 3a, 3b
geteilte Dichtleiste 3 split sealing strip 3
4 4
radiale Führungsnute für die Dichtleiste 3 radial guide groove for the sealing strip 3
5a, 5b 5a, 5b
flexible federnde Dichtstreifen flexible resilient sealing strips
6 6
führende Nute in der Dichtleiste 3 leading groove in the sealing strip 3
7 7
einseitige Abflachung der Dichtleiste 3 unilateral flattening of the sealing strip 3
8 8th
Bohrung für Arretierungsstifte 15a, 15b Bore for locking pins 15a . 15b
9 9
Bohrung zur Aufnahme Spreizfeder 14 Bore for receiving spreading spring 14
10 10
Bohrung zur Aufnahme der Andruckfedern 13a, 13b Bore for receiving the pressure springs 13a . 13b
11 11
Loch durch die Dichtstreifen 5a, 5b Hole through the sealing strips 5a . 5b
12 12
Langloch durch die Dichtstreifen 5a, 5b Long hole through the sealing strip 5a . 5b
13a, 13b 13a, 13b
Andruckfedern pressure springs
14 14
Spreizfeder splay
15a, 15b 15a, 15b
Arretierungsstift locking pin

1 zeigt die Rotationskolbenmaschine mit den erfindungsgemäß angeordneten Dichtleisten. Der Rotor 2 dreht sich im Gehäuse 1 entsprechend der Charakteristik einer Rotationskolbenmaschine mit einem Achsversatz. Die radialen Dichtleisten 3 sind in den radialen Führungsnuten 4 angeordnet. In den radialen Dichtleisten 3 sind an der radialen Außenkante die erfindungsgemäßen flexiblen federnden Dichtstreifen 5a, 5b paarweise eingefügt, so dass sie aus den Dichtleisten 3a, 3b herausragen, 1 shows the rotary piston machine with the invention arranged sealing strips. The rotor 2 turns in the case 1 according to the characteristic of a rotary piston machine with an axial offset. The radial sealing strips 3 are in the radial guide grooves 4 arranged. In the radial sealing strips 3 are at the radial outer edge of the flexible resilient sealing strip according to the invention 5a . 5b inserted in pairs, leaving them out of the sealing strips 3a . 3b protrude,

Der Aufbau einer geteilten Dichtleiste 3 ist aus den 2 und 3 ersichtlich. Eine Dichtleiste 3 ist so konstruiert, dass sie eine einseitige Abflachung 7 hat. Die Dichtleisten 3a, 3b werden paarweise mit ihren Abflachungen 7 aufeinander gelegt, so dass sie gemeinsam über die Breite des Rotors 2 reichen. In den Dichtleisten 3a, 3b befindet sich jeweils eine führende Nute 6 für die Aufnahme der flexiblen federnden Dichtstreifen 5a, 5b. weiterhin sind Bohrungen 8 für Arretierungsstifte 15a, 15b, Bohrungen 9 zur Aufnahme einer Spreizfeder 14 und Bohrungen 10 zur Aufnahme der Andruckfedern 13a, 13b vorgesehen. The construction of a split sealing strip 3 is from the 2 and 3 seen. A sealing strip 3 is designed to be a one-sided flattening 7 Has. The sealing strips 3a . 3b be paired with their flats 7 placed on top of each other so that they are common across the width of the rotor 2 pass. In the sealing strips 3a . 3b there is one leading groove each 6 for receiving the flexible resilient sealing strips 5a . 5b , continue to be holes 8th for locking pins 15a . 15b , Drilling 9 for receiving a spreading spring 14 and drilling 10 for receiving the pressure springs 13a . 13b intended.

4 zeigt einen erfindungsgemäßen flexiblen Dichtstreifen 5a, 5b. Diese sind jeweils mit einem Loch 11 und einem Langloch 12 versehen. Die Länge der Dichtstreifen 5a, 5b entspricht der Breite des Rotors 2. 4 shows a flexible sealing strip according to the invention 5a . 5b , These are each with a hole 11 and a long hole 12 Mistake. The length of the sealing strips 5a . 5b corresponds to the width of the rotor 2 ,

5 zeigt eine Explosionszeichnung der Dichtleisten 3a, 3b mit den erfindungsgemäßen flexiblen Dichtstreifen 5a, 5b. Jeweils in einer Dichtleiste 3a, 3b wird ein Dichtstreifen 5 in der Art angeordnet, dass beim Zusammenfügen der zwei Dichtleisten 3a, 3b beide Dichtstreifen 5a, 5b paarweise gemeinsam über die gesamte Breite des Rotors 2 reichen. Die Dichtstreifen 5a, 5b werden durch die Arretierungsstifte 15a, 15b über Bohrungen 8 in der Dichtleiste gehalten. Dabei liegen wechselseitig ein Loch 11 und ein Langloch 12 der Dichtstreifen 5a, 5b gegenüber. In den Bohrungen 9 der Dichtleisten 3 ist eine Spreizfeder 14 angeordnet. 5 shows an exploded view of the sealing strips 3a . 3b with the flexible sealing strip according to the invention 5a . 5b , Each in a sealing strip 3a . 3b becomes a sealing strip 5 arranged in the way that when joining the two sealing strips 3a . 3b both sealing strips 5a . 5b in pairs over the entire width of the rotor 2 pass. The sealing strips 5a . 5b be through the locking pins 15a . 15b about holes 8th held in the sealing strip. There are mutually a hole 11 and a slot 12 the sealing strip 5a . 5b across from. In the holes 9 the sealing strips 3 is a spreading spring 14 arranged.

Durch die Spreizfeder 14 werden die Dichtleisten 3a, 3b gegen die Seitenwände der Rotationskolbenmaschine gedrückt. In der durch die beiden Dichtleisten 3a, 3b führenden Nute 6 sind die Dichtstreifen 5a, 5b so angeordnet, dass jeder Dichtstreifen mit einem Arretierungsstift 15a, 15b in einer Dichtleiste 3a durch das Loch 11 befestigt ist und zugleich mit dem Langloch 12 in der jeweils gegenüberliegenden Dichtleiste 3b geführt und somit ein radiales Lösen des Dichtstreifens verhindert wird. Hierdurch ist es möglich, dass die Dichtstreifen 5a, 5b der axialen Spreizung der Dichtleisten 3a, 3b folgen können, die durch die Spreizfeder 14 bewirkt wird. By the spreading spring 14 become the sealing strips 3a . 3b pressed against the side walls of the rotary piston machine. In through the two sealing strips 3a . 3b leading groove 6 are the sealing strips 5a . 5b arranged so that each sealing strip with a locking pin 15a . 15b in a sealing strip 3a through the hole 11 is attached and at the same time with the slot 12 in the respective opposite sealing strip 3b guided and thus a radial release of the sealing strip is prevented. This makes it possible for the sealing strips 5a . 5b the axial spread of the sealing strips 3a . 3b can follow that by the spreading spring 14 is effected.

Durch die Andruckfedern 13a, 13b sowie durch Fliehkräfte werden die Dichtleisten 3 radial nach außen gegen die Laufbahn des Gehäuses 1 gedrückt. By the pressure springs 13a . 13b as well as by centrifugal forces are the sealing strips 3 radially outward against the raceway of the housing 1 pressed.

6 zeigt die zusammengesetzten Dichtleisten 3 mit den erfindungsgemäßen flexiblen Dichtstreifen 5a, 5b. Durch den Mediendruck in der Rotationskolbenmaschine rechts und links der Dichtleiste 3 werden die Dichtstreifen 5a, 5b zur Anlage an die Lauffläche gebracht und die Arbeitsräume werden geschlossen. 6 shows the composite sealing strips 3 with the flexible sealing strip according to the invention 5a . 5b , Due to the media pressure in the rotary piston machine right and left of the sealing strip 3 become the sealing strips 5a . 5b brought to the plant to the tread and the work spaces are closed.

Die Anordnung der Dichtstreifen 5a, 5b kann mehrfach erfolgen, so dass Pakete aus Dichtstreifen 5 gebildet werden können, in denen sich Dichtstreifen 5a, 5b gegenseitig überlappen und eine Abdichtung des Rotors 2 gegen das Gehäuse 1 bilden. The arrangement of the sealing strips 5a . 5b Can be done multiple times, making packets from sealing strips 5 can be formed, in which there are sealing strips 5a . 5b overlap each other and seal the rotor 2 against the case 1 form.

Bei der Montage des Rotors 2 in das Gehäuse 1 wird ein Teil des Dichtstreifenpakets in Drehrichtung des Rotors, ein anderer Teil entgegen der Drehrichtung so vorgebogen, dass sich die Dichtstreifen federnd gegen die Gehäuselaufbahn anlegen. Die Mediendrücke in den Arbeitszellen der Maschine bewirken, dass die Dichtstreifen 5 federnd über die Gehäuselaufbahn gleiten. Das gesamte Dichtstreifenpaket kann aber auch nur in Umfangsrichtung umgebogen werden. During assembly of the rotor 2 in the case 1 a part of the sealing strip packet in the direction of rotation of the rotor, another part against the direction of rotation is pre-bent so that the sealing strips create resiliently against the housing track. The media pressures in the work cells of the machine cause the sealing strips 5 glide resiliently over the housing track. The entire sealing strip package can also be bent only in the circumferential direction.

Durch die Arretierungsstifte 15a, 15b sind die Dichtstreifen 5a, 5b mit den Dichtleisten 3a, 3b verbunden, so dass ein radialer Kräfteausgleich infolge der Mediendrücke an den Dichtleisten 3a, 3b und den an die Gehäuselaufbahn angedrückten Dichtstreifen 5a, 5b bewirkt wird. Through the locking pins 15a . 15b are the sealing strips 5a . 5b with the sealing strips 3a . 3b connected so that a radial balance of forces due to the media pressures on the sealing strips 3a . 3b and the pressed against the housing track sealing strip 5a . 5b is effected.

Claims (5)

Paarige Dichtleisten für Rotationskolbenmaschinen, welche quer geteilt sind, sich axial überlappen und sich an die Seitenwände der Rotationskolbenmaschine anpassen, dadurch gekennzeichnet, dass flexible federnde Dichtstreifen (5a, 5b) jeweils in die Dichtleisten (3a, 3b) an deren radialen Außenkanten so eingefügt sind, dass sie aus den Dichtleisten (3a, 3b) herausragen, wobei die Dichtstreifen (5a, 5b) paarweise gemeinsam über die gesamte Breite der Rotationskolbenmaschine reichen und dass die Dichtstreifen (5a, 5b) einer axialen Spreizung der Dichtleisten (3a, 3b) folgen. A pair of sealing strips for rotary piston machines, which are divided transversely, overlap axially and adapt to the side walls of the rotary piston machine, characterized in that flexible resilient sealing strips ( 5a . 5b ) each in the sealing strips ( 3a . 3b ) at the radial outer edges are inserted so that they from the sealing strips ( 3a . 3b protrude), wherein the sealing strips ( 5a . 5b ) in pairs over the entire width of the rotary piston machine rich and that the sealing strips ( 5a . 5b ) an axial spread of the sealing strips ( 3a . 3b ) consequences. Paarige Dichtleisten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleisten (3a, 3b) für die Aufnahme der Dichtstreifen (5a, 5b) eine führende Nute (6) aufweisen und die Dichtstreifen (5a, 5b) darin durch Arretierungsstifte (15a, 15b) gehalten werden. Paired sealing strips according to claim 1, characterized in that the sealing strips ( 3a . 3b ) for receiving the sealing strips ( 5a . 5b ) a leading groove ( 6 ) and the sealing strips ( 5a . 5b ) therein by locking pins ( 15a . 15b ) being held. Paarige Dichtleisten nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtstreifen (5a, 5b) mehrfach angeordnet sind, so dass Pakete aus Dichtstreifen (5) gebildet werden. Paired sealing strips according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing strips ( 5a . 5b ) are arranged several times so that packages of sealing strips ( 5 ) are formed. Paarige Dichtleisten nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Dichtleisten (3a, 3b) herausragenden Dichtstreifen (5a, 5b) an der Gehäuselaufbahn in Umfangsrichtung umgebogen sind. Paired sealing strips according to one of claims 1 to 3, characterized in that the from the sealing strips ( 3a . 3b ) outstanding sealing strips ( 5a . 5b ) are bent on the housing track in the circumferential direction. Paarige Dichtleisten nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Dichtleisten (3a, 3b) herausragenden Dichtstreifen (5a, 5b) an der Gehäuselaufbahn in beide Umfangsrichtungen umgebogen sind. Paired sealing strips according to one of claims 1 to 3, characterized in that the from the sealing strips ( 3a . 3b ) outstanding sealing strips ( 5a . 5b ) are bent on the housing track in both circumferential directions.
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