DE1065426B - Drehkolbenmaschine mit durch Überzüge verengten Dichtspalten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Drehkolbenmaschinen, deren Drehkolben- und/oder Gehäusewandflächen zwecks Verengung der die Arbeitsräume abdichtenden Spalte mit mehrschichtigen Überzügen versehen sind.

Es ist bereits bekanntgeworden, bei Drehkolben-Flüssigkeitspumpen die Spalte zwischen dem Umfang der kreisförmigen oder ovalen Drehkolben und dem Gehäuse dadurch abzudichten, daß die Kolben mit nicht mitumlaufenden Gummiringen umgeben werden, die am Umfang des Gehäuses abrollen und bei denen die Relativbewegung zwischen den umlaufenden Kolben und den nicht mitumlaufenden Gummiringten durch Laufbuchsen oder Nadellager aufgenommen wird. Da bei der unvermeidlichen Verformung des Gummiringes auch eine geringe Relativbewegung zwischen Gummiring und Gehäuse eintritt, die zu Temperaturanstieg und Zerstörung des Gummiringes führen würde, so sind diese Abdichtungen nur bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen und für flüssige Arbeitsmittel verwendbar. Außerdem erfordern die Laufbuchsen oder Nadellagerungen zwischen Kolben und Gummiring die Verwendung von Schmiermitteln.

Zur Ausfütterung der Gehäuse von Drehkolbenmaschinen mit Gehäusen von nicht kreisförmigem Querschnitt ist es auch schon bekanntgeworden, ein Band aus geeignetem Metall und von der theoretisch richtigen Krümmung in das Gehäuse einzulegen und den Zwischenraum mit einem Bindemittel auszugießen. Nach einem anderen Vorschlag wird zum Ausgleich der Herstellungsungenauigkeiten von Rootsgebläsen in das laufende Gebläse ein haftfähiger dichtender Stoff, wie Kolloidalgraphit, Kunststoff, Lack, Metall od. dgl., eingeblasen, oder es wird der Läufer mit einem Überzug aus Graphit versehen. Bei diesen Überzügen sind jedoch verschiedene wichtige Voraussetzungen für eine dauernde Dichtwirkung nicht gewährleistet. Infolge ungenügender Adhäsionskraft zum Grundwerkstoff können sich größere Teile der aufgetragenen Schicht ablösen. Ebenso¹ können Ausbrüche in der Dichtmassenschicht selbst durch Stoßkräfte auftreten, die durch Fremdkörper oder durch bereits ausgebrochene backende oder spröde Schichtteile verursacht werden.

Schließlich sind auch Flockenüberzüge aus Gewebefasern bekannt, die auf eine auf der Gehäuseinnenwand und im Nabenbereich der Läufer aufgebrachte Klebstoffschicht aufgespritzt werden. Die zum Teil senkrecht auf der Oberfläche stehenden Fasern verengen dabei die Spalte. Die Fasern stehen jedoch nicht dicht genug und biegen sich durch den Strömungsdruck der Leckgase um, so daß nur eine sehr beschränkte Dichtwirkung eintreten kann. Die erwähnten Maßnahmen zur Abdichtung oder Verengung Drehkolbenmaschine
mit durch Überzüge verengten Dichtspalten

Anmelder:

Borsig Aktiengesellschaft, Berlin-Tegel,
und Felix Wankel, Lindau (Bodensee)

Dipl.-Ing. Friedrich Lück und Dipl.-Ing. Rolf Garnich,

Berlin-Tegel,
sind als Erfinder genannt worden

der Dichtspalte sind somit für schnell laufende Drehkolbenmaschinen für gasförmige Arbeitsmittel nicht geeignet, besonders wenn die Maschinen innenverzahnte, einander unmittelbar mitnehmende Drehkolben aufweisen, die Zahne, also miteinander kämmen.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile der bekannten Maßnahmen zur Verengung der Dichtspalte dadurch vermieden, daß die Überzüge aus einer dem Abrieb nicht ausgesetzten, in an sich bekannter Weise aus einem Klebstoff bestehenden Grundschicht und aus eimer oder mehreren Oberschichten aus Klebstoff mit Beimengungen von Metallpulver, Asbestpulver, Talkum, Molybdändisulnd, Graphit od. dgl. bestehen. Es ist also eine grundsätzliche Aufteilung des Überzuges in eine Grundschicht und in eine oder mehrere Oberschichten vorzunehmen. Die Grundschicht soll dabei aus einem Klebstoff, wie Araldit, Silicon od. ä., bestehen, der eine gute Haftfähigkeit aufweist und das Ablösen von kompakten Überzugteilen verhindert. Die Oberschicht oder die Oberschichten sollen gleichfalls einen dieser Klebstoffe, daneben jedoch Beimengungen, wie Talkum, Asbestpulver, Metallpulver od. dgl., die das Gefüge dieser Schichten auflockern, sowie Schmierstoffe, wie Molybdändisulnd oder Graphit, enthalten. Infolge der Auflockerung des Gefüges und der damit verminderten Bindung zwischen den einzelnen kleinsten Teilchen lösen sich weder Klumpen ab, noch tritt nach der Ablösung kleinster Teilchen Klumpenbildung ein. Auch die Temperaturentwicklung bei Berührung ist wegen des leichten Abriebs geringfügig, so daß sich die Spalte durch Wärmedehnung der Drehkolbenkörper nicht übermäßig verengen und damit zu übergroßem Abrieb und letzten Endes zu vergrößerten Spalten führen.

Bei der der Erfindung vorzugsweise zugrunde liegenden Drehkolbenmaschinenbauart würden durch größere oder harte abgespaltene Teile des Überzuges noch andere Schwierigkeiten auftreten. Sα können diese Teile zwischen.die sich berührenden Zähne der Drehkolben oder in die Lagerung des inneren Drehkolbens, welche häufig nicht durch gleitende Dichtungen vom Maschineninnenraum getrennt ist, gelangen und dort Beschädigungen verursachen. Auch aus diesem Grunde ist also ein Überzug entsprechend dem Erfindungsgedanken zweckmäßig.

Die Erfindung ist in den Abb. 1 bis 3 beispielsweise dargelegt.

Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Drehkolbenkompressors mit fliegend gelagertem Außendrehkolben und direkt gelagertem Innendrehkolben;

Abb. 2 stellt einen Querschnitt desselben Kompressors nach Linie A-B in Abb. 1 dar;

Abb. 3 gibt einen Ausschnitt der Stirnseiten des äußeren und inneren Dnehkolbens wieder (s. Schnittlinie C-D in Abb. 1).

In diesen Abbildungen bezeichnet 1 den äußeren Drehkolben, der sich um seine Achse 2 dreht und dabei den um die Achse 4 drehenden inneren Dnehkolben 3 durch unmittelbare Berührung der Verzahnung mitnimmt. Zwischen den Drehkolben befinden sich die Arbeitskammern 5, 6, 7, 8 und 9; 10 ist der Ansaugeschlitz und 11 der Auslaßschlitz. Der innere Drehkolben ist beispielsweise als einseitig offener, mit radialen Rippen 12 versehener Hohlkörper ausgeführt. Er läuft auf Nadellagern und ist beispielsweise durch den Anlaufbund 13 sowie durch den Ring 14 zwischen dem äußeren Drehkolben 1 und dem Gehäusedeckel 15 axial geführt.

Auf den Stirnseiten des inneren Drehkolbens und auf dler offenen Stirnseite des äußeren Drehkolbens sind beispielsweise die die Dichtspalte verengenden erfindungsgemäßen Überzüge 16, 17 und 18 aufgetragen. Der Überzug 16 überdeckt gleichzeitig die Rippen 12 und kann auch — wie dargestellt — den Anlaufbund 13 bedecken; innerhalb dler streif enfÖrmigen Überzüge 17 und 18 verbleiben freie Flächen 10 und 20. Durch eine derartige Anbringung der Dichtstreifen, welche in beliebigem Maße vervielfältigt werden können, entsteht an den Stirnseiten eine gesteigerte Dichtwirkung nach Art von Labyrinthdichtungen. Außerdem vermindert sich infolge der frei bleibenden Flächen die bei Berührung auftretende Reibung und ebenso die Reibungswärme.

Die bei der dargestellten Lagerung dies inneren Drehkolbens vorgesehenen Führungsstü.<^e'T3^und 14 gestatten eine engere Begrenzung des;>jbs:(atei ||piels als Nadelkugellager. Dieselbe Wirkuft WÖenföauch Rillenkugellager, deren axiales Spiel ^^,^haptnnter Weise durch gegenseitige Verspannung"''auf einen kleinen Wert gebracht werden kann. Die dargestellte Nadellagerung einschließlich der Führungsstücke 13 und 14 hat jedoch gegenüber der starren Führung

ίο durch verspannte Kugellager dien Vorteil, daß sich der innere Drehkolben frei einstellen kann und damit die addierte Spaltweite zu beiden Seiten des Innendrehkolbens kleiner gehalten werden kann. Durch die Führungsstücke wird gleichzeitig ein übermäßiger oder gar vollständiger Abrieb der verhältnismäßig dünnen Überzüge verhindert.

Claims (4)

Patentansprüche·.

1. Drehkolbenmaschine, deren Drehkolben- und/

ψ> oder Gehäusewandflächen zwecks Verengung der die Arbeitsräume abdichtenden Spalte mit mehrschichtigen Überzügen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge sich aus einer dem Abrieb nicht ausgesetzten, in an sich bekannter Weise aus einem Klebstoff bestehenden Grundschicht und aus einer oder mehreren Oberschichten aus Klebstoff mit Beimengungen von Metallpulver, Asbestpulver, Talkum, Molybdändisulfid, Graphit od. dgl. zusammensetzen.

3«

2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzüge in bogenförmigen Streifen so auf den Stirnflächen der Drehkolben aufgetragen sind, daß von den Streifen überzugfreie Flächen (19,20) umschlossen werden.

3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (16) in bogenförmigen Randstreifen sowie auf den Rippen von hohlen Drehkolbenkörpern aufgebracht ist.

4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendrehkolben auf Nadellagern gelagert und durch Anlaufstücke (13, 14) zwischen dem Außendrehkolben und dem Gehäusedeckel axial geführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 306 646;
USA.-Patentschriften Nr. 2 451603, 2 246 487;
deutsche Auslegeschrift H 18335 Ia/27c (bekanntgemacht am 30. 8. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen