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Abdichtung der-Arbeitsräume von RotationskolbeDmaschinen Gegenstand
der Erfindung ist die Abdichtung der Arbeitsräume von Rotationskolbemnaschinen,
bei denen ein Läufer innerhalb eines feststehenden oder rotierenden Gehäuses umläuft
und mit achsparallelen Kanten an der inneren Mantelfläche des Gehäuses entlanggleitet,
wodurch volumenveränderliche Arbeitsräume gebildet werden. Wenn derartige Maschinen
für den Durchsatz gasförtniger Medien bestimmt sind, also beispielsweise als Verbrennungsmotoren,
Kornpresso-ren oder Expansionsmaschinen verwendet werden sollen, ist eine fugengeschlossene
Eingrenzung der einzelnen Arbeitsräume erforderlich um ein Überströmen von einer
Arb#eitskammer in eine andere zu verhindern. Für die Eingrenzung der Arbeitsräume
ist es erforderlich, daß an den achsparallelen Kanten des Läufers Dichtleisten angeordnet
werden, die gegen die innere Mantelfläche des Gehäuses abdichten und in bekannter
Weise längenveränderlich sind, d. h. aus mindestens zwei Teilen zusammengefügt
sind, um ständig an den Seitenscheiben des, umschließenden Gehäuses dichtend entlangzugleiten.
Schließlich muß auch eine Abdichtung in axialer Richtung zwischen den Stirnwänden
des Läufers und an benachbarten Seitenwänden des Gehäuses vorgenommen werden. Damit
diese Dichtteile ihre Funktion erfüllen können, müssen die achsparallelen Dichtleisten
radial beweglich und die Seitendichtungen axial beweglich sein. Diese Be-,veglichkeit
beschränkt sich auf die Ausführung einer sogenannten Dichtbewegung, das ist eine
im Rahmen der Bearbeitungstoleranzen, der thermischen Verzüge, der elastischen Verformung
des Gehäuses und des Lagerspiels liegende Verlagerung der Dichtelemente, die in
der Größenordnung von Zehntelmillimetern und darunter liegt.
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Mit der Vorsehung von radial beweglichen Dichtleisten an den achsparallelen
Läuferkanten, die außerdem auch in axialer Richtung beweglich sein müssen, um mit
ihren Stirnseiten an den Seitenscheiben des Gehäuses anliegen zu können, und von
axial beweglichen Seitendichtungen ist jedoch eine fugengeschlossene Dichtgrenze
für jede Arbeitskammer noch nicht erreicht; denn dazu müssen diese beiden in senkrecht
zueinanderstehenden Ebenen angeordneten und beweglichen Dichtungen wiederum gasdicht
miteinander verbunden werden. Die Aufgabe, die sich die Erfindung gestellt hat,
ist die Lösung dieses Problems bei einer Rotationskolbenmaschine, bei welcher der
Läufer an seinen achsparallelen Kanten Nuten aufweist, in denen längenveränderliche,
d. h. aus mindestens zwei Teilen zusammengefügte Dichtleisten angeordnet
sind, die ständig an der Mantelfläche und an den Seitenscheiben des umschließenden
Gehäuses dichtend entlanggleiten und wobei mindestens eine Stirnseite des Läufers
Dichtrandplatten trägt, die mit dem Läuferkörper über dünne, elastisch nachgebende
und in korrespondierenden Nuten des Läuferkörpers und der Dichtrandplatte eingelegte
Metallbänder gasdicht, aber in axialer Richtung beweglich verbunden sind. Die gasdichte
Verbindung dieser Dichtelemente wird nun erfindungsgemäß. dadurch erzielt, daß die
achsparallelen Dichtleisten an ihren radial innen- und axial außenliegenden Ecken
in genuteten Dichtbolzen gelagert sind, die annähernd achsparallel mit Bewegungspassung
im Läuferkörper angeordnet sind und an welche die Metallbänder zwischen Läuferkörper
und Dichtrandplatte fugendicht anschließen. Durch Fliehkräfte und Gasdrücke kommt
somit ein vollständiger Fugenschluß des Dichtsystems zustande-Es ist bereits eine
Abdichtung der Arbeitsräume von Drehkolbenmaschinen bekanntgeworden, die Widerlagerschieber
aufweisen, deren Relativbewegung zum Läufer sich über die volle Tiefe des Arbeitsraumts
erstreckt. Dabei sind die Widerlagerschieber in Bolzen gelagert, die achsparallel
im Läuferkörper angeordnet sind. Abgesehen davon, daß diese Drehkolbenmaschinen
einer anderen Maschinengattung angehören, dienen diese -Bolzen nicht zur fugengeschlossenen
Verbindung zwischen axialen und
radialen Dichtelementen
' sondern zur gelenkig5zi Lagerung der Widerlagerschleber im Läuferkörper.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der fugendichte Anschluß
der Metallbänder der . Seitendichtung(en) an den Dichtbolzen dadurch erzielt,
daß die Dichtbolzen Aussparuingeln 'aufweisen, in welche die Enden der Metallbänder
hineinragen. Die Dichtbolze#'#age n-'vor'zu-gsweise durch die Dichtrandplatten hindurch
und gleiten dichtend an den überschliffenen Seite#scheiben-des- Gehäuses entlang.
Die Andrückung der Dichtbolzen an die Seitenscheiben- des Gehäuses kann durch Gasdruck
und/oder durch Federspannung bewirkt werden.
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'Die achsparallelen Dichtleisten müssen, wie erwähnt, längenveränderlich
sein, um mit ihren Stirnseiten stets an den überschliffenen Seitenscheiben des Gehäuses
anzuliegen. I Diese Längenveränderbarkeit wird dadurch erzielt, daß die Dichtleiste
in ihrer Längsrichtung geteilt werden, wobei die Teilfuge entweder in der Längsmittelebene
der Dichtleiste liegen kann'"oder in Form -eines Schrägschnittes zu dieser Längsmittelebene
einen geringen Winkel bildet. Bei der Verschiebung der beiden Dichtleistenteile
in den entgegengesetzten Richtungen entsteht an jeder Stirnseite eine Lücke, die
erfindungsgemäß dadurch geschlossen wird, daß an den Enden der achsparallelen Dichtleisten
Deckleisten vorzugsweise gleicher Stärke unterhalb -der Di#Iitlei#ten -in der gleichen
Nut liegen. Diese Deckleisten können mit den Dichtleisten zu einem Stück vereinigt
sein.
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Die Erfindung wird nun im einzelnen an Hand der Zeichnung erläutert,
und zwar für eine Drehkolbenmascl-iine, die einen Außenläufer mit einer Innenkontur
in Fo - ir Ü einer zweibogigen Epitrochoide und einen an die Form der zugehörigen
inneren Hüllkurve angenäherten Innenläufer aufweist, wobei der Außenläufer gleichsinnig
mit dem Innenläufer jedoch mit einem Drehzahlverhältnis von 3:2 schneller
umläuft. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese oder andere Maschinen mit t#o#choidenförinigen.
LäufernIeschränkt, sondern für alle Arten von- Ro;tation's-kolbenmaschinen anwendbar,
bei denen zwischen-- dem Läufer und dem Gehäuse bzw. dem Gegenläufer feste achsparallele
Anlagekanten vorhanden sind. Es zeigt Fig. I --eine Läuferecke im Schnitt
gemäß Linie I-1 in Fig. 3 mit einer schräggeschnittenen achsparallelen Dichtleiste,
Fig. 2 eine Frontansicht der Läuferecke gemäß Fig. 1
Fig.
3 eine Draufsicht auf die Läuferecke gemäß Fig. I, Fig. 4 einen Schnitt
gemäß Linie IV-IV in Fig. 2, Fig- 5 eine perspektivische Darstellung
des Dichtsystems'na-ch Fig. 1 bis 4, Fig. 6 eine Läuferecke im Schnitt
gemäß Linie VI-VI in Fig. 7 mit parallel zur Achse geteilter ach§pa-T>alleler
Dichtlei;ste, Fig. 7 eine Draufsicht auf die Läuferecke g#mäß F4-1- #, Fig.
8 eine Frontansicht der Läuferecke gemäß Fig. 9 eine perspektivische
Darstellung des Dichtsystenis nach Fig. 6 bis 8.
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Zu Fig. 1 bis 4: Der Körper des Läufers ist mit 1
bezeichnet.
An der in Fig. 2 in der Seitenansicht dargestellten Ecke -befindet sich die Nut
2, in der die dachförmigen Dichtleisten 3 und 4 liegen, die schräg zur Firstlinie
geteilt sind, wie in Fig. 3 zu erkennen ist. Bei- einem-- Auseinandergleiten
der -beiden Dichtleisten entstehen bei 5 und 6 Fugen, die durch die
Deckleistr,q ? plid 8 geschlossen werden. Diese Deckleisten besitzen
die gleiche Breite wie die beiden Leisten 3 und 4 zusammen. Sie sind ferner
in den genuteten Dichtbolzen 9 und 10 gehaltert. Diese Dichtbolzen
können sich in der Bohrting 11 beispielsweise unter der Einwirkung des Gasdruckes
nach außen verschieben. Der Läuferkörper trägt an beiden Stirnseiten die Dichtrandplatten
12 und 13, wobei die Nutbänder 14, 15, 16 und # einen gasdichten
Anschluß beider Teile gewährleisten. Der Anschluß eines Dichtbandes 14 an einen
Dichtbolzen 9 ist in Fig. 4 im einzelnen dargestellt. Der Dichtbolzen
9 trägteine Aussparung 18, in die das Ende des Dichtbandes 14 hineinragt.
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Zu Fig. 5: Die perspektivische Darstellung veranschaulicht
nochmals die Anordnung der achsparallelen, schräggeschnittenen Dichtleisten
3 und 4 in der Nut 2, die an der Ecke des Läuferkörpers 1 angeordnet
ist. Auch die übrigen im Zusammenhang mit'Fig. 1 bis 4 beschriebenen Bauteile
sind in dieser Darstellung zu erkennen.
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Zu Fig. 6 bis 8: Das hier dargestellte Dichtsystem zeigt
im wesentlichen die gleichen Elemente, die im Zusanimmhang mit Fig- 1 bis
4 beschrieben wurden. Es sind übereinstimmende Bezeichnungen gewährt worden. Lediglich
die Diphtleisten sind unterschiedlich ausgebildet -und mit 3" und 4' bezeichnet.
Die Teilung erfolgt hierbei in radialer Richtung durch die Firstlinie. Außerdem
sind die zur Abdichtung der Fugen 5'
und 6' erforderlichen Deckleisten
7' und S' einstückig mit den Dichtleisten 3' und 4.
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Zu Fig. 9: Das in Fig. 6 bis 8 dargestellte System
der Eckendichtung ist in dieser Darstellung in perspektivischer Form- wiedergegeben.