DE1258739B - Rotary piston machine - Google Patents

Rotary piston machine

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Description

Drehkolbenmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit in Schlitzen des Rotors radial beweglichen Arbeitsflügeln, auf deren größten Teil der Innenkante der veränderliche Druck wirkt, der jeweils auf ihrer Außenkante steht, und denen je ein dem im Auslaßkanal herrschenden konstanten Druck ausgesetzter Kolben zugeordnet ist, der diesen Druck auf den noch verbleibenden Teil ihrer Innenkante im Sinn eines Drückens der Arbeitsflügel gegen die Führungsbahn im Stator ausübt.Rotary piston machine The invention relates to a rotary piston machine with working vanes which are radially movable in slots of the rotor, on the greater part of the inner edge of which the variable pressure acts, which is in each case on its outer edge, and to each of which a piston, which is exposed to the constant pressure prevailing in the outlet channel, is assigned Exerts pressure on the remaining part of its inner edge in the sense of pressing the working wing against the guideway in the stator.

Bei einer derartigen bekannten Maschine wirkt auf den erwähnten verbleibenden Teil der Flügelinnenkante ein Kolben, der an seinem nach innen weisenden Ende dem im Auslaßkanal herrschenden konstanten Druck ausgesetzt ist und diesen Druck auf die Flügelinnenkante im Sinn eines Drückens der Flügel gegen die Führungsbahn im Stator ausübt. Diese mechanische Druckübertragung vom Kolben auf den Flügel hat sich als nachteilig erwiesen, weil wegen der wechselnden Kräfte Stöße auftreten können, die Geräusch und Verschleiß verursachen. Eine Maschine dieser Art ist auch in fertigungstechnischer Hinsicht verbesserungsbedürftig, weil der Rotor nicht nur mit Schlitzen für die Flügel, sondern auch mit Bohrungen für die Aufnahme und Führung der Kolben ausgestattet sein muß. Schließlich besteht der Nachteil, daß die Kolben einen verhältnismäßig großen Abstand der Flügel von der Rotorachse und damit einen vergleichsweise großen Durchmesser der Maschine verursachen.In such a known machine acts on the remaining one mentioned Part of the wing inner edge a piston, which at its inwardly facing end of the in the outlet channel prevailing constant pressure is exposed and this pressure on the wing inner edge in the sense of pressing the wing against the guideway in Stator exercises. This has mechanical pressure transmission from the piston to the wing proved to be disadvantageous because shocks occur because of the changing forces that cause noise and wear. A machine of this type is also In terms of production technology improvement, because the rotor is not only with slots for the wings, but also with holes for receiving and guiding the piston must be equipped. Finally, there is the disadvantage that the piston a relatively large distance between the blades and the rotor axis and thus one cause a comparatively large diameter of the machine.

Die Erfindung geht von einer Drehkolbenmaschine der letztgenannten Art aus und vermeidet deren Nachteile. Hierzu ist erfindungsgemäß jeder Kolben im Arbeitsflügel radial verschiebbar gelagert, seine äußere Stirnfläche ist dem Druck in einem Raum im Arbeitsflügel ausgesetzt, der mit dem Auslaßkanal in Verbindung steht, und es stützt sich die innere Stirnfläche des Kolbens am Boden des Rotorschlitzes ab.The invention is based on a rotary piston machine of the latter Art and avoids their disadvantages. For this purpose, according to the invention, each piston is in The working wing is mounted so that it can be moved radially, its outer face is the pressure exposed in a space in the working wing that communicates with the exhaust duct stands, and the inner face of the piston is supported on the bottom of the rotor slot away.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß der Kolben einen rechteckigen Querschnitt hat, zwischen zwei Ausnehmungswänden des Arbeitsflügels gehalten ist und sein radial nach innen weisendes Ende in eine Spitze ausläuft.An advantageous embodiment is that the piston has a has a rectangular cross-section, between two recess walls of the working wing is held and its end pointing radially inward tapers into a point.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt entlang der Linie 1-1 der F i g. 2, F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht der in F i g. 2 dargestellten Arbeitsflügel und der zugehörigen Kanäle, F i g. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3. The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing. In the drawing, F i g. 1 shows a longitudinal section along the line 1-1 of FIG. 2, Fig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG . 1, Fig. 3 is an enlarged partial view of the FIG. 2 working wing shown and the associated channels, F i g. 4 shows a partial section along the line 4-4 in FIG. 3.

In F i g. 1 ist eine Drehkolbenmaschine dargestellt, die durch die Ziffer 10 bezeichnet ist und deren Gehäuse aus einem Stator 12 besteht, der zwischen einem Gehäuseteil 14 und einem- Abschlußdeckel 16 angeordnet ist, wobei diese Teile durch Bolzen 18 miteinander befestigt sind, welche sich durch den Deckel 16 und den Stator 12 in die mit Gewinde versehenen Löcher im Gehäuseteil 14 erstrecken. Der Gehäuseteil 14 ist mit einem Zuflußkanal 20, 22 versehen, der zwei Kanäle 24 und 26 aufweist, die in zwei Flüssigkeitszuflußkanäle 28 und 30 münden, welche in F i g. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt sind.In Fig. 1 shows a rotary piston machine which is designated by the number 10 and the housing of which consists of a stator 12 which is arranged between a housing part 14 and an end cover 16 , these parts being fastened to one another by bolts 18 which extend through the cover 16 and stator 12 into the threaded holes in housing part 14. The housing part 14 is provided with an inflow channel 20, 22 which has two channels 24 and 26 which open into two liquid inflow channels 28 and 30 , which in FIG. 2 are shown with dashed lines.

Im Abschlußdeckel 16 ist ein Abflußkanal 32 vorgesehen, der unmittelbar mit einer Druckauslaßkammer 34 verbunden ist ' die in einer erweiterten Bohrung 36 des Abschlußdeckels 16 gebildet wird, in der eine Druckplatte 38 beweglich angeordnet ist. Die Druckplatte 38 wird durch den Auslaßdruck in der Kammer 34 nach rechts gedrückt so daß eine ebene Seitenfläche 40 dieser Platte gegen eine gegenüberliegende Fläche des Stators 12 und der übrige Teil dieser Fläche 40 in einer für die Flüssigkeit dichten Weise gegen die unmittelbar angrenzende Fläche eines Rotors 42 und der von diesem geführten Arbeitsflügel 68 gedrückt wird. Eine Feder 43 drückt anfangs die Druckplatte 38 gegen den Rotor, bis in der Druckkammer 34 der Druck ausgebildet ist.In the cover 16 , a drain channel 32 is provided which is directly connected to a pressure outlet chamber 34 ' which is formed in an enlarged bore 36 of the cover 16 in which a pressure plate 38 is movably arranged. The pressure plate 38 is urged to the right by the outlet pressure in the chamber 34 so that a flat side surface 40 of this plate against an opposite surface of the stator 12 and the remainder of this surface 40 in a liquid-tight manner against the immediately adjacent surface of a rotor 42 and the working wing 68 guided by this is pressed. A spring 43 initially presses the pressure plate 38 against the rotor until the pressure is established in the pressure chamber 34.

Der Rotor 42 ist innerhalb des Stators 1L2 auf dem mit Nuten versehenen Ende 44 einer Antriebswelle 46 drehbar angeordnet, welche ihrerseits in den in dem Gehäuseteil 14 vorgesehenen Lagern 48 und 50 drehbar angeordnet ist. Die Antriebswelle 46 ist mit einer Dichtung 52 versehen, während ringförmige Dichtungen 53 und 54 Undichtigkeiten an der Verbindunc, des Stators 12 mit dem Gehäuseteil 14 und dem Abschlußdeckel 16 verhindern.The rotor 42 is rotatably arranged within the stator 1L2 on the grooved end 44 of a drive shaft 46, which in turn is rotatably arranged in the bearings 48 and 50 provided in the housing part 14. The drive shaft 46 is provided with a seal 52 , while annular seals 53 and 54 prevent leaks at the connection, the stator 12 with the housing part 14 and the end cover 16.

Die Form der Innenfläche des Stators 12 bildet eine Bahn 56 mit im wesentlichen elliptischer Form für die äußeren Kanten der Arbeitsflügel 68. Sie bildet zusammen mit dem Umfang des Rotors und den angrenzenden Flächen des Gehäuseteils und der Druckplatte zwei gegenüberliegende Arbeitskammern 58 und 60, die jeweils in Zufluß- und Abflußzonen eingeteilt werden können, so daß eine Drehkolbenmaschine mit doppeltem Hub vorliegt. Die Flüssigkeitszuflußzonen bestehen aus denjenigen Teilen der Arbeitskammern 58 und 60, welche mit den Zuflußkanälen 28 und 30 der Zuflußdurchlässe 24 und 26 in Eingriff kommen.The shape of the inner surface of the stator 12 forms a path 56 with a substantially elliptical shape for the outer edges of the working blades 68. Together with the circumference of the rotor and the adjacent surfaces of the housing part and the pressure plate, it forms two opposed working chambers 58 and 60, respectively can be divided into inflow and outflow zones, so that there is a rotary piston machine with a double stroke. The liquid inflow zones consist of those parts of the working chambers 58 and 60 which come into engagement with the inflow channels 28 and 30 of the inflow passages 24 and 26.

Die Abflußzonen bestehen aus denjenigen Teilen der Arbeitskammern 58 und 60, welche mit den gegenüberliegenden bogenförmigen Abflußkanälen 62 und 64 in Eingriff kommen (in F i g. 2 in strichpunktierten Linien dargestellt, um ihre relative Lage zu zeigen), welche in die Fläche 40 der Druckplatte 38 eingearbeitet sind und welche unmittelbar mit der Druckkammer 34 mit Hilfe von zwei von dort ausgehenden Durchlässen 66 verbunden sind, von denen einer in F i g. 1 dargestellt ist.The drainage zones consist of those parts of the working chambers 58 and 60 which with the opposite arcuate outflow channels 62 and 64 come into engagement (in F i g. Shown in dash-dot lines 2 in order to show their relative position), which in the area 40 Pressure plate 38 are incorporated and which are directly connected to the pressure chamber 34 with the aid of two passages 66 emanating from there, one of which is shown in FIG. 1 is shown.

Bei Einrichtungen dieser Art ist es üblich, den Rotor mit einer Vielzahl von radialen Schlitzen zu versehen, in denen jeweils ein Flügel radial gleitend angeordnet ist, wobei deren äußere Enden so eingerichtet sind, daß sie mit der elliptisch geformten Bahn für die Arbeitsflügel in Eingriff kommen. Bei derartigen Maschinen wird der Druck kontinuierlich von der Auslaßseite mit hohem Druck zu den erweiterten Kammem an den inneren Enden der Arbeitsflügel übertragen, um letztere vollständig nach außen zu bringen und sicherzustellen, daß die Flügel mit der Bahn in Eingriff kommen.In devices of this type, it is common to have the rotor with a plurality to be provided by radial slots, in each of which a wing slid radially is arranged, the outer ends of which are arranged so that they are elliptical with the molded web for the working wing to engage. With machines like this the pressure is continuously expanded from the high pressure outlet side to the Combs at the inner ends of the working wings transferred to the latter completely to the outside and ensure that the wings are engaged with the web come.

Dementsprechend ist auch bei der Maschine gemäß der Erfindung eine Einlaßzone mit einer Schräge, die sich von »a« bis »b«, ferner ein Teil mit einem Kreisbogen, der sich von »b« bis »c«, ferner eine Abflußzone mit einer Schräge, die sich von »c« bis »d« und schließlich ein weiterer Teil mit einem Kreisbogen vorgesehen, der sich von »d« bis »e« erstreckt. Die Bahn ist symmetrisch zu ihren großen und kleinen Achsen, wobei die Schrägen und die Kreisbogenteile von »a« bis »e« im restlichen gegenüberliegenden Teil der Bahn noch einmal vorhanden sind. Wenn die Enden der durch den Rotor gehaltenen Flügel 68 die Zuflußschrägen durchlaufen, bewegen sich die Arbeitsffügel radial nach außen in bezug auf den Rotor; während die Flügelenden die Abflußschrägen durchlaufen, bewegen sich die Flügel radial nach innen. In den Kreisbogenteilen unterliegen die Flügel keiner Radialbewegung.Accordingly, in the machine according to the invention, too, there is an inlet zone with a slope extending from "a" to "b", also a part with an arc of a circle extending from "b" to "c", and also a discharge zone with a slope that extends from "c" to "d" and finally another part with an arc that extends from "d" to "e". The path is symmetrical to its major and minor axes, whereby the slopes and the arc parts from "a" to "e" are again present in the rest of the opposite part of the path. As the ends of the blades 68 held by the rotor pass through the inflow slopes, the working blades move radially outwardly with respect to the rotor; as the wing tips traverse the drainage slopes, the wings move radially inward. In the parts of the arc, the wings are not subject to any radial movement.

Die radialen Schlitze im Rotor sind durch die Ziffer 70 und die erweiterten Druckkammern an den inneren Enden jedes Schlitzes durch die Ziffer 72 bezeichnet. Ferner ist im Rotor eine Vielzahl von ün Winkel angeordneten Durchlässen 74 vorgesehen, und zwar einer je Schlitz, die vom Anfang des Rotors zu den inneren erweiterten Kammern 72 der Flügelschlitze führen. Die Durchlässe 74 sind so eingerichtet, daß sie zu den Druckkammem 72 der Flügelschlitze und damit zu den Innenkanten 75 der Arbeitsflügel den periodisch wechselnden Druck übertragen, der auf die Außenkanten 76 der Flügel 68 ausgeübt wird, wenn sie die Zufluß- und Abflußschrägen der Flügelbahn durchlaufen.The radial slots in the rotor are indicated by the numeral 70 and the enlarged pressure chambers at the inner ends of each slot are indicated by the numeral 72 . Furthermore, a plurality of angularly arranged passages 74 are provided in the rotor, one for each slot, which lead from the beginning of the rotor to the inner widened chambers 72 of the vane slots. The passages 74 are arranged so that they transmit to the pressure chambers 72 of the wing slots and thus to the inner edges 75 of the working wings the periodically changing pressure which is exerted on the outer edges 76 of the wings 68 when they pass through the inflow and outflow slopes of the wing path .

Die flachen, im Querschnitt rechteckigen Arbeitsflügel 68 weisen einen rechteckig -ausgefrästen Teil auf, der sich von der inneren Kante des Flügels bis zum Mittelteil erstreckt, dessen Seitenwände mit den Ziffern 80 und 82 bezeichnet sind. In dem aus-"efrästen a Teil gleitet ein Kolben 78, dessen Breite und Dicke im wesentlichen gleich derjenigen des ausgefrästen Teils des Flügels ist und in die Seitenwände 84 jedes Flügelschlitzes paßt. Jeder Arbeitsflügel enthält außerdem eine oval geformte Druckkammer 86, in die der ausgefräste Teil mündet und in die die obere Stirnfl#che 88 des Kolbens 78 hineinragt. Der Kolben 78 ruht mit seiner unteren Stimfläche auf dem Boden 92 des Flügelschlitzes. Der Druck, der von der Auslaßseite der Maschine kontinuierlich zur Druckkammer 86 des Kolbens 78 übertragen wird, wirkt gegen die obere frei liegende Stimfläche 88 jedes Kolbens innerhalb seiner Kammer. Hierdurch wird dieser mit einem abgeschrägten inneren Ende 90 gegen die Innenfläche92 der Druckkammer72 des Flügelschlitzes gedrückt.The flat working wings 68 with a rectangular cross-section have a rectangular milled-out part which extends from the inner edge of the wing to the central part, the side walls of which are denoted by the numbers 80 and 82. A piston 78 slides in the milled-out part, the width and thickness of which is substantially the same as that of the milled-out part of the wing and fits into the side walls 84 of each wing slot. Each working wing also contains an oval-shaped pressure chamber 86 into which the milled-out part Part opens and into which the upper end face 88 of the piston 78 protrudes. The lower end face of the piston 78 rests on the base 92 of the vane slot. The pressure which is continuously transmitted from the outlet side of the machine to the pressure chamber 86 of the piston 78 acts against the upper exposed face 88 of each piston within its chamber, thereby pressing it with a beveled inner end 90 against the inner surface 92 of the pressure chamber 72 of the vane slot.

Wenn die Kolben 78 zwischen den begrenzenden Seitenwänden der Flügelschlitze und den ausgefrästen Teilen der Flügel gleitend angeordnet sind, wird an jedem Flügel eine dem Druck ausgesetzte Oberfläche 93 gebildet, die der dem Druck ausgesetzten Oberfläche 88 des Kolbens 78 gegenüberliegt. Die wirksame Fläche der Oberfläche 93 ist gleich der projizierten Fläche der dem Druck ausgesetzten Oberfläche 88 des Kolbens 78. When the pistons 78 are slidably disposed between the delimiting sidewalls of the vane slots and the milled portions of the vanes, a pressurized surface 93 is formed on each vane opposite the pressurized surface 88 of the piston 78. The effective area of surface 93 is equal to the projected area of the pressurized surface 88 of piston 78.

Um die Auslaßseite der Maschine mit hohem Druck mit den Druckkammern 86 der Kolben 78 zu verbinden, ist die Druckplatte 38 mit einer Vielzahl von Durchlässen 94 versehen, von denen einer in F i g. 1 dargestellt ist, der sich von der Druckkammerseite der Druckplatte 38 durch diese hindurch zu einem in der ebenen Oberfläche 40 der Platte unmittelbar bei dem Rotor ausgenommenen kreisförrnigen Druckkanal 96 erstreckt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors kann ein Spiegelbild 98 dieses Druckkanals in einer ebenen Oberfläche 100 des Gehäuseteils 14 ausgebildet werden. Die Druckkanäle 96 und 98 kommen mit den gegenüberliegenden Enden einer Vielzahl von Bohrungen 102 in Eingriff, die in Kreisform im Rotor angeordnet sind.In order to connect the outlet side of the machine at high pressure to the pressure chambers 86 of the pistons 78 , the pressure plate 38 is provided with a plurality of passages 94, one of which is shown in FIG. 1 , which extends from the pressure chamber side of the pressure plate 38 through it to a circular pressure channel 96 recessed in the flat surface 40 of the plate immediately next to the rotor. On the opposite side of the rotor, a mirror image 98 of this pressure channel can be formed in a flat surface 100 of the housing part 14. The pressure channels 96 and 98 come into engagement with the opposite ends of a plurality of bores 102 which are arranged in a circular shape in the rotor.

Die Bohrungen 102 erstrecken sich vollständig durch den Rotor. Jede schneidet einen Flügelschlitz 70 in der Höhe der Druckkanunem 86, wodurch sie mit diesen in Verbindun2 stehen.The bores 102 extend completely through the rotor. Each cuts a wing slot 70 at the level of the pressure channels 86, whereby they are in communication therewith.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Drehkolbenmaschine mit in Schlitzen des Rotors radial beweglichen Arbeitsflügeln, auf C deren größten Teil ihrer Innenkante der veränderliche Druck wirkt, der jeweils auf ihrer Außenkante steht, und denen je ein dem im Auslaßkanal herrschenden konstanten Druck ausgesetzter Kolben zugeordnet ist, der diesen Druck auf den noch verbleibenden Teil ihrer Innenkante im Sinn eines Drückens der Arbeitsflügel gegen die Führungsbahn im Stator ausübt, d a d u r c h g e - kennzeichnet, daß der Kolben (78) im Arbeitsflügei (68) radial verschiebbar gelagert ist, daß seine äußere Stirnfläche (88) dem Druck in einem Raum (86) im Arbeitsflügel.(68) ausgesetzt ist, der mit dem Auslaßkanal in Verbindung steht, und daß sich die innere Stirnfläche des Kolbens am Boden (92) des Rotorschlitzes (70,. 72) abstützt. Claims: 1. Rotary piston machine with working blades radially movable in slots of the rotor, on C whose inner edge the variable pressure acts on their outer edge, and each of which is assigned a piston exposed to the constant pressure prevailing in the outlet channel pressure on the remaining part exerts its inner edge in the sense of pressing the work wing against the guide track in the stator, d a d u rch g e - denotes that the piston (78) is mounted radially displaceably in the Arbeitsflügei (68) that its outer face (88) is exposed to the pressure in a space (86) in the working wing (68) which is in communication with the outlet channel, and that the inner end face of the piston is supported on the bottom (92) of the rotor slot (70, 72) . 2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (78) rechteckigen Querschnitt hat, zwischen zwei Ausnehmungswänden (80, 82) des Arbeitsflügels (68) gehalten ist und sein radial nach innen weisendes Ende in eine Spitze (90) ausläuft. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1146 111; britische Patentschrift Nr. 433 488; USA.-Patentschriften Nr. 2 820 417, 2 809 595, 2 545 238, 2 544 988, 2 544 987, 2 291856. 2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the piston (78) has a rectangular cross-section, is held between two recess walls (80, 82) of the working wing (68) and its end pointing radially inward runs out into a tip (90). Contemplated references: French Patent No. 1,146,111;. British Patent No. 433,488; USA. Patent Nos. 2,820,417, 2,809,595, 2,545,238, 2,544,988, 2,544,987, 2 291,856th
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