DE1503306C - Parallel- und außenachsige Umlaufkolben-Verdrängunsmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine parallel- und liegende Axialebenen symmetrisch ist. Ferner enthält außenachsige Umlauf kolben-Verdrängungsmaschine das Gehäuse 1 zwei Zylinder 4, 5 von Hubverdrängern. mit drehschwingbeweglichen Absperrteilen, die ein Der Raum zwischen den Umfangsflächen des oder zwei Radialdichtungen aufweisen, welche mit Hohlraumes 2 und des Drehkolbens 3 ist durch die dem Kolben in Berührung stehen und wobei weitere 5 noch näher zu beschreibenden Dichtungselemente in Absperrteildichtungen zwischen dem das Absperr- vier Arbeitsräume 6, 7, 8, 9 gleichmäßig unterteilt, teil umschließenden Gehäuse und dem Absperrteil Die einander diametral gegenüberliegenden Hohlvorgesehen sind. Eine derartige Umlaufkolben-Ver- räume 6, 8 sind mit dem Zylinder 4 durch Kanäle 10, drängüngsmaschine ist aus der deutschen Patent- 11 verbunden, während die beiden anderen einander schrift 105 306 bekannt. io diametral gegenüberliegenden Arbeitsräume 7, 9 mit

Bei derartigen Umlaufkolben-Verdrängungs- dem Zylinder 5 durch Kanäle 12, 13 verbunden sind,

maschinen mit drehschwingbeweglichen Absperrteilen Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 befin-

sind die Lager dieser Absperrteile nicht druck- det sich in jedem der Arbeitsräume 7, 9 eine Wippe

entlastet, was große Reibungskräfte sowohl in den 14, die beiderseits in den Deckeln des Gehäuses 1

Lagern der Absperrteile als auch zwischen dem KoI- 15 mit Zapfen 15 gelagert ist. Die Wippen bestehen aus

ben und den an ihm anliegenden Radialdichtungen je zwei Seitenwangen und aus an deren Enden sitzen-

und einen entsprechenden Verschleiß zur Folge hat. den Absperrteilen 16. Diese liegen mit ihren Seiten-

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe flächen dicht an je zwei in die Deckel eingelassenen

zugrunde, eine Umlaufkolben-Verdrängungsmaschine Dichtungsringen 17 an, die konzentrisch zu den Ach-

so zu gestalten, daß die Schwingbewegungen der 20 sen 18 angeordnet sind und mit ihren Enden dicht

Absperrteile mit geringster Reibung verbunden sind gegen Dichtungselemente 19 stoßen, die dicht an den

und demgemäß der Verschleiß auf ein Mindestmaß Seitenflächen des Drehkolbens 3 anliegen,

herabgesetzt wird. Die Absperrteile 16 der Wippen 14 haben an ihren

Das wird dadurch erreicht, daß die Radialdichtun- dem Drehkolben 3 zugewandten Rändern Nuten, in

gen und die Absperrteildichtungen so angeordnet 25 denen Radialdichtungen in Form von Leisten 20 um

sind, daß die zwischen ihnen angeordneten gegen- ein geringes Maß in radialer Richtung verschiebbar

überliegenden effektiven Flächen gleich groß sind sind. Diese Leisten liegen mit ihren Kanten an der

und von dem jeweils gleichen Flüssigkeitsdruck be- Umfangsfläche des Drehkolbens 3 und mit ihren

aufschlagt sind. Hierbei sind die effektiven Flächen Stirnflächen an den Dichtungsringen 17 an.

diejenigen gedachten Flächen, die durch die Kanten 30 In den Absperrteilen 16 der Wippen befinden sich

je zweier benachbarter Dichtungselemente sowie ferner Nuten, in denen weitere Absperrteildichtungen

durch je zwei die Enden dieser Kanten miteinander 21 in geringem Ausmaß verschiebbar geführt sind,

verbindende Gerade eingefaßt werden. Gewöhnlich ■ Diese liegen mit ihren Kanten an Flächen 22 an, die

sind die Kanten der Dichtungselemente geradlinig, nach einem zur Achse 18 konzentrischen Zylinder

wobei sich vorzugsweise rechteckige effektive Flä- 35 gekrümmt sind und sich an Verschleißkörpern 23 be-

chen ergeben; es ist aber auch möglich, daß die Kan- finden, welche in Querbohrungen des Gehäuses 1

ten der Dichtungselemente beispielsweise schrauben- eingesetzt und gegen Drehen durch Stifte 24 gesichert

förmig gestaltet sind. sind.

Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn Die Radialdichtungen 20 und Absperrteildichtun-

die effektiven Flächen verschiedene axiale Längen 40 gen 21 dichten somit die die Wippen 14 enthaltenden

haben. Dann müssen die Breiten der unterschiedliche Arbeitsräume 7, 9 von den anderen Arbeitsräumen

Längen aufweisenden, einander gegenüberliegenden 6, 8 ab, die sich bis zu den Absperrteildichtungen 21

effektiven Flächen umgekehrt proportional den Län- in engen Spalten zwischen den Absperrteilen 16 und

gen sein, damit die Flächen einander gleich sind. den Verschleißteilen 23 erstrecken. Die Anordnung

Hierdurch wird eine Platzersparnis erzielt. 45 der Dichlungselemente ist so getroffen, daß die Kante

Die Erfindung bringt den Fortschritt, daß — un- jeder Radialdichtung 20 derjenigen einer Absperrabhängig von den großen Schwankungen der Flüssig- dichtung 21 diametral gegenüberliegt und die Kankeitsdrücke in den Arbeitsräumen, welche durch die ten aller vier Dichtungsleisten jeder Wippe auf einem Dichtungselemente abgeteilt sind — auf die Lager zu der Wippe konzentrischen Kreiszylinder liegen, der drehschwingbeweglichen Absperrteile keine 50 Somit liegen die vier Punkte, die in F i g. 1 die Kan-Kräfte aus den Flüssigkeitsdrücken übertragen wer- ten der Dichtungselemente 20, 21 darstellen, in den den, so daß die Lagerreibung mit ihren nachteiligen Ecken eines Rechtecks, das in Fig. 1 für die obere Folgen weitgehend herabgesetzt ist. Wippe 14 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Die beiden Längsseiten und die beiden Schmalseiten

Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen die 55 des Rechtecks bezeichnen zwei Paare von einander

F i g. 1 und 2 parallel- und außenachsige Umlauf- gegenüberliegenden effektiven Flächen F₁, F₂, F₃, F₄.

kolben-Verdrängungsmaschinen nach zwei Ausfüh- Wegen der Gleichheit der Flächen jedes Paares

rungsbeispielen in je einem Querschnitt, die heben sich die Kräfte gegeneinander auf, die auf jede

Fig. 3, 5 und 6 Absperrteile sowie Teile der Um- Wippe einerseits von dem Flüssigkeitsdruck in den

laufkolben und Gehäuse nach verschiedenen Ausfüh- 60 Arbeitsräumen 6, 8 und andererseits von dem Flüs-

rungsbeispielen in je einem Querschnitt, die sigkeitsdruck in den Arbeitsräumen 7, 9 ausgeübt

F i g. 4 und 7 die Schnitte nach den Linien IV-IV werden. Die Lager der Wippen 14 sind daher durch

bzw. VlI-VII in Fig. 3 bzw. 6. die Flüssigkeitsdrücke nicht belastet.

Bei allen Ausführungsbeispielen hat das Gehäuse 1 Die Dichtungselemente 20, 21 können durch nicht einen kreiszylindrischen Hohlraum 2, der den Dreh- 65 dargestellte Federn in den dazugehörigen Nuten kolben 3 aufnimmt und beiderseits durch Deckel ab- gegen die betreffenden Gegenflächen gedrückt werden, geschlossen ist. Der Drehkolben 3 hat ein ovales Es ist aber auch möglich, daß dies hydraulisch geProfil, das in bezug auf zwei rechtwinklig zueinander schieht. Zu diesem Zweck können die Absperrteile

16, wie es in F i g. 1 für das links unten befindliche Absperrteil gezeigt ist, mit Bohrungen 25, 26 versehen werden, welche die Dichtungsleisten enthaltenden Nuten über ein doppeltwirkendes Rückschlagventil 27 wechselweise mit dem einen oder anderen der beiden benachbarten Arbeitsräume (z. B. 6, 9) verbinden, und zwar jeweils mit demjenigen, in welchem der höhere Druck herrscht.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2 bis 7 hat jedes Absperrteil 28, 29, 30 nur eine an der Umfangsfläche des Drehkolbens 3 anliegende Radialdichtung 31, 32, während die anderen Absperrdichtungen 33, 34, 35 an Flächen 36, 37; 38, 39; 40, 41 des Gehäuses 1 anliegen, deren Krümmungsachsen mit der Achse 18 zusammenfallen. F i g. 2 zeigt, wie vier Absperrteile 29 nach F i g. 5 in dem Gehäuse 1 angeordnet sind und vier Arbeitsräume 6, 7, 8, 9 abteilen. Auch in diesem Fall sind je zwei einander gegenüberliegende effektive Flächen F₁, F₂ bzw. F₃, F₄ einander gleich. ao

Bei den Ausführungsbeispielen naeh Fig. 3, 4 und 5 bilden die Kanten der Dichtungselemente 31, 33, 34, 35 die Seiten eines geraden Prismas mit rechteckiger Grundfläche. Die großen Seiten des Rechtecks zwischen den Kanten der Dichtungselemente 31, 33 und 34, 35 sind mit α bzw. a' und die kleinen Seiten des Rechtecks zwischen den Kanten der Dichtungselemente 31, 35 und 33, 34 mit b bezeichnet. Die Radialdichtung 31 dichtet zwei Arbeitsräume 7,8 ab. Der Arbeitsraum 7 steht durch einen Kanal 42 im Absperrteil 28,29 mit dem gegenüberliegenden Raum in dem Gehäuse 1 in Verbindung, während der Arbeitsraum 8 in den schmalen Spalt zwischen dem Absperrteil und der Fläche 37 bzw. 39 übergeht und durch einen im Absperrteil befindlichen Kanal 43 mit dem gegenüberliegenden Ringspalt zwischen den Dichtungselementen 33, 34 verbunden ist.

Infolgedessen heben sich die auf das Absperrteil wirkenden Flüssigkeitsdrücke auf, so daß die Zapfen 44 (F i g. 4) des Absperrteils und sein Lager entlastet sind. Außerdem wird kein Drehmoment auf das Absperrteil ausgeübt, so daß zur Sicherung des Anliegens der Radialdichtung 31 an dem Drehkolben 3 eine schwache Feder genügt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 liegt die Achse 18 im Schnittpunkt der Diagonalen des Rechtecks a, b, oder — anders ausgedrückt — die Kanten der vier Dichtungselemente 31, 33, 34, 35 liegen auf einem zur Achse 18 konzentrischen Kreiszylinder.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 unterscheidet sich von dem nach F i g. 3 und 4 nur dadurch, daß die Drehachse 18 des Absperrteils 29 nicht im Schnittpunkt der Diagonalen des Rechtecks a', b liegt. Vielmehr ist der Halbmesser der Fläche 38, an weleher die Dichtungselemente 33, 34 anliegen, in bezug auf die Achse 18 erheblich kleiner als der Halbmesser der Fläche 39,. an welcher die Absperrteildichtung 35 anliegt. Doch liegt die Achse 18 in der Absperrteil-Mittelebene, welche die Kreisbögen zwischen den Absperrteildichtungen 33, 34 einerseits und den Dichtungselementen 31, 35 andererseits halbiert. (Wenn die Achse 18 außerhalb dieser Ebene liegen würde, müßten die Dichtungselemente 33, 34 an Flächen mit verschiedenen Krümmungshalbmessern anliegen.) Demgemäß sind die großen Seiten a des durch die Dichtungselemente 31, 33, 34, 35 bestimmten Rechtecks bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 kleiner als die entsprechenden Rechteckseiten α bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4, während die kleinen Seiten b beider Rechtecke die gleiche Größe haben. Man benötigt sonach für die Unterbringung des Absperrteils 29 nach F i g. 5 in dem Gehäuse 1 weniger Raum als bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4.

Eine weitere Raumersparnis kann man erzielen, wenn gemäß Fig. 6 und 7 die Entfernung zwischen den Absperrteildichtungen 45, 46 kleiner gewählt wird als die Entfernung zwischen den Dichtungselementen 48, 47. In diesem Fall liegen die vier Kanten der Führungsleisten nicht auf einem Rechteck, sondern auf einem Viereck, dessen zwischen den Kanten der Dichtungselemente 45, 46 liegende kleine Seite b" kleiner ist als die zwischen den Kanten der Dichtungselemente 48, 47 liegende Seite b'". Hierbei sind die zwischen den Kanten der Dichtungselemente 46, 47 sowie 45, 48 liegenden großen Seiten a" kleiner als die großen Seiten a' nach F i g. 5. Es wird also der das Absperrteil 30 aufnehmende Raum des Gehäuses 1 noch weiter verkürzt. Damit trotzdem auf das Absperrteil 30 durch .die Flüssigkeitsdrücke in den Arbeitsräumen 7 und 8 keine in den Lagern aufzunehmenden Kräfte und keine Drehmomente ausgeübt werden, wird die zwischen den Absperrteildichtungen 45. 46 wirksame Fläche dadurch gleich der zwischen den Dichtungselementen 47, 48 wirksamen Fläche gemacht, daß das Absperrteil 30, wie F i g. 7 zeigt, im Bereich der Absperrteildichtungen 45, 46 in axialer Richtung länger ist als in dem Bereich der Dichtungselemente 47, 48. Die axialen Längen des Absperrteils 30 in den beiden erwähnten Bereichen sind mit d bzw. c bezeichnet. Es ist sonach

b"-d = b"'-c.

Bei einer solchen Ausbildung des Absperrteils können unter Umständen besondere Lagerzapfen entsprechend den Zapfen 44 in F i g. 4 entfallen.

Die Kanäle 42 und 43 sind entsprechend den F i g. 3 und 5 angeordnet.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   - 1. Parallel- und außenachsige Umlaufkolben-Verdrängungsmaschine mit drehschwingbeweglichen Absperrteilen, die ein oder zwei Radialdichtungen aufweisen, welche mit dem Kolben in Berührung stehen und wobei weitere Absperrteildichtungen zwischen dem das Absperrteil umschließenden Gehäuse und dem Absperrteil vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiäldichtungen (20; 31; 48) und die Absperrteildichtungen (21; 33, 34, 35; 45, 46, 47) so angeordnet sind, daß die zwischen ihnen angeerdneten gegenüberliegenden effektiven Flächen (F₁, F₂ bzw. F₃, F₄) gleich groß sind und von dem jeweils gleichen Flüssigkeitsdruck (Kanäle 42, 43) beaufschlagt sind.
2. 2. Umlaufkolben-Verdrängungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die effektiven Flächen verschiedene axiale Längen (c, d) haben.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen