DE1776186C3

DE1776186C3 - Axially acting sealing and pressure device of a rotary piston machine with stroke and slip engagement. Eliminated from: 1751379

Info

Publication number: DE1776186C3
Application number: DE19681776186
Authority: DE
Inventors: Karl Kanagawa Eickmann (Japan)
Original assignee: BREINLICH RICHARD DR 7120 BIETIGHEIM
Current assignee: BREINLICH RICHARD DR 7120 BIETIGHEIM
Priority date: 1968-05-20
Filing date: 1968-05-20
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DE1776186B2; DE1776186A1

Description

Die Erfindung betrifft eine axial wirkende Abdicht-Druckvorrichtung einer Rotationskolbenmaschine mit Hubeingriff und Schlupfeingriff zwischen einem Mantel und einem Kolben, bestehend aus einer den sich drehenden Mantel seitlich führenden Kolbennabe und in dieser radial bewegbaren Kolbenschiebern innerhalb eines Gehäuses mit axialen Seitenteilen. The invention relates to an axially acting sealing pressure device a rotary piston machine with reciprocating engagement and slip engagement between a jacket and a piston, consisting of a the rotating jacket laterally leading piston hub and in this radially movable piston slide within a housing with axial side parts.

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus der USA.-Patentschrift 3 246 574 bekannt. Bei dieser bekannte» Rotationskolbenmaschine hat die axial wirkende Abdicht-Druckvorrichtung den Zweck, mehrere gleichzeitig umlaufende Teile gegeneinander zu pressen, wobei diese Druckvorrichtung den umlaufendem Kolben auf seinem gesamten Umfang gleichzeitig mit Hochdruck beaufschlagt.Such a rotary piston machine is known from US Pat. No. 3,246,574. With this well-known » Rotary piston machine, the axially acting sealing pressure device has the purpose of several to press rotating parts against each other at the same time, this pressure device the rotating Piston pressurized simultaneously over its entire circumference with high pressure.

Aus der deutschen Patentschrift 1 224 150 ist eine Rotationskolbenmaschine bekannt, bei der das Gehäuseteil mit einer Platte versehen ist, die den Kolben axial abdeckt und auf deren Rückseite das Gehäuse mit Kompensationsräumen versehen ist, um ein dichtendes Anliegen dieser Platte an einer Stirnfläche des Kolbens zu ermöglichen und damit eine Verminderung des Laufspielraumes zwischen der erwähnten Platte und dem Kolben einerseits und zwischen dem Kolben und dem Gehäusedeckel andererseits zu bewirken. Der Kolben bewegt sich hierbei zwischen der durch das Druckmittel fest gegen ihn gepreßten, stillstehenden Platte einerseits und dem feststehenden,A rotary piston machine is known from German patent specification 1 224 150, in which the housing part is provided with a plate which covers the piston axially and on the rear side of which the housing is provided with compensation spaces to ensure a tight fit of this plate on an end face of the To enable piston and thus a reduction in the running clearance between the mentioned To effect plate and the piston on the one hand and between the piston and the housing cover on the other hand. The piston moves between the one that is stationary and is firmly pressed against it by the pressure medium Plate on the one hand and the fixed,

die Steuerfläche bildenden Decksl andererseits. Diesthe control surface forming decks on the other hand. this

hat eine starke Reibung zwischen der feststehendenhas a strong friction between the fixed

Plaiie und dem umlaufenden Drehkolben zur Folge.Plaiie and the rotating piston result.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rotationskol-The object of the invention is to provide a rotary piston

benmaschine der eingangs angeführten Art derart auszubilden, daß sie einfach herstellbar ist, mit geringen Leckageverlusten arbeitet und dabei eine hohe Betriebssicherheit bzw. Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurchben machine of the type mentioned in such a way that it is easy to manufacture, operates with low leakage losses and has a high level of operational reliability and service life.
This object is achieved according to the invention

ίο gelöst, daß ein Seitenteil Ein- und Auslaßkanäle enthält und eine Zu- bzw. Abführkanäle zu den Arbeitskammern aufweisende und diese steuernde Stirnwand der Kolbennabe abstützt, und daß die axial wirkende Abdicht-Druckvorrichtung in der anderen Stirnwandίο solved that a side part contains inlet and outlet channels and an end wall which has supply and discharge channels to the working chambers and controls them the piston hub is supported, and that the axially acting sealing pressure device in the other end wall

»5 der Kolbennabe Druckkammern aufweist, in denen durch den Druck des Arbeitsmediums beaufschlagte, nach außen abgedichtete und an dem gegenüberliegenden Seitenteil abgestützte kolbenartige Verschlußkörper axial beweglich gelagert sind.»5 the piston hub has pressure chambers in which acted upon by the pressure of the working medium, sealed to the outside and on the opposite Side part supported piston-like closure body are axially movably mounted.

Durch diese Maßnahmen werden die Vorteile erreicht, daß alle im Kolben oder in den Seitenteilen angeordneten Leitungen für das Druckmittel axial ausgeführt werden können und dadurch in einfacher Weise, z. B. durch Pressen, Bohren u.dgl. herstellbarBy these measures, the advantages are achieved that all in the piston or in the side parts arranged lines for the pressure medium can be carried out axially and thus in a simpler manner Way, e.g. B. by pressing, drilling and the like. Manufactured

as sind, und daß durch das spezielle Anpressen in axialer Richtung die Leckageverluste auf ein Minimum verringert werden können, wobei von Bedeutung ist, daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ein Gegeneinanderpressen von Teilen auf dem gesamtenas are, and that due to the special pressing in axial Direction the leakage losses can be reduced to a minimum, it being important that by the measures according to the invention a pressing against each other of parts on the whole

Umfang vermieden wird, da den Niederdruck führenden Kanälen stets Niederdruckpolster gegenüberliegen und die Hochdruck führenden Kanäle stets gegenüber von Hochdruckpolstern angeordnet sind. Vorzugsweise sind die kolbenartigen Verschlüß-Scope is avoided, since the low-pressure channels are always opposite low-pressure cushions and the channels carrying high pressure are always arranged opposite high pressure cushions. Preferably, the piston-like closure

körper über Wälzelemente am Seitenteil des Gehäuses abgestützt.body supported by rolling elements on the side part of the housing.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Druckkammern für die kolbenartigen Verschlußkörper durch Axial bohrungen unmittelbar mit den von den Zu- bzw. Abführkanälen radial in die Arbeitskammern einmündenden Kanälen verbunden sind.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the pressure chambers for the piston-like closure body through Axial bores directly with the from the supply and discharge channels radially in the working chambers Emptying channels are connected.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines AusführungsbeispielsFurther details of the invention can be found in the following description of an exemplary embodiment

zu entnehmen. Hierbei zeigtrefer to. Here shows

Fi g. 1 einen Achsschnitt durch eine aus den Teilen nach Fig. 2 zusammengesetzte Umlaufkolbenmaschine, Fi g. 1 shows an axial section through a rotary piston machine composed of the parts according to FIG. 2,

Fig. 2 Einzelteile aus Fig. 1 undFig. 2 items from Fig. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2.3 shows a section along line 3-3 in FIG. 2.

In dem als Stator dienenden Gehäuse 10 ist mittelsIn the housing 10 serving as a stator is means

Lager 11 und 12die Rotorwelle 13 gelagert (Fig. 1).Bearings 11 and 12 support the rotor shaft 13 (Fig. 1).

Mit der Gehäusewand 10a des Gehäuses 10 ist ein Seitenteil 14 mit der Stirnwand 15 fest verbunden.A side part 14 is firmly connected to the end wall 15 by the housing wall 10a of the housing 10.

_S5 Die Gehäusewand 10a sowie das Seitenteil 14 sind mit Einlaß- und Auslaßkanälen 16,16a bzw. 17,17a versehen, die zur Zu- oder Abführung des Druckmittels dienen. _S5 The housing wall 10a and the side part 14 are provided with inlet and outlet channels 16, 16a and 17, 17a, which are used to supply or discharge the pressure medium.

Auf der Rotorwelle 13 ist der Kolben 18 fest angeordnet. Er besteht aus einer Kolbennabe 22, 19, 21, 23, insbesondere aus den Kolbennabenseitenteilen 20 und 21, von denen das Seitenteil 20 mit dem Kolbennabenmittelteil 19 aus einem Stück hergestellt ist, und den Kolbennabenteilen 22 und 23, welche die Kolbeneinheit axial beiderseits begrenzen. Die Teile 21,22 und 23 sind platten- oder ringförmig ausgebildet und weisen beiderseits ebene Stirnflächen auf. Die Verbindung der Teile 19 mit 21, 22 und 23 derThe piston 18 is fixedly arranged on the rotor shaft 13. It consists of a piston hub 22, 19, 21, 23, in particular from the piston boss side parts 20 and 21, of which the side part 20 with the piston boss middle part 19 is made in one piece, and the piston boss parts 22 and 23, which the Limit the piston unit axially on both sides. The parts 21, 22 and 23 are plate-shaped or ring-shaped and have flat end faces on both sides. The connection of parts 19 with 21, 22 and 23 of the

Kolbeneinheit mit der Rotorwelle 13 kann durch Keile, Nuten oder in sonstiger Weise vorgesehen sein. Auch können diese Teile mit einer Sechskant- oder sonstigen Mehrkantbohrung versehen und auf die, entsprechendes Profil aufweisende, Rotorwelle aufgeschoben sein. Ferner können sie durch die Kolbeneinheit in axialer Richtung durchsetzende Druckoder Paßbolzen zu einer Einheit miteinander verspannt sein.The piston unit with the rotor shaft 13 can be provided by wedges, grooves or in some other way. These parts can also be provided with a hexagonal or other polygonal hole and having a corresponding profile, be pushed on the rotor shaft. Furthermore, they can through the piston unit In the axial direction penetrating pressure or fitting bolts are clamped together to form a unit being.

In das Gehäuse 10 der Maschine ist des weiteren ein Mantel 24 eingesetzt, und zwar exzentrisch zur Achse der Rotorwelle 13 bzw. der Kolbeneinheit. An diesem Mantel laufen Kolbenschieber 25 um, die in Schlitzen 26 im Kolbenmittelteil 19 sowie in den Kolbennaben Seitenteilen 20 bzw. 21 geführt sind, wie dieses z. B. in einem der Schlitze der Fi g. 3 dargestellt ist, und z. B. mittels um Längsachsen schwingbarer Kufen an der Innenfläche des Mantels 24 gleiten können. Die Schlitze 26 sind hierbei radial auswärts durch Stege 27 geschlossen, welche die den Schlitzen jeweils benachbarten Sektoren der Seitenteile miteinander verbinden und dadurch einen durchgehenden Außenring am Umfang der Seitenteile bilden. Die Kolbenschieber 25 unterteilen den radial von dem Kolbennabenmittelteil 19 und dem Mantel 24 axial von den Kolbennabenseitenteilen 20 und 21 eingeschlossenen Arbeitsraum 28 in einzelne Arbeitskammer'], die gegeneinander durch die Kolbenschieber abgedichtet sind.A jacket 24 is also inserted into the housing 10 of the machine, eccentrically to the axis of the rotor shaft 13 or the piston unit. On this jacket piston slide 25 run around, which are guided in slots 26 in the piston center part 19 and in the piston hubs side parts 20 and 21, as this z. B. in one of the slots of the Fi g. 3 is shown, and z. B. can slide on the inner surface of the shell 24 by means of runners that can swing about longitudinal axes. The slots 26 are closed radially outward by webs 27 which connect the sectors of the side parts adjacent to the slots with one another and thereby form a continuous outer ring on the circumference of the side parts. The piston slide 25 subdivide the working space 28 enclosed radially by the piston boss center part 19 and the jacket 24 axially by the piston boss side parts 20 and 21 into individual working chambers'], which are sealed from one another by the piston slide.

Das Kolbennabenteil 22 ist mit Kanälen 29 in Form von Bohrungen versehen, die mit entsprechenden Kanälen 30 im Kolbennabenmittelteil 19 bzw. bei zu diesen Kanälen gleichachsiger, zur Rotorwellenachse paralleler Anordnung in kommunizierender Verbindung stehen. Die Kanäle 30 erstrecken sich jedoch nur teilweise in den Kolbennabenmittelteil 19 hinein und sind in radialer Richtung zur radial zugeordneten Arbeitskammer des Arbeitsraumes 28 offen, indem sie den Kolbennabenmittelteil in Form einer öffnung durchbrechen. Sie dienen der Zuführung und Ableitung des Druckmittels zu bzw. von den betreffenden Arbeitskammern.The piston boss part 22 is provided with channels 29 in the form of bores, which are provided with corresponding channels 30 in the piston hub center part 19 or, in the case of these channels, coaxial with the rotor shaft axis parallel arrangement in communicating connection. The channels 30, however, extend only partially into the piston boss center part 19 and are assigned to the radial direction in the radial direction Working chamber of the working space 28 open by having the piston hub center part in the form of an opening break through. They are used to supply and discharge the pressure medium to or from the relevant Chambers of labor.

In Verlängerung der Kanäle 30 sind weitere Kanäle 31 im restlichen Teil des Kolbennabenmittelteils 19, Kanäle 32 im Kolbennabenseitenteil 21 und Bohrungen 33 im Kolbennabenteil 23 vorgesehen, wobei die letztgenannten Bohrungen 33 in Kammern 34 einmünden. As an extension of the channels 30, there are further channels 31 in the remaining part of the piston hub center part 19, Channels 32 are provided in the piston boss side part 21 and bores 33 in the piston boss part 23, the The latter bores 33 open into chambers 34.

Außerdem ist der Kolbennabenteil 23 mit weiteren Axialbohrungen 33a versehen, die von den Schlitzen 26 im Kolbennabenseitente-121 ausgehen, ebenso wie die vorgenannten Bohrungen parallel zur Rotorrollenachse verlaufen und in Kammern 34a einmünden, die den Kammern 34 entsprechen. In den Kammern 34 bitw. IAa sind Verschlußkörper passend eingesetzt, jedoch derart, daß sie sich mindestens etwas in axialer Richtung bewegen können. Dichtmittel wie z. B. Ringdichtungen können den Verschlußkörpern 35 zugeordnet sein, damit eine einwandfreie Abdichtung zwischen der Innenwand der Kammern 34 bzw. 34a und der Außenfläche der VerschlußkörperIn addition, the piston hub part 23 is provided with further axial bores 33a , which extend from the slots 26 in the piston hub side part 121, just like the aforementioned bores run parallel to the rotor roller axis and open into chambers 34a , which correspond to the chambers 34. In chambers 34 bitw. IAa closure bodies are used appropriately, but in such a way that they can move at least somewhat in the axial direction. Sealants such as B. ring seals can be assigned to the closure bodies 35, so that a proper seal between the inner wall of the chambers 34 or 34a and the outer surface of the closure body

35 entsteht. Gegebenenfalls können auch die Axialbohrungen 33a unmittelbar in eine Arbeitskammer der Maschine einmünden.35 is created. If necessary, the axial bores 33a can also open directly into a working chamber of the machine.

Sind Spannbolzen oder Haltebolzen vorgesehen, welche Teile der Kolbeneinheit axial zusammenhal-Are clamping bolts or retaining bolts provided which hold parts of the piston unit axially together?

ten, können sie mit ihrem Schaft die Bohrungen 31, 32,33 passend durchsetzen, wobei die Druckkammer 34 zur Aufnahme des Bolzenkopfes dient. F i g. 2 zeigt die oben beschriebenen Teile im demontierten Zustand. th, they can fit through the bores 31, 32,33 with their shaft, the pressure chamber 34 serves to accommodate the bolt head. F i g. 2 shows the parts described above in the disassembled state.

Im Betrieb der Maschine tritt Druckmittel aus den Kanälen 16,16a, 17,17a über die Stirnwand 15 durch die je nach Drehlage des Kolbens mit den vorgenannten Kanälen kommunizierenden Kanäle 29 und 30 in die betreffende Arbeistkammer des Arbeitsraumes 28When the machine is in operation, pressure medium emerges from the channels 16, 16a, 17, 17a via the end wall 15 through the channels 29 and 30, which communicate with the aforementioned channels depending on the rotational position of the piston, into the relevant working chamber of the working space 28

ao ein bzw. in umgekehrter Strömungsrichtung aus einer solchen heraus. Der dabei in der betreffenden Arbeitskammer aufgebaute Druck des Druckmittels pflanzt sich durch die zugeordneten Bohrungen 31, 32,33 in die Druckkammern 34 bzw. über eine Boh-ao on or in the opposite direction of flow out of such. The one in the relevant Chamber of Labor built-up pressure of the pressure medium is planted through the associated bores 31, 32,33 into the pressure chambers 34 or via a drilling

as rung 33a in die betreffende zugeordnete Druckkammer 34a fort. In diesen Kammern drückt der Druck auf die Verschlußkörper 35 und preßt diese in axialer Richtung von der Kolbeneinheit fort auf ein axial jenseits des Kolbennabenteils angeordnetes, vorzugs-as tion 33a continues into the relevant associated pressure chamber 34a. In these chambers, the pressure presses on the closure body 35 and presses it in the axial direction away from the piston unit onto a preferably arranged axially beyond the piston hub part.

weise als Wälzelement 36 ausgebildetes Lager.wise designed as a rolling element 36 bearing.

Der Reaktionsdruck aus den Kammern 34 bzw. 34a drückt Jedoch die Kolbeneinheit in der zum Druck auf die Verschlußkörper 35 entgegengesetzten Richtung, also in Richtung auf das Seitenteil 14 zu. DieThe reaction pressure from the chambers 34 and 34a , however, pushes the piston unit in the direction opposite to the pressure on the closure body 35, that is to say in the direction of the side part 14 . the

Kolbeneinheit, und zwar alle Teile derselben wie Kolbennabenteile 22, 23, Kolbennabenseitenteile 20, 21 und Kolbennabenmittelteil 19 werden dadurch gegen die Stirnwand des Seitenteils 14 gedrückt, so daß die Endfläche des Kolbennabenteils 22 oder ein sonstigerPiston unit, namely all parts of the same such as piston boss parts 22, 23, piston boss side parts 20, 21 and piston boss middle part 19 are thereby pressed against the end wall of the side part 14 , so that the end face of the piston boss part 22 or something else

♦o geeigneter Teil der Kolbeneinheit auf der Fläche des Seitenteils 14 gleitend umläuft. Damit diese Kraft entstehen kann, mit der die Kolbeneinheit auf das Seitenteil 14 gedrückt wird, ist die erwähnte axiale Beweglichkeit der Verschlußkörper 35 relativ zur Kolben-♦ o suitable part of the piston unit on the surface of the side part 14 rotates slidingly. So that this force can arise with which the piston unit is pressed onto the side part 14, the aforementioned axial mobility of the closure body 35 relative to the piston

einheit vorgesehen, indem diese sich gleichzeitig auf dem rückwärtigen Lager des Wälzelementes 36 derart abstützen, daß die Kammern 34 bzw. 34a verschlossen bleiben und der Druck in den Kammern aufrechterhalten bleibt bzw. beim Umlauf des Kolbens periodisch aufgebaut wird.Unit provided by simultaneously supporting themselves on the rear bearing of the rolling element 36 in such a way that the chambers 34 and 34a remain closed and the pressure in the chambers is maintained or is periodically built up as the piston rotates.

Die Rotorwelle 13 kann dazu dienen, die Rotoreinheit anzutreiben, sofern die Maschine beispielsweise als Pumpe oder Gebläse arbeitet, oder sie kann von der Kolbeneinheit angetrieben werden, wenn die Ma-The rotor shaft 13 can serve to drive the rotor unit, provided that the machine, for example works as a pump or fan, or it can be driven by the piston unit if the machine

schine als Motor verwendet wird .Als Druckflüssigkeit kann ein flüssiges oder gasförmiges Medium benutzt werden.machine is used as a motor. As a hydraulic fluid a liquid or gaseous medium can be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Axia! acting sealing pressure device a rotary piston machine with lifting engagement and slip engagement between a jacket and a piston consisting of a piston hub laterally guiding the rotating jacket and in this radially movable piston valve within a housing with axial side parts, characterized in that a side part (14) contains inlet and outlet channels (17, 17a) and a supply and discharge channels to the working chambers (28) having and controlling them End wall (15) of the piston hub (22, 19, 21, 23) is supported, and that the axially acting sealing pressure device in the other end wall of the piston hub (22, 19, 21, 23) pressure chambers (34, 34 a), in which acted upon by the pressure of the working medium, sealed to the outside and piston-like closure bodies supported on the opposite side part (3i>) are axially moveable.

2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the piston-like Closure body (35) are supported by rolling elements (36) on the side part of the housing (10).

3. Rotary piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure chambers (34, 34a) for the piston-like closure body (35) through axial bores (33, 33a) directly with the supply and discharge channels channels (31, 32) opening radially into the working chambers (28) are connected.