DE2522238C3

DE2522238C3 - Steuerungseinrichtung für eine Rotationskolben-Expansionsmaschine

Info

Publication number: DE2522238C3
Application number: DE19752522238
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Masch.-Techn Zürich Hirmann (Schweiz)
Original assignee: Inventa AG für Forschung und Patentverwertung, Zürich (Schweiz)
Priority date: 1974-05-21
Filing date: 1975-05-20
Publication date: 1978-02-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für eine Rotationskolben-Expansionsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Rotationskolben-Expansionsmaschine mit einer Steuerungseinrichtung ist aus der DT-OS 47 133 bekannt

Bei der bekannten Maschine wird die Steuerungseinrichtung direkt von der Maschine betätigt und die Menge des zugeführten Druckmediums gesteuert.

Eine selbstregulierende Druckmittelzufuhr ist bei dieser bekannten Maschine nicht möglich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, bei einer Rotationskolben-Expansionsmaschine obengenannter Art mit einfachen Mitteln die Druckmittelzufuhr selbsregulierend so auszubilden, daß man eine lastunabhängige Drehzahlregelung erhält

Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zusammengefaßt Der Unteranspruch 2 beinhaltet eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung.

Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung hat den Vorteil, daß es mit einfachen Mitteln gelingt, beispielsweise bei zunehmender äußerer Belastung eine Erhöhung der Drehzahl zu erzielen. Es können sehr hohe Anlaufdrehmomente erreicht werden. Bedingt durch den kleinen Steuerweg sind die auftretenden Massenkräfte gering. Die Steuerung erfolgt direkt mit den aktiven Kräften, so daß der benötigte Regelkreis praktisch in der Maschine selbst geschlossen wird.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine Rotationskolben-Expansionsmaschine mit einer Ausführungsform der Steuereinrichtung,

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie U-II von F i g. 1.
Die in Fig. 1 gezeigte Rotationskolben-Expansionsmaschine besteht aus einer Gehäusehälfte 3 und einer Gehäusehälfte 4, die auf der einen Seite durch Scharniere 5 um eine Achse 6 verschwenkbar verbunden sind. In der Gehäusehälfte 4 ist mittels Lager 42 eine Welle 40 gelagert, an der innerhalb der Gehäusehälfte 4 eine Schrägscheibe 41 sitzt gegenüber der in der Gehäusehälfte 3 eine Stützscheibe 37 mittels Lager 45 drehbar gelagert ist Die Achsen der Welle 40 der Schrägscheibe 41 und der Welle der Stützscheibe 37 schließen einen Winkel ein. Zwischen der Schrägscheibe 41 und der Stützscheibe 37 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Expansionskammern drei

is Walkzellen aus einem elastisch verformbaren Material angeordnet Die Walkzellen 30 sind an der zylindrischen Stützscheibe 37 mittels Klebstoff 32 und 33 befestigt und mit stützscheibenseitigen Einlaß- und Auslaßstutzen verbunden, die ihrerseits über entsprechende Kanäle

zo mit einer Steuerungseinrichtung verbindbar sind. Diese Steuerungseinrichtung besteht aus einer elastisch verformbaren Durchflußregulierungszelle 45, die auf der dem Scharnier 5 gegenüberliegenden Seite in einem von Flanschen 8 und 9 der Gehäusehälften 3 bzw. 4 gebildeten Spalt angeordnet ist. Die Durchflußregulierungszeile 45 besteht aus einer deformierbaren Kunststoffolie und ist an der Gehäusehälfte 3 angeklebt und mit einem Einlaßkanal 35 sowie einem Auslaßkanal 36 für das Arbeitsmedium (Fig.2) verbunden. Zwischen dem Einlaßkanal 35 und dem Auslaßkanal 36 im Flansch

8 der Gehäusehälfte 3 ist an der Gehäusehälfte 4 ein Steg 11 vorgesehen, der abhängig von der Verschwenkung der Gehäusehälfte 4 um die Schwenkachse 6 den Durchflußquerschnitt 39 in der Durchflußregulierungszelle 45 einstellt

In dem Flansch 9 des Gehäuseteils 4 ist ein einstellbarer Anschlag 16 in Form einer Schraube angeordnet die die minimale Spaltbreite durch das Anliegen ihrer Stirnseite an der Innenseite des

Flansches 8 der Gehäusehälfte 3 begrenzt. Der Flansch

9 hat einen Bügel 25 mit einem zum Flansch 9 parallelen Ansatz, in dem ein weiterer Anschlag 27 in Form einer Schraube angeordnet ist, deren Stirnseite bei maximaler Spaltbreite an der Außenseite des Flansches 8 anliegt Durch eine Bohrung in dem Flansch 8 ist ein Bolzen 20 hindurchgeführt, der im Flansch 9 befestigt ist. Auf dem Bolzen 20 sitzt eine Mutter 23. Zwischen der Mutter 23 und der Außenseite des Flansches 8 ist eine Schraubenfeder 21 angeordnet, deren Vorspannung durch die

Schraube 23 einstellbar ist. Durch diese Vorspannung

wird der Druck festgelegt, mit dem die Flansche 8 und 9 der Gehäusehälften 3 und 4 gegeneinandergedrückt werden.

In Betrieb wird ein Arbeitsmedium, wie Druckluft,

über den Einlaßkanal 35 zugeführt und durch die Durchflußregulierungszelle 45, den Auslaßkanal 36 sowie entsprechende Kanäle in der Gehäusehälfte 3 und der Stützscheibe 37 der momentan angesteuerten Walkzelle 30 zugeführt, die ihr Volumen vergrößert.

Infolge der beschriebenen Anordnung der Stützscheibe

37 und der im Winkel dazu angeordneten Schrägscheibe 41 wird ein Drehmoment induziert so daß sich die beiden Scheiben und somit auch die Welle 40 drehen.

Mit steigendem Leistungsbedarf, d. h. mit sinkender

Drehzahl, und somit bei besserer Füllung der Walkzellen 30 mit steigendem Drehmoment werden auch die Spreizkräfte, welche durch die Walkzellen 30 die Gehäusehälften 3 und 4 um die Schwenkachse 6 zu

verschwenken versuchen, größer. Dadurch entfernt sich bei steigendem Drehmoment und steigernder Spreizkraft der Steg Il des Flansches 9 der Gehäusehälfte 4 vom Flansch 6 der Gehäusehälfte 3, wodurch der DurchlaßquerschnJtt 39 der DurchflußreguUerungszelle 45 größer wird und die Feder 21 bis zur Erzielung eines Gleichgewichtyszustandes vorgespannt wird. Man erhält also eine Steuerung der Arbeitsmediumzufuhr durch den abhängig vom Lastdrehrnomeiit betätigten Steg 11. Durch entsprechende Wahl der Abmessungen der Durchflußregulierungszelle 45 und der Charakteristik der Feder 21 ist es möglich, bei zunehmender Belastung an der Welle 40 deren Drehzahl abnehmen zu lassen, beizubehalten oder zu erhöhen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerungseinrichtung für eine Rotationskolben-Expansionsmaschine mit zwischen einer Schrägscheibe und einer Stützscheibe, die beide innerhalb von sie umgebenden Gehäusehälften drehbar gelagert sind und deren Achsen einen Winkel einschließen, befindlichen elastisch verformbaren Walkzellen als Expansionskammern, die mit der Stützscheibe mittels Einlaß- und Auslaßstutzen befestigt sind, weiche über in der Stützscheibe befindliche Kanäle mit der Steuerungseinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung eine elastisch verformbare Durchflußregulierungszelle (45) ist, die in dem von beiden Gehäusehälften (3, 4) gebildeten, sich abhängig vom Expansionskammerdruck ändernden Spalt angeordnet ist, und d&ß au? die zwischen einem Einlaßkanal (35) and einem Auslaßkanal (36) für das Druckmedium angeordnete Durchflußregulierungszelle (45) ein Sperrorgan in Form eines an der einen Gehäusehälfte (4) befindlichen Steges (11) einwirkt, wobei die maximale und minimale Spaltbreite durch Anschläge (27,16) begrenzt und der Spalt in der Schließstellung durch eine Feder (21) vorgespannt ist.

2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäusehälften (3,4) etwa diametral zur Steuerungseinrichtung mittels Scharniere (5) miteinander verbunden sind.