DE2550465A1

DE2550465A1 - Drehkolbenantrieb

Info

Publication number: DE2550465A1
Application number: DE19752550465
Authority: DE
Inventors: Chifuru Nomura
Original assignee: KITAZAWA SHOJI KK
Current assignee: KITAZAWA SHOJI KK
Priority date: 1974-11-11
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR2290593A1; GB1517736A; FR2290593B1; JPS5163092U; US4027576A

Description

PATENTANWÄLTE Z O J U ^ D D

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC. Kltazawa Shöji K.K. y-ki-10

. 6.11.1975 Se/P

Drehkolbenantrieb

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Drehkolbenantrieb dient als Stellglied und wird über ein Druckmedium gesteuert. Er erzeugt unmittelbar ein Drehmoment ·

Bei den bisher bekannt gewordenen Drehkolbenantrieben dieser Art gleiten die Drehflügel sowohl an der Innenwand des zylindrischen Gehäuses als auch an den das zylindrische Gehäuse an beiden Enden abschließenden und abdichtenden Abschlußplatten. Die Ausbildung der abzudichtenden Abschnitte in einem Drehkolbenantrieb dieser Art war zu kompliziert, als daß eine gute Dichtwirkung erzielt werden hätte können. Wegen dieser Schwierigkeit der Dichtung ist der Drehkolbenantrieb trotz seiner vorteilhaft einfachen Mechanik in der Praxis wenig benutzt worden. Das technische Problem lag insbesondere darin, daß es schwierig ist, nicht nur die einander axial gegenüberliegenden Endflächen der Drehflügel gegen die Abschlußplatten, sondern auch die Schultern der Welle gegen die Abschlußplatten zufriedenstellend abzudichten.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, in Anbetracht der oben genannten Schwierigkeit einen verbesserten Drehkolbenantrieb zu schaffen, der eine zuverlässige Abdichtung aufweist. Die Erfindung

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D-707 SCHWÄBISCH GMOND GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÖNCHEN Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank Mündien 70/37 369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89 H. SCHROETER Telegramme: Schroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) KiLEhMANN Telegramme: Schroepat Bocksgaae 49 Telex: 7248868 pagdd Powxheckkonto München 167941-804 LipowskyttraSe 10 Telex: 5 212 248 pave d

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zeigt einen Weg, wie auf einfache Weise die Abschnitte der Dichtung wegfallen können, die an den Stellen liegen, wo die axial entgegengesetzten Endflächen der Drehflügel gegen die Abschlußplatten und wo die Schultern der Welle gegen die Abschlußplatten gedrückt werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die im Anspruch!angegebenen Merkmale.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig.l einen Axialschnitt eines Drehkolbenantriebes, wobei zum besseren Verständnis ein Drehflügel und ein feststehender Flügel einander gegenüberliegend dargestellt sind,

Fig.2 einen Schnitt längs der Linie A-A¹ der Fig.l und

Fig.3 eine perspektivische Ansicht der Rotorbaueinheit der Fig.l.

Ein zylindrisches Gehäuse 1 wird an seinen beiden Enden durch Abschlußplatten 2 abgeschlossen. Innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 befindet sich ein Rotor, der aus einer Welle 5 besteht, an der ein Paar axial auseinanderliegende Scheiben 3, befestigt sind, so daß deren Umfang in der Nähe der Enden des zylindrischen Gehäuses dessen Innenwand in kleinem Abstand gegenüberliegt. Zum Rotor gehört auch ein Paar einander radial gegenüberliegende Drehflügel 4. Die Welle 5 und damit der Rotor 3, 3^f, 4, 5 sind in den Abschlußplatten 2 drehbar gelagert·

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Zwischen den drehbaren Scheiben 3» 3¹ und zugleich zwischen den Drehflügeln 4 sind an der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 1 feststehende Flügel 6 angebracht. Jeder dieser feststehenden Flügel 6 weist zu seinen beiden Seiten abgeschrägte Anschlagsflächen a auf, die parallel zu den Drehflügeln 4 liegen, wenn diese ihre Endstellungen einnehmen.

Jeder der feststehenden Flügel 6 ist längs seines winklig U-förmigen Umfangs, der der Welle 5 und den drehbaren Scheiben 3, 3^f zugewandt ist, mit einer Rille J versehen. Eine Dichtung 8 in eben der gleichen winkligen U-Form ist in die Rille 7 eingelegt und in dichtende Berührung mit der Welle 5 und den drehbaren Scheiben 3, 3¹ gebracht. Die drehbaren Scheiben 3, 3¹ und die Drehflügel 4 weisen an ihrer dem zylindrischen Gehäuse 1 zugewandten Oberfläche eine zusammenhängende Rille auf, die geradlinige Abschnitte 9 und ringförmige Abschnitte 10 hat. Eine aus einem Stück bestehende Dichtung 11 mit ringförmigen Abschnitten 11' ist in die durchgehende Rille 9, 10 eingelegt und steht in dichtender Berührung mit der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 1.

Durch das zylindrische Gehäuse 1, die feststehenden Flügel 6, die drehbaren Scheiben 3, 3¹ und die Drehflügel 4 sind vier Kammern R₁, Rp, R, und R^ begrenzt. Ein Paar einander gegenüberliegende Kammern R, und R, sind mittels eines Durchlasses 12 in der drehbaren Scheibe 3¹ miteinander verbunden. Das andere Paar einander gegenüberliegender Kammern R₂ und Ru sind in ähnlicher Weise mittels eines Durchlasses I3 in der drehbaren Scheibe 3 miteinander verbunden. Außerdem sind im zylindrischen Gehäuse 1 Durchlässe 14 und I5 unmittelbar an d#n feststehenden Flügeln 6 ausgebildet, so daß die erforderliehe Versorgung der vier Kammern R₁ - R* durch diese Durch-

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lasse 14 und 15 erfolgen kann. Die Durchlässe 14 und 15 dienen jeder abwechselnd als Zu- und Ableitung.

Luft hohen Druckes wird als Arbeitsmedium durch den einen Durchlaß 14 in das zylindrische Gehäuse 1 eingeführt, wobei der andere Durchlaß 15 bei niedrigem Druck mit der abführenden Leitung verbunden ist, um eine Druckdifferenz zwischen der Luft hohen Druckes in den Kammern R, und R_^ und der Luft niederen Druckes in den Kammern Rp und R^ herzustellen. Ein durch diese Druckdifferenz erzeugtes Drehmoment verursacht die Drehung der Drehflügel 4, wobei eine Dichtwirkung mit Bezug auf die Innenwand des zylindrischen Gehäuses 1 aufrechterhalten wird. Die Drehung der Drehflügel 4 wiederum verursacht die Drehung der Welle 5#die in Berührung mit der Dichtung 8 der feststehenden Flügel 6 steht. Dabei wird Luft aus den Kammern R« und R^, durch den Durchlaß 1.5 ausgestoßen. Wenn Luft unter hohem Druck durch den Durchlaß 15 in das zylindrische Gehäuse 1 eingelassen wir$ und der Durchlaß 14 mit einer abführenden Leitung bei niederem Druck verbunden ist, drehen sich die Drehflügel 4 in der entgegengesetzten Richtung und die Luft aus den Kammern R₁ und R_ wird durch den Durchlaß ausgestoßen. Diese Arbeitsweise wird abwechselnd wiederholt, um einen gewünschten Antrieb zu erzielen.

Die Dichtungen sind aus genügend elastischem Material, um die Berührungsflächen vollkommen luftdicht zu halten.

Wie bereits erwähnt, sind bei dem neuen Drehkolbenantrieb die geradlinigen Abschnitte 9 und die ringförmigen Abschnitte der Rillen entlang den Außenkanten der Drehflügel 4 und entlang dem Umfang der drehbaren Scheiben 3, jj¹ ausgebildet. Die aus

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einem Stück bestehenden Dichtung 11 mit den ringförmigen Abschnitten 11' ist in die entsprechenden Rillenabschnitte eingelegt. An der Umfangsflache der feststehenden Flügel 6 sind Rillen 7 ausgebildet, die jeweils winklig U-förmig verlaufen und in die jeweils eine winklig U-förmige Dichtung eingelegt ist, um eine Dichtwirkung zu den drehbaren Scheiben 3, 35' und zur Welle 5 herzustellen. Das zylindrische Gehäuse 1, die drehbaren Scheiben 3 und 3',«die Drehflügel 4 und die feststehenden Flügel 6 begrenzen vier Kammern R, , R₂, R_ und R₂,, wovon einanander radial gegenüberliegende Kammern mittels Durchlässen 12 und I3 verbunden sind. Auf diese Weise ist das Problem der Dichtung zur Rotorbaueinheit, das bei den bisher bekannten Ausführungen schwierig zu lösen war, ersetzt durch das Problem der Dichtung^nur entlang der Innenwand des zylindrischen Gehäuses, das viel einfacher zu lösen ist und ein Drehstellglied von äußerst zuverlässiger und wirksamer Arbeitsweise zu erhalten gestattet. Die erforderliche Dichtung um die Welle wird ausschließlich durch die Dichtung an der Innenwand des zylindrischen Gehäuses bewirkt. Jeder der feststehenden Flügel hat eine dynamisch dichtende Oberfläche gegenüber der gesamten, Drehschwingungen ausführenden Rotorbaueinheit anstelle einer statisch dichtenden Oberfläche zwischen dem Gehäuse und den seitlichen Abschlußplatten bei den her bekannten Anordnungen, wiewohl diese und der Gegenstand der Erfindung gemeinsam haben, daß um die Oberfläche jedes feststehenden Flügels eine U-förmige Dichtung gelegt ist·

Es versteht sich, daß anstelle der Luft hohen Druckes als Arbeitsmedium auch eine unter hohem Druck stehende Flüssigkeit ohne Verschlechterung der Antriebswirkung Verwendung finden kann«

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Drehkolbenantrieb mit einem zylindrischen Gehäuse, vom zylindrischen Gehäuse nach innen ragenden feststehenden Flügeln, deren jeder mit einer winklig U-förmigen Dichtung versehen ist, die mit ihrem Mittelsteg an einer Drehflügel tragenden Welle gleitend anliegt, dadurch gekennze lehnet, daß beiderseits an die Drehflügel^) axial unmittelbar anschließend zwei Scheiben (3, 3') an der Welle (5) befestigt sind, so daß die Welle (5), die Scheiben (3, 3¹) und die Drehflügel (4) zusammen einen Rotor (3, 3¹, 4, 5) bilden, daß jede der Scheiben (3, 3¹) an ihrem Umfang eine ringförmige, an der Innenwand des zylindrischen Gehäuses (1) gleitend anliegende Dichtung (H') trägt und daß die beiden Seitenschenkel der winklig U-förmigen Dichtung (8) der feststehenden Flügel (6) an den einander zugewandten Seiten der beiden drehbaren Scheiben (3, 3¹) gleitend anliegen·

2. Drehkolbenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rillen (10, 9) am Umfang der drehbaren Scheiben (3, 3¹) und an der Außenkante der Drehflügel (4) ineinander übergehen und daß eine in diese Rillen (10, 9) eingelegte, dementsprechend verzweigte Dichtung (11, 11') aus einem einzigen Stück elastischen Materials besteht, das über seine ganze Länge nur an der Innenwand des zy lindrischen Gehäuses (1) gleitend anliegt.

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Drehkolbenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei feststehende Flügel (6) und zwei Drehflügel (4) zusammen mit den drehbaren Scheiben (3, 3¹) vier Kammern (R., Rp, R_, Ru) variablen Volumens begrenzen, von denen Jeweils ein Paar (R₁, R^; Rg, R₁^) einander gegenüberliegende Kammern mittels eines Durchlasses (12; 13) im Rotor(3,3^!, 4, 5) verbunden sind und eine Kammer (R₁; Rp) jedes Paares (R₁, R,; Rg, R₁.) mittels eines Durchlasses (14; 15) im zylindrischen Gehäuse (1) mit einem Außenanschluß versehen ist·

4· Drehkolbenantrieb nach Anspruch (3^ dadurch gekennzeichnet, daß jede der drehbaren Scheiben (3, 3¹) einen Durchlaß (12, I3) für eines der Paare(R₁, R_; R₃, R^.) Kammern aufwe ist·

5· Drehkolbenantrieb nach Anspruch (3 oder 4) , dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Flügel (6) Anschlagflächen (a) für die Drehflügel (4) aufweisen, und daß unmittelbar neben einer der beiden Anschlagflächen (a) jedes feststehenden Flügels (6) einer der Durchlässe (14, 15) im zylindrischen Gehäuse (1) angeordnet ist.

6. Drehkolbenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in axialem Abstand zu den drehbaren Scheiben (3, 3^f) zwei feststehende Abschlußplatten (2) das zylindrische Gehäuse (1) abschließen und den Rotor (3, 3¹, 4, 5) drehbar lagern·

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