DE2929451A1

DE2929451A1 - Drehschiebermaschine

Info

Publication number: DE2929451A1
Application number: DE19792929451
Authority: DE
Inventors: Hans Ryffel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1980-01-31
Also published as: JPS5537595A; CH634385A5; IT1122605B; IT7924439A0; FR2431599A1

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ

PROFESSIONAL REPXESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES ACRiES PKES !.'OFFICE EUROFEEN DES BREVETS

JR.-ING. FRANZ WUESTHOFF OR. PHIL. FKEDA VUESTHOFF (1927-1956) DIPL.-ING. GERHARD PULS (l9J2-I970 DIPL.-CHEM.DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPI_n-VIRTSCH₁-INCRUPERT COITZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE

telefon: (089) 6620 jr

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

telex: j 14 070

1A-52 506 -20.JuIi 1979

Patentanmeldung

Anmelder: Hans RYFFEL₇

in Böden 169, 8046 Zürich, Schweiz

Titel:

Drehschiebermaschine

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DR.-ING. FRANZ VUESTHOFF PATENTANWALTS dr. phil. preda wuesthoff (1527-195$)

JTUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOET2 „„,.-,ng. gerhard fuls (.9,2-1,71)

DIPL.-CHEM. DX. E. FKEIHERK VON FBCHMANN FKOFESSIONAL KEPRESENTATIV.es BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DK.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROFEBN DESffyrjFrQ 451 DIPL.-ING.; DIFL.-WIKTSCH.-INe. KUFEKT COBTZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 51 telegramm: fkotbctfatent

TELEX;

1A-52 506 20.JuIi 1979

Beschreibung

Drehschiebermaschine

Die Erfindung betrifft eine Drehschiebermaschine mit einem Gehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, der einen seine Drehachse enthaltenden Führungsschlitz aufweist, in dem in Richtung eines Rotordurchmessers verschiebbar ein Drehschieber geführt ist, dessen radial äußere Enden beide gegen die innere ümfangswand des Gehäuses abgedichtet sind.

Bei einer besonders einfachen, aus der CH-PS 540 434 bekannten Drehschiebermaschine dieser Gattung, deren Drehschieber in einem kreiszylindrischen Rotor verschiebbar geführt ist, liegt die Drehachse des Rotors auf dem Pol einer Kreiskonchoide, während die innere Umf angswand des Gehäuses, die zusammen mit dem Rotor den Arbeitsraum der Maschine begrenzt, auf der Hüllkurve eines mit seinem Zentrum auf der Kreiskonchoide bewegten Kreises liegt. Wird der Drehschieber mit einer konvex gewölbten Abrundung und einer dem Konchoidenstrahl und dem doppelten Radius des erwähnten Kreises entsprechenden Länge unter Berücksichtigung eines geringen Laufspiels ausgeführt, so liegt dieser Drehschieber in allen Drehwinkelstellungen des Rotors linien-

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förmig an der inneren ümfangswand des Gehäuses dichtend an. Die Betriebsergebnisse solcher Drehschiebermaschinen sind im allgemeinen sehr gut, jedoch ist die Abdichtung zwischen dem Drehschieber und der inneren Ümfangswand des Gehäuses nicht ganz befriedigend, wenn die Temperatur des Drehschiebers und/ oder Gehäuses von derjenigen abweicht, die bei der Längenbemessung des Drehschiebers zugrundegelegt worden ist oder wenn nach einer bestimmten Betriebszeit eine Abnutzung aufgetreten ist. Wenn auch die bekannte Drehschiebermaschine durch Auswechseln des Drehschiebers auf verhältnismäßig einfache und wenig aufwendige Weise wieder in Ordnung gebracht werden kann,bedeutet ein solcher Vorgang doch eine unerwünschte Betriebsunterbrechung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Drehschiebermaschine der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß der Drehschieber in der Lage ist, etwaige Abweichungen von der idealen Form der Dichtflächen und/oder den Sollmaßen der die Dichtflächen aufweisenden Bauteile infolge von Herstelltolerenzen, Abnutzung oder Wärmedehnung zu kompensieren, ohne daß der Bauaufwand wesentlich erhöht wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an den beiden radial äußeren Enden des Drehschiebers je ein Dichtkörper angeordnet ist, der mittels an ihm ausgebildeter Seitenflächen an Führungsflächen des Drehschiebers in Richtung des genannten Rotordurchmessers verschiebbar geführt ist und daß mindestens die eine Seitenfläche an eine Druckfluidleitung angeschlossen ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

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Fig.1 eine Seitenansicht einer Drehschiebermaschine mit einem einzigen Drehschieber, deren eine Seitenwand entfernt ist, Fig.2 ein Ende des Drehschiebers in einem vergrößerten Schnitt, Fig.3 eine andere Ausführungsform eines Endes des Drehschiebers in ähnlicher Darstellung wie in Fig.2, Fig.4 eine weitere Ausführungsform eines Endes des Drehschiebers in ebenfalls ähnlicher Darstellung wie in Fig.2, und Fig.5 den Schnitt V-V in Fig.4.

Die in Fig.1 dargestellte Drehschiebermaschine weist ein Gehäuse auf, dessen innere Umfangswand 2 auf einer Hüllkurve eines mit seinem Zentrum auf einer Kreiskonchoide bewegten Kreises liegt und den Arbeitsraum 3 der Drehschiebermaschine umgrenzt. Gewindelöcher 4, die von der in Fig.1 freiliegenden Stirnfläche des Gehäuses 1 ausgehen, dienen zum Befestigen einer das Gehäuse im Betrieb abschließenden, nicht dargestellten Seitenwand. In der inneren Umfangswand 2 des Gehäuses 1 sind zwei Aussparungen 6,7 angeordnet, in die je ein zur Außenseite des Gehäuses 1 führender Kanal 8 bzw 9 mündet.

Im Gehäuse 1 ist ein zylindrischer Rotor 10 mit einem Zapfen in einer Bohrung 12 gelagert. Die Drehachse 14 des Rotors 10, die zugleich dessen geometrische Achse ist, liegt im Pol der zur Herstellung der inneren Umfangswand 2 des Gehäuses 1 verwendeten Kreiskonchoide, deren Scheitel 15 die Umfangsflache des Rotors 10 berührt.

Der Rotor 10 weist einen Führungsschlitz 16 auf, der in bezug auf einen Rotordurchmesser 19 symmetrisch ist. Im Führungsschlitz 16 ist ein Drehschieber 20 in Richtung des Rotordurchmessers 19 verschiebbar geführt. Der Drehschieber 20 weist ah seinen beiden radial äußeren Enden Dichtflächen 21 auf, die im Gegensatz zum vorausgesetzten Stand der Technik nicht am Drehschieber 20 selbst, sondern an je einem Dichtkörper 22 ausgebildet sind. Die beiden Dichtkörper sind am Drehschieber 20 unabhängig voneinander in Richtung des Rotordurchmessers 19 verschiebbar geführt.

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Zeigt der Pfeil 23 die Drehrichtung des Rotors 10 an_f so arbeitet die Drehschiebermaschine als Motor, wenn durch den Kanal 9 Druckfluid zugeführt wird. Dann herrscht in dem mit dem Kanal 9 verbundenen Teil des Arbeitsraumes 3 Hochdruck und im anderen Teil Niederdruck.

Gemäß Fig.2 bis 5 kann der Dichtkörper 22 in verschiedener Weise ausgebildet sein:

Der in Fig.2 dargestellte Dichtkörper 22 hat einen U-förmigen Querschnitt mit einem kappenförmigen Mittelteil 23, an dem die Dichtfläche 21 ausgebildet ist, und zwei Schenkel 25, deren innenliegende Seitenflächen 26 an je einer Führungsfläche 27 des Drehschiebers 20 anliegen. Infolge unvermeidlicher Toleranzen und des für eine leichte Verschiebbarkeit der Dichtkörper 22 erforderlichen Spiels zwischen den Seitenflächen 26 und Führungsflächen 27 sind die im Betrieb auf die Dichtkörper 22 einwirkenden äußeren Druck- und Reibungskräfte bestrebt, die Drehschieber zu verkanten. Um diesem Bestreben entgegenzuwirken und die leichte Verschiebbarkeit der Dichtkörper 22 sicherzustellen, ist wesentlich, daß mindestens die eine Seitenfläche 26 jedes Dichtkörpers 22 sowie die zugehörige Führungsfläche dem Druck eines Druckfluids ausgesetzt sind, am einfachsten des Druckfluids, das als Arbeits- oder Fördermedium die Drehschiebermaschine durchströmt.

Zu diesem Zweck sind gemäß Fig.2 die Seitenflächen 26 durch in den Schenkeln 25 vorgesehene Druckfluidleitungen 28 mit dem Arbeitsraum 3 beiderseits des Drehschiebers 20 verbunden. Dadurch erreicht Druckfluid aus dem Arbeitsraum 3 nicht nur die jeweils benachbarte Führungsfläche 27, sondern, mit gedrosseltem Druck, auch die von der Dichtfläche 21 abgewandte Innenfläche des betreffenden Dihtkörpers 22, so daß dieser gegen die innere ümfangswand 2 des Gehäuses 1 gedruckt wird, während zugleich die Seitenflächen 26 und Führungsflächen 27 geschmiert werden.

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Die Druckfluidleitungen 28 können an beliebiger Stelle der Schenkel 25 angeordnet sein, wobei in jedem Schenkel auch mehrere solche Druckfluidleitungen 28 vorgesehen sein können oder von den beiden Schenkeln 25 jedes Dichtkörpers 22 nur der bei gegebener Drehrichtung hochdruckseitige Schenkel eine oder mehrere solche Druckfluidleitungen 28 aufweist. Anstelle der dargestellten Druckfluidleitungen 28, die als Bohrungen im rechten Winkel zum Durchmesser 19 ausgebildet sind, können auch Druckfluidleitungen vorgesehen sein, die als von den freien Enden der Schenkel 25 ausgehende Nuten ausgebildet sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.2 muß darauf geachtet werden, daß die äußeren Seitenflächen 29 der Dichtkörper 22 mit den Seitenflächen des Drehschiebers 20 auch im Betrieb, d.h. bei Einwirkung des Druckfluids, bündig sind. In dieser Hinsicht sind die Ausführungsformen gemäß Fig.3 und 4 einfacher. Der Dichtkörper 22 gemäß Fig.3 weist einen pilzförmigen Querschnitt auf und ist in einer radial nach außen offenen Nut 30 des Drehschiebers 20 geführt. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig.2 sind die geführten Seitenflächen 26 des Dichtkörpers 22 Außenflächen, während die Führungsflächen 27 des Drehschiebers 20 Innenflächen sind. Die Druckfluidleitungen 28 sind im Drehschieber 20 angeordnet. Die Wirkung des Fluiddrucks ist jedoch dieselbe wie bei der Ausführungsform nach Fig.2: Die Dichtkörper 22 können sich leicht in Richtung des Durchmessers 19 verschieben und auf diese Weise eine verbesserte Abdichtung des Drehschiebers 20 gegenüber der inneren Umfangswand 2 des Gehäuses gewährleisten.

Der Dichtkörper 22 nach Fig.4 und 5 ist stab- oder plattenförmig ausgebildet und hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Dichtfläche 21 ist auch hier konvex gewölbt, jedoch wesentlich schmaler als bei den Ausführungsformen gemäß Fig.2 und 3, so daß radial äußere Flächen 31 des Drehschiebers 20 freiliegen und der inneren Umfangswand 2 mit mehr oder weniger großem Spiel unmittelbar gegenüberstehen. Jeder Dichtkörper 22

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ist auch hier in einer Nut 30 des Drehschiebers 20 geführt. Jede dieser Nuten 30 hat einen kreisbogenförmigen Grund 32 und der zugehörige Dichtkörper 22 hat eine komplementäre kreisbogenförmige Fußfläche 33. Im dargestellten Beispiel ist der Grund 32 konkav und die Fußfläche 33 konvex; es könnte jedoch auch umgekehrt sein. In beiden Fällen gewährleistet die Kreisbogenform des Bodens 32 und der Fußfläche 33, daß der Dichtkörper 22 sich durch geringfügige Schwenkungen in der Ebene der Fig.5 der inneren Umfangswand 2 des Gehäuses 1 anpassen kann.

Eine weitere Abweichung der Ausführungsform gemäß Fig.4 und von derjenigen gemäß Fig.3 besteht darin, daß die Führungsflächen 27 des Drehschiebers 20 rings um die Mündungen der Druckfluidleitungen 28 je eine Drucktasche 34 aμfweisen. Durch die Form und Größe der Drucktasen 34, die im dargestellten Beispiel eine gleichmäßige Tiefe haben, läßt sich eine solche Druckverteilung zwischen den Seitenflächen 26 und Führungsflächen 2 7 erzielen, daß der betreffende Dichtkörper 22 gegen möglichst geringen Reibungs- und Verkantungswiderstand verschiebbar ist.

Entsprechende Drucktaschen 34 können auch bei den Ausführungsformen nach Fig.2 und 3 vorgesehen sein. Gegebenenfalls können auch die Druckfluidleitungen 28 als Zulaufdrosseln ausgebildet sein. Da bei jedem Umlauf des Rotors 10 ein Druckseitenwechsel eintritt, die Druckfelder an den Seitenflächen 2 6 und Führungsflächen 2 7 jedoch verhältnismäßig langsam abgebaut werden, bleibt die leichte Verschiebbarkeit der Dichtkörper 22 auch bei und nach jedem Druckseitenwechsel erhalten.

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Leerseite

Claims

DR.-ING. FRANZ VUESTHOFF

PATENTANWÄLTE _{DR pHIL FREDA TÜESTHO}ff (1917-19$$

WUESTHOFF -v. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 „,^»«.geihud puls

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON FECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPtEN DES BREVETS DIPL.-ING.J DIPL₁-WIrTSCH₁-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 Ji telegramm: protectpatent telex: 524070

1A-52 506 20.JuIi 1979

Patentansprüche

Μ. j Drehs chi ebermas chine mit einem Gehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, der einen seine Drehachse enthaltenden Führungsschlitz aufweist, in dem in Richtung eines Rotordurchmessers verschiebbar ein Drehschieber geführt ist, dessen radial äußere Enden beide gegen die innere Umfangswand des Gehäuses abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden radial äußeren Enden des Drehschiebers (20) je ein Dichtkörper (22) angeordnet ist, der mittels an ihm ausgebildeter Seitenflächen (26) an Führungsflächen

(27) des Drehschiebers (20) in Richtung des genannten Rotordurchmessers (19) verschiebbar geführt ist, und daß mindestens die eine Seitenfläche (26) an eine Druckfluidleitung (28) angeschlossen ist.
2. Drehschiebermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Dichtkörper (22) einen U-förmigen Querschnitt aufweist, mit einem gegen das Gehäuse (1) abdichtenden kappenartigen Mittelteil (23) und zwei Schenkeln (25), an denen je eine der geführten Seitenflächen (26) ausgebildet ist und von denen mindestens der bei gegebener Drehrichtung (Pfeil 23) des Rotors (10) vorwiegend hochdruckseitige Schenkel mindestens eine Druckfluidleitung

(28) aufweist (Fig. 2).

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3. Drehschiebermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (22) einen pilz- oder stabförmigen Querschnitt aufweist und seine geführten Seitenflächen (26) an mindestens eine im Drehschieber (20) vorgesehene Druckfluidleitung (28) angeschlossen sind (Fig. 3, Fig. 4 und 5) .
4. Drehschiebermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der geführten Seitenflächen (26) oder Führungsflächen (27) mindestens eine Drucktasche (34) aufweist.
5. Drehschiebermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (27) des Drehschiebers (20) sowie die daran geführten Seitenflächen (26) des Dichtkörpers (22) durch komplementäre, in zur Drehachse (14) des Rotors (10) und zum genannten Durchmesser (19) parallelen Ebenen kreisbogenförmige Boden- bzw. Fußflächen (32,33) begrenzt sind.

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