DE3303906A1 - DISPLACEMENT MACHINE FOR FLUIDE - Google Patents
DISPLACEMENT MACHINE FOR FLUIDEInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine für Fluide mit einem exzentrisch im Zylinder angeordneten Dreh- bzw. Kreiskolben mit in Schlitzen geführten Dichtleisten, wobei die Zylinderwandung als Riemenscheibe ausgebildet oder drehbar im Gehäuse gelagert und formschlüssig mit dem Kolben verbunden ist und diesen mitführt oder von diesem mitgeführt ist.The invention relates to a positive displacement machine for fluids with a rotary or rotary piston arranged eccentrically in the cylinder with sealing strips guided in slots, wherein the cylinder wall designed as a pulley or rotatably mounted in the housing and positively connected to the piston and this entrains or carried by this is.
Eine derartige Verdrängermaschine ist aus dem DE-GM 75 40 bekannt, sie wird dort als besonders leistungsfähig beschrieben, da die geringe Relativbewegung zwischen den DichtTeisten und der Zylinderwand die Reibleistung und den Verschleiß der Dichtleisten reduziert, so daß ein Betrieb mit hohen Drehzahlen zulässig ist.Such a displacement machine is known from DE-GM 75 40, it is described there as particularly powerful, because the small relative movement between the sealing strips and the cylinder wall reduces friction and wear the sealing strips are reduced so that operation at high speeds is permissible.
Als Nachteil dieser Verdrängermaschine kann der aufwendige Mechanismus für den Formschluß zwischen dem Dreh- bzw. Kreiskolben und der Zylinderwandung angesehen werden, der aus Mitnehmern am Kolben und Ausnehmungen in der Stirnwand gebildet wird.A disadvantage of this displacement machine can be the complex mechanism for the form fit between the rotary or rotary piston and the cylinder wall, which is formed from drivers on the piston and recesses in the end wall will.
Da die Stirnwände des Zylinders ebenfalls mit dem Zylinder verbunden sind, muß jeder durch zwei benachbarte Dichtleisten begrenzte Zylinderabschnitt mit je einem Saug- und Druckventil ausgestattet sein, wobei die Zu- und Abführung des aus den rotierenden Stirnwänden austretenden Rördermediums durch nierenförmige Ausnehmungen und öffnungen eines feststehenden Deckels erfolgt.Since the end walls of the cylinder also match the cylinder are connected, each cylinder section bounded by two adjacent sealing strips must each have a suction and Be equipped with a pressure valve, with the supply and discharge of the conveying medium emerging from the rotating end walls takes place through kidney-shaped recesses and openings of a fixed cover.
Da zwischen dem Deckel und der Stirnwand des Zylinders ein Bewegungsspalt vorgesehen sein muß, ergeben sich Leckagen und Druckverluste zwischen den Ausnehmungen.Since a movement gap must be provided between the cover and the end wall of the cylinder, there are leaks and pressure losses between the recesses.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine eingangs genannte Verdrängermaschine so zu gestalten, daß der aufwendige Mitnehmermechanismus vereinfacht ist, daß ein Betrieb ohne Ven-The object of the invention is therefore to design a displacement machine mentioned at the outset in such a way that the complex driver mechanism it is simplified that an operation without a
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tile bzw. mit höchstens einem Saug- und einem Druckventil durchführbar ist, daß Leckagen und Druckverluste nicht entstehen und die Reibleistung verringert ist.tile or with a maximum of one suction and one pressure valve it is feasible that leakages and pressure losses do not arise and the friction loss is reduced.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche genannt.In a device of the generic type, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 and / or of claim 5 solved. Advantageous designs are named with the features of the subclaims.
Mit der Erfindung sind die Vorteile einer fliehkraftfreien Lagerung für eine Verdrängermaschine nach dem Kreiskolbenprinzip erreichbar geworden und für eine Verdrängermaschine nach dem Drehkolbenprinzip (Flügelzellenpumpe),- die Vorteile einer geringen Reibleistung durch die geringe Relativbewegung zwischen den Dichtleisten und der Zylinderwandung und der verminderten Anlagekraft der durchbrochenen Dichtleisten an die Zylinderwand. Da die erfindungsgemäße Verdrängermaschine durch die durchbrochenen Dichtleisten ohne Ventile arbeiten kann, ergibt sich ein vereinfachter Aufbau derselben. Hierdurch sind konstruktive, fertigungstechnische und kostensenkende Vorteile gegeben. 20With the invention, the advantages of a centrifugal-free bearing for a displacement machine based on the rotary piston principle have become achievable and for a displacement machine based on the rotary piston principle (vane pump), - the advantages of low friction due to the low relative movement between the sealing strips and the cylinder wall and the reduced contact force of the perforated Sealing strips on the cylinder wall. Since the displacement machine according to the invention can operate without valves due to the perforated sealing strips, the structure thereof is simplified. This results in structural, manufacturing and cost-reducing advantages. 20th
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below.
Es zeigt: 25It shows: 25th
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verdrängermaschine im Längsschnitt1 shows a displacement machine according to the invention in longitudinal section
Fig. 3+4 Querschnitte der Verdrängermaschine mit alternativen AusbildungenFig. 3 + 4 cross sections of the displacement machine with alternatives Training
Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße Verdrängermaschine mit durchbrochenen Dichtleisten im Querschnitt5 with a further displacement machine according to the invention perforated sealing strips in cross section
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Eine erfindungsgemäße Verdrängermaschine 1 nach Fig. 1 und Fig. 2 ist für den Einsatz als Vakuum-Erzeuger geeignet, d. h.,daß das geförderte Fluid Luft in die Atmosphäre abgeführt wird, was durch den trockenen Betrieb, ohne Schmierung, möglich ist.A displacement machine 1 according to the invention according to FIGS. 1 and 2 is suitable for use as a vacuum generator, d. This means that the conveyed fluid air is discharged into the atmosphere, which is due to the dry operation, without lubrication, is possible.
Die Verdrängermaschine 1 besteht aus einem als Riemenscheibe umlaufenden Zylinder 2, der auf einem festen Zapfen 3 gelagert und mittels eines Deckels 4 stirnseitig verschlossen ist. Auf einem exzentrischen Zapfen 5 des Zapfens 3 für die Zylinderlagerung ist im Zylinder 2 ein Dreh- bzw. Kreiskolben 6 gelagert. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist der Kolben Schlitze 7 und darin geführte Dichtleisten 8 auf, die ggfs. durch Federn 9 belastet gegen den Zylinder 2 gedruckt sind, wobei eine Dichtleiste 10 in einer axialen Ausnehmung 11 der Zylinderwand 12 schwenkbar gehalten ist, so daß der Kolben 6 formschlüssig mit der Zylinderwand 12 verbunden ist und von dieser mitgeführt wird.The displacement machine 1 consists of a belt pulley circumferential cylinder 2, which is mounted on a fixed pin 3 and closed at the end by means of a cover 4 is. A rotary or rotary piston is located in cylinder 2 on an eccentric pin 5 of pin 3 for the cylinder bearing 6 stored. As shown in Fig. 2, the piston has slots 7 and sealing strips 8 guided therein, which if necessary. loaded by springs 9 are pressed against the cylinder 2, with a sealing strip 10 in an axial recess 11 the cylinder wall 12 is pivotably held so that the piston 6 is positively connected to the cylinder wall 12 and is carried by this.
In Fig. 3 und in Fig. 4 ist alternativ dargestellt, daß die Dichtleiste 10 fest mit der Zylinderwand 12 verbunden ist und im Kolben 6 von dem Schlitz 7 eines drehbar angeordneten Führungselementes 13 aufgenommen ist oder einerseits in der axialen Ausnehmung 11 der Zylinderwand 12 und andererseits in einer axialen Ausnehmung 14 des Kolbens 6 schwenkbar aufgenommen ist. Letzteres bedingt eine Ausnehmung 15 am Kolben, in die die Dichtleiste 10 einschwenken kann, wenn der Kolben 6 seinen geringsten Abstand zur Zylinderwand 12 in diesem Bereich hat.In Fig. 3 and in Fig. 4 it is alternatively shown that the sealing strip 10 is firmly connected to the cylinder wall 12 and is received in the piston 6 by the slot 7 of a rotatably arranged guide element 13 or on the one hand in the axial recess 11 of the cylinder wall 12 and, on the other hand, is pivotally received in an axial recess 14 of the piston 6. The latter requires a recess 15 on the piston into which the sealing strip 10 can pivot when the piston 6 is at its smallest distance from the cylinder wall 12 in this area.
Das Ansaugen und Abführen der Luft erfolgt über nicht dargestellte Kanäle mit einem Saug- oder Druckventil, die mit jeder durch zwei benachbarte Dichtleisten 8 gebildeten Zelle 16, 17, 18 verbunden sind und beispielsweise im Kolben 6 und der Zylinderwand 12 oder im Deckel 4 angeordnet sein können.The air is sucked in and discharged via not shown Channels with a suction or pressure valve connected to each cell 16, 17, 18 formed by two adjacent sealing strips 8 and can be arranged, for example, in the piston 6 and the cylinder wall 12 or in the cover 4.
8231/4 S. 6.8231/4 p. 6.
Fig. δ zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verdrängermaschine im Querschnitt, bei der der Kolben 6 angetrieben ist und der drehbar im Gehäuse 24 gelagerte Zylinder 2 von diesem über einen nicht dargestellten Mitnehmer mitgeführt wird.Fig. Δ shows schematically an embodiment of the invention Displacement machine in cross section, in which the piston 6 is driven and the one rotatably mounted in the housing 24 Cylinder 2 is carried along by this via a driver, not shown.
Die im Kolben 6 angeordneten Dichtleisten 19 sind mit wenigstens einem Durchbruch 20 versehen, wobei eine Dichtleiste 8 nicht durchbrochen ist. Der Durchbruch ist so angeordnet, =,.,.... daß er mindestens beim Oberfahren eines durchjwei benachbarte üichtleisten 8, 19 begrenzbaren Zylinderabschnitts 21 zwischen einem Einlaßkanal 22 und einem Auslaßkanal- 23, die im Gehäuse 24 angeordnet sind und stirnseitig in den Zylinder 2 eirimüfidenj durch, Wände 25 des Schlitzes 7 im Kolben 6 verdeckt ist.The arranged in the piston 6 sealing strips 19 are at least an opening 20 is provided, a sealing strip 8 not being perforated. The opening is arranged as follows: =,., .... that he should at least pass through two neighboring ones when driving over one üichtbahnen 8, 19 delimitable cylinder section 21 between an inlet channel 22 and an outlet channel 23 which are located in the housing 24 are arranged and the end face in the cylinder 2 eirimüfidenj through, walls 25 of the slot 7 in the piston 6 is covered.
Es ergibt sich folgender Förderablauf für eine Drehung im Uhrzeigersinn:The following delivery sequence results for a clockwise rotation:
Wenn die nicht durchbrochene Dichtleiste 8 den Einlaßkanal 22 überfahren hat, bildet sich hinter der Dichtleiste 8 eine Saugkammer 27, deren Volumen fortschreitend größer wird, so daß die Luft durch den Einlaßkanal 22 angesaugt wird. Gleichzeitig wird das Volumen der bereits gefüllten Druckkammer 28 vor der Dichtleiste 8 kleiner, so daß die Luft durch den Auslaßkanal 23 herausgedrückt wird. Die Zellen 16, 17, 18 zwischen benachbarten Dichtleisten 19 mit Durchbrüchen 20 sind miteinander durch diese verbunden, so daß die unterschiedliche Veränderung der Zellenvolumina ausgeglichen wird. Die durchbrochenen Dichtleisten 19 dichten nur im Zylinderabschnitt 26 die Druckkammer 28 gegen die Saugkammer 27 ab.When the uninterrupted sealing strip 8 has passed over the inlet channel 22, a is formed behind the sealing strip 8 Suction chamber 27, the volume of which is progressively larger, so that the air is sucked in through the inlet duct 22. At the same time, the volume of the already filled pressure chamber is increased 28 smaller in front of the sealing strip 8, so that the air is forced out through the outlet channel 23. The cells 16, 17, 18 between adjacent sealing strips 19 with openings 20 are connected to each other by this, so that the different Change in cell volumes is compensated for. The perforated sealing strips 19 seal the pressure chamber 28 from the suction chamber 27 only in the cylinder section 26.
Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Einlaßkanal 22 mit dem Auslaßkanal 23 über die Durchbrüche 20 der Dichtleisten 19 in der gezeigten Kolbenstellung kurzgeschlossen ist, weshalb die Kanäle 22, 23 mit Ventilen ausgestatet sein müssen (nicht dargestellt). From Fig. 5 it can be seen that the inlet channel 22 with the outlet channel 23 via the openings 20 of the sealing strips 19 in the piston position shown is short-circuited, which is why the channels 22, 23 must be equipped with valves (not shown).
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In Fig. 6 ist der Kolben 6 mit gegenüberliegenden, nicht durchbrochenen Dichtleisten 8 ausgestattet, so daß das Kurzschließen verhindert ist. Somit können die Ventile entfallen.In Fig. 6, the piston 6 is opposite, not perforated sealing strips 8, so that short-circuiting is prevented. The valves can thus be dispensed with.
gen Verbindung des Kolbens 6 mit der Zylinderwand 12 dargestellt, deren Aufbau bis auf die Durchbrüche 20 der Dichtleisten 19 dem der Fig. 4 entspricht.The connection between the piston 6 and the cylinder wall 12 is shown, the structure of which corresponds to that of FIG. 4 except for the openings 20 in the sealing strips 19.
Die nicht durchbrochenen Dichtleisten 8 sind in der Position zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßkanal 22, 23 im ZylinderabThe unbroken sealing strips 8 are in the position between the inlet and outlet channels 22, 23 in the cylinder schnitt 29 mit dem größten Abstand zwischen Kolben 6 und Zy linderwand 12 voll ausgefahren und mit der Differenz der Drücke in der Saug- und Druckkammer 27, 28 belastet, wodurch im Schlitz 7 eine erhebliche Kantenpressung erzeugt wird. Diese Kantenpressung erzeugt eine große Reibkraft bei einercut 29 with the greatest distance between piston 6 and Zy linderwand 12 fully extended and with the difference of the Pressures in the suction and pressure chambers 27, 28 are loaded, as a result of which a considerable edge pressure is generated in the slot 7. This edge pressure creates a large frictional force at a Verschiebung der Dichtleiste 8, die von einer Verstell kraft überwunden werden muß, wenn die Anlage der Dichtleiste 8 an die Zylinderwand 12 sichergestellt werden soll. Diese große Verstell kraft ist jedoch nur in diesem genannten Zylinderabschnitt 29 notwendig, da die eingeschobene Dichtleiste 8Displacement of the sealing strip 8, the force of an adjustment must be overcome if the contact between the sealing strip 8 and the cylinder wall 12 is to be ensured. This size Adjusting force is only necessary in said cylinder section 29, since the inserted sealing strip 8 eine geringe Fläche und eine längere Führung aufweist, wodurch die Kantenpressung wesentlich geringer ist. Die durchbrochenen Dichtleisten 19 sind nur in voll eingefahrener Stellung im Zylinderabschnitt 21 mit dem geringsten Abstand des Kolbens 6 zur Zylinderwand 12 mit der Druckdifferenz belastet, weswegenhas a small area and a longer guide, whereby the edge pressure is much lower. The perforated sealing strips 19 are only in the fully retracted position in the cylinder section 21 with the smallest distance from the piston 6 charged to the cylinder wall 12 with the pressure difference, which is why diese mit einer geringeren Verstellkraft belastbar sind als die nicht durchbrochenen Dichtleisten 8, was durch schwächere Federn, ein geringeres Gewicht der Dichtleisten 19 (Fliehkraft) oder durch andere Dimensionen, bzw. unterschiedliches Material erreicht wird. Hieraus resultiert eine wesentlich geringerethese can be loaded with a lower adjusting force than the non-perforated sealing strips 8, which is due to weaker springs, a lower weight of the sealing strips 19 (centrifugal force) or by other dimensions or different materials. This results in a significantly lower rate
Grundsätzlich ist die Erfindung auch auf Verdrängermaschinen nach dem Umlaufkolbenprinzip, die mit einer fliehkraftbelasteten Lagerung behaftet sind, übertragbar. 35In principle, the invention is also applicable to positive displacement machines based on the rotating piston principle, which are loaded with a centrifugal force Storage are transferable. 35
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PIERBURG GMBH, 4040 NEUSS, DE |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |