DE3303906C2 - Rotary piston machine - Google Patents
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Abstract
Verdrängermaschine für Fluide mit einem exzentrisch im Zylinder angeordneten Kolben mit in Schlitzen geführten Dichtleisten, deren Kolben und Zylinder durch eine Dichtleiste formschlüssig verbunden sind, wobei zusätzlich eine Anzahl der Dichtleisten Durchbrüche aufweisen können, was insgesamt zu einer verminderten Reibleistung führt.Displacement machine for fluids with a piston arranged eccentrically in the cylinder with sealing strips guided in slots, the piston and cylinder of which are positively connected by a sealing strip, whereby a number of the sealing strips can also have openings, which overall leads to a reduced friction loss.
Description
3535
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine mit einem exzentrisch in einem Zylinder angeordneten Dreh- bzw. Kreiskolben mit in Schlitzen geführten DichUeisten und mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung beiderseits einer Engstelle zwischen Kolben und Zylinder, wobei der Zylinder drehbar im Gehäuse gelagert und formschlüssig mit dem Kolben verbunden ist und diesen mitführt oder von diesem mitgeführt wird.The invention relates to a rotary piston machine with an eccentrically arranged in a cylinder Rotary or rotary piston with ledges in slots and with an inlet and outlet opening on both sides of a narrow point between piston and cylinder, the cylinder being rotatably mounted in the housing and is positively connected to the piston and carries it with it or is carried along by it.
Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus dem DE-GM 75 40 751 bekannt, sie wird dort als besonders leistungsfähig beschrieben, da die geringe Relativbewegung zwischen den Dichtleisten und der Zylinderwand die Reibleistung und den Verschleiß der Dichtleisten reduziert, so daß ein Betrieb mit hohen Drehzahlen zulässig ist.Such a rotary piston machine is known from DE-GM 75 40 751, it is there as special described as powerful because of the small relative movement between the sealing strips and the cylinder wall the friction loss and wear of the sealing strips are reduced, so that operation at high speeds is permissible is.
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 Fördermediums durch nierenförmige Ausnehmungen und öffnungen eines feststehenden Deckels erfolgt.Since the end walls of the cylinder are also connected to the cylinder, each must be joined by two adjacent ones Sealing strips limited cylinder section can be equipped with a suction and pressure valve, whereby the supply and discharge of the conveying medium emerging from the rotating end walls through kidney-shaped Recesses and openings of a fixed cover takes place.
Da zwischen dem Deckel und der Stirnwand des Zy- eo linders ein Bewegungsspalt vorgesehen sein muß, ergeben sich Leckagen und Druckverluste zwischen den Ausnehmungen.Since between the lid and the front wall of the Zyeo linders a movement gap must be provided, there are leaks and pressure losses between the Recesses.
Aus der US-PS 19 69 192 ist eine Rotationskolbenmaschine bekannt, deren Dichtleisten beim Kolbenumlauf es vom Zylinder abheben und nur dann abdichten, wenn eine Engstelle zwischen Kolben und Zylinder überfahren wird. Obwohl zu erwarten ist, daß hierdurch die Reibleistung verringerbar ist, bestehen die Nachteile des Einschiagens der Dichtleisten in die Zylinderwand (Rattermarken), Zerschlagen der Dichtleisten beim Auftreffen auf die Zylinderwand sowie Abreißen des Schmiermittelfilms der Zylinderwand-Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine eingangs genannte Rotationskolbenmaschine so zu gestalten, daß Leckagen und Druckverluste nicht entstehen und die Reibleistung verringert ist.From US-PS 19 69 192 is a rotary piston machine known, the sealing strips of which lift it off the cylinder when the piston rotates and seal it only when a narrow point between piston and cylinder is passed. Although it is to be expected that the Frictional power can be reduced, there are the disadvantages of hammering the sealing strips into the cylinder wall (Chatter marks), smashing the sealing strips when hitting the cylinder wall and tearing off the Lubricant film of the cylinder wall object of the invention is therefore an initially to design called rotary piston machine so that leakages and pressure losses do not arise and the Frictional power is reduced.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs t gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche genanntThis task is performed in a device of the generic type solved by the characterizing features of claim t. Advantageous trainings are with the Features of the subclaims called
Da die erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine durch die durchbrochenen Dichtleisten ohne Ventile arbeiten kann, ergibt sich ein vereinfachter Aufbau derselben. Hierdurch sind konstruktive, fertigungstechnische und kostensenkende Vorteile gegeben.Since the rotary piston machine according to the invention work without valves due to the perforated sealing strips can, results in a simplified structure of the same. As a result, constructive, production-related and given cost-reducing benefits.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. It shows
F i g. 1 eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine im Längsschnitt,F i g. 1 shows a rotary piston machine according to the invention in longitudinal section,
F i g. 2 einen Querschnitt der Rotationskolbenmaschine nach Fig. 1,F i g. 2 shows a cross section of the rotary piston machine according to FIG. 1,
F i g. 3—5 alternative Ausführungen.F i g. 3–5 alternative designs.
Eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine 1 nach F i g. 1 und 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 istA rotary piston machine 1 according to the invention as shown in FIG. 1 and 2 is for use as a vacuum generator suitable, d. that is, that the conveyed fluid air into the Atmosphere is discharged, which is possible through dry operation without lubrication
Die Rotationskolbenmaschine 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 Zyiinderiagerung ist im Zylinder 2 ein Dreh- bzw. Kreiskolben 6 gelagert Wie in F i g. 2 dargestellt, weist der Kolben 6 Schlitze 7 und darin geführte Dichtleisten 8 bzw. 19 auf, die ggfs. durch Federn 9 belastet gegen den Zylinder 2 gedrückt 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 rotary piston machine 1 consists of a cylinder 2 rotating as a belt pulley, which is mounted on a fixed pin 3 is mounted and closed at the front by means of a cover 4. On an eccentric Pin 5 of pin 3 for Zyiinderiagerung is in Cylinder 2 a rotary or rotary piston 6 mounted As in F i g. 2, the piston 6 has slots 7 and 7 sealing strips 8 and 19 guided therein, which may be pressed against the cylinder 2 by springs 9, wherein a sealing strip 10 is pivotally held in an axial recess 11 of the cylinder wall 12, so that the piston 6 is positively connected to the cylinder wall 12 and is carried along by it.
F i g. 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine 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.F i g. 3 shows schematically an embodiment of the rotary piston machine according to the invention in cross section, in which the piston 6 is driven and the cylinder 2 rotatably mounted in the housing 24 is driven by the latter is carried by a driver, not shown.
Bei dem Ausführungsbeispiel sind die im Kolben 6 angeordneten Dichtleisten 19 mit wenigstens einem Durchbruch 20 versehen, wobei die Dichtleiste 8 nicht durchbrochen ist. Der Durchbruch ist so angeordnet, daß er mindestens beim Oberfahren eines Zylinderabschnitts 21 zwischen einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung 22, 23, die im Gehäuse 24 angeordnet sind und beiderseits der Engstelle zwischen Kolben und Zylinder stirnseitig in den Zylinder 2 einmünden, durch Wände 25 des Schlitzes 7 im Kolben 6 verdeckt wird.In the exemplary embodiment, the sealing strips 19 arranged in the piston 6 have at least one Provided breakthrough 20, wherein the sealing strip 8 is not perforated. The breakthrough is arranged that he at least when driving over a cylinder section 21 between an inlet and an outlet opening 22, 23, which are arranged in the housing 24 and on both sides of the constriction between the piston and cylinder Open into the cylinder 2 at the front, is covered by walls 25 of the slot 7 in the piston 6.
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 die Einlaßöffnung 22 überfahren hat, bildet sich hinter der Dichtleiste 8 eine Saugkammer 27, deren Volumen fortschreitend größer wird, so daß die Luft durch die Einlaßöffnung 22 angesaugt wird. Gleichzeitig wird das Volumen der bereits gefüllten Druckkammer 28 vor derWhen the unbroken sealing strip 8 has passed the inlet opening 22, forms behind the Sealing strip 8 has a suction chamber 27, the volume of which is progressively larger, so that the air through the inlet opening 22 is sucked in. At the same time, the volume of the already filled pressure chamber 28 before the
Dichtleiste 8 kleiner, so daß die Luft durch die Auslaßöffnung 23 herausgedrückt wird. Die Zellen 16, 17, 18 zwischen benachbarten Dichtleisten 19 mit Durchbrüchen 20 sind miteinander durch die Durchbrüche 20 verbunden, so daß die unterschiedliche Veränderung der Zellenvolumina ausgeglichen wird. Die durchbrochenen Dichtleisten 19 dichten nur im ZylinderabschnittSealing strip 8 smaller, so that the air is forced out through the outlet opening 23. Cells 16, 17, 18 between adjacent sealing strips 19 with openings 20 are connected to one another through the openings 20 connected, so that the different change in cell volumes is compensated for. The openwork Sealing strips 19 seal only in the cylinder section
21 die Druckkammer 28 gegen die Saugkammer 27 ab.
Aus der F i g. 3 ist ersichtlich, daß die Einlaßöffnung21 from the pressure chamber 28 against the suction chamber 27.
From FIG. 3 it can be seen that the inlet opening
22 mit der Auslaßöffnung 23 über die Durchbrüche 20 der Dichtleisten 19 in der gezeigten Kolbenstellung kurzgeschlossen ist, weshalb die mit den Öffnungen 22,22 with the outlet opening 23 via the openings 20 of the sealing strips 19 in the piston position shown is short-circuited, which is why the one with the openings 22,
23 verbundenen Kanäle (nicht dargestellt) mit Ventilen ausgestattet sein müssen.23 connected channels (not shown) must be equipped with valves.
In Fig.4 ist der Kolben 6 mit gegenüberliegenden, nicht durchbrochenen Dichtleisten 8 ausgestattet, so daß das Kurzschließen verhindert ist. Somit können die Ventile entfallen.In Figure 4, the piston 6 is with opposite, not perforated sealing strips 8 equipped, so that short-circuiting is prevented. Thus, the Valves are omitted.
In F i g. 5 ist lediglich eine Variante mit einer formschlüssig,en Verbindung des Kolbens 6 mit der Zylinderwand 12 dargestellt Die nicht durchbrochenen Dichtleisten 8 sind in der Position zwischen der Einlaß- und Auslaßöffnung 22, 23 im Zylinderabschnitt 29 mit dem größten Abstand zwischen Kolben 6 und Zylinderwand 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 einer Verschiebung der Dichtleiste 8, die von einer Verstellkraft überwunden werden muß, wenn die Anlage der Dichtleiste 8 an die Zylinderwand 12 sichergestellt werden soll. Diese große Verstellkraft ist jedoch nur in diesem genannten Zylinderabschnitt 29 notwendig, da die eingeschobene Dichtleiste 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 der Druckdifferenz belastet, weswegen diese mit einer geringeren Verstellkraft belastbar sind als die nicht durchbrochenen Dichtleisten 8, was durch schwächere Federn, ein geringeres Gewicht der Dichtleisten 19 (Fliehkraft) odei durch andere Dimensionen, bzw. unterschiedliches Material erreicht wird. Hieraus resultiert eine wesentlich geringere Reibleistung als mit nicht durchbrochenen Dichtleisten 8.In Fig. 5 is only a variant with a form-fitting, en Connection of the piston 6 to the cylinder wall 12 is shown. The uninterrupted sealing strips 8 are in the position between the inlet and outlet ports 22, 23 in the cylinder section 29 with the largest distance between piston 6 and cylinder wall 12 fully extended and with the difference in pressures in the suction and pressure chamber 27, 28 is loaded, as a result of which a considerable edge pressure is generated in the slot 7 will. This edge pressure generates a large frictional force when the sealing strip 8 is shifted by an adjusting force must be overcome if the contact of the sealing strip 8 on the cylinder wall 12 is ensured shall be. However, this large adjustment force is only necessary in this cylinder section 29 mentioned, since the inserted sealing strip 8 has a small area and a longer guide, whereby the Edge pressure is much lower. The openwork Sealing strips 19 are only in the fully retracted position in the cylinder section 21 with the pressure difference loaded, which is why they 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 others Dimensions or different material is achieved. This results in a significantly lower rate Friction power than with non-perforated sealing strips 8.
Grundsätzlich ist die Erfindung auch auf Rotationskolbenmaschinen nach dem Umlaufkolbenprinzip, die mit einer fliehkraftbelasteten Lagerung behaftet sind, übertragbar.In principle, the invention is also applicable to rotary piston machines based on the rotary piston principle, which are afflicted with a centrifugal load bearing, transferable.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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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 |