DE354079C

DE354079C - Control of the pistons of rotary piston machines, in which the pistons with pins engage in ring-sector-shaped sliding pieces that slide in ring grooves of guide disks rotating around the cylinder axis without play

Info

Publication number: DE354079C
Application number: DE1921354079D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-01-21
Filing date: 1921-01-21
Publication date: 1922-06-02

Description

Steuerung der Kolben von Drehkolbenmaschinen, bei welcher die Kolben mit Zapfen in ringsektorförmige Gleitstücke eingreifen, die in Ringnuten von sich ohne Spiel um die Zylinderachse drehenden Leitscheiben gleiten. Die Erfindung bezieht sich auf Steuerungen der Kolben von Drehkolbenmaschinen, bei welchen die Schieberkolben mit Zapfen in ringsektorförmige Gleitstücke eingreifen, die in Ringnuten von sich ohne Spiel um die Zylinderachse drehenden Leitscheiben gleiten, Das Neue besteht darin, daß die Führungsnuten der Leitscheiben nahe deren Umfang, angeordnet sind. Man hat dies, früher (bei der Anordnung der Führungsnuten in den festen Zylinderdeckeln) nicht getan, um den Reibungsweg der Zapfen nicht noch weiter zu vergrößern und ihren Verschleiß nicht noch mehr zu beschleunigen. Bei der Anordnung (ler frei drehbaren Leitscheiben hängt aber der Reibungsweg nicht mehr ab vom Durchmesser des Kreises., in dem die Zapfen geführt werden, sondern hat -die gleiche Größe, welchen Durchniesser auch der Führungskrei s hat. Die Vergrößerung des Führungskreises bietet den Vorteil, dünnere Schieberkolben verwenden zu können und ermöglicht ferner, auch bei einer großen Zahl von Schieberkolben, eine Anordnung, durch welche der Zapfenverschleiß praktisch auf Null herabgesetzt wird.Control of the pistons of rotary piston machines, in which the pistons engage with pins in ring sector-shaped sliders that are in annular grooves Guide disks that slide around the cylinder axis without play. The invention relates on controls of the pistons of rotary piston machines, in which the slide pistons engage with pins in ring sector-shaped sliders that are in annular grooves Sliding guide disks rotating around the cylinder axis without play, the new exists in that the guide grooves of the guide disks are arranged near their circumference. You have this, earlier (with the arrangement of the guide grooves in the fixed cylinder covers) not done so as not to further increase the friction path of the tenons enlarge and not to accelerate their wear and tear. In the arrangement (ler freely rotatable guide disks, however, the friction path no longer depends on the diameter of the circle. in which the tenons are guided, but has the same size, whatever the diameter of the leadership circle. The enlargement of the leadership circle offers the advantage of being able to use thinner spool pistons and also enables even with a large number of spools, an arrangement through which the Pin wear is practically reduced to zero.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiele dargestellt.The invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment.

Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch eine Drehkolbenmaschine; Abb. :2 ein Ouerschnitt zum Teil unmittelbar vor einer Leitscheibe, zum Teil durch den Drehkolben.; Abb. 3 ist eine geometrische Zeichnung zur Bestimmung der Mindestdicke der. Schieberkolben.Fig. I is a vertical longitudinal section through a rotary piston engine; Fig .: 2 a cross-section partly directly in front of a guide disk, partly through the rotary piston .; Fig. 3 is a geometric drawing for determining the minimum thickness of the. Spool.

a ist der Zylinder, b sind die Zylinderrleckel. Auf der gegen die Zylinderachse im Abstand e exzentrisch gelagerten Welle c ist mittels des Keiles cl .die Kolbentrommel d befestigt. Zu beiden Seiten der Kolbentrommel d befinden sich die Leitscheiben 1, und zwar ist in jedem der beiden Zylinderdeckel h je eine ringförmige Leitscheibe l eingelassen, die auf einem nach innen vorspringenden, die Bohrung für die Welle c exzentrisch umschließenden zapfenartigen Ansatz hl des Zylinderdeckels b drehbar gelagert ist und mit ihrer zylindrischen Außenfläche abdichtet. Der Durchmesser jeder Leitscheibe l ist größer als der Durchmesser der Zylinderbohrung und ihre Dicke etwa um 1J," mm kleiner als die Tiefe der zur Aufnahme der Leitscheibe dienenden Aussparung im Zylinderdeckel. Wird der Zylinderdeckel an den Zylinder angeschraubt, so kann die Leitscheibe zwischen dem vorspringenden Rand der Zylinderwandung und dem Zylinderdeckel spielfrei laufen. Die Kolbentrommel d enthält eine Anzahl - beim dargestellten Ausführungsbeispiel acht - durchgehende radiale Schlitze dl, in welchen die Schieberkolben f verschiebbar sind, welche die gleiche Breite wie .die Kolbentrommel haben und seitliche Zapfen fl tragen. Die Zapfen fl sind in den zum Zylinder konzentrischen Nuten, g geführt, und zwar nicht unmittelbar, sondern mittelbar mittels in den Nuten g verschiebbarer kurzer Ringsektorstücke h, in deren Bohrungen hl die außen zylindrisch abgedrehten Zapfen fl eingreifen. Der Weg, den bei jeder Umdrehung der Kolbentrommel jedes der Gleitstücke hin und her zurücklegt, ist gleich der doppelten Exzentrizität, also gleich 2 e. Die Länge des für jedes der Gleitstücke erforderlichen Nutenstückes muß also mindestens gleich 2 e + v sein, wenn mit v die Breite des Gleitstückes lt bezeichnet wird. Zwischen den Nutenstücken müssen Rippen stehen: bleiben, da ja die Leitscheiben .durch die Zapfen f 1 mitgenommen werden sollen. Wird die Breite der Rippen mit w bezeichnet, und ist n die Anzahl -der Schieberkolben, so muß der Umfang des. Führungskreises mindestens gleich iz (2 e -(- v + w) sein. Bei einer größeren Zahl von Schieberkolben erhält erst durch die Verlegung der Führungsnut nach außen bis in die Nähe des Zylinderrandes der Umfang des Führungskreises die hierfür erforderliche Länge. Gegenüber der bisher üblichen unmittelbaren Führung der Zapfen in den Nuten wird durch -die Verwendung der Gleitstücke die Abnutzung der Zapfen außerordentlich praktisch auf Null herabgesetzt.a is the cylinder, b are the cylinder lugs. On the shaft c, which is eccentrically mounted with respect to the cylinder axis at a distance e, the piston drum d is fastened by means of the wedge cl. The guide disks 1 are located on both sides of the piston drum d , namely an annular guide disk l is embedded in each of the two cylinder covers h, which can be rotated on an inwardly projecting pin-like projection hl of the cylinder cover b that eccentrically encloses the bore for the shaft c is stored and seals with its cylindrical outer surface. The diameter of each guide disk 1 is larger than the diameter of the cylinder bore and its thickness is about 1J, "mm smaller than the depth of the recess in the cylinder cover serving to accommodate the guide disk Edge of the cylinder wall and the cylinder cover run free of play. The piston drum d contains a number - eight in the illustrated embodiment - continuous radial slots dl, in which the slide pistons f are displaceable, which have the same width as .die piston drum and carry lateral pins fl Pins fl are guided in the grooves, g concentric to the cylinder, not directly, but indirectly by means of short ring sector pieces h which can be displaced in the grooves g, in whose bores hl the externally cylindrically turned pins fl engage Piston drum back and forth each of the sliders t, is equal to twice the eccentricity, i.e. equal to 2 e. The length of the groove piece required for each of the sliding pieces must therefore be at least equal to 2 e + v if v is the width of the sliding piece lt. Ribs must stand between the grooved pieces: stay, since the guide disks are supposed to be carried along by the pins f 1. If the width of the ribs is denoted by w, and n is the number of spools, the circumference of the guide circle must be at least equal to iz (2 e - (- v + w) . If there is a larger number of spools, the Relocation of the guide groove outwards up to the vicinity of the cylinder edge the circumference of the guide circle the length required for this.

Bei der bisher üblichen unmittelbaren Führung .der Zapfen in der Nut ergeben sich folgende Verhältnisse. Da infolge der Exzentrizität die Schieberkolben nicht dauern.l senkrecht zum Umtang des Zylinders und zu den zum Zylinder konzentrischen Ringnuten stehen, müssen die Zapfen eine zylindrische Außenfläche haben, liegen also sowohl an der äußern als an der inneren Wandung der Führungsnut nur in einer Linie an. Da nun durch die Zapfen auf die äußere Wandung der Nut in der Berührungslinie -die infolge der hohen Umdrehungszahlen beträchtlichen Zentrifugalkräfte übertragen werden müssen, mit denen die Schieberkolben nach außen geschleudert werden, so ergibt sich infolge des großen spezifischen Flächendrucks trotz des verhältnismäßig geringen Weges, den die Zapfen relativ zur Führungsnut zurücklegen, ein Verschleiß der Zapfen an der Berührungsstelle.With the previously usual direct guidance .the pin in the groove the following conditions result. Since the spool piston as a result of the eccentricity not last. l perpendicular to the circumference of the cylinder and to those concentric to the cylinder If there are ring grooves, the pins must have a cylindrical outer surface so both on the outer and on the inner wall of the guide groove in only one Line on. Since now through the pin on the outer wall of the groove in the line of contact -that transmit considerable centrifugal forces due to the high number of revolutions must be, with which the spool are thrown outwards, so results due to the large specific surface pressure despite the relatively low Path that the pins cover relative to the guide groove, wear on the pins at the point of contact.

Die unmittelbare Folge hiervon ist, daß die Zentrifugalkräfte von der Außenkante der Schieberkolben auf die Zylinderfläche übertragen werden müssen. Da nun aus dem gleichen Grunde wie die Zapfen auch die Schieberkolben eine zylindrische Außenfläche haben müssen, also an der Zylinderfläche nur in einer Linie anliegen, und da der Reibungsweg ein sehr großer (nämlich gleich dem ganzen Umfang der Zylinderfläche) ist, so werden die Schieberkolben an ihrer Außenkante noch schneller abgeschliffen, und zwar so lange, bis. die Zentrifugalkräfte wieder von den Zapfen aufgenommen -werden.The immediate consequence of this is that the centrifugal forces of the outer edge of the spool piston must be transferred to the cylinder surface. Since, for the same reason as the pin, the slide piston is also cylindrical Must have an outer surface, i.e. they only touch the cylinder surface in one line, and since the friction path is a very large (namely equal to the entire circumference of the cylinder surface) the outer edge of the spool is ground off even faster, until. the centrifugal forces taken up again by the pin -will.

Bei der Verwendung von Gleitstücken gemäß der Erfindung liegt jeder Zapfen mit einer ganzen Fläche am Zapfenloch und hat im Zapfenloch nur eine ganz geringfügige Drehbewegung. Die Gleitstücke selbst liegen mit einer großen Fläche an der Außenwand rler Nut. Es wird daher weder an den Zapfen noch an :den Gleitstücken irgendwelcher Verschleiß auftreten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiele sind - die zur Führung je eines Gleitstückes dienenden Nutenstücke in cler Weise hergestellt, daß in jede Leitscheibe eine durchgehende Ringnut eingedreht wird und in diese Ringsektorstücke i eingelegt und in ihr, z. B. durch Schrauben k, befestigt werden. Die zwischen den Ringsektorstücken -i verbleibenden Nutenstücke erhalten z@veclcmaßig eine etwas größere Länge, als das Spiel der Gleitstücke h erfordert. Es liegen dann die Gleitstücke h immer nur an der einen Seite der Zwischenstücke i an, und zwar kommt in jedem Augenblick immer nur ein Gleitstück zur Anlage (bei der dargestellten Anordnung immer dasjenige Gleitstück, welches sich jeweils links befindet).The use of sliders in accordance with the invention is any convenient Tenons with a whole area on the mortise and has only one whole in the mortise slight turning movement. The sliders themselves lie with a large area on the outer wall rler groove. It is therefore neither attached to the tenon nor on: the sliding pieces are subject to wear and tear. In the illustrated embodiment are - the grooved pieces each serving to guide a slider in the manner made that a continuous annular groove is screwed into each guide disk and inserted into this ring sector pieces i and in it, for. B. fastened by screws k will. The groove pieces remaining between the ring sector pieces -i are preserved z @ veclc Maßig a slightly greater length than the play of the sliding pieces h requires. The sliding pieces h are then always only on one side of the intermediate pieces i, and only one sliding piece comes into contact at any given moment (at the arrangement shown always that slide, which is in each case on the left is located).

Die Vergrößerung des Durchmessers des Führungskreises, also des Kreises, in dem die Zapfenmitten geführt werden, bietet noch einen anderen wesentlichen Vorteil. Jeder Schieberkolben muß in allen Stellungen gegen den Zylinder gut abdichten. Bei der in Abb. z dargestellten Maschine muß z. B. jeder Schieber sowohl in seiner oberen und unteren `Stellung abdichten, in denen er senkrecht zur Zylinderfläche steht, als in seinen beiden wagerechten Stellungen., in denen der mit der Zylinderfläche gebildete Winkel am meisten vom rechten Winkel abweicht (in der linken wagerechten Stellung bildet die in der Drehrichtung vordere, in der rechten wagerechten Stellung die hintere Schieberkolbenfläche mit der Zylinderfläche einen spitzen Winkel). Infolgedessen ist die Abdichtung von der Erfüllung zweier Bedingungen abhängig. Erstens muß die Stirnfläche :des Schieberkolbens nach einem Zylinder gekrümmt sein, dessen Achse die Zapfenachse ist. Zweitens muß .der durch die Zapfenmitte gelegte Zylinderradius auch bei den Stellungen. des Schieberkolbens, welche von der Richtung des Zylinderradius am meisten abweichen (also in Abb. 2 bei der linken wagerechten und bei der rechten wagerechten Stellung :des Schiebers), noch .die Stirn fläche des- Schieberkolbens treffen. Hierdurch ist die Mindestdicke des Schieberkolbens bestimmt. Aus der Abh. 3 ist ersichtlich, in welcher Weise die Mindestdicke des Schieberkolbens von :dem Zylinderradius R, dem Radius r des Führungskreises und der Exzentrizität e abhängig ist. Ist Z die Mitte des Drehkolbens, D die Mitte .des Zylinders und S die Mitte des Schieberkolbenzapfens, so istZS die Mittellinie des Schieb.erkolbens. Der Endpunkt E des durch D und S gelegten Zylinderradius muß noch in der zylindrischen Außenfläche des Schieberkolbens liegen. Daher ist das von E auf die Linie ZS gefällte Lot EL, dessen Länge mit bezeichnet werden soll, -gleich der halben Mindestdicke des. Schieberkolbens. Aus der Ähnlichkeit der Dreiecke ergibt sich: : (R-r) -e : r. Es ist also die Mindestschieberlcolbendicke gleich 2 e Je mehr sich die Größe r der Größe R nähert, je weiter also der Führungs-1,--reis nach außen verlegt wird, desto geringer ist die mit Rücksicht auf die Abdichtung erforderliche Mindestdicke. Durch die Anordnung der Führungsnuten nahe dem Umfange der Leitscheiben läßt sich dieses Maß bis unter die aus konstruktiven Gründen für Aden Schieberkolben erforderliche Dicke herabsetzen.The enlargement of the diameter of the guide circle, that is to say of the circle in which the pin centers are guided, offers another significant advantage. Each slide piston must seal well against the cylinder in all positions. In the machine shown in Fig. B. seal each slide both in its upper and lower position, in which it is perpendicular to the cylinder surface, as well as in its two horizontal positions, in which the angle formed with the cylinder surface deviates most from the right angle (in the left horizontal position the front in the direction of rotation and in the right horizontal position the rear slide piston surface forms an acute angle with the cylinder surface). As a result, the seal depends on the fulfillment of two conditions. First, the end face of the slide piston must be curved like a cylinder, the axis of which is the pin axis. Second, the cylinder radius through the center of the pin must also be used for the positions. of the spool, which deviate the most from the direction of the cylinder radius (i.e. in Fig. 2 with the left horizontal position and the right horizontal position: the slide), still hit the face of the spool. This determines the minimum thickness of the slide piston. From the dependency 3 it can be seen in which way the minimum thickness of the slide piston depends on: the cylinder radius R, the radius r of the guide circle and the eccentricity e. If Z is the center of the rotary piston, D is the center of the cylinder and S is the center of the spool journal, then ZS is the center line of the spool. The end point E of the cylinder radius passed through D and S must still lie in the cylindrical outer surface of the spool. Therefore, the perpendicular precipitated from E onto the line ZS is EL, the length of which is with is to be referred to, -equals half the minimum thickness of the slide piston. The similarity of the triangles results in: : (Rr) -e : r. So the minimum slide piston thickness is 2 e The closer the size r approaches the size R, i.e. the further the guide 1 is moved outwards, the smaller the minimum thickness required with regard to the seal. By arranging the guide grooves close to the circumference of the guide disks, this dimension can be reduced to below the thickness required for structural reasons for Aden spool.

Claims

PATENT CLAIM: Control of the pistons of rotary piston machines, in which the calves with pins engage in ring-sector-shaped sliding pieces. which slide in ring grooves around the cylinder axis rotating guide disks without play, characterized in that the ring grooves of the guide disks are arranged near the cylinder circumference at a distance of less than the cylinder radius.