DE8313036U1

DE8313036U1 - Rotary piston machine

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Publication number: DE8313036U1
Application number: DE19838313036
Authority: DE
Original assignee: KATHMANN PETER B SOLOTHURN CH
Current assignee: KATHMANN PETER B SOLOTHURN CH
Priority date: 1983-05-03
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1985-09-26

Description

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2. Mai 1983 11439/Dr.v.B/Ro.May 2, 1983 11439 / Dr.v.B / Ro.

Peter Bernhard KATHMANN Salzburg/ÖsterreichPeter Bernhard KATHMANN Salzburg / Austria

Rotationskolbenmaschine 10 Rotary piston machine 10

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Rotationskolbenmaschine ist aus EP 0 048 415 A1 bekannt.The present invention relates to a rotary piston machine according to the preamble of claim 1. Such a rotary piston machine is known from EP 0 048 415 A1.

Eine aus den Fig. 8 bis 14 der obengenannten Veröffentlichungen bekannte Rotationskolbenmaschine enthält einen im wesentlichen kreisscheibenförmigen Rotor, der exzentrisch in einem zylinderförmigen Innenraum eines Gehäuses drehbar gelagert ist. Der Rotor enthält mehrere, z.B. fünf Leistungsteile oder Schieber, deren äußere Stirnseiten durch eine Führungsanordnung zwangsweise entlang des zylindermantelförmigen Teiles der Gehäuseinnenfläche geführt sind. Diese Zwangsführung kann z.B. durch zwei Ringnuten erfolgen, die in den einander gegenüberliegenden ebenen Teilen der Gehäuseinnenfläche angeordnet sind und Führungselemente, z.B. Gleitschuhe oder Wälzlager, aufnehmen, welche mit Lagerstiften verbunden sind, die entsprechende Lagerbohrungen der Schieber durchsetzen.A rotary piston machine known from Figures 8-14 of the above publications includes a substantially circular disk-shaped rotor, which is eccentric in a cylindrical interior of a Housing is rotatably mounted. The rotor contains several, e.g. five power units or slides, their outer end faces forced by a guide arrangement along the cylinder jacket-shaped part of the Housing inner surface are guided. This forced guidance can take place, for example, with two ring grooves in the opposing planar parts of the housing inner surface are arranged and guide elements, e.g. Sliding shoes or roller bearings, which are connected with bearing pins, record the corresponding bearing bores the slide prevail.

Bei schnellaufenden und/oder hochbelasteten Rotationskolbenmaschinen dieser Art ist es wesentlich, den Verschleiß geringzuhalten, damit eine lange wartungsfreieFor high-speed and / or highly loaded rotary piston machines of this type, it is essential to keep wear and tear to a minimum, so that it is maintenance-free for a long time

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Lebensdauer gewährleistet ist. Durch die vorliegende Erfindung sollen daher Maßnahmen angegeben werden, durch die der Verschleiß bei Rotationskolbenmaschinen der hier interessierenden Art im Vergleich zum Stand der Technik erheblich verringert werden kann.Lifetime is guaranteed. The present invention is therefore intended to provide measures due to the wear in rotary piston machines of the type of interest here compared to the state the technology can be reduced significantly.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst, die einzeln oder in beliebiger Kombination Anwendung finden können.In the case of a rotary piston machine of the type mentioned at the beginning, this task is carried out by the characterizing features Features of the independent claims solved, which can be used individually or in any combination.

Dadurch, daß man gemäß Anspruch 1 den Schwerpunkt der Schieber bezüglich des durch den Lagerpunkt des betreffenden Schiebers und die Rotordrehachse gehenden Radialstrahls in Azimutrichtung versetzt, tritt bei der Drehung des Rotors eine azimutale Komponente der Zentrifugalkraft auf, welche die azimutale Versetzung zwischen Lagerachse und Schwerpunkt des Schiebers zu verkleinern strebt. Diese azimutale Komponente der Schwerkraft kann dazu verwendet werden, eine entgegengesetzt gerichtete azimutale Kraft wenigstens teilweise zu kompensieren, welche durch ein Druckmittel auf das radial äußere Ende des Schiebers ausgeübt wird. Im Falle einer Pumpe ist die Versetzung so, daß der Schwerpunkt dem durch die Rotordrehachse und den Lagerpunkt des Schiebers gehenden Radialstrahl nachläuft. Die azimutalen Kippkräfte, die auf den im Rotor näherungsweise radial verschiebbar gelagerten Schieber wirken sind bei einer solchen Kombination offensichtlich geringer als ohne die "dynamische" Kompensation, so daß auch der Verschleiß entsprechend reduziert ist.Characterized in that, according to claim 1, the center of gravity of the slide with respect to the through the bearing point of the relevant Slider and the rotor axis of rotation moving radial beam offset in the azimuth direction occurs at the Rotation of the rotor has an azimuthal component of the centrifugal force, which is the azimuthal displacement Tends to reduce between the bearing axis and the center of gravity of the slide. This azimuthal component of the Gravity can be used to at least partially apply an oppositely directed azimuthal force to compensate, which is exerted by a pressure medium on the radially outer end of the slide. in the In the case of a pump, the offset is such that the center of gravity corresponds to the axis of rotation of the rotor and the bearing point of the slide running after the radial beam. The azimuthal tilting forces that are applied to the in the rotor approximately Radially displaceable slides are obviously less effective with such a combination than without the "dynamic" compensation, so that wear is correspondingly reduced.

Eine weitere Verringerung des Verschleißes bei der Zwangsführung der Schieber kann gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 dadurch erreicht werden, daßA further reduction of the wear in the positive guidance of the slide can according to the characterizing Features of claim 2 are achieved in that

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man die Schieber in den Gehäusenuten durch Gleitschuhe führt, welche in der radial äußeren und der radial inneren Fläche Ausnehmungen aufweisen, die an der in Drehrichtung gesehenen vorderen Seite offen sind. Die Flächenabmessung der auf der radial äußeren Seite befindlichen Ausnehmung ist größer als die der sich auf der radial inneren Seite befindlichen Ausnehmung, so daß sich unter der Wirkung des Druckes eines Schmiermittels eine radial nach innen gerichtete resultierende Kraft ergibt, welche die durch die Zentrifugalkraft verursachte, radial nach außen gerichtete Kraft bei geeigneter Bemessung der Flächen der Ausnehmungen weitgehend kompensiert.the slide is guided in the housing grooves through sliding blocks, which are in the radial outer and the radial inner surface have recesses which are open on the front side seen in the direction of rotation. The surface dimension of the recess located on the radially outer side is larger than that of the recess itself on the radially inner side located recess, so that under the action of pressure a Lubricant results in a radially inwardly directed force which is generated by the centrifugal force caused, radially outward force with suitable dimensioning of the areas of the recesses largely compensated.

Weitere, verschleißverringsrnde Maßnahmen bestehen in der Verwendung von speziellen Wälzlageranordnungen, wie sie in den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 angegeben sind.Further, wear-reducing measures consist of the use of special roller bearing arrangements, as indicated in the characterizing features of claims 3 and 4.

Durch die im Anspruch 5 unter Schutz gestellten Maßnahmen werden Verschleißeffekte verhindert, die bei einem Verkanten der Lagerstiftachsen auftreten können.The measures put under protection in claim 5 prevent wear effects that occur in tilting of the bearing pin axes can occur.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.In the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine geschnittene, in Axialrichtung gesehene Draufsicht einer Rotationskolbenmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;1 shows a sectional plan view of a rotary piston machine, viewed in the axial direction, according to a Embodiment of the invention;

Fig. 2 eine in Richtung von Pfeilen II-II gesehene Ansicht des Rotors der Rotationskolbenmaschine gemäß Fig. 1?Fig. 2 is one seen in the direction of arrows II-II View of the rotor of the rotary piston machine according to FIG. 1?

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Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der bei der Rotationskolbenmaschine gemäß Fig. 1 und angewandten Kräftekompensation;3 shows a schematic illustration to explain the in the rotary piston machine according to FIGS. 1 and applied force compensation;

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung eines Gleitschuhes für eine Rotationskolbenmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;4 shows a simplified representation of a sliding shoe for a rotary piston machine according to a further embodiment of the invention;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teiles einer Rotationskolbenmaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;5 is a sectional view of part of a rotary piston machine according to a further embodiment the invention;

Fig. 6 einen Schnitt in einer Ebene VI-VI der Fig. 5 und
156 shows a section in a plane VI-VI of FIGS. 5 and
15th

Fig. 7 eine schematische Draufsicht einer Lageranordnung einer Rotationskolbenmaschine gemäß wieder einer anderen Ausführungsform der Erfindung.7 shows a schematic top view of a bearing arrangement of a rotary piston machine according to again one another embodiment of the invention.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Rotationskolbenmaschine ist für einen Betrieb als Pumpe bestimmt und hat ein ringförmiges Gehäuse 10 mit einem Einlaß 12, einem Auslaß 14 und einem Innenraum 16, der durch eine zylindermantelförmige Wand 18 und zwei ebene Wände 20, von denen in Fig. 1 nur eine zu sehen ist, begrenzt wird. Im Innenraum 16 des Gehäuses 10 ist ein im wesentlichen scheibenförmiger Rotor 22 um eine Rotorachse 24 drehbar gelagert, die bezüglich des Gehäuseinnenraumes 16 exzentrisch, also bezüglich einer Gehäuseachse 26 versetzt ist.The rotary piston machine shown in Fig. 1 and 2 is intended for operation as a pump and has an annular housing 10 with an inlet 12, an outlet 14 and an interior space 16 which passes through a cylinder jacket-shaped wall 18 and two flat walls 20, only one of which can be seen in FIG. 1, is limited. In the interior 16 of the housing 10, a substantially disk-shaped rotor 22 is around a rotor axis 24 rotatably mounted, which is eccentric with respect to the housing interior 16, that is to say with respect to a housing axis 26 is offset.

Der Rotor 22 enthält eine vorgegebene, vorzugsweise ungerade Anzahl von Schiebern, z.B. fünf Schieber 28a bis e, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 einen kreisförmigen Querschnitt haben und inThe rotor 22 contains a predetermined, preferably an odd number of slides, e.g., five slides 28a to e, which in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 have a circular cross-section and in

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entsprechenden Ausnehmungen 30 verschiebbar gelagert sind. Die Wände 20 des Gehäuses enthalten jeweils eine Ringnut 32, welche als Steuerkurve dient und die Schieber zwangsweise so führt, daß ihre äußeren, zylindrisch gekrümmten Stirnflächen 34 in einem vorgegebenen, nahen Abstand von der zylindermantelförmigen Wand 18 des Gehäuses 10 gehalten werden. Die Schieber 28 haben zu diesem Zweck jeweils eine axiale Lagerbohrung 36, die einen Lagerstift 38 aufnimmt, dessen Enden jeweils durch die Ringnuten 32 geführt sind, z.B. durch ringsegmentförmige Gleitschuhe 40.corresponding recesses 30 are slidably mounted. The walls 20 of the housing contain each an annular groove 32, which serves as a control cam and forcibly guides the slide so that its outer, cylindrically curved end faces 34 at a predetermined, close distance from the cylindrical jacket-shaped Wall 18 of the housing 10 are held. For this purpose, the slides 28 each have an axial bearing bore 36, which receives a bearing pin 38, the ends of which are each guided through the annular grooves 32, e.g. by means of ring segment-shaped sliding shoes 40.

Die Abdichtung des Rotors bezüglich der Gehäuseinnenwand kann durch eine bekannte Abdichtanordnung erfolgen, die Dichtleisten 42 enthält, welche in entsprechenden Schlitzen in den radial äußeren Enden der Schieber angeordnet sind. Bezüglich der Abdichtung und anderer, für die vorliegende Erfindung nicht wesentlicher Einzelheiten der beschriebenen Rotationskolbenmaschine sei auf die eingangs schon erwähnte Veröffentlichung EP 0 048 415 A1 sowie DE 27 28 165 C3, EP 0 007 535 A1 und DE 28 53 423 A1 verwiesen.The rotor can be sealed with respect to the inner wall of the housing by means of a known sealing arrangement, the sealing strips 42, which are arranged in corresponding slots in the radially outer ends of the slide are. With regard to the sealing and other details that are not essential for the present invention of the rotary piston machine described, refer to the publication already mentioned at the beginning EP 0 048 415 A1 and DE 27 28 165 C3, EP 0 007 535 A1 and DE 28 53 423 A1 are referred to.

Im Gegensatz zu den bekannten Rotationskolbenmaschinen verlaufen die Achsen der Ausnehmungen 30 und der in diesen geführten Schieber 28 nicht radial bezüglich der Rotordrehachse 24 sondern sind bezüglich der Radialrichtung um einen gewissen Winkel gekippt. Die Anordnung kann z.B. so getroffen sein, daß die in Drehrichtung (Pfeil 44) des Rotors am weitesten hinten gelegene Erzeugende 46 der die Wand der Ausnehmung 30 definierenden Zylinderfläche in Radialrichtung bezüglich der Rotordrehachse 24 verläuft.In contrast to the known rotary piston machines, the axes of the recesses 30 and the in FIG this guided slide 28 is not radial with respect to the rotor axis of rotation 24 but with respect to the radial direction tilted by a certain angle. The arrangement can be made, for example, that the direction of rotation (Arrow 44) of the rotor furthest back generatrix 46 of the wall of the recess 30 defining cylinder surface in the radial direction the rotor axis of rotation 24 runs.

Der Grund für diese Maßnahme und ihre Auswirkung kann anhand der Fig. 3 erklärt werden, in der die Verhält-The reason for this measure and its effect can be explained with reference to Fig. 3, in which the relationship

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1 nisse zur Verdeutlichung stark übertrieben dargestellt sind. Wenn sich der Rotor 22 in Pfeilrichtung 44 dreht, wirkt auf den Schieber 28 eine Zentrifugal-1 nisse are shown greatly exaggerated for clarity. When the rotor 22 is in the direction of the arrow 44 rotates, acts on the slide 28 a centrifugal

P kraft Kz, die am Schwerpunkt 48 des Schiebers angreift.P force Kz, which acts on the center of gravity 48 of the slide.

§ 5 Da der Schwerpunkt 48 nicht auf der Achse 50 des Lager- % Stiftes 38 liegt, sondern radial weiter von der Rotor- § 5 Since the center of gravity 48 is not on the axis 50 of the bearing % pin 38, but radially further from the rotor

drehachse 24 entfernt ist als die Achse 50, tritt einaxis of rotation 24 is removed as axis 50 occurs

%■ Drehmoment auf, welches den Schieber 28 um die Achse % ■ torque on which the slide 28 around the axis

in die Radialrichtung zu drehen strebt. Die Zentrifugalkraft Kz läßt sich also in zwei Komponenten zerlegen, nämlich eine Radialkraft Kr, die vom Li.jerstift 38 aufgenommen w^Lrd, und eine hierzu senkrechte Azimutalkraft Ka, die den Schieber 28 bei den in Fig. 3 angenommenen Verhältnissen in Uhrzeigerrichtung zu drehen strebt. Wenn die Maschine als Pumpe arbeitet, befindet sich in einem zwickeiförmigen Raum 52, der in Drehrichtung des Rotors gesehen vor dem Schieber liegt, ein Fluid, das bei der Drehung des Rotors komprimiert wird und dementsprechend auf die vorlaufende Fläche 54 des Schiebers 28 eine Kraft ausübt, welche gleich dem Produkt der Größe der Fläche 54 mit dem Fluiddruck ist und die entgegengesetzte Richtung hat wie die Azimutalkraft Ka. Diese Kraft, die als Fluidkraft Kf bezeichnet werden soll, ändert sich selbstverständlich als Funktion der Rotordrehung, da einerseits die Fläche 54 kleiner wird und andererseits der Fluiddruck 52 zunimmt. Bei einer vorgegebenen Pumpe wird Fluidkraft bei Nenndrehzahl und Nennförderleistung der Pumpe einen maximalen Wert bei einer bestimmten Winkellage des Rotors bezüglich des Gehäuses annehmen und man wird den Winkel zwischen de.Ti durch den Schwerpunkt 48 gehenden Radius und dem durch die Lagerstiftachse 50 gehenden Radius sowie die Massenverhältnisse im Leistungsteil so wählen, daß sich dann die Azimutalkomponente Ka der Zentrifugalkraft und die Fluidkraft Kftends to rotate in the radial direction. The centrifugal force Kz can be divided into two components, namely a radial force Kr generated by the Li.jerstift 38 recorded w ^ Lrd, and an azimuthal force perpendicular to it Ka, which closes the slide 28 in the circumstances assumed in FIG. 3 in a clockwise direction strives to turn. When the machine is working as a pump, there is a gusset-shaped space 52, the seen in the direction of rotation of the rotor in front of the slide, a fluid that, when the rotor rotates is compressed and accordingly exerts a force on the leading surface 54 of the slide 28, which is equal to the product of the size of area 54 and fluid pressure and is in the opposite direction like the azimuthal force Ka. This force, which is to be referred to as the fluid force Kf, changes of course as a function of the rotor rotation, since on the one hand the area 54 becomes smaller and on the other hand the Fluid pressure 52 increases. For a given pump, fluid power is at nominal speed and nominal delivery rate the pump assume a maximum value at a certain angular position of the rotor with respect to the housing and one becomes the angle between de.Ti by the center of gravity 48 going radius and the radius going through the bearing pin axis 50 and the mass ratios in the power section so that the azimuthal component Ka of the centrifugal force and the fluid force Kf

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möglichst weitgehend kompensieren. Hierdurch wird die ; Reibung zwischen dem Schieber 28 und der Wand derCompensate as much as possible. This is the; Friction between the slide 28 and the wall of the

Ausnehmung 30 erheblich verringert, was die Lebens- !Recess 30 is significantly reduced, which is the life!

dauer entsprechend erhöht sowie die Anforderungen an -l[) duration increased accordingly as well as the requirements for -l [)

die Wartung entsprechend verringert. ί;maintenance is reduced accordingly. ί;

Die auf den Schieber 28, den zugehörigen Lagerstift 38 (f und die diesen führenden Gleitschuhe 40 wirkende :!jThe on the slide 28, the associated bearing pin 38 (f and the one acting on these guiding shoes 40:! j

Zentrifugalkraft hat offensichtlich zur Folge, daß dieCentrifugal force obviously has the consequence that the

Gleitschuhe 40 relativ stark gegen die radial äußere fiSlide shoes 40 relatively strong against the radially outer fi

Wand der Ringnuten 32 gedrückt werden. Diese Zentrifu- ■ galkräfte lassen sich durch die in Fig. 4 dargestellten Maßnahmen ebenfalls erheblich verringern. Der in Fig. 4 dargestellte Gleitschuh hat in den zylindrisch gekrümmten Flächen 56, 58, die mit der radial äußeren bzw. radial inneren Wand der zugehörigen Ringnut 32 benachbart sind, je eine flache Ausnehmung 60 bzw. 62. Die Ausnehmungen 60 und 62 sind auf der in Drehrichtung 44 vorderen Seite offen, auf der hinteren Seite jedoch geschlossen. Die radial äußere Ausnehmung 60 hat eine Fläche F1, die größer ist als die Fläche F2 der radial inneren Ausnehmung 62. Bei der Drehung des Rotors baut sich in den Ausnehmungen 60 und 62 ein bestimmter Druck ρ eines Schmiermittels (das aus dem geförderten Fluid bestehen kann) auf. Wegen der unterschiedlichen Flächen übt das Schmiermittel in der Ausnehmung 60 eine Kraft K1 = ρ · F1 auf die gegenüberliegende Fläche der Ringnut 32 (Fig. 1) aus, die größer ist als die Kraft K2 = ρ · F2, die das Schmiermittel in der Ausnehmung 62 jWall of the annular grooves 32 are pressed. This centrifu- ■ Galvanic forces can also be reduced considerably by the measures shown in FIG. 4. The in Fig. 4 has slide shoe shown in the cylindrically curved surfaces 56, 58, which with the radially outer or radially inner wall of the associated annular groove 32 are adjacent, each with a flat recess 60 or 62. The recesses 60 and 62 are open on the front side in the direction of rotation 44, but on the rear side closed. The radially outer recess 60 has an area F1 which is larger than the area F2 of the radial inner recess 62. When the rotor rotates, a certain pressure builds up in the recesses 60 and 62 ρ of a lubricant (which can consist of the pumped fluid). Because of the different areas the lubricant in the recess 60 exerts a force K1 = ρ · F1 on the opposite surface of the annular groove 32 (Fig. 1), which is greater than the force K2 = ρ · F2, which the lubricant in the recess 62 j

auf die radial innere Fläche der Ringnut 32 ausübt. Die V redultierende Reaktionskraft wirkt der Zentrifugalkraft entgegen, so daß die Reibung zwischen den Gleitschuhen 40 und der radial äußeren Wand der Ringnut 32 verringert wird. In Fig. 4 ist die Bohrung des Gleitschuhes 40, die den Lagerstift 38 aufnimmt, der Übersichtlichkeitexerts on the radially inner surface of the annular groove 32. The V reducing reaction force counteracts the centrifugal force, so that the friction between the sliding shoes 40 and the radially outer wall of the annular groove 32 is reduced. In Fig. 4, the bore of the slide shoe 40, which receives the bearing pin 38, for the sake of clarity

• I III• I III

-12-halber nicht dargestellt.-12-not shown.

Für manche Anwendungen ist es vorteilhaft, die Lagerstifte der Schieber in den als Steuerkurven dienenden Ringnuten nicht durch Gleitschuhe sondern durch Wälzlager, z.B. Kugellager zu führen. Diese Wälzlager werden bei den bekannten Rotationskolbenmaschinen aus den folgenden Gründen sehr stark beansprucht: Die Schieber müssen ja während einer ersten Hälfte einer Umdrehung des Rotors aus diesem nach außen gedrückt und in der zweiten Hälfte der Umdrehung wieder in den Rotor zurückgezogen werden. Dies bedeutet, daß die in der als Steuerkurve dienenden Ringnut 32 laufenden Führungselemente während der einen Hälfte jeder Umdrehung gegen die radial innere Fläche der Ringnut und während der anderen Hälfte der Umdrehung gegen die radial äußere Fläche der Ringnut drücken bzw. im Falle eines Wälzlagers während der einen Hälfte auf der inneren Fläche und während der anderen Hälfte auf der äußeren Fläche abrollen müssen. Wie sich leicht einsehen läßt, ist die Drehrichtung beim Abrollen auf der inneren Fläche der Drehrichtung beim Abrollen auf der äußeren Fläche entgegengesetzt. Die bei der Drehrichtungsumkehr auftretenden Beschleunigungs- und Reibungskräfte können die Lebensdauer der Wälzlager erheblich beeinträchtigen. Dieser Nachteil wird bei den in den Fig. 5 und 7 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung vermieden.For some applications it is advantageous to use the bearing pins the slide in the ring grooves serving as control cams is not by sliding shoes but by roller bearings, e.g. to run ball bearings. These rolling bearings are made in the known rotary piston machines for the following reasons: The slides must of course during the first half of a revolution of the rotor from this pushed outwards and in the second half of the revolution back into the Rotor can be withdrawn. This means that the running in the annular groove 32 serving as a control cam Guide elements during one half of each revolution against the radially inner surface of the annular groove and during the other half of the revolution press against the radially outer surface of the annular groove or in the event of a roller bearing during one half on the inner surface and during the other half on the need to roll off the outer surface. As can be easily seen, the direction of rotation when rolling is on the inner surface opposite to the direction of rotation when rolling on the outer surface. The one when reversing the direction of rotation Acceleration and friction forces that occur can reduce the service life of the rolling bearings significantly affect. This disadvantage becomes apparent in the embodiments shown in FIGS avoided the invention.

Bei der Rotationskolbenmaschine, von der in Fig. 5 nur die Lagerung eines Endes eines Lagerstiftes 38 dargestellt ist, sind an jedem Ende jedes Lagerstiftes 38 zwei Wälzlager, z.B. Kugellager 64, 66 vorgesehen. Die Anordnung dieser Kugellager bezüglich der radial äußeren und radial inneren Wand 68 bzw. 70 der RingnutIn the case of the rotary piston machine, of which only one end of a bearing pin 38 is shown in FIG. 5 two roller bearings, e.g., ball bearings 64, 66, are provided at each end of each bearing pin 38. The arrangement of these ball bearings with respect to the radially outer and radially inner walls 68 and 70 of the annular groove

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32 ist nun so getroffen, daß das eins Kugellager 64 iirmer aiusschließlich auf der radial äußeren Wand 68 rbrollt, das andere Kugellager 66 jedoch immer nur auf der radial inneren Wand 70. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird dies auf die folgende Weise erreicht: Das Kugellager 64 hat einen etwas größeren Außendurchmesser als das Kugellager 66. Die radial äußere Wand 68 der Ringnut 32 ist im Querschnitt gerade, so daß nur die Außenfläche des größeren Kugellagers 64 der beiden Kugellager 64, 66, die auf dem Lagerstift 38 koaxial angebracht sind, an der Wand 68 angreifen kann. Die innere Wand 70 hat im äußeren Teil, der dem größeren Kugellager 64 gegenüberliegt, eine Vertiefung, für das sie das Kugellager 64 dort nicht berühren kann. Der innere Teil ist in seinem Durchmesser so bemessen, daß das kleinere Kugellager 66 auf ihm abrollt.32 is now made in such a way that the one ball bearing 64 only rests on the radially outer wall 68 The other ball bearing 66 rolls only on the radially inner wall 70. In the embodiment according to FIG. 5 this is achieved in the following way: The ball bearing 64 has a slightly larger outer diameter than the ball bearing 66. The radially outer wall 68 of the annular groove 32 is straight in cross section, so that only the outer surface of the larger ball bearing 64 of the two ball bearings 64, 66, which are on the bearing pin 38 coaxially are attached to the wall 68 can attack. The inner wall 70 has in the outer part, the larger Ball bearing 64 is opposite, a recess for which they can not touch the ball bearing 64 there. Of the inner part is dimensioned in its diameter so that the smaller ball bearing 66 rolls on it.

Derselbe Effekt kann mit zwei Kugellagern gleicher Größe und einer Ringnut mit Wänden ohne Abstufung erreicht werden, wenn die Achsen der beiden Lagern in der Verschiebungsrichtung des Schiebers geringfügig gegeneinander versetzt sind, wofür im allgemeinen wenige Zehntel Millimeter ausreichen dürften. Schließlich kann man Lager gleicher Größe mit fluchtenden Achsen verwenden, wenn man die beiden Wände der Ringnut mit zueinander komplementären Stufen versieht (also einer äußeren Ausdrehung bzw. einer inneren Hinterdrehung).The same effect can be achieved with two ball bearings of the same size and an annular groove with walls without gradation when the axes of the two bearings are slightly opposite each other in the direction of displacement of the slide are offset, for which a few tenths of a millimeter should generally suffice. In the end you can use bearings of the same size with aligned axes if you use the two walls of the ring groove provides mutually complementary steps (i.e. an outer recess or an inner recess).

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 werden die durch die Drehrichtungsumkehr der Wälzlager verursachten Probleme dadurch vermieden, daß an der äußeren Wand 68 und der inneren Wand 70 der Ringnut 32 je ein Nadellager 72 bzw. 74 angeordnet ist, zwischen denen ringsektorförmige Führungskörper 76 laufen, in denen die Enden der Lagerzapfen 38 der Schieber drehbar gelagertIn the embodiment according to FIG. 7, the the reversal of the direction of rotation of the roller bearings caused problems avoided by the fact that on the outer wall 68 and the inner wall 70 of the annular groove 32 each has a needle bearing 72 and 74, between which annular sector-shaped Guide body 76 run, in which the ends of the bearing journals 38 of the slide are rotatably mounted

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sind. Das innere Nadellager 74 nimmt die Kräfte auf, j die beim Ausfahren der Schieber auftreten während dasare. The inner needle bearing 74 absorbs the forces that occur when the slide is extended during the

äußere Nadellager 72 die Kräfte aufnimmt, die beim Zurückziehen der Schieber entstehen. 5outer needle bearing 72 absorbs the forces that arise when the slide is withdrawn. 5

In den Fig. 5, 6 und 7 ist noch eine weitere Maßnahme zur Verschleißverringerung und zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Rotationskolbenmaschine dargestellt. Bei den bekannten Rotationskolbenmaschinen weisen die ebenen Seitenflächen des Rotors relativIn FIGS. 5, 6 and 7 there is yet another measure to reduce wear and to increase operational reliability the rotary piston machine shown. In the known rotary piston machines have the flat side surfaces of the rotor relatively

weite Schlitze auf, durch die die Enden der Lagerstifte ! 38 austreten. Gemäß einem weiteren Merkmal der vor-wide slots through which the ends of the bearing pins! 38 exit. According to a further feature of the

liegenden Erfindung werden diese Schlitze zur seit-lying invention, these slots are to the side

' liehen Führung der Lagerstifte verwendet, so daß sich'borrowed guide of the bearing pins used so that

die Achsen der Lagerstifte nicht verkanten können, d.h. sich nicht aus der in Verschiebungsrichtung des betreffenden Schiebers und parallel zur Rotordrehachse verlaufenden Ebene herausgedreht werden können. Wie aus den Fig. 5 bis 7 ersichtlich ist, haben die in Verschiebungsrichtung der Schieber verlaufenden Schlitze 78 eine Breite B (Fig. 6), die kleiner ist als der Durchmesser des zugehörigen Lagerstiftes 38. Die Lagerstifte 38 sind dort, wo sie durch die Schlitze 78 des Rotors hindurchtreten müssen, mit zwei einander entgegengesetzten Abflachungen 80 versehen, deren Abstand etwas kleiner ist als die Breite B des zugehörigen Schlitzes 78. Die Schlitze 78 sind am radial äußeren Ende offen, so daß die Lagerstifte 38 mit den zugehörigen Schiebern von außen in den Rotor eingeschoben werder. können. Eine gewisse Verringerung der aus dem Rotor wirkenden Beanspruchungen kann ferner dadurch erreicht werden, daß man die Druckseite der Maschine mit dem Inneren des Rotors verbindet, wie durch einen Kanal 80 in Fig. 1 angedeutet ist. Dieser Kanal 80 kann durch eine Bohrung im Gehäuse 10 oder durch eine kleine flachethe axes of the bearing pins cannot tilt, i.e. not out of the direction of displacement of the relevant Slide and can be turned out parallel to the rotor axis of rotation plane. As As can be seen from FIGS. 5 to 7, the slots running in the direction of displacement of the slide 78 has a width B (FIG. 6) which is smaller than the diameter of the associated bearing pin 38. The bearing pins 38 are where they have to pass through the slots 78 of the rotor, with two opposite each other Flats 80 provided, the distance between which is slightly smaller than the width B of the associated Slot 78. The slots 78 are open at the radially outer end, so that the bearing pins 38 with the associated Slides are pushed into the rotor from the outside. can. Some reduction in from the rotor acting stresses can also be achieved by the fact that the pressure side of the machine with the The interior of the rotor connects, as indicated by a channel 80 in FIG. 1. This channel 80 can through a hole in the housing 10 or through a small flat one

Il * ( t [ if flit ··Il * (t [if flit ··

t t (Iff ftt t (Iff ft

Ct 1 I (Iff IlCt 1 I (Iff Il

ti («(( fet*ti («((fet *

ItCt Il I fiItCt Il I fi

I· ti * ( CtI I·I ti * (CtI I

-15--15-

Nut in mindestens einer der Wände 20 gebildet werden. Groove can be formed in at least one of the walls 20.

Zur Erhöhung der Leistung der Pumpe kann der Rotor in Axialrichtung gesehen jeweils mehrere Schieber 28a1, 23a2, 28a3 usw. enthalten. Den sich an einer vorgegebenen Winkelposition befindlichen Schiebern ist vorzugsweise eine einzige Dichtungsleiste 42 zugeordnet, die, wie bekannt, in Achsrichtung durch eine stufenförmige Trennfuge 82 in bekannter Weise durch zwei Teile unterteilt ist.To increase the output of the pump, the rotor can each have a plurality of slides 28a1, 23a2, 28a3 etc. included. The slide located at a predetermined angular position is preferred a single sealing strip 42 assigned, which, as is known, in the axial direction by a step-shaped Parting line 82 is divided into two parts in a known manner.

Die oben beschriebenen Maßnahmen lassen sich auch auf Rotationsmaschinen anwenden, die Schieber anderer Querschnittsform, z.B. rechteckige Schieber enthalten, ferner auf Rotationsmasc^.inen, die als druckmittelbetriebene Motoren oder Innenbrennkraftmaschinen arbeiten. Die anhand der Fig. 1 bis 6 beschriebenen Maßnahmen lassen sich auch auf Rotationsmaschinen anwenden, deren Gehäuseinnenraum keinen kreisförmigen Querschnitt hat, also z.B. auf Rotationskolbenmaschinen, wie sie in Fig. 20 der eingangs erwähnten Veröffentlichung EP 0 048 415 A1 beschrieben sind. Im Hinblick auf Rotationskolbenmaschinen dieser Art soll der Begriff "exzentrische Anordnung des Rotors bezüglich des Gehäuseinnenraumes" auch den Fall umfassen, daß der Rotor nur bezüglich eines Teiles der Umfangswand des Gehäuseinnenraumes exzentrisch ist und diese Teile gegebenenfalls nicht die Form eines Teiles einer Kreiszylinder-Mantelfläche haben.The measures described above can also be applied to rotary machines, the slides of others Cross-sectional shape, e.g. contain rectangular slides, also on rotary machines, which are used as pressure medium-operated Motors or internal combustion engines work. The measures described with reference to FIGS. 1 to 6 can also be applied to rotary machines whose The interior of the housing does not have a circular cross-section, e.g. on rotary piston machines, as shown in 20 of the publication EP 0 048 415 A1 mentioned at the beginning. With regard Rotary piston machines of this type should use the term "eccentric arrangement of the rotor with respect to the interior of the housing" also include the case that the rotor only with respect to a part of the circumferential wall of the housing interior is eccentric and these parts may not have the shape of part of a circular cylinder jacket surface to have.

Claims

DR: DIETER · VV BEZOLD * * DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

MARIA-THERESIA-STRASSE 23 POSTFACH 86Ο3 6ΟMARIA-THERESIA-STRASSE 23 PO Box 86Ο3 6Ο

D-8OOO MUENCHEN 86D-8OOO MUNICH 86

Peter Bernhard KATHMANN
Salzburg / Austria

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May 2, 19b3 11439 Dr.v.B / Ri

Rotation piston machine

claims

1. Rotary piston machine with

a) a housing (10) which has an interior (16) with a peripheral wall (18) and two end walls (20) having,

b) a rotor (22) which is rotatable in the interior (16) of the housing (10) and is mounted eccentrically with respect to the peripheral wall (18),
c) several slides (28) which can be displaced in the rotor

are stored, and with

d) a positive guide arrangement (32, 38, 40) for the slide (28), which has one in the end walls (20) the housing interior (16) located control cam (32) and the outer end faces (34) of the slide (28) when the rotor (22) rotates in the housing (10)

POSTSCHECK MONCHiN NH. 69Μβ-600 BANKING INFORMATION. HVPOeAIWK ₁ WOMChWN IBLZ 7OO 300 40) KTO. 6060Ϊ57378 SWIFT HYPO DE MM

-2-

% 1 on the peripheral wall (18) of the housing interior

{16) leads along,

'a characterized in that

% e) the radial beam going from the rotor axis (24) through the center of gravity (48) of the slide

I ' such an angular distance from the radial ray,

that of the rotor axis of rotation (24) through the point of application (50) of the forced guidance arrangement on the slide (28) is that the azimuthal component (Ka) of the rotation of the rotor on the slide (28) acting centrifugal force (Kz) is opposite to the force (Kf) that is generated by a

pressure medium contained inside is exerted on the slide.
15th

2. Rotary piston machine according to the preamble of claim 1, in which the positive guide arrangement in each end wall (20) of the housing interior an annular groove (32) and for each slide (28) ι 20 a bearing pin penetrating it (38) and two

contains the ends of the bearing pin in the annular groove (32) leading sliding shoes (40), thereby characterized in that each slide shoe on its radially outer surface (56) as well 25 on its radially inner surface (58) each has a recess (60 or 62), which in the direction of rotation front end of the sliding shoe is open, at the rear end is closed, and that the in the outer surface (56) provided recess (60) has a larger surface dimension than the other Recess (62).

35

-3-

3. Rotary piston machine according to the preamble of claim 1, in which the Zwahgsleitungsanordnung contains in each end wall (20) serving as a control cam annular groove (32) and for each slide (28) a & this penetrating bearing pin (38), whose! Ends are each guided over a roller bearing arrangement (64, 66) | j in the annular groove, characterized in that each roller bearing arrangement contains two roller bearings (64, 66) arranged next to one another in the axial direction of the bearing pin (38), which are in this way in the annular groove (32) are arranged that one roller bearing (64) essentially only rolls on the radially outer wall (68) of the annular groove and the other roller bearing (66) essentially only rolls on the radially inner wall (70) of the ring nut (32).

4. Rotary piston machine according to the preamble of Claim 3, characterized in that that the roller bearing assembly is a first

20. annular needle bearing (72) which is arranged on the radially outer wall (68) of the annular groove (32), and a second annular needle bearing (74) which is attached to the radially inner wall (70) of the annular groove (32) is arranged, and that the bearing pin (38) of each slide by one in the annular groove (32) between the needle bearings running guide body (76) is guided.

5. Rotary piston machine according to the preamble of Claim 1, in which the positive guide arrangement for each slide (28) has one axially penetrating it Contains bearing pin (38), the ends of which through slots (78) in the end faces of the rotor extend this, characterized in that the ends of the bearing pins

-A--A-

(38) where they extend through the slots (78) in the rotor, two opposite one another Form flat surfaces (80) and are guided through them in the associated slot (78). 5

6. Rotary piston machine according to the preamble of claim 1, characterized through a pressure equalization channel (18) between a pressure side of the housing (10) and an interior of the rotor (22).