DE904654C

DE904654C - Device for supplying and regulating the operating medium on power and working machines with pistons rotating in an annular space

Info

Publication number: DE904654C
Application number: DEK12296A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Klormann
Original assignee: HELMUT KLORMANN DIPL ING
Current assignee: HELMUT KLORMANN DIPL ING
Priority date: 1951-12-01
Filing date: 1951-12-01
Publication date: 1954-03-15

Description

Einrichtung für Zuleitung und Regelung des Betriebsmittels an Kraft-und Arbeitsmaschinen mit in einem Ringraum umlaufenden Kolben Die Erfindung bezieht sich auf Kraft- und Arbeitsmaschinen mit in einem Ringraumumlaufenden Kolben. Ihr Gegenstand sind Einrichtungen für Zuleitung und Regelung der Füllung des Betriebsmittels an solchen Maschinen und zur Verhinderung der Schubkraft des Betriebsmittels.Device for supplying and regulating the equipment to power and Working machines with pistons rotating in an annular space The invention relates to on power and working machines with pistons rotating in an annular space. you The subject is facilities for the supply and regulation of the filling of the equipment on such machines and to prevent the thrust of the equipment.

Erfindungsgemäß ist der in einem Gehäuse der Maschine rotierende Läufer als Führung für das Betriebsmittel ausgebildet und die Maschinenwelle oder der Läufer für Verteilung und Regelung der Füllung des Betriebsmittels eingerichtet.According to the invention, the rotor rotating in a housing of the machine is designed as a guide for the equipment and the machine shaft or the rotor set up for distribution and control of the filling of the equipment.

Die näheren Einzelheiten sind in der Beschreibung beispielsweise erläutert und in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Abb. i zeigt eine Ausbildungsform der Maschine mit umlaufenden Kolben im Längsschnitt und Abb. 2 dieselbe im Querschnitt durch den Läufer. Abb. 2 a stellt eine Abänderung der in der Abb. i und 2 gezeigten Gestaltung dar; Abb. 3 zeigt im Längsschnitt eine weitere Entwicklung der Maschine; Abb. q. veranschaulicht schematisch die Verbindung von zwei Maschinen.The details are explained in the description, for example and shown schematically in the drawings. Fig. I shows one form of training of the machine with rotating pistons in longitudinal section and Fig. 2 the same in cross section by the runner. Fig. 2a represents a modification of that shown in Figs Design represent; Fig. 3 shows a further development of the machine in longitudinal section; Fig.q. schematically illustrates the connection of two machines.

Es bedeutet a einen in dem Ringkanal des Maschinengehäuses d umlaufenden Kolben, welcher unter Vermittlung des Läufers e die Maschinenwelle g betätigt. Mit dem Läufer e ist ein hohler Drehschieber c, dessen Achse mit jener der Maschinenwelle zusammenfällt, verbunden bzw. der Läufer gleichzeitig als Drehschieber ausgebildet (Abb.3). Dieser Drehschieber kann demnach in einer am Gehäuse d passend ausgebildeten Erweiterung mit dem Läufer und somit mit der Maschinenwelle mitrotieren, wobei er die z. B. an der Erweiterung vorgesehene Einströmöffnung b für das unter Druck der Maschine zur Verfügung stehende Arbeitsmittel im Anwendungsfalle einer Kraftmaschine, z. B. Dampf, Gas, Luft oder Flüssigkeit, im geeigneten Augenblick öffnet und schließt. Der Läufer e hat einen radial zur Maschinenwelle geführten Kanal f, welcher den Ringkanal für den Kolben a mit dem Innern des Drehschiebers c verbindet und je nach der Lage des Drehschiebers die Zufuhr und Absperrung des bei der Einströmöffnung b zur Verfügung stehenden Arbeitsmittels vermittelt. Dieser Kanal kann auch, wie in Abb. 3 angegeben, durch den Kolben d geführt werden. Dabei ist der Austritt des Betriebsmittels aus dem Kolben a so gewählt, daß die Reaktionskraft im Verhältnis der Austrittsgeschwindigkeit im Sinne der Drehrichtung des Kolbens a wirkt.It means a circulating in the annular channel of the machine housing d Piston which actuates the machine shaft g through the intermediary of the rotor e. With the rotor e is a hollow rotary valve c, the axis of which with that of the Machine shaft coincides, connected or the rotor is designed as a rotary valve at the same time (Fig.3). This rotary valve can accordingly be designed in a suitably configured on the housing d Extension with the rotor and thus rotate with the machine shaft, whereby he the z. B. provided on the extension inlet opening b for the pressurized Equipment available to the machine in the case of a prime mover, z. B. steam, gas, air or liquid, opens and closes at the appropriate moment. The rotor e has a radially guided channel f to the machine shaft, which the Annular channel for the piston a connects to the interior of the rotary valve c and depending on the position of the rotary valve, the supply and blocking of the at the inflow opening b mediated the available work equipment. This channel can also be like indicated in Fig. 3 through the piston d. The exit of the Operating means selected from the piston a so that the reaction force in proportion the exit speed acts in the sense of the direction of rotation of the piston a.

In dem den Kolben a führenden Ringkanal ist ein Schieber i angeordnet, um den in einer Richtung umlaufendenKolben bei seinerBewegungperiodisch freien Durchlaß zu gestatten. Im Bereich der Stelle, in welcher der Kolben a nach einem Umlauf den Schieber i erreicht, ist im Gehäuse d die Ausströmöffnung h vorgesehen.In the annular channel leading to the piston a, a slide i is arranged in order to allow the piston, which rotates in one direction, to periodically free passage during its movement. In the area of the point in which the piston a reaches the slide i after one revolution, the outflow opening h is provided in the housing d.

In dem vorliegenden Beispiel ist ein Kolben a mit dem Läufer e und einem Kanal f dargestellt. Es ist auch möglich, entsprechend demvorhandenen Druckgefälle mehrere Kolben an dem Läufer e und dementsprechend in gleicher Zahl vorgesehene Ausströmöffnungen h am Gehäuse d anzuordnen, was besonders bei kleinem Druckgefälle angebracht ist. In einem weiteren Ausbau der Erfindung können entweder auf derselben Maschinenwelle mehrere nebeneinander angeordnete Läufer mit Kolben oder aber Läufertrommeln mit mehreren Kolben in den dazu passenden Ringkanälen wirken, wobei diese Läufer entweder parallel oder in Reihen bzw. in gemischter Anordnung dieser Schaltungen arbeiten.In the present example, a piston a with the rotor e and a channel f is shown. It is also possible to arrange several pistons on the rotor e and correspondingly provided in the same number of outflow openings h on the housing d according to the existing pressure gradient, which is particularly appropriate with a small pressure gradient. In a further development of the invention, multiple runners with pistons arranged next to one another or rotor drums with multiple pistons can act in the matching ring channels on the same machine shaft, these runners working either in parallel or in rows or in a mixed arrangement of these circuits.

Die durch das Betriebsmittel hervorgerufenen Schubkräfte werden z. B. dadurch aufgehoben, daß Maschinen oder Maschinengruppen spiegelbildlich vertauscht auf derselben Welle angeordnet sind oder aber so zueinander liegen, daß auch ein fallweise an Stelle des Schiebers i verwendeter Drehschieber zur Schließung des Zylinderquerschnittes druckfrei ist.The thrust forces caused by the equipment are z. B. canceled by reversing machines or machine groups in mirror image are arranged on the same shaft or are so to each other that also a Occasionally, instead of the slide i, the rotary slide valve is used to close the Cylinder cross-section is pressure-free.

Der Läufer e kann gemäß der Abb. 3 auch in der Gestalt eines Hohlzylinders ausgebildet und auf der Welle g befestigt sein, wobei seine Drehachse mit der Welle zusammenfällt. Bei dieser Anordnung tritt das Arbeitsmittel durch die Einströmöffnung b in den Läufer e, der zugleich als Drehschieber arbeitet, und aus diesem in den Zylinder. Bei dieser Anordnung wird der auftretende schädliche Raum stark vermindert.According to FIG. 3, the rotor e can also be in the form of a hollow cylinder be formed and mounted on the shaft g, with its axis of rotation with the shaft coincides. With this arrangement, the working medium passes through the inflow opening b into the rotor e, which also works as a rotary valve, and from this into the Cylinder. With this arrangement, the harmful space that occurs is greatly reduced.

In diesem nun als Drehschieber arbeitenden Läufer e kann konzentrisch ein zweiter Drehschieber 1 angeordnet werden, welcher auch von der Maschinenwelle g unter Zwischenschaltung an sich bekannter übertragungsmittel, wie Nocken, Hebel u. dgl., je nach der angeforderten Leistungsgabe um die mit der Maschinenwelle g gemeinsame Drehachse in seiner Lage verändert werden kann und so das Füllungsverhältnis beeinflußt.In this rotor e, which now works as a rotary slide valve, a second rotary slide valve 1 can be arranged concentrically, which is also connected to the machine shaft g with the interposition of known transmission means, such as cams, levers and the like, depending on the required power output by the amount connected to the machine shaft g common axis of rotation can be changed in its position and thus influences the filling ratio.

In der Abb. q. hingegen ist eine zweizylindrige Anordnung dargestellt, in der zwei Läuferwellen durch ein Getriebe h kinematisch verbunden sind, wobei man an der Abtriebswelle g1 die Leistung der Maschine abnimmt. Im Sinne der Abb. q. können die bereits beschriebenen Maschinenaggregate, die auf einer Maschinenwelle mehrere Läufer bzw. Kolben tragen, ebenfalls geschaltet werden. Diese Anordnung nach Abb. .4 hat den Vorteil, daß ein axialer Schub des Läufers bzw. der Läuferwelle g dadurch vermieden werden kann, indem man das Getriebe h unter Betriebsdruck der Maschine setzt, so daß auf beiden Seiten des Läufers e gleiche Druckverhältnisse herrschen. In dem Falle muß nur die Abtriebswelle g1 nach außen eine Abdichtung erfahren. Hierbei ist es gleichgültig, ob das Arbeitsmedium nur einem Maschinenteil zugeführt wird und durch einen Verbindungskanal aus dem anderen Zylinder zugeleitet werden kann oder aber jeder Zylinder bzw. Drehschieberteil mit dem Arbeitsmedium versorgt wird. Wichtig ist nur, daß auf diese Art ein axialer Schub der rotierenden Elemente vermieden wird. Die Ausführung nach Abb. q. ist besonders deshalb von Interesse, weil es möglich ist, den Schieber i in bekannter Weise durch einen Drehschieber zu ersetzen, der gleichzeitig beiden Zylindern dienen kann.In Fig. Q. however, a two-cylinder arrangement is shown, in which two rotor shafts are kinematically connected by a gear mechanism h, with the power of the machine is decreased at the output shaft g1. In the sense of Fig. q. can use the machine units already described, which are mounted on a machine shaft carry several runners or pistons, can also be switched. This arrangement according to Fig. .4 has the advantage that an axial thrust of the rotor or the rotor shaft g can be avoided by placing the gear h under the operating pressure of the Machine sets so that the same pressure conditions on both sides of the rotor e to rule. In that case, only the output shaft g1 has to be sealed to the outside Experienced. It does not matter whether the working medium is only one part of the machine is fed and fed through a connecting channel from the other cylinder can be or each cylinder or rotary valve part with the working medium is supplied. It is only important that in this way an axial thrust of the rotating Elements is avoided. The design according to Fig. Q. is of particular interest because it is possible to move the slide i in a known manner by means of a rotary slide valve to replace, which can serve both cylinders at the same time.

Der Axialschub kann auch durch einen Verbindungskanal zwischen der über- und Unterdruckseite der Maschine aufgehoben werden.The axial thrust can also be achieved through a connecting channel between the overpressure and underpressure side of the machine are eliminated.

Die hier beispielsweise geschilderte Einrichtung ist nicht nur an Kraftmaschinen, sondern auch an Kompressoren und Pumpen sinngemäß verwendbar; als Betriebsmittel kommen gasförmige Körper sowie auch Flüssigkeiten in Betracht.The facility described here, for example, is not only on Power machines, but can also be used analogously on compressors and pumps; as Operating media are gaseous bodies as well as liquids.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Equipment for supply and discharge and control of the equipment on machines with pistons rotating in an annular space, which is arranged on a rotor connected to the machine shaft, characterized in that that the rotor (s) designed as a guide for the work equipment and the machine shaft or the rotor is set up to distribute and regulate the filling of the operating fluid is.

2. Device according to claim i, characterized in that the steam channel (f) in the rotor (e) is arranged radially to the axis of rotation of the rotor.

3. Establishment according to claims i and 2, characterized in that a rotary slide valve is attached to the rotor (e) (c) is attached, the axis of rotation of which coincides with that of the machine shaft (g) and which closes and releases the inflow opening of the operating medium.

4th Device according to claims i and 2, characterized in that the rotor (e), in formed in the shape of a hollow cylinder, is attached to the shaft (g) and in its interior a rotary valve (L) receives, whose axis of rotation with that of the Machine shaft, whereby the operating fluid flowing through the rotary valve blocked by this or let through into the ring channel.

5. Device according to claims i to 4, characterized in that a plurality of juxtaposed runners (e) with pistons (a) are provided acting in these matching annular channels on the same machine shaft, these runners either in parallel or in series or in a mixed arrangement of these Circuits work.

6. Device according to claims i to 5, characterized in that over the circumference of the rotor (e) several pistons (a.) And correspondingly housing slide (i) of the same number and rotary slide (c) with the passage openings for the operating medium are provided.

7. Device according to claims i to 6, characterized in that transmission parts, which are necessary to achieve kinematic synchronization of several cylinders, are under operating pressure to prevent axial thrust of the rotating Parts occurs. B. Device according to claims i to 7, characterized in that that machines or machine units are arranged in a mirror-inverted manner, whereby the thrust forces caused by the equipment on rotating parts To get picked up. G. Device according to Claims i to 8, characterized in that that the channel (f) is guided in its continuation in the piston (a) and into the annular space ends with the determination that the reaction force in the ratio of the exit speed acts in the sense of the direction of rotation of the piston (Fig.2a). ok Device according to the claims i to 7 and g, characterized in that a connecting channel between the over- and negative pressure side of the machine for the purpose of canceling the thrust forces of the operating medium is provided.