FI93764C - Rotaattori - Google Patents

Description

93764

ROTAATTORI

Keksinnön kohteena on rotaattori, joka käsittää akselin sekä siihen kuuluvan roottoriosan lamellisiipineen, tätä ympäröivän 5 kotelo-osan, näiden väliin jäävät, akselin suhteen symmetrisesti sijoittuvat kammiot, paineöljyn tulo- ja poistoaukot liitettynä kammioihin, laakerielimet aksiaalisuunnassa molemmin puolin roottoriosaa, joihin kuuluu painelaakeri aksiaalista kuormaa kantavalla eli roottorin alapuolella.

10

Edellä mainitun tyyppinen rotaattori on tunnettu esim. suomalaisista patenttihakemuksista 843941 ja 863576 sekä näiden viite-julkaisuista. Lamellisiipien tiivistystä kotelon kanssa ei voida järjestää yhtä hyväksi kuin mäntätyyppisissä koneissa männän ja 15 sylinterin välinen tiivistys. Näin ollen akselille on varattava pieni aksiaalivälys mm. lämpölaajenemisten takia. Välykset aiheuttavat sen, että paineyhteet suljettunakin akseli pääsee pyörimään. Monessa sovelluksessa olisi kuitenkin toivottavaa, että kun rotaattoria ei käytetä akseli lukittuu paikalleen.

20 Eräässä tunnetussa rotaattorissa tämä järjestetään erillisen moottorin ympärille järjestetyn jarrulaitteen avulla. Tämä on kuitenkin melko monimutkainen järjestely. Lisäksi ylimääräiset laitteet moottorin ympärillä vahingoittuvat helposti.

25 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen jar-rulaite, jolla ei ole edellä mainittuja puutteita. Keksinnön tunnusmerkilliset piirteet on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

30 Keksintö pohjautuu paljolti siihen havaintoon, että sekä laakerille että Morsen kitkalukitukselle saadaan tyydyttävä toiminta, vaikka pintamateriaaleiksi valittavat metallit eivät olekaan aivan optimaalisia samoin kuin laakerin muoto ei ole optimaalinen. Muut keksinnön edut ja sovellusmuodot selviävät jäljem- 35 pänä sovellusesimerkin yhteydessä.

Seuraavassa keksintöä kuvataan viittaamalla oheisiin kuviin, jotka esittävät erästä keksinnön mukaista rotaattoria.

2 93764

Kuva 1 esittää rotaattoria halkaistuna.

Kuva 2 esittää poikkileikkausta kuvan 1 kohdasta AA.

Kuva 3 esittää yksityiskohtaa X kuvassa 1.

5 Kiertosiipiperiaatteella toimivan hydraulimoottorin eli rotaat-torin rakenne on hyvin yksinkertainen. Sen pääosat ovat akseli 8 ja siihen muodostettu roottori 1 lamellisiipineen 2 ja kotelo-osa 3, johon akseli on laakeroitu. Kuvan 2 mukaisesti kotelo-osaan kuuluva lieriöosa 4 ympäröi roottoria 1 muodostaen root-10 toriin kiinnityöntyvien sulkukappaleiden avulla erilliset kammiot 7 roottorin ympärille. Roottoriin kuuluvat lamellisiivet 2 jakavat nämä kammiot 7 vielä useampiin osiin. Lamellisiivet 2 työntyvät sulkukohtien kohdalla roottorin sisälle tunnetulla tavalla. Kammioiden päihin kuuluu öljynsyöttö- ja poistoaukot, 15 jotka on yleensä sijoitettu symmetrisesti edestakaisen pyörittämisen mahdollistamiseksi.

Kotelo-osa 3 koostuu yläkannesta 5, edellä mainitusta lieriö-osasta 4 ja alakannesta 6. Ylä- ja alakansi 5 ja 6 on sidottu 20 toisiinsa sidepunteilla 18, jolloin ne puristavat lieriöosan 4 välillensä. Rotaattoriin kuuluu myös öljynsyöttö- ja poisto-kanavat, joita ei tässä kuitenkaan erikseen esitetä. Sen sijaan kuvassa näkyy läpivientikanavat esim. kouran sylinteriä varten. Näitä yhteitä varten akselin 8 yläpäähän kuuluu tiivisteet 17. 25 Tässä tapauksessa akselin laakerointi on erityislaatuinen käsittäen alapuolisen kartiosovituksen 10 ja yläpuolisen painelaakerin 15. Kartiosovituksen muodostaa alakannen 6 kartiopinta 11 ja akseliin muodostettu vastakartio 12. Lisäksi kartiopintojen 30 ylä- ja alaosaan on järjestetty tiivisteet 13 ja 14. Alakanteen 6 on lisäksi järjestetty kanavat 11, jotka johtavat kammioiden keskeltä kartioiden alaosaan, jolloin akselin 8 kartiopintaan 12 vaikuttava paine nostaa akselia ylöspäin pois lukituksesta, jonka jälkeen sama kartio toimii laakerina. Aksiaaliliike ja 35 välys on vain noin 0,05 mm:n luokkaa, mutta riittävä lukitus-toiminnan vaihtamiseksi laakeritoimintaan. Käytännön toleranssi-rajat ovat 0,03 mm - 0,23 mm. Kartiokulman puolikas on tässä .. 15*. Sen tulee olla välillä 10* - 20’, edullisimmin 14* - 16°.

• 9 m

U

3 93764

Materiaalit on tässä valittava huolella. Yleensä liukulaakeri-paria toisen pinnan on oltava pehmeämpi, mutta tässä käytetään teräs vastaan teräs pintoja. Toinen tai molemmat pinnat nitra-taan, jolloin kovan pinnan alla pehmeä perusaine antaa jonkin 5 verran joustavuutta. Roottorin yläpuolella aksiaalilaakerin 15 muodostaa neulalaakeri ja radiaalilaakerin muodostaa vastaava liukulaakeri, jossa yläkannen ja akselin materiaalit on myös valittu laakeritoimintaa ajatellen. Sinänsä on mahdollista käyttää erillistä laakeripuslaa sopivan laakerimetalliparin 10 löytämiseksi.

Yläkannen 5 ja akselin 8 välissä aksiaalisuunnassa käytetään lautasjousta 16, joka painaa kartiopintoja 12 ja 11 toisiansa vastaan siltä varalta, ettei ole aksiaalista kuormaa riittäväs-15 ti.

Kuvan 2 mukaisesti kanavat sijoitetaan yleensä symmetrisesti kammioiden 7 keskelle, jolloin kumpaankin suuntaan pyöritettäessä ainakin yksi lamellisiipi on aina vuorollaan kanavan 19 ja 20 poistopuolen välissä. Tässä tapauksessa lamellisiipien määrää lisätäänkin yleensä aikaisempaan verrattuna. Jos kuitenkin käytetään kanavassa 19 vastaventtiiliä kuvan 3 mukaisesti, kanavat voidaan sijoittaa myös kuvassa 2 katkoviivoin esitetyllä tavalla (kanavat 19 ja 19').

25

Kuvan 3 mukaisesti kanavaan 19 järjestetään vastaventtiili 22, joka käsittää kuulan 23, venttiilipalan 24 ja jousen 25, nämä ovat sijoitettu porauksen 20 yläpäähän. Tämän lisäksi käytetään edullisesti kuristuskanavaa 21, joka sallii paineen poistua 30 hitaasti kartiosovituksesta. Tämä voi olla tarpeen suuntaa vaihdettaessa, jolloin esiintyy lyhyt, paineeton jakso.

Edellä mainittu kartiosovitus on mahdollista rakentaa myös rotaattorin yläpäähän käyttämällä ulompana kartiopintana eril-35 listä komponenttia, joka jousivoimien ja paineen yhteisvaikutuksella ohjataan joko akselin kartioon kiinni tai siitä pois.

Claims (9)

1. Rotaattori, joka käsittää akselin (8) sekä siihen kuuluvan roottoriosan (1) lamellisiipineen (2), tätä ympäröivän kotelo- 5 osan (3), näiden väliin jäävät, akselin suhteen symmetrisesti sijoittuvat kammiot (7), paineöljyn tulo- ja poistoaukot liitettynä kammioihin, laakerielimet (9, 10) aksiaalisuunnassa molemmin puolin roottoriosaa (1), joihin kuuluu painelaakeri (10) aksiaalista kuormaa kantavalla eli roottorin alapuolella, 10 tunnettu siitä, että painelaakeri (10) muodostuu kartiomaisesta sovituksesta (11, 12) kotelon (3) ja akselin (8) välillä, ja koteloon (3) kuuluu kammioista (7) kartiosovituksen (11, 12) alapinnalle johtavat kanavat (19), ja 15 - kartiosovituksen (10) ylä- ja alaosaan kuuluu tiivisteet (13, 14), ja että kartiosovitus (10) on siten mitoitettu, että kartiopin-nalle vaikuttava paine nostaa akselin (8) irti kotelosta (3) ja paineettomana kartiosovitus (10) muodostaa kit-20 kalukituksen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että roottorin (1) yläpuolella akselin (8) ja kotelon (3) välille kuuluu neulalaakeri (15), joka kantaa ylimääräisen 25 aksiaalisen voiman.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että roottorin (1) yläpuolella akselin (1) ja kotelon (3) välille kuuluu jousielin (16), joka varmistaa aksiaalisen kuor- 30 man puuttuessa, että kartiopinnat (11, 12) painuvat toisiansa vasten aikaansaaden jarruvaikutuksen.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että kammioista (7) kartiosovituksen (10) alaosaan 35 johtavat kanavat (19) on varustettu vastaventtiileillä (22) sallien vapaan virtauksen kartiosovitukselle päin. « · « II 93764 5

4 93764

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että vastaventtiilien (22) yhteyteen kuuluu kuristuselimet (21) virtauksen sallimiseksi rajoitetusti poispäin kartiosovitukses-ta, jolloin kartiopinnat (11, 12) kohtaavat vasta viiveen 5 jälkeen paineen poistuttua.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että kartiosovituksen (10) kartiokulman puolikas on välillä 10* - 20*, edullisimmin välillä 14*-16*. 10

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että kartiosovituksen (10) aksiaalinen välys on 0,03 -0,23 mm.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että kartiosovituksen (10) vastakkain tulevat materiaalit kotelossa (3) ja akselissa (8) ovat lämpökäsittelemätön teräs ja karkaistu teräs.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen rotaattori, tunnettu siitä, että lamellisiipien (2) lukumäärä on ainakin niin suuri, että kammion (7) poistopuolen ja sanotun kartiosovitukselle (11, 12) johtavan kanavan (19) välissä on aina yksi lamellisiipi (2). 6 93764