SE427491B - Lamellmaskin - Google Patents

Description

7904291-'7 l0 15 20 25 30 35 fukt och olja skall lamellmaskinen enligt uppfinningen fungera även under dessa förhållanden utan några allvarliga effekter på livslängden. ' Som ovan nämnts hade ingen funnit en lämplig materialkombination för lamellerna i en lamellmaskin innan föreliggande uppfinning gjordes trots alla ansträngningar som gjorts under flera decennier. Ett betydelsefullt problem har varit de höga hastigheter som ofta råder mellan lameller- na och cylinderhuset. Hastigheten kan exempelvis vara upp till eller t.o.m. över 20 m/s i en lamellmotor för en handhållen slipmaskin. Eftersom kontakttrycket mellan de i huvudsak radiellt rörliga lamellerna och den cylindriska motytan är approximativt proportionellt mot kvadraten på hastigheten är det uppenbarligen önskvärt att göra lamellerna så lätta som möjligt för att motverka effekten av höga hastigheter.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes en lamell- maskin i vilken de i huvudsak radiellt rörliga lamellerna är försedda med partier, åtminstone vid ytan som är i tätande kontakt med cylinderhuset, av ett nötningsbeständigt material som innefattar en matris med hårda beståndsdelar vilka har en hårdhet på Vickersskalan som avviker mindre än 20 Z från cylinderns hårdhet samt ett oorganiskt fast smörjmedel.

Matrisen skall företrädesvis vara-en polymer av flu- orinerat kolväte, speciellt polytetrafluoreten. polyfluor- etenpropen eller polyfluoralkoxyharts.

Det nötningsbeständiga materialet skall företrädesvis innehålla mellan 5 och 30 volymprocent hårda beståndsdelar.

Glas eller kol är att föredraga som hårda beståndsdelar.

Dessa kan med fördel vara i form av partiklar eller fibrer.

Fibrerna skall företrädesvis vara systematiskt ordnade, exempelvis vävda, för att öka lamellstyvheten.

Det oorganíska fasta smörjmedlet skall företrädes- vis väljas ur en grupp av material som inte reagerar kemiskt med det samverkande cylindermaterialet. Speciellt goda prestanda har uppnåtts med bly eller blyoxid som fast smörjmedel i det nötningsbeständiga materialet när cvlindern är gjord av stål eller gjutjärn. Det är rimligt att antaga, utgående från denna upptäckt, att andra blyföreningar skulle 10 15 20 25 30 35 40 a 7904291-7 fungera tillfredsställande eftersom ingen betydelsefull skillnad i prestanda har påträffats mellan icke oxiderad blvmetall, halvoxiderad blymetall och blyoxid.

Inom lagertekniken rekommenderas bly och tenn därför att dessa är mjuka och lätt formbara metaller. Dessa rekommen- dationer kan emellertid ej appliceras i detta fall eftersom tillägg av tenn till en blandning av polytetrafluoreten och glas allvarligt försämrar prestanda. Förslitningshastig- heten är ungefär tre gånger så hög med 10 volymprocent tenn i materialet än utan. Såsom ovan nämnts behöver blyet inte vara i sin metalliska form. Dessutom är det önskvärt, såsom ovan nämnts, att göra lamellerna så lätta som möjligt. Tillägget av bly utgör ett avsevärt avsteg från denna idê. Det är därför mycket överraskande att blytillägget minskar förslitningen av lamellerna. Förbättringar med omkring en faktor tio har observerats i höghastighetsprov med bly elhu'blyoxid som fast smörjmedel. Prov har visat att förslitningshastigheten som erhålles med uppfinningen, under torra och oljefria förhållanden, är lika låg som de för- slitningshastigheter som erhålles med konventionella fenol- lameller och full oljesmörjning.

Fig. l visar ett längdsnitt genom en luftmotor enligt l-l 2-2 i fig. l. Fig. 3 visar förslitningshastigheter som i fig. 2. Fig. 2 visar ett tvärsnitt genom motorn enligt erhållits i en provserie med olika blymängder. Fig. 4 visar förslitningshastigheten som funktion av blymängden.

Den i fig. l och 2 visade luftmotorn innefattar ett cylinderhus ll försett med två gavlar 13. En rotor 16 som har en utgående axel 12 är axcentriskt lagrad i förhållande till cylindern ll i gavlarna 13 medelst lager 14. Rotorn är dessutom försedd med ett antal lameller 20 som är rörliga i i huvudsak radiella spår l9. I huvudsak radiell innebär i detta sammanhang att spåren kan avvika från den radiella riktningen med upp till 300. Huset är försett med en inlopps- port 30 för tryckluft och utloppsportar 31.

Fig. 3 visar de förslitningshastigheter som erhållits med har gjorts olika mängder halvoxiderad blymetall. Dessa prov med en luftmotor som arbetat obelastad vid 10 000 varv/min, motsvarande en hastighet av 20 m/s. Förhållandet mellan glas- fiber, skuret i korta bitar, och polytetrafluoreten (PTFE) har hållits konstant ett till tre. Alla mängder anges i 7904291-7 4 10 15 20 25 30 35 40 volymprocent (V/o). I fig. 4 visas förslitningshastigheter- na i ¿¿m/hr) som funktion av mängden bly. Förslitnings- hastigheten som erhålles utan bly är den förslitningshastighet som erhålles med materíalkombinationen enligt ovannämnda USA patent 3 335 944. Förslitningshastigheten som erhållits med en procent bly (18/am/tim) har utelämnats vid ritningen av fig. 4 eftersom det är mycket osannolikt att det skulle finnas ett maximumvärde där. Detta värde är sannolikt fel- aktigt och inga ansträngningar har gjorts för att erhålla det korrekta värdet eftersom det i praktiken ej är intressant att veta det exakta värdet. Såsom framgår av fig. 3 och 4 bör det nötningsbeständiga materialet innehålla mellan 5 och 30 volymprocent oorganiskt fast smörjmedel. Éörslítnings- hastigheterna som erhålles med 10 till 20 volymprocent oorganiskt fast smörjmedel är särskilt intressanta. Vid tillämpningar där kravet på snabba hastighetsändringar är särskilt högt är en mängd av 5 Z mycket intressant även om förslitningshastigheten är väsentligt högre än ontimum- värdet. Förslitningshastigheten är emellertid i detta fall endast omkring 50 Z av det värde som erhålles utan oorganiskt fast smörjmedel.

Prov har också gjorts, vid ovannämnda arbetshastizheter, med kolfiber i stället för glas som hård beståndsdel. Vid dessa prov har två varianter allmänt kända som typ I (hög imodul, måttlig styrka) och typ II (hög styrka, måttlig modul) använts. Liksom vid ovannämnda prov med glas hölls förhållandet mellan kolfiber och PTFE konstant vid ett till tre. Prov gjordes med upp till 20 V/o bly med fibrer av typ II. En förslitnings- hastighet av 4/Mm /tim erhölls med §0 V/o PTFE, 20 V/o kolfiber typ II och 20 60 V/o PTFE, 20 V/o kolfiber typ I och 20 V/0 bly erhölls en förslitningshastighet av 1,5 pm/tim. Det framgår av dessa V/o bly. Med en komposition innefattande resultat att mycket goda prestanda uppnås med kolfiber som hårda beståndsdelar. Det bästa värdet uppnått med fibrer av typ I är lika bra som värdet uppnått med glas.

Ovanstående beskrivning ger endast exempel på föredragna alternativ och skall ej betraktas som begränsning av omfånget på uppfinningen, vilken definieras av efterföljande patentkrav.

Matrisen kan vara ett fenolharts. I vissa fall kan det vara 'fördelaktigt att använda grafit eller molybdendisulfid som oorganiskt fast smörjmedel.

Claims (7)

7904291-7 Patentkrav

1. l. Lmellmaskin innefattande en cylinder (ll) med två gavlar (13), inlopps- (30) och utloppsmedel (31) för ett kompressibelt arbetsmedium, en rotor (16) excentriskt lagrad i cylindern (ll) och ett antal la- meller (20) som är förskjutbart anordnade i i huvudsak radiella spår (19) i rotorn (16) för att vidmakthålla tätande kontakt med cylindern (ll) under rotorns (16) rotation, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att varje lamell (20), åtminstone vid ytan i tätande kontakt med cy- lindern (ll), är försedd med ett parti av ett nötningsbeständigt mate~ rial, varvid det nötningsbeständiga materialet innefattar en matris av en polymer av fluorinerat kolväte, mellan 5 och 30 volymprocent hårda beståndsdelar, vilka har en hårdhet på Vickersskalan som avviker mindre än 20 Z från hårdheten hos det samverkande cylindermaterialet samt mellan 5 och 30 volymprocent oorganiskt fast smörjmedel.

2. Lamellmaskin enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att sagda hårda beståndsdelar innefattar glas eller kol.

3. Lamellmaskin enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att de hårda beståndsdelarna är i form av fibrer som är systematiskt orienterade för att öka lamellstyvheten.

4. Lamellmaskin enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att fibrerna är vävda.

5. Lamellmaskin enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det oorganiska fasta smörjmedlet är valt ur en grupp av material som ej reagerar kemiskt med det samverkande cylindermaterialet. 7904291-7

6. Lamellmaskín enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det oorganíska fasta smörjmedlet är bly eller en blyföreníng samt att den samverkande cylínderytan består av stål eller gjutjärn.

7. Lamellmaskín enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det nötníngsbeständíga materialet innehåller från 10 till 20 volym- procent oorganískt fast smörjmedel.