DE1957029C - Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine mit Hub- und Schlupfeingriff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine mit Hub- und Schlupfeingriff mit auf einer Welle drehfest sitzendem Kolben, bestehend aus einer Kolbennabe und radial in der Kolbennabe beweglichen Kolbenschiebern, wobei der Kolben axial beidseitig von Seitenteilen begrenzt ist und beide Sehenteile Ausnehmungen zum Aufbau eines mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehenden Druckpolsters aufweisen, wovon die radial innenliegenden Ausnehmungen Leakageverbindungen mit dem Schmiermittelraum der Welle aufweisen.

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus der USA.-Patentschrift 2762 312 bekannt.

Bei derartigen bekannten Rotationskolbenmaschinen werden während verschiedener Betriebsphasen unterschiedliche Drücke und damit verschiedene Kräfte erzeugt, die den Kolben in bezug auf die Seitenteile verschieben. Eine bei hoher Geschwindigkeit und hohem Druck verursachte Berührung führt zu Abnutzungserscheinungen und lästigen Geräuschen bei einer Verminderung des Wirkungsgrades.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sichergestellt ist, daß der Kolben zwischen den Seitenteilen in jeder Betriebsphase so gelführt ist, daß eine Geräusche und Materialabnutzung verursachende Berührung vermieden ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß zwischen der radial innenliegenden und einer weiteren radial auswärts liegenden Ausnehmung als Drosselstelle wirksame, in die Seitenteile eingelassene Verbindungsnuten vorgesehen sind.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weisen die Verbindungsnuten einen V-förmigen Querschnitt

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemiißen Rotationskolbenmaschine besteht darin, daß die Ausnehmungen als konzentrisch zur Weile angeordnete Ringnuten ausgebildet sind.

Dabei ist es schon bekannt (USA.-Patentschrifi 2 762 312), konzentrisch zur Welle in den Seitenteilen angeordnete Ringnuten vorzusehen.

Der Erfindungsgegenstand soll an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeich nung zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Rotations kolbenmaschine längs der Linie 1-1 in Fig. 2,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 1-,

Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 m

Fig. 1 und

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des Längs

schnittes in Fi g. 1.

Die Rotatirmskolbenmaschine 10 umfaßt ein Gehäuse 12 und einen Mantel 14, der zwischen dem Gehäuseteil 16 und der Platte x8 sowie einer Endabdeckung 20 eingesetzt ist, die alle mit der Schraube 22 verbunden sind. Der Gehäuseteil 16 ist mit einer Einlaßöffnung 21 versehen, an die ein fiinlaßdurchgang 24 anschließt mit Druckmittelöffnungen 25, von denen eine in Fig. 1 dargestellt ist. Diese fluch'.en mit gegenüberliegenden DruckmitteleinlaßöfTnungen 26 (Fig. 3) und 27, die sich durch die Platte 18 erstrecken.

Die Endabdeckung 20 ist mit einer Auslaßverbindung 28 versehen, von der ein Auslaßdurchgang 30 abgeht, der zwei Zweige 32 und 34 umfaßt, wie F i g. 1 zeigt. Die abgezweigten Durchgänge 32 bzw. 34 endigen in einem Paar diametral gegenüberliegend, bogenförmig gestalteter Druckmittelöffnungen 36 bzw. 38, von denen jede in F i g. 2 dargestellt ist. In der Platte 18 sind diametral entgegengesetzt, bogenförmig gestaltete Druckmittelöffnungen 40 und 42 (Fig. 3) vorgesehen, die den Druckmittelöffnungen 36 und 38 gegenüberliegen und miteinander in einer Verbindung stehen. In der Endabdeckung 20 ist ein anderes Paar diametral gegenüberliegender, bogenförmig gestalteter Druckmittelöffnungen 44 und 46 (Fig. 2) vorgesehen, die den DruckmitteleinlaßöfTnungen 26 und 27 in dem Gehäuseteil 16 gegenüberliegen und mit diesen in Verbindung stehen. Die Fläche der Endabdeckung 20, in der die Druckmittelöffnungen ausgebildet sind, ist nachfolgend als Seitenfläche 48 bezeichnet wie die Seitenfläche 50 der Platte 18.

Ein Kolben 52, der eine axiale Breite aufweist, die etwas geringer ist als die axiale Breite des Mantels 14, ist zwischen den beiden Seitenflächen 48 und 50 angeordnet und auf einem Keilnutenteil 54 der Welle 56 montiert, die drehbar in den Lagern 58 und 60 im Gehäuseteil 16 gelagert ist. Eine Dichtung 62 verhindert eine Leakage vorbei an der Welle 56. Die Dichtungen 64 und 66 verhindern eine Leakage ', an der Verbindungstelle der Endabdeckung 20 und des Gehäuseteils 16 mit dem Mantel 14, während die Dichtung 68 eine Leakage an der Verbindungsstelle des Gehäuseteilsie mit der Platte 18 verhin-

dert. Die Dichtungen 64, 66 und 68 haben vorzugsweise die bekannte Form eines endlosen Elastomert;-O-Ringes von runder Querschnittsgestalt.

Die Innenwandung des Mantels 14 ist etwa elliptisch in ihrer Gestalt und mit 70 bezeichnet. Die Kolbenschieber 72 werden in Schlitzen 74 hin- und herbewegt, die im Kolben 52 vorgesehen sind, wenn der Rotor sich innerhalb des Mantels 14 dreht. Die Mantelinnenwandung und der äußere Umfang des Kolbens begrenzen zwei gegenüberliegende Arbeitskammern 76 und 78, von denen jede in eine Druckmitteleinlaßzone und eine Druckmittelzuführ-/one unterteilt werden kann. Die Druckmitteleinlaß-/onen sind jene Teile der Arbeitskanimern 76 und 78, uie mit den gegenüberliegenden DruckmitteleinlaßiTnungen26 und 27 in der Seitenfläche 50 fluchten. Die Druckmittelzuführzonen sind jene Teile der Arbeitskammern 76 und 78, die entsprechend mit den gegenüberliegenden, bogenförmigen Dnukmittelö!Tnungen36 und 38 in der Seitenfläche 48 fluchten. Die Druckmittelverbindung zwischen den öffnungen .^;6. 38,42 und 44 wird mittels ihrer zugeordneten Druckmittelzonen erreicht, während die axialen Durchgänge 80 und 82, dargestellt in Fig. 3, auch lie Druckmitteleinlaßöffnungen 26 und 27 mit den Öffnungen 44 und 46 verbinden, zusätzlich zu der Verbindung, die durch ihre zugeordneten Druckrnittelzonen erzielt wird.

Die Mantelinnenwandung 70 umfaßt einen Einlaß-• onenabschnitt, der sich von A zu B (Fig. 3) erstreckt, einen Bogenteil, der sich von B zu C erstreckt, einen Zufuhrzonenabschnitt, der von C 7 u D verläuft und einen anderen Bogenabschnitt, der sich von D zu E erstreckt.

Die inneren Enden der Kolbenschieberschlitze 74 sind vergrößert, um Druckkammern 84 zu bilden. Jede Seitenfläche 48 und 50 besitzt ringförmige Zuführungsnuten 86 und 88. Der Druck wird zu der Nut 86 mittels der axialen Durchgänge 90 und 92 zugeführt, von denen einer in Fig. 1 und beide in F i g. 2 dargestellt sind. Die ringförmige Nut 86 steht in Verbindung mit den Druckkammern 84.

In der Endabdeckung 20 ist eine Ausnehmung 94 ausgebildet, die zusammen mit dem Zwischenraum zwischen Welle und Kolben im Keilnutenteil 54 und einem Zwischenraum 96 zwischen der Platte und der Welle dazu dient, Druckmittel von der Druckmittelöffnung 27 über den Schlitz 97 zur Schmierung der Welle zuzuführen.

In jeder Seitenfläche 48 bzw. 50 sind Ausnehmungen 98 und 100 vorgesehen, deren Zweck noch erläutert werden soll. Zwischen den Ausnehmungen 98 und 100 und der Ausnehmung 94 bzw. dem Zwischenraum 96 sind ringförmige Dichtungsstege !02 U^d 104 vorgesehen, die mit den gegenüberliegenden Flächen des Kolbens 52 zusammenwirken, um die Menge der von den Ausnehmungen 98 und 100 zu der Ausnehmung 94 und bzw. dem Zwischen-

raum 96 fließenden Druckmittel zu verändern. Das Druckmittel wird zu der Ausnehmung 98 mittels V-förmiger Nuten zugeführt, die an bestimmten Stellen auf dem Steg 103 in der Seitenfläche 48 ausgebildet sind und die die Ausnehmungen 98 mit der ίο ringförmig gestalteten Nut 86 verbinden und mit 106 und 108 bezeichnet sind. In der Seitenfläche 50 ist ein gleichartiges Paar V-förmiger Nuten 110 und 112 auf dem Steg 107 ausgebildet, um die Ausnehmung 100 mit der ringförmig gestalteten Nut 88 zu ver-

binden, und die in gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt sind.

Da die Tiefe, der V-förmigen Nuten im Vergleich zu dsm Zwischenraum zwischen der Seitenfläche und dem Kolben verhäitni? äßig groß ist, sind die

ao V-förmigen Einschnitte als festgelegte Strömungsdrosselungen anzusehen, wobei der Strom über die Abdichiungskissen verändert werden kann in bezug auf den Abstand zwischen dem Kolben und seinen zugeordnt ten Seitenflächen.

Für eine Erläuterung des Betriebs soll auf die Seitenfläche 48 und die zugeordnete Fläche des Kolbens Bezug genommen werden (Fig. 4). Der Druck in der Ausnehmung 98 hängt ab von dem ringförmigen Zwischenraum zwischen dem DichtungssteglO2 und der Fläche des Kolbens. Da die

ringförmigen Zwischenraum
tungssteglO2 und der Fläche des Kolbens.

V-förmige Nut als feste Drosselstelle betrachtet wird, kann der Strom von der ringförmigen Nut 86 zu der Ausnehmung als konstant betrachtet werden. Wenn der Kolben 52 sich nahe zur Seitenfläche 48 bewegt, wird die veränderliche Drosselung über dem Abdichtungssteg 102 abnehmen, wodurch bewirkt wirdi daß der Druck in der Ausnehmung98 ansteigt. Die gegen den Kolben 52 wirkende erzeugte Kraft mittels des Druckes in der Ausnehmung 98 ist eine Funktion des Druckes in dem ringförmigen Bereich der Ausnehmung 98. Da der Dmck ansteigt, vergrößert sich die Kraft, die geeen den Kolben wirkt, und damit das Bestreben, ihn nach rechts (in Fig I) zu verschieben.

Entsprechendes gilt auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 52, so daß dieser zwischen den Seitenplatten mittig gehalten wird.

Gemäß der Erfindung ist der Kolben also zwischen den Seitenteilen nicht mechanisch sundern auf se hydraulische Weise zentriert, und die Leakage zwischen Kolben und zugeordneten Seitenteilen sind auf ein Minimum reduziert, wodurch die Maschine mit einem verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad arbeitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine mit Hub- und Schlupfeingriff mit auf einer Welle drehfest sitzendem Kolben, bestehend aus einer Kolbennabe und radial in der Kolbennabe beweglichen Kolbenschiebern, wobei der Kolben axial beidseitig von Seitenteilen begrenzt ist und beide Seitonteile Ausnehmunge.i zum Aufbau eines mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehenden Druckpolsters aufweisen, wovon die radial innenliegenden Ausnehmungen Leakageverbindungen mit dem Schmiermittelraum der Welle aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der radial innenliegenden (98, 100) und einer weiteren radial p'.swärts liegenden Ausnehmung (86, 88) als Drosselstellen wirksame, in die Seitenflächen (48, 50) der Seitenteile eingelassene Verbindungsnuten (106,108,110,112) vorgesehen sind.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsnuten (106, 108, 110, Π2) einen V-förmigen Querschnitt aufweisen. -.'5

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (86, 88, 98,100) als konzentrisch zur Welle (Si,/ angeordnete Ringnuten ausgebildet sind.