DE3303906A1

DE3303906A1 - Verdraengermaschine fuer fluide

Info

Publication number: DE3303906A1
Application number: DE19833303906
Authority: DE
Inventors: Hans 4060 Viersen Baumgartner; Manfred 4000 Düsseldorf Brandstädter; Rainer 4100 Duisburg Südbeck
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1983-02-05
Filing date: 1983-02-05
Publication date: 1984-08-16
Also published as: DE3303906C2; GB2134985B; GB2134985A; GB8401945D0; FR2540571A1; FR2540571B1

Description

Verdrängermaschine für Fluide

Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine für Fluide mit einem exzentrisch im Zylinder angeordneten Dreh- bzw. Kreiskolben mit in Schlitzen geführten Dichtleisten, wobei die Zylinderwandung als Riemenscheibe ausgebildet oder drehbar im Gehäuse gelagert und formschlüssig mit dem Kolben verbunden ist und diesen mitführt oder von diesem mitgeführt ist.

Eine derartige Verdrängermaschine ist aus dem DE-GM 75 40 bekannt, sie wird dort als besonders leistungsfähig beschrieben, da die geringe Relativbewegung zwischen den DichtTeisten und der Zylinderwand die Reibleistung und den Verschleiß der Dichtleisten reduziert, so daß ein Betrieb mit hohen Drehzahlen zulässig ist.

Als Nachteil dieser Verdrängermaschine kann der aufwendige Mechanismus für den Formschluß zwischen dem Dreh- bzw. Kreiskolben und der Zylinderwandung angesehen werden, der aus Mitnehmern am Kolben und Ausnehmungen in der Stirnwand gebildet wird.

Da die Stirnwände des Zylinders ebenfalls mit dem Zylinder verbunden sind, muß jeder durch zwei benachbarte Dichtleisten begrenzte Zylinderabschnitt mit je einem Saug- und Druckventil ausgestattet sein, wobei die Zu- und Abführung des aus den rotierenden Stirnwänden austretenden Rördermediums durch nierenförmige Ausnehmungen und öffnungen eines feststehenden Deckels erfolgt.

Da zwischen dem Deckel und der Stirnwand des Zylinders ein Bewegungsspalt vorgesehen sein muß, ergeben sich Leckagen und Druckverluste zwischen den Ausnehmungen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine eingangs genannte Verdrängermaschine so zu gestalten, daß der aufwendige Mitnehmermechanismus vereinfacht ist, daß ein Betrieb ohne Ven-

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tile bzw. mit höchstens einem Saug- und einem Druckventil durchführbar ist, daß Leckagen und Druckverluste nicht entstehen und die Reibleistung verringert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche genannt.

Mit der Erfindung sind die Vorteile einer fliehkraftfreien Lagerung für eine Verdrängermaschine nach dem Kreiskolbenprinzip erreichbar geworden und für eine Verdrängermaschine nach dem Drehkolbenprinzip (Flügelzellenpumpe),- die Vorteile einer geringen Reibleistung durch die geringe Relativbewegung zwischen den Dichtleisten und der Zylinderwandung und der verminderten Anlagekraft der durchbrochenen Dichtleisten an die Zylinderwand. Da die erfindungsgemäße Verdrängermaschine durch die durchbrochenen Dichtleisten ohne Ventile arbeiten kann, ergibt sich ein vereinfachter Aufbau derselben. Hierdurch sind konstruktive, fertigungstechnische und kostensenkende Vorteile gegeben. 20

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Es zeigt: 25

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verdrängermaschine im Längsschnitt

Fig. 2 einen Querschnitt der Verdrängermaschine nach Fig. 1

Fig. 3+4 Querschnitte der Verdrängermaschine mit alternativen Ausbildungen

Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße Verdrängermaschine mit durchbrochenen Dichtleisten im Querschnitt

Fig. 6 + 7 alternative Ausführungen,

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Eine erfindungsgemäße Verdrängermaschine 1 nach Fig. 1 und Fig. 2 ist für den Einsatz als Vakuum-Erzeuger geeignet, d. h.,daß das geförderte Fluid Luft in die Atmosphäre abgeführt wird, was durch den trockenen Betrieb, ohne Schmierung, möglich ist.

Die Verdrängermaschine 1 besteht aus einem als Riemenscheibe umlaufenden Zylinder 2, der auf einem festen Zapfen 3 gelagert und mittels eines Deckels 4 stirnseitig verschlossen ist. Auf einem exzentrischen Zapfen 5 des Zapfens 3 für die Zylinderlagerung ist im Zylinder 2 ein Dreh- bzw. Kreiskolben 6 gelagert. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist der Kolben Schlitze 7 und darin geführte Dichtleisten 8 auf, die ggfs. durch Federn 9 belastet gegen den Zylinder 2 gedruckt sind, wobei eine Dichtleiste 10 in einer axialen Ausnehmung 11 der Zylinderwand 12 schwenkbar gehalten ist, so daß der Kolben 6 formschlüssig mit der Zylinderwand 12 verbunden ist und von dieser mitgeführt wird.

In Fig. 3 und in Fig. 4 ist alternativ dargestellt, daß die Dichtleiste 10 fest mit der Zylinderwand 12 verbunden ist und im Kolben 6 von dem Schlitz 7 eines drehbar angeordneten Führungselementes 13 aufgenommen ist oder einerseits in der axialen Ausnehmung 11 der Zylinderwand 12 und andererseits in einer axialen Ausnehmung 14 des Kolbens 6 schwenkbar aufgenommen ist. Letzteres bedingt eine Ausnehmung 15 am Kolben, in die die Dichtleiste 10 einschwenken kann, wenn der Kolben 6 seinen geringsten Abstand zur Zylinderwand 12 in diesem Bereich hat.

Das Ansaugen und Abführen der Luft erfolgt über nicht dargestellte Kanäle mit einem Saug- oder Druckventil, die mit jeder durch zwei benachbarte Dichtleisten 8 gebildeten Zelle 16, 17, 18 verbunden sind und beispielsweise im Kolben 6 und der Zylinderwand 12 oder im Deckel 4 angeordnet sein können.

8231/4 S. 6.

Fig. δ zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verdrängermaschine im Querschnitt, bei der der Kolben 6 angetrieben ist und der drehbar im Gehäuse 24 gelagerte Zylinder 2 von diesem über einen nicht dargestellten Mitnehmer mitgeführt wird.

Die im Kolben 6 angeordneten Dichtleisten 19 sind mit wenigstens einem Durchbruch 20 versehen, wobei eine Dichtleiste 8 nicht durchbrochen ist. Der Durchbruch ist so angeordnet, =,.,.... daß er mindestens beim Oberfahren eines durchjwei benachbarte üichtleisten 8, 19 begrenzbaren Zylinderabschnitts 21 zwischen einem Einlaßkanal 22 und einem Auslaßkanal- 23, die im Gehäuse 24 angeordnet sind und stirnseitig in den Zylinder 2 eirimüfidenj durch, Wände 25 des Schlitzes 7 im Kolben 6 verdeckt ist.

Es ergibt sich folgender Förderablauf für eine Drehung im Uhrzeigersinn:

Wenn die nicht durchbrochene Dichtleiste 8 den Einlaßkanal 22 überfahren hat, bildet sich hinter der Dichtleiste 8 eine Saugkammer 27, deren Volumen fortschreitend größer wird, so daß die Luft durch den Einlaßkanal 22 angesaugt wird. Gleichzeitig wird das Volumen der bereits gefüllten Druckkammer 28 vor der Dichtleiste 8 kleiner, so daß die Luft durch den Auslaßkanal 23 herausgedrückt wird. Die Zellen 16, 17, 18 zwischen benachbarten Dichtleisten 19 mit Durchbrüchen 20 sind miteinander durch diese verbunden, so daß die unterschiedliche Veränderung der Zellenvolumina ausgeglichen wird. Die durchbrochenen Dichtleisten 19 dichten nur im Zylinderabschnitt 26 die Druckkammer 28 gegen die Saugkammer 27 ab.

Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Einlaßkanal 22 mit dem Auslaßkanal 23 über die Durchbrüche 20 der Dichtleisten 19 in der gezeigten Kolbenstellung kurzgeschlossen ist, weshalb die Kanäle 22, 23 mit Ventilen ausgestatet sein müssen (nicht dargestellt).

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In Fig. 6 ist der Kolben 6 mit gegenüberliegenden, nicht durchbrochenen Dichtleisten 8 ausgestattet, so daß das Kurzschließen verhindert ist. Somit können die Ventile entfallen.

In Fig. 7 ist lediglich eine Variante mit einer formschlüssi-

gen Verbindung des Kolbens 6 mit der Zylinderwand 12 dargestellt, deren Aufbau bis auf die Durchbrüche 20 der Dichtleisten 19 dem der Fig. 4 entspricht.

Die nicht durchbrochenen Dichtleisten 8 sind in der Position zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßkanal 22, 23 im Zylinderab schnitt 29 mit dem größten Abstand zwischen Kolben 6 und Zy linderwand 12 voll ausgefahren und mit der Differenz der Drücke in der Saug- und Druckkammer 27, 28 belastet, wodurch im Schlitz 7 eine erhebliche Kantenpressung erzeugt wird. Diese Kantenpressung erzeugt eine große Reibkraft bei einer Verschiebung der Dichtleiste 8, die von einer Verstell kraft überwunden werden muß, wenn die Anlage der Dichtleiste 8 an die Zylinderwand 12 sichergestellt werden soll. Diese große Verstell kraft ist jedoch nur in diesem genannten Zylinderabschnitt 29 notwendig, da die eingeschobene Dichtleiste 8 eine geringe Fläche und eine längere Führung aufweist, wodurch die Kantenpressung wesentlich geringer ist. Die durchbrochenen Dichtleisten 19 sind nur in voll eingefahrener Stellung im Zylinderabschnitt 21 mit dem geringsten Abstand des Kolbens 6 zur Zylinderwand 12 mit der Druckdifferenz belastet, weswegen diese mit einer geringeren Verstellkraft belastbar sind als die nicht durchbrochenen Dichtleisten 8, was durch schwächere Federn, ein geringeres Gewicht der Dichtleisten 19 (Fliehkraft) oder durch andere Dimensionen, bzw. unterschiedliches Material erreicht wird. Hieraus resultiert eine wesentlich geringere

Reibleistung als mit nicht durchbrochenen Dichtleisten 8.

Grundsätzlich ist die Erfindung auch auf Verdrängermaschinen nach dem Umlaufkolbenprinzip, die mit einer fliehkraftbelasteten Lagerung behaftet sind, übertragbar. 35

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Claims

Pierburg GmbH & Co. KG Leusehstrasse 1

Neuss 1

Patentansprüche

XJ Verdrängermaschine für Fluide mit einem exzentrisch im Zylinder angeordneten Dreh- bzw. Kreiskolben mit in Schlitzen geführten Dichtleisten, wobei die Zylinderwandung als Rie menschen be ausgebildet oder drehbar im Gehäuse gelagert und formschlüssig mit dem Kolben verbunden ist und diesen mitführt oder von diesem mitgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtleiste (10) mit der Zylinderwand (12) verbunden ist.
2) Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (10) in einer axialen Ausnehmung (11) der Zylindarwand (12) schwenkbar gehalten ist.
3) Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (10) fest mit der Zylinderwand (12) verbunden ist und im Dreh- bzw. Kreiskolben (6) von einem Schlitz (7) eines drehbar angeordneten Führungselementes (13) aufgenommen ist.

...
4) Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (10) einerseits in einer axialen Ausnehmung (11) der Zylinderwand (12) und andererseits in einer axialen Ausnehmung (14) des Dreh- bzw. Kreiskolbens

(6) schwenkbar aufgenommen ist.
5) Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der Dichtleisten (19) mit mindestens einem Durchbruch (20) versehen ist, jedoch mindestens eine Dichtleiste (8) nicht, der so angeordnet ist, daß er mindestens beim Oberfahren des durch zwei benachbarte Dichtleisten (S, 19) begrenzbaren Abschnitts (21) des Zylinders (2) zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßkanal (22, 23) durch die Wände (25) des Schlitzes (7) des Dreh- bzw. Kreiskolbens (8) verdeckt ist.
6) Verdrängermaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegend angeordnete Dichtleisten (8) nicht durchbrochen sind.
7) Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochenen Dichtleisten (19) mit einer geringeren Kraft gegen die Zylinderwand (1,2) angelegt sind als die nicht durchbrochene Dichtleiste (3).
8) Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochenen Dichtleisten (19) ein geringeres Gewicht als die nicht durchbrochene Dichtleiste (8) haben.
9) Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochenen Dichtleisten (19) anders dimensioniert sind als die nicht durchbrochene Dichtleiste (8).
10) Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durchbrochenen Dichtleisten (19) aus einem anderen Material bestehen als die nicht durchbrochene Dichtleiste (8).

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