DE532971C

DE532971C - Rotary piston machine with an annular piston that is eccentrically moved in an annular working space and can be moved radially for the purpose of sealing

Info

Publication number: DE532971C
Application number: DEA53994D
Authority: DE
Original assignee: VACUUM COMPRESSOR AB
Current assignee: VACUUM COMPRESSOR AB
Priority date: 1927-05-11
Filing date: 1928-04-20
Publication date: 1931-09-05

Description

Drehkolbenmaschine mit in einem ringförmigen Arbeitsraum exzenterförmig bewegtem, zwecks Abdichtung radial verschiebbarem Ringkolben Vorliegende Erfindung betrifft eine als Motor, Pumpe oder Verdichter verwendbare Drehkolbenmaschine, bei der die hauptsächlich wirksamen Organe aus zwei konzentrischen, starr miteinander verbundenen Teilen sowie aus einem ringförmigen Kolben bestehen, der gegenüber den konzentrischen Teilen exzentrisch bewegbar ist, gegen diese abdichtet und mit einer Deckscheibe versehen ist, die gegen die Stirnflächen der mit dem Kolben zusammenwirkenden konzentrischen Teile dicht anliegt und eine solche Ausdehnung hat, daß die Scheibe den von den beiden .konzentrischen Teilen gebildeten Ringraum stets abschließt.Rotary piston machine with an eccentric in an annular working space moving, for the purpose of sealing radially displaceable annular piston The present invention relates to a rotary piston machine that can be used as a motor, pump or compressor which the mainly effective organs of two concentric, rigid with each other connected parts and consist of an annular piston opposite the concentric parts is eccentrically movable, seals against them and with a Cover disk is provided, which against the end faces of the cooperating with the piston concentric parts fits tightly and has such an extension that the disc the annular space formed by the two concentric parts always closes off.

Um bei Maschinen der oben angeführten Art teils eine Abdichtung in radialer Richtung zwischen dem Kolben und den in bezug auf ihn außerachsig befindlichen Teilen und teils in axialer Richtung zwischen der Deckscheibe des Kolbens und seiner Anliegefläche zu erhalten, ist man bisher auf mehr oder weniger verwickelte und im übrigen nicht völlig einwandfrei arbeitende Vorrichtungen angewiesen gewesen. Man hat beispielsweise vorgeschlagen, die radiale Abdichtung am Kolben mittels eines in ihm außerachsig angeordneten und von Hand einstellbaren Teils zu bewirken, durch dessen Drehung das dichtende Anliegen des Kolbens in radialer Richtung jeweils geregelt wurde. Um eine Dichtung in axialer Richtung, d. h. zwischen der Deckscheibe des Kolbens und seiner Anliegefläche, zu erhalten, hat man ferner vorgeschlagen, außerhalb der Deckscheibe einen Druckraum anzuordnen, in den öl oder eine andere geeignete Flüssigkeit unter Druck eingeführt wurde.In order to partially create a seal in radial direction between the piston and the off-axis with respect to it Parts and partly in the axial direction between the cover plate of the piston and its So far, one has to be more or less involved in getting the contact surface otherwise not completely properly working devices were dependent. It has been proposed, for example, the radial seal on the piston by means of a to effect in it off-axis and manually adjustable part by the rotation of which regulates the sealing engagement of the piston in the radial direction became. To achieve a seal in the axial direction, i. H. between the cover plate of the Piston and its contact surface to receive, it has also been proposed outside the cover disk to arrange a pressure chamber in the oil or another suitable Liquid was introduced under pressure.

Gemäß vorliegender Erfindung werden die oben berührten Abdichtungen in einer bedeutend einfacheren und in bezug auf die Dichtungswirkung bedeutend zuverlässigeren Weise erreicht, wobei die Vorrichtung so beschaffen ist, daß das Abdichten selbsttätig infolge der Arbeit der Maschine entsteht, d. h. mit anderen Worten so, daß die Maschine selbstdichtend wird.In accordance with the present invention, the above-mentioned seals in a significantly simpler one and in terms of the sealing effect significantly more reliable Way achieved, the device is such that the sealing is automatic arises as a result of the work of the machine, d. H. in other words so that the machine becomes self-sealing.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß der Kolben und seine Deckscheibe mit den Antriebsteilen der Maschine derart verbunden sind, daß Kolben und Deckscheibe während der Arbeit der Maschine selbsttätig zum Anliegen gegen ihre betreffenden Abdichtungsflächen gebracht werden.The main feature of the invention is that the piston and its Cover disk are connected to the drive parts of the machine in such a way that pistons and cover plate automatically to rest against their during the work of the machine relevant sealing surfaces are brought.

Die Zeichnungen veranschaulichen ververschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigen Abb. r eine als Verdichter ausgeführte Dr ehkolbenmaschine im Längsschnitt, Abb.2 die linke Seitenansicht der Maschine, wobei der eine Teil des Gehäuses und der Kolben entfernt'sind, Abb. 3 den Grundriß der Maschine, wobei der eine Teil des Gehäuses-entfernt ist, Abb. 4 bis g verschiedene Einzelheiten der zwischen dem Kolben und dem getriebenen oder dem treibenden Teile vorgesehenen Verbindung, die die Verschiebung des Kolbens in die Dichtungslage herbeiführt, Abb. io eine der Abb. 2 entsprechende Seitenansicht der Maschine, wobei auch noch die den Kolben verdeckende Scheibe des Gehäuses entfernt ist, Abb. i i den in dem ringförmigen Kolben befindlichen Ausschnitt, in der Achsenrichtung der Maschine gesehen, mit den in den Kolbenenden eingelassenen Abdichtungsleisten.The drawings illustrate various embodiments of the invention, namely Fig. r show a rotary piston machine designed as a compressor in longitudinal section, Fig. 2 the left side view of the machine, whereby one part of the housing and the piston removed, Fig. 3 is the plan view of the Machine with one part of the housing removed, Fig. 4 to g different Details of the between the piston and the driven or the driving part the intended connection that causes the piston to move into the sealing position, Fig. Io a side view of the machine corresponding to Fig. 2, with also the disc of the housing covering the piston has been removed, Fig. i i the in the ring-shaped piston located cutout, in the axial direction of the machine seen, with the sealing strips embedded in the piston ends.

i ist der Rahmen der Maschine, der von der Grundplatte 2 getragen wird und in einem Stück mit den konzentrischen Teilen 3 und 4 ausgeführt ist. 5 ist der mit den letztgenannten Teilen zusammenwirkende, exzentrisch bewegte Kolben, der zweckmäßig in einem Stück mit der Deckscheibe 6 ausgeführt wird, die sich mit der Innenseite gegen die Stirnkanten der Teile 3 und 4 abdichtend anlegt und den zwischen diesen Teilen befindlichen ringförmigen Arbeitsraum dauernd abdeckt, wobei es gleichgültig ist, welche Stellung der Kolben 5 jeweils einnimmt. 7 ist eine die beiden Teile 3 und 4 verbindende feste Zwischenwand, die durch einen entsprechenden Ausschritt 8 (Abb. i i) des Kolbens 5 hindurchtritt. 9 ist ein zwischen dem Rahmen i und dem Kolben 5 bzw. der Scheibe 6 angeordneter Gelenkarm, der den Kolben während seiner Bewegung führt und die Kanten des Kolbenausschnittes 8 sowie die zugehörigen Abdichtungsleisten an einer zu starken Anpressung gegen die Zwischenwand ? hindert. Auf der einen Seite der Kolbenscheibe 6 ist der Rahmen i durch einen Deckel io und auf der entgegengesetzten Seite durch einen Dekkel i i geschlossen. Auf der einen Seite der Wand 7 sind im Boden des ringförmigen Arbeitsraumes öfnungen 12 (Abb. z) vorgesehen, die, wenn die Maschine als Verdichter ausgebildet ist, Einlässe für die Luft bilden. Auf der entgegengesetzten Seite der Wand 7 sind Auslaßöffnungen 13 angeordnet, welche durch federbelastete Ventile 14 geschlossen sind und das Einströmen von Luft in den Arbeitsraum verhindern. Im Deckel i i ist ein die beiden Ventile 14 und die öffnungen 13 einschließender Raum 15 vorgesehen, der mit dem Auslaß 16 in Verbindung steht. Die Einlaßöffnungen 12 sind in einem im Deckel i i vorgesehenen Raum 17 eingeschlossen, der mit dem Einlaß 18 verbunden ist. Die Art des wechselweisen Zusammenwirkens der Ein- und Auslaßöffnungen 12 bzw. 13 mit dem Kolben 5 derart, daß Ein- und Ausströmung nach bzw. aus den voneinander getrennten Abteilungen des Arbeitsraumes stattfindet, ist bekannt und braucht daher nicht eingehend beschrieben zu werden.i is the frame of the machine carried by the base plate 2 and made in one piece with the concentric parts 3 and 4. 5 is the eccentrically moving piston that interacts with the last-mentioned parts and is expediently made in one piece with the cover disk 6, the inside of which is sealingly against the front edges of parts 3 and 4 and permanently covers the annular working space between these parts , it is immaterial which position the piston 5 assumes in each case. 7 is a solid partition connecting the two parts 3 and 4, which wall passes through a corresponding recess 8 (FIG. Ii) of the piston 5. 9 is an articulated arm arranged between the frame i and the piston 5 or the disk 6, which guides the piston during its movement and prevents the edges of the piston cutout 8 and the associated sealing strips from being pressed against the partition? hinders. On one side of the piston disk 6, the frame i is closed by a cover io and on the opposite side by a cover ii. On one side of the wall 7 openings 12 (Fig. Z) are provided in the bottom of the annular working space, which, if the machine is designed as a compressor, form inlets for the air. On the opposite side of the wall 7 there are outlet openings 13 which are closed by spring-loaded valves 14 and prevent air from flowing into the working space. In the cover ii there is provided a space 15 which encloses the two valves 14 and the openings 13 and which is in communication with the outlet 16. The inlet openings 12 are enclosed in a space 17 provided in the cover ii which is connected to the inlet 18. The way in which the inlet and outlet openings 12 and 13 interact with the piston 5 in such a way that inflow and outflow to and from the separate departments of the working space is known and therefore does not need to be described in detail.

Die Einrichtung zu einer wirksamen Abdichtung des Kolbens 5 sowohl in axialer als in radialer Richtung ist folgende.The means to effectively seal the piston 5 both in the axial than in the radial direction is the following.

Mit dem Kolben und dessen Scheibe 6 ist ein Vierkantkopf i9 derart zentral verbunden, daß er gleichförmig an der Bewegung des Kolbens teilnimmt. Auf entgegengesetzten Seiten dds Kopfes i9 sind schief zur Drehachse verlaufende Führungsflügel 2o (Abb. 4 bis 6) angeordnet. Diese greifen in entsprechend schiefe Nuten 2,1 (Abb. 2, 7, 8) eines zweckmäßig zylindrischen Teiles 22 verschiebbar ein, der mit einer Welle 23 fest verbunden ist. Diese läuft in Kugellagern 24 eines an dem Rahmen i vorgesehenen Ansatzes 25. Auf die Welle 23 ist ein Ring 26 (Abb. i, 3) aufgeschoben, der auf der Welle drehbar und verschiebbar ist und sich gegen die Außenseite des äußeren Kugellagers 24 abstützt. Weiterhin ist auf der Welle 23 mittels eines Splintes 27 noch ein muffenförmiger Teil 28 befestigt. Die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Teile 26 und 28 sind in der aus Abb. 3 ersichtlichen Weise mit klauenförmig zusammenwirkenden schrägen Zähnen 29 bzw. 30 versehen. Auf den Teil 28 ist eine Hülse 31 aufgeschoben, die mittels zweier diametral entgegengesetzter Ansätze 32 ihres inneren Endes in entsprechende Ausschnitte 33 des Ringes 26 eingreift. Die Hülse 31 kann mit einer Riemenscheibe, einem Zahnrad o. dgl. versehen oder kann mit einem Motor unmittelbar gekuppelt sein.A square head 19 is centrally connected to the piston and its disk 6 in such a way that it takes part uniformly in the movement of the piston. On opposite sides of the head 19 there are guide wings 2o (Figs. 4 to 6) which run obliquely to the axis of rotation. These engage slidably in correspondingly inclined grooves 2, 1 (FIGS. 2, 7, 8) of an expediently cylindrical part 22 which is firmly connected to a shaft 23. This runs in ball bearings 24 of an attachment 25 provided on the frame i. A ring 26 (FIGS. Furthermore, a sleeve-shaped part 28 is fastened to the shaft 23 by means of a split pin 27. The opposite end faces of the parts 26 and 28 are provided in the manner shown in FIG. 3 with claw-shaped cooperating oblique teeth 29 and 30 , respectively. A sleeve 31 is pushed onto the part 28 and engages in corresponding cutouts 33 of the ring 26 at its inner end by means of two diametrically opposed lugs 32. The sleeve 31 can be provided with a pulley, a gear or the like, or can be directly coupled to a motor.

Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise. Falls die Maschine als Verdichter oder gegebenenfalls als Pumpe wirkt, wird die Triebkraft durch das auf der Hülse 31 befestigte Ubertragungsorgan (Riemenscheibe, Zahnrad o. dgl.) oder aber unmittelbar durch den Motor übertragen. Die Hülse 31 dreht sich hierbei in der Richtung des Pfeiles 34 (Abb. -i) und nimmt den Ring 26 mit. Die schrägen Zähne 29 des Ringes 26 wirken hierbei derart auf die schrägen Zähne 3o des muffenförmigen Teiles 28 ein, daß die Welle 23 nach rechts (Abb. i) verschoben wird. An dieser Verschiebung nimmt auch der Teil 2:2 teil. Der Eingriff zwischen den Nuten 21 des Teiles -,2-und den in ihnen gleitenden Steuerflügeln 2o des Kopfes i9 hat zunächst zur Folge, daß auch der ringförmige Kolben 5 mit seiner Deckscheibe 6 an der Verschiebung. teilzunehmen sucht, wobei sich die Scheibe6 an die ent<-sprechenden Abdichtungsflächen der konzentrischen Teile 3 und 4 fest und abdichtend anlegt. Die hierzu erforderliche Reibung zwischen den Nuten 21 und den Steuerflügelii 20 wird mittels einer in den Teil 22 eingelassenen und gegen den Kopf 19 wirkenden Druckfeder 35 erzielt. Nachdem so zunächst die Deckscheibe 6 einen dichten Abschluß des zwischen den Teilen 3 und ¢ vorhandenen ringförmigen Arbeitsraumes herbeigeführt hat, setzt sich infolge des Eingriffs zwischen den schrägen Zähnen 29 und 3o die Verschiebung der Welle 23 weiter fort, wobei, da die Deckscheibe 6 des Kolbens 5 nunmehr an den Abdichtungsflächen der Teile 3 und 4 festen Widerstand findet, eine weitere Verschiebung des Kolbens nicht mehr stattfindet. Dafür wird aber der Teil 22 unter Überwindung der Reibung zwischen seinen Nuten 21 und den Steuerflügeln 2o diese bei seiner Verschiebung gegenüber dem Kopf i9 nach unten drücken. An dieser Abwärtsbewegung der Flügel 20 und damit auch des Kopfes i9 müssen natürlich auch der Kolben 5 und seine Deckplatte 6 teilnehmen, bis sie die Stellung gemäß Abb. i erreichen und der Kolben sich in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise auf die konzentrischen Teile 3 und 4 abdichtend auflegt. Es besteht nunmehr also infolge der nachgiebigen Verbindung zwischen dem Kolben 5 und dessen Antriebswelle 23 ein dichter Abschluß des Arbeitsraumes sowohl in axialer als in radialer Richtung. Diese Abdichtung wird selbstverständlich M=ährend der Bewegungen des Kolbens und der Kolbenscheibe fortdauernd beibehalten, und zwar unabhängig von den Stellungen, welche die Teile dabei haben mögen.The device works in the following way. If the machine acts as a compressor or possibly as a pump, the driving force is transmitted through the transmission element (belt pulley, gearwheel or the like) attached to the sleeve 31 or else directly through the motor. The sleeve 31 rotates in the direction of the arrow 34 (Fig. -I) and takes the ring 26 with it. The oblique teeth 29 of the ring 26 act on the oblique teeth 3o of the sleeve-shaped part 28 in such a way that the shaft 23 is displaced to the right (Fig. I). Part 2: 2 also takes part in this shift. The engagement between the grooves 21 of the part -, 2 - and the control vanes 2o of the head 19 sliding in them initially has the consequence that the annular piston 5 with its cover disk 6 is also involved in the displacement. seeks to participate, the disc 6 rests firmly and sealingly on the corresponding sealing surfaces of the concentric parts 3 and 4. The necessary friction between the grooves 21 and the Steuerflügelii 20 is achieved by means of a let into the part 22 and against the head 1 9 acting compression spring 35th After the cover plate 6 has thus first brought about a tight seal of the annular working space present between the parts 3 and ¢, the displacement of the shaft 23 continues as a result of the engagement between the inclined teeth 29 and 3o, with the cover plate 6 of the piston 5 now finds firm resistance on the sealing surfaces of parts 3 and 4, further displacement of the piston no longer takes place. For this, however, the part 22, overcoming the friction between its grooves 21 and the control vanes 2o, will press them downwards when it is displaced with respect to the head i9. The piston 5 and its cover plate 6 must of course also take part in this downward movement of the vanes 20 and thus also of the head 19 until they reach the position shown in FIG and 4 places a seal. As a result of the flexible connection between the piston 5 and its drive shaft 23, there is now a tight seal of the working space both in the axial and in the radial direction. This seal is of course maintained continuously during the movements of the piston and the piston disk, regardless of the positions which the parts may have.

Die eben beschriebene Anordnung kann auch auf andere Weise ausgeführt werden. So können statt der die Verschiebung der Welle 23 bewirkenden schrägen Zähne 29 und 3o an der Welle Gewinde oder Schraubennuten vorgesehen sein, die mit dem getriebenen oder dem treibenden Teile derart in Eingriff stehen, daß bei entstehender Drehung der Welle diese Längsrichtung verschoben wird.The arrangement just described can also be implemented in other ways will. Thus, instead of the oblique teeth effecting the displacement of the shaft 23 29 and 3o be provided on the shaft thread or screw grooves with the driven or the driving parts are engaged in such a way that when arising Rotation of the shaft this longitudinal direction is shifted.

Gemäß Abb. i i sind in die den Ausschnitt 8 des ringförmigen Kolbens 5 begrenzenden Stirnflächen des Kolbens Abdichtungsleisten 36 eingelassen, die sich mit ihren einander gegenüberliegenden inneren Kanten gegen beide Seiten der die konzentrischen Teile 3 und .t verbindenden Zwischenwand 7 anlegen.According to Fig. I i are in the section 8 of the annular piston 5 delimiting end faces of the piston sealing strips 36 let in, which are with their opposite inner edges against both sides of the die Create concentric parts 3 and .t connecting partition 7.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rotary piston machine with in an annular working space eccentrically moved, for the purpose of sealing radially displaceable annular piston, which one which forms the side wall of the working space and is axially displaceable for the purpose of sealing Carrying disk, characterized in that the piston (5) and the disk (6) with their power transmission means are connected by two clutches such that they during the work of the machine to the sealing concern of their concerned Sealing points are automatically influenced in the radial and axial direction.

2. Rotary piston machine according to claim i, characterized in that the machine shaft (23) at one end to the piston (5) on the disc (6) through an oblique to the machine shaft (23) lying slot coupling (2o, 21) and at its other end with the driven or driven part (3i) by a tooth coupling (29, 30) with pressure surfaces at an angle to the machine shaft or a corresponding screw coupling is connected, so that when the machine shaft (23) rotates, it moves by means of the Tooth coupling (29, 30) moves and the axial abutment of the piston (5) and the with the same connected disc (6) causes, after which with continued displacement the piston (5) is moved radially by means of the slotted coupling (2o, 2,1).

3. Rotary piston machine according to claim i, characterized in that the slot coupling from one with the piston (5) and with its disc. (6) connected part (i9) consists, which with coupling blades (2o) or similar that are inclined to the machine shaft Projections are provided, which in correspondingly sloping slots (2i) are displaceable, which is on the machine shaft (23) or one with the latter connected part (22) are located.

4. Rotary piston machine according to claim 3, characterized in that that a sleeve (26) is slidably and rotatably slid onto the shaft (23), which on the one hand has a solid support and on the other hand by means of beveled teeth (29) of corresponding teeth (30) of a sleeve (28) fastened on the shaft (23) is applied, on which one as a fastening for a pulley, a gear, a Motor o. The like. Serving sleeve (3i) is pushed, which by lugs (32) in the Sleeve (26) engages.