DE649732C

DE649732C - Rotating machine with a circular housing and a runner with blades rotating off-center to the housing

Info

Publication number: DE649732C
Application number: DEM133492D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-01-03
Filing date: 1936-02-09
Publication date: 1937-09-07

Description

Umlaufende Maschine mit einem kreisförmigen Gehäuse und einem außermittig zum Gehäuse umlaufenden Läufer mit Schaufeln Die Erfindung bezieht sich auf umlaufende Kraft- oder Arbeitsmaschinen (Verdichter, Druckluftantriebsmaschinen, Verpuffungs- oder Verbrennungskraftmaschinen usw.), welche in einem zylindrischen Gehäuse einen außermittigen Läufer mit radial an einer zum Gehäuse mittigen Achse angebrachten Schaufeln enthalten, bei dem die Schaufeln durch die Läuferwand in Drehstücken hindurchgeführt sind, in denen die Schaufeln gleiten können..Rotating machine with a circular housing and an eccentric one to the housing rotating rotor with blades The invention relates to rotating Power or working machines (compressors, compressed air drive machines, deflagration or internal combustion engines, etc.), which in a cylindrical housing a eccentric rotor with radially attached to an axis central to the housing Contain blades, in which the blades passed through the rotor wall in rotating pieces in which the blades can slide ..

Bei den bekannten Maschinen dieser Artverläuft die Längsmittelebene der Schaufeln, die mit der Längsmittelebene der in den schwingenden Drehstücken vorgesehenen Zwischenräume zusammenfällt, durch die Gehäuseachse. Es gibt zwar Maschinen, bei denen die Längsmittelebenen der Schaufeln nicht durch die Achse des Gehäuses hindurchgehen, jedoch besitzen diese bekannten Maschinen keine Drehstücke, in denen die Schaufeln gleiten. Maschinen ohne Drehstücke weisen aber die bekannten Vorteile von Maschinen mit Drehstücken nicht auf. Erst durch die Anwendung von schwingenden Drehstücken wird ein einwandfreier Gang einer derartigen Maschine gewährleistet. Beim Umlauf der Maschine ändert sich ständig dieGröße des Winkels zwischen der Mittellängsachse der Schaufeln -und der Radialebene, die durch die Gehäuseachse gelegt ist, und zwar gleichmäßig in den beiden Hälften der Maschine, die durch ihre Längsmittelebene bestimmt sind. Der Winkelausschlag der Drehstücke in ihren Höhlungen ändert sich inAbhängigkeit von diesemWinkel. Nun sind die Kräfte, die auf die Schaufeln wirken, in den beiden Hälften nicht gleich. Im Falle eines Verdichters entspricht beispielsweise eine der genannten 'Hälften der Maschine der Ansaugung und die andere der Verdichtung. Während des Ansaugens sind die Kräfte, die an der Berührungsstelle zwischen Schaufeln und Drehstücken auftreten. praktisch auf die Reibungs- und Trägheitskräfte beschränkt. Im Gegensatz dazu können diese Kräfte während der Verdichtung beträchtlich werden. Diese Ungleichheit der wirkenden Kräfte kann zu Schwierigkeiten und Störungen in der Arbeit führen. Ähnliche Erscheinungen treten bei der, Ausbildung der Maschine als Antriebsmaschine auf.In the known machines of this type, the longitudinal center plane runs of the blades, which are aligned with the longitudinal median plane of the rotating parts in the swinging motion provided spaces coincides through the housing axis. There are machines in which the longitudinal median planes of the blades do not pass through the axis of the housing go through, but these known machines have no turning pieces in which the blades slide. However, machines without turning pieces have the known advantages of machines with turned pieces. Only through the application of vibrating Rotary pieces ensure that such a machine runs smoothly. As the machine rotates, the size of the angle between the central longitudinal axis changes constantly the blades -and the radial plane, which is laid through the housing axis, namely evenly in the two halves of the machine, defined by its longitudinal median plane are determined. The angular deflection of the rotating pieces in their cavities changes depending on this angle. Now the forces acting on the blades are not the same in the two halves. In the case of a compressor, for example one of the mentioned 'halves of the machine is for suction and the other is for compression. During suction, the forces that act at the point of contact between the blades and turning pieces occur. practically limited to the forces of friction and inertia. In contrast, these forces can become significant during compaction. This inequality of the forces acting can lead to difficulties and disturbances in perform the work. Similar phenomena occur in the training of the machine as a prime mover.

Erfindungsgemäß wird eine ungleichmäßige Bauart vorgesehen, welche es ermöglicht, die Verdrehung der Drehstücke in dem Gebiet zu beschränken, in welchem auf die Schaufeln große Kräfte lvirken, während eine stärkere Drehung in den Gebieten stattfindet, in denen die Kräfte geringer sind.According to the invention, a non-uniform design is provided which it enables the To restrict twisting of the turning pieces in the area, in which great forces act on the blades, while a greater rotation takes place in the areas where the forces are lower.

Zu diesem Zweck werden nach der Erfindung die Schaufeln so ausgeführt und so an der Gehäuseachse angebracht, daß die Längsmittelebenen der Schaufeln an Zylindern anliegen, deren Achsen mit derjenigen des Gehäuses übereinstimmen. Vorzugsweise wird der Halbmesser dieses Kreises kleiner gewählt als der Abstand zwischen Gehäuse- und Läuferachse.For this purpose, the blades are designed according to the invention and so attached to the housing axis that the longitudinal median planes of the blades Cylinders are in contact, the axes of which coincide with those of the housing. Preferably if the radius of this circle is chosen to be smaller than the distance between the housing and rotor axis.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung zur Erläuterung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, und zwar zeigt Fig. i die Hauptbauteile einer bekannten Maschine derjenigen Bauart, auf welche sich die Erfindung bezieht, in schematischer Querschnittsdarstellung, Fig. 2 eine noch weiter schematisierte Darstellung dieser Maschine, Fig. 3 eine Ausführungsform der Erfindung in gleicher Darstellung wie Fig. i, Fig..l eine der Fig. 2 ähnliche Schematisierung der in Fig. 3 dargestellten Maschine, Fig. 5 eine Schaufel der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform in größerem Maßstab.In the drawing, the invention is illustrated by means of one Embodiment shown, namely Fig. I shows the main components of a known machine of the type to which the invention relates, in schematic cross-sectional representation, FIG. 2 an even further schematic representation this machine, Fig. 3 shows an embodiment of the invention in the same representation Like FIG. i, FIG. 1, a schematic representation similar to FIG. 2 of the one shown in FIG Machine, Fig. 5 shows a bucket of the embodiment shown in Fig. 3 on a larger scale Scale.

Zur Bezeichnung entsprechender Teile sind in den verschiedenen Figuren übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.Corresponding parts are identified in the various figures matching reference numerals are used.

Eine Maschine der Bauart, auf die die Erfindung sich bezieht, enthält als wesentliche Teile ein Gehäuse i, einen Läufer 2, der außermittig zum Gehäuse angeordnet ist, Schaufeln 3, 3', 3", die auf der Gehäuseachse 5 gelagert und in Drehstücken .M, -#, 4", in denen sie gleiten können, durch die Wände des Läufers 2 hindurchgeführt sind. Die Läuferachse trägt das Bezugszeichen 6.A machine of the type to which the invention relates includes as essential parts a housing i, a rotor 2, which is eccentric to the housing is arranged, blades 3, 3 ', 3 ", which are mounted on the housing axis 5 and in Turning pieces .M, - #, 4 "in which they can slide through the walls of the runner 2 are passed through. The rotor axis bears the reference number 6.

Bei der in Fig. i dargestellten bekannten Bauart geht, wie man erkennt, die Längsmittelebene 7 der Schaufeln durch die Achse 5 hindurch. Dient die Maschine beispielsweise als Verdichter, so kann sie einen Saugteil a und einen Druckteil b enthalten. Man erkennt, daß bei der Drehung des Läufers die Drehstücke .M, 4', .M" in ihren Sitzen im Läufer 2 schwingen, um sich der veränderlichen Neigung der Schaufeln anzupassen.In the known design shown in Fig. I, as can be seen, the longitudinal center plane 7 of the blades through the axis 5. Serves the machine for example as a compressor, it can have a suction part a and a pressure part b included. It can be seen that the rotating pieces .M, 4 ', .M "swing in their seats in the runner 2 to accommodate the variable inclination of the Adjust blades.

Betrachtet man den Winkel, welchen die Ebene 7 mit der kadialebene bildet, welche durch die Achse 6 des Läufers hindurchgeht, so kann man sich über die Weite dieser Schwingungen und über das Gesetz klar werden, welches diese Bewegungen bestimmt. Im Fall der Fig. i sieht man, daß der erwähnte Winkel bei der Stellung, welche die Schaufel 3 einnimmt, gleich Null ist, und daß er in der gegenüberliegenden Stellung ebenfalls Null sein würde, da in diesen beiden Stellungen die genannten Ebenen zusammenfallen. Betrachtet man jetzt Fig. 2, so sieht man, daß der genannte Winkel _i- an den Stellen X und Y am größten ist, wenn die Dreiecke 6, X, 5 und 6, Y, 5 tleichschenklig sind, wobei wieder mit 5 und 6 die Achsen von Gehäuse und Läufer bezeichnet sind.If one considers the angle which the plane 7 with the cadial plane forms, which passes through the axis 6 of the rotor, so you can go over the breadth of these vibrations and the law governing these movements certainly. In the case of Fig. 1 it can be seen that the angle mentioned in the position which the blade 3 occupies is zero, and that it is in the opposite Position would also be zero, since in these two positions the mentioned Levels coincide. If one now looks at FIG. 2, one sees that said Angle _i- is greatest at points X and Y when the triangles 6, X, 5 and 6, Y, 5 are equilateral, again with 5 and 6 the axes of the housing and Runners are designated.

In einer derartigen -Maschine gehen also die Schwingungen auf dem Bogen A, X, B und A, Y, B in gleichmäßiger Form vor sich. Im Falle eines Verdichters sind nun die wirkenden Kräfte auf demjenigen dieser Bögen unvergleichlich viel größer, welcher der Druckphase entspricht, und die Erfindung bezweckt, eine Schaufelbauart und Anordnung zu schaffen, welche diesen Nachteil vermeidet.In such a machine, the vibrations on the sheet A, X, B and A, Y, B take place in a uniform manner. In the case of a compressor, the forces acting on that of these arcs are incomparably much greater which corresponds to the pressure phase, and the aim of the invention is to create a vane construction and arrangement which avoids this disadvantage.

Zu diesem Zweck sind, wie Fig. 3 zeigt, die Schaufeln 3, 3', 3" in einer gewissen Art gegen die Achse verschoben, nämlich so, daß ihre Längsmittelebene 8 nicht mehr durch die Achse 5 des Gehäuses hindurchgeht, sondern im Gegenteil ständig einen gedachten Zylinder io@ berührt, dessen Achse mit der Achse 5 des Gehäuses übereinstimmt. Der Halbmesser dieses Zylinders ist kleiner als der Abstand zwischen der Gehäuseachse 5 und der Läuferachse 6.For this purpose, as shown in FIG. 3, the blades 3, 3 ', 3 "are in shifted a certain way against the axis, namely so that its longitudinal median plane 8 no longer passes through the axis 5 of the housing, but on the contrary constantly touches an imaginary cylinder io @ whose axis coincides with axis 5 of the housing matches. The radius of this cylinder is smaller than the distance between the housing axis 5 and the rotor axis 6.

Bei der Betrachtung der Fig. d. sieht man, daß diejenigen Stellen, an denen die Längsmittelebenen 8 der Schaufeln mit den Ebenen zusammenfallen, welche durch die Läuferachse hindurchgehen, nicht mehr die Stellen A, B sind, sondern vielmehr die Stellen C, D, welche dadurch bestimmt sind, daß an ihnen die Tangentialebene an den Umfang des Zylinders io durch die Achse 6 des Läufers hindurchgeht.Looking at Fig. D. you can see that those places at which the longitudinal center planes 8 of the blades coincide with the planes which go through the rotor axis, are no longer the points A, B, but rather the points C, D, which are determined by the fact that the tangential plane at them passes to the circumference of the cylinder io through the axis 6 of the rotor.

Wenn man das Gesetz betrachtet, nach dem sich der Winkel zwischen den beiden genannten Ebenen ändert, so stellt man fest, daß die Schwingungen der Drehstücke in ihren Höhlungen beim Durchlaufen des Bogens A, C, D, B verkleinert und beim Durchlaufen des Bogens A, E, B gegenüber den bekannten Maschinen nach Fig.i vergrößert sind. Es hat sich herausgestellt, daß man die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Achsenversetzung der Schaufeln, also der Halbmesser des Zylinders io, etwa der Hälfte des Abstandes zwischen den Achsen 6 und gleich ist.If one considers the law according to which the angle between the two mentioned planes changes, one finds that the vibrations of the rotating pieces in their cavities are reduced when passing through the arc A, C, D, B and when passing through the arc A, E, B are enlarged compared to the known machines according to Fig.i. It has been found that the best results are obtained when the axial offset of the blades, that is to say the radius of the cylinder io, is approximately half the distance between the axes 6 and 6.

In diesem Falle sind tatsächlich die Höchstwerte, welche dieser Winkel beim Durchlaufen des Bogens A, C, D, B erreicht, etwa der Hälfte derjenigen Werte gleich, die der entsprechende Winkel in einer Maschine nach Fig. i ohne Achsenverschiebung der Schaufeln erreichen würde.In this case, the maximum values which this angle reaches when passing through the arc A, C, D, B are approximately equal to about half of those values which the corresponding angle would reach in a machine according to FIG. 1 without axial displacement of the blades.

Man erkennt, daß man bei dieser Anordnung der Maschine und bei dieser Wahl des Drehsinnes, bei welcher der Bogen A, G, D, B der Phase entspricht, in welcher die erheblichen Kräfte auftreten, eine Maschine erhält; welche von den Gangschwierigkeiten und Störungen der bisherigen Maschinen frei ist. Diese Phase ist bei einem Verdichter die Druckphase und bei einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Druckluftantriebsmaschine, die Entspannungsphase.It can be seen that with this arrangement of the machine and with this choice of the direction of rotation, in which the arc A, G, D, B corresponds to the phase in which the considerable forces occur, a machine is obtained; which is free from the gait difficulties and malfunctions of the previous machines. In the case of a compressor, this phase is the pressure phase and in the case of a drive machine, for example a compressed air drive machine, the relaxation phase.

Fig.5 zeigt in größerem Maßstab einen Ouerschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Schaufel. Aus der Achsenverschiebung der Schaufeln ergibt sich, daß die Schwingung nach beiden Seiten der Radialebene, welche durch die Mitte des Läufers und die jeweilige Mitte der Drehstücke hindurchläuft, ungleich ist. Infolgedessen müssen, wie in Fig. 3 gezeigt, die Aussparungen im Läufer gleichfalls entsprechend ungleichmäßig zu dieser Ebene angeordnet sein. Das erlaubt, eine möglichst schmale Aussparung vorzusehen, welche doch jede Verklemmung vermeidet.FIG. 5 shows, on a larger scale, a cross-section through a device according to the invention trained shovel. From the axial displacement of the blades it follows that the oscillation on both sides of the radial plane passing through the center of the rotor and the respective center of the rotating pieces passes through is unequal. Consequently must, as shown in Fig. 3, the recesses in the runner also accordingly be arranged unevenly to this plane. This allows the narrowest possible one Provide recess, which avoids any jamming.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rotating machine with a circular housing and an eccentric to the housing rotating rotor with blades on a are attached to the housing central axis and the rotor wall with the help of in rotating pieces penetrate provided recesses in which the blades slide while the Rotating pieces in the rotor can swing to the changing inclinations of the blades to follow, characterized in that the longitudinal median planes of the blades on cylinders are present, the axes of which agree with that of the housing.

2nd machine according to claim i, characterized in that the radius of the cylinder on which the center planes of the blades are smaller than the distance between the housing and rotor axis, preferably approximately equal to half of this distance.

3. Machine according to claim i or 2, characterized in that the recesses of the rotor in which the rotating pieces and the blades swing, with respect to the plane that runs through the center of the rotor and the respective center of the rotating pieces, are arranged unevenly according to the axial displacement of the blades.