Drehkolbenmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine, beispielsweise Flüssigkeits-, Luft-, Gas- oder Dampf pumpe oder Fl'üssigkeits-, Luft-, Gas- oder Dampf motor oder Verbrennungsmotor oder Flüssigkeits- Betriebe.
Drehkolbenmaschinen mit in Schilitzen auswärts und einwärts gleitenden Flügeln sind bereits in ver schiedenen Ausführungsarten bekannt. Alle diese bekannten Ausführungsarten sind jedoch so, dass an den Flügeln erhebliche Kippkräfte auftreten und ein seitig gerichtete Druckkräfte zu erheblichen Reibun gen und Abnutzungen führen. Während früher diese Kipp- und Reibungskräfte noch von untergeordneter Bedeutung waren, da man Drehkolbenmaschinen auch mit geringen Wirkungsgraden verwenden konnte, wird in neuerer Zeit die Ausschaltung jeglicher Kipp- und Reibungskräfte an den Flügeln dieser Maschi nen sehr wichtig, um hohe Wirkungsgrade zu er zielen.
Ein wesentlicher Erfolg zur Verhinderung d. -s Umkippens und Verka-ntens der Flügel wird durch die Lagerung der Flügel in Schlitzen erzielt, die sich in den Seitenwänden befinden, die mit dem Rotor gemeinsam umlaufen. Dadurch wird das Umkippen der Flügel im Rotorschlitz gänzlich ausgeschlossen.
Trotzdem ist aber auch bei diesen Flügeln ein Rest von Leckagen und Reibungskräften verblieben. Solche Reibungskräfte verblieben zwischen dem Ge häuse und den Flügelkufen sowie zwischen den Flügeln und den Schlitzen, in denen sie auswärts und einwärts gleiten. Leckageverluste treten in den Ecken zwischen dem Gehäuse, den Seitenwänden und den radial und axial äusseren Flügelkanten auf und waren bei hohen Drucken im Fluidum so erheblich, dass sie den volumetrischen Wirkungsgrad und damit die Verwendungsfähigkeit der Drehkolbenmaschinen beeinträchtigten. Durch die Erfindung sollen die Leckageverluste und die Reibungskräfte der Dreh- kolbenmaschinen verringert werden.
Erfindungsge mäss weisen die Flügel einen Flügelkörper auf, der mit Flügelaxialverlängerungen in beiden axialen Richtungen versehen ist, die in Schlitzen der Rotor- seitenwände geführt sind, wobei ein Flügellängsbett im Flügelkörper und dessen Flügelaxialverlängerun- P (r ri vorhanden ist,
in dem eine Flügelgleitkufe ange <B>-</B> ordnet ist, die zwischen die Flügelaxialverlängerun- gen eingepasst ist.
Es können in die Flügel Aussparungen eingear beitet sein, in die durch Kanäle oder Bohrungen Druckfluidum geleitet wird. Die Aussparungen kön nen an den Flügeln so angeordnet sein, dass die in ihnen herrschende Druckresultierende aus dem Flui- dumsdruck entgegengesetzt den übrägen an den Flü geln angreifenden Kräften gerichtet ist.
Bei konse quenter Ausbildung dieser Aussparungen für den Belastungsausgleich entsteht ein druckbalanciertes Schwimmen des Flügels in seinen Führungsschlit zen, so dass bei idealer Ausführung überhaupt keine metallische Berührung zwischen den Flügeln und den Wänden der Führungsschlitze besteht. Viehmehr wer den die Arbeitskräfte, die am Flügel angreifen, durch das Druckfluidum in den Aussparungen auf die Schlitzwände und damit auf den Rotor der Ma schine übertragen. Der mechanische Angriff, Metall auf Metall, kann also ersetzt werden durch den An griff des reinen Fluidumsdruckes auf das Metall.
Die Flügel schwimmen dann frei in ihren Schlitzen, die Reibungskräfte sind auf ein Minimum reduziert und bei konsequenter, idealer Ausbildung der Ausspa rungen für den Belastungsausgleich ist überhaupt keine mechanische Reibung zwischen den mechani schen Teilen mehr vorhanden. Lediglich die innere Reibung zwischen den Molekülen innerhalb des Flui dums, die um ein Vielfaches geringer ist als die mechanische Reibung, verbleibt als kleinerer Rei bungsrest.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 .ist ein Schnitt einer Drehkolbenmaschine gezeigt, der der Schnittlinie 11-1-11I in der Fig. 2 und der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3 entspricht.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Maschine entsprechend der Schnittlinie 1-I in Fig. 1.
Die Fig.3 zeigt einen Schnitt durch die Ma schine entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1. In der Fig.4 ist die beispielhafte Ausführung eines Flügels der Drehkolbenmaschine dargestellt. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Flügel ent sprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 4.
Fig.6 zeigt eine Ansicht des in Fig.4 darge stellten Flügels von oben und erläutert die am Flügel angreifenden Fluidumskräfte in tangentialer Richtung zum Rotor und die aus den Aussparungen für den Belastungsausgleich entgegenwirkenden Fluidums kräfte.
Fig.7 zeigt einen Teil des Schnittes durch den Flügel gemäss der Schnittlinie VI-VI in Fig. 4.
In der Fig. 8 ist ein Teil der Fig. 3 vergrössert dargestellt, der ein Flügelende im Schlitz der Sei tenwand des Rotors zeigt und den Angriff der tan- gentialen Arbeitskräfte und die entgegengesetztge- richteten Fluidumskräfte aus den Aussparungen für den Belastungsausgleich erläutert, wenn der Flügel nur teilweise im Schlitz radial nach aussen gewandert ist.
Fig. 9 ist der gleiche Ausschnitt wie Fig. 8, jedoch mit dem Unterschied, dass der Flügel eine Stellung radial mehr nach aussen in seinen Rotorschlitzen ein nimmt und entsprechend grössere Kräftefelder vor handen sind.
Die Fig. 10 zeigt eine Vergrösserung der Fig.3 und erläutert die an den Flügeln und an den Kufen in radialer Richtung auftretenden Kräfte und ihren Belastungsausgleich durch entsprechende Aussparun gen für den Belastungsausgleich.
Fig. 11 zeigt die Seitenansicht einer Flügelgleit kufe in beispielhafter Ausführung.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch die Kufe ent sprechend der Schnittlinie VII-VII in Fig. 13.
Fig. 13 zeigt eine Ansicht der in Fig.ll dar gestellten Flügelgleitkufe von oben.
In der Fig. 14 werden ein Flügel und eine Flügel- gleitkufe in beispielhafter Ausführung gezeigt.
Die Fig. 15 zeigt einen Schnitt durch Flügel mit Kufe entsprechend der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 14.
Die Fig. 16 zeigt eine Ansicht des Flügels von oben.
Fig. 17 zeigt einen Schnitt durch eine beispielhafte Ausführung einer Drehkolbenmaschine, die das zu sätzliche mechanische Bewegen der Flügel in ihren Schlitzen erläutert.
Fig. 18 zeigt einen Schnitt durch diese Maschine entsprechend der Schnittlinie IX-IX in Fig. 17. In der Fig. 19 ist ein Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Drehkolbenmaschine dar gestellt.
Die Fig.20 zeigt einen Schnitt durch diese Ma schine entsprechend der Schnittlinie X-X in Fig. 19. In Fig. 21 ist eine zweigeteilte Flügelkufe darge stellt.
Fig.22 zeigt einen Schnitt durch diese Kufe ent sprechend der Schnittlinie XI-XI in Fig. 21. Fig.23 stellt einen Schwenkteil der in Fig.21 dargestellten Flügelkufe dar.
Fig.24 zeigt einen Schnitt durch diesen Teil ent sprechend der Schnittlinie XII--XII in Fig. 23.
In Fig.25 ist der die Aussparungen für den Belastungsausgleich enthaltene Gleitteil der in Fig. 21 dargestellten Flügelgleitkufe gezeichnet.
Die Fig. 26 zeigt einen Schnitt durch diesen Teil entsprechend der Schnittlinie XIII-XIII in Fig.25. In der Fig. 27 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer zweigeteilten Flügelgleitkufe dargestellt.
Fig. 28 zeigt den Schnitt entsprechend der Schnitt linie XIV-XIV .in Fig. 27.
Fig. 29 zeigt den Schwenkteil der in Fig. 27 dar gestellten Flügelgleitkufe.
Fig. 30 zeigt den Schnitt gemäss der Linie XV bis XV in Fig. 29.
In der Fig.31 ist eine Ansicht des separierten Gleitteiles der in Fig.27 dargestellten Flügelg'.eit- kufe gezeigt.
Die Fig. 32 zeigt einen Schnitt durch diesen Teil entsprechend der Schnittlinie XVI-XVI in Fig. 31. Fig.33 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Flügels, mit Flügelgleitkufe.
Fig. 34 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe der Schnittlinie XVII-XVII in Fig.33.
Fig. 35 zeigt eine Ansicht des in Fig.33 dar gestellten Flügels.
Füg. 36 zeigt den Schnitt durch den Flügel ent lang der Schnittlinie XVIII-XVIII in Fig. 35.
Fig. 37 zeigt die Ansicht des Flügelkufenschwenk- bolzens.
Fig. 38 zeigt einen Schnitt durch den Flügelkufen schwenkbolzen entlang der Schnittlinie XIX-XIX in Fig. 37.
Fig.39 zeigt die Ansicht des FlügeIgleitkufen- körpers.
Fig. 40 zeigt einen Schnitt durch den Flüge1gleit- kufenkörper entlang der Schnittlinie XX-XX in Fig. 39.
Durch die Fig. 41 ist ein weiteres Beispiel eines Flügels mit Flügelgleitkufe dargestellt.
Fig.42 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe entlang der Schnittlinie XXI-XXI in Fig.41. Fig. 43 zeigt die Ansicht des Flügels nach Fig. 41. Fig. 44 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXII-XXII in Fig. 43.
Fig. 45 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXIII-XXIII in Fig. 43.
Fig. 46 zeigt die Ansicht des Flügelkufenschwenk- bolzens. Fig.47 zeigt einen Querschnitt durch diesen Bolzen.
Fig.48 zeigt eine Ansicht des Flügelschwenk- kufenkörpers.
Fig. 49 zeigt einen Querschnitt durch diesen Kör per.
Fing. 50 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Flügels mit Flügelschwenkkufe, der mit Halteblocks und Stiften versehen ist.
Fig. 51 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe entlang der Schnittlinie XXIV-XXIV in Fig. 50. Fig. 52 zeigt den Flügel nach Fig. 50 in Ansicht. Fig. 53 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXV-XXV in Fig.52. Fig.54 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXVI-XXVI in Fig.52.
Fig. 55 zeigt die Ansicht eines Verschlussblocks. Fig.56 zeigt einen Schnitt durch diesen Block entlang der Schnittlinie XXVII-XXVII in Fig.55.
Fig. 57 zeigt die Ansicht eines Arretierbolzens. Fig. 58 zeigt die Seitensicht dieses Bolzens.
Fig. 59 zeigt den Flügelkufenschwenkbolzen nach Fig. 51.
Fig. 60 zeigt den Querschnitt zur Fig. 59. Fig. 61 zeigt den Flügelgleitkufenkörper dazu. Fig. 62 zeigt einen Querschnitt zu der Fig. 61. In der Fig. 63 .ist ein weiteres Ausführungsbei spiel eines Flügels mit Flügelgleitkufe dargestellt. Fig.64 zeigt einen Schnitt durch Flügel und Kufe entlang der Schnittlinie XXVIII-XXVIII in Fig. 63.
Fig.65 zeigt eine Ansicht des Flügels nach Fig. 63.
Fig. 66 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie XXIX-XXIX in Fig. 65.
In der Fig.67 ist ein anderes Ausführungsbei spiel eines Flügels mit Flügelgleitkufe und Ausspa rungen für den Belastungsausgleich gezeigt.
Fig. 68 zeigt einen Schnitt durch den Flügel nach Fig. 67 und die umgebenden Rotorteile der Drehkol- benmaschine entlang der Schnittlinie XXX-XXX in Fig. 67.
Fig.69 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flügels mit besonderer Ausbildung der axialen Verlängerungen.
Fig.70 zeigt einen Schnitt durch diesen Flügel entlang der Schnittlinie XXXI-XXXI in Fig. 69.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist dargestellt, wie die Flügel und die Flügelgleitkufen in der Drehkolben maschine eingebaut sind und wo sich die Aussparun gen für den Belastungsausgleich befinden. Die Flügel 11 gleiten -in radialen Nuten 7 und 8, die in den Rotor 2 und in die mit dem Rotor umlaufenden Rotorseitenwände eingearbeitet sind. Nach aussen ist die Drehkolbenmaschine durch den Kapselring (Ge häuse) 6 verschlossen.
Bei der Rotation der Dreh kolbenmaschine werden die Flügel 11 durch Flieh kraft und/oder weitere Kräfte radial nach aussen ge schleudert oder gepresst, so dass sich die Flügelgleit- kufen 12. die in den Flügellängsbetten gebettet sind, an den Kapselring 6 anlegen und an diesem gleiten.
Dabei entstehen zwischen dem Kapselring 6, dem Rotor 2 mit den Rotorseitenhauben 9 und 10, die den Rotor und die Rotorseitenwände axial und/oder radial nach aussen verschliessen, und den verschie denen Flügeln 11 und den verschiedenen Flügel kufen 12 Arbeitskammern, Flügelzellen genannt, die bei der Umdrehung des Rotors ihr Volumen peri odisch vergrössern und verkleinern.
Zwei solcher be nachbarten Arbeitskammern oder Flügelzellen 30 und 39 .erhalten das Arbeitsfluidum aus der Steuerwelle 1 durch die Kanäle 29 und auf dem gleichen Wege drücken die Flügelzellen das Fluidum wieder her aus, so dass es einen anderen Kanal der Steuerwelle 1 betritt. Der Rotor wird angetrieben durch die An triebswelle 5, und das Druckfluidum verlässt den Rotor durch die Antriebswelle 5 bzw. deren Boh rung 4. Durch die Kanäle 3 tritt das Druckfluidum aus der Steuerwelle in die Räume der Schlitze 28 radial innerhalb der Flügel.
Hier erzeugt das Druck fluidum, indem es radial nach aussen auf die Flügel wirkt, die Druckresultierende, die die Flügel radial nach aussen drückt. Die Flügel sind kürzer gehalten als die Schlitze in den Seitenwänden, oder sie haben radiale Bohrungen bzw.
Fräskanäle, so dass das Druckmittel die Flügel radial nach aussen an ihren seitlichen Enden umfliessen kann oder durchfliessen kann und so in den Kammern 7a und 8a eintritt, die sich radial ausserhalb der Flügel in den in den Seitenwänden befindlichen Flügelgleitschlitzen bilden. Aus diesen Räumen 7a und 8a fliesst das Fluidum in die Aussparungen 27 für den Belastungsausgleich herein, die in die Flügelgleitkufen 12 eingearbeitet sind.
In diesen Aussparungen baut es ein Druck feld auf, das auf die Flügel radial nach innen ge richtet ist, also der Druckwirkung in den Schlitzräu men 28 oder dieser und der an den Flügeln 11 an greifenden Fliehkraft entgegenwirkt und bei richtiger Bemessung die am Flügel resultierende Druckkraft aus dem Schlitzraum 28 oder diese und die Zentri- fugalkraft ausgleichen, so dass der Flügel in radialer Richtung ganz oder teilweise frei von hydraulischen Druckkräften oder diesen und Zentrifugalkräften wird,
oder auch die Flügel radial nach innen drückt, wenn der Fluidumsdruck sehr hoch wird, dadurch die Dichtung zwischen Flügel oder Kufe und Kap- selring aufhebt und als automatische überlastsiche- rung wirkt.
Wenn die Drehkolbenmaschine als Druckmittel motor arbeitet und sich in Richtung des Pfeiles B dreht, bewirkt der Arbeitsdruck in der Kammer 30 einen Druck auf den Flügel 11 in Richtung des Pfei les B, der den Rotor in Drehung in Richtung des Pfeiles B versetzt. Durch die im Flügel 11 befind lichen Bohrungen 23 und 21 bzw.
25 und 26 tritt das Druckfludium aus dem Raum 30 in die Aus sparungen 20, 19, 18 und 17 ein. In den genannten Aussparungen 17, 18, 19 und 20, die sich in axialen Verlängerungen der Flügel befinden und somit in den Schlitzen der Seitenwände des Rotors zur An- Wendung kommen, ist also der gleiche Druck wirk sam wie in der Förderkammer 30 und der Druck in diesen Aussparungen für den Belastungsausgleich ist dem Druck in der Förderkammer 30 in Rich tung des Pfeiles B entgegengesetzt gerichtet.
Er gleicht den Arbeitsdruck in Richtung des Pfeiles B ganz oder teilweise aus, so dass die Flügel 11 in ihren Schlitzen ganz oder teilweise druckentlastet gleiten und im Falle idealer Druckentlastung entlang der Wände der Schlitze zwischen Druckfluidums- feldern und Druckfluidumsschichten gleiten oder schwimmen.
Die Aufteilung in den Aussparungen 17 und 18 zeigt nur die prinzipielle Darstellung. In der Praxis kann eine grössere Anzahl Druckmittel felder verwendet werden, so dass sich mit dem Her austreten des Flügels in radialer Richtung eine fein stufige oder stufenlose Vergrösserung und Verklei nerung der Aussparungen für den Belastungsaus- gleich entsprechend der grösseren oder kleineren radialen Bewegungen der Flügel mit Balancedruck- mittel beaufschlagen.
Läuft dagegen die Drehkolbenmaschine als Druckpumpe in Richtung des Pfeiles B, so entsteht der Fluidumsdruck in der Förderkammer 39 und bewirkt einen tangentialen Druck auf den Flügel 11 in Richtung des Pfeiles A. Dieser Druck wird aus geglichen durch den Druck in den Aussparungen 17a, 18a, 19a und 20a.
Der Fluidumsdruck aus der För- derkammer 39 fliesst zu den Aussparungen 17a und 18a durch die Bohrungen 24 und 24a und zu den Aussparungen 19a und 20d durch die Bohrungen 22 und 22a. Das am Flügel 11 und der Flügelgleit- l:ufe 12 dargestellte Kräftebeispiel wiederholt sich bei den entsprechenden Rotorstellungen an den an deren Flügeln 11 und Flügelgleitkufen 12 ebenfalls.
Dadurch, dass man die sich vom Flügelkörper axialwärts erstreckenden Flügelaxialverlängerungen 14 entsprechend weit in die Schlitze 7 und 8 der mitumlaufenden Seitenwände hereinragen lässt, ge- winnt man genügend Raum, um die Aussparungen für den Belastungsausgleich im Flügel so gross zu gestalten, dass sie die tangentialen Druckkräfte am Flügel in dem gewünschten Masse ausgleichen kön nen.
Durch das Umbiegen der Flügelecken 15 und 16 wird eine Sicherung dafür geschaffen, dass die Flügelgleitkufen 12 nicht aus den Flügeln 11 her ausfallen können, und die Flügelgleitkufen 12 erhal ten zu dem Zweck Verlängerungen 13, mit denen sie in diese Sicherung der Flügel eingreifen. In den Fig. 4, 5, 6 und 7 ist gezeigt, wie die Fluidumskräfte in den Aussparungen für den Belastungsausgleich den tangentialen Druckkräften entgegenwirken,
wie die Aussparungen in die Flügelaxialverlängerungen eingearbeitet sind, wie die Bohrungen eingearbeitet sind, durch die das Druckfluidum in die Aussparun gen eintreten kann, wie der Arbeitsdruck am Flügel körper angreift und wie der Druck in den Ausspa rungen für den Belastungsausgleich auf die Flügel axialverlängerungen wirkt. Der Flügelkörper 11 er hält die Axialverlängerungen 14, mit denen er in die Seitenwände des Rotors eingreift.
Wesentlich ist, dass in diese Verlängerungen 14 Aussparungen 17, 18, 19, 20, 17a, 18a, 19a und 20a oder noch mehr Aussparungen eingearbeitet sind, die geeignet sind, Druckmittel in sich aufzunehmen. In diese Ausspa rungen für den Belastungsausgleich wird jeweils Druckfluidum, das an den gegenüberliegenden Seiten des Flügels 11 angreift, durch entsprechende Boh rungen geleitet. Die Überweisung 31 bezeichnet den Arbeitsdruck, der in Richtung des Pfeiles C auf den Flügelkörper wirkt.
Der Druck 31 pflanzt sich durch die Bohrung 21 in die Aussparung 20a fort, wie das in Fig.7 gezeigt ist, und entspre chend durch die Bohrungen 25 erreicht er die Aus sparung 18a. Auf entsprechende Weise werden die Aussparungen 19a und 17a durch die Bohrungen 23 und 26 beaufschlagt.
Die Fig.6 zeigt den Angriff des Arbeitsdruckes 31 auf den Flügelkörper in Richtung C. Die Wirkung des Druckes auf die Flügelaxialverlängerungen in den Aussparungen ist dargestellt durch die Pfeilrei hen 32 und 33. Aus der Fig. 6 ist leicht zu sehen, dass auf die beschriebene Art und Weise ein stabiles Belastungsgleichgewicht am Flügel durch entgegen gesetzt gerichtete, aber in der Summe der einzelnen Belastungen etwa gleich grosse Aussparungen für den Belastungsausgleich hergestellt ist.
Wenn die Drehkolbencnaschine in umgekehrter Arbeitsweise verwendet wird, wirkt der Druck 31 gemäss Fig. 6 nicht in Richtung des Pfeiles C, son dern auf die gegenüberliegende Seite und in umge kehrter Richtung. Anstelle in die Aussparungen 17a, 18a, 19a und 20a wird der Druck dann durch die entsprechenden Bohrungen in die Aussparungen 17, 18, 19 und 20 geleitet, wo er dann den Pfeilreihen 32 und 33 gegenüberliegend und entgegengesetzt ge richtet wirkt.
Je mehr sich der Flügel im Schlitz radial nach aussen bewegt, um so grösser wird das Feld, an dem das Arbeitsfluidum angreift. In der Fig.8 ist ver anschaulicht, dass das Arbeitsfluidum nur in der Fläche 33 angreift, weil der Flügel nur entsprechend wenig radial nach aussen im Schlitz bewegt wurde.
In diesem Falle sind die in Fig. 4 dargestellten Boh rungen 21 und 25 noch durch den Rotorschlitz ver deckt und es sind lediglich die Aussparungen 17a und 19a mit Druckfluidum beaufschlagt, das den Belastungsausgleich, Überweisung 32, herstellt.
In der Fig. 9 ist veranschaulicht, dass der Flügel sich weiter radial nach aussen bewegt hat, und nun mehr auch die Bohrungen 21 und 25 gemäss Fig.4 aus dem Schlitz des Rotors heraustreten und mit dem Druckfluidumsraum 39 entsprechend Fig.3 in Be rührung gekommen sind. Ein Arbeitsdruck 34 in tan- gentialer Richtung wirkt nunmehr auf den Flügel 11, wie in Fig. 9 dargestellt. Der Fluidumsdruck in den Aussparungen für den Belastungsausgleich wirkt ge mäss den Druckpfeilen 35 und 36.
Die Unterteilung der Aussparungen für den Be lastungsausgleich in zwei Stufen ist nur ein Ausfüh- rungsbeispiel. In der Praxis kann eine grössere An zahl von Stufen verwendet werden, so dass sich eine nahezu stufenlose Ausweitung der Aussparungen und deren Beaufschlagung ergibt, wenn der Flügel ent sprechend weit aus dem Schlitz heraustritt bzw. sich entsprechend weit radial nach aussen bewegt. In der Fig. 10 ist veranschaulicht, wie der radiale Belastungsausgleich des Fluidumsdruckes am Flügel hergestellt wird.
Das Druckfluidum befindet sich in der Kammer 40 radial innerhalb des Flügels sm Rotorschlitz und in den Rotorseitenwänden befindet er sich auch, wie bereits oben beschrieben, in den Kammern 45 gemäss Fig. 8 und 9, die sich in den Rotorseitenwänden radial ausserhalb der Flügel be finden. Die Kammern 45 in den Rotorseitenwänden stehen direkt mit den in die Flügelschwenkkufe ein gearbeiteten Aussparungen für den Belastungsaus gleich in Verbindung.
Wenn das Areal 40 und das Areal 37 der Fig. 10 gleich gross sind, ergibt sich Belastungsgleichgewicht des Druckfluidums in radia ler Richtung an Flügel und Flügelgleitkufe dadurch, dass die Resultierende aus 40 gleich gross ist wie die Druckresultierende 37, aber die Resultierende 37 der Resultierenden aus 40 entgegengesetzt gerich tet ist.
Dadurch herrscht Belastungsgleichgewicht am Flügel in radialer Richtung und der Flügel mit der Flügelgleitkufe schwimmt zwischen Kapselring 6 und Rotor 2. Die Überweisungen 44 und 3$ zeigen peri- pheriale Verlängerungen der Flügelgleitkufe,
die eine stabile Lagerung und ein stabiles Gleiten der Flügel- gleitkufe 12 am Gehäuse oder Kapselring 6 bewir ken und ausserdem die Abdichtung zwischen der Aussparung 37 gemäss Fig.10 und dem Druck in den Flügelzellen zwischen den einzelnen Flügeln her stellen. Der Rotor 2 enthält Aussparungen 39 gemäss Fig. 10, in die die verbreiterten Gleitteile der Flügel- gleitkufe eingreifen können.
In den Fig. 11, 12 und 13 ist eine Flügelgleitkufe gezeigt, bei der der Flügelgleitkufenkörper eine Ober fläche mit g:eichem Radius wie der Schwenkbolzen hat, so dass er um die Mittelachse des Kufenschwenk- bolzens schwenken kann.
Dieser Gleitteil der Flügelgleitkufe ist so lang gehalten, dass er auch in die Seitenwände des. Rotors eingreift, während der Gleitteil der Flügelgleitkufe, der am Kapselring gleitet, nur der Axiallänge des eigentlichen Rotors. entspricht und der breitere Gleit- teil der Flügelgleitkufe zwischen die Seitenwände des Rotors dichtend esngepasst ist. Die Aussparungen 53 für den Belastungsausgleich werden am Gleitteil der Flügelkufe in diesen eingefräst. Sie können in Form mehrerer Aussparungen oder auch in Form einer Aussparung eingearbeitet werden.
Besonders vorteil haft für die Gleiteigenschaft der Flügelgleitkufe am Kapselring sind schlangenförmige Aussparungen für den Belastungsausgleich.
In den Fig. 14, 15 und 16 ist gezeigt, wie die Flügelgleitkufe 50 in den Flügel 11 einmontiert wird. Die Flügelgleitkufe 50 schwenkt mit ihren Schwenk teilen 51 und 52 in dem Längsbett des Flügels 11. Sie kann nicht aus dem Flügel 11 herausfallen, da die Flügelecken 15 und 16 nach innen umgebogen werden, sobald die Flügelgleitkufe iin den Flügel ein gesetzt wurde.
Der Gleitteil der Flügelgieitkufe ist mit seinen axialen Endflächen dichtend zwischen die inneren Planwände der radialen Verlängerungen der axialen Verlängerungen 15 und 16 des Flügels 11 eingepasst, so dass eine Abdichtung zwischen dem Kufenkörper oder Kufengleitteil 50 und den Flügel axialverlängerungen 15 und 16 herrscht.
In den Fig. 21 und 22 ist gezeigt, dass die Flü- gel gleitkufe bei diesem Ausführungsbeispiel zweitei- lig ausgeführt ist. Der Gleitteil oder Flügelkufen körper 64 erhält eine Ausfräsung für das Kufen längsbett 75, in die das Schwenkteil, der Flügel kufenschwenkbolzen 66, eingesteckt werden kann.
Die Fig.23 und 24 zeigen die Form des Flügel kufenschwenkbolzens und die Fig.25 und 26 zei gen die Form des Gleitteils der Flügelgleitkufe. Der besondere Vorteil dieser Flügelgleitkufenzweiteilung gemäss den Fig. 21 bis 26 besteht darin, dass der Flü- gelkufenschwenkbolzen relativ einfach hergestellt werden kann, indem ein rundgeschliffener Bolzen ent sprechend der Fig. 24 plangeschliffen wird.
Ein wei terer Vorteil ist der, dass der gesonderte Flügelgleit- kufen-Gleitteil sehr präzise in der Länge hergestellt und mit axialen Endflächen versehen werden kann, so dass er eng dichtend zwischen die inneren Plan flächen der radialen Verlängerungen der axialen Flü- gelverlängerungen 15 und 16 des Flügels 11 gemäss Fig. 14 eingepasst werden kann.
Ferner ermöglicht die zweigeteilte Ausführung die Montage der Flü- gelschwenkkufenteile in einen Flügel, bei dem die Ecken 15 und 16 gemäss Fig. 15 bereits vor der Montage der Kufe umgebogen wurden.
Die gleichen Vorteile wie die zweigeteilte Flü- gelschwenkkufe der Fig. 21 bis 26 hat das Ausfüh rungsbeispiel einer zweigeteilten Flügelschwenkkufe gemäss den Fig. 27 bis 32. Hierin ist der Schwenkteil: eine einfache geschliffene, zylindrische Welle 69 bzw. 70. Er wird einfach in das Flügelkufenlängsbett 72 des Flügelkufengleitteiles 71 hereingelegt. Die über weisung 73 bezeichnet die eingefräste Aussparung für den Belastungsausgleich.
Die Verwendung der zweigeteilten Flügelgleit kufe gemäss den Fig. 27 bis 32 setzt jedoch voraus, dass der Fügel 11 und die Flügelgleitkufe 12 zwischen dem Kapselring 6 und den Führungsringen 56 und 57 zwangsläufig geführt werden, wie dies in den Fig. 17 und 18 gezeigt ist. Darin ist der Schwenk bolzen 60 einfach in die beiden Längsbetten des Flügels 11 und der Flügelgleitkufe 12 gelegt.
In solchen Fällen wird das Druckfluidum aus der Flü gelzelle 84 durch die Bohrung 85 in der Flügelgleit- kufe 12 in die Aussparung für den Belastungsaus gleich der Flügelgleütkufe geleitet. Radial sind in die Flügeil 11 Bohrungen eingearbeitet, in denen sich Druckfedern 61 befinden.
Die Druckfedern 61 sind von den Federgehäusen 62 umschlossen und die Federn 61 drücken diese Gehäuse radial nach innen. Die Federgehäuse 62 haben offene Gleitlager in Form eines halben Zylin ders, mit dem sie die Laufrollen 63 umgreifen.
Die Laufrollen 63 haben Eindrehungen, in die Lager der Federgehäuse 62 eingreifen. Dadurch wird erreicht, dass die Gleitgeschwindigkeiten zwischen Federgehäuse 62 und Laufrolle 63 klein werden. In den Rotor oder in die Seitenwände des Rotors sind Kanäle eingedreht, in denen die Führungsringe 56 und 57 laufen. Auf den Führungsringen 56 und 57 rollt die Laufrolle 63 ab.
Bei anderen Ausführungs- beispielen ist die Laufrolle 63 zweigeteilt. Die Ab messungen der Flügel und die Flügelgleitkufenteile werden so gehalten, dass sich nur geringe Differen zen zwischen den einzelnen Teilen befinden und so mit die Gleitrolle 60 nicht aus der Flügelgleitkufe oder dem Flügel herausfallen kann. Kleine Herstel lungsdifferenzen werden ausgeglichen durch die Fe dern 61, die für eine ständige, wenn auch geringe Spannung der Teile in radialer Richtung zwischen den Laufringen 56 und 57 einerseits und dem Kapsel ring anderseits sorgen.
In den Fig. 19 und 20 ist eine andere beispiel hafte Ausführung der zwangläufigen Führung von Flügeln und Flügelgleitkufen zwischen dem Kapsel ring 6 und den inneren Laufringen 56 und 57 dar gestellt.
Die zwangläufige Führung der Flügel und Flügelgleitkufenteile zwischen Kapselring und Füh rungsringen in radialer Richtung ist ein erforderliches Kennzeichen aller derjenigen Flügelgleitkufen mit Aussparungen für den Belastungsausgleich, die nicht durch andersartige Befestigungen am Flügel gegen Heraustreten aus dem Flügel gesichert sind.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 19 und 20 sind weitere Flügelgleitkufen 58 und 59 an den Enden des Flügels radial nach innen in Schwenk felder oder Flügellängsbetten der Flügel 11 einge legt. Sie gleiten mit der anderen Seite so auf den Gleitringen 56 und 57, wie dies die Flügelgleitkufe 12 am Kapselring 6 tut, jedoch dergestalt, dass die Gleitfläche an den inneren Flügeagleitkufen 58 und 59 radial nach innen gerichtet ist.
Ein wesentliches Merkmal dieser inneren Flügelkufen 58 und 59 ist, dass sie an ihren äusseren Seiten radiale Fortsätze nach innen aufweisen, mit denen sie die Führungs- ringe 56 und 57 umgreifen, so dass diese Fortsätze zwischen dem Führungsring 57 und der Seitenwand 55 bzw. zwischen dem Führungsring 56 und der Seitenwand 54 laufen und dadurch gegen axiales Verschieben oder axiales Herausgleiten aus der Flü gelführung gesichert sind.
In den Fig. 33-40 ist der Flügel mit einer Flügel- gleitkufe versehen, deren Flügelschwenkbolzen eine zylindrische Welle ist. Ein betrieblicher Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, dass diese Ausbildung für den Flügel, den Flügelglentkufenkörper und den Schwenkbolzen die Verwendung ganz verschiedener Materialien :ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsart besteht darin, dass bei der Herstel lung des Flügellängsbettes in Form der Bohrung 81 eine Unterstützung des Werkzeuges, zum Beispiel der Räumnadel oder der Schleifwelle, durch den Schlitz 82 erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsart besteht darin, dass die Bohrungen 81 und 83 mehr als halbe Bohrungen sind, deren Öffnung schmaler ist als der Durchmesser der Boh rungen, so dass der Flügelkufenschwenkbolzen 79, wenn er in axialer Richtung in die Bohrungen 81 und 83 hereingeschoben wird, die Flügelgleitkufen 80 und Flügel 78 schwenkbar, aber so fest verbin- dat, so dass die Kufe 80 nicht aus dem Flügel 78 herausfallen kann.
Schliesslich wird durch diese Anordnung eine weitgehende (7berdeckung und dadurch bessere Ab dichtung in den Dichtflächen, also zwischen den axialen Endflächen 201 der Flügelgleitkufe 80 und den inneren Planflächen 202 an den radialen Fort sätzen oder radialen Verlängerungen der Flügelaxial verlängerungen, die die Flügelgleitkufe 80 umgrei fen, erreicht. Die beschriebene Abdichtung ist wich tig, weil sie der Leckageverlusteinsparung, der Wir kungsgraderhöhung und der Ermöglichung höherer Fluidumsdrücke und damit der Leistungssteigerung dient.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig.41-49 arbeitet im Prinzip wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig.33-40. Es unterscheidet sich von diesem dadurch, da:ss in dem Flügel 84 kein .Schlitz vorhan den ist. Die Bohrung 87 ist also in den seitlichen Fortsätzen des Flügels 84 vollkommen geschlossen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die axiale Ab dichtung der Flügelgleitkufe 86 noch vollkommener als in dem Beispiel der Fig. 33 bis 40.
Hingegen ist das Werkzeug zur Herstellung der Bohrung 87 in diesem Ausführungsbeispiel nur beschränkt führbar, da der Schlitz 82 fehlt.
Auch das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 50 bis 62 arbeitet im Prinzip wie die vorher genannten Ausführungsbeispiele. Die Besonderheit besteht dar in, dass der Führungskanal 92 durch die Bolzen 94 und die Stifte 97 demontierbar verschlossen ist. Diese Ausführung gestattet es also, erst den Flügelkufen schwenkbolzen 90 und die Flügelgleitkufe 91 :in den Flügel 89 hereinzulegen und dann die betreffenden Teile durch die Blocks 94 durch Hereindrücken der Stifte 97 in die Bohrungen 96 zu verbinden und zu sichern.
Anstelle des Flügelkufenschwenkbolzens 90 und der Flügelgleitkufe 91 können im Flügel der Fig. 50 bis 54 auch Flügelgleitkufen der Fig. 11 bis 13 ein montiert werden.
Auch das Ausführungsbeispiel nach den Fig.63 bis 66 arbeitet in seiner prinzipiellen Funktion ent sprechend den oben beschriebenen Flügeln, Flügel- gleitkufen und Flügelkufenschwenkbolzen. Eine Be sonderheit der Ausführung besteht darin, dass der Kanal 101 mit einem Anstellwinkel in den Flügel 98 hereingefräst ist.
Dadurch ist das Flügellängsbett 101 nach oben rechts in den seitlichen Flügelver- längerungen vollkommen verschlossen. Die Flügel- gleitkufe 100 und der Flügelgleitkufenschwenkbolzen 99 können von schräg oben links in den Flügel 98 hereingelegt werden. Die schräge Ausführung des Flügellängsbettes 101 schafft eine Sicherung gegen das Herausfallen der Flügelkufengleitteile oder des Flügelkufenschwenkbolzens aus dem Flügel nach der Montage im Rotor, da der Schlitz 101 durch die Seitenwände des Rotors verdeckt wird.
Ausserdem wird eine gute Abdichtung zwischen den axialen Endflächen der Flügelgl.eitkufe 100 und den radialen Fortsetzungen des Flügels 98 erzielt nach der dem Schlitz<B>101</B> gegenüberliegenden 'Seite. Die Ausbil dung ist demnach besonders gut geeignet für Dreh kolbenma.schinen, die nur in einer Drehrichtung an getrieben werden oder umlaufen. Der Schlitz 101 kann anstelle von links, wie in Fig. 64 dargestellt ist, auch schräg von rechts her in den Flügel 98 eingefräst sein.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 67 und 68 arbeitet bezüglich des radialen Druckausgleiches .im Prinzip wie die vorbeschriebenen Beispiele. Auch bei dieser Ausführung ist der eigentliche Flügel 102 mit der Flügelgleitkufe 103 und den Flügelkufen schwenkbolzen 104 versehen. Der Flügelkufen schwenkbolzen kann ausgeführt sein wie die Bolzen 99, 90, 85, 79, 70, 66, 12 der vorgeschriebenen Beispiele.
Die Flügelgleitkufe 103 kann ausgeführt sein wie die Kufen 100, 91, 86, 80 71, 68, 67, 64, 12 oder 85 der früheren Beispiele, oder es können auch Flügelgleitkufen 103 und Flügelkufenschwenk- bolzen 104 aus einem Stück ausgeführt seän. Der Flügel selbst kann radial nach aussen verschlossen sein wie der Flügel 84, er kann aber auch offen sein wie einer der Flügel 98, 89, 78 oder 11 der vorge- schrieb.nen Beispiele.
Die Besonderheit des Ausfüh- rungsbeispieles der Fig. 67 und 68 besteht darin, dass der in den Fig. 6 und 7 beschriebene Belastungsaus gleich der Flügel stufenlos veränderbar ausgebildet ist, so dass der Flügel in den Seitenwänden in jeder radialen Stellung vollständig unter Belastungsaus gleich sein kann, dadurch, dass die Aussparungen für den Belastungsausgleich 109 ihre Grösse verän dern, wenn der Flügel 102 seine Lage im Schlitz 112 verändert.
Die in die axialen Flügelverlängerun gen eingearbeiteten Aussparungen 109 für den Bela stungsausgleich sind radial zum Rotorinneren offen und durch Verschlussplatten <B>110</B> verschlossen, die in den Aussparungen 109 dichtend gleiten können. Die Verschlussplatten 110 sind durch Stifte 111 an den Seitenwänden des Rotors der Drehkolbenmaschine befestigt. Während sich der Flügel 102 im Schlitz radial nach aussen heraus und wieder herein bewegt, wenn der Rotor der Maschine umläuft, werden die Verschlussplatten <B>110</B> durch den Bolzen 111 an den Rotorseitenwänden festgehalten.
Beim Umlaufen der Maschine und der radialen Oszillationsbewegung des Flügels im Rotorschli.tz vergrössern und verkleinern sich somit die Aussparungen 109 für den Belastungs ausgleich entsprechend dem Oszillieren des Flügels 102 im Rotorschlitz 112. Die Bohrungen 113 bewirken die Leitung des Fluidums für den Belastungsausgleich hinein in die Aussparungen 109 in entsprechender Weise, wie das die Bohrungen 23, 26, 21, 25, 22 oder 24 bei den früheren Ausführungsbeispielen tun.
Im Falle der konsequenten und fehlerfreien Aus bildung der Grössenverhältnisse am Flügel 102, der Bohrungen 113, der Flügelgleitkufe 103, der Aus sparungen für den Belastungsausgleich in der Schwenkkufe 103, des Flügelkufenschwenkbolzens 104, der Arretierstifte <B>111,</B> der Verschlussplatten <B>110</B> und der Aussparungen 109 für den Belastungs ausgleich wird erreicht, d'ass die mechanischen Teile des Ausführungsbeispiels nach den Fig.67 und 68 praktisch ohne mechanische Berührung und ohne mechanische Reibung zwischen Rotor 118 und Kap selring 107 schwimmen. Die Lebensdauer der Ma schine wird dadurch sehr hoch.
Wenn die Flügel eingebaut sind, so wird das Fluidum aus den Arbeitskammern oder Flügelzellen durch die Flügel in die Aussparungen für den Bela stungsausgleich geleitet und das Fluidum aus den Aussparungen für den Belastungsausgleich oder aus einigen derselben gibt das Drehmoment durch Fluidumsdruck an die Rotorseitenwände weiter.
In umgekehrter Weise wird bei angetriebenen Drehkol- benmaschinen, die als Pumpen oder Kompressoren arbeiten, die dm Rotor und den Seitenwänden vor handene Antriebskraft mit Hilfe der Aussparungen für den Belastungsausgleich und der Druckfluidum- leitung in das Fluidum hineingeleitet, ohne dass me chanische Berührung und Reibung zwischen dem Rotor und den Flügeln oder dem Kapselring und den Flügeln vorhanden sein muss.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig.69 und 70 ist ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.33 bis 40.
Der Unterschied ist lediglich dadurch gegeben, dass der Schlitz 82 entsprechend der Fig. 34 und 36 bei diesem Ausführungsbeispiel durch Klötze 117, die durch Stifte <B>118</B> gehalten sind, verschlossen ist. Das erhöht die mechanische )Stabilität und Festig keit der radialen Fortsätze der Flügelaxialverlänge- rungen 114.
Eine Flügelgleitkufe in bereits vorbe- schriebener Ausführung trägt die überweisung 119, der entsprechende Flügel die überweisung 121 und der entsprechende Flügelkufenschwenkbolzen die Überweisung 120.
Praktischerweise können die Schlitze und die ihn verschliessenden Klötze 117 konisch ausgebildet sein, um eine bequeme und spielfreie Montage von oben her mittels der Stifte 118 zu erreichen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend be schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbe sondere können den Flügeln bestimmter Beispiele die Flügelgleitkufen oder auch die Aussparungen für den Belastungsausgleich anderer Ausführungsbeispiele zu geordnet sein.