Drehkolbenmaschine. 111s sind Drehkolbenpumpen, insbesondere zur Förderung von Dickstoffen bekannt, bei denen ein Widerlagerschieber mit. dem Um fang des Drehkolbens (Rotor) zusammen , wirkt, und dabei die Druck- von der Saug seite trennt. Hierbei sitzt der Widerlager- schieber mit einer Kante auf dem Drehkolben umfang auf, gegen den er durch eine Feder oder dergleichen gehalten wird. Dadurch er gibt sieh aber eine starke Reibung am Kolben umfang, die eine rasche Abnützung der sich berührenden Teile verursacht, welche Um stände eine grössere Tourenzahl des Dreh kolbens ausschliessen.
Es wurde daher schon ein zwangläufiger Antrieb des Widerlager- schiebers, und zwar ein Kurbeltrieb vorge sehen, der die Wirkkante des Widerlager- sehiebers genau der Kolbenumrissform ent sprechend führt.
Der Kurbelantrieb bewirkt aber immer die gleiche schwingende Schie- berbewegung, die sieh nicht ohne weiteres auf verschiedene Rotoruinrissforinen abstim- nien lässt, weshalb man letztere der Sehieber- bewegung auf Kosten fördertechnisch ungün stiger Kolbenformen anpassen musste.
Die genannten Mängel werden nunmehr durch die den Erfindungsgegenstand bildende Drehkolbenmasehine dadurch beseitigt, dass der Widerlagersehieber mit mindestens einer Steuerkurve in Wirkverbindung steht, derart, dass die Wirkkante des Widerlagerschiebers entlang der Umrissform des Rotors geführt ist.
Es soll hierbei nicht die Rotorform der Scliieberbewegung angepasst werden, sondern umgekehrt; es kann die letztere der Rotorform angepasst werden, wodurch eben hinsichtlich der Ausgestaltung des Rotors volle Freiheit gegeben ist. Zur Erreichung einer solchen Steuerung eignet sich vorzüglich eine vom Umfang einer Nocke gebildete Steuerkurve. Man kann zwei oder mehr Rotoren in Um fangsrichtung zueinander versetzt und/oder mit verschiedener Umrissform auf gleicher Achse anordnen, wobei jeder Kolben seine eigene Schiebersteuerung erhält.
Die erfin dungsgemässe Drehkolbenmaschine kann als lraftmascliine oder als Arbeitsmaschine, z. B. zum Antrieb eines Zählwerkes zur Flüssig keitsmessung, ausgebildet sein.
Der Erfindungsgegenstand ist in beispiels weisen Ausführungs- bzw. Anwendungsfor- inen in der Zeichnung veranschaulicht, wobei die Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ma schine, die Fig. 2 die Ansieht.- der Schieber steuerung und die Fig. 3 die zugehörige Sei tenansicht der Steuerung samt Rotor und Schieber einer Ausführungsform darstellen.
Die Fig.4 zeigt schematisch eine besondere Rotorform. Die Fig.5 und 6 stellen Quer- und Längsschnitt durch eine andere, als Flüs sigkeitsmesser wirkende Maschinenausführung dar.
Die Drehkolbenmaschine gemäss den Fig.1 bis 3 weist einen im Gehäuse 1 auf seiner Welle 3 aufgekeilten, vierflügeligen Rotor 2 auf, der mit dem gleichfalls im Gehäuse 7 von einer Welle 5 getragenen Widerlager- schieber 4 zusammenwirkt, indem sich die Wirkkante 6 des Schiebers ständig entlang der Peripherie des Rotors bewegt.
Um voll kommen unabhängig von der für den jewei ligen Förderzweck am günstigsten gewählten Rotorform eine berührungsfreie oder gleit- dichtende Führung des Widerlagerschiebers 4 entlang der Rotorumrissform zu erreichen, sind zu dessen Steuerung zwei nebeneinander auf der Rotorwelle 3 starr angeordnete Steuer nocken 9, 13 mit voneinander abweichenden Umrissformen vorhanden, denen je ein auf der Schieberwelle 5 angeordneter Rollenhebel 7, 11 zugeordnet ist.
Von den letzteren ist der mit einer Gleitrolle 8 auf der einen als Scheibe ausgebildeten Nocke 9 geführte Rollenhebel 7 mit. der Welle 5 fest verbunden iuid besitzt an der einen Nabenseite einen hülsenförmi- gen Ansatz 10, auf welchem der zweite Rol lenhebel 11 schwenkbar gelagert ist, dessen Gleitrolle 12 mit der andern Steuernocke 13 zusammenwirkt. Der Rollenhebel 7 weist zwei leicht abgewinkelte Arme 14 auf, zwischen denen ein ebenfalls abgewinkelter Arm 15 des zweiten Rollenhebels 11 unter Zwischen schaltung je einer seitlichen Feder 16 bzw.
17 eingespannt ist. Die beiden Rollenhebel 7, 1.1 stehen somit unter einem ganz bestimmten Winkel zueinander. In Gewindebohrungen der verbreiterten Enden der Arme 14 sind Spann schrauben 18, 19 eingesetzt, welche die zuge hörige Feder 16 bzw. 17 gegen den Arm 15 des Rollenhebels 11 mit beliebig einstellbarer Spannung pressen.
Die Form der Steuernocken kann beispiels weise dadurch ermittelt werden, indem man den Widerlagerschieber 4 mit seiner Wirk kante 6 gegen den Rotorumfang hält und letzteren bewegt. Dadurch beschreibt die Rolle 8 des auf die Schieberwelle 5 aufgekeil- ten Rollenhebels 7 in einer im Rotordrehsinn bewegten, zur Rotorwelle senkrechten Ebene die Umrissform der Steuernocke 9.
Analog ist der Umriss der Steuernocke 13 durch gleiche Bewegung der Rolle 12 des Hebels 11 feststell bar. Die praktische Durchführung dieser Nockenformbestimmung erfolgt zweckmässig auf graphischem Wege nach einem der hier für üblichen Verfahren.
Die Montage der Schiebersteuerung wird so bewerkstelligt, dass zunächst die Feder 17 zwischen dem Arm 15 und der Spannschraube 19 des einen Gabelarmes 14 eingesetzt und so stark angezogen wird, dass die Rollen 8 und 12 an ihrer zugehörigen Steuernocke 9 bzw. 13 mit entsprechend starkem Druck an anliegen. Danach wird die zweite Feder 16 zwischen der Spannseliraube 18 des zweiten Gabelarmes 14 und dein Arm 15 eingesetzt sowie durch Anziehen der Spannschraube 18 der Druck der Steuerrollen 8, 12 gegen ihre Steuernocken 9, 13 so weit aufgehoben, dass man die Nocken 9, 13 mittels der Welle 3 von >-land aus leicht drehen kann.
Nach Durch führung der angegebenen Einstellung der Steuerung wird der Widerlagerschieber 4 so geführt, dass seine Wirkkante 6 genau der Umrissform des Rotors 2 folgt. Gleichzeitig gleicht die doppelte Abfederung 16, 17 der Rollenhebel 7, 11 jede Ungenauigkeit oder Abnützung der Steuernockenumrissform aus, wodurch ein absolut gleichmässiger Ablauf des Steuervorganges gesichert ist.
Hierbei kann die Führung der Wirkkante gleitdichtend oder berührungsfrei, das heisst mit einem be liebig kleinen Spiel erfolgen., je nach der Stellung der Rollenhebel 7, 11 zum Schieber 4 bzw. deren Winkelstellung zueinander. Das Spiel zwischen Schieberwirkkante 6 und Ro- torumfang kann auch verstellbar sein, bei spielsweise durch entsprechende Winkelver stellung des Schiebers 4 auf seiner Welle 5, zu welchem Zweck der Schieber mit einer Klemmnabe oder dergleichen ausgestattet. sein . kann.
Dadurch, dass die Länge der Rollenhebel 7, 11 kürzer gehalten ist als die des Widerlager- sehiebers, legen die Steuerrollen 8, 12 der Rollenhebel 7, 11 kürzere Schwenkwege zu rück, was zu weichen Umrissformen der Steuernocken 9, 13 führt, die somit nicht. so scharfkantig sind wie die Rotorformen und dementsprechend geringere Einbuchtungen besitzen. Dies ist. selbst bei extremsten Rotor formen mit scharfen Spitzen oder ganten, wie eine solche z. B. in der Fig. 4 schematisch gezeigt ist, der Fall.
Bei dieser Rotorform können die beiden Steuernocken sogar einen sich der Kreisform sehr nähernden Umriss aufweisen, wenn die Verhältnisse so getrof fen sind, dass jeder der beiden Steuernocken zwei Umdrehungen ausführt, währenddem sieh der Rotor nur einmal dreht. Jedenfalls folgt hier die Wirkkante des Schiebers ganz genau auch den Rotorspitzen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen I>relikolbenniascliine ist wie folgt: Wird der Rotor 2 in der in Fin. 1 gezeig ten Pfeilrichtung angetrieben, so fördert ei- bei seiner Umdrehung das in die Kammern zwischen zwei benachbarten Flü #01eln gelan- gende .1lecliuni unter der Welle 3 hindurch von der rechten auf die linke Seite in
Fig. 1, während gleichzeitig eitle Förderung in um gekehrter Richtung oberhalb der Rotorwelle 3 nicht stattfinden kann, da der Schieber -1 mit seiner am Rotorumfang anliegenden Wirk kante 6 einen entsprechenden Durehfluss des Meditwis verhindert.
Es ergibt sieh demzu folge eilte aussehliessliehe Förderung des Me- < linnis voll rechts naell links, wie (lies in Fig.1 mit Pfeilen dargestellt ist.
Die auf der Rotorwelle 3 sitzende Noeken- scheibe 9 bewirkt in Zusammenarbeit mit dem Rolletillebel 7, dass die Wirkkante 6 des Schie- bei#s -1 sieh der Umrissform des Rotors folgend "egen die Rotorachse 3 bewegt,
während die andere -'N-oekenscheibe 7.3 mit\ Hilfe des Rol lenhebels 11 über die Feder 17 die Bewegung des Schiebers J in der andern Riclitunn@her- vorruft..
Drehkolbenmasehilien können bei passen der Ausbildung niellt nur als Arbeitsmaschine, sondern aueli als Kraftmaschine zum Antrieb voll andern Maschinen oder eines Zählwerkes oder dergleichen benützt werden.
Es ist zwar möglich, dass eine als Kraftmaschine verwendete Drehkolbenmasehine nicht in jeder Rotorstellung von selbst anläuft, nämlich dann, wenn der auf den Rotor wirkende Flüs- sigkeitsdrtiek kein Drehmoment erzeugen kann.
Diese Totpunkte können beispielsweise durch eine Ausbildung der Maschine über wunden werden, wie sie in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, indem zwei in benachbarten iZänirien eines Gehäuses 29 arbeitende Rotoren 25,<B>'</B>6 gleicher Form in Umfangsrichtung um .10" gegeneinander versetzt sind und sieh auf miteinander gekuppelten Wellen 27, 28 befinden. An den über die Lagerschilder vor ragenden Enden der Rotorwellen 27, 28 ist je ein Steuernockenpaar 30, 31 aufgekeilt oder sonstwie in der erforderlichen Lage fest angebracht.
Die Nockenpaare wirken mit je zwei Rollenhebeln 32, 33 oder dergleichen zusammen, welche zweckmässig in der bereits behandelten Weise auf den unabhängig von einander im Gehäuse gelagerten Achsen 34, 35 der beiden Widerlagersehieber 36, 37 an geordnet sind.
Die Vorrichtung ist mit ihren Ailsclilul;)- stutzen 38, 39 in den Strang einer Flüssig keitsleitung oder dergleichen eingeschaltet, so dass die Rotoren 25, 26 ihren Antrieb vom Flüssigkeitsstrom in dieser Leitung erhalten. Das gemäss Fig. 5 in Pfeilrichtung anströ niende Medium kann wegen der Widerlager- schieber 36, 37 nicht oberhalb den Rotorwellen '?7, 28 durchfliessen, sondern ist gezwungen, den Weg unterhalb der Wellen hindurch zu nehmen und dabei die Flügel der Rotoren vor sieh herzuschieben.
Zufolge der Versetzung der Rotorkolben zueinander können die Ro toren nicht in einer Totpunktstellung hängen bleiben, denn einer der Kolben ist immer in Wirkstellung, so dass die Rototwellen in re lativ gleichmässige Drehung versetzt werden, was beim beschriebenen Ausführungsbeispiel über ein Zählwerk zur Flüssigkeitsmessung benützt wird.
Die Ausführungen bzw. Anordnungen des Erfilidungsgegenstandes sind selbstverständ lich nicht auf die angegebenen und darge stellten beschränkt, vielmehr kann die. Ma schine die verschiedensten Rotorformen auf weisen sowie für alle nur denkbaren Förder- zwecke eingerichtet sein.
So eignet sich die Maschine bei entsprechender Ausbildung als Arbeitsmaschine sowohl zur Förderung von körnigem bzw. staubförmigem Schüttgut, wie etwa Getreide, Kohlenstaub usw., von jeder Art Dickstoff, allen Flüssigkeiten sowie Gasen, beispielsweise Luft, oder als Kraft maschine mit gasförmigem (Luft, Dampf usw.) oder flüssigem Antriebsmittel.
Rotary piston machine. 111s rotary lobe pumps, especially for pumping thick matter, are known in which an abutment slide with. the circumference of the rotary piston (rotor) acts together, separating the pressure from the suction side. Here, the abutment slide sits with one edge on the circumference of the rotary piston, against which it is held by a spring or the like. As a result, there is a strong friction on the piston circumference, which causes rapid wear and tear of the parts in contact, which precludes a greater number of revolutions of the rotary piston.
An inevitable drive of the abutment slide, namely a crank drive, was therefore provided, which guides the active edge of the abutment slide exactly in accordance with the shape of the piston.
The crank drive, however, always causes the same oscillating slide movement, which cannot easily be matched to different rotor rupture shapes, which is why the latter had to be adapted to the slide valve movement at the expense of piston shapes that are unfavorable in terms of conveyance.
The above-mentioned deficiencies are now eliminated by the rotary piston machine forming the subject matter of the invention in that the abutment slide is in operative connection with at least one control cam, such that the operative edge of the abutment slide is guided along the contour of the rotor.
The aim here is not to adapt the rotor shape to the slide movement, but vice versa; the latter can be adapted to the shape of the rotor, which gives full freedom with regard to the design of the rotor. A control curve formed by the circumference of a cam is particularly suitable for achieving such a control. Two or more rotors can be offset from one another in the circumferential direction and / or arranged with a different outline shape on the same axis, with each piston receiving its own slide control.
The rotary piston machine according to the invention can be used as a lraftmascliine or as a work machine, e.g. B. to drive a counter for liquid keitsmessage be formed.
The subject matter of the invention is illustrated in exemplary embodiments or application forms in the drawing, FIG. 1 showing a cross section through a machine, FIG. 2 showing the view of the slide control and FIG. 3 showing the associated side view represent the control including rotor and slide of an embodiment.
4 shows schematically a special rotor shape. The Fig. 5 and 6 represent cross and longitudinal sections through another, acting as a liq sigkeitsmesser machine design.
The rotary piston machine according to FIGS. 1 to 3 has a four-blade rotor 2 wedged on its shaft 3 in the housing 1, which cooperates with the abutment slide 4, which is also carried by a shaft 5 in the housing 7, in that the active edge 6 of the slide engages constantly moving along the periphery of the rotor.
In order to achieve contact-free or sliding-sealing guidance of the abutment slide 4 along the contour of the rotor, regardless of the rotor shape chosen best for the respective conveyance purpose, two control cams 9, 13, which are rigidly arranged next to one another on the rotor shaft 3, are to control it different outlines are present, each of which is assigned a roller lever 7, 11 arranged on the slide shaft 5.
Of the latter, the roller lever 7 guided by a sliding roller 8 on the one cam 9 designed as a disk is included. firmly connected to the shaft 5 iuid has on one side of the hub a sleeve-shaped projection 10 on which the second roller lever 11 is pivotably mounted, the sliding roller 12 of which interacts with the other control cam 13. The roller lever 7 has two slightly angled arms 14, between which a likewise angled arm 15 of the second roller lever 11 with the interposition of a lateral spring 16 or
17 is clamped. The two roller levers 7, 1.1 are thus at a very specific angle to one another. In threaded holes in the widened ends of the arms 14 clamping screws 18, 19 are used, which press the associated spring 16 and 17 against the arm 15 of the roller lever 11 with any adjustable tension.
The shape of the control cam can be determined, for example, by holding the abutment slide 4 with its active edge 6 against the rotor circumference and moving the latter. As a result, the roller 8 of the roller lever 7 wedged onto the slide shaft 5 describes the contour shape of the control cam 9 in a plane that is moved in the direction of rotation of the rotor and is perpendicular to the rotor shaft.
Analogously, the outline of the control cam 13 is lockable by the same movement of the roller 12 of the lever 11. The practical implementation of this cam shape determination is expediently carried out graphically using one of the methods customary here.
The slide control is assembled by first inserting the spring 17 between the arm 15 and the clamping screw 19 of the one fork arm 14 and tightening it so strongly that the rollers 8 and 12 on their associated control cam 9 and 13 apply correspondingly strong pressure to concern. Then the second spring 16 is inserted between the tensioning element 18 of the second fork arm 14 and your arm 15 and by tightening the tensioning screw 18, the pressure of the control rollers 8, 12 against their control cams 9, 13 is released to such an extent that the cams 9, 13 can be used the shaft 3 can turn easily from> -land.
After the specified setting of the controller has been carried out, the abutment slide 4 is guided so that its active edge 6 exactly follows the contour of the rotor 2. At the same time, the double suspension 16, 17 of the roller levers 7, 11 compensates for any inaccuracy or wear and tear of the control cam outline, which ensures that the control process runs smoothly.
The active edge can be guided in a sliding-sealing or contact-free manner, that is to say with any small play, depending on the position of the roller lever 7, 11 relative to the slide 4 or their angular position relative to one another. The play between the active slide edge 6 and the rotor circumference can also be adjustable, for example by means of a corresponding angular adjustment of the slide 4 on its shaft 5, for which purpose the slide is equipped with a clamping hub or the like. his . can.
Because the length of the roller levers 7, 11 is kept shorter than that of the abutment slide, the control rollers 8, 12 of the roller levers 7, 11 cover shorter pivoting paths, which leads to soft contours of the control cams 9, 13, which therefore do not . are as sharp-edged as the rotor shapes and accordingly have smaller indentations. This is. even with the most extreme rotor shapes with sharp points or ganten, such as such. B. is shown schematically in Fig. 4, the case.
With this rotor shape, the two control cams can even have a contour that approaches the circular shape very closely if the conditions are so met that each of the two control cams performs two revolutions while the rotor rotates only once. In any case, the active edge of the slide also follows the rotor tips exactly here.
The operating principle of the relikolbenniascliine described is as follows: If the rotor 2 is driven in the direction of the arrow shown in fin. 1, then as it rotates it promotes the lecliuni that has entered the chambers between two adjacent blades under the Wave 3 through from the right to the left side in
Fig. 1, while at the same time vain promotion can not take place in the opposite direction above the rotor shaft 3, since the slide -1 with its active edge 6 against the rotor circumference prevents a corresponding flow of the Meditwis.
This results in a hurried exclusive conveyance of the medication from the full right to the left, as shown in FIG. 1 with arrows.
The Noek disk 9 sitting on the rotor shaft 3, in cooperation with the roll part 7, causes the active edge 6 of the slide at -1 to move the rotor axis 3 following the outline of the rotor,
while the other -'N-oekenscheibe 7.3 with the help of the Rol lenhebels 11 via the spring 17 the movement of the slide J in the other Riclitunn @ causes ..
Rotary piston machines can not only be used as a working machine, but also as a prime mover for driving other machines or a counter or the like.
It is possible that a rotary piston machine used as a prime mover does not start up by itself in every rotor position, namely when the liquid product acting on the rotor cannot generate any torque.
These dead points can be overcome, for example, by designing the machine as shown in FIGS. 5 and 6, by inserting two rotors 25, 6 of the same shape in the circumferential direction, working in adjacent areas of a housing 29 are offset from each other by .10 "and are located on shafts 27, 28 coupled to one another. A pair of control cams 30, 31 is wedged or otherwise firmly attached to the ends of the rotor shafts 27, 28 protruding beyond the end shields.
The pairs of cams each cooperate with two roller levers 32, 33 or the like, which are expediently arranged in the manner already discussed on the axes 34, 35 of the two abutment slides 36, 37 mounted independently of one another in the housing.
The device is connected with its Ailsclilul;) - stubs 38, 39 in the strand of a liquid keitsleitung or the like, so that the rotors 25, 26 get their drive from the liquid flow in this line. The medium flowing in the direction of the arrow according to FIG. 5 cannot flow through above the rotor shafts 7, 28 because of the abutment slides 36, 37, but is forced to take the path below the shafts and thereby see the blades of the rotors to put off.
As a result of the offset of the rotor pistons to each other, the rotors cannot get stuck in a dead center position, because one of the pistons is always in the active position, so that the rotors are set in relatively uniform rotation, which is used in the described embodiment via a counter for liquid measurement.
The designs and arrangements of the subject matter of the invention are of course not limited to those specified and illustrated, but rather the. Machine have the most varied of rotor shapes and be set up for all conceivable conveyor purposes.
With the appropriate training, the machine is suitable as a work machine both for conveying granular or powdery bulk material, such as grain, coal dust, etc., of all types of thick matter, all liquids and gases, for example air, or as a power machine with gaseous (air, Steam, etc.) or liquid propellant.