DE578661C - Schieberdichtung fuer Drehkolbenmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Drehkolbenmaschinen, bei welchen in einem Zylinderraum ein Zylinderkolben von kleinerem Durchmesser so bewegt wird, daß er mit seiner Umfläche nacheinander die Erzeugenden der Zylinderinnenfläche berührt und auf diese Weise der zwischen ihm und der Zylinderinnenfläche gebildete, im Querschnitt sichelförmige Raum um die Zylinderraumachse herumwandert. Durch im Zylindergehäuse sitzende, radial zur Zylinderachse verschiebbare Schieber wird der wandernde sichelartige Raum in Kammern zerteilt, welche je nach der Verwendungsart der Maschine zum Ansaugen, Ausstoßen, Verdichten oder Entspannen des verwendeten Arbeitsstoffes, wie Luft, Gas, Dampf oder Flüssigkeit, dienen. Die Leistungsfähigkeit derartiger Drehkolbenmaschinen ist in hohem Maße von der Art der Abdichtung der Schieber gegenüber dem Drehkolben und dem Zylindergehäuse abhängig. Es ist bekannt, für derartige Abdichtungen mehrere federbeeinflußte, parallel zur Drehkolbenachse angeordnete Dichtungsschienen zu benutzen. Auch ist es bekannt, mehrere Dichtungsschienen durch ein gemeinsames Druckglied vorzuschieben. Bei diesen bekannten Anordnungen macht infolge des geringen zur Verfügung stehenden Raumes die Anbringung von ausreichend kräftigen Federn für die einzelnen Dichtungsschienen Schwierigkeiten, und bei Anwendung eines für alle Dichtungsschienen gemeinsamen Druckgliedes verschlechtert sich nach kurzem Gebrauch die Abdichtung, wenn sich die einzelnen Dichtungsschienen verschieden stark abnutzen.

Zur Beseitigung dieser Mängel werden gemäß der Erfindung die Dichtungsschienen dadurch unabhängig voneinander federnd gegen die Umfläche des Kolbens geführt, daß auf je zwei von ihnen in der Mitte zwischen ihnen federbeeinflußte Drucksteine einwirken.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Anwendung auf einen doppeltwirkenden Drehkolbenverdichter dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht des Verdichters,

Fig. 2 eine im Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1 gehaltene Oberansicht desselben,

Fig. 3 einen Teil des Schiebers im vergrößerten Maßstab und im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 5,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht des Schiebers im Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 5,

Fig. 5 einen Schnitt des Schiebers nach der Linie V-V der Fig. 3,

Fig. 6 eine von links der Fig. 3 gesehene Stirnansicht des Schiebers, bei dem die Dichtungsschienen herausgenommen sind,

Fig. 7 eine zu Fig. 3 und 4 gehörige Oberansieht, bei der die Dichtungsschienen teilweise herausgenommen sind,

Fig. 8 eine Sonderstellung einer Dichtungsschiene,

Fig. 9 eine Vorderansicht eines Dichtungskörpers für die Stirnseiten des Schiebers,

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9.

Achsengleich zu dem Zylinderraum 1 (Fig. 1) des Zylindergehäuses 2, welches von einem

Kühlraum 3 umgeben ist, ist eine Welle 4 in Seitenwänden 5, 6 (Fig. 2), welche den Zylinderraum ι seitlich abschließen, drehbar gelagert. Die Welle 4 weist in der Mitte einen exzenirischen Ansatz 7 auf, welcher den Drehkolben 8 lose drehbar trägt. Letzterer ist an seinen Stirnseiten gegenüber den Seiten wänden 5, 6 abgedichtet. Zentrisch zur Achse 9 (Fig. 1) der Welle 4 beweglich sind in dem Zylindergehäuse 2 zwei prismatische Schieber 11, 12 angeordnet, welche sich mit ihren Kolbendichtungsflächen 13 gegen die Umfläche des Drehkolbens 8 legen, ■ und zwar, wird ihre ständige Berührung mit dem Drehkolben 8 durch zwei an ihren Enden angreifende Gestänge 14, 15, 16, 17 bekannter Bauart gesichert.

Wie Fig. ι erkennen läßt, regeln die Schieber 11 und 12, welche dazu dienen, den zwischen dem Drehkolben 8 und der Zylinderinnenfläche 1 gebildeten sichelartigen Raum in Druck- und Saugkammern 27, 28, 29 einzuteilen, gleichzeitig die Luftzuführungen zu den jeweiligen Saugräumen, indem nach der Außenluft zu offene Kanäle 18 des Zylindergehäuses in Ausnehmungen 19 der Schieber 11 bzw. 12 münden, deren innere Kanten 21 im Zusammenwirken mit den benachbarten Kanten 22 der Zylinderinnenfläche bei entsprechender Bewegung der Schieber nach innen Einlaßschlitze für die anzusaugende Luft bilden. Oberhalb des Schiebers 11 und unterhalb des Schiebers 12 ist je ein Druckventil 23 bzw. 24 (Fig. 1) vorgesehen, welches durch je eine Rohrleitung 25 nach dem nicht dargestellten Druckbehälter führt. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Abdichtung der Schieber gegenüber dem Drehkolben und dem Zylindergehäuse soll nun an Hand der Fig. 3 bis 10 näher beschrieben werden. Wie die Stirnansicht des Schiebers nach der Fig. 6 erkennen läßt, ist die Kolbendichtungsfläche 13 des Schiebers und auch ein Teil der beiden Stirnseiten des Schiebers mit vier durchgehenden Nuten 31 versehen, die durch zwei einen mittleren Steg 32 stehenlassende Einschnitte und durch den Einbau zweier dünner Zwischenbleche 33 erzeugt sind. Die letzteren sind durch Stifte 34 (Fig. 3, 4, 6) an dem Schieberkörper befestigt. Jede der Nuten ist durch eine zweiteilige Dichtungsschiene 35 und durch eine Druckschiene 36 ausgefüllt. Die Form der einen Hälfte der Dichtungsschiene ist aus Fig. 8 ersichtlich. An dem einen Ende besitzt sie eine rechtwinklig abbiegende Fahne 37, durch welche die Stirnseitendichtung des Schiebers bewirkt wird und am anderen Ende einen Absatz 38, in welchen sich das entsprechend abgesetzte Ende der anderen Dichtungsschienenhälfte einlegt. Die beiden Hälften der Dichtungsschiene sind in Form und Größe völlig übereinstimmend ausgeführt, so daß ihre beliebige Auswechslung und Vertauschung ermöglicht wird. Die Druckschienen 36 (Fig. 3, 4) greifen mit ihren Enden in Einschnitte 39 der Dichtungsschienen 35 so ein, daß sie mit ihrer äußeren Schmalseite stets in enger Berührung mit den Dichtungsschienen 35 bleiben. Jede Druckschiene 36 besitzt ferner zwei Ausleger 41, mit welchen sie in das Innere des Schieberkörpers hineinragt.

In dem Schieber befinden sich vier Federkammern 42, 43, 44 und 45. In jeder derselben ist ein in einer Bohrung eine Druckfeder 46 aufnehmender Druckkolben 47 verschiebbar gelagert. Am oberen Ende besitzt jeder Druckkolben 47 eine halbzylindrische Pfanne 48 (Fig. 4, 5), in welcher ein halbzylindrischer Druckstein 49 lose gelagert ist. Mit der oberen ebenen Fläche dieser Drucksteine stehen die vorerwähnten Ausleger 41 der Druckschienen 36 in Berührung, und zwar wirkt dabei jeder Druckstein 49 auf zwei in gleichem Abstande von seiner Drehachse angeordnete Druckschienen 36 derart ein, daß sich der durch seine Feder 46 ausgeübte Druck gleichmäßig auf die beiden Druckschienen 36 und damit auf die von dieser beeinflußten Dichtungsschiene 35 verteilt. Die Drucksteine 49 der Federkammern 42 und 45 wirken, wie Fig. 5 erkennen läßt, auf die beiden äußeren Druckschienen 36 ein, während die Drucksteine 49 der Federkammern 43, 44 die beiden inneren Druckschienen 36 beeinflussen. Fig. 7, bei welcher die Druckschienen und Dichtungsschienen teilweise herausgenommen sind, läßt die Anordnung der Durchtrittsöffnungen 51 für die verschiedenen Ausleger 41 deutlich erkennen. Wie ersichtlich, ist die Druckbeeinflussung der einzelnen Dichtungsschienen 35 so beschaffen, daß sich jede Dichtungsschiene unabhängig von der anderen gegen die Drehkolben legen kann.

Die Teilung der Dichtungsschienen in zwei Teile wird durch die unten beschriebene Stirnseitendichtung des Schiebers erforderlich. Infolge dieser Teilung werden an der Überlappungsstelle mehr oder weniger große Durchlaß- 10g öffnungen geschaffen, welche dem' Druckstoff den Durchtritt gestatten könnten. Dies zu verhindern ist der eigentliche Zweck der Druckschienen 36. Dadurch, daß sie sich mit ihren oberen Schmalflächen eng an die Dichtungsschienen 35 anlegen und in dieser Anlage durch die Einschnitte 39 gehalten werden, wird verhindert, daß die verschiedenen Überlappungszwischenräume durch den Raum unterhalb der Schienen 35 miteinander in Verbindung treten können. Wäre diese Abdichtung der Überlappungen nicht erforderlich, so könnten bei Anordnung der Ausleger 41 unmittelbar an den Dichtungsschienen 35 die Druckschienen 36 fortfallen.

Die Stirnseitendichtung des Schiebers wird, wie schon erwähnt, durch die Fahnen 37 der

Dichtungsschienen 35 bewirkt. Auf diese wirkt ein Druckstück 52 (Fig. 3) ein, das in einem von einer Feder 53 umgebenen Bolzen 54 ausläuft. Die Feder stützt sich gegen eine Innenfläche 55 des Schieberkörpers und drückt die vier Fahnen ^] der betreffenden Schieberseite gleichzeitig gegen die Innenfläche der Zylinderseitenwand 5 bzw. 6 (Fig. 2).

Um auch die zwischen den Fahnen 37 gebildeten Durchlaßräume abzudichten, ist ein besonderer Dichtungskörper 56 (Fig. 3, 6, 9 und 10) vorgesehen, der, wie Fig. 6 erkennen läßt, die ganze Breite der Stirnseite des Schiebers einnimmt und Einschnitte 57 und Schlitze 58 (Fig. 9) aufweist, in welche die Fahnen 37 bzw. die Zwischenbleche 33 dichtend hineinragen. Der Dichtungskörper 56 ist in einem entsprechenden Räume 59 (Fig. 3) des Schieberkörpers verschiebbar gelagert; er ist hohl ausgeführt und nimmt in einem kleineren rechteckigen Hohlräume 61 (Fig. 3, 10), welcher, wie Fig. 10 erkennen läßt, nach den Einschnitten 57 zu offen ist, das obenerwähnte Druckstück 52 auf, während ein erweiterter Hohlraum 62 eine die Feder 53 umgebende Druckfeder 63 führt, welche sich ebenfalls gegen die Fläche 55 des Schieberkörpers stützt und die Stirnseite des Dichtungskörpers 56 unabhängig von den Fahnen 37 gegen die Seitenwände 5 bzw. 6 dichtend drückt. Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise die durch einen Schieber 11,12 abgeteilten Druck- und Saugkammern in bezug auf die Stirnseite der Schieber vollkommen abgedichtet werden.

Bei der hin und her gehenden Bewegung der Schieber 11 bzw. 12 treten infolge der verhältnismäßig hohen Umdrehungszahl der Welle 4 von etwa 1000 Umdr./Min. erhebliche Massenwirkungen auf, die zur Folge haben, daß die Schieber sich über den durch die Exzentrizität des Exzenters 7 (Fig. 1) bedingten Totpunkt hinwegbewegen und hierbei auch den Drehkolben 8 elastisch so beeinflussen, daß er in den Schieberraum des Zylindergehäuses eintritt und bei der Weiterbewegung auf die Kante 22 (Fig. 1) aufsetzt. Um diesen Mißstand, welcher bei längerer Betriebsdauer zu einer Beschädigung des Kolbens und der Einlaßkante 22 führen und auch einen klopfenden Gang des Verdichters verursachen kann, zu beseitigen, ist an jedem Schieber 11, 12 noch eine Dichtung 65, 66, 71 (Fig. 3, 4 und 6) bekannter Bauart vorgesehen, durch welche der in Fig. 1 mit 64 bezeichnete, also hinter dem Schieber befmdliche Raum nach außen abgedichtet wird. Hierdurch wirkt dieser Raum infolge der Verdichtung der in ihm enthaltenen Luft bei der Auswärtsbewegung des Schiebers als Polster und verhindert eine Bewegung der Schieber und des Drehkolbens über die Totlage hinaus. Da die beiden Schieber durch das Gestänge 14, 15 16, stets in gleichem Abstande voneinander gehalten werden, welcher gerade so groß ist wie der Durchmesser des Drehkolbens 8, muß die Höhe, über der die Dichtnngsschienen an den Schiebern verteilt sind, so groß gehalten sein wie die doppelte Exzentrizität des Exzenters 7, andernfalls würde in bestimmten Zeitpunkten eine enge Berührung der Schieber mit dem Kolben nicht stattfinden können.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schieberdichtung für Drehkolbenmaschinen mit mehreren parallel zur Drehkolbenachse angeordneten Dichtungsschienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschienen (35) dadurch unabhängig voneinander federnd gegen die Umfläche des Drehkolbens (8) geführt werden, daß auf je zwei von ihnen in der Mitte zwischen ihnen federbeeinflußte Drucksteine (49) einwirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteine (49) als halbzylindrische Körper ausgebildet sind, welche durch ihre ebene Fläche mit den Dichtungsschienen (35) in Verbindung stehen, während sie mit ihrer Zylinderfläche lose in entsprechenden Pfannen (48) von im Schieber (11, 12) verschiebbar gelagerten Druckkolben (47) ruhen, deren nach der entgegengesetzten Seite offene Bohrungen die Druckfedern (46) aufnehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Hälften des zweiteilig ausgebildeten Dichtungsschiebers (35) in ihrer Längsrichtung derart federbeeinflußt ist, daß sie mit einer rechtwinklig angeordneten Fahne (37) die Stirnflächendichtung des Schiebers (ii, 12) bewirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Drucksteinen (49) und jeder Dichtungsschiene (35) eine mit letzterer in gleicher Ebene liegende ungeteilte Druckschiene (36) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschiene (36) no mit ihren Enden in Einschnitte (39) der Dichtungsschiene (35) derart eingreift, daß sie stets in enger Berührung mit der letzteren gehalten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume der Dichtungsschienen (35) an den Stirnflächen des Schiebers durch Dichtungskörper (56) abgedichtet werden, welche die Enden der Fahnen (37) in Einschnitten (57) aufnehmen und unabhängig von den Dichtungsschienen (35) federbeeinflußt sind.

y. Vorrichtung nach Anspruchö, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (56) in einem Hohlraum eine Druckfeder (63) aufnimmt und konzentrisch dazu ein von einer Feder (53) beeinflußtes Druckstück (52) führt, das auf die Fahnen (37) der Dichtungsschienen einwirkt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schieber (11,12) mit seinem von dem Drehkolben (8) abgewandten Ende in einem Räume (64) bewegt, der zur Schaffung einer Verdichtung bei der nach außen gerichteten Bewegung des Schiebers (11, 12) abgedichtet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen