CH257830A - Fluidummaschine, insbesondere für Kraftübertragungsanlagen und Pumpwerke. - Google Patents

Description

      Fluidummaschine,        insbesondere    für     Kraftübertragungsanlagen    und Pumpwerke.    Die vorliegende Erfindung betrifft eine       Fluidummaschine,    insbesondere für     Kraft-          übertragungsanlagen    und Pumpwerke, die  wenigstens einen     ringförmigen    Kolben:

   auf  weist, der im     Innern    eines. ringförmigen       Statorteils        exzentrisch    zu diesem     angeordnet     ist     und;    eine kreisende     Bewegung        ausführt.     Hierbei ist der Durchmesser des     Klobens     kleiner als :der     Innendurchmesser    :

  des     Stator-          teils,    und es ist ferner eine Mehrzahl mehr  oder weniger radial verlaufender, zwischen  dem     Statorteäl    und     dem    Kolben     sich        erstrek-          kender,    den Raum zwischen den letztge  nannten     Elementen;

      in mehrere Kammern ab  teilender     Schliessglieder    vorgesehen,.     Erfin-          dungsgemäss,    sind,     diese        Sebliessglieder    die  einzigen     Verbindungsglieder    zwischen     .dem          Statort.eil    und :dem Kolben, und ferner ist  jedes     Schliessglied    für     sichallein    in unmittel  barem Dreheingriff mit     einem    .dieser     Elemente     und in unmittelbarem Gleit-     und    Drehein  griff mit :dem andern Element.  



  Der Kolben ist     zweekmässigerweise    mittels       Kugellager    oder Rollenlager auf einem     E"k-          zenter    auf einer Welle, die sich axial durch  -den     St.atorteil    erstreckt, drehbar gelagert.  



  Die     radialen    Schliessglieder     sirnd        vorzugs-          @veise    als     Platten        ausgebildet,        die    in der     Axial-          richtung        geme=ssen    ungefähr je die gleiche  Dimension wie der Kolben und dem     Statorteil     haben.

   Dabei besitzt jede Platte an ihrem  radial innern und     äussern    Ende einen kreis-         förmigen    Kopf, wovon der eine in einer     pas-          senden,    kreisförmig     ausgebildeten    Vertiefung  im     Statorteil    bzw. Kolben schwenkbar     ge\hal-          ten    ist und :der andere in einen radialen  Schlitz im Kolben     bzw.        Statorteil        eingreift,     und darin gleitbar ist.  



  Bei der Drehung der den Kolben tragen  den     Welle    ändert sich die Grösse :der zwischen  je zwei einander benachbarten     n.Schliess    gliedern       gebildetem    Kammern fortwährend zwischen  einem     Minimum    und einem     Maximum,    und  zwar auf einer     Hälfte    :der Bahnstrecke des       Kolbens    zunehmend und auf der     andern     Hälfte abnehmend.  



  Es sind im Gehäuse der     Maschine    zweck  mässig     ventilgesteuerte        Mittel    zum Einlass von       Flüssigkeit    in die     Kammern,    während die  selben. in der Grösse zunehmen, und zum Aus  treten von     Flüssigkeit    aus den     Kammern.     während die     letzteren    in der Grösse     abnehmen.     vorgesehen.  



  Der     Statorteil    und :der     Ktilben        sind          zweckmässigerweise        zwischen,    zwei hohlen       Gehäuseteälen    eingeschlossen, welche die La  ger für die Welle, sowie die     Einlass:-    und       Ausla,ssstutzen    für die     Flüssigkeit    tragen.       Zwischenthesen        Gehäuseteilen,    ist genügend  Platz gelassen, um den Kolben zu     ermög-          lich:en;    sich frei zu bewegen.  



       Wenn    die     Maschine    als Pumpe     verwendet     wird,     wind'        @dwrch    den Einlass     Flüssigkeit    an  gesaugt und unter     Druck        Zurch    den     Auslass         abgeliefert. Wenn dagegen die Maschine als  ,Motor verwendet wird., wird     durch    den Ein  lass Flüssigkeit unter Druck eingeführt     und     durch. den     Auslass    wird .die verbrauchte Flüs  sigkeit     abgelassen.     



       Falls    erwünscht, können Mittel vorgesehen  sein, um die Exzentrizität des Kolbens     gegen-          äber    dem     Statorteil,    zwecks Veränderung der  Fördermenge der Pumpe bzw. der Energie  abgabe des Motors, zu     variieren.     



  In der beiliegenden Zeichnung sind meh  rere     Ausführungsformen    einer Pumpe gemäss       ,der    vorliegenden     Erfindung    beispielsweise       darbestellt.    Es     veranschaulicht:          Fig.    1 einen     Längsschnitt    durch eine  Pumpe in einer Ebene, welche die     Axe    der  Welle enthält.;       Fig.    5 einen     Querschnitt    nach     Linie    2-2  der     Fig.    1; .  



  -     Fig.    3 eine abgebrochene     Schnittdarstel-          lung    in grösserem     Massstab,        welche    einen Ven  tilsatz     zeigt,          Fig.    4 eine abgebrochene     Endansicht    eines  Teils des     Statorringes,    welche eine     Vertiefung     zur Aufnahme eines     Einlass@ven%tils    zeigt,       Fig.    5 eine     abgebrochene        Endansicht    eines  Teils der     Auslassventi1,platte.     



       Fig.    6 ist     ein        Längssichnibt    ähnlich     dem-          jenigen    nach     Fig.    1,     jedoch    einer     Abwand-          lung,    welche     Drehs-ebiAer    aufweist, und       Fig.    7     ein        Querschnitt        ähnlich    demjeni  gen nach     Fig.    2,

   jedoch     einer        abgewandelten          Anordnung    für die     radialen        Schliessglieder.     



  In der in den     Fig.    1-5     dargestellten     Pumpe     besitzt    der Pumpenkörper zwei     Haupt-          töle,    10, 11, die aus     .Spritzgussstücken    be  stehen können oder     auch    auf andere Weise       hergestellt    sein mögen.

   Die     Teile    10, 1-1 sind       mittels    in Abständen     voneinander    angeord  neter     Bolzen    aneinander     'befestigt,    und es  sind zwischen denselben eine     Einlassöffnungs-          platte    12, ein flaches ringförmiges Element  13 des     Stators    und eine     Ausilassventilpl.atte    14  festgeklemmt.

   Ein     Flüssigkeitseinlassstutzen     15 ist am Teil     11    vorgesehen, .der die Flüssig  keit in eine ringförmige Kammer 16 in die  sem Teil 11 einführt, welch letzterer sich  auf der Aussenseite der Eintrittsöffnun.gs-         platte    12 befindet. Ein     Flüssigkeitsauslass-          stutzen    17 ist an der     Auslassventilplatte    14  so vorgesehen, dass er die Flüssigkeit aus  einer ringförmigen Kammer 18 an der       Aussenstirnseite        dieser    Platte ausführt.  



  Im     Pumpenkörper    ist eine Welle<B>119,</B> deren  eines Ende über diesen     Körper    vorragt, dreh  bar     gelagert,    und dieses Ende ist genutet  oder     sonstwie    beschaffen, zwecks     Aufnahme     eines     Antriebselementes,        wie        -dies,    bei 20     er-          ist.        Diese    Welle ist in     Rollenlagern     21,     2'2    gelagert,

       welche    im     Teil    11 und in der       Auslassventilplatte    14 angeordnet sind und  jedwede radialen Belastungen der Welle auf  nehmen. Diese Welle trägt ferner ein Kugel  lager 23, das im     Teil    10     angeordnet    ist und  die Welle in ihrer axialen Lage festhält.       Öllpackun.gen    24     sind    an der     Durchschnitts-          stelle    der Welle durch den Teil 1,0 vorge  sehen.  



  Ein exzentrischer Teil 25 der Welle in  der Ebene     des        Stato@rringes    13 bildet     -die     innere     Lauffläche    eines     Rollenlagers@        56,    des  sen äussere Lauffläche von einem ringförmi  gen     Kolben        2q    gebildet ist, dessen äusserer  Durchmesser um einen: genügenden Betrag  kleiner ist als der Innendurchmesser des       Statorteils,    13; um bei der Drehung der Welle  dem Kolben     gentigernd:    Platz für seine krei  sende Bewegung zu lassen.  



  Die axiale Grösse des     Kolbens    ist um     einexi     Bruchteil kleiner als die     entsprechende    Grösse  des     Statorteils    13, um zwischen den Seiten  flächen des     Kolbens    und den     Platten    12 und  14 genügend Arbeitsspiel zu lassen.  



       Zwischen    dem     Statorteil    13     und    dem Kol  ben sind in     Abständen        (Winkelabständen)          voneinander    acht     Schliessglieder    2'8 angeord  net. Es könnte auch eine     andere    Anzahl sol  cher Glieder vorhanden sein.

   Jedes     dieser     Glieder hat die Form einer flachen     Platte,     deren     Dimension,    in der     Axialri@chtung    ge  messen, praktisch gleich .der entsprechenden       Dimension.    des     Kolbens    ist,     und        trägt    an  seinem radial     innern    und äussern Ende einen  kreisförmig     ausgebildeten        Kopf.    Der äussere  Kopf greift schwenkbar in eine passende,

         ebenfalls    kreisförmig     ausgebildete    Vertiefung           \2'9    in der Innenseite     des        Statorteils    13 ein  und     wird    dadurch in dieser Vertiefung Dreh  bar gehalten, wogegen der innere Kopf in  einem     ra-dia.len    Schlitz 30 in der Aussenseite  des Kolbens zwischen den parallelen Seiten  dieses Schlitzes gleitbar     antigeordnet    ist.

   Da  durch sind die     Schliessglieder    frei, um im       Statorteil    13 eich     verschwenken    und im Kol  ben sieh     versehwenken    und     gleiten:    zu kön  nen.

   Die     Schliessglieder    verhindern den Kol  ben an einer Drehbewegung, so     dass    er ge  zwungen ist,     innemhalb,    des     @Statorteils        13i    eine  kreisende Bewegung     auszuführen.    Gleich  zeitig teilen die     Schliessglieder    den Raum  zwischen .dem     Statorteil    13 und dem     Kolben     in acht voneinander     getrennte    Kammern ein,       welche        in:

      ihrer     Grösse.    von einem Minimum  bis zu einem Maximum während der einen  Hälfte jeder Drehung der     Welle    fortschrei  tend     anwachsen    und während     der        andern     Hälfte wieder abnehmen. Auf .diese Weise  wird zufolge     Verbindens    der Kammern mit  dem     Flüssigkeitseinlass,    während die Kam  mern in der Grösse zunehmen, Flüssigkeit in  dieselben eingesaugt,     welche    sodann kompri  miert und aus .den Kammern in .den     Auslass          abgeliefert    wird, während die Kammern in  der Grösse abnehmen.  



  Es können Mittel verschiedenster Kon  struktion zur Steuerung des Flüssigkeits  stromes nach oder aus. den Kammern verwen  det werden.  



  In der Anordnung nach den     Fig.    1,     3"    4  und 5 sind     Einlassventi'le    3'1 je in. einer Ver  tiefung 32 in der     Endfläche    des     @Statortei.ls     13,     welche    der     Einlassöffnungsplatte    12     be-          nachbart    ist, zwecks     Zusammenwirkens    mit  dieser     Vertiefung,    untergebracht.

   Die Vertie  fung     32    hat die in     Fig.    4     ersichtliche    Form,       und,    es, ist je eine solche Vertiefung in der  Mitte     zwisehen    zwei     Schliessg.liede        rn    so ange  ordnet, dass ihre     Innenseite    durch die Innen  fläche des     Statorteils        1f3    .durchtritt. Die Ver  tiefung 32 befindet sich mit einem     Durdhgang     3:8 in der Platte 12 in Flucht, welcher von  der     Einlasskammer    16 ausführt.     Ans.lass-    bzw.

         A"bgabeven@ile    34 sind je in, einer mit. Stufen       vers        heuen        Vertiefung    35 in der Auslassven-         ölplatte    14 von der in     Fig.    5 dargestellten  Form untergebracht. Diese     Vertiefung        steht     über einen Kanal 36 in der Platte mit der  Austrittskammer 18 in Verbindung.

   Das  Ventil 34 ist     befähigt,    mit dem einen Ende  eines     Querkanals    37 im     .Statorteil    1-3 in Ver  bindung zu treten, wobei dieser     Kanal    mit  seinem     undern    Ende mit der Vertiefung 32  hinter dem     Einlass-ventil    in Verbindung steht.  Wenn .daher der Druck in den Kammern  kleiner ist als in     .derEinlasskammer    16, strömt  Flüssigkeit in die Kammern über den Durch  gang 38 am Ventil 3<B>,</B>1 vorbei.

   Wenn der       Druck    in den     Kammern    grösser     ist    als in der       Auslasskammer,    strömt Flüssigkeit aus den  Kammern über das, innere Ende der Vertie  fung 32 und über den     -Querkanal    37 am  Ventil 34 vorbei in .die     Auslass.kammer    18.  



  Falls, erwünscht,     können,    weitere     Einlass-          ventile    38, je in einer radialen Vertiefung 319  in der Aussenseite des Kolbens. vorgesehen  sein, wie dies in     Fig.    3 .dargestellt ist. Ein  radialer     DureUhgang    führt vom     innern    Ende  der Vertiefung in einen Querkanal 40 im  Kolben, der mit einem     schiefen    Kanal 41 in  der     Einlassöffnungsp'latte    12, in Verbindung  steht, welcher Kanal 41 in die     Einlasskam-          mer    16 mündet.

   Die Bewegung des     Ventils     wird von     einem    Querstift 42 in der Vertie  fung begrenzt.  



  Die Ventile 31, 34 und' 38 können aus       Hartgummi    oder einem     sonstigen    Material  bestehen,     welehesdurch    den     Flüssiakeits,-          strom,    den die     Pumpe    zu     bewältigen    hat;,  nicht     beeinträlchtigt    wird.  



  In der in der     Fig.    6     dargestellten    Ab  wandlung-weisen die     Steuermittel    Scheiben  43, 44 auf, die auf die Welle 19 zur Drehung  mit der letzteren an entgegengesetzten Seiten  .des     Statörteils    13 und des Kolbens     aufgekeilt     sind. Dabei sind in der     Einl.assscheibe    43 vor  es:ehene Kanäle mit den Kammern zwischen  g<B>o</B>  den Schliessgliedern     verbunden,    während die  Kammern in der Grösse zunehmen, und wei  tere Kanäle in der     Auslassseheibe    44 sind mit  .den Kammern verbunden, während diese -in  ,der Grösse abnehmen.

        In der der     Fig.    2 ähnlichen Ansicht nach       Fig.    7 ist eine umgekehrte Anordnung der       Schliessglieder    dargestellt. In dieser Anord  nung ist der innere Kopf jedes Schliessgliedes  28 in einer     kreisförmig    ausgebildeten Ver  tiefung 45, im Kolben     217    schwenkbar gehal  ten, wogegen der äussere Kopf     zwischen    den  radialen, parallelen     Seitens    einer Vertiefung  46 im     Statorring    13     sehwenkbar    und gleitbar  angeordnet ist.  



  Falls     erwünscht,    können     Mittel    zur Ver  änderung der     Exzentrizität    des     Kolbens    in       bezug    auf den     Statorring    13, zwecks     Va-          riierens    des Masses der Grössenänderung der  Kammern während jeder Umdrehung der       Welle,    vorgesehen sein.

       Durchgänge         & 0        kön-          n@en    in dem in     Fig.    1     dargestellten    Kolben als  den letzteren durchtretend vorgesehen sein,  um zu verhindern,     dass    auf den entgegenge  setzten Seiten des Kolbens ungleiche Drücke  auftreten und dadurch axiale Verschiebungs  kräfte entstehen. lassen, und es kann der In  nenraum .des ringförmigen Kolbens, sowie       dessen        Lagerung    mit der     Einl.asskammer    ver  bunden sein. um das     Entstehen    von Druck  wirkung     daselbst    zu verhindern.  



  Es     wird    anerkannt werden, dass die  Maschine gemäss     ,der        vorliegenden    Erfindung  eine Pumpe oder einen Motor bilden kann.  Wenn die Maschine als Pumpe verwendet       wird,    wird deren Welle von aussen angetrie  ben, so     dass    der Pumpe Flüssigkeit     unter          atmosphärischem    bzw. einem andern     vorbe-          aHmmten    Druck zugeführt und sodann von  ,der Pumpe unter höherem     Druek    abgeliefert  wird.  



  Wenn die     Maschine    als Motor     verv,endet     wird, wird Flüssigkeit derselben unter Druck  zugeführt, so     dass    die Welle, der die Energie  entnommen     wird,        getrieben        wird.     



  Zwei Maschinen, wovon die eine als Pumpe  und die andere als Motor     wirkt,    können       zwecks    Bildung eines     Krafüibertragungs-          Aggregates        (Getriebes)    ohne weiteres     mitein-          auder    kombiniert werden.  



  Zwecks Förderung von     Flüssigkeiten    von  s     dhr    haben     Drüeken    können     mokrere        Pu.m-          e          pen,    von denen jede einen     Statorring    und    einen Kolben besitzt, in einem gemeinsamen  Gehäuse untergebracht werden, so     da,ss    die  Kolben auf einer gemeinsamen Welle sitzen  und .die von der     einen    Pumpe gelieferte     Flüs-          si",keit    der     Einlassseite    der     nächstliegenden     Pumpe zugeführt wird.

   In einer     tierartigen     Anordnung können die Kolben zwecks     Aus-          bafancieren,e    in winkligen Abständen zuein  ander angeordnet sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Fluidummas,chine, inabes6ndere für Kraft übertragungsanlagen und Pumpwerke, finit wenigstens einem ringförmigen Statorteil und einem dazu gehörigen ringförmigen Kol ben, dessen, Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Statorteils, und der im Innern des Statorteils exzentrisch zu diesem an-geordnet ist und eine kreisende Bewegun a,Llsführt,

   und mit einer Mehrzahl mehr oder weniger radial' verlaufender, zwischen dem Statorteil und dem Kolben eich erstreckender, den Raum zwischen ,den letztgenannten Ele menten in mehrere Kammern abteilender Schliessglieder, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schliessglieder die einzigen Verbindungs glieder zwischen dem Statorteil und dem Kolben bilden und jedes,

   Schliessglied für sieb allein in unmittelbarem Dreheingriff mit einem dieser Elemente und in unmittelbarem Gleit- und Dreheingriff mit dem andern Element ist. UNTERANSPRMCHE: 1. Maschine gemäss Patentanspruch, ge- kenn@zeichnet durch einen. Exzenter, der inner halb des S.tatärteils drehbar ist und auf dem der ringförmige Kolben lose gelagert ist.

   2. Maschine ,gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass. zwischen dem Statorteil und- dem Kolben Ventilsteuerungs- mittel zur gesteuerten Einleitung von Flüs- sIgkeit in jede der Kammern vorgesehen sind und dass der Kolben von einer Welle getragen wird,

   bei deren Drehung die Grösse der zwi- sehen je zwei einander benachbarten Schliess gliedern gebildeten Kammern sich fortwäh rend zwischen einem Minimum und einem Maximum ändert, und zwar auf einer lfälfte der Bahnstrecke des, Kolbens zunehmend und auf der andern Hälfte abnehmend. 3.

   Maschine gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Schliessglieder plattenförmig ausgebildet sind und, in der Axial.richtung gemessen., ungefähr die gleiche Dimension wie der Statorteil und der Kolben haben und je am radial äussern und innern Ende mit einem kreisförmigen Kopf versehen sind, wobei,der eine Kopf in einer dazu pas- .senden, kreisförmig ausgebildeten Vertiefung des Statorteils bzw.

   Kolbens schwenkbar ge halten ist und der andere Kopf in einem radialen Schlitz des Kolbens, bz@w. Statorteile schwenkbar und gleitbar angeordInet ist. 4. Maschine gemäss Patentanspruch, da .durch gekennzeichnet, -dass der Kolben mittels Wälzlager auf einem Exzenter angeordnet ist der auf einer Welle sitzt, dies sich axial: durch den Statorteil erstreckt.

   5. Müsehine nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorteil einen flachen Ringkör=per bildet, der zwischen zwei hohlen Gehäuseteilen eingespannt ist, welche Anschlüsse für den Einlass und den Austritt von Flüssigkeit aufweisen. 6.

   Maschine gemäss Unteranspruch 2, da- ,d urch gekennzeichnet, dass der Einlass und der Auslass für die Flüssigkeit in bzw.

   aus den Kammern durch Ventile gesteuert wer den, welche nur nasch einer Richtung Durch lass gewähren und Durchgänge durch den Statorteil zwischen den Schliessgliedern sowie Durchgänge in ortsfesten Scheiben zu beiden Seiten des Statorteils und des Kolpena steuern, welche zuletztgenannten Durchgänge mit Kammern im Gehäuse der Maschine in Verbindung stehen,

   welche Kammern ihrer seits mit Einlass- und Auslassstutzen in Ver bindung etehen. 7. Maschine gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Eintritt und der Austritt für die Flüssigkeit in bzw. aus den Kammern durch scheibenförmige Dreh schieber mit Durchgängen gesteuert werden, -welche Seh-ieber auf beiden.

   Seiten des Kol bens angeordnet sind und sich zusammen mit einer Welle .drehen, auf der ein Exzenter sitzt, auf dem der Kolben drehbar angeordnet ist. B. Maschine gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Mittel zur Ande- rung der Exzentrizität des Kolbens in bezug auf den Statorteil vorgesehen sind. 9.

   Maschine gemäss Patentanspruch, .da durch gekennzeichnet, dass sie eine motorisch anzutreibende Pumpe mit einem Kolben, einem Statorteil und Schliessgliedern von der im Patentanspruch angegebenen Ausbildung und Anordnung besitzt, und dass -die Pumpe mit einem Motor gleicher Konstruktion ge kuppelt isst, :dem die von :der Pumpe ge förderte Druckflüssigkeit, zwecks Bildung einesKraftübertra@gungsaggregates, zugeführt wird. 1,0.

   Maschine gemäss Patentanspruch, .da durch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren Pumpen mit einem Kolben, einem Statorteil und Schliessgliedern von .der im Pätentan- spruch angegebenen Ausbildung und Anord- ordnung besteht, und dass den Pumpen ein gemeinsames, Gehäuse und eine gemeinsame Welle zugeordnet ist, wobei,

   die von der einen Pumpe geförderte Flüssigkeit dem Einlass der nächsten Pumpe zugeführt wird und. die Kolben der Pumpen, zwecks Ausbalancierens, in Winkelabständen zueinander stehen.