DE1703256A1 - Hydraulische oder pneumatische Maschine - Google Patents

Description

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Jules DURIEUX,20, Ruelle de Thuin lobbes , Marcinelle/Belgien Hydraulische oder pneumatische Maschine.

Die Priorität der belgischen Patentanmeldung Nr. 697.508 vom 25· April 1967 ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft die hydraulischen oder pneumatischen Maschinen, welche als Motor oder als Pumpe oder Terdichter arbeiten können und einen zylindrischen Rotor enthalten, welcher mit schaufeiförmigen Kolben versehen ist, welche radial in entsprechenden Ausnehmungen des Rotors gleiten können und durch Federn ständig während der Drehung des Rotors gegen die Innenfläche eines den Rotor umgebenden Stators gedruckt werden, dessen Krümmungshalbmesser sich längs seines Umfange

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ORIGINAL INSPECTED

wenigstens auf einem Teil desselben ändert, wobei diese Kolben zwischen dem Stator und dem Rotor Kammern mit periodisch veränderlichem Volumen abgrenzen. Die erfindungsgemasse Maschine gehört dem Typ an, bei welchem der Rotor und der Stator auf einem Teil ihres umfange zueinander konzentrisch sind und an einer anderen die Hochdruckeseite der Maschine von der Hiederdruckseite derselben trennenden Stelle einander berühren. Das Prinzip dieser Maschinengattung ist wohl bekannt, ihre bisher bekannten verschiedenen Ausfuhrungsformen besitzen jedoch bedeutende Fehler, insbesondere hinsichtlich der Dichtigkeit zwischen der Hochdruck- und Hiederdruckseite. Die erfindungsgemäsee Maschine liefert eine äuseerst einfache, billige und wirksame lösung dieses Problems. Sie enthalt einen zylindrischen Rotor mit zwei diametral gegenüberliegenden Hüten mit parallelen Flanken, in welchen radial zwei schaufeiförmige Kolben gleiten können, welche unter dem Druck von sich an dem Boden der Hüten abstutzenden Federn stehen, wobei sich das äussere Ende der Kolben an der Innenfläche eines Stators abstützt, welche einen zu dem Rotor konzentrischen zylindrischen Abschnitt besitzt, wobei dieses äussere Ende den gleichen Krümmungshalbmesser wie dieser zylindrische Abschnitt hat, wobei der Krümmungshalbmesser des Stators symmetrisch beiderseits dieses zylindrischen Abschnitts abnimmt, bis er praktisch gleich dem des Rotors geworden ist, und diese Maschine let dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abschnitt der Oberfläche des Stators, welcher durch seine den Rotor berührenden Mantellinien begrenzt wird, eine Längsnut mit Rechteckquerschnitt ausgebildet ist, in welcher radial zu dem Rotor ein Dichtungsstüok aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff gleiten kann, welohes sich über die gesamte Länge des Rotors und des Stators erstreckt,

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und dessen mit dem Rotor in Berührung stehende Seite den gleichen Krümmungshalbmesser wie dieser hat, wahrend die entgegengesetzte Seite mit dem Boden dieser Nut einen Hohlraum abgrenzt und in der Mitte ihrer Breite wenigstens eine zylindrische Ausnehmung besitzt, welche duroh zwei kleine zu ihrer Achse schrage Kanäle mit den den Bändern der Hut benachbarten Enden der zwischen dem Stator und dem Rotor liegenden mit den Hochdruck- bzw. Niederdruckltitungen verbundenen Kammern in Verbindung steht, wobei die Wand dieser zylindrischen Ausnehmung innen von einer zylindrischen Muffe aus einem elastischen Werkstoff überzogen ist, welche als Tentil für die Mündungen dieser kleinen schrägen Kanäle dient.

Gemüse einem weiteren Kennzeichen der erfindungsgemässen Maschine besitzt jeder Kolben in seiner mit dem Stator in Berührung kommenden Plache wenigstens eine radiale Öffnung, welche in einen zylindrischen Kanal grosser en Durchmessers mündet, welohe mit der durch den Kolben und den Boden der ihn aufnehmenden Ausnehmung bestimmten Kammer in Verbindung steht und über zwei senkrecht zu seiner Achse ausgebohrte Kanäle in die stiften beiden Seiten benachbarten zwischen dem Stator und dem Rotor liegenden Räume mündet, wobei eine elastische Muffe die Wand dieses zylindrischen Kanals überzieht und alβ Ventil für die Offnungen dieser Kanäle dient.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Pig· 1 ist ein Schnitt eines erfindungsgemassen hydraulischen Motors.

Fig. 2 zeigt einen Teil des Motors in einer Betriebsstellung·

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Der dargestellte hydraulische Motor besitzt

einen Stator 1 und einen zylindrischen Rotor 2 mit der Drehwelle 3· Der Rotor und der Stator sind auf mehr als der Hälfte ihres Umfange konzentrisch zueinander, und zwar auf einem 180° + 2a entsprechenden Bogen. Beiderseits von den Enden dieses Bogens nimmt der Krümmungshalbmesser des Stators allmählich ab, um praktisch an den Stellen 4 und 5 den des Rotors zu erreichen. Der Rotor und der Stator bestimmen also zwischen ihren Oberflächen einen Raum 6 mit konstarnten Querschnitt und zwei Räume 7 und 8 mit praktisch bis auf null veränderlichem Querschnitt. Die Räume 7 und 8 sind durch Kanäle 9 und 10 an die Hochdruckspeisequelle bzw. an den Niederdruckbehälter fur den Rückfluss des Öls angeschlossen. In dem Rotor 2 sind zwei Ausnehmungen 11 und 12 in Form von diametral gegenüberliegenden Längsnuten mit parallelen Planken ausgearbeitet, in welchen zwei durch Federn 15 bzw. 16 nach aussen gedruckte Kolben 13 und 14 radial gleiten können. Das äussere Ende eines jeden Kolbens 13 und 14 ist so profiliert, dass es den gleichen Krümmungshalbmesser wie der zu dem Rotor konzentrische Abschnitt der Innenfläche des Stators hat und sich somit dieser Oberfläche vollkommen anschmiegt, wenn der betreffende Kolben sich in dem Raum 6 mit konstantem Querschnitt befindet. Die Kolben 13 und 14 besitzen an ihrer Aussenfläche öffnungen 17 und 18, welche in zylindrische Kanäle 19 und 20 münden, welche mit den ölkammern der Ausnehmungen 11 und 12 der Kolben in Verbindung stehen. In den Kanälen 19 und 20 sind zylindrische Muffen 21 bzw. 22 aus einem elastischen Werkstoff angeordnet, welche die öffnungen der Kanalpaare 23, 24 und 25, 26 abdecken, welche das Innere der Kanäle 19 und 20 mit den Aussenflachen der entsprechenden Kolben verbinden. Diese elastischen Muffen dienen als Ventile,

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wie dies weiter unten erläutert.ist. In dem Abschnitt des Stators, welcher zwischen den Stellen 4 und 5 seines Umfangs liegt, an welchen sein Krümmungshalbmesser praktisch gleich dem des Rotors ist, ist eine sich über die ganze Länge der Maschine erstreckende Längsnut 27 mit parallelen Flanken ausgebildet. In dieser Nut kann in Richtung des Halbmessers des Rotors ein Teil 28 gleiten, welcher sich über die ganze Länge der Hut erstreckt, und dessen Aussenflache so profiliert ist, dass sie den gleichen Krümmungshalbmesser wie der Rotor hat, an v/elchen er sich anlegt, während seine entgegengesetzte Fläche eben ist und mit dem Boden der Nut 27 einen Hohlraum abgrenzt. In dieser letzteren Fläche ist eine zylindrische Ausnehmung 30 ausgebildet, welche durch kleine schräge Kanäle 31 und 32 mit den Enden der Hochdruck- bzw. Niederdruckräume 7 und δ in Verbindung steht. Sas Innere der zylindrischen Ausnehmung 30 ist mit einer Muffe 33 aus einem elastischen Werkstoff ausgekleidet, welche die Offnungen der Kanäle 31 und 32 abdeckt. Das Ol des Hochdruckraums 7 tritt durch den Kanal 31, spreizt die Muffe 33 von der Wand der Ausnehmung 30 ab und breitet sich in dem Raum 29 sowie in dieser letzteren Ausnehmung aus, in welchem der Druck die Muffe 33 gegen die Mündung des Kanals 32 drückt und ihn verechliesst, so dass das üx nicht auf die Niederdruokseite gelangen kann. Ferner drückt der in dem Raum 29 herrschende Druck den Heil 28 gegen die Oberfläche des Rotors, und zwar mit einer umso groseeren Kraft, $e grosser dieser Druck ist, so dass dieser Teil 28 eine sehr dichte Dichtung bildet, welche trotz einer gewissen Abnutzung der Lager der Maschine dicht bleibt. Der Teil 28 kann aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff hergestellt werden. In der in Fig. 1 dar-

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gestellten Stellung des Rotors herrscht der Hochdruck in den Bäumen 7 und 6, so dass auf den Kolben 13 keine resultierende Kraft wirkt. Da jedoch der Niederdruck in dem Raum 8 herrscht, wird der Kolben 14 durch seine dem Hochdruck ausgesetzte Seite vorwärtsgetrieben und erzeugt ein Antriebsmoment, welches den Rotor in dem Pfeilsinn antreibt. Das unter dem Hochdruck stehende öl, welches durch den Kanal 26 unter Abspreizung der Muffe 22 von der Wand des Kanals 20 eingetreten ist, füllt die Ausnehmung 12 aus und erzeugt in dieser den Hochdruck. Hierdurch wird der Kolben 14 kräftig gegen die Innenfläche des Stators gedruckt, was eine sehr gute Abdichtung und den Terschluss der öffnung zur Folge hat. Ferner drückt der in dem Kanal 20 herrschende Druck die Muffe 22 gegen die Hündung des Kanals 25 und verschliesst diese hermetisch, so dass das öl nicht auf die Niederdruckseite gelangen kann. Wenn der Kolben 14 in die Zone kommt, in welcher der Krümmungshalbmesser des Stators abnimmt, nimmt er gegenüber der Oberfläche desselben die in Fig. 2 dargestellte Stellung ein, so dass die öffnung 18 freigelegt wird und der Kolben ohne Kraftaufwand in die Ausnehmung 12 eingedrückt werden kann, welche sich von ihrem öl duioa die öffnung 18 entleert· In diesem Augenblick wird der Kolben 14 gegen den Stator nur noch durch die Feder 16 gedruckt, der Druck fällt allmählich in dem Raum 6 ab, und der Kolben 13 tritt allmählich an die Stelle d$p Kolbens 14, so dass die Drehbewegung fortdauert. Da die Haschine vollständig symmetrisch ist, kann sie eich in beiden Richtungen drehen, wofür es genügt, die Hochdruck- und Hiederdruckanschlusse zu vertauschen.

Die oben beschriebene hydraulische Hasohine

kann natürlioh auch als Pumpe und mit einem beliebigen Strömungsmittel arbeiten, insbesondere Druckluft.

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Claims (2)

1. - 7 - " 170325?

   Patentansprüche

   M .') Hydraulische Maschine mit einem zylindrischen Rotor mit zwei diametral gegenüberliegenden Hüten mit parallelen Planken, in welchen radial zwei echaufeiförmige Kolben gleiten können, welche unter dem Druck von eich an dem Boden dieser Hüten abstutzenden Federn stehen, wobei sich das aussere Ende dieser Kolben an der Innenflache eines Stators abstützt, welcher einen zu dem Rotor konzentrischen zylindrischen Abschnitt besitzt, wobei dieses aussere Ende der Kolben den gleichen Krümmungshalbmeeser wie der zylindrische Abschnitt φ des Stators hat, wobei der Krümmungshalbmesser des Stators symmetisch beiderseits des zylindrischen Abschnitts abnimmt, bis er praktisch gleich dem des Rotors wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abschnitt der Oberflache des Stators (1), welcher durch die Hantellinien (4, 5) seiner Berührung mit den Rotor (2) abgegrenzt wird, eine längsnut (27) mit Rechteckquer schnitt ausgebildet ist, in welcher radial zu dem Rotor ein sich über die ganze Lange des Rotors und des Stators erstreckende a Diohtungsstück (28) aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff glei- « ten kann, dessen mit dem Rotor in Berührung stehende Fläche den gleichen Krümmungshalbmeeeer wie dieser hat, wahrend seine entgegengesetzte Seite mit dem Boden dieser Hut einen Hohlraum (29) abgrenzt und in der Mitte ihrer Breite wenigstens eine zylindrische Ausnehmung (30) aufweist, welche durch zwei kleine schräg zu ihrer Achse liegende Kanäle (31, 32) mit den den Rändern der Hut benachbarten Enden der Kammern (7, 8) in Terbindung steht, welche zwischen dem Stator und dem Rotor gebildet und an die Hochdruck- bzw. Hiederdruckleitungen (9 bzw. 10) ange-

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   schlossen sind, wobei die Wand dieser zylindrischen Ausnehmung innen mit einer zylindrischen Haffe (33) aus einem elastischen Werkstoff überzogen ist, welche als Ventil für die Offnungen der kleinen schragen Kanäle (31, 32) dient.
2. 2 . ) Haschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben (13, 14) in seiner Berührungsfläche mit dem Stator wenigstens eine radiale Öffnung (17,1 β) aufweist, welche in einen zylindrischen Kanal (19, ²O) grosseren Durchmessers mündet) welcher mit der durch den Kolben und den Boden der ihn aufnehmenden Ausnehmung bestimmten Kammer in Verbindung steht und über zwei senkrecht su. seiner Achse ausgebohrte Kanäle (23, 24 - 25, 26) in die Räume mundet, welche zwischen dem Stator und dem Rotor anschliessend an seine beiden Flächen gebildet sind, wobei eine elastische Muffe (21, 22) die Wand des zylindrischen Kanals übersieht und als Ventil für die Offnungen der Kanäle (23, 24 - 25, 26) dient.

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