DE2341075A1 - Verdraengungsmaschine, beispielsweise pumpe - Google Patents

Description

B 1037

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. HAMS RUSCHKE
Dip!- -Ing. OLAF RUSCHKE
Dipi.-ir.c HANS E. RUSCHKE

1 BERLIN 33
Auguste-Viktoria-Stra3e 6§

Benwilco , Inc., Douglas / Arizona (V.St.v.A·)

Verdrängungsmaschine, "beispielsweise Pumpe

Die Erfindung betrifft TerdrangungsmascMnen, insbesondere für Flüssigkeiten.

Bei den verschiedenen Verdrängungsmaschinen, beispielsweise Pumpen und Kompressoren ist im allgemeinen ein Hotor vorgesehen, der sich in einem Gehäuse um eine Achse dreht, wobei Mittel vorgesehen sind, mit denen das Volumen zwischen Einlass und Auslass verändert werden kann. Auf diese Weise können die induzierten Gase oder Flüssigkeiten komprimi_ert oder verdrängt und hinausbefördert werden.Bei einer an sich bekannten Ausführungsform wird ein besonderes, gleitend anliegendes Glied verwendet, dessen Stellung sich mit der Zeit und mit der Drehung des Rotors verändert unter der Einwirkung einer Hocken- oder Steuertrommel und einem Folgeglied und mit Hilfe einer Verbindungsmechanik. Obwohl diese Mechanik ohne Schwierigkeiten innerhalb der beabsichtigten Arbeitsperiode bei einem Kompressor oder einer Pumpe wirksam bleibt, so ist diese Mechanik doch etwas komplizierter als nunmehr für erforderlich gehalten wird, und weist zusätzliche Bauteile

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auf, die zurzeit als unnötig angesehen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängung smas chine vorzusehen, die in der gleichen Weise wirksam ist, wie die bekannten derartigen Maschinen, die jedoch folgende Vorzüge aufweist: Diese erfindungsgemäße Vei-drängungsmaschine weist weniger arbeitende Bauteile auf, sie bildet eine in sich abgeschlossene Einheit, die ist leicht herzustellen, zu warten und zu reparieren und ferner sind die HeibungsVerluste in der Maschine vermindert.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben, In den beiliegenden Zeichnungen ist die

3?ig«1 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Verdrängungsmaschine nach der Erfindung,

Fig.2 ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung nach öj-iV Linie 2-2 in der Fig.1 und die

Pig.3-6 je eine Abwicklung des Innenraumes der Pumpe oder des Kompressors, wobei der Rotor in verschiedenen Arbeite-Stellungen gezeigt wird.

Obwohl die Verdrängungsmascliine nach der Erfindung auf verschiedene Weise verwirklicht und für verschiedene Funktionen und Zwecke verwendet werden kann, so ist die iviaschine von besonderem Mutzen, wenn sie als Pumpe oder Compressor verwendet wird. Bei der zu beschreibenden Ausführungsform weist die kaschine ein tromiaelförmiges Gehäuse 6 mit einem Sockel 7 auf» an dem zwei Seitenplatten 8 und. 9 mittels Schrauben 11 entfernbar befestigt sind. Sowohl der mit dem Sockel ausgestaltete Littelabschnitt 7 als auch die Seitenplatten 8 und 9 sind allgemein symmetrisch um eine in der Litte gelegene Drehachse 12 heum angeordnet, üas Gehäuse 6 weist die zylindrischen Wandungen 15 auf, die an dex Innenseite genau bearbeitet sind, sowie die Seitenflächen 14 uiic 16, die im wesentlichen eben und senkrecht zur Achse 12 gelecj-n sind.

In der Trommel und vorzugsweise in einem Teil des Littelabschnittes 7 ist ein ringförmiger Körper 17 mit zwei ebenen Seitenflächen 18 und 19» senkrecht zur Achse 12 angeordnet,

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und mit einer kreisrund-zylindrischen Innenseite 21 um die Achse ■12 herum«

Im Gehäuse ist ein an einer Welle 23 befestigter Eotor 22 xm die Achse 12 drehbar gelagert. Die Welle 23 ist in reibungsarmen Lagern 24 und 25 gelagert, die in Ansätze an den Seitenplatten 8 und 9 eingesetzt sind. Der Rotor 22 weist allgemein zylindrische Außenseiten 26 auf, die im Gleitsitz mit den Flächen 13 zusammenwirken. Der Eotor weist ferner zwei ebene Seitenflächen 27 und 28 auf, die senkrecht zur Achse 12 verlaufen und sehr nahe an den Seitenflächen 14 und 16 gelegen sind. Die Zwischenräume zwischen den genannten Flächen sind etwas übersteigert groß gezeichnet, jedoch genau dargestellt bei den in der l.-itte gelegenen ringförmigen und die Lager 24, 25 umgebenden Teilen 31 und 32.

Imch der iiirfindung ist der Rotor in der Mitte des Umfanges iüit einer iiut 33 ausgestaltet, die von den Seitenwandungen 34 und

36 begrenzt wird, die größtenteils nahe gegenüber den Flächen 18 und 19 des ebenen Ringes 17 angeordnet sind. Zum Erleichtern der Bearbeitung und des Zusammensetzens wird der Rotor geeigneterv-eise aus zwei Teilen hergestellt, die mittels Schrauben

37 an einander entfernbar· befestigt werden. Der ein- oder zweiteilige Rotor ist ferner besonders ausgestaltet derart, dass er am Umfang einen.mäanderartig oder sinuswellenförmig verlaufenden Kanal 38 mit einet im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, welcher Kanal von den Seitenwandungen 39 und 40 begrenzt wird, und dessen Weite an jedem Teil im wesentlichen konstant bleibt. Der Kanal ist in bezug auf die massiven Teile des Rotors so ausgestaltet, dass der Kanal und der Ring in der Auswirkung ein oder mehrere Paare von Taschen 41 und 42 bildet. Die Wandungen des Kanals werden geeigneterweise von Elementen gebildet, die an jeden Teil senkrecht zur Achse 12 verlaufen, während der Grund des Kanals von kreisrund-zylindrischen Flächen 43 und 44 gebildet wird, die zur Achse 12 konzentrisch verlaufen.

An den entgegengesetzten .rinden mindestens eines Durchmessers für je zwei Taschen und. an den entgegengesetzten Seiten des in der Litte gelegenen Ringes 17 sind je zwei Einlasse 46 und zwei

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Auslässe 47 vorgesehen, die sich in die Taschen 41 und 42 hinein öffnen. Diese Bin- und Auslässe sind vorzugsweise in Flanschteilen 48 und 49 vorgesehen, die am Gehäuse 6 befestigt werden, wobei der axiale Abstand so bemessen werden kann, dasszu keiner Zeit die Jinlässe und Auslässe von einer einzelnen Tasche überlappt werden.

TJm die verschiedenen Durchlässe und Taschen, von einander isoliert, entsprechend verbinden zu können, so dass auf einander folgende Lengen iOinlassluft (oder -flüssigkeit) induziert, eingeschlossen, komprimiert (oder verdrängt) und hinausbefördert werden können, sind an den entgegengesetzten üinden eines Durchmessers des Gehäuses zwei Flügel 51 und 52 vorgesehen. Da diese einander gleich sind, so braucht nur ein Flügel beschrieben zu werden.

Der Flügel 51 beispielsweise besteht aus einer an einer Kante konturierten ebenen Platte, die auf einem Zapfen 53 verschwenkbar gelagert ist, dessen Achse 54 in der fcittelebene des Gehäuses und in einem Spalt am Ring 17 gelegen ist und tangential zu einem imaginären Kreis verläuft, dessen luittelpunkt auf der Achse 12 gelegen ist. Der Zapfen dient als Schwenklagerung für den Flügel 51» dessen nahe am Zapfen oder Stift gelegener Teil im wesentlichen die gleiche Breite aufweist, wie die Dicke des Hinges 17 beträgt. Von deiu Bezirk des Stiftes 53 aus verbreitert sich der Flügel in seitlicher Richtung und weist die beiden, vorzugsweise gekrümmt verlaufeuaen Seiten 56 und 57 auf, die sich in einer Endfläche 58 fortsetzen, die konzentrisch zur Achse 54 verläuft, wobei zwischen der Endfläche 58 und den Seitenflächen 56 und 57 ein stufenloser Übergang besteht. Am Ring 17 sind Spalte 61 und 62 vorgesehen, so dass der Ring eine Feinpassung aufweist mit dem auf dem Stift gelagerten Snde der Flügel 51 und. 52 sowie auch mit den oberen gekrümmten Flächen und mit den angrenzenden ebenen Seiten. Die andere Seite des Flügels liegt aia Flanschteil an. Die Abmessung des Flügels in der Kähe der gekrümmten Endfläche 58, direkt quer über den Flügel hinweg direkt gemessen, ist im wesentlichen die gleiche wie die axiale Abmessung des Kanals 38. Der Flügel liegt daher in allen

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Stellungen im wesentlichen an den Seitenwandungen Kanals an und wird auf dem Stift von der steuernden Wirkung der Seitenwandungen 39 und 40 hin- und hergeschwenkt, während der Rotor sich dreht.

Im Gebrauch dieser Einrichtung wird eine geeignete !Kraftquelle mit der Welle 23 verbunden, so dass die Welle und der Rotor mit der gewünschten Drehzahl angetrieben wird. Bei der Drehung des Rotors dreht sich auch der Kanal, und dessen Seitenwandungen schwenken die Flügel 51 und 52 hin und her. Die Flügel nehmen daher der Reihe nach die in den Figuren 3» 4, 5 und 6 dargestellten Stellungen ein.

Unter der Annahme, dass die Fig«3 die Ausgangsstellung zeigt, in der die Flügel rechts stehen, und dass der Rotor sich in Richtung des Efeiles 63 dreht, so werden die Flügel aus den in der Fig.3 dargestellten Stellungen nach links verschwenkt. Bewegt sich die Kammer 41 aus der in der Fig.3 dargestellten Stellung in die in der Fig.4 dargestellte Stellung, so verkleinert sich das mit dem Flügel 51 abgegrenzte Volumen,- wobei die zuvor eingeschlossene Luft durch den Durchlass 47 ausströmt. Zugleich saugt die nächste Tasche 41 durch den Durchlass 46 Luft ein und treibt diese Luft durch den nächsten Durchlass 47 aus. Ebenso treibt die Tasche 42 die in dieser befindliche Luft durch den Durchlass 47 aus, und bei Wiederholung der Arbeitsfolge wird Luft in die nächste {Tasche 42 durch den zugehörigen Einlass 46 angesaugt· Hierbei schwingen die Flügel hin und her und nehmen die in den Figuren 3-6 dargestellten Stellungen ein.

Je nach der Anzahl der Taschen, der Anzahl der hin- und herschwingenden Flügel und der Anzahl und Anordnung der Durchlässe können mehrere Taschen am Umfang des Rotors so angeordnet werden, dass mehrere isolierte oder eingeschlossene Mengen Luft oder einer Flüssigkeit bei jeder Drehung des Rotors komprimiert oder verdrängt werden.

Es ist beu Luftpumpen üblich, der Luft ein Schmiermittel zuzusetzen. Dasselbe gilt auch für die erfindungsgemäße Einrichtung. Abgesehen von der Schmierung der Lager 24 bewirkt das von der Luft laitgeführte Schmiermittel eine Schmierung der betreffen-

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und mit einander- in Berührung stehenden Bauteile, imit der ürfindung wurde daher eine rotierende Pump- oder Kompressionsmechanik geschaffen, die "bei jeder Umdrehung einzelne Luftmengen fördert, wobei der Luftdruck von einem JBinlasswert auf einen Auslasswert erhöht wird je nach der besonderen Kapazität, j?orm und Größe der !Taschen.

Pat entansprüche

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   ^/1.J kaschine mit zwangsläufiger Verdrängung, gekennzeichnet durch ein troamielförmiges Gehäuse, dessen kreisrund-zylindrische Innenseite um eine Hauptachse herum symmetrisch gelegen ist, und. dessen beide ebene Innenseiten senkrecht zur iaauptachse verlaufen, durch kittel zum Lagern eines Hotors im Gehäuse, so dass dieser in bezug auf das Gehäuse um die Hauptachse drehbar ist, welcher Hotor eine kreisrund-zylindrische .außenseite aufweist, die ungefähr in die zylindrische Innenseite nineinpixsst una z'.vei ebene Außenseiten cxufvxeist, die ungefähr mit aen ebenen Innenseiten des Gehäuses zusammenpassen, durch am Eotor vorgesehene l-ittel, die eint linif angsjuut bilden, die zu einer zur Hauptachse senkrechten j^bene symmetrisch zwischen den genannten ebenen üeiten verläuft, durch einen Hing aiii Gehäuse, der Uiü. Lmfang mit Spalten versehen ist und in die Mit hineinragt una diese im wesentlichen auffüllt, durch mittel am Motor mit wandungen, die einen gewundenen Kanal bilden, der z^ei laschen abgrenzt, die au entgegengesetzten leiten des Ringes gelegen sinu und sich gegen den' Hing öffnen, welche Taschen axial und umfacgsmäßig gegen einander versetzt angeordnet sind und geneigte Teile aufweisen, und die zusam-' mengenommen eine im wesentlichen konstante axiale Abmessung aufweisen, durch Flügel, die im wesentlichen die genannte axiale Abmessung aufweisen, dui-ch mittel zum Lagern der Flügel am Gehäuse derart, dass die Plügel in den Spalten und in den Taschen eine Schwenkbewegung ausführen können, una durch Mittel im GeLäuse, die an axial und umfangsmäßig entgegengesetzten Seiten der flügel aiigeordnet sind und Durchlässe bilden, die mit den genannten Taschen in Verbindung stehen.

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2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten geneigten Teile auf die Flügel steuernd einwirken «
3. 3» Maschine nach Anspruch 1 oder 2, daaurch gekennzeichnet, dass die flügel ungefähr T-förmig ausgestaltet sind, und dass die die Flügel verschwenkbar lagernden Mittel aus Lagerstiiten am unteren Seil des "T" bestehen.
4. 4* Maschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die üinden des T-föriaigen Flügelteiles mit den Taschenwandingen in steuerndem Eingriff stehen.
5. 5· Maschine nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Flügel im wesentlichen einen der Spalte besetzt.
6. 6. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung der Flügel um eine Achse herum erfolgt, die in der genannten übene gelegen ist.
7. 7. Masci-ine nahh einem der vorstehenden Ansprüche, daaurch gekennzeichnet, dass die Taschen, Spalte, Flügel und Durchlässe in mehreren Ausführungen und in gleichen Abständen am umfang und um die Hauptachse herum vorgesehen sind.

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