DE4115642A1 - Hydro-motor/turbine mit verlustarmer leistungsabgabe - Google Patents
Hydro-motor/turbine mit verlustarmer leistungsabgabeInfo
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
- F03C2/00—Rotary-piston engines
- F03C2/30—Rotary-piston engines having the characteristics covered by two or more of groups F03C2/02, F03C2/08, F03C2/22, F03C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F03C2/304—Rotary-piston engines having the characteristics covered by two or more of groups F03C2/02, F03C2/08, F03C2/22, F03C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movements defined in sub-group F03C2/08 or F03C2/22 and relative reciprocation between members
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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Description
Das bekannte Konstruktions- und Funktionsprinzip der Flügelpumpe hat
verschiedene Schwachstellen, welche seine Anwendung begrenzen. Begrenzt
sind die Umlaufgeschwindigkeit, der Förderdruck und damit die
Gesamtleistung bei einer bestimmten Abmessung. Begrenzt ist der
Einsatz vor allem in den Anwendungsbereichen, bei denen die Forderung
einer hohen Leistung bei geringen Abmessungen mit hohem Wirkungsgrad
erfüllt sein muß.
Das vorliegende Konstruktionsprinzip mit den benannten Patentansprüchen
reduziert die leistungsmindernde Wirkung der Schwachstellen. Es ermöglicht,
durch angepaßten Mehraufwand für Dichtung, Schiebergestaltung
und Fertigungspräzision den Wirkungsgrad, je nach Einsatz des Hydro-
Motors/Turbine/Pumpe, zu optimieren.
Hoher Wirkungsgrad bei hohem Leistung/Abmessung-Verhältnis ermöglicht
die Anwendung auch dort, wo sie bisher aus wirtschaftlichen Gründen
ausgeschlossen war,.
Gedacht ist hier vor allem der Einsatz als Antrieb, (statt mechanischer
Kraftübertragung) Getriebe, (Wandler, bei Anordnung von mehreren
gestaffelten Einheiten), Kupplung und Bremse. Die Anwendung dieser
Einsatzmöglichkeiten dürfte z. Bsp. bei Kraftfahrzeugen gegeben sein.
Die hohe Proportionalität von Winkelgeschwindigkeit der Drehung zur
Fördermenge in fast jedem Leistungsbereich bringt auch eine gute
Eignung für den Einsatz bei hydraulischen Dosier- und Stellmotoren.
Hydro-Motor/Turbine arbeiten hier in beiden Drehrichtungen (mit den
Schiebervarianten A1 und A2) absolut mit der gleichen Leistung.
Im Anhang an diese Beschreibung ist die Leistungskurve (rechnerisch
ermittelt) einer Hydromotor/Turbine-Konstruktion an einem Beispiel
dargestellt.
Die beabsichtigten Wirkungen der aufgeführten Konstruktionen des
Patentanspruches sind folgende:
- zu 1 der dreiseitig in der Umdrehung mitgeführte Durchflußquerschnitt vermindert den hydraulischen Druckverlust innerhalb des Hydromotors/Turbine und ermöglicht eine Schieberkonstruktion und Schieberabstützung wie aufgeführt.
- zu 2 Der gleichbleibende Durchflußquerschnitt des Arbeitsbereiches des Förderkanals ermöglicht auch mit die Proportionalität zwischen der Winkeldrehung und der Fördermenge. Die Schieber werden unter Last nicht verstellt, wodurch die Schieberstellkraft vermindert wird.
- zu 3 Der langgezogene Einlauf-Auslaufbereich des Förderkanals mit äußerer Schieberführung vermindert ebenfalls die Stellarbeit am Schieber und ermöglicht eine schnellere Rotation. Die Querschnittseinengung durch den Führungssteg kann in diesen Bereichen durch radiale Vergrößerung des Querschnittes ausgeglichen werden eventuell in Kombination mit der Vertiefung. (zu 4)
- zu 4 Die Vertiefung im Gehäuse, genau am Übergang zwischen Arbeit- und Einlauf/Auslaufbereich des Förderkanals, unterstützt die schnelle Entlastung der Schieber so daß sie sich beim Verschiebevorgang fast lastfrei (tangential) bewegen können (Verbesserung der Schnell-Lauf-Eigenschaft); außerdem wird der sofortige Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit aus der Schieberkammer durch die Hohl- Schieber ab Beginn der Schiebeverstellung erleichtert.
- zu 5 Die Beweglichkeit des Trennelement bewirkt ein Anpressen dieses Bauteils an den Kern des Rotors, proportial dem Arbeitsdruck.
- zu 6 Diagonaldichtungen bei starrem Trennelement (ohne Gelenk) bringen eine längere Lebensdauer der Dichtungen dort.
- zu 7 Die kurzen Schieber haben geringere Masse und kleinere Stellwege wodurch die Leistungsverluste vermindert werden und die Schnellauf-Eigenschaften verbessert.
- zu 8 Die seitliche Führung und Stützung der Schieber ermöglicht durch das statisch dreiseitig gestützte System eine höhere Belastbarkeit der Schieber, deren kurze Ausführung und die Verminderung der Spaltverluste durch bessere Abdichtung während der Arbeitsstellung.
- zu 9 Die Schieberaushöhlung bewirkt ebenfalls eine Verringerung der Masse und ermöglicht durch das Ausfließen der Hydraulikflüssigkeit aus der Schieberkammer in den Förderkanal (oder umgekehrt) während des Stellvorganges absolut neutrales Verhalten zwischen Fördermenge und radialer Schieberstellung.
- zu 10 Die Gestaltung der Schieberköpfe oder die Verlegung der Ausflußöffnung in Förder-Richtung verbessert die Abdichtung des Spalts zwischen Gehäusewand und dem darauf gleitenden Schieber und kann einen Anpreß-Druck des Schiebers im Arbeitskanal dort genau proportional dem Förderdruck des Hydro-Motors/Turbine erzeugen.
- zu 11 Schieberaushöhlung mit Öffnung zum Förderkanal sowie konstanter Querschnitt im Arbeitsbereich des Förderkanals begründen den Verfahrensanspruch der Proportionalität der Winkelgeschwindigkeit des Rotors zur Durchflußmenge der Hydraulikflüssigkeit bei dem einer Flügelpumpe ähnlichen Arbeitsprinzip.
Die Konstruktion eignet sich gut zum Einbau von Dichtungen oder von
druckbrechenden Rillen in den Spalten. Der Rotor kann praktisch vollkommen
gegen das Gehäuse abgedichtet werden.
Eine Bestückung des Rotors mit mehr als zwei Schiebern bringt hier
eher eine Verminderung des Wirkungsgrades, kann aber sinnvoll sein
wenn, z. Bsp. bei drei Schiebern, der Stellbereich der Schieber um mehr
als die Hälfte verlängert werden kann, was die Schnell-Lauf-Eigenschaften
verbessert.
Abmessungen | |
Förderkanal | |
Außendurchmesser | 175 mm |
Innendurchmesser | 145 mm |
mittlerer Durchmesser | 160 mm |
Querschnitt | 30×15 mm |
Leistungsaufnahme | 20 KW |
Hydraulikflüssigkeit | |
Viskosität | |
10×10-6m²/s | |
(ungünstige Annahme) bzw. | 40×10-6m²/s |
Claims (1)
- Hydraulik-Motor/Turbine mit verlustarmer Leistungsabgabe bei Schnell-Lauf und Hochdruck bestehend aus Gehäuse (1) und zentrisch angeordnetem Rotor (2), bestückt mit zwei (oder mehreren) Schiebern (10) (Flügeln !), mit dem Arbeitsprinzip ähnlich einer Flügelpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß
- 1 daß der Rotor (2) den Förderkanal, bestehend aus Arbeits- (3) Einlauf- (4) und Auslaufbereich (4) an drei Seiten des Durchflußquerschnittes durchgehend umschließt,
- 2 daß der Arbeitsbereich (3) des Förderkanals (=Lastbereich für die Schieber) konsequent durchgehend mit gleichbleibendem Querschnitt und Radius ausgeführt wird,
- 3 daß Einlauf- und Auslauf-Bereich des Förderkanals soweit möglich langgezogen ausgeführt sind mit jeweils einem ebenfalls langgezogenem mittleren Führungssteg (5) für die negative Radialverstellung der Schieber,
- 4 daß eine Vertiefung (6) in der Gehäusewandung im Einlauf- und Auslaufbereich des Förderkanals direkt am Übergang zum Arbeitsbereich eingebaut ist,
- 5 daß im Trennelement (13) zwischen Einlauf und Auslauf ein Gelenk (7) wahlweise angeordnet ist,
- 6 daß bei starrem Trennelement (ohne Gelenk) eine diagonal verlaufende Dichtung (8) im Trennelement zum Rotor hin eingebaut ist,
- 7 daß die in Schlitzen (9) des Rotors versenkbaren Schieber (10) so kurz gehalten sind, daß sie fast vollständig (Arbeitsstellung !) aus dem Rotorkern herausstehen,
- 8 daß die Schieber (10) in seitlichen Schlitzen (11) des Rotorkanals in der Arbeitsstellung auch seitlich (und damit dreiseitig) unter Last gestützt sind,
- 9 daß in die Schieber durchgehende radial gerichtete Aushöhlungen (12) eingebaut sind welche den Schieberquerschnitt bis auf die statisch erforderliche Größe reduzieren,
- 10 daß die Ausführungsvarianten der Schieber zur Anpassung an unterschiedliche
Qualitäts- und Leistungsanforderungen an Hydraulik-
Motor/Turbine wie folgt ausgeführt werden können
- Varianten
- A2 - Verbreiterung (12) der "Köpfe" der Schieber bzw. der der Gleit- und Kontaktfläche zur Gehäusewandung,
- B1 - Öffnung der Schieberaushöhlung (16), statt zur Gehäusewandung, in die Richtung des Förderkanals in die Druck- bzw. Arbeitsrichtung,
- B2 - wie B1 jedoch mit zusätzlicher Kopfverbreiterung (17)
- B1-B2 - mit Vertiefung (18) im Rotorkern vor den Öffnungen der Schieberaushöhlungen;
- 11 Verfahren zur Förderung einer Durchflußmenge von Hydraulikflüssigkeit genau proportional der Winkelgeschwindigkeit der Rotordrehung (vermindert um die druckabhängigen Spaltverluste) bei jeder Stellung der Schieber auf dem Drehkreis und bei jeder radialen Schieberstellung, bei dem einer Flügelpumpe ähnlichen Arbeitsprinzip.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914115642 DE4115642A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Hydro-motor/turbine mit verlustarmer leistungsabgabe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914115642 DE4115642A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Hydro-motor/turbine mit verlustarmer leistungsabgabe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4115642A1 true DE4115642A1 (de) | 1991-10-02 |
DE4115642C2 DE4115642C2 (de) | 1993-07-22 |
Family
ID=6431598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914115642 Granted DE4115642A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Hydro-motor/turbine mit verlustarmer leistungsabgabe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4115642A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994021894A1 (en) * | 1993-03-18 | 1994-09-29 | Hoegdahl Erland | Rotating apparatus |
DE19612519A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-10-02 | Helmut Goeb | Hydraulisches Getriebe für Fahrräder |
CN112855426A (zh) * | 2021-03-07 | 2021-05-28 | 宁波东液传动科技有限公司 | 一种液压马达 |
Families Citing this family (1)
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DE4341394C2 (de) * | 1993-12-04 | 1995-06-29 | Karlhermann Ing Grad Klein | Hydraulikmotor bzw. Pumpe |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2636480A (en) * | 1951-04-09 | 1953-04-28 | Lester J Becker | Reversible fluid motor |
FR1354976A (fr) * | 1963-01-30 | 1964-03-13 | Récepteur hydraulique | |
DE1653849A1 (de) * | 1966-12-13 | 1971-07-08 | Hiab Foco Ab | Vorrichtung an als Pumpe,Motor oder aehnlichen hydraulisch arbeitenden Maschinen |
-
1991
- 1991-05-14 DE DE19914115642 patent/DE4115642A1/de active Granted
Patent Citations (3)
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE4115642C2 (de) | 1993-07-22 |
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