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Drehkolbenmaschine Zum Zusammenpressen dehnbarer Fördermittel oder
als Kraftmaschine für dehnbare Treibmittel sind Drehkolbenmaschinen mit zwei oder
mehreren ineinandergreifenden Drehkörpern bekannt, -die an ihrer Mantelfläche mit
zwei gegeneinander ansteigenden und in dca- Mitte keilartig zusammenschließenden
glatten Gewindewulsten von gleicher Zahn- und Lückenweite versehen sind. Die Arbeitswirkung
des dehnbaren Förder- oder Treibmittels erfolgt bei der Drehung in den Lücken zwischen
den Gewindewulsten, wobei der esndringend-e Wulst des Gegendrehkörpers durch Abwälzen
in der Lücke als Treibkolben dient und das Förder- ioder Treibmittel sich in axialer
Richtung von beiden Enden nach der Mitte der Drehkolhen hinzu bewegt.
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Der durch die Drehkolbenmaschinie gehende Färder- oder Arbeitsmittelstrom
verteilt sich an den zwei Drehkörpiern in vier Einzelströme entsprechend den vier
Ge-
windelücken, von denen jede den Drehkörper mit mindestens einer vollem
Wiendung umläuft, da andernfalls eine Sicherung gegen den Rückfluß des Förder- oder
Treibmittels zwischen Ein- und Ausgang nicht vorhanden wäre. Mit den vier Gewindelücken
entstehen lange und verengte Arbeitswege, in dienen durch Reibung und Widerstände
an dem Förder- oder Treibmittel starke hydraulische Kraftverluste entstehen, die
sich ungünstig auf die Wirtschaftlichkeit solcher Drehkolbeninaschinen auswirken.
In. jeder Arbeitslücke wird der durchgehende FördermitteUtrom durch den. eindringenden
WindungswÜlst des Gegendnehkörpers, der den Umfang des Gegendnehkörpers mit doppelter
Windung umläuft, bei jediex Umdrehung zweimal unterteilt und absatzweise weiterbewegt.
Die Wirkungsweise gleicht also einer einfachen. Kolbenpumpe mit stoßendier Förderung,
deren störende Wirkung durch die Verteilung des Gesamtstromes auf vier Einzelwege
zwar gemildert wird, sich aber immer noch an der Maschine störend bemerkbar macht
und bei dieser Einrichtung nicht beseitigt werden kann.
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Bei der Vereinigung der vier Gewindewulste und Lücken in der Mitte
der Drehkörper entstehen an dieser Stelle dreieckige Sammel-oder Übergangsräume,
die ihrem Rauminhalt nach nur einen Bruchteil der aus dien beiden einmündenden Arbeitslücken
eintretenden Fördermittehmenge aufnehmen können. Es entstehen beim Durchgang an
dieser Stelle Stauungen, erhöhter Druck und erhöhte Geschwindigkeit mit Wirbelbildungen
in dem Fördermittelstrom, die den Kraftverbrauch der Maschine erhöhen und die Leistung
herabsetzen. Hierzu kommt noch, daß an dieser Stelle durch den keilartigen Zusammenschluß
der beiden Gewindewulste während der halben Umdrehung der Drehkolben die übiergangsöffnung
in den Druckraum größtenteils verdeckt und der Fördermittelstrom unterbrochen wird.
Aus diesem Grunde können solche
Drehkolbenmaschinen nur für zusammendrückbare
Förder- oder Treibmittel angewendet werden.
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Auch die bekannten Schraubenkörper, -bei denen der eine Drehkörper
mit weiten Fördiex= löcken und schmalen Gewindewulsten versell6: ist und der Gegendrehkörper
als Sperrkolben das umgekehrte Verhältnis zeigt, würden bei der vorhergehend beschriebenen
Zusammenstellung als Pfeilradptunpe kein besseres Ergebnis bringen, da auch dabei
der in :der Mitte beim Zusammenschluß der Windungen entstehende dreieckige Übergangsraum
die Menge des aus den beiden Förderlücken eintretenden Fördermittels nicht fassen
kann und die gleichen hydraulischen Verluste, wie vorhergehend ge:s.childext, entstehen
würden.
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Gegenüber den bekannten Schraubenpumpen besteht das Neue der erfindungsgemäßen
Drehkolbenmaschine darin, d.aß die Drehkolben mit nur je einem Gewindegang versehen
sind und das Gewinde des Förderkolbens mit kleiner Zahnbreite und großer Lückenweite,
das Gewinde des Sperrkolbendrehkörpers dagegen mit großer Zahnbreite und kleiner
Lückenweite ausgebildet ist, so daß sich eine dreiseitig umgrenzte; ringförmig um
den ganzen Umfang des Förderkolbens sich erstreckende, nicht unterbrochene Arbeitskammer
ergibt.
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Man erreicht dadurch, daß infolge der ringförmigen und nicht unterbrochenen
Arbeitskammer der Förder- oder Treibmittelstnom als Einheit hindurchgeht, der Austritt
nicht gehindert wird und die Drehkolbenmaschine auch für flüssige Förder- oder Treibmittel
geeignet ist. Durch den eindringenden Sperrkolben des Gegendiehkörpers wird ein
ununterbrochenes und stoßfreies Weiterbewegen des Fördermittelstromes auf dem kürzesten
Wege durch die Maschine herbeigeführt; bei nur einer Arbeitskammer werden die hydraulischen
Verluste vermindert, der Wirkungsgrad wird erhöht. Durch die verkürzte Länge und
der damit :erzielten höheren Lagefestigkeit der beiden Drehkolben wird an der Drehkolbenmaschine
ein ruhiger Lauf erzielt.
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Abb. i zeigt eine solche Drehkolbenm.aschine in senkrechtem Schnitt
in Richtung der beiden Drehachsen der urgeschnittenen Drehkörper a und
b, die von dem Gehäuse c dicht umschlossen werden. d, d'1 sind je leine Windung
auf dem Förderkolbena von s:chma.-ler Zahnbreite und großer Lückenweite, die axial
gegeneinander ansteigen und sich in der Mitte bei k keilartig zusammenschließen.
Am unteren Drehkörper b haben die Windungen große Zahnbreitee und kleine Lückenweite
f. Beim Ineinandergreifen der beiden Drehkörper :entsteht auf dem Förderkolben eine
dreiseitig umgrenzte ringförmige Arbeitskammer k, die sich über den ganzen. Umfang
des Drehkörpers erstreckt und in :der sich der breite Zahnwulste des Gegendnelikörpiers
"als Sperrkolben ohne Unterbrechung abwälzt.
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Für die Zuführung des Fördermittels von .den Saugenden der Drehkörper
in die Arheitskammer k werden die Seitenwandungen d,di um den Drehkörper als Begrenzungswulste
verlängert, so daß auf beiden Seiten der Arbeitskammer k übergangskammerng, g entstehen,
die zwischen der Seitenwandungd der Arbeitskammer und den außenliegenden Begrenzungmvulstenih
verlaufen. Die übergangskammern g erstrecken sich nur über ein kleines Stück am
Umfang des Drehkörpers, sie bilden bei dieser Einrichtung, einen Teil der Arbeitskammer
k, die bei der Drehung abwechselnd mit dem Saugraum g der Pumpe und dem inneren
Raum k in Verbindung treten und mit dem eindringenden Sperrkolben beim Durchgang
des Fördermittels ähnlich einer Drehtür wirken.
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Abb. z ist ein Schnitt durch die Pumpe quer zu den Drehachsen nach
der Linie A-B der Abb. i. Dex Schnitt zeigt den Einbau der beiden Drehkörper irr
Gehäuse mit der zugehörigen. Saugöffnung S und Drucköffnung Dr. Die Weiterbewegung
des Fördermittels ist durch Pfeile angedeutet.
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Abb.3 zeigt Aussparungen an den Stirnenden der Drehkolbenummantelung
in im Innern des Gehäuses, wobei die Außenwand mit der Saugöffnung S weggeschnitten
gedacht ist. Die nun sichtbar werdende Ummantelung m ist an .den beiden Enden der
Drehkolben nach den gewundenen Linienst,it ausgespart, so daß die übexgangskanunern
g, g während der gezeichneten Saugstellung auch am Umfang offen in den Saugraum
eintreten und zähflüssige Fördermittel oder Dickstoffe bei schneller Drehung der
Drehkolben aufnehmen können.
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Abb. 4 zeigt einen Schnitt durch die Pumpe nach der Linie C-D der
Abb. 3 mit freiliegendem Förderkolben a. k ist die Arbeitskammer und g, g
die beiden übergangskammern, die in der Stellung gezeichnet sind, wo sie von den
Saugenden abgesperrt sind und mit der Arbeitskammer k in Verbindung stehen. Die
Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung des Fördermittels an.
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Abb. 5 ist eine Abwicklung der Innenwandung der ineinander übergehenden
Kolbenbohrungen. Die schraffiert angedeuteten. Flächen sind. die Abwicklungen der
Seitenwulste kd der dreiseitig begrenzten Arbeitskammer k mit der Verlängerung der
Begrenzungswulste d''1 für die Übergangskammern g, ,g. Die Seitenwulste sind als
Windung treppenartig abgestuft, um nach bekannter Ausführung eine bessere Abdichtung
an den
Seitenflanken zu erreichen. Die Linien x-x und y-y deuten
die Stellen an, wo der Wulst e des gegenläufigen Sperrkolbens in die Arbeitskammer
h eindringt und austritt. Die Linie o-o bezeichnet die Mittellinie der Abwicklungsfläche
bei A nach der Abb. i.