Drehkolbenmaschine Die Erfindung betrifft eine als Pumpe oder Motor verwendbare Drehkolbenmaschine, bei welcher we nigstens ein runder Rotor, der mehrere verschieb bare Schieber trägt, innerhalb der Bohrung eines Statorteiles rotiert. Diese Bohrung kann Kreisform aufweisen und exzentrisch zum Rotor angeordnet sein, sie kann auch ovale oder andere geeignete Form haben.
Es ist bekannt, in die Stirnteile des Gehäuses einer solchen Maschine Kanäle zu schneiden, welche mit den inneren Teilen der Schlitze im Rotor, in welche die Schieber verschiebbar eingepasst sind, in Verbindung stehen, um dadurch auf der Druckseite einen Dichtungsdruck zu erzielen und um auf der Saugseite die Räume an den inneren Teilen der Schlitze zu füllen. Es ist auch bekannt, dass solche Kanäle undichte Stellen schaffen, welche die Wirk samkeit der Maschine erheblich herabsetzen.
Durch die Erfindung wird ein verbesserter Rotor geschaffen, bei welchem Vorkehrungen getroffen sind, um einen sehr wirksam dichtenden Kontakt zwischen den Schiebern und der Statorbohrungsfläche aufrecht- zuerhalten.
Die Maschine nach der Erfindung kann wie er wähnt einen oder mehrere Rotore und eine ent sprechende Anzahl Statore haben und für konstante oder veränderliche Förderung oder Motorleistung ausgebildet sein.
Bei einer üblichen Drehkolbenmaschine der an gegebenen Art hat der oder jeder Rotor mehrere in gleichem Abstand voneinander angeordnete, vom Umfang des Rotors radial nach innen sich erstrek- kende Schlitze, in denen die Schieber verschiebbar sind.
Nach der vorliegenden Erfindung weist der oder jeder Rotor mehrere Schlitzpaare in gleichem Ab stand voneinander auf, wobei die am Rotorumfang befindlichen Schlitzenden jedes Paares dicht neben einander liegen. Die Schlitze jedes Paares können vom Umfang des Rotors nach innen divergieren und zu einem Rotordurchmesser entgegengesetzt geneigt sein.
Der Rotor weist Löcher auf, welche von dessen Umfang bis zu den inneren Teilen der Schlitze füh ren, um diese inneren Teile mit den Arbeitskam mern zu verbinden, welche mittels der Schieber paare zwischen dem Rotor und der Bohrungsfläche seines Stators gebildet sind, wobei sich je ein Loch neben jedem Schlitz befindet.
Diese Konstruktion bietet bei entsprechender Aus bildung Sicherheit dafür, dass bei drehendem Rotor stets wenigstens zwei der Schieber, welche die Druck- kammern von den Saugkammern trennen, durch Fluidumdruck in dichtendem Kontakt mit der Stator- bohrungsfläche gehalten werden, und stellt auch das Füllen der Räume an den inneren Teilen der Schlitze hinter den Schiebern mit Fluidum sicher, wenn die Schieber sich an der Saugseite des Rotors nach aussen bewegen.
Das beseitigt die Notwendigkeit der vorerwähnten Kanäle in den Stirnteilen der Dreh kolbenmaschine und die damit verbundenen Un- dichtheiten.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Pumpe dargestellt, welche zu einem grossen Teil die im Schweizer Patent Nr. 366200 be schriebene Konstruktion aufweist. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch die Pumpe nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie II-11 in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie 111-III in Fig. 1,
Fig.4 einen Querschnitt in jeder der Ebenen IV-IV in Fig. 3. Wie dargestellt, ist eine Antriebswelle 1 in Kugel lagern 1A gelagert, welche .in Gehäusestirnteilen 2 und 3 untergebracht sind. Auf der Antriebswelle sind konzentrisch zu deren Achse drei runde Rotoren 4, 5 und 6 festgekeilt, wobei der Rotor 6 denselben Durchmesser hat wie die beiden anderen Rotoren. Der Rotor 4 ist dem Stirnteil 2, der Rotor 5 dem Stirnteil 3 benachbart, und diese Rotoren 4, 5 sind vom mittleren Rotor 6 mittels zweier Zwischenteile 7 und 8 getrennt.
Die Zwischenteile 7 und 8 haben längs ihres Umfanges gebildete Ringnuten 7A und SA und passen in umschliessende Teile 7B und 8B derselben axialen Breite wie die genannten Zwischen teile, so dass die Ringnuten 7A und 8A vollständig umschlossen sind. Die Rotoren 4 und 5 sind in den runden Bohrungen der Statorteile 9 und 10 unter gebracht, und die Bohrungen dieser Statorteile haben gleiche und unveränderliche Exzentrizitäten in bezug auf die Achse der Antriebswelle 1.
Die Statorteile 9 und 10 haben teilringförmige, über eine Winkel distanz von ungefähr 90 sich erstreckende Nuten 9A und 10A, Fig. 3 und 4, und passen in umgebende Teile 9B und 10B derselben axialen Weite wie die genannten Statorteile, so dass die teilringförmigen Nuten 9A und 10A aussen fast ganz und seitlich voll ständig geschlossen sind. Der mittlere Rotor 6 ist in der runden Bohrung eines Statorteiles 11 unter gebracht, welcher seinerseits verschiebbar in einer Führung 12A gelagert .ist, die in einem umgebenden Teil 12 gebildet ist.
Die Stellung des Statorteiles 11 in der Führung 12A kann mittels einer Einstell schraube 13 und Mutter 14 eingestellt werden. Mit tels dieser Einstellung kann der Stator 11 in bezug auf die Achse der Antriebswelle 1 so bewegt werden, dass die Bohrung des Stators 6 in eine beliebige Lage zwischen einer solchen maximaler Exzentrizität in einer Richtung und einer solchen maximaler Exzentrizität in der entgegengesetzten Richtung in bezug auf die genannte Achse gebracht werden kann.
Die Durchmesser der Bohrungen aller Stator- teile 9, 10 und 11 sind genügend grösser als die Aussendurchmesser der Rotoren 4, 5 und 6, um die gewünschte Exzentrizität zu gewährleisten.
Alle feststehenden Teile 2, 9, 9B, 7, 7B, 12, 8, 8B, 10, 10B und 3 sind mittels Bolzen 23 starr mit einander verbunden.
In jedem der Rotoren sind acht Paare von Schlitzen 15 in gleichen Abständen voneinander ge bildet. Die Schlitze jedes Paares liegen mit ihren äusseren Enden dicht nebeneinander und divergieren vom Rotorumfang nach innen. Sechzehn oder ein Mehrfaches von sechzehn radialen Löchern 15A verbinden die inneren Teile aller Schlitze 15 mit dem Rotorumfang zwischen benachbarten Paaren der genannten Schlitze.
In jedem Schlitz 15 ist ein Schieber 16 verschiebbar gelagert, dessen äusseres Ende so geformt ist, dass es sich der Form des Umfanges der Bohrung des zugehörigen Stators an- nähernd anpasst. Wenn die Welle 1 rotiert, kommen die Schieber in den Rotoren 4, 5 und 6 infolge der Zentrifugalkraft in Kontakt mit den Umfängen der Bohrungen der umgebenden 'Statoren 9, 10 und 11.
Die Schieberpaare 16, 16 jedes Rotors bilden mit dem Umfang des Rotors und der Bohrungsfläche des entsprechenden Stators und den Stirn- oder Trennteilen acht umschlossene, bogenförmige Kam mern, und diese Kammern vergrössern und ver kleinern ihr Volumen, wenn der Rotor sich dreht.
Die feststehenden Statoren 9 und 10 haben bogenförmige Ausnehmungen 9C, 9D, 10C und 10D. Die beiden Ausnehmungen in jedem Stator liegen diametral entgegengesetzt zueinander. Jede der bogen förmigen Ausnehmungen 9C und 10C ist mit einem Endteil jeder der teilringförmigen Nuten 9A und 10A verbunden. Die anderen Enden der teilring förmigen Nuten 9A und 10A sind mittels radialer Löcher 17 und 18 in den umgebenden Teilen 9B und 10B mit einem axialen Loch 19 verbunden, welches durch die Teile 7B und 8B und den den mittleren Stator 11 umgebenden Teil 12 hindurch geht.
Ein Einlasskanal 20 mit Gewinde, der in dem Teil 12 gebildet ist, steht mit dem axialen Loch 19 in Verbindung. Wenn die Welle 1 rotiert, werden die expandierenden Kammern der Rotoren 4 und 5 mit Fluidum gefüllt, welches vom Einlasskanal 20 über die bogenförmigen Ausnehmungen 9C und 10C zufliesst. Die Kammern, deren Volumen abnimmt, stehen mit den bogenförmigen Ausnehmungen 9D und 10D in Verbindung.
Der einstellbare Stator 11 hat zwei radiale Ausnehmungen 11A und 11B, welche durch ihn hindurchführen und mit zwei weiteren, am Grunde bogenförmigen Nuten 12B und 12C in der Führung 12A des umgebenden Teiles 12 in Ver bindung stehen. Die statorseitige Mündungsfläche jeder der Nuten 12B und 12C ist kleiner als die projizierte Fläche des halben Umfanges der Bohrung des Stators 11.
Dadurch ist sichergestellt, dass die Führung druckseitig infolge des Druckes des Flui dums eine sehr wirksame Dichtung bildet. Die Aus- nehmungen 11A und 11B befinden sich ungefähr in derselben Winkellage wie die Ausnehmungen 9C und 9D und die Ausnehmungen 10C und 10D, jedoch sind die Ausnehmungen 11A und 11B um etwa 180 gegen die Ausnehmungen 9C und 10D,
und die Aus- nehmungen 11B und 12C um etwa 180 gegen die Ausnehmungen 9D und 10D versetzt. Je ein radialer, in dem Teil 12 gebildeter Kanal 21 bzw. 22 mit Gewinde steht mit der Aushöhlung 12B bzw. 12C in Verbindung. Die Ausnehmung 9D bzw. 10D ist mit der umschlossenen Ringnut 7A bzw. 8A ver bunden, die in dem Zwischenteil 7 bzw. 8 gebildet ist. Die Ringnuten 7A und 8A sind auch mit der Aushöhlung 12C verbunden.
Wenn die Welle an getrieben wird, geht das Fluidum, welches aus den Kammern mit abnehmendem Volumen der Rotoren 4 und 5 verdrängt wird, durch die Ausnehmungen 9D und 10D, dann den Ringnuten 7A und 8A ent lang, hierauf in die Aushöhlung 12C und von da weiter.
Wenn die Exzentrizität des Stators 11 relativ zum Rotor 6 entgegengesetzt zur Exzentrizität der Statoren 9 und 10 relativ zu den Rotoren 4 und 5 ist, wird Fluidum durch den Kanal 21 in die expan dierenden Kammern des Rotors 6 hineingeleitet, und das aus den kleiner werdenden Kammern des ge nannten Rotors 6 verdrängte Fluidum wird zu dem hinzugefügt, welches aus den kleiner werdenden Kam mern der Rotoren 4 und 5 verdrängt wird. Die gesamte Strömung fliesst durch den Auslasskanal 22 heraus.
Wenn keine Exzentrizität zwischen dem Stator 11 und dem Rotor 6 besteht, findet keine Förderung zwischen diesen statt, und unter diesen Umständen ist die totale Förderung der Pumpe die durch die Förderkammern lediglich der Rotoren 4 und 5 er zielte.
Wenn die Exzentrizität des Stators 11 relativ zum Rotor 6 in derselben Richtung liegt wie die Exzen trizität der Statoren 9 und 10 relativ zu den Rotoren 4 und 5, nehmen die Förderkammern des Rotors 6 entsprechend dem Mass der Exzentrizität einen Teil oder die gesamte Fördermenge der Rotore 4 und 5 auf und das aufgenommene Fluidum kehrt durch den Kanal 21 zur Zufuhr zurück.
Die Ausnehmungen 9C und 9D im Stator 9, die Ausnehmungen 10C und 10D im Stator 10 und die Ausnehmungen 11A und 11B im Stator 11 sind innen zwischen sich durch einen Winkelabstand von einander getrennt, der wenig grösser ist als der Winkelabstand zwischen je zwei benachbarten Paaren der Schieber 16 in den Rotoren 4, 5 und 6.
Infolge der radialen Löcher<I>15A,</I> welche die inneren Teile der radialen Schlitze 15 mit den Kammern zwischen benachbarten Paaren der Schieber 16 verbinden, sind stets wenigstens zwei 'Schieber mittels des Druckes des Fluidums zwischen den Kammern mit zunehmen dem und denen mit abnehmendem Volumen in Kon takt mit der Bohrungsfläche jedes Stators gehalten. Dadurch sind ununterbrochene und sehr wirksame Dichtungen zwischen den Kammern mit zunehmen dem und denjenigen mit abnehmendem Volumen geschaffen.
Die radialen Löcher 15A bilden auch Mittel, um die Räume an den inneren Teilen der Schlitze 15 mit Fluidum zu füllen, wenn die Schieber 16 sich nach aussen bewegen und um dieses Fluidum ab zuleiten, wenn die Schieber sich nach innen be wegen. Dies führt zu einer ruhigen, stossfreien Hin und Herbewegung der Schieber und liefert einen Beitrag zu der durch die Treibwirkung der Schieber verursachten Förderung des Fluidums und zu der durch die Hin- und Herbewegungen der Schieber ver ursachten Kolbenverdrängung.
Es sei bemerkt, dass die Erfindung nicht auf eine Pumpe der beschriebenen Art beschränkt ist, da erfindungsgemäss konstruierte Rotoren in verschie- denen Pumpen oder Motoren der eingangs zuerst angegebenen Art eingebaut werden können.