DE1528977A1

DE1528977A1 - Energieumwandler

Info

Publication number: DE1528977A1
Application number: DE1962C0028681
Authority: DE
Inventors: Charles Eyer
Original assignee: Consulta Treuhand GmbH
Current assignee: Consulta Treuhand GmbH
Priority date: 1961-12-20
Filing date: 1962-12-17
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1528977C3; CH418836A; FR1372417A; SE303727B; US3236187A; DE1528977B2

Description

Oonsülta-Treuhand GmbH

7 Stuttgart
Johannesstrasse 49/III

Energi eumwandl er " .'« . ...

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die als Energieumformer dient und einen Druck in eine Drehbewegung umsetzt, oder umgekehrt, wobei als Druckmedium ein flüssiges oder gasförmiges Medium Verwendung findet. ■' . ,. , -

Solche Energieumformungen, d£e auf dem Zentrifugalpr^nzip beruhen , sind bereits bekannt} sie zeigen jedoch den Fachteil, dass sie für ein einwandfreies Arbeiten ausserordentlibh hohe Uralaufsgeschwindigkeiten erfordern. Man kennt' weiterhin ZtB', Pltlssigkeitspumpen oder Gebläse, die entweder[t ]'/ durch das Ineinandergreifen von Zahnrädern arbeiten, wobei gegebenenfalls die Zahnzahl aus8erordentlich weitgehend verringert v/erden kann, oder solche, die eine Exzenter^ · Vorrichtung verwenden; alle dieqe umlaufenden EnergiewändlerI haben den Nachteil, days sie in hohem Maße der gegenseitigen f; Uxvvc bowoglLolien Tolle .untereinander bzw, mit den

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feststehenden Teilen, insbesondere an den hochbeanspruchten Stellen unterworfen sind, ganz abgesehen von der inneren Reibung der Flüssigkeit,,alles Faktoren, die den Wirkungsgrad fühlbar verringern.

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung vermeidet all diese Unzulänglichkeiten dadurch, da,ss ein wahlweise als Pumpe bzw. Kompressor oder als Motor verwendbarer Energieumformer mit umlaufendem Kolben- bzw. Druckkammernsystem, der zur Umwandlung von Drehbewegung in Druck oder umgekehrt verwendet werden kann und aus einem Gehäuse und einem relativ zu diesem um die gemeinsame Mittelachse, drehbaren zentralen Körper von vorzugsweise zylindrischer Form besteht, an dem in entsprechenden Ausnehmungen um in Bezug auf dieyen Zentralkörper unverrückbare Achsen drehbare Satelliten untergebracht sind, derartausgebiläet ist, dass das Gehäuse durch mit ih.m verbundene !Trennwände, deren Wandungen durch .radial zur gemeinsamen Achse verlaufende ebene Flächen geMldeife sind, in eine Anzahl von Druckkammern unterteilt ist, Und dass die Zahl der im Zentralkörper vorgesehenen Satelliten, deren Durohmesser gleich der Hälfte des Innendurchmesserfe! des Gehäuses ist, zwei beträgt; jeder dieser Satelliten enthält seinerseits zwei oder mehrere Ausnehmungen, deren Form so gewählt ist, dass die stehen gebliebenen Teile der Satelliten während der relativen Bewegung von Zentralkörper

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und Gehäuse der Reihe nach hubkolbenartig in die Gehäuse-, kammern, ein-, und auo diesen auslaufen. Hierbei kennen die Satelliten je nach der gewähltenAusführungsform entweder synchronisiert sein oder sich frei drehen.

Im folgenden sollen einige Beispiele für Ausf!.-hrungsfornien. einer. Vorrichtung gemass der Ej-findung beschrieben werden. Ztua besseren Verständnis ist eine Zeichnung beigefügt, deren Figuren im einseinen folgendes darstellen: Fig. 1 einen-Baerg±ewi?ndler ^emuss der Erfindung, in Drauf-

sieht.-und teilweise waagerecht geschnitten. Fig. 2 einen Vertikal :;chnitt der Vorrichtung gemäss Pig. 1,

von vorne- gesehen.
Fig. 3 eine andere Aiisführungsform für einen "'Eaergieviandler gemäss der Srfinaung, in Drp.ufsieht und teilweise waagerecht geschnitten.

Der in Pig. 1 el: :.v:ost eilte Sier~ie"./a;i l'l-ar besteht aus eiiie::: Gehäuse 1, in de.T-^:-an'Imierer. vn eine V It χ electee 11 sich «er .Haupt?.^vot-or-2-dr-eln..-Der Hau^trctGr 2 i:t i.:it z\:ei. Satelliten 3|4 äusgt?-nt.?.*a"ot_f die in ent.-spr iOhc-iiden AucnehtA'-ngen des Rotors 2 untergebracht sin3 ".;ΐ~. i\r ,!is AoIiEen 12n:ii 13 ■umlaufen, kcnn^i. Die Achsen 12 :m5 13" sir--" besügliei: des Hotörs 2 fest angeordnet. Die Dn r ο lime β .e or der . Satellit en 3,4 ainÄ genau halb 30 gross wie 3er Durchmesser der Iinenwaiiä

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des Gehäuses 1, Läuft der Rotor beispielsweise in dem durchv den Pfeil angegebenen Drehsinn um und drehen sich dabei die ■ Satelliten 3,4 jeweils um ihre Achsen 12,13 in dem durch die Pfeile y,y^l angegebenen Sinn, mit einer Umlaufgeschwindigkeit, die doppelt so gross ist, wie die des Hauptrotors 2, dann bewegt sich jeder Punkt des Umfanges des horizontalen Mittelschnittes gemäss der Regel von La Hyre auf einer Geraden, die durch die Mittelachse des Gehäuses läuft, d.h. auf einem, Durohmesser dieses Gehäuses. Das Gehäuse ist" mit vier Trennwänden 7,8,9,|0 versehen, die jeweils bis zur Mantelfläche des zylindrischen Kauptrotors reichen und so nahe an diese herangeführt sind, dass sie eine ausruhende Dichtigkeit gewährleisten.--Diese Trennwändeunterteilen den Innenraum des Gehäuses in die ICairaaern oder Seilräume a_rb,c,d, DiE Trennwände 7,8,9,10 greifen jeweils im entsprechenden Äugenblick in die Ausnehmungen i,l,k,l der Satelliten 3 und 4 ein. Die Wände dieser-Trennwände 7,8,9,10 sind als Ebenen ausgebildet, in deren gedachter Verlängerung die Mittelachse des Gehäuses fällen würde, so dass entsprechend dem Gesetz von Ia Hyre die Kanten der Hohlräume i,j_fk,l sich längs dieser Wände eines Teiles dicht anliegend, anderen Teiles jedoch reibungslos bewegen. . \

Hauptrotoi? hgtt voxAiigBweise zylinäri sehe .-..Form· Die Sat elkönnen entweder zylindrische i'orm od^er HJügelform haben."

Es ist jedoch auch möglich, für die Satelliten jede andere gekrümmte oder· prismatische Eorm vorzusehen, wobei die I/ängskanten der Prismen selbstverständlich parallel zu den :. Achsen 12 bzw, 13 verlaufen müssen; in diesem Falle ist natürlich vorausgesetzt, dass die Form der Innenwand des Gehäuses entsprechend ausgebildet ist»

Die.Zuführung des flüssigen oder gasförmigen Mediums, das zur Erzeugung des Druckes dient, erfolgt beispielsweise durch die Mittelachse 11, die zu diesem Zwecke mit einer konzentrischen Bohrung versehen ist und andererseits-durch angenähert radial verlaufende Kanäle 5,& mit den.Kammern a,bjC,d in Verbindung steht; das Medium fliesst dann in der durch- die .Pfeile ange-_;d eiltet en Richtung, Die Kammern, a, b, c, d verlässt das Medium durch die'Ausgangsöffnungen e,f,g,h. TJm das einwandfreie Arbeiten.der Vorrichtung zu gewährleisten, und Jede Reibung zv/ischen den Satelliten 3,4 und den entsprechenden Wänden der Kammern während des Umlaufes zu vermeiden, · sind die Satelliten .sj^nchroni si er t und zwar in irgendeiner beliebigen Weise, beispielsweise durch ein G-etriebe wie es in Tig. 2 dargestellt ist, und das durch' ein' ^; ' zentrales und fest mit dem Gehäuse 1 verbundenes Ritzel 16 gebildet iat, um welches über zwei frei laufende Ritzel 17, 18'die auf den Drehachsen 12,13.der Satelliten 3 urid 4 " befestigten Ritzel 19,2o Uinläufen. Das Getriebe ist so ' -^: -"

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bemessen, da.s-s das gewünschte .ttbersetzun^sverhältnisj" ; Z, ~i zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Hauptrotora und der u^; der Satelliten erzielt wird. In Pig. 2 ist die Srennv/and % ^y ~V: im längsschnitt gezeigt, während der Satellit 3 in achsialem Sinne geschnitten ist. Der Satellit 4 ist in Ansicht von ■ vorne gezeigt, weshalb die mit ihm in Eingriff befindliche Trennwand 9 nicht sichtbar ist. Sie "ist■'durch gestrichelte j linien angedeutet* . " ^{; ;} ■"·." ·-■

Die Wirkungsweise der beschriebenenVorrichtungist folgendermaßen: Wenn der Hauptrotor 2. in'dem durch den. pfeil an.ge-" gebenen Drehsinn umlauft, und die Satelliten 3,4 ^:\v& die Achsen 12,13 sich im Sinne der Pfeile y,T^l drehen, so \;ird: das Volumen der Kammern a und e -grosser-und bc.-irlct auf ! -diese Weise den Sin tritt des Drticlzmediuiab, das einerseits in Folge der Zentrifugallcraft in den ;Mntrittslcanäl6n 5»6» andererseits auf drund des: in den genannten Karnni-ern ent- ;' sprechenden ytücutuias in diese hereingebracht wird, G-leich- ' zeitig verringert sich "das Volumen der Karomerh b und d, v/obei das Mediuin durch die AustrittsÖffnungen f,h hi'nausge— drückt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine Umsetzung der Drehbewegung der" Mittelachse 11 in einen Druck des" durch die' Vorrichtung, strömenden Mediums. Man könnte selbstverstllndlich die gleiche Wirkung erzielen, wenn das Medium durch die öff&utfgen e,f,g,h in die Kammern eingebracht und durch die ".' ■■. ■;. _; _; Λ/ \_: ..-. ■;'■■-- ;"■ . - ' ■ ' - γ - '- ."

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Kanäle 2,6 himusgedrückt v-ürde,. vorausgesetzt, dasa man für das; Binbrin-jen des Mediums auf die Wirkung der Zentrifir-. versieht et ν ·

Selbstverständlich kann man diese Vorgänge umkehren. Man erhält dann eine Umsetzung des im Medium herrschenden Druckes in Hertation3arbeit, wobei die liydrauliGche bzw. pneumatische Energie des über die Kanäle 5,6 bzw. die öffnungen e-,f,"g_tlieintretenden-Mediums bei seinem Durchgeng durch den I&iergiewandler in eine Drehbewegung umgeformt v-ird» ν

Eine andßre Ausführungoforö für den Erfindungsgedonken zeigt Fig. 5, l>ei der jeder der. Satelliten -lit vier Ausnehmungen versehen ist, vr-.hr end die Zahl der die einzelnen Kamera tretenden Wände bzw. dementsprechend die Zahl dieser EariEera sel.bi.--t auf acht erhöht 1.Jt. Die verschiedenen Teile dieeer Vorrichtung sind mit den gleichen Kennzeichen bezeichnet wie die. entsprechenden. Teil in Pig. 1, lediglich "unterschieden von'diesen durch einen oder erforderlichenfalls ₍swei bdkefügte Striche ('bzv/.'¹). Die Arbeitav/eise dieses Etiergiewandlers ist grundsätzlich' die gleiche wie die^.der ixi Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, sodass es sich erübrigen, dürfte, seine Beschreibung nochmsls zu vriederholen. Der Vorteil djkeser Ausführüngsform beruht im wesentlichen darauf _t dass in diesem Falle das System selbst synchronisiert wird und keines besonderen Organes wie eines Getriebes ztt -_Y '■"-■■ " ^: -· ^; "^- '-■'' ^'-^: -"■■ ■.■■.■■ ■ ■■/ - 8 - - '". . "■

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fjeiiic:: Synchronise-tion tödarf. : Zudem Ist die üruckeharakte ri til: ν/ο entlich- ausgeglichener; Totpunkte sind ketenevorhanden» ._ .." - - -. . -.·"..

at oll en die oben 'beochriebenen. Ausfüiii;iö;;lioi:]ceiten fur. len ^irfinäimge.geäanlzen nur Eoispi
die aüäere I-Iö^iicLkeiten für seine Du: chflüirung nielit

BADORiQlNAL

Claims

Aktenzeichen: P 15 28 977.8 Anmelderin: Consulta Treuhand GmbH

Patentansprüche

j 1»/Wahlweise als Pumpe bzw« Kompressor oder als Motor verwendbarer Energieumformer mit -umlaufendem Kollaen- bzw. Druckkammernsystem zur Umwandlung von Drehbewegung in Druck oder umgekehrt, bestehend aus einem Gehäuse und einem relativ zu diesem um die gemeinsame Mittelachse drehbaren zen- ■ tralen Körper von vorzugsweise zylindrischer Form, an dem in entsprechenden Ausnehmungen um in Bezug auf diesen Zentralkörper unverrückbare Achsen drehbare Satelliten untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das "Gehäuse (1;1^r) durch mit ihm verbundene Trennwände (7,8|9,1o;7*_l7^ll,8^r,8"_l9',9^ir,1o^l, _r to"), deren Wandungen durch radial zur gemeinsamen Achse (11) verlaufende ebene Flächen gebildet sind, in eine Anzahl von Druckkammern (a,b,c,dj a¹,a"_fb',b^H,o',^",d'jd") unter- j teilt igt, dass ferner die Zahl der im Zentralkörper (2;2·) ^: vorgesehenen Satelliten (3»4;3',4f) zwei beträgt, und dass '■ weiterhin der Durchmesser dieser beiden Satelliten (3,4; ^; 3^rf4') gleich der Hälfte des Innendurchmessers des Gehäuses (1) ist, und dass sohlieselich jeder dieser Satelliten (3»4?3',4^I) zwei oder mehrere AuBa#jhmungen (i, j,k,-l;i'^f ,i"» I dSi"».-^»^«,!»,!¹·) enthält, die so ausgebildet sind, dass ; die stehen gebliebenen Teile der Satelliten während der relativen Bewegung von Zentralkörper (2;2') und Gehäuse "(.1 ft*) i. der Reihe nach hubkolbenartig in den Gehäusekammern (a,b_fc,d;· , aVYaSbVb»,ο»,C'/d^d") ein- und auslaufen.

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2. Ihergieumforner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten (3»4;5·',4¹J derart synchronisiert sind, dass die relative 'Winkelgeschwindigkeit zwischen. Gehäuse (1;1^!) und Zentralkörper (2;2^f) halb so gross ist wie die Winkelgeschwindigkeit der Satelliten (3,4;3',4') bezogen auf den Zentralkörper (2;.2')· '
3. Energieumformer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Synchronisierung ein Zahnradgetriebe vorgesehen ist, das aus einem in Bezug auf das Gehäuse feststehenden Zahnrad (16) öder Zahnkranz besteht, in dein zwei um auf dein Zentralkörper (2) vorgesehenen Achsen umlaufende SwIvehenzahnrader (17,18) kämmen, in die ihrerseits zwei mit den Achsen (12,13) der Satelliten (3,4) fest verbundene Zahnräder (19,2o) eingreifen·
4. Eftergleumformer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Zähl und Anordnung der in den Satelliten (3',4') vorgesehenen Ausnehmungen (I',I",j^!,j",k*,k",1',1") und der in diese eingreifenden Trennwände (7.» ,7",S¹,8",1',9",1O¹,1ο») des Gehäuses (.1*·) so gewählt sind, dass die einzelnen umlauf enden ELeraente sich selbst synchronisieren, ■'.-).. \

3» Energieumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung des flüssigen oder gasformigen Mediums die Welle (1t) 0&βχί Achse des Zentralkörpers (2;2·) hohl ist und mittels radial durch diesen geführte Kanäle (5,6;5'»6') rait dem Inneren des Ihergieumformera verbunden ist.

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Leersei te