DE1703528B2

DE1703528B2 - Steuereinrichtung für einen mehrstufigen Taumelscheiben-Axialkolben- und Taumelkolben-Maschinensatz

Info

Publication number: DE1703528B2
Application number: DE1703528A
Authority: DE
Inventors: Jean Lagny Hasquenoph; Marc Paris Pouliquin
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1967-06-07
Filing date: 1968-06-06
Publication date: 1973-10-04
Also published as: US3514221A; SE350307B; DE1997329U; DE1703528C3; BE716154A; ES354776A1; NL159477B; NL6807922A; FR1580807A; DE1703528A1; CH524767A; GB1227009A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für einen mehrstufigen Taumelscheiben-Axialkolben- und Taumelkolben-Maschinensatz, bei dem die die Axialkolben betätigende Taumelscheibe gleichzeitig als Tau. lelkolben wirkt und das Arbeitsmittel über eine Auslaßöffr.ung d'- Taumelkolbenmaschine und Einlaßventile der Axialkolbenmaschine von der ersten zur zweiten Stv "e geleitet wird.

Zum Stande der Technik gehören Axialkolbenpumpen (deutsche Auslegeschrift 1 234 529, britische Patentschrift 588 606) und Taumelscheibenpumpen (deutsche Patentschrift 275 394, französische Patentschrift 1451950). Aus der USA.-Patentschrift 2 385 990 ist eine Axialkolbenpumpe mit einer Taumelscheibe bekannt, bei der das zu pumpende öl in die Kolbenpumpe über eine zentrale hohle Achse eingeführt wird und aus dieser durch öffnungen in eine an der Taumelscheibe angeordnete Kreiselpumpe gedrückt, um einen leichten Überdruck im Gehäuse zu erzeugen, dem die Kolben die zu pumpende Flüssigkeit entnehmen. Die erste Stufe dieser bekannten Vorrichtung ist nicht als Vorstufe anzusehen.

Aus der deutschen Patentschrift 245 099, von der die Erfindung ausgeht, ist ein Kompressor oder Motor bekannt, bei dem eine Taumelscheibe gleichzeitig als Taumelkolben und als Taumeltrieb für axiale Schubkolben dient, so daß ein zweistufiger Maschinensatz entsteht.

Bei der bekannten Anordnung wird zur Verbindung der beiden Stufen ein sich drehender Schieber benutzt, um das Druckgas auf die Zylinder zu verteilen. Dies ist eine störanfällige Einrichtung, die einer starken Abnutzung unterworfen ist, sich festklemmen kann und leicht undicht wird.

Außerdem ist der gesamte mittlere Raum durch die Steuereinrichtung ausgefüllt, so daß die Verbindungsmittel zwischen der Taumelscheibe und der Welle der Maschine ebenso wie die An- oder Abtriebsorgane außerhalb dieses Raumes angeordnet werden müssen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß sich die Stufe mit der Taumelscheibe auf der gleichen Seite befindet wie die Kolben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art das Auslaßventil der Taumelkolbenmaschine und die Einlaßventile der Axialkolbenmaschine einfach auszubilden und raumsparend und betriebssicher anzuordnen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Taumelscheibe zwischen dem Verdrängui.gsraum

ίο der Taumelkolbenmaschine und dem Triebraum der Axialkolbenmaschine eine Auslaßöffnung und in wenigstens einem Axialkolben zwischen dem Triebraum und dem zugehörigen Verdrängungsraum der Axialkolbenmaschine je ein Einlaßventil vorgesehen sind.

Dadurch entfällt der bei dem bekannten Kompressor erforderliche drehbare Schieber zur Verbindung der beiden Stufen. Ebenfalls ist es nicht erforderlich, zwischen jeder Kolbenstange und einer Stcuerbohrung Abdichtungen vorzusehen. Der gesamte mittlere Raum, der bei der bekannten Konstruktion durch den Steuerschieber für das vorverdichtete Gas besetzt ist, steht bei der Konstruktion gemäß der Erfindung bei verringertem Platzbedarf, z. B. für einen Elektromotor oder einen Stromverbraucher, im Inneren des durch die Zylinder gebildeten Raumes zur Verfügung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Verdichter mit einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung entsprechend der Linie I-I der F i g. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II der F i g. 1 und

F i g. 3 Teile der Steuereinrichtung in vergrößerter Darstellung.

Die erste Stufe des Verdichters besteht aus e^:nem Gehäuse 1, in dem das Gas über einen Einlaß 2 zu und über eine Auslaßöffnung 3 abgeführt wird, wobei die Förderung mittels eines Schrägkurbelteils 4 einer Antriebswelle 5 erfolgt.

Das Gehäuse 1 hat eine Wand, die innen eine kugelartige Fläche 7 mit dem Mittelpunkt 0 und der Achse AB aufweist und die sich symmetrisch zu beiden Seiten einer Querebene erstreckt sowie einen innerhalb der Fläche 7 angeordneten Teil mit einer auf einem Kegelstumpf mit der Achse AB liegenden Fläche 9, die auf Punkt 0 zentriert ist.

In dem Gehäuse 1 ist eine Nabe 10, die fest mit der Welle 5 verbunden ist, mittels Rollenlagern 11 gelagert, so daß sie sich um ihre Achse, die mit der Ach^e AB zusammenfällt, drehen kann.

Das Schrägkurbelteil 4 besteht aus einer Hülse 4_X, die mittels Rollenlagern 12 auf der Schrägkurbel 1O₁ der Nabe 10 gelagert ist und sich um die Achse CD drehen kann, die geneigt zur Achse AB liegt und diese im Punkt 0 schneidet. Eine kegelstumpfförmige Fläche 13 der Hülse 4_t kann mit der Fläche 9 des Gehäuses 1 entlang einem Abschnitt s in Berührung kommen. Eine außen durch eine Fläche 15 begrenzte Wand in Form eines beiO zentrierten kugelartigen Abschnittes mit der Achse CD kann sich dicht auf dem inneren Rand der Fläche 9 abwälzen.

Eine feste Trennwand 16 erstreckt sich in einer axialen Ebene zwischen zwei Abschnitten der beiden Flächen 7 und IS und durchquert die Auslaßöffnung 3, die in einem als Taumelkolben wirkenden Flansch der Hülse 4_t ausgespart ist.
Der ringförmige Raum, der durch die beiden ku-

gelartigen Flächen 7 und 15 und die beiden koni- dem auf der Zeichnung dargesrellter. Verdichter besehen Flächen 9 und 13 begrenzt wird, ist durch die nutzt.

Trennwand 16 und durch die Verbindung der beiden Bei diesem enthält das Gehäuse 1 fünf Zylinder

konischen Flächen 9 und 13 entlang dem Segments 37, die regelmäßig um die Welle 5 verteilt sind. Das

in zwei Kammern unterteilt, und zwar den Ärbeits- 5 komprimierte Gas, das bei 3 aus der ersten Stufe aus-

raum 17 und den Triebraum 50. tritt (F i g. 3), wird (vgl. die Pfeile 40 auf den F i g. 1

Die beiden Öffnungen 2 und 3 münden in diese und 2) in zwei der Zylinder 37 über die Einlaßventile

Kammern auf beiden Seiten der Trennwand 16 41 eingelassen, die in dem Kolben 36 vorgesehen

(Fig. 3). sind. Dann wird das in den Verdrängungsräumen 51

Ein biegsamer Balg 20, insbesondere aus Metall, io der beiden Zylinder komprimierte Gas (vgl. die

verbindet dicht einen Haltering 22 des Gehäuses 1, Pfeile 42) in einen dritten einzigen Zylinder mit glei-

der um die Nabe 10 angeordnet ist, und einen Halte- ehern Durchmesser wie die beiden vorhergehenden

ring 21 der Hülse 4_V der innerhalb der Fläche 15 ausgestoßen und von dort nach und nach in einen

sitzt. Dieser Balg ist ausreichend drehfest, um die vierten Zylinder mit kleinerem Durchmesser (vgl. die

Drehungen des Teils 4 zu verhinderr 15 Pfeile 43) und einen fünften Zylinder mit einem noch

Ringförmige Dichtungen 29 und 30 stellen die Ab- kleineren Durchmesser (vgl. die Pfeile 44) gedrückt,

dichtung zwischen den kugelartigen Flächen 7 und von wo es stark komprimiert bei 45 ausgelassen

15 und den Flächen, mit denen sie zusammenwirken, wird.

sicher. Dynamische Auswuchtmassen 31, 32 haben Das bei 2 angesaugte Gas unterliegt nacheinander

die Welle 5 und die Nabe 10. Der Stator 33 des An- 20 vor seinem Austritt aus dem Ve: Achter bei 45 fünf

triebsmotors ist in dem Gehäuse 1 befestigt, während Kompressionen:

der Rotor 34 fest an der Welle 5 angebracht ist. Die erste Kompression wird in der ersten Stufe

An die erste Stufe ist wenigstens eine zweite Stufe durch die Bewegung des Taumelkolbens 4. vorge-

angehängt, um die Taumelbewegung des Taumelkol- nommen. Das leicht komprimierte Gas aus der ersten

bens der Hülse 4_l auszunutzen, an dem die Pleuel- 25 Kompi\;ssionsstufe gelangt in die Kammer zwischen

stangen 35 der Kolben 36 angebracht sind, die in den dem Teil 4 und den Kolben 36 und wird von dort

Zylindern 37 gleiten, deren Achsen parallel zu der nacheinander in die vier anderen Stufen des Verdich-

der Welle 5 verlaufen. ters gesaugt, die durch die beiden ersten Zylinder,

Jede Stange 35 ist mittels eines Kugelgelenkes mit den dritten, den vierten und den fünftea Zylinder ge-

dem Taumelkolben verbunden, das durch einen 30 bildet werden.

Dichtungsbalg 39 geschützt ist. Zwischen dem Kolben Die Verdichtung kann in einer einzigen Stufe oder

und dem Zylinder 37 ist eine Dichtung 47 angeord- einer von vier verschiedenen Anzahl von Stufen er-

net. folgen. Der Kolbenverdichter kann auch die erste

Den Arbeitsräumen der Zylinder 37 sind Saugven- Stufe (oder die ersten Stufen) eines Verdichters bil-

tile 48 und Austrittsventile 49 zugeordnet, die auto- 35 den, dessen letzte Stufe die bisherige erste Stufe ist.

matisch durch die Hin- und Herbewegung der Axial- Die Maschine kann als Pumpe und nicht als Verdich-

kolben betätigt werden und so angeordnet sind, daß ter arbeiten; die Verlängerung 1O₁ der Nabe 10 und

das in einem Raum angesaugte Gas dann aus dem die Hülse 4_i können ersetzt werden, und zwar die

Verdichter nach außen oder in einen anderen kleine- Verlängerung durch ein Lager, das in der Nabe ausren Arbeitsraum zur weiteren Verdichtung gedrückt 40 gespart ist, und die Hülse durch einen Zapfen, der

wird. Diese letztgenannte Ausführungsforin wird bei sich in diesem Lager dreht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Steuereinrichtung für einen mehrstufigen Taumelscheibcn-AxialkoIben- und Taumelkolben-Maschinensatz, bei dem die die Axialkolben betätigende Taumelscheibe gleichzeitig als Taumelkolben wirkt und das Arbeitsmittel über eine Auslaßöffnung der Taumelkolbenmaschine und Einlaßventile der Axialkolbenmaschine von der ersten zur zweiten Stufe geleitet wird, gekennzeichnet durch eine Auslaßöffnung (3) in der Taumelscheibe (4) zwischen dem Verdrängungsraum (17) der Taumelkolbenmaschine und dem Triebraum (SO) der Axialkolbenmaschine sowie je ein Einlaßventil (41) in wenigstens einem Axialkolben (36) zwischen dem Triebraum und dem zugehörigen Verdrängungsraum (51) der Axialkolbenmaschine.