DE1926316A1

DE1926316A1 - Rotationskolbenmaschine fuer fluessige und gasfoermige Medien,als Arbeits- und Kraftmaschine

Info

Publication number: DE1926316A1
Application number: DE19691926316
Authority: DE
Inventors: Nebel Dipl-Ing Franz Philipp
Original assignee: NEBEL DIPL ING FRANZ PHILIPP
Current assignee: NEBEL DIPL ING FRANZ PHILIPP
Priority date: 1969-05-23
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1970-12-03
Also published as: AT298889B; US3689208A; CH503888A

Description

Erfinder: Dipl.Ing. Franz Nebel

Geretsberg, Mühlberg 11 Österreich

Mai 1969

-λ/w Rotationskolbenmaschine für flüssige und

gasförmige Medien, als Arbeits- und Kraftmaschine.

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine für flüssige und gasförmige Medien, bei welcher alle Dichtungsspalte zwischen beweglichen Elementen, Flächen besitzen, wodurch die spezifischen Gleitdrücke nur ein techn. leicht zu beherrschendes Mindestmaß, auch bei hohem Arbeitsdruck, erreichen. Bei anderen Rotationsmaschinen bekannter Bauarten sind Liniendichtungen vorhanden, wodurch selbst bei geringen Arbeitsdrücken hohe spezifische Gleitdrücke mit großer Wärmeentwicklung - welch letztere bekannte Nachteile hat - , entstehen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielweise dargestellt und zv/ar:

Die Fig. 1 zeigt eine Einspritzpumpe in Sicht, bei abgenommenen Gehäusedeckel; und

die Fig. 2 dieselbe Einspritzpumpe im Schnitt;

die Fig. 3 zeigt zeichnerisch die Bestimmung des spezifischen Gleitdruckee zwischen Kolben und Zylinder;

die Fig. 4 zeigt das Schema für die stufenlose Veränderung der Fördermenge;

die Fig. 5 zeigt die Maschine im Schnitt als Verdichter, und

die Fig. 6 zeigt die Maschine als Kraftmaschine für gasförmige Medien, im Schnitt.

Die fc/Lnapri tzpuiiipti nach Fig. 1 und Fig. 2 3uLL .speziell, d^m dringenden wirtschaftlichen Bedüri'niB nach fjüier in der II er β bei lung -i-;h«ri und billigen, und brofcadom leiaburu.5ufah.ig0n fum;u, aLs ri bzpampe für iCmt'UiUri."f."η und wich hin H>i L^jo.I -iiüruipri Upunipe,

BAD ORfGiNAL 009040/09 18

Rechnung tragen. Infolge des Bestrebens in der Kraftstoffmotoren-Industrie, statt der Vergaser Einspritzpumpen zu verwenden, kommt letzterer, wegen des stetig ansteigenden Autobedarfes in aller Welt, besondere wirtschaftliche Bedeutung zu. Die bisher zur Verfügung stehenden Einspritzpumpen sind sehr teuer, so daß die Lösung nach einer billigen Bauart, dringend angestrebt wird.

Die Pig. 1 und Fig. 2 nach der Erfindung, zeigen die denkbar einfachste Lösung, da die wesentlichen Teile der Einspritzpumpe in sehr billigem Feinstanzverfahren hergestellt, werden können.

Die Einspritzpumpe besteht in der Hauptsache aus dem Gehäuse 1, den beiden Seitendeckeln 2 und 3, dem Rotationskörper 4, in welchem die Lenker 6 mit schuhförmigen Kolben 7, eingelenkt sind, und der 7/elle 5.

Wirkungsweise:

Bei Drehung des Drehkörpers 4 werden die an diesem durch Lenker angelenkten schuhförmigen Kolben 7 durch Zentrifugalkraft an die ^xnnenwandung des Gehäuse 1, gedrückt, so 'daß aus der hiedurch ergebenden dauernden Abdichtung zwischen Saugkammer R/s und Druckkammer R/d, und der exzentrischen Lagerung der Welle 5, woduroh Förderkammern gebildet werden, eine Saugwirkung entsteht. Das zu fördernde Medium wird also durch die Säugöffnung S über die Kammer R/s angesaugt und weiter über die Druckkammer R/d in die Druckleitung D gepumpt.

Der spezifische Gleitdruck zwischen Gehäuse und Kolben 7 kann auch bei höchstem Förderdruck niedrigst dadurch gehalten werden, wenn nach Fig. 3 der Radius "r^" des schuhförmigen Kolben, zum Radius "r" des Lenker "6" in einem entsprechenden Verhältnis liegt, denn dem Drehmoment durch die Zentrifugalkraft der Massen vom Lenker 6 und Kolben 7, plus Pördermediumdruck an den Kolben radial nach außen, rs tent ein t;ntgegt:ri£;ese fczteö Drehmumerit, bewirkt durch den Fördermed iumdruok: auf den Lenker 6, radial nach innen gerichtet, ge.yeriübor·. DLe M T Tor β tu'. z^:,\hieheu let:, άβ.ύι innen ^eriuhtet,en Drohmoniün t und άν.ιη >-.■ Ι;^:-.\ί.-;·ι ^rn^ev b^aiSu,., :c>n<-si naüh auven gerichteten Drehrnojiu'rifc, h<>öl\uual -leu »h.-ii-iruoH -αινίίsolion Kolben"? und Geh'iuse Lnnenwan-lun^,

BAD ORIGINAL

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Die Fig. 4 zeigt schematisch die Veränderung der Exzentrizität der Welle 5, wodurch die Fördermenge bei gleichbleibender Drehzahl und Drehrichtung stufenlos von Null bis Maximum, nach beiden Pumprichtungen arbeitend, reguliert werden kann. Die Welle 5 wird beispielweise in einem im Punkt "0" um den Winkel "H" schwenkbaren, zum Teil offenen Gehäuse 8, gelagert. Für die Schwenkung der Welle sind in den beiden Gehäusedeckeln Langlöcher "L" vorgesehen, -^ie Schwenkung des Lagergehäuse erfolgt durch eine Spindel 9· Weitere Ausführungen zur Verstellung der Welle 5 sind 'nicht beschrieben, da sie nach dem bekannten Stand der Technik erfolgen können.

Die Gelenksverbindungen zwischen Drehkörper 4, Lenker 6 und Kolben 7 sind vorzugsweise offene Schanieraugen, so daß die Montage durch einfaches Einlegen dieser Maschinenelemente erfolgen kann. Selbst bei größerem Lagerspiel in den Gelenkaugen, besteht infolge der Zugwirkung eine spaltfreie Abdichtung.

Infolge der stufenlosen Regelung der Fördermenge, kann die Pumpe auch als Hydraulikpumpe Verwendung finden. Wird eine Pumpe als . Generator arbeitend, mit einer oder mehreren anderen als Motor arbeitenden Pumpen durch entsprechende Leitungen verbunden, ist ein Hydraulikgetriebe geschaffen.

Die Fig. 5 stellt nach der Erfindung einen Verdichter dar.

Der Verdichter besteht in der Hauptsache aus dem Gehäuse 10, dem Drehkörper 11 mit angelenkten Lenker 13 und schuhförmigen Kolben 14, und der Welle 12.

Die Funktion ist die gleiche wie nach Fig. 1, 2 und 3, nur sind die beweglichen Elemente derart ausgebildet, daß bei kleinstem Umlaufradius der Kolbenelemente, das Volumen der Förderkammer R, vollkommen verdrängt ist.

Die ^ig. 6 nach dem iürfindungsgegenstand stellt einen Rotationskolbenmotor für gasförmige Med'ien dar, und gleicht in seinem prinzipiellen Aufbau ebenfalls den Maschinen nach Fig. 1 bis 5.

-/4 009849/0916

dieser Motor besteht in der Hauptsache aus dem Gehäuse 15» dem Drehkörper 16 mit Welle 17, sowie aus den Kolbenlerikern 18 mit schuhförmigen Kolben 19·

Die beiden, während des Umlaufes geöffneten und geschlossenen Kammern M, haben zum Arbeitsraum A keine Verbindung, jedoch sind die Kammern untereinander durch einen Hingkanal K verbunden und kommen daher als schädliche Räume nicht zur Wirkung.

Das durch den Druckstutzen Z gelangte Arbeitsmedium übt auf den Drehkörper 16 mit Kolbenelementen 18 und 19 ein Drehmoment in Pfeilrichtung aus, dadurch die exzentrische Lage der Drehkörperwelle 17, schon in der gezeichneten Arbeitsbeginnstellung, eine kleine wirksame Druckfläche zur Verfügung steht. Während Durchlauf des Arbeitsweges des Kolben 19, vom Arbeitsbeginn (bei Z) bis zum Ausschub des Arbeitsmediums, vergrößert sich die wirksame Druckfläche und damit der Arbeitsraum A, so daß trotz Druckabfall infolge Expansion des Arbeitsmedium, der wirksame Kolbendruck und damit die Arbeitsleistung, konstant bleibt. Das Drehmoment bleibt in allen Winkellagen der Welle 17, nahezu gleich groß. Dagegen nimmt z.B. bei Dampfmaschinen mit hin- und herbewegten Kolben, der Kolbendruck während der Expansion ab, wogegen die Kolbendruckfläche gleich groß bleibt; die Kolbenleistung nimmt daher während des Arbeitshubes ab«

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0Ü9849/Ü91 6

Claims

Patentansprüche

.\ Rotationskolbenmaschine für flüssige und gasförmige Medien, als Arbeite- und Kraftmaschine, mit.in einem Gehäuse exzentrisch gelagerten und als Rotationskolben wirkende und Arbeitskammern bildende Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dichtungsstellen zwischen Saug- und Druckseite bei Pumpen bzw. Druck- und Ausschubseite bei Kraftmaschinen, Flächendichtungen sind, und die spezifischen Gleitdrücke zwischen Gehäuse und Kolben (7), auch bei höchsten Arbeitsdrücken, niedrigst vorbestimmt werden können.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Gleitdruck zwischen schuhförmigen Kolben (Fig» 3, 7) und Gehäuse, durch entsprechende Bemessung der Kolbenelemente (6, 7), dadurch vorbestimmt werdan kann, wenn das Drehmoment nach außen (Pfeilrichtung a) entsprechend größer vorberechnet wird als das Gegendrehmoment (in Pfeilrichtung b).
3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet·, daß die Gelenke der Kolbenelemente vorzugsweise als zum Teil offene Scharniere, ausgebildet sind.
4. Rotationskolbenmaschine nach Ansprüche 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß (Fig. 1 und 2) im Gehäuse eine Saugkammer (R/₃) und eine Druckkammer (R/d) vorgesehen sind.
5. Rotationskolbenmaschine nach Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle exzentrisch verstellbar ist.
6. Rotationskolbenmaschine, als Verdichter (Fig. 5) nach Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente (11» 13» 14) derart ausgebildet sind, daß bei kleinstem Umlauf radius der Arbeitsraum (R) verdrängt ist.
7. Rotationskolbenmaschine, als Kraftmaschine nach Ansprüche

1 bis 4 und aum Teil nach Anspruch 6, dadurch gekonnzeichnet, daß 'lie wechselseitig gebildeten Kammern (M) durch einen Ringkanal (K) verbunden Bind.

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