DE202006014416U1

DE202006014416U1 - Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE202006014416U1
Application number: DE200620014416
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2016-09-21

Abstract

Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine (1), gekennzeichnet durch einen zylindrischen Arbeitsraum (4) mit einer konzentrisch umlaufenden Verdrängerplatte (7) an einer Antriebs- bzw. Abtriebswelle (6) sowie einer in seitlichen Spurkränzen exzentrisch gegenüber der Verdrängerplatte (7) umlaufenden inneren Zylinderwand (9), die von der Verdrängerplatte (7) durchsetzt und gegen die Verdrängerplatte (7) abgedichtet ist.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine, wie einen Verbrennungsmotor, eine Pumpe oder einen Verdichter.
Derartige Maschinen gibt es in sehr unterschiedlichen vielfältigen Gestaltungen, bei denen beispielsweise in einem Gehäuse ein Exzenter unter Freilassung eines Saug- bzw. Druckraumes umläuft, wobei die Abdichtung gegenüber der äußeren Zylinderwand über eine pulsierend gelagerte Verdrängerplatte bewirkt wird, wie dies beispielsweise in der DE-10 2004 033 366-A1 beschrieben ist. Eine etwas andere Konstruktion einer derartigen Verdrängermaschine zeigt beispielsweise die DE-10 2004 060 518 A1 , um nur zwei Beispiele aus der Vielzahl derartiger konstruktiver Lösungen zu nennen.
Die vorliegende Erfindung greift die Idee der rotierenden Verdrängerplatte auf, die aber in ihrer Bewegung selbst in radialer Richtung starr ausgeführt werden kann, was konstruktiv einige Dinge, wie beispielsweise die Dichtungen, vereinfacht.
So zeichnet sich zur Erreichung dieses Zieles die Erfindung aus durch einen zylindrischen Arbeitsraum mit einer konzentrisch umlaufenden Verdrängerplatte an einer Antriebs- bzw. Abtriebswelle sowie einer in seitlichen Spurkränzen exzentrisch gegenüber der Verdrängerplatte umlaufenden inneren Zylinderwand, die von der Verdrängerplatte durchsetzt und gegen die Verdrängerplatte abgedichtet ist.
Es sind Lösungen z.B. bei Pumpen bekannt, bei denen die die Druck- und Saugkammern gegeneinander abschließenden Dicht wände gegen die Kraft von Federn in Schächten innerhalb des Exzenters geführt sind, so dass sie im Übergangsbereich von der Druck- zur Saugkammer völlig in dem Exzenter eingeschoben sind, während sie im oberen Umlenkpunkt der größten Kammerbreite am weitesten aus den Schäften ausgefahren sind. Dies erspart sich die Erfindung dadurch, dass bei einer Ausgestaltung der Erfindung die Verdrängerplatte vom Zentrum des Arbeitsraumes ausgehend in ihrer Länge völlig unverändert umläuft, wobei sie lediglich die exzentrisch synchron mitumlaufende Zylinderwand durchsetzt.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn an der An- bzw. Abtriebswelle mit Verdrängerplatte eine konzentrische, mitumlaufende Zylinderscheibe vorgesehen ist, die von der exzentrisch spurgeführten Zylinderwand umlaufen wird.
Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass auf diese Art und Weise zwei wenn auch unterschiedlich große Arbeitsräume z.B. einer Pumpe oder eines Verdichters geschaffen werden können, nämlich ein Arbeitsraum, der außerhalb der exzentrisch umlaufenden Zylinderwand zwischen dieser und der äußeren stehenden Zylinderwand gebildet ist und der innere, der zwischen der exzentrisch umlaufenden Zylinderwand einerseits und der angesprochenen Zylinderscheibe andererseits gebildet ist.
Vorteilhaft kann es in weiterer Ausgestaltung sein, wenn die Verdrängerplatte an einer zentrisch umlaufenden Hohlwelle befestigt und gegen die stehende äußere Zylinderwand abgedichtet ist.
Demgegenüber kann auch vorgesehen sein, dass die konzentrisch umlaufende Verdrängerplatte an einer außen umlaufenden Hohlwelle befestigt und gegen eine innere stehende Zy linderwand abgedichtet ist, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht.
Die Ausbildung einer umlaufenden Zylinderwand als Hohlwelle hat unterschiedliche Vorteile, die insbesondere darin liegen, zur Drehmomentaufbringung bzw. Drehmomentabnahme Zahnkränze bzw. Ritzel einzusetzen, so dass in Konstruktionsvariante vorgesehen ist, dass die innen konzentrisch umlaufende Hohlwelle bzw. die außen konzentrisch umlaufende Hohlwelle mit einer Innen- bzw. Außenverzahnung versehen ist.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, wenn die Kraft- und Arbeitsmaschine als Pumpe ausgestaltet ist, dass der zwischen exzentrisch spurkranzgeführter Zylinderwand und der äußeren sowie der inneren Zylinderwand gebildete Arbeitsraum je mit einem Zu- und einem Abfluss für die Zufuhr bzw. Abfuhr eines Fluids ausgerüstet ist, so dass beispielsweise zwei, wenn auch unterschiedlich große Kammern zur Verfügung stehen, die als Pumpen- bzw. Verdichterkammern in einer einzigen Maschine untergebracht sind.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in
1 in Seitenansicht das Prinzip einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine sowie in
2 und 3 abgewandelte Ausführungsbeispiele jeweils als Prinzipzeichnung.
Die in 1 allgemein mit 1 bezeichnete Arbeitsmaschine soll z.B. als Pumpe dienen mit einem Fluidzufuhrstutzen 2 und einem Fluidabführstutzen 3, wobei Zufluss und Abfluss durch kleine Pfeile angedeutet sind.
Ein zylindrischer Arbeitsraum, allgemein mit 4 bezeichnet, wird von einer entsprechenden zylindrischen Wand 5 eines nicht näher dargestellten Maschinengehäuses umschlossen. Um das Zentrum, z.B. an einer Welle 6, ist drehbar eine Verdrängerplatte 7 vorgesehen, die gegenüber der Innenfläche der zylindrischen Gehäusewand 5 abgedichtet ist, was hier nicht näher dargestellt ist. Die Verdrängerplatte 7 wird über einen nicht näher dargestellten Antrieb rotiert, was durch einen kleinen Pfeil 8 angedeutet ist. In den Seitenwänden des Gehäuses sind exzentrische Führungsnuten oder Spurkränze vorgesehen, in denen eine Zylinderwand 9 rotiert, die von der Verdrängerplatte 7 durchsetzt ist und, was wiederum nicht näher dargestellt ist, gegenüber dieser über Dichtungen 10 abgedichtet ist.
Wird nun in 1 die Verdrängerplatte 7 über den nicht näher dargestellten Antrieb im Uhrzeigersinn gedreht, kann über den Stutzen 2 Fluid angesaugt werden. Dieser Saugbereich der Pumpe 1 ist mit 4a bezeichnet, während der Druckbereich 4b das sich in der Kammer 4 befindliche Fluid durch den Stutzen 3 auspresst.
In 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei hier funktionsmäßig gleiche Teile das gleiche Bezugszeichen tragen, in Abwandlung ggf. versehen mit Kleinbuchstaben.
Auch in 2 ist die Arbeitsmaschine 1 als Pumpe gestaltet, wenn auch mit zwei Arbeitsräumen 4 und 11, wobei der Arbeitsraum 4, der durch den die exzentrische umlaufende Zylinderwand 9 definierten Raum zwischen dieser einerseits und dem zylindrischen Wand 5 andererseits gebildet ist, während der innerhalb der zylindrischen umlaufenden Wand 9 gebildete Arbeitsraum 11 von deren Innenfläche einerseits und einem konzentrisch umlaufenden Zylinder 12 andererseits definiert wird, natürlich mit seitlichen, in der Figur nicht näher dargestellten Randplatten. Erkennbar kann bei einer im Uhrzeigersinn umlaufenden Verdrängerplatte 7 durch den Stutzen 2 Fluid angesaugt und über den Stutzen 3 abgeführt werden, ähnliche Stutzen können z.B. in den nicht näher dargestellten seitlichen Randplatten vorgesehen sein, und zwar für den inneren Pumpraum, so eine angedeutete Ansaugöffnung 13 und eine Ausführöffnung 14.
Auch angedeutet ist strichpunktiert, dass z.B. die konzentrisch umlaufende Wand des konzentrisch umlaufenden inneren Zylinders 12 mit einer Innenverzahnung 15 ausgerüstet sein kann, die z.B. von einem Ritzel 16 zum Antrieb beaufschlagbar ist.
Schließlich zeigt 3 wiederum ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel. So ist dort ein feststehender innerer Zylinder 17 vorgesehen als Teil einer Arbeitsmaschine 1a der von einem rotierenden Außenzylinder 18 umkreist wird mit Außenverzahnung 19 Z.B. für den Eingriff eines Ritzels 20.
Wie sich aus 3 ergibt, wird die Verdrängerplatte 7a von diesem äußeren sich drehenden Zylinder 18 bewegt und ist gegen den inneren stehenden Zylinder 17 mittels einer Dichtung 10a abgedichtet. Sie durchsetzt auch hier eine exzentrische, sich synchron mitdrehende Zylinderwand 9a, auch hier sind die Zu- und Abflüsse angedeutet mit 2a und 3a bzw. innen mit 13a und 14a bezeichnet.
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können insbesondere die geometrischen Zuordnungen der einzelnen die Kammern bildenden Zylinderwände anders gestaltet sein als hier abgebildet, An- und Abtriebe können unterschiedlich gestaltet sein u. dgl. mehr.

Claims

Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine (1), gekennzeichnet durch einen zylindrischen Arbeitsraum (4) mit einer konzentrisch umlaufenden Verdrängerplatte (7) an einer Antriebs- bzw. Abtriebswelle (6) sowie einer in seitlichen Spurkränzen exzentrisch gegenüber der Verdrängerplatte (7) umlaufenden inneren Zylinderwand (9), die von der Verdrängerplatte (7) durchsetzt und gegen die Verdrängerplatte (7) abgedichtet ist.
Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der An- bzw. Abtriebswelle mit Verdrängerplatte (7) eine konzentrische, mitumlaufende Zylinderscheibe vorgesehen ist, die von der exzentrisch spurgeführten Zylinderwand (9) umlaufen wird.
Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerplatte (7) an einer zentrisch umlaufenden Hohlwelle (15) befestigt und gegen die stehende äußere Zylinderwand (5) abgedichtet ist.
Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konzentrisch umlaufende Verdrängerplatte (7a) an einer außen umlaufenden Hohlwelle (18) befestigt und gegen eine innere stehende Zylinderwand (17) abgedichtet ist.
Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innen konzentrisch umlaufende Hohlwelle (12) bzw. die außen konzentrisch umlaufende Hohlwelle (18) mit einer Innen- (15) bzw. Außenverzahnung (19) versehen ist.
Rotationskolben-Kraft- oder Arbeitsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Maschine als Rotationspumpe ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen exzentrisch spurkranzgeführten Zylinderwand (9) und der äußeren sowie der inneren Zylinderwand gebildete Arbeitsraum (4, 11) je mit einem Zu- und einem Abfluss (2, 3 bzw. 13, 14) für die Zufuhr bzw. Abfuhr eines Fluids ausgerüstet ist.