DE202014103866U1

DE202014103866U1 - Wälzkörperaggregat

Info

Publication number: DE202014103866U1
Application number: DE201420103866
Authority: DE
Original assignee: UMETEC GERATEBAU GmbH
Current assignee: UMETEC GERATEBAU GmbH
Priority date: 2014-05-04
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2014-09-05
Anticipated expiration: 2024-08-21
Also published as: DE102015100451A1

Abstract

Wälzkörperaggregat, vorzugsweise eine Wälzkörperturbine mit Arbeitszylinder (1), die Hohlwellen zur Durchführung des gasförmigen Medienstromes besitzen, und mit einem zentralen Steuerzylinder (2) als Ventil (2), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Arbeitszylindern (1) ein Steuerzylinder (2) als Ventil (2) mit einer Hohlwelle (3) liegt, die alle auf einer Seite mittels Zahnräder (4) miteinander verbunden und somit synchronisiert sind und der Steuerzylinder (2) an seiner Mantelfläche eine Einbuchtung (5) besitzt, die jeweils einer Ausbuchtung (6) an der Mantelfläche der Arbeitszylinder (1) angepasst ist und somit eine passgenaue Abwälzung an den Mantelflächen garantiert ist.

Description

Wälzkolbenaggregat, vorzugsweise eine Wälzkörperturbine mit zwei Arbeitszylindern und einem Steuerzylinder.
Als naheliegender Stand der Technik wird die Schrift DE 10 2009 011 322 A1 benannt. Diese Erfindung betrifft die Anordnung einer Dampfturbine zum Antrieb von Maschinen und Fahrzeugen jeglicher Art, bei der mehrere Rotationszylinder achsenparallel drehbar gelagert sind und sich tangierend an ihren Mantelflächen berühren. Durch Abwälzung wird eine Dichtwirkung erzielt. Dabei sind mindestens ein Arbeitszylinder und einem Steuerzylinder angeordnet, die mittels einer Antriebseinheit synchron geschaltet sind und dadurch gegenläufig rotierenden. Die Mantelfläche und das umgebende zylindrische Turbinengehäuse bilden einen ringförmigen Arbeitsraum, in welchem ein Impulsflügel rotiert. Dieser Impulsflügel ist biegesteif/elastisch auf dem Arbeitszylinder angeordnet. Die Erfindung betrifft auch die Anordnung von Steuerelementen zur Zuführung und Ableitung der Treibgase, in der Regel Dampf, welche vorzugsweise auf der Lagerachse sowie der Rotationsachse der Arbeitszylinder in Form von definierten überlappenden Achsdurchbrüchen gebildet werden. Beide Achsen, sowohl Achse Arbeitszylinder als auch Achse Steuerzylinder, sind dazu als Hohlachsen ausgebildet.
In der Schrift DE 10 2011 012 126 A1 wird eine Weiterentwicklung der DE 10 2009 011 322 A1 beschrieben. Es handelt sich hierbei um die Anordnung eines Steuerungsmechanismus zur Regelung der Fluidströme in Wälzkolbenverdichtern und funktionsgleichen Aggregaten. Die Wellen der Wälzkolbenzylinder sind als Hohlwellen ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vereinfachung des mechanischen Aufbaus zu erreichen und gleichzeitig eine hohe Verdichterleistung zu erbringen und große Fördermengen zu realisieren.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen zwei Arbeitszylindern ein Steuerzylinder als Ventil mit einer Hohlwelle liegt und alle Zylinder auf einer Seite mittels Zahnräder miteinander verbunden und somit synchronisiert sind und der Steuerzylinder an seiner Mantelfläche eine Einbuchtung besitzt, die jeweils einer Ausbuchtung an der Mantelfläche der Arbeitszylinder angepasst ist und somit eine passgenaue Abwälzung an den Mantelflächen garantiert ist.
Die Einbuchtung des Steuerzylinders und die Ausbuchtungen der Arbeitszylinder müssen zwar passgenau aufeinander abgestimmt sein, lassen sich aber auf modernen Werkzeugmaschinen gut herstellen.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 stellt eine günstige Lösung der Einblasöffnung und Steueröffnung dar.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 sind die Hohlwellen der Arbeitszylinder durch Austrittsöffnungen am Aggregatgehäuse ersetzt. Dies kann zum Beispiel auch eine mechanische Vereinfachung am Aggregat darstellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 die Anordnung eines Steuerzylinders als Ventil zwischen zwei Arbeitszylindern ohne Darstellung des Aggregatgehäuses,
2 den Steuerzylinder mit Hohlwelle in räumlicher Darstellung,
3 die Draufsicht auf den Steuerzylinder mit der Einbuchtung an der Mantelfläche,
4 eine Schnittdarstellung durch den Steuerzylinder im Schnittebene A-A,
5 eine Seitenansicht des Steuerzylinders mit Einblasöffnung und Steueröffnung,
6 das Detail B Einblasöffnung und Steueröffnung und
7 das Detail C aus der Schnittdarstellung. Das Wälzkörperaggregat, vorzugsweise eine Wälzkörperturbine, besteht aus zwei Arbeitszylindern 1 und einem dazwischenliegenden Steuerzylinder 2 als Ventil 2. Das Ventil 2 besitzt eine Hohlwelle 3 als Mediumzuführung. Unter den Arbeitszylindern 1 und dem Steuerzylinder 2 liegen Zahnräder 4, die eine synchronisierte Arbeitsbewegung der Arbeitszylinder 1 und des Steuerzylinders 2 ermöglicht. Durch die Anordnung der Arbeitszylinder 1 mit dem dazwischenliegenden Steuerzylinder 2 und den Zahnrädern 4 wird eine entgegengesetzte Drehrichtung der Arbeitszylinder 1 erreicht. Der Steuerzylinder 2 besitzt an seiner Mantelfläche eine Einbuchtung 5. Die Mantelflächen der Arbeitszylinder 1 besitzen analoge Ausbuchtungen 6. Bei der Drehbewegung des Steuerzylinders 2 greift die Einbuchtung 5 an der Ausbuchtung 6 des Arbeitssuchenden 1 ein. Hierbei ist eine passgenaue Abwälzung der Oberflächen gegeben.
Von der Mitte der Einbuchtung 5 am Steuerzylinder 2 ist im rechten Winkel ein Hohlraum 7 angeordnet, der von der Mantelfläche bis zur Hohlwelle 3 reicht. An der Hohlwelle 3 ist eine Einblasöffnung 8 vorgesehen, die sich in eine Steueröffnung 9 weitet.
Die Funktionsweise des Wälzkörperaggregats ist hierbei folgende. Ein geeignetes gasförmiges Medium wird über ein Rohr in die Hohlwelle 3 und damit in das Ventil 2 eingeführt. Das Medium tritt an der Steueröffnung 9 aus. Dieser Austritt bewirkt, dass der Arbeitszylinder 1 in Rotation versetzt wird. Dadurch, dass alle drei Rotationskörper, das Ventil 2 und die Arbeitszylinder 1 mittels Zahnräder 4 synchronisiert sind, wird mit den Arbeitsbewegungen der Arbeitszylinder 1 mit der Steueröffnung 9 weiterbewegt und das Ventil 2 geschlossen. In der Weiterbewegung aller Drehkörper wird dieser Vorgang um 180 Grad versetzt in die Position gebracht, die den Vorgang am zweiten Arbeitszylinder 1 beaufschlagen kann. Diese Vorgänge laufen ohne Steuereinflüsse durch dritte Teile kontinuierlich und sich ständig wiederholend ab.
Bezugszeichenliste

1: Arbeitszylinder
2: Steuerzylinder, Ventil
3: Hohlwelle des Steuerzylinders
4: Zahnräder
5: Einbuchtung
6: Ausbuchtung
7: Hohlraum
8: Einblasöffnung
9: Steueröffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2009011322 A1 [0002]
DE 102011012126 A1 [0003]
DE 102009011322 A1 [0003]

Claims

Wälzkörperaggregat, vorzugsweise eine Wälzkörperturbine mit Arbeitszylinder (1), die Hohlwellen zur Durchführung des gasförmigen Medienstromes besitzen, und mit einem zentralen Steuerzylinder (2) als Ventil (2), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Arbeitszylindern (1) ein Steuerzylinder (2) als Ventil (2) mit einer Hohlwelle (3) liegt, die alle auf einer Seite mittels Zahnräder (4) miteinander verbunden und somit synchronisiert sind und der Steuerzylinder (2) an seiner Mantelfläche eine Einbuchtung (5) besitzt, die jeweils einer Ausbuchtung (6) an der Mantelfläche der Arbeitszylinder (1) angepasst ist und somit eine passgenaue Abwälzung an den Mantelflächen garantiert ist.
Wälzkörperaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Mitte der Einbuchtung (5) am Steuerzylinder (2) im rechten Winkel ein Hohlraum (7) angeordnet ist, der von der Mantelfläche bis zur Hohlwelle (3) reicht und an der Hohlwelle (3) eine Einblasöffnung (8) besitzt, die sich in eine Steueröffnung (9) weitet.
Wälzkörperaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwellen der Arbeitszylinder (1) durch jeweils eine Austrittsöffnung am Aggregatgehäuse ersetzt sind.
Wälzkörperaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (3) des Steuerzylinders (2) manuell verdrehbar gestaltet ist.