DE2100032A1 - Selbstandruckendes, axialbestromtes von Druckfluid durchstromtes Zellenaggre gat - Google Patents
Selbstandruckendes, axialbestromtes von Druckfluid durchstromtes Zellenaggre gatInfo
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- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
- F01C19/08—Axially-movable sealings for working fluids
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Description
DiPL-ING. GRÄMKOW dr. MCLLiR-BORE 2100032
DlPL-PHYS. DR. MANlTZ DIPL-CHEM. Dft. DEUFcL DIPL-ING. FINSTERWALD
PATENTANWÄLTE
7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) MARKTSTRASSE 3 ^O. 12 .1970
7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) MARKTSTRASSE 3 ^O. 12 .1970
E 63 Gr/Bt 2/5
Anmelder;
Karl Eickmann, 2420 Isshiki, Hayama-machi, Kanagawa-ken / Japan
"Selbstandrückendes, axialbeströmtes, von Druckfluid durchströmtes Zellenaggregat"
Die Erfindung betrifft ein selbstandrückendes, axialbeströmtes,
von Druckfluid durchströmtes Zellenaggregat mit zwischen
einem Rotor, einem Verschlußkörper, einer Rotorendwand und einem Steuerkörper gebildeten, von Fluid durchströmten Arbeitskammern .
Solche von Druckfluid durchströmte Zellenaggregate sind insbesondere
Flügelpumpen, Flügelkompressoren, Flügelmotore, Flügelgetriebe, Zahnradpumpen, Zahnradmotore, Troehoidzellenpumpen,
Trochoidzellenmotore oder Flügelzellenaggregate bzw. Schlitzzellenaggregate, in welchen die die Arbeitszellen enthaltende
Rotoranordnung mittels im Rotoraggregat angeordneter Druckmittel gegen ein die Rotoranordnung lagernden Steuer-
körperteil angedrückt wird und dadurch die Lackageverluate
im Steuerspalt zwischen Rotoranordnung und Steuerkörperteil
minimal gehalten werden.
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Es soll nun ein derartiges Zellenaggregat geschaffen werden,
welches einerseits besonders einfach herzustellen ist und bei dem andererseits die Regelung der Anpressung der Rotoranordnung
an den Steuerkörperteil selbsttätig und zuverlässig erfolgt.
Das Aggregat hat deshalb besonders hohen volumetrisehen und
Gesamt- Wirkungsgrad und folglich hohe Leistung. Zellenaggregate haben sich als Pumpen, Motoren, Getriebe und auch
als Kompressoren in der Praxis ausgezeichnet bewährt. Ihre volumetrisehen Verluste waren jedoch infolge von Leckagen
noch hoch. In meinem USA-Patent Nr. 2 975 716 ist zwar ein
Rotoraggregat offenbart, das hochdruckfähig und dicht ist. Doch hat auch dieses noch hohe volumetrische Verluste in dem
fluiddurchströmten Steuerspalt des Aggregates. Auch meine
ältere Patentanmeldung hat noch Mangel, und zwar treten in dem Aggregat nach dieser älteren Patentanmeldung Leckagen
deshalb auf, weil die Flügel nicht einwandfrei an den die Arbeitskammer umgebenden Verschlußring (Kapselring) gedrückt
werden. Dieser Mangel beruht, wie durch die gegenwärtige Erfindung erkannt wird, auf einem Mangel der Steuerung der
Schlitzbeaufschlagung und der Andrückung des Rotoraggregates an den Steuerkörper.
Durch die Erfindung werden die Mängel der Vortechnik einge
schränkt oder überwunden und es wird ein dichtes und leistungsfähiges Aggregat geschaffen.
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Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß in einem Rotoraggregat,
welches zwischen einem Rotor, Rotorendwänden und einem umgebenden Verschlußkörper gebildete Arbeitskammer
aufweist, in den einen Endwänden des Aggregates Rotorkanäle zur Verbindung der Steuerkörperkanäle mit
den Arbeitskammern angeordnet sind und im Rotoraggregat Pluiddruckkammern
mit axialen fluiddruckbeaufschlagten Druckkörpern
angeordnet sind. Dadurch wird die Rotoranordnung
oder Rotoreinheit mit ihrer rotierenden Endfläche an die Statorsteuerfläche des Statorsteuerkörpers gedrückt und
der Leckverlust zwischen Rotor und Stator eingeschränkt.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind auch den Schlitzkammern
der Flügel Rotorkanäle und fluidbeaufschlagte Druckkörper
zugeordnet und verbunden.
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß im stationären Steuerkörper gesonderte Steueröffnungen für die Beaufschlagung
der Schlitzkammern im Rotoraggregat und neben Steueröffnungen für die Beaufschlagung der Arbeitskammern angeordnet
sind; ein weiteres Merkmal der Erfindung ferner darin, daß im Rotoraggregat zwei verschiedene Fluidkammersysteme angeordnet
sind, von denen eines, mit den HauptsteuerÖffnungen
*d€s Steuerkörpers periodisch verbundenes Fluldkammersystem die eigentlichen Arbeitskammern, die damit verbundenen Rotorka-
das näle und die damit verbundenen Fluiddruckräume einschließt und/
andere, mit den Öffnungen zur Schlitzsteuerung im Steuerkörper
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verbundenes Fluidkammernsystem die die Flügel beinhaltenden Schlitzkammern, die damit verbundenen Rotorkanäle und die damit
verbundenen Fluiddruckkammern beeinschließt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden ersichtlich
anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zellenaggregates,
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen fluiddurchströmten
Zellenaggregates,
Fig. 3 zeigt einen Teil der Fig. 2 in gesonderter Darstellung,
Fig. 4 bis 9 zeigen ebenfalls Teile der Fig. 2 in gesonderter Darstellung,
Fig. 10 und 11 sind schematisehe Darstellungen zur Veranschaulichung
des Kräfteangriffs an die Flügel eines Flügelzellenaggregates,
Fig. 12 ist ein Querschnitt durch Fig. 1 entlang XII-XII, Fig. 13 ist ein Querschnitt durch Fig. 1 entlang XIII-XIII,
Fig. 14 und Fig. 15 sind Querschnitte durch Fig. 1 entlang der Schnittlinie XV-XV und
Fig. 16 ist ein Querschnitt durch Fig. 1 entlang der Schnittlinie XVI-XVI.
Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines von Druckfluid durchströmten Zellenaggregates nach Fig. 1 und 16 sind die ein-
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zelnen Arbeitskammern zwischen dem Rotor 21, dessen Endwänden 21 und 22 und dem umgebenden Verschlußkörper (Kapselring) 18
angeordnet. Die einzelnen Kammern sind mit den Positionsnummern 23,24,25*26,27,28 versehen und können je nach Type des
Zellenaggregates Troehoidkammern, Zahnradkammern, Innenzahnradkammern
oder auch Flügelzellen sein. Im Ausführungsbeispiel sind es Flügelzellen, die durch die Flügel 19 voneinander
getrennt sind. Der Verschlußkörper ist exzentrisch zum Rotor 18 angeordnet, und dadurch werden die einzelnen fluiddurch- w
strömten Zellen beim Rotorumlauf periodisch vergrößert und verkleinert. Die Vergrößerung und Verkleinerung der Zellen
kann aber auch durch mehrfache Ausbauchung des zentrisch angeordneten Verschlußkörpers erfolgen, wie bekannt. Der Rotor
20 ist zusammen mit seinen Endwänden 21 und 22 auf einer Welle 12 gelagert, während eine Welle 12 in Lagern 13 im
Gehäuse oder dessen Deckeln 11 umlauffähig gelagert ist.
Im Heckdeckelteil des Gehäuses 11 befinden sich in beispiel- A
hafter Weise die Fluidleitungsanschlüsse 128 und 129 für die Zuleitung und Ableitung des Arbeitsfluids von und zu dem
Aggregat 11. Am Gehäusedeckelteil 11 ist der stationäre Steuerkörper 30 angeordnet, der auch mit dem Deckelteil aus einem Stück
bestehen kann, und die dem Aggregat zugekehrte Endfläche des Steuerkörpers 30 ist die stationäre Steuerfläche, auf der der Rotor
umläuft. Im Steuerkörper 30 befinden sich die Steueröffnungen
36 und 37»Am anderen Aggregatende befinden sich vom Gehäusefrontdeckel
nach innen,dem Aggregat zugekehrt,die Axialdruckla-
20,21,22 gerteile 14,15,16. Die Rotoranordnung/ist zwischen den Steuer-
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körper 30 und das Axial-Drucklager Ι4,15,1β eingesetzt und
dadurch in dem Aggregatgehäuse 11 gehalten. Der die Arbeitskammern
oder Flügelzellen, Zahnradzellen oder Trochoidzellen 23 bis 28 umschließende Verschlußkörper 18 kann als umlaufender
Kapselring ausgebildet werden, wie aus meinen älteren Patenten bekannt, oder er kann auch, wie in Pig. I, im Gehäuse
11 direkt gelagert und/oder gehalten sein. Beispielsweise ist er im Gehäuse 11 durch den Keil 17 gegen Verdrehung gesichert,
aber seine axiale Beweglichkeit relativ zum Gehäuse
da
11 bleibt/durch erhalten und gesichert, daß sein Sitz im Gehäuse, entsprechend axiale Bewegungsfreiheit zulassend, ausgebildet
ist. Falls das Aggregat als Plügelzellenaggregat ausgebildet ist, wie nach den jetzt beschriebenen Figuren, dann
laufen die Flügel 19 in den Schlitzen 78 auswärts und einwärts
und unterteilen dabei den Arbeitsraum zwischen Rotor 20, Rotorendwand 21, Rotorendwand 22 und Verschlußkörper 18 in die einzelnen
Flügelzellen 23 bis 28. Beim Rotorumlauf vergrößern und
verkleinern sich die Flügelzellen oder Arbeitskammern 23 bis
28 periodisch und dabei strömt Fluid teilweise unter Druck in bekannter Weise durch das Zellenaggregat.
Die erfindungsgemäße Besonderheit und Neuheit des Zellenaggregates
nach Fig. 1 und 12 bis Io besteht nun darin, daß in der Rotorendwand 22 die Pluiddruckkammern 31 sowie ferrit die
Verbindungskanäle 33 zwischen einer Arbeitszelle und einer zugeordneten Fluiddruckkammer 33.» die Zelle und die Kammer verbindend,
angeordnet sind, in den Fluiddruckkammern 33 in diesen
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axial verschiebbar aber dichtend Verschluß-Druckkörper 39 gegebenenfalls mit Dichtungen eingesetzt sind, die genannten
Verschluß-Druckkörper rückwärtig auf dem umlaufenden Teil 15
des Axial-Drucklagers 14,15*16 gelagert sind und eine Rotorpassage
(Rotorkanal) 35 von jeder einzelnen Arbeitszelle aus
durch die Rotorendwand 21 angeordnet ist und während dem Rotorumlauf periodisch wechselnd mit den Steueröffnungen 36 und 37
im Steuerkörper 30 verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, daß zu gleichen Zeiten gleicher Druck in den Räumen 129,36,35,in äk
den verbundenen Zellen 23 bis 28 teilweise und in den Räumen 33 und 31 herrscht. Während einer anderen Umlaufhalfte herrscht
entsprechend gleicher Druck zu gleicher Zeit in einem Teil der Zellen 23 bis 28 sowie in den Räumen 128,37,35,31 und 33. Aus
den Räumen 31 drückt der Fluiddruck in einer Axialrichtung gegen den Verschluß 39 und diesen gegen den Lagerring 15* in
der anderen Axialrichtung aber gegen die Rotorendwand 22. Die Rotorendwand 22 wird dann ihrerseits gegen den Rotor 20 gedrückt
und der Rotor 20 wird, dadurch gegen die Rotorendwand 21 gedrückt, während die Rotorendwand 21 gegen den Steuerkörper 30
gedrückt wird. Der Passungsspalt zwischen der Rotorendwand 21 und dem Steuerkörper 30 wird dadurch so klein gehalten, daß die
Leckage durch ihn minimal wird. Es kommt lediglich darauf an, die Lage und die Abmessung der Pluiddruckkammern 31 richtig zu
•bemessen. Gegebenenfalls kann die Abmessung der Pluiddruckkammern 31 in ihren Querschnitten so groß gewählt werden, daß die
Teile des Rotoraggregates dann nicht einmal mehr durch Bolzen zusammengehalten werden müssen. Auch die Spalte zwischen Plü-
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geln 19 und Endwänden 21-22, sowie die Spalte zwischen Verschlußkörper
18 und Rotorendwänden 21-22 sowie zwischen Rotor 20 und Rotorendwänden 21-22 können dadurch klein oder zu Null
gehalten werden.
Im Schnitt der Fig. 15 ist die Normalausführung gezeigt, bei der die Bolzen 77 durch den Rotor 20 und die Rotorendwände 21
und 22 angeordnet sind und dadurch die Teile des Rotoraggregates zusammengeschraubt sind. Die Querschnitte durch die Fluiddruckkammem
3I und/oder 32 brauchen dann nur relativ klein zu
sein, da der Querschnitt durch den Steuerspalt zwischen den Teilen 21 und 30 dann auch relativ klein sein kann. Im Gegenteil
dazu ist in Pig. 14 gezeigt, daß man die Bolzen 77 zur
Zusammenhaltung des Rotoraggregates erfindungsgemäß auch fortlassen
kann. Das ist aber nur dadurch möglich, daß man die Querschnitte durch die Fluiddruckkammern 3I und/oder 32 entsprechend
groß ausbildet. Und zwar müssen die Querschnitte durch die Pluiddruckkammern 3I und/oder 32 dann so groß ausgebildet
werden, daß ihre Querschnittssumme einen Anpreßdruck bewirkt,
der größer ist als der axiale Fluiddruck im Steuerspalt zwischen dem Steuerkörper 30 und dem Rotorteil 21. Dann wird das Zusammendrücken
der Teile lediglich durch den Fluiddruck in den Fluiddruckkammern 31 und/oder 32 möglich und die Bolzen 77 können
dann erfindungsgemäß fortgelassen werden. Es ist deshalb in den Fig. 1.4 und 15 gezeigt, daß große Pluiddruckkammernquerschnitte
3I-32 notwendig sindm wenn keine Bolzen 77 gesetzt werden,und
daß kleinere Querschnitte durch die Fluiddruckkammern 3I und/oder
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32 ausreichend sind, wenn Bolzen 77 zwecks Zusammenschrauben oder Zusammenhalten der Rotorteile angeordnet sind.
Der in der Zeichnung als Flügelzellenrotor dargestellte Rotor 20 kann natürlich auch als Trochoidrotor ausgebildet werden,
und der Verschlußring 18 kann als umlaufender, innen mit Trochoidformen versehener Rotor ausgebildet werden, so daß
sich zwischen dem dann umlaufenden Trochoidrotor 20 und dem umlaufenden Trochoidrotor 18 die bekannten Trochoidkammern
ausbilden und ihr Volumen periodisch vergrößern und verkleinern, wenn die Rotoren umlaufen. Die Rotorendwand 21 bleibt
dann angeordnet oder sie kann auch fortgelassen werden, da ja die Trochoidkammern dann direkt mit den Steueröffnungen
36 und 37 des Steuerteiles 30 periodisch verbunden werden können. Das Andrücken der Rotoranordnung an den Steuerkörperteil
30 erfolgt dann in beiden Fällen mit oder ohne Endwand 21 mittels der Andruck-Fluiddruckkammern 3I i*1 der Endwand 22.
Der Rotor 20 kann auch als Zahnradrotor ausgebildet sein. Der Verschlußkörper l8 kann als Innenzahnkranz umlaufend angeordnet,
ausgebildet werden. Dann erhält man eine Zahnradpumpe oder einen Zahnradmotor, bei dem das Andrücken der Rotorteile an
die Statorsteuerfläche des Steuerkörpers 30 mittels der Fluiddruckkammer^
31 und/oder 32 in der Rotorendwand 22 erfolgt. Wenn man den Rotor 20 als Zahnradrotor ausbildet, den Versohluß
teil 18 umlaufend und als Zahnring mit Innenverzahnung ausbildet, erhält man eine Innenzahnradpumpe oder einen Innenzahnradraotor,
bei dem die umlaufenden Teile mittels der Fluiddruck-
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kammern 31 und/oder 32 gegen den Statorsteuerteil 30 gedrückt
werden. Im letzteren Falle kann man wiederum die Rotorendwand 21 gegebenenfalls fortlassen, da die Innenzahnradkammern dann
direkt periodisch beim Umlauf mit den Steueröffnungen 36 und
37 abwechselnd verbunden werden. Ein Teilerkörper, der dann den Hochdruck und den Niederdruckraum des Innenzahnradzellenaggregates
voneinander trennt, kann zwischen Rotor 20 und Verschlußrotor l8 dann eingepaßt und am Steuerkörperteil 30 befestigt
werden.
In einer meiner älteren Patentanmeldungen war bereits vorgesehen, einen Rotor mit Endhauben zu versehen, zwischen dem
Rotor und den Endhauben Rotorendwände anzuordnen und in einer der Endhauben Pluiddruckkammern anzuordnen und deren Verschlüsse
auf dem umlaufenden Teil eines Axialdrucklagers zu lagern und so das Rotoraggregat gegen den Steuerkörper zu drücken.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die in meiner älteren Patentanmeldung beschriebene Ausführung nicht ausreichend bei hohen
Drücken funktioniert. Das ältere Ausführungsbeispiel ist deshalb nur begrenzt einsatzfähig gewesen. Und zwar treten in dem
älteren AusfUhrungsbeispiel Leckagen um die Flügelaußenkanten herum, zwischen Flügeln und Verschlußring auf. Durch die gegenwärtige
Erfindung werden die Ursachen dieses Mangels der älteren Erfindung erkannt und beseitigt. Der Mangel der älteren
Erfindung beruhte auf einer unzulänglichen Behandlung der Schlitz räume im Aggregat, wodurch unstabile oder unkontrollierte Druckverhältnisse in den Schlitzräumen entstanden.
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Zwecks Überwindung dieses Nachteils wird nunmehr erfindungsgemäß jedem Schlitzraum 78 eine durch die Rotorendwand 21 erstreckte
Rotorpassage 38 zugeordnet und diese wird beim Rotorumlauf
periodisch mit den Steueröffnungen, die der Steuerung
der Schlitzräume dienen, verbunden. Im S teuer teil j50 werden entsprechend Steueröffnungen angeordnet, die der Verbindung
der Schlitzräume 78 über die Rotorkanäle 58 mit Fluiddruckräumen
im Steuerteil J5O dienen. Die einfachste Ausführung
solcher Steueröffnungen zur Steuerung der Schlitzkammern 78 w ist ein nicht gezeichneter Ringkanal im Steuerkörper j50, in
den die Rotorkanäle 38 während des ganzen Rotorumlaufs münden
und der durch den Kanal 4j der Fig. 12 immer mit einem Räume
unter hohem Fluiddruck verbunden sein kann. Die Schlitzräume sind in diesem (nicht gezeichneten) erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
dann zu allen Zeiten mit hohem Fluiddruck gefüllt und die Flügel 19 werden dann permanent nach außen
gegen den Verschlußring 19 gedrückt, so daß die einzelnen Flügelzellen 23 bis 28 durch die Flügel 19 immer einwandfrei voneinander
getrennt sind und Leckage über die Flügelaußenkanten vermiföen ist.
Die beschriebene Ausführung ist sicher im Betrieb und dauerhaft anwendbar. Im Ausführungsbeispiel der Steueröffnungen nach
der Fig. 12 ist eine noch rationellere beispielhafte Ausführung gezeigt, bei der die Schlitzräume 78 nur während eines Teiles
des Rotorunifetufs unter Hochdruck gehalten sind, Zum Verständnis
dieser Anordnung ist in der Schnittfigur 13 gezeigt, wie
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die Rotorkanäle 35 und 38 dann angeordnet sind. Die Rotorkanäle
35 in der Rotorendwand 21 sind die, die zu den Flügelzellen
23 bis 28 führen und die Rotorpassagen 38 in der
Rotorendwand 21 sind die, die in die betreffenden Schlitze im Rotoraggregat münden. Wenn die Rotorendwand 21 über die
Steuerfläche des Steuerkörpers 30 umläuft und an ihm dichtend
gleitet, dann sind die Rotorkanäle 35 während etwa eines halben Rotorumlaufs mit der Steueröffnung 36 verbunden und
während des anderen etwa halben Umlaufs sind sie mit der Steueröffnung 37 verbunden. Das ist insoweit eine durchaus
normale Ausführung zur Beaufschlagung der Flügelzellen 23 bis 28. Erfindungsgemäß sind aber noch die Rotorpassagen
zu den Schlitzräumen 78 angeordnet und diese sind, wie aus
Fig. 13 besonders deutlich sichtbar, radial zu den Rotorkanälen 35 versetzt, und zwar entweder radial einwärts oder radial
nach auswärts. In Fig. 13 sind sie radial einwärts versetzt gezeichnet. Zwecks Beaufschlagung der Schlitzräume 78 abwechselnd
mit Hochdruckfluid und abwechselnd mit Niederdruckfluid
sind nun erfindungsgemäß die Steueröffnungen mit radialen Ausbauchungen, radialen Erweiterungen 51 und 52 versehen, die so
weit radial ausgedehnt sind, daß die Steuerfenster 38 über sie gleiten, wenn das Rotoraggregat umläuft. Während erfindungsgemäß
ein Rotorkanal 38 über die Ausbauchung 51 gleitet, hat der betreffende Schlitz 78 den Druck der Steueröffnung 36,und
während ein betreffender Rotorkanal 38 über die Steuerausbauchung 52 gleitet, hat der betroffene, verbundene Schlitzraum
78 den Druck der Steueröffnung 37. Dadurch sind während
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dieser Perioden die Flügel 19 radial innen und außen von gleich hohen Drücken beaufschlagt und die Reibung zwischen
Flügeln 19 und Verschlußkörper 18 ist dadurch verringert.
Es ist nun erfindungsgemäß auch notwendig, während der Zeiten, da eine betreffende Arbeitszelle 23 bis 28 über einen oberen
oder inneren Totpunkt zwischen den Steueröffnungen 36 und 37
läuft, die benachbarten Schlitzräume 78 mit Hochdruckfluid zu
beaufschlagen, damit die Flügel radial von innen her einen höheren Fluiddruck erhalten, als aus den Arbeitszellen radial
von außen her. Zu dem Zwecke sind erfindungsgemäß im Steuerkörper
30, Fig. 12, die Schlitzraum-Umsteuerbogen - Steueröffnungen 53 und 54 angeordnet. Sie liegen radial gesehen in
gleicher Höhe wie die Rotorkanäle 58,und die Rotorkanäle 38 gleiten beim Rotorumlauf über sie. Die Umsteuer-Steueröffnungen
53 und 54 sind, wie beispielhaft im Schnitt der Fig.12
gezeigt, jeweils mit der Steueröffnung des höheren Fluiddruckes verbunden; beispielsweise über die aus meinem älteren
US-Patent 2 975 716 bekannte Umsteueranordnung eines Kolbens
in einem Zylinder 65, wodurch mittels Kanäle 55>43 oder 58
jeweils eine Verbindung zwischen dem Raum 36 oder 37* der gewird
rade den höheren Fluiddruck hat,und dem Raum 43 hergestellt,
der mit den Steueröffnungen 53 und/oder 54 verbunden ist. Die
Rotorkanäle 38, die zu den Schlitzräumen 78 verbunden sind,
gleiten also beim Rotorumlauf periodisch nacheinander über die Steueröffnungen 51,54,52,53 oder in umgekehrter Reihenfolge, und die Flügel und die Schlitzräume 19 und 78 werden dadurch während drei Umlaufphasen mit Hochdruck und während
einer Umlaufphase mit Niederdruck beaufschlagt. Erflndungsge-
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maß werden also während des Rotorumlaufs Schlitzraumgruppen
gebildet, die abwechselnd aus Schlitzraum 78, Rotorfeanä]si38,
Verbindung 34, Druckkammer 32 und Steueröffnung 51j dann aus
Schlitzraum 78, Rotorkanal 38, Verbindung 34, Druckkammer 32 und Steueröffnung 54; dann aus Schlitzraum 78, Rotorkanal 38,
Verbindung 34, Druckkammer 32 und Steueröffnung 52 und dann
aus Schlitzraum 78, Rotorkanal 38, Verbindung 34, Druckkammer 32 und Steueröffnung 53 bestehen. Die jeweiligen Verbindungen
sind den Druckkammern 32 und diese den betreffenden Schlitzkammern
78 zugeordnet. Durch die durchgehende, erfindungsgemäße Verbindung der Steueröffnungen 51 bis 54 über die Rotorkanäle
38, die Schlitzräume 78 und die Verbindungsfluidleitungen 34 zu den Druckkammern 31 wird ein richtiges Andrücken der
Flügel 19 an den Verschlußring, ein richtiges Andrücken des Rotoraggregates an den Steuerkörper und ein richtiges Andrücken
des Rotoraggregates an den Steuerkörper 30 erfindungsgemäß sichergestellt. Die Mängel des Aggregates der älteren Erfindung
und die Mangel der bisherigen Einrichtungen sind dadurch völlig eingeschränkt oder teilweise sogar gänzlich überwunden worden.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 9 ist ein Flügelzellenaggregat
gezeigt, in dem an den Rotor 481 die Rotorendwände und 485 und die Rotorendhauben 96 und 485 angeordnet sind und
mit ihm zusammen umlaufen. Die Schlitzkammern 93 erstrecken sich zwecks Lagerung der Flügel 79 in die Endwände 84 und 483 hinein
und durch diese hindurch. Die den Arbeitszellen zugeordneten Fluiddruokkammern 53 befinden sich in der Rotorendhaube 96 und
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enthalten die Druckkörper 55· Die Druckkammern 53 sind mittels
der auch durch die Rotorendwand 84 gehenden Verbindungskanale
58 mit den betreffenden Arbeitskammern oder Rotorkanälen 97 verbunden. Die Rotorkanäle 97 sind durch die die Rotorendwand
48^ und die Rotorendhaube 485 durchsetzende RotorkanalVerlängerungen
98 abwechselnd mit der Steueröffnung 482 oder 583
des Steuerkörpers 58I verbunden, und dadurch werden die betreffenden
Arbeitszellen abwechselnd mit den Fluidleitungsanschlüssen 482 oder 583 verbunden und das Arbeitsfluid durch
das Aggregat geleitet. Erfindungsgemäß ist nun der Schlitzraumanordnung
93 zur Lagerung der Flügel 79 jeweils mindestens eine Fluiddruekkammer 99 in der Endhaube 9β zugeordnet und durch den
Verbindungskanal 52 mit dem Schlitzraum 93 verbunden, wobei durch die Rotorendhaube 485 hindurch sich erstreckend eine Rotorkanalverlängerung
42 angeordnet und mit dem betreffenden Schlitzraum 93 verbunden ist. Der Rotorkanal 42 zum Schlitzraum
93 ist Jeweils radial versetzt relativ zu den benachbarten, zu der Arbeitszelle führenden Rotorkanalverlängerungen 98. Die
SteuerÖffnungen des Steuerkörpers 58I müssen entsprechend sinngemäß
ausgebildet werden, wie die in Zusammenhang mit den anderen Figuren beschriebenen Steueröffnungen. Fig. 3 bis 9 zeigen
die Teile des Aggregates nach Fig. 2 in gesonderter Darstellung zum besseren Verständnis derselben. Das Aggregat nach den genannten
Figuren ist besonders hochdruckfähig.
Das ist einmal dadurch erreicht, daß die Flüge!anordnungen 79
in aus meinem US-Patent 2 975 716 bekannter Weise auch in den
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Rotorendwänden gelagert sind und zum anderen dadurch, daß die
Rotorteile aus den Pluiddruckkararaern 53 heraus und aus den
Fluiddruckkammern 99 heraus gegen die Steuerfläche des Steuerkörpers
53l gedrückt sind und zum anderen aber auch dadurch, da£
erfindungsgemäß die Schlitzräume 99 richtig und zweckdienlich mit Pluiddruckräumen im Steuerkörper 58I und den Andruckkammern
99 verbunden sind und dadurch die Flügelanordnungen 79 zu allen
Zeiten mit dem richtigen Anpreßdruck gegen den Verschlußkörper 7 gedrückt werden. Lackagen an den Flügeln und Leckagen im Steuerspalt
sind dadurch erfindungsgemäß auf ein Minimum reduziert und die Reibungen auch. Der Verschlußkörper 7 kann, wie bekannt, in
Lagern 5 im Gehäuse 1, 5 umlauffähig gelagert sein.
Bei den Ausführungsbeispielen können die Schlitzräume 79 oder 93 jeweils als reine Räume zur Lagerung der Flügel verwendet
werden, oder sie können als Motoraggregat oder Pumpaggregat mit Verwendung finden, z.B. mittels der Ausbildung nach Fig. 12
und 13· Diese Ausführung kann auch für Fig. 2 gewählt werden.
Die Durchflußmenge Fluid, die dann durch die Schlitzräume strömt wird dann der Durchflußmenge durch die Zellen zuaddiert, und ent
sprechend ist die Leistung des fluiddurchströmten Aggregates
dann vergrößert. Auch für die Ausführung nach Fig. 2 usw. ist es wahlweise möglich, das Rotoraggregat mittels Bolzen, Büchsen,
Nieten od.dgl. zusammenzuhalten, oder aber die Querschnitte durch die Fluiddruckkammern 53 und 93 so groß zu wählen, daß der
Druck aus ihnen heraus auf die betreffende Endhaube 96 alle Roto: teile zusammendrückt und die Rotorteile gegen die Steuerfläche
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des Steuerkörpers 58I drückt. Eine genaue Abstimmung der
Summen der Druckkräfte aus den Andrückkammern 53 und 99
einerseits und aus den den Steueröffnungen und dem Steuerspalt zwischen Rotorendwand 485 und Steuerkörper 581 ist
dann jedoch notwendig. Denn die Summe des Übergewichts der Anpreßkräfte aus den Fluiddruckkammern 53 und 99 darf
nicht zu groß werden, um ein Heißlaufen der Steuerflächen zu vermeiden. w
Die in meiner genannten älteren Patentanmeldung beschriebenen Fig. 10 und 11 verdeutlichen in schematischer Darstellung, wie
die großen Fluiddruckkräfte auf die Flügel das Rotoraggregat
zu zerbrechen suchen oder zu verbiegen suchen und wie mittels der Anordnung der ununterbrochenen Außenstege 91 und Paßstifte
89 das Rotoraggregat gegen tangentiale Durchbiegung der Rotorsegmente bzw. Rotorsektoren verstärkt werden kann.
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Claims (1)
- - 18 - E 63Ansprüche;.y Fluiddur.chströmtes Aggregat mit zwischen einem Rotor, einem Verschlußkorper, einer Rotorendwand und einem Steuerkörper gebildeten, von Fluid durchströmten Arbeitskammern, dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten Rotorendwand (z.B. 22) fluidbeinhaltende Druckkammern (z.B. 31) angeordnet, mit einer Arbeitskammer (z.B. bis 28), z.B. mittels einer Verbindung (z.B. 33)* verbunden und durch in ihnen axial bewegliche, auf einem Lagerteil (z.B.15) gelagerte Verschlüsse (z.B. 39) verschlossen sind.2ο Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem genannten Steuerkörper (z.B. 30) und dem genannten Rotor (z.B. 20) eine Rotorendwand (z.B. 21) angeordnet und mit Rotorkanälen (z.B. 36) durchsetzt ist.3. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (z.B. 20) mit Schlitzen (z.B. 78) und darin gelagerten Flügeln (z.B. 19) versehen und jedem Schlitz (zoB. 78) ein die Rotorendwand (z.B. 21) durchsetzender Rotorschlitzkanal (z.B. 38) zugeordnet ist.1 09830/ 1 2394. Aggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß in dem genannten Steuerkörper (z.B. 30 oder 58I) außer den Steueröffnungen (z.B. 36,37,482,583) für die Steuerung der Arbeitszellen zusätzlich noch Steueröffnungen (z.B. 51,52,53,54) für die Pluidleitende Verbindung zu den Schlitzräumen (z.B. 78,93) über die RotorSchlitzkanäle (z.B. 38,42) angeordnet sind.5. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Rotorendwand, z.B.mittels Verbindungskanäle (z.B. 3^*52), mit einer Schlitzkammer (z.B. 78,93) verbundene Fluiddruckkammern (z.B. 32,99) angeordnet und mit Verschlußkörpern (z.B. 39*55) versehen sind, die auf einem Axiallager lagern.6. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem genannten Rotor (z.B.51*481) und den genannten Rotorendhauben (z.B. 96 und 485) Rotorendwände (z.B. 84,483) angeordnet und mit Schlitzen (z.B.93) zur Lagerung der Flügel· (z.B. 79) versehen sind; die Rotorschlitzkanäle (z.B. 42) sich durch die Rotorendhaube· (z.B. 485) und die Rotorendwand (z.B. 483) erstrecken,die Rotorkanäle (z.B. 97*98), die mit den Arbeitszellen • verbunden sind, durch die Rotorendwand (z.B. 483) und die Rotorendhaube (z.B. 485) sich erstrecken und jeweils ein Schlitzraum zusammen mit dem zugeordneten Rotorschlitzraumkanal (z.B. 42), der Verbindung (z.B. 52) und der Fluiddruckkammer (z.B. 99) eine Raurnmeinheit bildet109830/1239und jeweils eine Arbeitszellenkammer (z.B. 23 Ms 28 usw.) zusammen mit einem Rotorkanal (z.B. 97*98,55)* einer Verbindung (z,B0 33*58) und einer Fluiddruckkammer (z.B. 51,53) eine Raumeinheit bildet und die beiden Raumeinheiten beim Rotorumlauf periodisch oder mindestens zeitweilig mit Steueröffnungen (z.B.36, 37,51,52,53,54,482,583) verbunden sind.7. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte durch die Fluiddruckkammern (z.B. 31) so groß ausgeführt sind, daß der Fluiddruck aus ihnen heraus die Rotoranordnung zusammen und gegen den Steuerkörper (z.B. 3O,58l) drückt.8. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte durch die Fluiddruckkammern (z.B. 53 und 99) so groß bemessen sind, daß die Summe der Fluiddruckkräfte aus ihnen heraus größer ist als die Summe der Fluiddruckkräfte im Passungsspalt zwischen dem Rotoraggregat (z.B. 481,485) und dem Steuerkörper (z.B.58l)9. Aggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Lager (z.B. 9 oder 15) und einem Steuerkörper (z.B. 30 oder 485) ein aus mehreren Teilen bestehendes Rotoraggregat (z.B. 20,21,22,96,84,481,483,485) umlauffähig angeordnet und zwischen diesen Teilen zusammengedrückt ist.10 9 8 3 0/1239Aggregat nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Zusammendrückens des genannten Rotoraggregates im Rotoraggregat auf dem genannten Lager gelagerte Drückkörper angeordnet und im Rotoraggregat begrenzt axial verschiebbar eingepaßt sind.109830/1239
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