DE2213414A1

DE2213414A1 - Mehrstrom Anpreßvorrichtung in von Fluid durchströmten Mehrstrom Aggregaten

Info

Publication number: DE2213414A1
Application number: DE19722213414
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-20
Publication date: 1972-10-12
Also published as: US3757648A; AT321114B

Description

Karl Eickmann, 2420 Isshiki, Hayama-machi, Kanagawa-ken _^Japan

"Mehrstrom-Anpreßvorrichtung in von Fluid durchströmten
Mehr strom-Aggregaten"

Die Erfindung betrifft einen Anpreßkörper in einer Anpreßvorrichtung mit Fluid.enthaltenden Anpreßkammern in von Fluid durchströmten Mehrkammergruppen-Mehrstrom-Aggregaten, wie insbesondere Mehr strom-Pump en, Kompressoren, Motoren. Mehrstrom-Aggregate sind solche, in denen jeweils mehrere ihr Volumen periodisch verändernde Arbeitskammern Fluid in sich aufnehmen und aus sich abgeben und zu mehreren, voneinander räumlich getrennten, Arbeitskammergruppen zusammengefaßt sind. Das sind insbesondere Mehrstrom-Pumpen, deren Kammergruppen mehrere Fluidströme,
Liquidströme, fördern, die also von Flüssigkeit durchströmt sind.

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Dipl.-Ing GRÄMKOW

7 Stuttgart 50 (liml Cannatatt), Marktstraße 3 li:lulun (0711)5672 61

Dr. MANITZ. Dr. DEUFEL, Dlpl.-Ing. FINSTERWALD

8 München 22, Robert-Koch-Straße 1
Telefon (0811) 225110/227508, Telex 5-22050 mbpat

Dr. MOLLER-BORE

33 Braunschwelg, Am Bürgerpark 8

Telefon (05311 28487

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Nach dem USA-Patent 3 561 328 des Erfinders ist es bekannt, Anpreßkörper mit exzentrischen, in entsprechende, Fluid enthaltende, exzentrische Anpreßkammern hineinragende Schulterteilen zu versehen und diese Anpreßkörper gegen ein entsprechendes Rotorende eines fluiddurchströmten Aggregates zu drücken. Diese Anordnung hat es ermöglicht, insbesondere von Flüssigkeit durchströmte Pumpen, Motoren, Getriebe usw. rationell zu bauen und für hohe Betriebsdrücke sicher und wirtschaflich auszuführen.

Diese bekannte Anordnung hatte jedoch den Nachteil, daß der Anpreßkörper als Einstrom-Anpreßkörper ausgebildet war, d.h., daß er jeweils nur einem dem Aggregat zuströmenden und von ihm abströmenden Fluidstrom zugeordnet war. Soweit bereits Mehrstromaggregate mit Anpreßkörpern der genannten Art versehen wurden, wurden mehrere Anpreßkörper dem Aggregat zugeordnet, und zwar je einer von einem anderen Rotorende her. Damit waren verschiedene Nachteile verbunden. Einmal mußte der antriebsschaftseitige Anpreßkörper im Durchmesser groß gehalten werden, damit durch die in ihm anzuordnende Bohrung der Antriebs schaft mit ausreichendem Durchmesser angeordnet werden konnte. Das hatte große Durchmesser der Steuerflächen zwischen Anpreßkörper und Rotor und damit noch eine gewisse nicht zu unterbindende Reibung und Leckage zur Folge, was beides den Wirkungsgrad und die Leistung des Aggregates noch beeinträch-

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tigte. Zum anderen entstanden bei verschieden hohen Drücken an beiden Rotorenden oder in beiden Förder- oder Fluidströmen verschieden starke Anpressungen der Steuerflächen an den beiden Rotorenden. Bei großen Druckunterschieden führte das zu Heißlaufen, Leckagen oder Steuerflächenabhebungen, wenn nicht besondere Maßnahmen zur axialen Halterung des Rotors getroffen wurden, die ihrerseits das Aggregat wieder verteuerten. Andere Ausführungen als die des genannten USA-Patentes waren noch teurer und komplizierter oder mit noch weiteren technischen Mangeln behaftet.

Ziel der gegenwärtigen Erfindung ist es deshalb, die geschilderten Mangel der bekannten Ausführung ganz oder zumindestens teilweise zu beheben und den Wirkungsgrad und die Leistung von erfindungsgemäß ausgerüsteten Aggregaten dadurch zu steigern. Ein weiteres Erfindungsziel ist die Vereinfachung, Verkürzung und Verbilligung von fluiddurchströmten Mehrstromaggregaten, insbesondere Mehrstrompumpen.

Das erfindungsgemäße Ziel wird dadurch erreicht, daß in einem Verschlußteil des Aggregates mehrere Fluid enthaltende Anpreßkammern radial und axial zueinander versetzt angeordnet bzw. ausgebildet und mit mindestens einer - zweien von ihnen gemeinsamen - relativ zu einer inneren und/oder äußeren Dichtungsfläche exzentrischen mittleren Dichtfläche versehen sind und den genannten, Fluid enthaltenden Anpreßkammern mindestens ein in axialer Richtung zu diesen in be-

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grenztem Umfange beweglicher, mit exzentrischen Schulterteilen versehener, an den genannten Dichtflächen anliegender Anpreßkörper zugeordnet ist, dessen einendfeeitige, zueinander exzentrische Schultern dem Druck im Fluid in den genannten Anpreßkammern zugewendet,, in diese hereinragend, ausgebildet sind und den Verschluß der genannten Anpreßkammern bilden, so daß der genannte Anpreßkörper mit seinem anderen Ende unter dem Druck im Fluid in den genannten Anpreßkammern gegen den die Arbeitskammern enthaltenden Rotor des Aggregates gepreßt wird.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die Anordnung derart, daß das an den Rotor gepreßte Ende des genannten Anpreßkörpers radial zueinander versetzte Steuermündungen aufweist und zwischen zweien der genannten Mündungen ein ihnen gemeinsamer Abdichtsteg angeordnet ist.

Ein anderes Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der genannte Anpreßkörper in mehrere einzelne Körper oder Teile unterteilt ist, so daß mehrere der genannten Anpreßkörperteile radial umeinander, und zwar mindestens einer in einer Ausnehmung in einem anderen, als voneinander unabhängige, selbständige Anpreßkörper angeordnet sind.

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Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß dem genannten Anpreßkörper mehrere Gegendruckkammern an entsprechend ausgebildeten Schulterteilen des Anpreßkörpers zugeordnet sind.

Eine Ergänzung des genannten Erfindungsmerkmals besteht darin, daß dem genannten Anpreßkörper Mittel zur Verbindung der betreffenden Gegendruckkammer mit der betreffenden, Fluid enthaltenden Anpreßkammer zugeordnet sind.

Eine praktisch oft angewandte Ausführungsart der Erfindung besteht ferner darin, daß der genannte Anpreßkörper zwei Druckfluidleitungen und eine für mehrere Arbeitskammergruppen gemeinsame Zuflußleitung enthält.

Eine besonders rationelle Ausführungsart der Erfindung besteht darin, daß der genannte Anpreßkörper radial innerhalb des betreffenden Rotor endlag er s angeordnet ist.

Ein in den meisten Ausführungsarten der Erfindung angewandtes Erfindungsmerkmal ist des weiteren, daß die genannten Steuermündungen, die auf die Rotorkanalmündungen des ihnen gemeinsamen, dem genannten Anpreßkörper zugekehrten Rotorendes zu den Arbeitskammern im Rotor führen, in Gruppen den Arbeitskammer gruppen und mehreren Rotorkanalmündungen fluchtend zugeordnet sind, wobei jeweils eine Gruppe gegenüber der anderen Gruppe radial versetzt ist.

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Dem Anpreßkörper können stationäre Steuerplatten und dem Rotor rotierende Steuerplatten zugeordnet werden, so daß zwischen Anpreßkörper und Rotor mindestens eine Platte oder Scheibe angeordnet sein kann. Diese kann als Steuerplatte oder Rotorplatte ausgebildet und jeweils mit dem Anpreßkörper oder dem Rotor auch einteilig sein. Auch kann sie die Steuermündungen enthalten.

Nach einem nicht in allen Fällen angewandten Ausführungsbeispiel ist eine Anordnung derart getroffen, daß jeder Arbeitskammergruppe ein gesondertes Rotorendteil zugeordnet ist und die genannten Rotorendteile radial und/oder axial zueinander versetzt ausgebildet sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Figuren und in der dazugehörigen Beschreibung noch näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer An-

preßvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch verschiedene Stellen

der Fig. 2,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsart einer

Anpreßvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch Fig. 3 entlang der

Linie IV-IV,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anpreßvorrichtung nach der Erfindung,

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Fig. 6 einen sehematischen Querschnitt durch Pig. 5 entlang der

Schnittlinie VI-VI und
Fig. 7 einen Querschnitt durch Fig. 5 entlang der Schnittlinie VII-VII.

In Fig. 1 und 2 ist der Rotor 1 des fluiddurchströmten Aggregates mittels der Lager 14,15 usw. im Gehäuse in bekannter Weise umlauffähig gelagert. Er enthält in z.B. aus Patenten des Erfinders bekannter Weise mehrere Arbeitskammergruppen 12 und 13 mit darin beweglichen oder diesen zugeordneten Verdrängerelementen 16 und 17. Sein hinteres Rotorende weist eine Rotorendfläche 8 auf. Von den Arbeitskammergruppen 12 und 13 aus gehen die Rotorkanäle zu den Rotorkanalmündungen 112 und 113 in der Rotorendfläeae 8. Je ein Rotorkanal erstreckt sich von der Rotorendfläche 8 au einer Arbeitskammer 12 oder 13 im Rotor 1. Die Mündungen 112 sind der Arbeitskammergruppe 12 und die Mündungen 113 der Arbeit skammergruppe 13 zugeordnet und jeweils mit diesen verbunden. Die Rotorkanlmündungen 112 der einen Arbeitskammergruppe sind zu den Rotorkanalmündungen 113 der anderen Arbeitskammergruppe radial versetzt. Das andere Ro.torende ist im Lager 15 axial gehalten, so daß der Rotor in der einen Richtung axial nicht nachgeben kann. Der Verschlußteil 2 ist ein Teil des in der Figur nicht gezeigten, allgemein bekannten Gehäuses des Aggregates oder z.B. als Deckel mit diesem verbunden. Im Verschlußteil 2 sind die Fluid enthaltenden Anpreßkammern 3, 3 gebildet, außerdem die

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fluiddurchströmte Niederdruckkammer 28 sowie die drucklose Kam mer 5. Die Kammer 5 ist mit der zentrischen Innenfläche 24 verbunden. Außerdem ist der Verschlußteil 2 mit der zentrischen Innenfläche 27 am anderen Ende der Ausnehmungen in dem Verschlußteil 2 versehen. An den genannten zentrischen Innenflächen liegen entsprechende Außenteilflächen des Anpreßkörpers 6 dichtend an. Die Pluiddruckkammer 4 ist exzentrisch ausgebildet mit einem Exzenterradius entsprechend dem Abstand 22 ihrer Achse von der Achse des Aggregates und des Anpreßkörpers 6. Der darin eingesetzte Teil des Anpreßkörpers 6 ist ein gleich-exzentrisches Schulterteil 81 des Anpreßkörpers 6, das ebenfalls eine zylindrische Fläche um die im Abstand 22 von der Mittellinie angeordnete Exzenterachse hat und die dichtend in die genannte Innenfläche 25 eingepaßt ist. Das genannte Schulterteil 81 verschließt die Fluiddruck enthaltende Anpreßkammer 4 in einer Richtung. Außerdem hat der Anpreßkörper 6 ein weiteres Schulterteil 82, das ebenfalls exzentrisch ausgebildet ist, und zwar mit einer zylindrischen Fläche, deren Exzenterradius dem Abstand 23 ihrer Achse von der Mittellinie des Aggregates und des Anpreßkörpers entspricht. Der Durchmesser des exzentrischen Schulterteils 82 ist so bemessen, daß seine Auflenfläche dichtend an der exzentrischen Innenfläche 26 der exzentrischen Druckfluidanpreßkammer 3 anliegt und diese Kammer 3 in einer Axialrichtung verschließt. Die Innenfläche 26 ist deshalb wiederum zylind- ' risch mit der Exzenterachse entsprechend dem Abstand 23 von der Achse des Aggregates und des Anpreßkörpers 6. Das andere'Ende des

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Anpreßkörpers 6 ist als Steuerkörper mit Steuerfläche ausgebildet und enthält deshalb die Steuermündungen. Durch den Druck im Fluid in den Anpreßkammern 3 und 4 wird der Anpreßkörper 6 gegen den Rotor 1 des Aggregates gedrückt, so daß dessen Steuerfläche 7 an der Steuerfläche 8 des Rotorendes dichtend gleitet. Durch den Verschlußteil 2 führt die Zuflußleitung 9 in die Niederdruckkammer 28, die zwischen der zentrischen Dichtfläche 27 und der exzentrischen Dichtfläche 26 der Fluiddruckkammer 3 angeordnet ist. Im Verschlußteil 2 sind ferner die von den Fluiddruckkammern 3 und 4 her kommenden Fluiddruckleitungen 10 und 11 angeordnet. Durch den Anpreßkörper hindurch gehen die Fluiddruckleitungen 20 und 21 und die Zuflußleitung 19. Die Fluiddruckleitungen 20 und 21 sind räumlich voneinander getrennt und nicht miteinander kommunizierend. Die Druckfluidleitung führt von der Anpreßkammer 3 durch den Anpreßkörper 6 zu den Rotormündungen 112 der einen Arbeitskammergruppe 12 im Rotor 1, und die Druckfluidleitung 21 führt von der Anpreßkammer 4 durch den Anpreßkörper 6 zu den Rotormündungen 113 der anderen Arbeitskammergruppe im Rotor 1 des Aggregates. Am rotorseitigen Ende des Anpreßkörpers ist dieser als Steuerkörper ausgebildet, und die Leitungen 20 und 21 bilden zwei zueinander radial versetzte Steuermündungen, mit denen beim Rotorumlauf die Rotormündungen 112 bzw. 113 kommunizieren. Zwischen den Steuermündungen 20 und 21 ist der ihnen gemeinsame Abdichtsteg angeordnet. Die Zuflußleitung 19 ist im Anpreßkörper 6 so weit radial ausgedehnt, daß sie sich in radialer Richtung über beide

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Rotorkanalmündungsgruppen 112 und 113 erstreckt. Dadurch ist die Zuflußleitung 19 den beiden Arbeitskammergruppen 12 und 13 erfindungsgemäß gemeinsam. Hierdurch wird einerseits die zweite Zuflußleitung gespart und andererseits hat der erweiterte Zuflußkanalquerschnitt 19 einen geringeren Widerstand gegen das durch ihn strömende Fluid, als zwei Zuflußkanäle haben wurden. Der erweiterte Querschnitt des Kanals 19 ermöglicht auch eine leichtere Herstellung und erspart die Herstellungskosten für einen andernfalls notwendigen zweiten Zuflußkanal.

Ein besonderer Vorteil dieses erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels besteht jedoch darin, daß infolge der Anordnung des gemeinsamen Zuflußkanals 19 und der gemeinsamen Niederdruckkammer 28 nicht nur die axiale Baulänge verringert, sondern insbesondere dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, die exzentrischen Achsen mit dem Abstand 22 bzw. von der Mittelachse des Aggregates so weit exzentrisch zu verlagern, daß die Anordnung einer Gegendruckkammer zu den Fluiddruckkammern 3 und 4 gespart werden kann. Denn die gemeinsame Zuflußkammer 28 macht es möglich, die Abstände 22 und 23 der exzentrischen Mittellinien der Fluiddruck-Anpreßkammern 3 und 4 so weit radial zu verlagern, daß der Fluiddruck-Schwerpunkt der Anpreßkammern 3 und 4 jeweils über den betreffenden Fluiddruckschwerpunkt im Steuerspiegel zwischen Anpreßkörper 6 und Rotor 1 zu liegen kommt. Dadurch kann die Gegendruckkammer nach dem eingangs ernannten USA-Patent 2 561

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gespart werden. Das ist jedoch nicht in jedem Falle möglich, und zwar insbesondere dann nicht, wenn die genannten Schwerpunkte nicht übereinander liegen, bzw. vor allem dann nicht, wenn im Anpreßkörper, z.B. wie in Fig. 5 usw., zwei Zuflußleitungen angeordnet sind. Dann ist es nämlich schwierig, die exzentrischen Mittellinien der Anpreßkammern weit genug exzentrisch zu verlagern. In solchen Fällen sind deshalb weiterhin, insbesondere für höhere Fluiddrücke, Gegendruckkammern wie in Fig. 5 vorzusehen. Es ist insofern das besondere Verdienst der Ausführung nach Fig. 1 bis 4, daß die Zuflußleitung für beide Arbeitskammergruppen gemeinsam ist, dadurch die Gegendruckkammern eingespart werden können und das Aggregat in seiner Gesamtheit kurz gebaut werden kann. Der weitere Vorteil dieser Ausführung ist ferner Einfachheit der Bauweise und einfache Herstellbarkeit. Durch die Anordnung des gemeinsamen Dichtstegs zwischen den radial voneinander versetzten Mündungen der Kanäle 20 und 21 wird der Anpreßkörper im Durchmesser klein und dadurch die Reibung und die Leckage im Steuerspiegel zwischen Rotor 1 und Anpreßkörper reduziert. Die erfindungsgemäßen Vorteile des Anpreßkörpers nach Fig. 2 sind also vielfacher Art. Ih Versuchen haben sich derartige erfindungsgemäße Vorrichtungen schon bis über 6000 Upm und 300 atü Druck praktisch bewährt.

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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 ist gezeigt, daß der Anpreßkörper mehrteilig ausgeführt sein kann, so daß mehrere radial ineinander geschachtelte, in sich selbständige Anpreßkörper entstehen. Dadurch ist es möglich, axial gegeneinander versetzte Rotoendflächen 38 und 48 mit getrennten, in sich selbständigen Anpreßkörpern zu versehen. Diese: können dann unabhängig voneinander sich axial gegen die betreffenden Rotorendflächen 38 oder 48 legen.

Erfindungsgemäß ist der radial äußere Anpreßkörper 56 mit einer inneren Ausnehmung 55 versehen, innerhalb derer der innere Anpreßkörper 36 angeordnet ist, oder durch die hindurch sich der innere Anpreßkörper 36 erstreckt. Der Rotor 31-43 des Aggregates nach Fig. 3 und 4 ist mit den Arbeitskammern 13 der Arbeitskammergruppe versehen und außerdem mit den Arbeitskammern der Arbeitskammergruppe 44-46 versehen. Die letzteren können z.B. auch Flügelzellen oder Schlitzzellen eines Flügelmotors oder einer Flügelzellenpumpe od. dgl. sein. Von den Arbeitskammern der Arbeitskammergruppe 44-46 erstrecken sich die entsprechenden Rotorbohrungen 112 durch den betreffenden Rotorteil, wo sie an dessen Endfläche 48 münden. Axial und radial oder auch nur radial versetzt davon ist der andere Rotorendteil angeordnet, an dem sich die entsprechende Rotorendfläche 38 befindet, an der die entsprechenden Rotorkanäle 113, von den Arbeitskammern der Arbeitskammergruppe 12 kommend, münden. An der Rotorendfläche 48 liegt die Steuerfläche 47 des Anpreßkörpers 56 an

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und dichtet entlang dieser. An der Rotorendfläche 38 liegt die Steuerfläche 37 des Anpreßkörpers 36 dichtend an. Die Ausnehmung 55 im Anpreßkörper 56 ist so groß bemessen, daß der innere Anpreßkörper in ihr axiale Bewegungsfreiheit hat. Die Ausnehmung 55 kann auch so groß bemessen werden, daß der innere Anpreßkörper 36 sich nicht nur axial, sondern auch axial und radial oder sphärisch in oder relativ zum äußeren Anpreßkörper 56 bewegen kann. Im Verschlußteil 32 befindet sich wiederum die drucklose Kammer 5 und an ihr die zentrische zylindrische Sitzfläche 24, in die das eine Schulterteil des Anpreßkörpers 36 dichtend eingesetzt und in der es axial beweglich gelagert ist. Ebenfalls hat das Verschlußteil 32 eine Kammer mit zentrischer Zylinderfläche 27, in der ein Teil des Anpreßkörpers 56 dicht und axial beweglich eingepaßt ist. Erfindungsgemäß ist das Ausführungsbeispiel von Fig. 3 noch mit zusätzlichen zylindrischen und zentrischen Flächen 41 und 45 versehen, die gegebenenfalls auch exzentrisch angeordnet sein können. Die zylindrische Sitzfläche 41 dient zur dichten Aufnahme eines Teiles des Anpreßkörpers 36, während die zylindrische Sitzfläche zur dichten Aufnahme eines Teiles des_ Anpreßkörpers 56 dient. Zwischen den Sitzflächen 24 und 41 befindet sich,exzentrisch zu ihnen mit der Mittellinie im Abstand 22 von der Mittellinie des Aggregates distanziert, die exzentrische, aber zylindrische Sitzfläche 25 zur Lagerung des in sie dicht eingepaßten, aber axial darin beweglichen, ebenfalls exzentrischen, aber zylindrischen Schulterteils 85 des Anpreßkörpers 36. Zwischen den genannten Sitzflächen 24 und 25 befindet sich im Ver-

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schlußteil 32, durch das genannte Schulterteil 85 in einer Richtung verschlossen, die Fluid enthaltende Anpreßkammer 4. Zwischen dem genannten Sitzteil 25 und dem genannten Sitzteil 41 befindet sich im Verschlußteil 32, durch den genannten Teil des Anpreßkörpers 36 in einer Richtung verschlossen, die Fluid enthaltende Anpreßkammer 34. Zur Kammer 4 führt der Anschluß 11 und zur Kammer 34 der Anschluß 39. Von der Fluidkammer 4 aus erstreckt sich der Kanal 21 durch den Anpreßkörper 36 hindurch bis zur Mündung gegen die Rotorendteilfläche 38. Von der Fluiddruckkammer 34 aus erstreckt sich der Kanal 40 durch den Anpreßkörper 36 hindurch bis zur Mündung gegen die Rotorendfläche 38. Wenn die Fluid enthaltenden Teile 39,34 und 40 Zuleitungsfunktion ausüben, haben die anderen Fluid enthaltenden Teile 11,4, 21 eine Fluid ableitende Funktion; umgekehrt, wenn die Strömungsrichtung umgekehrt verläuft. Die Rotorkanäle 113 münden auf die Steuermündungen des Anpreßkörpers 36.

Zwischen den Sitzflächen 45 und 27 befindet sich, exzentrisch zu ihnen versetzt, mit der Mittellinie 23 im Abstand 23 von der Mittellinie des Aggregates distanziert, die exzentrische, aber zylindrische Sitzfläche 26 zur Lagerung des in sie dicht eingepaßten, aber darin axial beweglichen, ebenfalls exzentrischen, aber zylindrischen Schulterteils 86 des Anpreßkörpers 56. Zwischen den genannten Sitzflächen 45 und 26 befindet sich im Verschlußteil 32, durch das genannte Schulterteil 84 in einer Richtung verschlossen, die Fluid enthaltende

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Anpreßkammer 3. Zwischen den genannten SitzfLächen 26 und 27 befindet sich im Verschlußteil 32, durch einen Teil des Anpreßkörpers 56 verschlossen, die Fluid enthaltende Anpreßkammer 28. Zur Kammer 3 führt die Anschlußleitung 10 und zur Kammer 28 der Anschluß 9. Von der Fluidkammer 3 aus erstreckt sich der Fluidkanal 20 durch den Anpreßkörper 56 hindurch bis zur Mündung gegen die Rotorendteilfläche 48. Von der Fluidkammer 28 aus erstreckt sich der Fluidkanal 19 durch den Anpreßkörper 56 hindurch bis zur Mündung gegen die Rotorendteilfläche 48. Wenn die Fluid enthaltenden Teile 9, 28,19 Zuflußfunktion ausüben, haben die anderen Fluid enthaltenden Teile 20, 3,10 Fluid ableitende Funktion; umgekehrt, wenn der Fluidstrom in umgekehrter Richtung erfolgt. Die Rotorkanäle münden auf die Steuermündungen des Anpreßkörpers 56.

Die schematischen Querschnittsdarstellungen Fig. 2 und 4 zeigen nur die wichtigen Dichtflächen bzw. Sitzflächen des oder der Anpreßkörper in den Fluid enthaltenden Anpreßkammern im Verschlußteil 2 bzw. Sie sind insofern vereinfacht und unvollständig, als sie die Aufgabe haben, die Exzentrizität der Dichtflächen zueinander und somit das Wesentliche zu zeigen, während sonst verständliche Teile, wie Kanäle, Materialien usw. als nicht zu der Hauptsache der Erfindung gehörig in den Querschnittsfig. 2 und 4 fortgelassen sind.

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Die weitere Ausführungsart der Erfindung nach Fig. 5 ist eine der vollständigsten und immer verwendbaren. Sie wird nur in den Sonderfällen der anderen Figuren durch die anderen ersetzt. Die Ausführung nach Fig. 5 ist für beide Durchflußrichtungen geeignet und läßt höchste Drücke zu, insbesondere deshalb, weil die Gegendruckkammern die exzentrischen Uberanpreßgebiete aufheben und sich durch die Ausführung von Fig. 5 mit mehreren Gegendruckkammern ein völlig oder anhezu völlig gleichmäßiger Anpreßdruck in jedem einzelnen Teile des Steuer spiegeis zwischen Rotor 61 und Anpreßkörper 66 erreichbar ist, gleichgültig, wie unterschiedlich der Druck in den verschiedenen Druckfluidströmen auch sein mag, und gleichgültig, in welcher Richtung die Fluidströme durch die Maschine mit der erfindungsgemäßen Anordnung fließen. Der im Lager 14 und anderen Lagern gelagerte Rotor 61 enthält die Rotorkanalmündungen 12 und 13, die zu den mehreren in ihm angeordneten Förderkammer gruppen führen. Sie sind radial zueinander versetzt.

Am Rotor 61 kann die mit ihm umlaufende, rotierende Steuerplatte 18 angeordnet sein, um günstige Materialpaarung gegenüber dem Anpreßkörper 66 zu erreichen, oder um eine praktische Austauschbarkeit der gleitenden Teile zu ermöglichen. Anstatt die Platte 18 mit dem Rotor umlaufen zu lassen, kann sie auch stationär auf den Anpreßkörper 66 aufgelegt sein, so daß sie nach entsprechender Ausbildung der Ausnehmungen in ihr als stationäre Steuerplatte wirken würde.

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In der rotierenden Steuer platte 18 fluchten die Rotorkanlmündungen und 113 im Rotor 61. Sie münden in die Steueröffnungen 119,120,121 oder 140 des Steuerteils des Anpreßkörpers 66. Die Rotorkanalmündungen 112 liegen radial auf gleicher Höhe mit den Steuernaündungen und 120 des einen durch das Aggregat strömenden Fluidstroms, und bei jedem Rotorumlauf kommunizieren sie abwechselnd mit den Steuernaündungen 119 und 120 für die Zuführung und Ableitung des Arbeitsfluids. Die Rotorkanalmündungen 113 liegen radial auf gleicher Höhe mit den Steuermündungen 140 und 121 des anderen durch das Aggregat fließenden Fluidstrom.es und kommunizieren bei jedem Rotorumlauf abwechselnd mit den Steuernaündungen 140 und 121 für die Zuführung und Ableitung des Arbeitsfluids. Im Verschlußteil 62, das z.B. entlang der Fläche 99 geteilt sein kann, damit die Herstellung der verschiedenen Anpreßkammern leichter und präziser möglich ist, befinden sich die zentrischen, um die Mittellinie des Aggregates angeordneten zylindrischen Sitzflächen 24,67,69, 70 und 71.

Außerdem befindet sich im Verschlußteil 62 die exzentrische, aber zylindrische, um die Exzentrizität im Abstand 22von der Mittellinie des Aggregates angeordnete Sitzfläche 25. Auch die weitere, exzentrische, aber zylindrische Sitzfläche 68 ist im Verschlußteil 62, und zwar mit einer dem Abstand 23 entsprechenden Exzentrizität zur Mittellinie des Aggregates angeordnet. Der Anpreßkörper 66 ist

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in den Ausnehmungen im Verschlußteil 62 angeordnet und mit entsprechenden zylindrischen, zentrischen Teilen in den genannten zentrischen Sitzflächen dichtend eingepaßt gelagert und darin axial in begrenztem Umfange beweglich. Er ist mit exzentrischen Schulterteilen 85 und 86 versehen, die so ausgebildet sind, daß sie in die genannten exzentrischen Sitzflächen 25 bzw. 68 dichtend hineinpassen und darin in begrenztem Umfange in axialer Richtung beweglich sind.

So sind die folgenden Kammern zwischen Anpreßkörper 66 und dem Verschlußteil 62 ausgebildet:

Die drucklose Kammer 5 am Ende des Anpreßkörpers 66, die beispielsweise mit Atmosphärendruck verbunden sein und mechanische Andrückmittel, wie z.B. Federmittel, enthalten kann; die Fluid enthaltende Anpreßkammer 4 zwischen dem zentrischen Sitz 24 und dem zentrischen Sitz 67; die Fluid enthaltende Anpreßkammer 73 zwischen dem zentrischen Sitz 67 und dem exzentrischen Sitz 68; die Fluid enthaltende Anpreßkammer 74 zwischen dem exz entrischen Sitz 68 und dem zentrischen Sitz 69; die Fluid höheren Druckes enthaltende, zu einer Anpreßkammer des höheren Druckes des zugeordneten Fluidstromes verbundene Gegendruckkammer 75 zwischen den zylindrischen Sitzen 69 und 70 und die Fluid höheren Druckes enthaltende, zu einer Anpreßkammer des höheren Druckes des zugeordneten Fluidstromes verbundene Gegendruckkammer 76 zwischen den zylindrischen Sitzen 70 und 71. Der zylindrische Sitz 70 kann in der Führungsverlängerung

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des Verschlußteils 62 als stabile, präzise Führung des Anpreßkörpers 66 ausgebildet sein. Die axialen Längen der Fluid enthaltenden Kammern und der zugeordneten Anpreßkörperteile sind so bemessen, daß zwischen den betreffenden Anpreßkörperteilen und den Axialwänfen der Kammern, etwas Raum bleibt, so daß die notwendige axiale Beweglichkeit des Anpreßkörpers 66 gewährleistet ist. Soweit die genannten Anpreßkammern von Fluid niederen Druckes durchströmt sind, sind sie nur Durchströmkammern. Die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 5 ermöglicht jedoch Durchströmung des Aggregates mit verschiedenen Fluidströmen in beliebiger Richtung, so daß die zeitweilig nur von Niederdruckfluid durchströmten Kammern bei umgekehrter Flußrichtung oder umgekehrten Druckverhältnissen zu anderen Zeiten voll wirksame mit Hochdruck gefüllte Anpreßkammern sind.

Die Bohrung 92 kann durch den Anpreßkörper 66 hindurch erstreckt sein, damit z.B. eine Welle,gegebenenfalls auch ein Rohr, durch sie hindurch geführt werden kann. Der Anpreßkörper 66 ist ferner von den Fluidleitungen 20,21,19 und 40 in Axialrichtung durchsetzt.

Fluidkanal 20 verbindet die Anpreßkammer 73 mit der Steuermündung 120. Fluidkanal 21 verbindet die Anpreßkammer 4 mit der Steuermündung 121. Fluidkanal 40 verbindet die Anpreßkammer 72 mit der Steuermündung 140 und Fluidkanal 19 die Anpreßkammer 74 mit der Steuermündung 119. Die Steuermündungen 120,121,119 und 140

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bilden zusammen mit der axialen, rotorendseitigen Endfläche 7 die stationäre Steuerfläche des Steuerspiegels zwischen der stationären Steuerfläche 7 und der rotierenden Steuerfläche 8. Zweck der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß unter dem Druck in den Anpreßkammern die stationäre Steuerfläche 7 zu jeder Zeit mit dem angemessenen Druck gegen die rotierende Steuerfläche 8 gepreßt wird, so daß die Leckageverluste und die Reibungsverluste im Steuerspiegel zwischen den genannten Steuerflächen 7 und 8 ein Minimum sind. Zur Verringerung der Leckagen und der Reibung zwischen ihnen ist zwischen den Steuermündungen 121 und 120 der ihnen gemeinsame Dichtsteg 87 angeordnet, und zwischen den Steuermündungen 119 und 140 erfüllt der denselben gemeinsame Dichtsteg 88 gleichen Zweck.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 5 können wieder mehrere Fluidströme räumlich voneinander getrennt und mit zueinander unterschiedlichen Brücken und Flußrichtungen zu und durch die verschiedenen Arbeitskammergruppen des Aggregates und aus ihnen heraus strömen. Vom Anschluß 9 strömt Fluid durch die Kammer 74, den Kanal 19, die Mündungen 119 und 112 durch die Arbeitskammern und aus ihnen heraus durch die Mündungen 112 und 120, den Kanal 20, die Kammer 73 zum Anschluß 10 und damit aus dem Aggregat heraus; oder der Fluidstrorn. erfolgt in umgekehrter Richtung. Vom Anschluß 11 her strömt Fluid durch die Kammer 4, den Kanal 21, die

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— Ct Λ. —

Mündungen 121 und 113 in und durch die Arbeitskammer gruppe 12 und aus ihnen heraus durch die Mündungen 113,14 O, den Kanal 40 und die Kammer 72 in den Anschluß 39 herein und damit aus dem Aggregat heraus; oder der Fluidstrom erfolgt in umgekehrter Richtung. Jede einzelne der Anpreßkammern übt dabei einen entsprechenden Druck auf den Anpreßkörper aus, der sich aus der Querschnittsfläche durch die Kammer und den Druck im Fluid in der Kammer ergibt. Die Durchmesser der Sitze und, soweit sie exzentrisch sind, die Anordnung der Exzenterachsen müssen genau bestimmt und ausgeführt sein, um den erfindungsgemäßen gleichmäßigen und in seiner Höhe bestimmten Andruck in allen Teilen des Steuerspiegels zwischen den Steuerflächen 7 und 8 zu verwirklichen. Nachfolgend seien deshalb einige Berechnungsgrundlagen für die Erfindung angegeben.

In der Querschnittsfigur 6 ist eingezeichnet, was für die Berechnung der Anpreßkammern von besonderer Wichtigkeit ist. Der Durchmesser des Sitzes 24 ist mit "d" bezeichnet. Der Durchmesser des Sitzes 67 ist mit "d" bezeichnet und der Halbmesser des exzentrischen Sitzes 25 ist mit "R" bezeichnet. Für das Ausführungsbeispiel von Fig. 5 der Erfindung ist es zweckmäßig, die Gleichung

R= I D²+d² /8

zu befolgen, damit die Anpreßkammern 4 un d 72 gleich große Flächen erhalten. Für die beiden äußeren Kammern 73 und 74 des anderen Förderstromes gelten entsprechende Berechnungsgrundlagen.

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Außer der Beachtung der vorstehenden Gleichung sind die Druckschwerpunkte (Druckmittelpunkte) im Steuerspiegel und in den Anpreßkammern zu ermitteln. Sie bestimmen die Exzentrizität zwischen den zentrischen und den exzentrischen Sitzen. Der Schwerpunkt 107 der Anpreßkammer 4 ist über den Schwerpunkt 103 des Steuerfeldes um die Steuermündung 121 zu legen; der Schwerpunkt 106 der Anpreßkammer 75 ist über den Schwerpunkt 104 des Steuerfeldes um die Steuermündung 120 zu legen; der Schwerpunkt 108 der Anpreßkammer ist über den Schwerpunkt 102 des Steuerfeldes um die Steuermündung 140 zu legen und der Schwerpunkt 109 der Anpreßkammer 74 ist über den Schwerpunkt 101 des Steuerfeldes um die Steuermündung 119 zu legen; wobei jeweils die Gegendruckkammern 75 bzw. 76 zu berücksichtigen sind.

Teil 91 zeigt eine plastische Dichtung, die an beliebigen Stellen zwecks Abdichtung zwischen Verschlußteil 62 und Anpreßkörper 66 angeordnet werden kann.

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Claims

- 23 - E 75 Ansprüche:

1. } Mehrstrom-Anpreßvorrichtung zum Anpressen der Steuerflächeiny an den Rotor (die Rotoren) eines von Fluid durchströmten Mehrkammergruppen- Mehr strom-Aggregates, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verschlußteil (z.B.2,32,62) des Aggregates mehrere Fluid enthaltende Anpreßkammern (z.B. 3,4, 72, 73,74) radial und axial zueinander versetzt angeordnet bzw. ausgebildet und mit mindestens einer - zweien von ihnen gemeinsamen - relativ zu einer inneren und/oder einer äußeren Dichtungsfläche (z. B. 24, 27,41,45,89, 70, 71) exzentrischen mittleren Dichtfläche (z.B. 25,45,Q8}-versehen sind und den genannten, Fluid enthaltenden Anpreßkammern mindestens ein in axialer Richtung zu diesen in begrenztem Umfange beweglicher., mit exzentrischen Schulterteilen (z.B. 31, 82, 83, 84, 85, 86) versehener, an den genannten Dichtflächen anliegender AepreS-körper (z.B. 6,36,58,66) zugeordnet ist, dessen einendseitige, zueinander exzentrische Schulterteile (z.B. 81, 32, 83, 84₃ 85, 86)_s dem Druck im Fluid in den genannten Änpreßkanunern zugewendet, in diese hineinragend ausgebildet sind und den Yerschluß der genannten Anpreßkammern bilden, so dag der genannte Anpreßkörper mit seinem anderen Ende (z.B„ I₃ 18,37,42,47} unter dem Druck des Fluids in den genannten Anpreßkammern gegen den die Arbeitskammer (z.B. 12,13,44,46) enthaltenden Rotor-(z.B. l_s Sl₃ 43,61) des Aggregates gepreßt wird. ₂®%%hll%Vül

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2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

an den Rotor (z.B. 1,31,43,61) gepreßte Ende (z.B. 7,18, 37, 42,47) des Anpreßkörpers (z.B. 6, 36, 56, 66) radial zueinander versetzte Steuermündungen (z.B. 21, 22,19,40) aufweist und zwischen zweien der genannten Mündungen ein ihnen gemeinsamer Abdichtsteg (z.B. 87, 88) angeordnet ist.

3. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkörper in mehrere einzelne Teile (z.B. 36, 56) unterteilt ist, so daß mehrere derselben (z.B. 36 und 56) radial umeinander, mindestens einer (z.B. 36) in einer Ausnehmung (z.B. 55) eines anderen (z.B. 56) als voneinander unabhängige, selbständige Anpreßkörper (z.B. 36 und 56) angeordnet sind.

4. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anpreßkörper (z.B. 66) mehrere Gegendruckkammern (z.B. 75. 76) an entsprechend ausgebildeten Schulterteilen (z.B. rotorwärts der Schulter 81) des Anpreßkörpers (z.B. 66) zugeordnet sind.

5. Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anpreßkörper Mittel (z.B. Leitungen und Kolben) zur Verbindung der betreffenden Gegeildruckkammer (z.B. 75, 76) mit der betreffenden Fluid enthaltenden Anpreßkammer (z.B. 4, 72, 73, 74) zugeordnet sind.

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6. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkörper (z.B. 6) zwei Bruckfluidleitungen (z.B. 20, 21) und eine für mehrere Arbeitskammergruppen -(z.B. 12,13) des von Fluid durchströmten Aggregates gemeinsame Zuflußleitung (z.B. 19) enthält.

7. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6_S dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkörper (z.B. 6_S 36, 56., 66) radial innerhalb des betreffenden Rotorendlagers (z.B. 14) angeordnet ist.

8. Aggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Steuermündungen (z.B. 21, 22,19,40), die auf die Rotorkanalmündungen (z.B. 112,113) des ihnen gemeinsamen, dem Anpreßkörper (z.B. 6, 36, 56, 66) zugekehrten Rotorendes (z.B. 8,18,18, 38,48) zu und zu den Arbeitskammern {z.B. 12,13,44,46) im Rotor (z.B. 1, 31, 61,43) führen, in Gruppen mehreren Rotorkanalmündungen fluchtend zugeordnet sind, die ihrerseits den Arbeitskammer gruppen zugeordnet sind, wobei jeweils eine Gruppe gegenüber einer anderen Gruppe radial versetzt angeordnet ist.

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9. Aggregat nach einem, der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anpreßkörper (z.B. 6,36,56,66) und/oder dem Rotor (z.B. I₃ 31, 62,43) mindestens eine stationäre oder rotierende Platte (z.B. 18) zugeordnet ist.

10. Aggregat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitskammergruppe (z.B. 12 oder 13) ein gesondertes Rotorendteil (z.B. 38 oder 48) zugeordnet ist und die genannten Rotorendteile radial und/oder axial zueinander versetzt angeordnet bzw. ausgebildet sind.

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ZI

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