DE2412418A1 - Rotationskolbenmaschine zur foerderung inkompressibler medien - Google Patents

Rotationskolbenmaschine zur foerderung inkompressibler medien

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DE2412418A1
DE2412418A1 DE2412418A DE2412418A DE2412418A1 DE 2412418 A1 DE2412418 A1 DE 2412418A1 DE 2412418 A DE2412418 A DE 2412418A DE 2412418 A DE2412418 A DE 2412418A DE 2412418 A1 DE2412418 A1 DE 2412418A1
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Albert Dr Ing Fritzsche
Juergen Dipl Ing Lambrecht
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Dornier System GmbH
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Dornier System GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/103Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Rotary-Type Compressors (AREA)

Description

  • Rotationskolbenmaschine zur Förderung inkompressibler Medien Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine der Trochoidenbauart zur Förderung inkompressibler Medien. Dabei ist eine Rotationskolbenmaschine vorausgesetzt, deren Kolbenform einer Trochoide entspricht. Zwischen dem Kolben und einem ihn umschliessenden Mantel werden die Arbeitsräume in der Maschine gebildet und seitlich durch zwei Gehäuseseitenwände begrenzt. Die einzelnen Arbeitsräume sind durch Radialdichtungen, die im Mantel angeordnet sind und in den Simultanpunkten der Trochoide liegen, voneinander getrennt.
  • Durch die DT-OS 1 551 123 ist eine Rotationskolbenmaschine der oben genannten Bauart bekannt, die zur Förderung flüssiger oder gasförmiger Medien dient. Das Ansaugen des Mediums und die Zufuhr zu den Arbeitsräumen erfolgt von einem in der Gehäuseseitenwand liegenden Sammelraum her über Ansaugöffnungen in der Kolbenstirnwand, von denen Kanäle zu Steueröffnungen in der Kolbenumfangsfläche führen. Aus den Steueröffnungen tritt das Medium in die Arbeitsräume aus. Die Förderung in den Druckraum erfolgt über Rückschlagventile im Mantel der Maschine. Gegebenenfalls werden auch noch Rückschlagventile an den Steueröffnungen auf der Ansaugseite vorgesehen.
  • Diese bekannte Ausbildung ist aber wegen der Verwendung von Ventilen in vielen Fällen unbefriedigend. Es wird daher eine ventillose Ausbildung angestrebt.
  • Aus der US-PS 3 514 236 ist eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine der eingangs genannten Bauart bekannt, bei der sowohl Einlaß des frischen Mediums als auch Auslaß der Abgase über Steueröffnungen im Kolbenumfang erfolgt. Die Zuleitung bzw. Ableitung des Mediums zu bzw. von den Steueröffnungen erfolgt durch die hohle Kurbelwelle hindurch. Diese Art der Gasführung ist aber mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden.
  • Die DT-PS 1 451 781 zeigt eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine, dieebenfalls von der eingangs genannten Bauart ist. Diese bekannte Maschine arbeitet nach dem Vier-Takt-Prinzip und vermeidet Einlaß- und Auslaßventile bzw. besonders angetriebene Drehschieber. Auch bei dieser Maschine sind in der Kolbenumfangsfläche Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen vorhanden, von denen im Kolben verlaufende Kanäle zu Öffnungen auf der Kolbenstirnwand führen. Dabei sind die Öffnungen für den Einlaß in der einen Kolbenstirnwand und die Öffnungen für den Auslaß in der anderen Kolbenstirnwand angeordnet. Die Öffnungen in den Kolbenstirnwänden kommunizieren mit abgedichteten Sammelräumen im Gehäuse. Die letztgenannte Verbindung ist aber kompliziert, da sie eine berüilrungsfreie Labyrintll-Abdichtung erfordert, bei der besondere, mit dem Kolben verbundene Seitenscheiben zusammen mit ihm rotieren und mit geringem Spiel in scheibenförmige Ringräume in den Gehäuseseitenwänden eintauchen, wo radial nach außen gerichtete Durchbrüche der Scheiben die Verbindung zu den Sammelräumen herstellen. Nachteilig ist es, daß die bekannte Ausbildung nur für Rotationskolbenmaschinen anwendbar ist, die einen Kolben mit einer geraden Anzahl von achsnahen Zonen aufweisen. Ferner läßt sich die bekannte Anordnung der Einlaß und Auslaßöffnungen auf der Kolbenumfangsfläche nicht von Vier-Takt-BrennIwaftmaschinen auf Maschinen zur Förderung inkompressibler Medien übernehmen.
  • Von dem geschilderten Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Anordnung zu vermeiden und eine Rotationskolbenmaschine zur Förderung inkompressibler Medien zu schaffen, die weder auf der Saugseite noch auf der Druckseite Ventile benötigt.
  • Bei Rotationskolbenmaschinen der oben genannten Art, bei der in der Kolbe numfangs fläche von den Radialdichtungen überfahrene Steueröffnungen für den Einlaß und Auslaß des Mediums vorgesehen sind und diese Steueröffnungen über im Kolben verlaufende Kanäle mit Öffnungen in den Kolbenstirnwänden verbunden sind, die ihrerseits wieder mit Zufluß- bzw. Abflußöffnungen in den Gehäuseseitenwänden in Verbindung stehen, wobei die Zuflußöffnungen in der einen Gehäuseseitenwand und die Abf lußöffnungen in der anderen Gehäuseseitenwand liegen, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zufluß- und Abf lußöffnungen in den Gehäuseseitenwänden innerhalb der der Trochoide zugeordneten inneren Hüllkurve im Bereich der Radialdichtungen angeordnet sind und die Zahl der auf der Kolbenumfangsfläche liegenden Steueröffnungen für den Einlaß und den Auslaß des Mediums jeweils um den Wert 1 geringer ist als die Zahl der zugehörigen Zufluß- bzw. Abflußöffnungen in den Gehäuseseitenteilen und daß dabei in OT-Lage des Kolbens die Einlaßsteueröffnungen und in UT-Lage des Kolbens die Auslaßsteueröffnungen die Radialdichtung auf der auflaufenden Seite des betreffenden Arbeitsraumes passieren. Gegebenenfalls können die Auslaßsteueröffnungen in ihrer Phasenlage eine geringe Voreilung gegenüber der Phasenlage der Sinlaßsteueröffnungen aufweisen.
  • Weitere Merkmale bzw. Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Die Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert Es zeigen: Fig. 1 a und 1b eine Rotationskolbenmaschine mit einem herzkurvenförmigen Kolben im Querschnitt, Fig. 2 die Rotationskolbenmaschine der Fig. 1 im Axialschnitt, Fig. 3 eine Abwandlung der Rotationskolbenmaschine für eine andere Trochoidenform, Fig. 4 die Maschine der Fig. 3 mit eingezeichnetem Kolben, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie E-E der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie F-F der Fig. 4, Fig. 7 die Maschine gemäß Fig. 4 mit einer anderen Kolbenlage, Fig. 8 eine Abwandlung der Fig. 4.
  • Bs sei jetzt das Prinzip der Erfindung an Hand der Figuren la, lb und 2 beschrieben. Es handelt sich beim gewählten AusfUhrungsbeispiel um eine Rotationskolbenoaschine der Trochoidenbauart, bei der der Kolben einer Bpitrochoide nachgebildet ist. Hier ist eine Bpitrochoide 1:1, d.h. eine Rerzkurve, der Kolbenform zugrunde gelegt. Der Kolben 1 läuft zwischen den beiden Seitenteilen 13 und 14 um. Er ist von einem Mantel 10 umgeben, dessen Innenwandung mit 2 bezeichnet ist. Hier ist angenommen, daß die Innenwandung 2 der äußeren Hüllkurve der gewählten Trochoide bzw. einer zur Trochoide äquidistanten Kurve entspricht. Im Mantel 10 sind in den Simultanpunkten G und H Radialdichtungen 3 in üblicher Weise angeordnet.
  • Die Axialdichtungen in den Kolbenstirnwänden sind nicht eingezeichnet. Ferner ist durch die strichpunktierten Kreise 11 und 12 das die Trochoidenbewegung des Kolbens erzwingende Nachführgetriebe angedeutet. Von welcher Art dieses Getriebe ist und ob es mit oder ohne Zwischengetriebe ausgerüstet ist, ist für das Wesen der Erfindung ohne Bedeutung. Das Getriebe selbst und die Antriebswelle sind daher nicht eingezeichnet. Für den Kolben 1 ist die durch einen Pfeil D angenommene Drehrichtung eingezeichnet. Zwischen diesem Kolben einerseits und der Mantelwandung 2 andererseits und den beiden Seitenteilen 13 und 14 werden die beiden Arbeitsräume'Al und A2 gebildet. Der Kolben 1 ist für den Arbeitsraum Al in UT-Lage bzw. für den Arbeitsraum A2 in OT-Lage eingezeichnet. Die Abmessungen der Bauteile sind nicht maßstabsgerecht eingezeichnet, sondern in der Zeichnung soll lediglich der prinzipielle Aufbau der Erfindung dargestellt werden.
  • Der Kolben 1 trägt in seinen beiden Stirnwänden spiegelbildlich angeordnete, sichelförmige Aussparungen oder Kanäle 5 bzw. 8. Die Fig. la entspricht einem Querschnitt der Maschine nach der Linie A-A der Fig. 2. Die kanalartige Aussparung 5 in der Kolbenstirnwand verbindet gemäß der Lage in Fig. la die beiden Zufuhröffnungen 6a und 6b im Seitenteil 13. Die Länge des Kanales 5 ist so gewählt, daß während des Drehens der Maschine der Kanal 5 stets wenigstens mit einer der beiden Öffnungen 6a oder 6b in Verbindung steht. In entsprechender Weise ist die kanalartige und sichelförmige Aussparung 8 in der anderen Kolbenstirnwand angeordnet. Die Fig. 1b zeigt eine Ansicht nach der Linie B-B der Fig. 2. Man erkennt hier den in der Kolbenstirnwand liegenden Kanal 8. Er verbindet bei OT-Stellung des Kolbens die beiden in der Seitenwand 14 liegenden Abflußöffnungen 9a und 9b miteinander. Die Aussparungen 5 und 8 können prinzipiell statt sichelförmig auch ringförmig geschlossen ausgebildet sein. Das gilt für alle hier verwendbaren Trochoidenformen.
  • In der Fig. 2 sind im Seitenteil 13 die Zuflußöffnungen 6a und 6b eingezeichnet. Diese beiden Zuflußöffnungen sind beispielsweise durch einen Ringkanal miteinander verbunden. In diesem Ringkanal erfolgt die Zufuhr des frischen Mediums in Pfeilrichtung durch die Bohrung 6. In entsprechender Weise sind im Seitenteil 14 die Abf lußöffnungen 9a und 9b ebenfalls durch einen Ringkanal miteinander verbunden, der über eine Abflußbohrung 9 das geförderte Medium in Pfeilrichtung abtransportiert. Von der kanalförmigen Aussparung 5 führt eine Bohrung zur Kolbenumfangsfläche und bildet dort eine Steueröffnung 4. Statt einer einzigen dargestellten Bohrung können auch mehrere achsparallel in Reihe liegende Bohrungen oder gegebenenfalls auch ein axialer Schlitz vorgesehen werden, wie die Fig. 2 zeigt. In entsprechender Weise weist auch der Kanal 8 eine Bohrung auf, die als Steueröffnung 7 in der Kolbenumfangsfläche liegt. Beim Drehen des Kolbens 1 werden die Steueröffnungen 4-und 7 von den Dichtleisten 3 überfahren. Die Zuflußöffnungen 6a und 6b sowie die Abf lußöffnungen 9a und 9b in den Gehäuseseitenteilen 13 und 14 liegen innerhalb der vom Kolben 1 beschriebenen inneren Hüllkurve der Trochoide in der Nähe der Simultanpunkte G und H, d.h. in der Nähe der Radialdichtungen 3. Die Anzahl der auf dem Kolbenumfang liegenden Steueröffnungen für Einlaß und Auslaß des Mediums in die Arbeitsräume ist jeweils um den Wert 1 geringer als die Anzahl der Zufluß- bzw. Abf lußöffnungen in den Gehäuseseitenteilen, d.h. zu den beiden Zuflußöffnungen 6a und 6b gehört ein Kanal 5 mit einer einzigen oder einer Reihe von achsparallel nebeneinanderliegenden Steueröffnungen 4. B-tsprechend gehören zu den Abf lußöffnungen 9a und 9b ein Kanal 8 mit nur einer Reihe von Steueröffnungen 7.
  • Es sei nun die Wirkungsweise der Maschine beschrieben. Dabei sei angenommen, daß der Kolben 1 eben die OT-Lage bezüglich des Arbeitsraumes A2 durchläuft. Dabei befindet sich die Einlaß-5teueröffnung 4 unter der Radialdichtung 3 in der Nähe des Simultanpunktes H und die Auslaßsteueröffnung 7 unter der Radialdichtung 3 in der Nähe des Simultanpunktes G. Beim Weiterdrehen des Kolbens in der Drehrichtung D vergrößert sich der schmale Spalt des Arbeitsraumes A2 und es erfolgt ein Ansaugen des Arbeitsmediums auf folgendem Weg: Zuflußkanal 6, Zuflußöffnung 6a bzw. 6b, Aussparung 5 in der Kolbenstirnfläche, Steueröffnung 4 zum Arbeitsraum A2. Zur gleichen Zeit findet ein Ausschieben des im Arbeitsraum Al befindlichen Mediums auf folgendem Wege statt: Arbeitsraum Al, Steueröffnung 7, Kolbenaussparung 8, Abflußöffnungen 9a und 9b, Abflußkanal 9 im Seitenteil 14. Für den Einlaßvorgang ergibt sich, daß die Steueröffnung 4 für den Einlaß bei OT-Lage bezüglich des zu füllenden Arbeitsraumes gerade unter der Radialdichtung 3 an der auflaufenden Seite des Arbeitsraumes vorbeiläuft. Für die Förderung des Mediums dagegen gilt, daß die Abflußsteueröffnung 7 für die UT-Lage des Kolbens 1 bezüglich des Arbeitsraumes Al gerade unter der Radialdichtung 3 an der auflaufenden Seite des betreffenden Arbeitsraumes Al hindurchlZuft. Die Strömungsrichtungen für Einlaß und Auslaß sind in den Fig. la, 1b und 2 in den Kolbenaussparungen 5 bzw. 8 sowie in den Zufluß- bzw.
  • Abf lußöffnungen 6a, 6b bzw. 9a, 9b eingezeichnet.
  • Die Zuflußöffnungen 6a und 6b sowie die Abf lußöffnungen 9a und 9b sind hier im Beispiel in den Seitenteilen 13 bzw. 14 so gelegt, daß ständig eine Verbindung mit dem Kolbenkanal 5 bzw. Kolbenkanal 8 besteht. Im Prinzip ist es auch möglich, an Stelle einer spiegelbildlichen Lage der Kolbenaussparungen 5 und 8 die Anordnung so zu wählen daß auch im schmalen linken Teil des Kolbens die Aussparungen 5 bzw. 8 untergebracht werden können. Manchmal ist es vorteilhaft die kanalförmigen Aussparungen 5 bzw. 8 bezugleich ihrer zugeordneten Steueröffnungen 4 bzw. 7 so anzuordnen, daß die Aussparungen in Kolbendrehrichtung gesehen ihren Steueröffnungen nachlaufen.
  • Hier im Beispiel ist die Phasenlage der Steueröffnungen 4 und 7 so angenommen, daß beide Steueröffnungen gleichzeitig unter den Radialdichtungen 3 hindurchlaufen. FUr den praktischen Betrieb sind jedoch auch geringe Änderungen der Phasenlage möglich. So kann die Steueröffnung 4 für den Einlaß etwas nacheilend angeordnet sein, so daß die Verbindung von der Zuflußöffnung 6a bzw. 6b zum Arbeitsraum A2 erst hergestellt wird, wenn sich der Arbeitsraum A2 schon etwas nach der OT-Lage vergrößert hat. Umgekehrt muß man durch die Phasenlage der Steueröffnung 7 für den Auslaß sicherstellen, daß mit Beginn der Verkleinerung des Arbeitsraumes Al das inkompressible Medium ausgeschoben werden kann.
  • Die Fig. 3 zeigt eine Rotationskolbenmaschine, bei der der Form des Kolbens eine andere Bpitrochoide zugrunde gelegt ist. Hier ist eine Bpitrochoide 2:1, d.h. eine Nierenkurve, gewählt. Die Innenwand 2 des den Kolben umgebenden Mantels 10 ist hier wiederum der äußeren Hüllkurve zur Trochoide nachgebildet und weist demzufolge drei Bogen auf. Diese drei Bogen bilden zusammen mit dem Kolben und den beiden Seitenteilen 13 und 14 die Arbeitsräume Al, A2 und A3. Die Arbeitsräume werden an den achsnahen Zonen des Mantels an den drei Simultanpunkten G, H und I durch Radialdichtungen 3 voneinander getrennt. Brgänzend ist in Fig. 3 noch strichpunktiert die vom Kolben beschriebene innere Ilüllkurve 15 eingezeichnet. Innerhalb dieser inneren Hüllkurve 15 befinden sich in der Nähe der Simultanpunkte G, H und I die Zufluß- bzw.
  • Abf lußöffnungen für das Medium. Die mit ausgezogenen Strichen eingezeichneten Öffnungen für den Abfluß sind mit 9a, 9b und 9c eingezeichnet. Ihnen liegen im anderen Seitenteil, dem Betrachter zugewandt, die Zuflußöffnungen 6a, 6b und 6c gegenüber. Die Öffnungen 9a, 9b und 9c bzw. 6a, 6b und 6c sind in ihren Seitenteilen 13 bzw. 14 jeweils durch gestrichelt eingezeichnete Ringkanäle 9 bzw. 6 untereinander verbunden. Von diesen Ringkanälen führt dann die Zustrom- bzw. Abflußleitung 9 bzw. 6 aus der Maschine heraus. Die Zustrom- bzw. Abflußrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Fitr die Form der Zufluß- bzw. Abflußöffnungen 6 bzw.
  • 9 ist hier beispielsweise ein kreisförmiger Querschnitt angenommen. Die Anzahl der Zuflußöffnungen und die Anzahl der Abf lußöffnungen entspricht der Anzahl der Simultanpunkte der Maschine.
  • Die Fig. 4 entspricht im Prinzip dem Aufbau der Fig. 3. Hier ist zusätzlich noch der Kolben 1 eingezeichnet. Dabei ist analog zum Schnitt B-B der Fig. 2 wiederum angenommen, daß der Kolben 1 in Seitenansicht dargestellt ist. Dem Betrachter zugewandt liegen in -der Kolbenstirnfläche die beiden Kolbenaussparungen 5, von denen die Steueröffnungen 4 zur Kolbenumfangsfläche führen. Auch hier ist die Anzahl der Kolbenaussparungen und der zugeordneten Steueröffnungen für den Einlaß sowie für den Auslaß jeweils um den Wert es 1 geringer als der Anzahl der Simultanpunkte der Trochoide entspricht. Die Aussparungen 5 folgen hier praktisch äquidistant der Kolbenumfangsfläche und sind so angeordnet, daß sie für den erforderlichen Bogenbereich der Kolbendrehung mit den zugeordneten Zuflußöffnungen 6a, 6b und 6c in Verbindung stehen. Die Länge der Aussparungen 5 ist so gewählt, daß sie dem Winkelbereich des Kolbens von der OT-Lage bis zur UT-Lage bezüglich eines Arbeitsraumes entspricht. Wenigstens ist die Bogenlänge der Aussparung 5 so groß, daß eine vollständige Füllung des Arbeitsraumes erreicht wird. Der Kolben 1 ist für den Arbeitsraum A1 in OT-Lage eingezeichnet. Beim Weiterdrehen des Kolbens in der eingezeichneten Pfeilrichtung D vergrößert sich der schmale, sichelförmige Arbeitsraum A1 unddas Arbeitsmedium kann durch die Öffnung 6a, die Kolbenaussparung 5 und die Steueröffnung 4 in den Arbeitsraum A1 gelangen. Im Arbeitsraum A2 findet gleichzeitig ein Einlaß von der Zuflußöffnung 6b über den Kanal 5 und die Steueröffnung 4 statt. Im Arbeitsraum A3 findet kein Einlaß statt. Auf der anderen Kolbenstirnseite, dem Betrachter abgewandt, liegen die gestr iche lt eingezeichneten Aussparungen 8 und die Steueröffnungen 7. Bei der eingezeichneten OT-Lage des Kolbens 1 bezüglich des Arbeitaraumes Al ist soeben das im Arbeitsraum Al befindliche Medium vollständig ausgeschoben worden. Beim Weiterdrehen des Kolbens in der eingezeichneten Pfeilrichtung D kommt die Aussparung 8 außer Eingriff mit der Abflußöffnung 9a. Infolgedessen wird in diesem Arbeitsraum Al kein weiteres Medium mehr ausgeschoben. Im Arbeitsraum A2 befindet sich keine Steueröffnung 7 und infolgedessen kann auch hier kein Ausschub erfolgen. Dagegen liegt die zweite Steueröffnung 7 im Arbeitsraum A3. Hier erfolgt ein Ausschieben des Arbeitsmediums auf dem Wege vom Arbeitsraum A3 durch die Steueröffnung 7, Kolbenaussparung 8 zur Abflußöffnung 9c.
  • Die Kolbenaussparungen 5 bzw. 8 für Einlaß bzw. Auslaß liegen hier nicht mehr spiegelbildlich auf den beiden Kolbenstirnwänden. Vielmehr sind beide Arten von Aussparungen so angeordnet, daß die Kanäle jeweils gegenüber den zugeordneten Steueröffnungen 4 bzw. 7 nachlaufend sind. Die Bogenlänge der Kolbenaussparung 8 ist so gewählt, daß das in den Arbeitsräumen befindliche Medium jeweils voll ausgeschoben wird. Die Bogenlänge der Aussparungen 5 kann ebenso lang gewählt werden, d.h. völlig dem vom Kolben durchlaufenen Winkelbereich zwischen OT-Lage und UT-Lage entsprechen. Bezüglich der Bogenlängen ist darauf zu achten, daß stets die Kontinuitätsbedingung erfüllt ist. Insgesamt gesehen könnten sich somit die Bogenlängen der Aussparungen 5 und 8 zu einem vollen Kolbenumfang ergänzen. Gegebenenfalls sind sogar -wie die Fig. 4 links beim Simultanpunkt G zeigt - auch Uberschneidungen möglich. Dort stehen für kurze Zeit sowohl Aussparung 5 mit Zuflußöffnung 6a als auch Aussparung 8 mit Abflußöffnung 9a gleichzeitig in Verbindung. Andererseits können aber auch schmale, unwirksame Bogenbereiche zwischen Einlaßkanal 5 und dem nachfolgenden Auslaßkanal 8 vorgesehen werden, wie das z. B. in der Fig. 4 rechts oben angedeutet ist.
  • Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie E-E der Fig. 4. FUr die OT-Lage des Kolbens bezüglich des Arbeitsraumes Al geht hier gerade die Steueröffnung 4 unter der Radialdichtung 3 hindurch.
  • Das Einströmen des Mediums kann aus dem Kanal 6 des Seitenteiles 14 über die Zuflußöffnung Ga> Kolbenaussparung 5 und Steueröffnung 4 in den sich erweiternden Arbeitsraum Al erfolgen. Auf der anderen Stirnseite des Kolbens ist das Ausschieben des Mediums aus der Aussparung 8, Abf lußöffnung 9a und Abflußkanal 9 im Seitenteil 13 beendet.
  • Die Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach der Linie F-F in Fig. 4. Ein Einströmen frischen Mediums ist bei der Zuflußöffnung 6c durch den Kolben 1 verhindert. Dagegen findet eine Förderung des Arbeitsmediums statt, und zwar aus dem Arbeitsraum A3 über die Steueröffnung 7, Kolbenaussparung 8, Abflußöffnung 9c zum Abflußkanal 9 im Gehäuseseitenteil 13.
  • Während in der Fig. 4 die OT-Lage des Kolbens 1 für den Arbeitsraua Al dargestellt war, zeigt die Fig. 7 die UT-Stellung bezUglich Arbeitsraum Al. In dieser Stellung läuft die Steueröffnung 7 für den Auslaß des Arbeitsmediums gerade unter der Radialdichtung 3 in Simultanpunkt G auf der auf laufenden Seite des Arbeitsraumes durch. Die FUllung des Arbeitsrauues Al ist beendet und die Aussparung 5 für den Einlaß ist außer Eingriff mit der Zuflußöffnung 6a. Dagegen kann sofort das Ausschieben bzw. Fördern des Mediums durch die Steueröffnung 7 beginnen, wenn der Kolben in der eingezeichneten Pfeilrichtung D weiterdreht. Das Fördern erfolgt aus dem Arbeitsraum Al über Steueröffnung 7, Kolbenaussparung 8, Abflußöffnung 9a. Zur gleichen Zeit findet auch aus dem Arbeitsraum A2 ein Fördern des Mediums statt. Dieser Teil des Mediums wird über die Abflußöffnung 9b ausgeschoben. Aus dem Arbeitsraum A3 findet keine Förderung statt, vielmehr erfolgt hier eine Zufuhr frischen Mediums aus der Zufuhröffnung 6c, Kolbenaussparung 5 und Steueröffnung 4.
  • Die Fig. 8 entspricht im wesentlichen der Fig. 4. Hier soll ledig lich gezeigt werden, daß für das Fördern inkompressibler Medien nicht unbedingt eine besondere Form der Mantelinnenwand 2 gewählt werden muß, sondern daß für die Innenwandung des Mantels an Stelle einer äußeren Hüllkurve zur Trochoide auch jede andere Form verwendbar ist. Hier ist für den Mantel 10 sowohl außen als auch innen reine Kreisform angenommen. An der Mantelinnenwand sind an denjenigen Stellen, an denen die Radialdichtungen 3 sitzen müssen, Einsatzstücke 16 als Träger für die Radialdichtungen angenommen.
  • Die die Arbeitsräume A1, A2 bzw. A3 abschließenden Kreisbogen zwischen den Radialdichtungen sind hier mit 2' bezeichnet.

Claims (1)

  1. Patent ansprüche
    Rotatioaskolbenmaschine der Trochoidenbauart zur Förderung inkompressibler Medien mit zwischen einem trochoidenförmigen Kolben, einem zugeordneten Mantel und zwei beidseitig des Kolbens angeordneten Gehäusese itenwänden gebildeten Arbeitsriumen, die durch im Mantel angeordnete und in den Simultanpunkten der Trochoide liegende Radialdichtungen voneinander getrennt sind, bei der Ein- und Auslaß des Mediums aus den Arbeitsräumen durch in der Kolbenumfangsfläche liegende und von den Radialdichtungen überfahrene Steueröffnungen erfolgt und von diesen Steueröffnungen im Kolben verlaufende Kanäle zu Öffnungen in den Kolbenstirnwänden führen, die ihrerseits mit Zufluß- bzw. Abflußöffnungen in den Gehäuseseitenwänden in Verbindung stehen, wobei die Zuflußöffnungen in der einen Gehäuseseitenwand und die Abflußöffnungen in der anderen Gehäuseseitenwand liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufluß- und Abf lußöffnungen (6a, 6b, 6c bzw. 9a, 9b, 9c) in den Gehäuseseitenwänden (13 bzw. 14) innerhalb der der Trochoide zugeordneten inneren Hüllkurve (15) im Bereich der Radialdichtungen (3) angeordnet sind und die Zahl der auf der Kolbenumfangsfläche liegenden Steueröffnungen (4 bzw. 7) für den Einlaß und den Auslaß des Mediums jeweils um den Wert 1 geringer ist als die Zahl der zugehörigen Zufluß-bzw. Abflußöffnungen (6a, 6b, 6c bzw. 9a, 9b, 9c) in den Gehäuseseitenteilen (13 bzw. 14) und daß dabei in OT-Lage des Kolbens (1) die Einlaß-Steueröffnungen (4) und in UT-Lage des Kolbens (1) die Auslaß-Steueröffnungen (7) die Radialdichtung (3) auf der auflaufenden Seite des betreffenden Arbeitsraumes (z. B. A1) passieren.
    2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage der Auslaß-Steueröffnungen (7) eine geringe Voreilung gegenüber der Phasenlage der Einlaß-Steueröffnungen (4) aufweist.
    3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenneichnet, daß die den Einlaß-und den Auslaß-Steueröffnungen (4 bzw. 7) zugeordneten Kanäle (5 bzw. 8) als deckungsgleich in den Kolbenstirnwänden verlaufende Aussparungen ausgebildet sind.
    4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Einlaß und den Auslaß-Steueröffnungen (4 bzw.
    7) zugeordneten Kanäle (5 bzw. 8) ringförmig in den Kolben stirnwänden verlaufen.
    5. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-Benazeichnet, daß jeder Einlaß und Auslaß-Steueröffnung (4 bzw.
    7) ein gesonderter Kanal (5 bzw. 8) zugeordnet ist, der in Drehrichtung (D) des:Kolben3 (1) gesehen bezüglich seiner zugeordneten Steueröffnung nach laufend im Kolben (1) angeordnet ist..
    6. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge der einzelnen nachlaufenden Kanäle (5 bzw. 8) dem zwischen OT-Lage und UT-Lage des Kolbens (1) bezüglich eines Arbeitsraumes (z. B. Al) vom Kolben (1) durchlaufenen Winkelbereich entspricht.
    7. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlängen der nachlaufenden Kanäle (5 bzw.
    8) von Einlaß- und Auslaß-Steueröffnungen (4 bzw. 7) sich zu einem geschlossenen Kolbenumfang ergänzen.
    8. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bogen des einer Binlaß-Steueröffnung (4) zugeordneten Kanals (5) und dem Bogen des der nachfolgenden Auslaß-Steueröffnung (7) zugeordneten Kanals (8) ein schmaler, nicht für Einlaß oder Auslaß wirksamer Bogenbereich befindet.
    9. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und/bzw. oder die Auslaß Steueröffnungen (4 bzw. 7) als achsparallele Schlitze ausgebildet sind.
    10. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß und/bz. oder die Auslaß-Steueröffnungen (4 bzw. 7) aus einer Reihe achsparallel liegender Bohrungen bestehen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822333A3 (de) * 1996-07-31 1999-03-10 Andreas Voulgaris Hydraulische Maschine in Zahnring-Bauweise

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EP0822333A3 (de) * 1996-07-31 1999-03-10 Andreas Voulgaris Hydraulische Maschine in Zahnring-Bauweise

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