DE2602598A1

DE2602598A1 - Stufenlos regelbare pumpe oder motor

Info

Publication number: DE2602598A1
Application number: DE19762602598
Authority: DE
Inventors: Rudolf Peschke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-24
Filing date: 1976-01-24
Publication date: 1977-07-28
Also published as: CH598474A5

Description

Stufenlos regelbare Pumpe oder Motor
Die Erfindung betrifft eine stufenlos regelbare Pumpe für Flüssigkeit oder Gas,die auch für höhere Drehzahlen geeignet ist.
Durch die Erfindung wird die stufenlose Verstellbarkeit des zu fördernden Mediums einfach gelöst,die Gleitreibung herabgesetzt, eine theoretisch gleichmäßige Förderung erreicht und ein unwuchtfreier Bauf sowie eine ausreichende Kühlung gewährleistet.
Die Pumpe ähnelt einer Radialkolbenpumpe mit Innenbeaufschlagung.Diese,seit langen bekannte Pumpe hat den Nach; teil,daß die Kolben durch den Flüssigkeitsdruck einseitig belastet werden und dabei Gleitreibung erzeugen.Aufwendig sind auch die am Kolbenende befestigten Rollen,welche am verstellbaren Außenring abrollen.Auch der Förderstrom ist selbst bei 8 Kolben theoretisch nicht gleichmäßige Für die Kühlung ist ein besonderer Kühler erforderlich.
Durch folgende Erfindungsgedanken lassen sich diese Nachteile beheben.
1. Die Zylinder stehen senkrecht auf den geraden Innenflächen des Gehäusemantels.Das Gehäuse sitzt fest auf der Motorwelle und erteilt den Zylinderkäfig,über die am Gehäuse,durch die Fliehkraft anliegenden Zylinder,die gleiche Winkelgeschwindigkeit.Dieses gilt auch wenn der Zylinderkäfig exzentrisch im Gehäuse steht,Der Förderstrom von einen Zylinder verläuft nach einer Sinuslinie.Bei Anordnung von mindestens 4 gleichmäßig verteilten Zylindern am Umfang, verläuft der Förderstrom nach 2 zusammengesetzten Sinuslinien, welche um 9o Grad zegeneinander verschoben sind.
Somit ergibt sich eine theoretisch gleichmäßie Förderung.Dieses gilt auch für Pumpen mit 8, 12, usw. Zylinder.
3.Das,in einen Zu- und einen Abflußkanal geteilte Rohr, af welchen der Zylinderkäfig drehbar gelagert ist,kann parallel zur Antriebsmotorachse verschoben werden.Bei der größten Verstellung ist die Förderleistung am größten,bei mittiger Stellung o,und bei Verschiebung über die Mitte hinaus dreht sich der Förderstrom um.Vorwärts- und Rückwärtsförderung sind gleich groß.
4. Anstelle von Kolben werden Zylinder verwendet,die beiderseits offen sind.Die nach.außen hin zeigende Grundfläche des Zylinders ist die Gehäusemantelfläche auf die sich das Medium abstütztDer vergrößerte Rand des Zylinders gleitet auf der Gehäuseinnenfläche um den Betrag der außermittigen Verstellung des Zylinderkäfigs hin und her.Der Zylinder wird durch den Flüssigkeitsdruck nicht an die Gehäusefläche gedrückt.Die Reibung an der Gehäusefläche durch den Flüssigkeitsdruck entfällt daher.Nur die Fliehkraft drückt den Zylinderrand gegen die Gehäusefläche.
Zur Abdichtung wird nur ein Teil der Fliehkraft benötigt, während der Rest durch die Auftriebswirkung eines Ringes, der im Zylinder befestigt ist und ein kleineres spezifisches Gewicht hat als die Förderflüssigkeit,aufgehoben.
Erfolgt der Antrieb durch einen Kurzschlußmotor,so verhindert eine Nutleiste,welche an der Gehäuseinnenfläche befestigt ist,das Abheben des Zylinders von der Gehäusefläche,beim Anlaufen der Pumpe.Bei kleinen Anlaufmoment genügt eine Druckfeder,die den Zylinder nach außen drückt.
5, Das Gehäuse ist mit Kühlrippen versehen,Ein gesonderter Kühler wird dadurch gespart.
6. Durch ein Schöpfrohr wird die teckflüssigkeit aus dem Gehäuseraum abgeführt.
7. Der Deckel zum Gehäuse hat einen äußeren und einen inneren Dichtring'der so angebracht ist,daß beim Betrieb der PumPe der Flüssigkeitsring im Gehäuse,infolge der Elastizität des Dichtringes,den Deckel nach außen an den Abschlußring driickt und damit den inneren Dichtring entlastet.Damit wird erreicht,daß die Gleitreibung zwischen der stillstehenden Scheibe am Zu-und Abflußrohr und den inneren Dichtring,beim Laufen der Pumpe aufgehoben wird, während beim Stillstand der Pumpe eine Abdichtung besteht, die das Auslaufen der Leckflüssigkeit verhindert.
Anhand der Figuren 1 und 2 soll die Erfindung erläutert werden.
Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2 der Pumpe Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1 der Pumpe.
Das Gehäuse 1 sitzt fest am Wellenstumpf 6 des nicht dargestellten Antriebsmotors.Der Zylinderkäfig 2 hat mit dem Gehäuse 1 keine direkte Verbindung,sondern ist mittels der Kugellager 5 auf dem Rohr 4 drehbar gelagert.
Durch den Steg 13 ist das Rohr 4 in einen Zu- und Abflußkanal geteilt.Außerhalb des Pumpengehäuses 1 ist das Rohr 4,in einer nicht dargestellten Parallelverschiebung festgehalten.Die radial angeordneten Hohlzylinder 3 können sich in den Bohrungen des Zylinderkäfigs 2 leicht bewegen *Durch die Nutleiste 9 werden die Zylinder 3,während des Anlaufens der Pumpe, am Kippen gehindert.Der vorstehende Rand am Zylindern3 bildet im Grundriß ein 4 kant, Dadurch greift die Nutleiste 9 über eine größere Länge über den Zylinderrand und fängt damit das,durch die Beschleunigung des Zylinderkäfigs hervorgerufene. Kippmoment besser auf.Bei gleichbleibender Drehzahl wird die Nutleiste nicht mehr beansprucht da die Fliehkraft groß genug ist, dem Kippmoment entgegenzuwirken. Deckt sich die Gehäuseachse mit der achse des rohres 4,dann verändern sich die Zylinderräume während der Gehausedrehung icht.Wird das Rohr 4 mit dem Zylinderkäfia 2 parallel nur tntriebsmotorachse verschoben, so entsteht durch die außermittigkeit in der 1. Hälftn der Kreisbewegung, eine Verrößerung des Zylinderraumes (Saughub)und bei der 2. Hälfte eine Verkleinerung des Zylinderraumes (Druckhub). Während des Saughubes drehen sich die Zylinder 7 180 Grad über die Saugöffnung am Rohr 4 und während des Druckhubes 180 flrad iiber die Abflußöffnung.
Verfolgt man die Bewegung der Zylinder 3,so sieht man, daß auf den Weg von a nach b der Zylinder beschleuniCt wird.Er hat sich um das Achsenverstel]maß e schneller bewegt als das Gehäuse Außerdem ist dabei der Schwerpunkt des Zylinders 3,von der Gehäuseachse alls gesehen,auf einen etwas größeren Radius gewandert. Die Kräfte,die bei diesen Bewegungen auftreten, sind beim gegenüberlieenden Zylinder gleich groß,aber entgegengesetzt gerichtet. Deshalb sind Pumpen mit einer geradz ahligen Zylinderzahl frei von Unwucht,vorausgesetzt daß sie Daarweise genau gegenüberstehen.Die seitlichen Kräfte an der Zylinderwand sind dabei wesentlich kleiner als bei den bekannten Radialkolbenpumpen,da sie nur vom Gewicht des Zylinders und der FlSissigkeit,sowie von der Drehzahl der Pumpe, nicht aber vom Druck des Mediums abhängen.
Außerhalb der Zylinder 3 sammelt sich die Leckflüssigkeit an.Sie bildet infolge der Fliehkraft einen Flüssigkeitsring.Durch das stillstehende Rohr 10, dessen um 90 Grad gebogenes Ende entgegen die Laufrichtung des Gehäuses zeigt,wird die überschüssige Leckflüssigkeit abgefiihrt.
Durch den IJmstand,daß das Rohr 10 stillsteht und die Flüssigkeit Geschwindigkeit hat,entsteht im Rohr ein Überdruck der es gestattet,den Flüssigkeitsausgleichsbehälter an höherer Stelle anzubringen.Das Rohr 10 ist am verschlossenen Ende des Rohres 4 befestigt und wird durch dieses herausgeführt.
Zur küliiin der Pumne dienen die lippen 17 außen am Geh-iuse.Sie erzeugen einen ausreichende,1 Luftstrom. Ein gesonderter Kühler mit Probeller für den luftstrom entfällt dadurch.
Außerdem wird Platz gespart.
Durch die Zentrifugalkraft werden alle Teilchen in der Flüsslgkeit,welche ein höheres spezifisches Gewicht haben als das Medium, an die Wand des Gehäues geschleudert. Legt man ein feines Gewebe an die innere Gehäusemantelfläche, so bleiben die festen Teilchen darin hängen und es erfolgt eine Filterung der FliissigReit.
Die radialen Bohrungen im Zylinderkäfig 2 können auch durch Quadratische oder rechteckige Öffnungen ersetzt werden. fttsnrechend 4 eckig sind auch die dazugehörigen Zylinder,welche sich ebenso auf der geraden Fläche 1 des Gehäuses 1 abstützen.Diese ausführung ergibt ein größeres Hubvolumen bei gleichen äußeren Abmessen.
In den Zylindern sind die AuftriebskörDer 14 festgemacht.
Der Deckel 7 hat die Form eines Kreisringes.Zwischen der am Rohr 4 befestigten Scheibe 16 und den Deckel 7 liegt der innere Dichtring 11 . Auf der Außenseite liegt zwischen delaDeckel 7 und den Abschlußring 8 der Dichtring 12. Der Anpreßdruck beider Dichtringe,im Ruhezustand der Pumpe ist gleich groß aber entaeenpesetzt gerichtet.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch die Erfindung eine einfache verstellbare Universalpumpe geschaffen wurde,die sich Dank der kleinen Reibungsverluste ebensogut als Motor eignet.Besonders vorteilhaft wirkt sich auch die Kühl- und Filterwirkung.sowie die Gleichmäßigkeit der Förderung und der unwuchtfreie Lauf aus. Mit der geringen Reibung steigt auch gleichzeitig die Lebensdauer der Pumpe.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Pumpe oder otor für Flüssigkeit oder (-as mit radial angeordneten Zylindern und mittigen Zu und Abflußrohr dadurch gakennzeichnet,daß die Zylinder senkrecht auf den geraden Innenflächen des Gehäusemantels stehen.
2. Pumpe oder Motor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Zu-und Abflußrohr, auf den der Zylinderkäfig gelagert ist, sich parallel zur Gehäuseacnse verschieben läßt.
3.Pumpe oder Motor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß anstelle von Kolben beidrseits offene Zylinder verwendet werden.
4. Pumpe oder Motor nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet,daß in den Zylindern ein Schwimmkörper befestigt ist.
5. Pumpe oder Motor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich net,daß an der Mantelfäche des Gehäuses Rippen für die Kühlung angebracht sind.
6. Pumpe oder Motor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß ein feststehender Schöpfarm die Flüssigkeitsmenge im Gehäuseraum konstant hält.
7. Pumpe oder Motor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäusedeckel ein äußerer und ein innerer Dichtring derart angebracht ist,daß bei Drehung der Pumpe der äußere Dichtring belastet und der innere Dichtring entlastet wird.