DE2609023A1

DE2609023A1 - Fluidmotor und/oder pumpe

Info

Publication number: DE2609023A1
Application number: DE19762609023
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Empire Oil Tool Co
Current assignee: Empire Oil Tool Co
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1976-09-16
Also published as: AU503942B2; CA1039110A; US3966369A; DE2609023C2; NL7602321A; FR2303184B1; JPS51115304A; JPS5754638B2; GB1545583A; FR2303184A1; IT1057307B; AU1156676A; SE7603050L; SE416985B; NO760715L

Description

α. grünecker

JIPL.-INO.

H. KINKELDEY

DR₁-ING.

^W· STOCKMAlR

DR.-ING. ■ AeE(CAUTSOH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. · OIPL-PHYS.

P. H. JAKOB

D(Pl INQ.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DlPL-CHEM.

MÜNCHEN E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INS.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 4.3

März 1976

Empire Oil Tool Company

Monaco Parkway, Denver, Colorado 802C7, USA

Ifluidmotor und/oder Pumpe

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fluidmotor und/oder eine Fluidpumpe, mit einem eine zylindrische Bohrung aufweisenden Gehäuse, einem koaxial darin angeordneten, dreh baren Läufer, dessen Durchmesser kleiner ist als der der Bohrung, so daß dazwischen ein ringförmiger Raum gebildet

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TELEFON (039)23 23 62

TELEX O5-29 38O

TELEGRAMME MONAPAT

ORIGINAL INSPECTED

ist, wenigstens zwei in gleichem gegenseitigem Umfangsabstand an der Wand der Bohrung angebrachten, in deren Längsrichtung verlaufenden Trennstegen, welche den ringförmigen Raum in eine entsprechende Anzahl von in Längsrichtung verlaufende Kammern unterteilen, einer Anzahl von am Läufer angebrachten, sich in Längsrichtung erstreckenden und in die Kammern hineinragenden, elastisch nachgiebigen Flügeln, welche zum Passieren der Trennstege einwärts faltbar sind, einer Anordnung von durch das Gehäuse hindurch in den einzelnen Kammern mündenden Einlassen für die Zufuhr eines Strömungsmittels und einer Anordnung von den Kammern durch das Gehäuse hindurch ausmündender Auslässe für den Austritt eines Strömungsmittels.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen Motor der genannten Art für den Antrieb eines Bohrwerkzeugs in einem Tiefbohrloch.

Beim Bohren von tiefen Bohrlöchern kann das Bohrwerkzeug von einem Fluid-Verdrängungsmotor angetrieben werden, welcher im Bohrloch nahe dem unteren Ende eines Bohrgestänges angeordnet ist. Das Gestänge setzt sich aus einer Reihe von Rohren zusammen, durch welche hindurch ein dünnflüssiger Bohrschlamm für die Speisung des Motors, zum Spülen des Bohrlochs im Bereich des Bohrwerkzeugs und zum Abführen des Bohrguts entlang dem ringförmigen Raum zwischen dem Bohrgestänge und der Wandung des Bohrlochs zur Oberfläche unter Druck zugeführt wird.

Damit der Motor das für den Antrieb des Bohrwerkzeugs notwendige hohe Drehmoment zu erzeugen vermag, muß der dünnflüssige Bohrschlamm unter sehr hohem Druck zugeführt, werden. Aufgrund des hohen Drucks und wegen der spezifischen Eigenschaften des Bohrschlamms ist der Motor sehr großen Belastungen ausgesetzt.

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Eine besonders geeignete Art eines solchen Verdrängungsmotors enthält einen drehbar in einem Gehäuse angeordneten Läufer. Der ringförmige Raum zwischen dem Läufer und der V/andung des Gehäuses ist durch an der Wandung des Gehäuses angebrachte, in Längsrichtung verlaufende Trennstege in "wenigstens zwei Kammern unterteilt. Eine Anzahl von am Läufer angebrachten, beträchtlich langen flexiblen Flügeln wird durch den Druck des den Kammern-zugeführten dünnflüssigen Schlamms auswärts bewegt und in abdichtende Anlage an der Wandung des Gehäuses gebracht. Beim Auflaufen auf die Trennstreifen werden die Flügel einwärts gefaltet. Die Anzahl der Flügel ist gleich der der Trennstege oder ein Vielfaches derselben.Jenseits der einzelnen Trennstege passieren die Flügel jeweils einen Einlaß für den dünnflüssigen Schlamm, und kurz vor dem Erreichen des jeweils nächsten Trennstegs geben sie einen Auslaß für den Schlamm frei, so daß sich der auf den betreffenden Flügel einwirkende Druck verringert und der Flügel einwärts gefaltet werden kann.

Ausführungsbeispiele für derartige Motoren sind in den UB-Patentschriften 2 852 230, ; 3· 076 514· und 3 594- 106 der Anmelderin beschrieben. Die dort beschriebenen Motoren sind für den Antrieb von Bohrwerkzeugen in Tiefbohrlöchern hervorragend geeignet, wobei jedoch zu erkennen ist, daß die Flügel von übermäßig hohen Bohrschlammdrücken beaufschlagt sind, um das für den Antrieb notwendige Drehmoment zu erzeugen. Wegen dieser hohen Drücke und der Eigenschaften des Bohrschlamms sind die Motoren einem starken Ver-? schleiß unterworfen, weshalb Maßnahmen zur Verlängerung ihrer Betriebslebensdauer erstrebenswert erscheinen.

Bei den in den vorstehend genannten Veröffentlichungen .beschriebenen Motoren tritt die für den Antrieb verwendete Flüssigkeit über zuströmseitig angeordnete Einlasse ein und verläßt den Motor über abströmseitig angeordnete Auslässe. Der die flexiblen Flügel beaufschlagende Flüs-

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sigkeitsdruck liegt im Bereich von ca. 28 kp/cm und darüber, und die Flügel haben eine Länge von ca. 508 mm und mehr. Für den Antrieb des Bohrwerkzeugs werden im Läufer sehr hohe Torsionsmomente erzeugt. Da zwischen dem Flüssigkeitseinlaß und dem Auslaß ein Druckabfall über die Länge des Motors auftritt, ist das im Bereich der Einlasse an der Zuströmseite des Motors auf die Flügel und den Läufer ausgeübte Drehmoment größer als im Bereich der Auslässe an der Abströmseite, Außerdem ergibt sich aus der Gesamtkonstruktion, daß das abströmseitige Ende des Läufers dem Gegendrehmoment des vom Motor angetriebenen Bohrwerkzeugs unterworfen ist.

Da die Antriebsflüssigkeit am zuströmseitigen Ende in den Motor eintritt und ihn am abströmseitigen Ende verläßt, muß sie sich neben ihrer Umlaufbewegung mit den Flügeln zusätzlich in Längsrichtung vom zuströmseitigen zum abströmseitigen Ende des Motors bewegen, was zu Energieverlusten führt, da diese Bewegung nicht zum Antrieb der Flügel beiträgt.

Demgegenüber ist bei einem Motor bzw. einer Pumpe der eingangs genannten Art. gemäß der.Erfindung vorgesehen, daß die Einlasse und Auslässe einander abwechselnd in gegenseitigen Abständen entlang dem Umfang des Gehäuses angeordnet sind und daß eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Dichtungsanordnung die Einlasse von den Auslassen und von einem Ende des Gehäuses und die Auslässe vom anderen Ende des Gehäuses trennt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Gehäuse und einem es umgebenden Rohrmantel eine Dichtung angeordnet, welche den dazwischen vorhandenen ringförmigen Kaum in zuströmseitig offene und abströmseitig geschlossene, in Längsrichtung verlaufende Einlaßkammern und in Umfangsrichtung damit abwechselnde, abströmseitig offene und zuströmseitig geschlossene Auslaßkammern

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unterteilt, wobei die Anzahl der Sin- und Auslaßkanmern wenigstens der der Kammern im Inneren des Motors entspricht. Von jeder Einlaßkammer aus durchsetzt eine Reihe von Einlassen die Wandung des Gehäuses und mündet in einer zugeordneten Kammer, während von jeder Auslasskammer aus eine Anzahl von Auslassen durch die Wandung des Gehäuses hinruch in der zugeordneten Kammer desselben mündet. Jede Gruppe oder Reihe von Ein- bzw. Auslassen umfaßt eine Anzahl von in gegenseitigen Abständen in Längsrichtung des Gehäuses dessen Wandung durchsetzenden Ein- bzw. Auslassen«

In einer vorteilhaften Ausführung verringert sich die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Einlaßkammern vom zuströmseitigen zum abströmseitigen Ende des ringförmigen Raums, während die Breite der Auslaßkammern in der gleichen Richtung zunimmt.

Die genannte Dichtung ist vorzugsweise ein Dichtungsring, welcher in einem gewellten Verlauf zwischen dem Gehäuse und dem Rohrmantel angeordnet ist.

Auf diese Weise schafft die Erfindung einen Verdrängungsmotor der eingangs genannten Art, bei welchem die flexiblen Flügel des Läufers über ihre Länge von im wesentlichen gleichförmigen Drücken beaufschlagt sind, so daß der Läufer über seine Länge einem im wesentlichen gleichmäßigen Drehmoment unterworfen ist.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematisierte Seitenansicht des unteren Endes eines Bohrgestänges mit Werkzeugantrieb,

Fig. 2A und 2B eine entlang der Linie Y-X unterteilte Längsschnittansicht eines Antriebsmotors des in 60 9 8 38/0299

FIg. 1 dargestellten Bohrgestänges in vergrößertem Maßstab,

Pig. 3 eine abgerollte Teildarstellung der Ein- und Auslaßanordnung des in Fig. 2A und 2B gezeigten Motors,

Fig. 4- eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie IV-IV in FIg. 2A,

Fig. 5 eine Fig. 4- entsprechende Schnittansicht einer besonders als Pumpe geeigneten Ausführungsform,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht eines Trennstegs in der Ausführung nach Fig. 5

FIg. 7 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

Fig. Ί zeigt in stark schematisierter Darstellung das untere Teil eines Bohrgestänges. Dieses sitzt in einem Bohrloch 1, welches eine durch die Arbeit eines drehbaren Bohrwerkzeugs 3 geschaffene Umfangswand 2 hat. Die dargestellte Anordnung hat ein Kopfteil A für die Verbindung mit einem komplementären Teil am unteren Ende eines (nicht gezeigten) Bohrgestänges und ein Ventil B, welches bei pneumatischem Antrieb des Bohrwerkzeugs ein Druckregelventil und bei Flüssigkeitsantrieb ein Ablaß-* ventil ist. Im letzteren Falle ist das Ventil B normalerweise geschlossen und öffnet bei Unterbrechung der Strömung, um das hohle Bohrgestänge beim Absenken ins Bohrloch zu füllen oder es beim Aufziehen zu entleeren. Jeder Motor D hat ein Paar Lager C, E. Eine Motorkupplung F enthält eine Druckfeder, welche eine Axialbewegung einer Welle G ermöglicht, wenn das Bohrwerkzeug 3 bms Unebenheiten am Boden des Bohrlochs 1 stößt. Die Welle G trägt am unteren Ende ein Anschlußteil H mit einem eine konische

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Gewindebohrung 6 für die Aufnahme des Bohrwerkzeugs 3 aufweisenden zylindrischen Teil 5-

Ein für den Antrieb verwendetes Strömungsmittel gelangt vom Bohrgestänge über eine axiale Bohrung 7 in das Eopfteil A, umströmt das normalerweise geschlossene Ventil B und fließt in einen ringförmigen Raum 8 zwischen dem Gehäuse eines Motors D und einem Rohrmantel 9· Von hier strömt es über im Gehäuse vorhandene Einlasse in den Motor und verläßt diesen anschließend über im Gehäuse vorhandene,., durch eine Dichtungsanordnung von den Einlassen getrennte Auslässe. Schließlich durchströmt das Strömungsmittel eine Axialbohrung 10, 11 der Welle G bzw. des Anschlußteils H und tritt durch das Bohrwerkzeug hindurch aus. Von hier aus steigt das Strömungsmittel, vorzugsweise eine Flüssigkeit, unter Mitnahme des mittels des Bohrwerkzeugs 3 vom Boden der Bohrung 1 gelösten Bohrguts in einem zwischen dem Rohrmantel 9 und der Wandung des Bohrlochs vorhadenen ringförmigen Raum 12 zurück zur Oberfläche.

Die bisher genannten Teile sind im wesentlichen in den genannten Patentschriften der Anmelderin beschrieben. Je nach den im Lauf des Betriebs wechselnden Arbeitsbedingungen können die Teile des Bohrantriebs in verschiedener Weise zusammengestellt sein.

Bei der Konstruktion eines für die Verwendung in einem solchen Bohrantrieb bestimmten Verdrängungsmotors wurde insbesondere die Speisung mit dünnflüssigem Bohrschlamm in Betracht gezogen, welcher gewöhnlich eine gewisse Menge Sand oder sonstige schleifende Stoffe enthält. Außerdem wurde berücksichtig, daß der Druck der den Motor speisenden Flüssigkeit in einem ziemlich großen Bereich schwanken kann, und zwar nicht nur beim Eintritt in das Bohrgestänge, als vielmehr auch aufgrund des sich durch Reibung an den Wänden des Bohrgestänges bei der

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Bohrarbeit in großer Tiefe ergebenden Druckabfalls. Im Hinblick auf diese Gegebenheiten sind die Flügel des Motors und ihre Anbringung am Läufer des Motors so ausgebildet, daß sich der Anlagedruck der Flügel an der Wandung der Bohrung des Motorgehäuses auch bei beträchtlichen Änderungen des Flüssigkeitsdrucks nur wenig ändert und auch beim Anstieg des Flüssigkeitsdrucks über einen erwünschten Wert begrenzt bleibt. Dadurch wird der durch übermäßig hohe Drücke und die Einwirkung von abrasiven Bestandteilen in der Flüssigkeit hervorgerufene Verschleiß der Flügel auf ein Mindestmaß beschränkt.

Der Grundaufbau des in Fig. 4 dargestellten Motors ist in der US-Patentanmeldung 5^5 866/1975 der Anmelderin beschrieben und umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 13 mit einer zylindrischen Bohrung 14 und einen darin angeordneten zylindrischen Läufer 15. Der Läufer 15 ist von einer Axialbohrung 16 durchsetzt, welche gegebenenfalls als Umströmleitung verwendet werden kann. Der Läufer 15 hat einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 14·, so daß dazwischen ein ringförmiger Raum vorhanden ist. Dieser ist durch zwei einander diametral gegenüber mittels Schrauben an der Wandung der zylindrischen Bohrung 14 befestigte, in Längsrichtung verlaufende und bis nahe an den Umfang des Läufers hervorstehende Trennstege 19, 20 in zwei gleich große Kammern 17, 18 unterteilt. Jede Kammer 17» 18 hat eine Anzahl von Einlassen und Auslässen 22 bzw. 24, welche jeweils in einer Reihe mit gegenseitigen Längsabständen die Wandung des Gehäuses 13 durchsetzen und die betreffenden Kammern 17» 18 mit dem ringförmigen Raum 8 zwischen dem Gehäuse und dem Mantelrohr 9 verbinden. In Fig. 2A und 2B ist jeweils nur eine Reihe von Einlassen 22 und eine Reihe Auslässe 24 sichtbar, während die abgerollte Ansicht in Fig. 3 jeweils die beiden Ein- und Auslaßreihen für die bieden Kammern 17 und 18 zeigt. In den Reihen haben die Ein- und Auslässe die in Fig. 2A, 2B und ersichtlichen Abstände in Längsrichtung des Motors, dessen

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Bohrung 14 eine Länge von vorzugsweise etwa 508 mm hat.

Der ringförmige Raum 8 zwischen dem Gehäuse 13 und dem Rohrmantel 9 ist durch eine elastische Dichtung 30 in in Längsrichtung verlaufende Einlaßkammern 8a und Auslaßkammern 8b unterteilt. Die Dichtung 30 sitzt in einer außen am Gehäuse 13 angeschweißten, U-förmiges Profil aufweisenden Halterung 32.und befindet sich mit Unterstützung des beiderseits davon herrschenden Druckunterschieds in abdichtender Anlage an der Innenseite des Rohrmantels 9-Die Dichtung 30 ist ein geschlossener Ring und hat über ihre gesamte Länge eine konstante Querschnittsform. Sie hat ein zwischen den einander zugeordneten Reihen von Einlassen 22 und Auslassen 24 und parallel zu diesen geradlinig in Lägsrichtung verlaufendes Teil 30a, eine am oberen Ende des Motors über die Reihe der Auslässe hinweg geführte obere Krümmung 30b, von welcher aus sie mit zunehmendem Abstand zur Reihe der Auslässe 24 schräg abwärts verläuft, und eine um das untere Ende der Einlaßreihe geführte untere Krümmung 30c. Eine von oben her zugeführte Flüssigkeit strömt entlang der sich stetig verengenden Einlaßkammer 8a den Einlassen 22 zu und verläßt die Auslässe 24 über die sich abwärts erweiternde Auslaßkammer 8b. Die Abnahme der Breite der Ein- und Auslaßkammern 8a bzw. 8b in Umfangsrichtung ergibt sich aus dem Verlauf der Dichtung 30 zwischen den Reihen der in ein und derselben Kammer des Motors mündenden Ein- und Auslässe bzw. 24 (Fig. 3) Die Dichtung 30 beschreibt also, anders ausgedrückt, ein sägezahnförmiges Wellenprofil.

Die Dichtung 30 ist äußerst wirksam, wirtschaftlich herstellbar und mühelos anbring- und auswechselbar. An der Zuströmseite des Motors dem ringförmigen Raum 8 zugeführte Flüssigkeit wird zwischen den beiden Einlaßkammern 8a aufgeteilt und strömt über die im wesentlichen entlang der gesamten Länge des Motors verteilten Einlasse 22 in die Bohrung 14. Die Abnahme der Breite der Einlaßkammern 8a

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gewahrleistet, daß der Flüssigkeitsdruck an allen Einlassen 22 einer Längsreihe im wesentlichen gleich ist, so daß die Flügel 34 <les Läufers im wesentlichen über ihre gesamte Länge von einem gleichmäßigen Druck beaufschlagt sind. In. entsprechender Weise bewirkt die Zunahme der Breite der Auslaßkammern 8b in Strömungsrichtung, daß der Druck an allen Auslässen 24- einer Reihe im wesentlichen gleich ist, so daß auch an den Rückseiten der Flügel im wesentlichen über ihre gesamte Länge ein gleichmäßiger Druck herrscht. Dadurch verringert sich die Gefahr eines Verdrehens der Flügel aufgrund von in Längsrichtung auftretenden Druckunterschieden. Außerdem braucht die über jeweils einen Einlaß 22 einströmende Flüssigkeit nur in .Ujafangsrichtung um die Achse des Läufers zu strömen, bis sie zu einem Auslaß 24 gelangt, womit durch eine Strömung der Flüssigkeit in Längsrichtung hervorgerufene Energieverluste vermieden sind.

Der Läufer 15 hat vier in gleichmäßigen Umfangsabständen in Längsrichtung verlaufende Hüten 36, in denen jeweils ein im wesentlichen "V-förmiges Profil aufweisender Flügel 34- befestigt ist. Jede Nut 36 hat einen den betreffenden Radius des Läufers im wesentlichen rechtwinklig schneidenden, im wesentlichen ebenen Boden 38» an dessen in der Drehrichtung des Läufers vorderen Seite sich eine ausgerundete Seitenwand 40 der Nut anschließt. Die ausgerundete Seitenwand 40 endet am Umfang des Läufers 15 in. einer in die betreffende Nut 36 hineinragenden Anschlagleiste 42 mit einer ebenen Anschlagfläche 44, an welcher sich der Flügel 34 abstützt, während er sich mit seinem äußeren Rand in gleitender Anlage an der Wand der Bohrung 14 befindet.

Die Flügel 34 sind im wesentlichen aus einem vorzugsweise gewebeverstärkten gummielastischen Material und haben im eingebauten Zustand ein im wesentlichen ¥—förmiges Profil mit einer gerundeten Biegung. Jeweils der eine Schen-

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kel 34a jedes Flügels 34 ist von einer mittels Schrauben. 50 befestigten Halteleiste 48 aus Metall in .fester Anlage am Boden der betreffenden Hut 36 festgehalten. Die Halteleiste 48 hat einen gerundeten oder wulstigen Rand 48a, welcher entlang dem ausgerundeten Innenwinkel des Flügels 34 verläuft. Der das wirksame bzw. druckübertragende Teil des Flügels 34 darstellende äußere Schenkel 34b desselben hat zum freien Rand hin eine größere Stärke und hat eine Versteifung aus an der Vorder- und Rückseite mittels einer Reihe von den Schenkel durchsetzenden Nieten 56 befestigten Blechstreifen 52, 54-. In der auswärts geschwenkten Arbeitsstellung des Schenkels 34b kommt der an seiner Vorderseite befestigte Blechstreifen 54 in Anlage an der Anschlagleiste 42 und schützt damit das gummielastische Material des Flügels vor Verschleiß. Die Anschlagleiste 42 ist so angeordnet, daß sie den auswärts in die Arbeitsstellung geschwenkten Schenkel 34b" im wesentlichen an seinem Druckmittelpunkt abstützt, so daß der Schenkel 34-b nicht durch den Flüssigkeitsdruck über den Anschlag 42 hinweg umgeschlagen werden kann.

Wie man in Fig. 4 erkennt, ist jeder Auslaß 24 in einem geringen Umfangsabstand 62 vor dem zugeordneten Trennsteg 19 oder 20 angeordnet, und die Trennstege haben einen abgeschrägten vorderen Rand 64, an welchem die Flügel auflaufen können. Bei Annäherung eines Flügels 34- an einen Auslaß 24 kann die Flüssigkeit durch den Auslaß entweichen," bis sich der vordere Rand des Flügels darüber hinweg bewegt·hat. In diesem Augenblick ist dann zwischen der Vorderseite des Schenkels 34b, dem Trennsteg 19 oder 20 und dem Läufer I5 eine im wesentlichen geschlossene Kammer 66 gebildet, in welcher eine gewisse Flüssigkeitsmenge eingeschlossen ist. Bei der weiteren Bewegung des Läufers 15 und des Schenkels 34b steigt der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 66. Da der Schenkel 34b den Auslaß 24 inzwischen freigegeben hat und an seiner Rückseite nicht mehr von dem

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erhöhten Druck beaufschlagt ist, wird er "von dem zunehmenden Flüssigkeitsdruck in der Kammer 66 nun stetig einwärts gefaltet, bevor noch der Verstärkungsstreifen 54- scm. abgeschrägten Rand 64- des Trennstegs aufläuft. Dadurch werden sowohl der Verschleiß der Flügel als auch Schwingungen des Motors beträchtlich herabgesetzt.

Wie man in Fig. 2A und 2B erkennt, hat das Motorgehäuse 13, welches in der beschriebenen Ausführungsform eine Länge von c^. 508 mm hat, pro Reihe jeweils fünf Einlasse 22 und fünf Auslässe 24, welche die Kammern 17 und 18 im Inneren des Gehäuses mit den durch die wellenförmig angeordnete Dichtung 30 voneinander getrennten Einlaß- bzw. Auslaßkammern 8a bzw. 8b zxvischen dem Gehäuse 13 und dem Mantelrohr 9 verbinden.

Zur koaxialen Ausrichtung des oberen Endes des Motors im Mantelrohr 9 dienen in gegenseitigem Umfangsabstand am Gehäuse 13 angeschweißte Abstandhalter 78, und zur Sicherung in Axialrichtung dient eine sich auf den Abstandhaltern abstützende Abstandsbuchse 79- Die Abstandhalter 78 sind vorzugsweise oberhalb der oberen Krümmungen der Dichtung angeordnet und haben eine solche Form, daß sie der Strömung im oberen Ende des ringförmigen Raums 8 möglichst wenig Widerstand entgegensetzen.

Am unteren Ende hat der Läufer einen kugelgelagerten Wellenstumpf 80 mit einem Schraubgewinde, welches eine mittels einer Klemmschraube 82 feststellbare Druckmutter 81 trägt.

Für die Übertragung des vom Motor entwickelten Gegendrehmoments auf den Rohrmantel 9 dienen am zylindrischen Gehäuse 13 angebrachte Keile 83, welche jeweils in eine Hut eines am Mantelrohr 9 angeschweißten Anschlagteils 84-greifen. <·. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 2B nur ein Keil 83 und ein eine Hut aufweisendes Anschlagteil 84-

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in einer in Uiafangs richtung versetzten Stellung gezeigt.

Zwei oder mehr der beschriebenen Motore können hinter- bzw. übereinander angeordnet und über eine in Fig. 2B dargestellte Anordnung miteinander verbunden sein. Der Wellenstompf 80 des jeweils oberen Motors ist an seinem unteren Ende 85 über eine zylindrische Muffe 88 mit einer Eingangswelle des unteren Motors verbunden. Die Muffe 88 ist über in Nuten sitzende Keile 86 antriebsübertragend mit dem unteren Teil 85 des·Wellenstumpfs 80 verbunden und entgegen der Belastung durch eine Schraubenfeder 89 in Axialrichtung verschieblich. Am unteren Ende ist die Muffe 88 antriebsübertragend mit der Welle 90 des unteren Motors verbunden und stützt sich auf dessen Druckmutter ab. Um das Mantelrohr 9 d^e nach Bedarf verlängern oder verkürzen zu können und den Ein- und Ausbau der Motoren zu erleichtern, ist das Mantelrohr an einer mit 91 bezeichneten Stelle teilbar. Dieses Merkmal gehört jedoch nicht zur vorliegenden Erfindung und wird im einzelnen in einer anderen Patentanmeldung beschrieben.

Die unter Druck aus den Auslaßkammern 8b des oberen Motors ausströmende Flüssigkeit fließt an der Kupplungsmuffe 88 vorüber abwärts in die Einlaßkammern 8a des unteren Motors.

Die Anzahl der Ein- und Auslässe sowie die Halteeinrichtungen des Motors können von der beschriebenen Ausführung abweichen.

Die vorliegende Erfindung ist zwar hauptsächlich für die Anwendung an einem Motor bestimmt, sie ist jedoch mit geringfügigen Abänderungen auch für eine Pumpe anwendbar. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 5 bis 7 dargestellt. Das Mantelrohr 9* das Gehäuse 13 und die Dichtung 30 haben hier im wesentlichen die gleiche Form wie in der Ausführung nach Fig. 2 bis 4-, Der Läufer 15' hat einen größeren

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Durchmesser als der Läufer 15 cLer zuerst beschriebenen Ausführung, so daß der ringförmige Zwischenraum zwischen ihm und dem Gehäuse schmäler ist. Dadurch stehen die Flügel in ihrer Arbeitsstellung in einem flacheren Winkel hervor und brauchen nur in einem kleineren Winkel einwärts gefaltet zu werden. Außerdem ist das Auflaufen der Flügel auf die Trennstege dadurch erleichtert. Die hier verwendeten Trennstege 19' und 20' sind dünner als die zuerst."beschriebenen und haben eine andere Form. Der abgeschrägte Rand 64-' hat im wesentlichen die gleiche Form wie in Fig. 4-, während sich der andere, flach abgeschrägte Rand 93 über den bei der Ausführung als Pumpe als Auslaß wirksamen Durchlaß 22' hinweg erstreckt, um dem Trennsteg eine möglichst große Breite zu verleihen. Der Trennsteg hat eine Reihe von Durchlässen 94- für den Zutritt der Flüssigkeit zu den Durchlässen 22' des Gehäuses. Die Nuten 36' des Läufers 15' und die darin befestigten Flügel 54-' haben im wesentlichen die gleiche Form wie in der Ausführung nach Fig. 4-, wobei jedoch der eine verstärkungsstreifen einen abgerundet aufgebogenen äußeren Rand 95 hat.

Im Betrieb als Pumpe dreht sich der Läufer 15* in Fig. 5 im Gegenzeigessinn. Bei Annäherung der Flügel 34·' an die Durchlässe 22' läuft der aufgebogene Rand 95 auf dem flach abgeschrägten Rand 93 des Trennstegs auf, so daß der Flügel einwärts gefaltet wird, ohne daß zunächst Flüssigkeit eingeschlossen wird, da die Ausschnitte 94- des Trennstegs zu den Durchlässen 22' führen. Im Betrieb als Motor dreht sich der Läufer 15' im Uhrzeigersinn, wobei die Arbeitsweise die gleiche ist wie die anhand von Fig. 4-erläuterte.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen undcer Zeichnung hervorgehenden Vorteile und Merkmale der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

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Patentansprüche:

η .j Fluidmotor und/oder -pumpe, rait einem eine zylindrische Bohrung aufweisenden Gehäuse, einem koaxial darin angeordneten, drehbaren Läufer, dessen Durchmesser kleiner ist als der der Bohrung, so daß dazwischen ein ringförmiger Raum gebildet ist, wenigstens, zwei in gleichem gegenseitigem Umfangsabstand an der Wand der Bohrung angebrachten, in deren Längsrichtung verlaufenden Trennstegen, welche den ringförmigen Baum in eine entsprechende Anzahl von in Längsrichtung verlaufenden Kammern unterteilen, einer Anzahl von am Läufer angebrachten, sich in seiner Längsrichtung erstreckenden und in die Kammern hinein— . ragenden, elastisch nachgiebigen Flügeln, welche zum Passieren der Trennstege einwärts faltbar sind, einer Anordnung von durch das Gehäuse hindurch in den einzelnen Kammern mündenden Einlassen für die Zufuhr eines Strömungsmittels und einer Anordnung von den Kammern durch das Gehäuse hindurch ausmündender Auslässe für den Austritt des Strömungsmittels, dadurch gekennz eich, net, daß die Anordnungen der Einlasse (22) und Auslässe (240 einander abwechselnd in gegenseitigen Abständen entlang dem Umfang des Gehäuses (13) angeordnet sind und daß eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Dichtungsanordnung (30) die Einlasse von den Auslässen und von einem Ende des Gehäuses und die Auslässe vom anderen Ende des Gehäuses trennt.

2. Fluidmotor bzw. -pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Einlasse eine Reihe von in gegenseitigen Abständen in Längsrichtung des Gehäuses (13) angeordneten Einlassen (22) und die Auslaßanordnung eine Reihe von in gegenseitigen Abständen in Längsrichtung des Gehäuses angeordneten Auslassen (24) aufweist.

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3. Fluidmotor bzw. -pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) unter Bildung eines ringförmigen Raums (8) von einem Mantel (9) umgeben ist und daß die Dichtungsanordnung (30) sich zwischen dem Mantel und dem Gehäuse erstreckt.

4-, Fluidmotor bzw. -pumpe nach Anspruch 3» dadurch gekennz e i chnet, daß- die Dichtungsanordnung eine Dichtung (30) aufweist, mit einem zwischen den Reihen der Ein- bzw. Auslässe (22 bzw. 24-) verlaufenden geradlinigen Teil (3Oa), einem um den Einlaß an einem Ende des Gehäuses (13) herum gekrümmten und in einer von der Reihe deE Auslässe divergierend zum zweiten Ende des Gehäuses verlaufenden Teil (30b), welches den ringförmigen Raum (8) an dem einen Ende verschließt und eine vom zweiten zum ersten Ende in Umfangsrichtung abnehmende Breite aufweisende Einlaßkammer (8a) begrenzt, und mit einem um den Auslaß am zweiten Ende des Gehäuses herum gekrümmten und von der Reihe der Einlasse divergierend zum ersten Ende des Gehäuses verlaufenden Teil, welches den ringförmigen Raum an einem Ende verschließt und eine vom ersten zum zweiten Ende in Umfangsrichtung zunehmende Breite aufweisende Auslaßkammer (8b) begrenzt.

5. Fluidmotor bzw. -pumpe nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung eine am Gehäuse (13) oder am Mantel (9) angeschweißte, zum jeweils anderen Teil hin offene, ein U-förmiges Profil aufweisende Halterung (32) und eine in der Halterung sitzende elastische Dichtung (30) aufweist.

6. Fluidmotor und/oder -pumpe mit einem eine zylindrische Bohrung aufweisenden Gehäuse, einem koaxial in der Bohrung angeordneten, drehbaren Läufer, einer Anordnung von das Gehäuse durchsetzenden Einlassen und einer Anordnung von das Gehäuse mit Umfangsabstand zu den Einlassen durch-

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setzenden Auslässen, gekennz eichnet durch eine außerhalb des Gehäuses (13) vorhandene Dichtungsanordnung (30), welche die Anordnung der Einlasse (22) von der Anordnung der Auslässe (24) und von einem Ende des Gehäuses und die Anordnung der Auslässe vom anderen Ende des Gehäuses trennt.

7. Fluidmotor-bzw. -pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Einlasse eine Reihe von in gegenseitigen Abständen in Längsrichtung des Gehäuses (13) angeordneten Einlassen (22) und die Auslaßanordnung eine Eeihe von in gegenseitigen Abständen in Längsrichtung des Gehäuses angeordneten Auslassen (24) aufweist.

8. Pluidmotor bzw. -pumpe nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraums (8) von einem Mantel (9) umgeben ist und daß sich die Dichtungsanordnung (30) zwischen dem Mantel und dem Gehäuse erstreckt.

9- Pluidmotor bzw. -pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzei chnet, daß die Dichtungsanordnung eine Dichtung (30) aufweist, mit einem zwischen den Reihen der Ein- bzw. Auslässe (22 bzw. 24) verlaufenden geradlinigen Teil (3Oa), einem um den Einlaß an einem Ende des Gehäuses (13) herum gekrümmten und in einer von der Reihe der Auslässe divergierenden Richtung zum zweiten Ende des Gehäuses verlaufenden Teil (30b), welches den ringförmigen Raum an dem einen Ende verschließt und eine vom zweiten zum ersten Ende in Umfangsrichtung abnehmende Breite aufweisende Einlaßkammer (8a) begrenzt, und mit einem um den Auslaß am zweiten Ende des Gehäuses herum gekrümmten und von der Reihe der Einlasse divergierend zum ersten Ende des Gehäuses verlaufenden Teil (30c), welches den ringförmigen Raum an einem Ende verschließt und eine vom ersten

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zum zweiten Ende in Umfangsrichtung zunehmende Breite aufweisende Auslaßkammer (8b) begrenzt.

10. Fluidraotor bzw. -pumpe nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung eine am Gehäuse (13) oder am Mantel (9) angeschweißte, zum jeweils anderen Teil hin offene, ein U-förmiges Profil aufweisende Halterung (32) und eine in der Halterung sitzende elastische Dichtung (30) aufweist.

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