DE3016837A1 - Annular piston pump with inner and outer cylinder - has three induction coils, energisable in phase shift mode, distributed in outer cylinder to give compact energy source - Google Patents
Annular piston pump with inner and outer cylinder - has three induction coils, energisable in phase shift mode, distributed in outer cylinder to give compact energy sourceInfo
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Abstract
Description
Ringkolbenmaschine Rotary piston machine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ringkolbenmaschine, insbesondere eine Ringkolbenpumpe, mit einem Innenzylinder und einem diesen im Abstand konzentrisch umschließenden Außenzylinder, wobei zwischen Innen- und Außenzylinder eine Arbeitskammer gebildet ist, die an ihren Stirnseiten durch Seitenteile verschlossen ist mit einem radial zwischen Innen- und Außenzylinder angeordneten Trennsteg, mit einem etwa C-förmigen Ringkolben etwa gleicher axialer Breite wie die Arbeitskammer, der in der Arbeitskammer bewegbar angeordnet ist, derart, daß durch die Öffnung des C der Trennsteg ragt und zwischen Ringkolben und Außenzylinder sowie zwischen Ringkolben und Innenzylinder eine äußere bzw.The invention relates to a rotary piston machine, in particular a rotary piston pump, with an inner cylinder and one of these concentrically spaced surrounding outer cylinder, with a working chamber between the inner and outer cylinder is formed, which is closed at its end faces by side panels with a radially between the inner and outer cylinder arranged separating web, with an approximately C-shaped annular piston about the same axial width as the working chamber, which is in the working chamber is arranged movably, such that through the opening of the C of Separating web protrudes and between the annular piston and outer cylinder and between the annular piston and inner cylinder an outer resp.
eine innere Verdrängerkammer gebildet ist, mit einem Druckmitteleinlaß und einem Druckmittelauslaß, die im Bereich des Trennstegs je auf einer Seite davon in die Arbeitskammer münden.an inner displacement chamber is formed, with a pressure medium inlet and a pressure medium outlet, each on one side thereof in the region of the separating web open into the working chamber.
Bei einer derartigen bekannten Ringkolbenpumpe ragen zwei Kurbelzapfen axial in entsprechende Bohrungen des Ringkolbens. Angetrieben sind die Kurbelzapfen derart, daß sie in der Ebene des Ringkolbens eine kreisende Bewegung durchführen. Dabei nehmen sie den Ringkolben zwangsläufig zu einer Kreisschiebebewegung mit. Bei dieser Zwangsbewegung fährt der Ringkolben über Dichtleisten immer mit seiner Außenkontur an der Innenkontur des Außenzylinders und mit seiner Innenkontur an der Außenkontur des Innenzylinders entlang. Die auf diese Art zwischen dem Ringkolben und dem Innenzylinder sowie dem Außenzylinder gebildeten sichelförmigen inneren und äußeren Verdrängerkammern fördern dabei.das auf der einen Seite des Trennstegs durch den Druckmitteleinlaß in die Arbeitskammer eintretende Druckmittel auf die andere Seite des Trennstegs zum Druckmittelauslaß.In such a known rotary piston pump, two crank pins protrude axially in corresponding bores of the Ring piston. Are driven the crank pin in such a way that it has a circular motion in the plane of the annular piston carry out. In doing so, they inevitably take the annular piston to a circular sliding movement with. During this forced movement, the annular piston always moves with the sealing strips its outer contour on the inner contour of the outer cylinder and with its inner contour along the outer contour of the inner cylinder. The one in this way between the annular piston and the inner cylinder and the outer cylinder formed crescent-shaped inner and outer displacement chambers promote it on one side of the separating web through the pressure medium inlet in the working chamber pressure medium on the other side of the separator to the pressure medium outlet.
Da der Ringkolben durch die Kurbelzapfen zwangsgeführt ist, muß zwischen Ringkolben und Innenzylinder sowie Außenzylinder immer ein Spiel vorhanden sein, da es sonst zu einem Festklemmen zwischen diesen Teilen kommen kann. Der dabei entstehende Druckmittelkurzschluß vom Druckmitteleinlaß zum -auslaß wird durch die oben beschriebenen aufwendigen und teuren Dichtleisten erreicht.Since the ring piston is forcibly guided by the crank pin, between Ring piston and inner cylinder as well as outer cylinder always have a clearance, otherwise there may be jamming between these parts. The resulting Pressure medium short circuit from the pressure medium inlet to the outlet is caused by the above-described elaborate and expensive sealing strips achieved.
Durch die Reibung dieser Dichtleisten an ihren Anlagekonturen ergeben sich nachteiligerweise auch Energieverluste.Due to the friction of these sealing strips on their contact contours disadvantageously also energy losses.
Weiterhin kommt es zu Dichtungsproblemen durch die von außen in die Arbeitskammer ragenden Antriebswellen der Kurbelzapfen. Auch ist es aufwendig, diese Antriebswellen anzutreiben.Furthermore, there are sealing problems due to the from the outside into the Working chamber protruding drive shafts of the crank pin. It is also laborious to do this Drive drive shafts.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die vielen bewegten Einzelteile dieser bekannten Pumpe zu relativ hohen Betriebsgeräuschen führen.Another disadvantage is that the many moving items this known pump lead to relatively high operating noise.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Ringkolbenmaschine nach dem Oberbegriff zu schafffen, die möglichst wenige bewegliche Teile besitzt- -und unabhängig von einem Drehantrieb an beliebiger Stelle angeordnet werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a rotary piston machine according to the To create a generic term that has as few moving parts as possible and is independent can be arranged at any point by a rotary actuator.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Außenzylinder mindestens drei gleichmäßig am Umfang verteilte phasenversetzt an steuerbare Inuktionsspulen angeordnet sind, der Ringkolben mindestens teilweise aus einem 2-poligen Magneten besteht und die offenen Enden des in der Arbeitskammer frei beweglichen Ringkolbens am Trennsteg in Anlage sind. Durch diese Ausbildung besitzt die Ringkolbenpumpe einen eigenen einfachen Antrieb und kann dadurch, abgesehen von den Anschlußkabeln zur Stromversorgung, unabhängig an jeder beliebigen Stelle ohne Zuführung eines Drehantriebs eingebaut werden. Dies ist insbesondere beim Einbau in Kraftfahrzeugen von Wichtigkeit, da hier nur wenig Einbauraum zur Verfügung steht.This object is achieved according to the invention in that in the outer cylinder at least three phase-shifted, evenly distributed around the circumference, to controllable induction coils are arranged, the annular piston at least partially from a 2-pole magnet and the open ends of the ring piston, which is freely movable in the working chamber are attached to the divider. Due to this design, the annular piston pump has its own simple drive and can therefore, apart from the connection cables for power supply, independently at any point without feeding a Rotary actuator can be installed. This is especially true when installing in motor vehicles of importance because there is only little installation space available here.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung können im Außenzylinder drei um 120 Grad zueinander versetzte Induktionsspulen und im Ringkolben den Induktionsspulen zugeordnet drei um 120 Grad zueinander versetzte magnetische P.ole angeordnet sein. Diese Ausbildung ist besonders beim Einbau in Kraftfahrzeugen von Vorteil, da hier bereits von der Lichtmaschine Drehstrom erzeugt wird.In an advantageous embodiment of the invention, in the outer cylinder three induction coils offset by 120 degrees and the induction coils in the ring piston assigned three magnetic pole offset by 120 degrees to each other be arranged. This training is particularly advantageous when installed in motor vehicles, because here three-phase current is already generated by the alternator.
Der Ringkolben kann entweder aus nicht magnetisierbarem Werkstoff bestehen, in den Magnete eingesetzt sind oder vollständig aus magnetisierbarem Werkstoff bestehen.The annular piston can either be made of a non-magnetizable material consist, in the magnets are inserted or completely made of magnetizable material exist.
Damit die zur Führung am Trennsteg anliegenden Anlageflächen des Ringkolbens bei dessen Kreisschiebebewegung sich nicht verklemmen können, sind sie vorteilhafterweise dachförmig ausgebildet und haben somit nur Linienberührung mit dem Trennsteg.So that the contact surfaces of the annular piston for guidance on the separating web they are advantageous when the circular sliding movement cannot jam Roof-shaped and thus only have line contact with the separator.
Eine Reduzierung der Anzahl der Bauteile kann dadurch erreicht werden, daß der Außenzylinder und der Innenzylinder mit dem einen Seitenteil als einteiliges Gehäuseteil ausgebildet sind und die axial gerichtete Öffnung der Arbeitskammer durch ein Deckelteil verschlossen ist. Diese Teile sind auch leicht durch Spritzgießen aus Kunststoff herstellbar.A reduction in the number of components can be achieved by that the outer cylinder and the inner cylinder with one side part as a one-piece Housing part are formed and the axially directed opening of the working chamber is closed by a cover part. These parts are also easily molded by injection molding can be produced from plastic.
Ist der Trennsteg als separates, mit seinen Enden in Ausnehmungen an Innen- und Außenzylinder einsetzbares Bauteil ausgebildet, so kann er aus einem gegenüber dem Innenzylinder und dem Außenzylinder verschleißfesteren Material hergestellt sein. Dies ist vorteilhaft, da die Anlageflächen des Ringkolbens während des Betriebs der Ringkolbenmaschine permanent am Trennsteg entlanggleiten.Is the separator as a separate one, with its ends in recesses formed on the inner and outer cylinder insertable component, it can consist of one Compared to the inner cylinder and the outer cylinder made of more wear-resistant material be. This is advantageous because the contact surfaces of the annular piston during operation of the rotary piston machine slide permanently along the separating web.
Sind die Ausnehmungen im Außenzylinder zur Aufnahme der Induktionsspulen nach einer Stirnseite des AuBenzylinders hin offen, so können die Induktionsspulen leicht von der Seite her eingebaut werden und sind nach Anbringung der Seitenteile sicher in ihrer Einbaulage gehalten. Gleiches gilt für die Magnete, wenn die -Ausnehmungen im Ringkolben in denen sie aufgenommen sind, nach einer Stirnseite des Ringkolben hin offen sind.Are the recesses in the outer cylinder to accommodate the induction coils open towards one end face of the outer cylinder, so the induction coils can be and are easily installed from the side after attachment the side parts are held securely in their installation position. The same applies to the magnets, if the recesses in the annular piston in which they are received, after one end face of the annular piston are open.
Eine einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Ringkolbenmaschine besteht darin, daß Druckmitteleinlaß und Druckmittelauslaß in einem Seitenteil angeordnet, axial in die Arbeitskammer einmündend ausgebildet sind. Diese Ausbildung ermöglicht es auf einfache Weise bei spritzgegossenen Seitenteilen Druckmitteleinlaß und Druckmittelauslaß in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Seitenteile zu erhalten.A simple design of the rotary piston machine according to the invention consists in that pressure medium inlet and pressure medium outlet are arranged in a side part, are formed axially opening into the working chamber. This training enables it in a simple way with injection molded side parts pressure medium inlet and pressure medium outlet to be obtained in one operation with the manufacture of the side panels.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Figur 1 eine erfindungsgemäße Ringkolbenpumpe im Schnitt entlang der Linie I-I in Figur 2, Figur 2 die Ringkolbenpumpe nach Figur 1 im Schnitt entlang der Linie II-II, Figur 3 das Gehäuseteil der Ringkolbenpumpe nach Figur 1 im Schnitt, Figur 4 ein Lamellenblech der Ringkolbenpumpe nach Figur in der Ansic-ht, Figur 5 das Deckelteil der Ringkolbenpumpe nach Figur 1 in der Ansic-ht, Figur 6 das Deckelteil nach Figur 5 im Schnitt, Figur 7 ein Bewegungsschema des Ringkolbens. An embodiment of the invention is shown in the drawing. FIG. 1 shows a rotary piston pump according to the invention in section along the line I-I in Figure 2, Figure 2, the rotary piston pump according to Figure 1 in section along the Line II-II, Figure 3 the housing part of the rotary piston pump according to Figure 1 in section, FIG. 4 shows a lamellar plate of the annular piston pump according to FIG 5 the cover part of the rotary piston pump according to Figure 1 in view, figure 6 shows the cover part according to FIG. 5 in section, FIG. 7 shows a movement diagram of the annular piston.
Die in den Figuren dargestellte Ringkolbenpumpe weist ein zylindrisches Gehäuseteil 1 mit einer topfförmigen Ausnehmung auf, die eine Arbeitskammer 2 bildet. In die Arbeitskammer 2 ragt ein Innenzylinder 3 konzentrisch hinein. Der äußere radial umlaufende Teil des Gehäuseteils 1 bildet einen Außenzylinder 4. Die Arbeitskammer 2 ist an ihrer Öffnung durch ein Deckelteil 5 derart verschlossen,daß das Deckelteil 5 sowohl an der ihm zugewandten Stirn seite des Innen- als auch des Außenzylinders 3 und 4 in Anlage ist.The annular piston pump shown in the figures has a cylindrical Housing part 1 with a pot-shaped recess which forms a working chamber 2. An inner cylinder 3 protrudes concentrically into the working chamber 2. The outer one the radially circumferential part of the housing part 1 forms an outer cylinder 4. The working chamber 2 is closed at its opening by a cover part 5 in such a way that the cover part 5 both on the face of the inner and outer cylinders facing it 3 and 4 is attached.
Zwischen dem Innenzylinder 3 und dem Außenzylinder Q ist radial ein als separates Teil ausgebildeter Trennsteg 6 angeordnet. Mit seinen freien Enden ist er in Ausnehmungen 7 und 8 am Innen- und Außenzylinder 3 und 4 eingesetzt.Between the inner cylinder 3 and the outer cylinder Q is a radial formed as a separate part separating web 6 arranged. With its free ends it is inserted into recesses 7 and 8 on the inner and outer cylinders 3 and 4.
Wor und hinter dem Trennsteg 6 mündet ein Druckmitteleinlaß 9 bzw. ein Druckmittelauslaß 10 axial in die Arbeitskammer 2.Where and behind the separating web 6 opens a pressure medium inlet 9 or a pressure medium outlet 10 axially into the working chamber 2.
Ein etwa C-förmiger Ringkolben 11 ist derart in der Arbeitskammer 2 angeordnet, daß er radiales Bewegungsspiel zwischen Innen- und Außenzylinder 3 und 4 hat, mit seinen Stirnseiten aber am Boden der Arbeitskammer 2 bzw. am Deckelteil 5 in Anlage ist. Die offenen Enden des Ringkolbens 11 sind am Trennsteg 6 in Anlage, wobei ihre Anlageflächen 12, 12' dachförmig ausgebildet sind,damit der Ringkolben 11 ungehindert innerhalb der Arbeitskammer 2 um den Trennsteg 6 schwenken kann.An approximately C-shaped annular piston 11 is in such a way in the working chamber 2 arranged that there is radial play between the inner and outer cylinder 3 and 4, but with its end faces on the bottom of the working chamber 2 or on the cover part 5 is attached. The open ends of the annular piston 11 are in contact with the separating web 6, their contact surfaces 12, 12 'are roof-shaped so that the annular piston 11 unhindered within the working chamber 2 around the separator 6 can pivot.
Am Ringkolben 11 sind drei axial nach einer Seite hin offene Ausnehmungen 13 um 120 Grad zueinander versetzt.On the annular piston 11 there are three recesses that are axially open to one side 13 offset by 120 degrees to each other.
ausgebildet, in denen Magnete 14 angeordnet sind.formed, in which magnets 14 are arranged.
Diesen Magneten 14 sind drei ebenfalls um 120 Grad zueinander versetzt in zur Arbeitskammer 2 hin verschlossenen Ausnehmungen -15 eingesetzte Induktionsspulen 16 zugeordnet.Three of these magnets 14 are also offset from one another by 120 degrees Induction coils inserted in recesses -15 closed towards the working chamber 2 16 assigned.
Die Kerne 17 der Induktionsspulen 16 bestehen aus auf einandergeschichteten Lamellenblechen 18, wovon in Figur 4 ein einzelnes Teil dargestellt ist. In ihrem radialäußeren Bereich sind die Lamellenbleche -18 durch einen radial umlaufenden Ring 19 verbunden, so daß die aufeinandergeschichteten Lamellenbleche 18 aller Induktionsspulen 16 ein Paket bilden, auf deren die Kerne 17 bildenden Teile die Spulenwicklungen 20 aufgesteckt sind.The cores 17 of the induction coils 16 consist of stacked one on top of the other Lamellar plates 18, a single part of which is shown in FIG. In your radially outer area are the lamellae -18 by a radially circumferential Ring 19 connected so that the laminated laminations 18 of all induction coils 16 form a package, on whose parts forming the cores 17 the coil windings 20 are attached.
Da die Ausnehmungen 15 im Außenzylinder 4 bei abgenommenem Deckelteil 5 axial nach einer Seite offen sind, kann in das Paket der Lamellenbleche 18 mit den Spulenwicklungen 20 als eine Baueinheit einfach in die Ausnehmungen 15 axial eingesetzt werden.Since the recesses 15 in the outer cylinder 4 with the cover part removed 5 are open axially to one side, can be in the package of lamellas 18 with the coil windings 20 as a structural unit simply into the recesses 15 axially can be used.
Zwischen den die Kerne 17 bildenden Teilen der Lamellenbleche 18 sind an den Ringen 19 radial nach inne-n in entsprechende Ausbuchtungen 21 des Außenzylinders 4 hineinragende Lappen 22 ausgebildet.Between the parts of the lamellar plates 18 forming the cores 17 are on the rings 19 radially inwards into corresponding bulges 21 of the outer cylinder 4 protruding tabs 22 formed.
Durch Bohrungen im Bereich der Lappen 22 in Gehäuse- teil 1, Deckelteil 5 und Lamellenbleche 18 sind Schrauben 23 hindurchgeführt, durch die die Ringkolbenpumpe zusammengehalten ist.Through holes in the area of the tabs 22 in the housing part 1, cover part 5 and lamellar plates 18 are screws 23 passed through the the annular piston pump is held together.
Die Funktion der Ringkolbenpumpe ist folgende: An die drei Induktionsspulen 16 wird Drehstrom angelegt, so daß im Inneren der Ringkolbenpumpe ein Drehfeld entsteht, das auf den Ringkolben 11 einwirkt. Dadurch führt der Ringkolben 11 eine Kreisschiebebewegung durch, wie sie in Figur 7 schematisch dargestellt ist. Dabei wandert die zwischen Innenzylinder 3 und Ringkolben 11 gebildete sichelförmige Verdrängerkammer 24 und die zwischen Ringkolben 11 und Außenzylinder 4 gebildete sichelförmige äußere Verdrängerkammer 25 im Kreis um den Innenzylinder 3 herum und fördert so Druckmittel vom Druckmitteleinlaß 9 zum Druckmittelauslaß 10.The function of the rotary piston pump is as follows: To the three induction coils 16 three-phase current is applied so that a rotating field is created inside the rotary piston pump, which acts on the annular piston 11. As a result, the annular piston 11 performs a circular sliding movement as shown schematically in FIG. The migrates between Inner cylinder 3 and annular piston 11 formed sickle-shaped displacement chamber 24 and the sickle-shaped outer displacement chamber formed between the annular piston 11 and the outer cylinder 4 25 in a circle around the inner cylinder 3 and thus promotes pressure medium from the pressure medium inlet 9 to the pressure medium outlet 10.
Claims (10)
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DE19803016837 DE3016837A1 (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Annular piston pump with inner and outer cylinder - has three induction coils, energisable in phase shift mode, distributed in outer cylinder to give compact energy source |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3016837A1 true DE3016837A1 (en) | 1981-11-05 |
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ID=6101439
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DE19803016837 Withdrawn DE3016837A1 (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Annular piston pump with inner and outer cylinder - has three induction coils, energisable in phase shift mode, distributed in outer cylinder to give compact energy source |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3016837A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999039102A1 (en) | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Manousos Pattakos | Omega type pump |
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DE102006007554A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Hydraulik-Ring Gmbh | Feed pump for a urea solution, to treat heavy vehicle motor exhaust gases, is an electromotor with an integrated gear pump of two meshing cogwheels rotated by a magnetic field |
-
1980
- 1980-05-02 DE DE19803016837 patent/DE3016837A1/en not_active Withdrawn
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