DE3317089A1 - Detailgestaltungen und anwendungen winkelachsiger drehkolbenmaschinen als verdichter, kraftmaschinen oder mit hilfe eines strahlpumpenartigen ventils als stufenlos variierbare pumpe - Google Patents

Description

Detailgestaltungen und Anwendungen winkelachsiger Drehkolbenmaschinen als Verdichter, Kraftmaschinen oder mit Hilfe eines strahlpumpenartigen Ventils als stufenlos variierbare Pumpe.

Die Erfindung bezieht sich auf Detail gestaltung en und Anwendungen winkelachsiger Drehkolbenmaschinen als Verdichter, Kraftmaschinen oder mit Hilfe eines strahlpumpenartigen Ventils als stufenlos variierbare Pumpe.

Dabei sind die Formen der Rotoren und der Wirkflächen an den Rotoren so gewählt, daß beim Entlangbewegen der Wirkflächen des einen Kolbens an den Wirkflächen des anderen Kolbens stets radiale Gerade die Berührlinien der Wirkflächen bilden und daher diese Geraden als Abdichtung des Spaltes zwischen zwei Wirkflächen verwendet werden können oder, wenn die Rotoren als geschränktachsiges Getriebe verwendet werden, entlang dieser ganzen Geraden eine Pressung stattfindet. Daneben sind verschiedene Au sfüh rungs form en von Getrieben zum Gleichlauf der Rotoren vorgesehen, bei denen eine einzige zusätzliche Welle für Zahnräder notwednig ist.

In Verwendung dieser Maschinen als Verdichter oder Expansionsmaschinen für ein kompressibles Fluid sind die Kanäle,Ln denen das Fluid von einer zur anderen Kammer geleitet wird, so angeordnet, daß die Spaltverluste möglichst gering gehalten werden. In Verwendung solcher Maschinen als Pumpe ist die Kolbenzahl so vergrößert , daß die Rotoren selber zum Getriebe werden.

• Mit Hilfe eines besonderen Ventils wird es möglich den Förderstrom einer konstant fördernd en Pumpe zu variieren und dabei die auf der Druckseite der Pumpe zuvielgeleistete Arbeit auf der Saugseite nahezu vollständig zurückzugewinnen. Mit Hilfe eines solchen Ventils wird eine winkelachsige Pumpe zu einer pulsafcionsfreien, stufenlos variierbaren Pumpe hohen Wirkungsgrades.

Ebenso wird mit Hilfe des Ventils und einer konstanten Pumpe zum einen eine Schaltung möglich mit der eine automatische Bremsdrucksteuerung mit automatischem Blockierverhinderer erreicht wird , zum anderen kann diese Schaltung so erweitert werden, daß eine Rückgewinnung der Brennsenergie mit Hilfe eines Gyromotors möglich wird. Dabei kann im Grundprinzip der Schaltungen auf Steuerelektronik verPeter Graf v. !ngelheim

Dipl.-Math.. Dipl.-Kfm.
Ebersbcrger Str. 34

München 80

Tel. 089/98 5974

ziehtet werden.

Winkelachsige Drehkolbenmaschinen sind bekannt ( D. Pat.Offenlegung 26 55 649, EPA-Anmeldung 82103232.3, D.Pat.Anm. 3301726.3). Als Verdichter, Pumpen, Expansionsmaschinen oder Saugmaschinen oder als Hydromotore eignen sie sich besonders, da sie einfach und robust und für hohe Drehzahlen gut geeignet sind und eine pulsations freie Förderung damit realisiert werden kann. Ebenso ist der Einsatz bei hohen Temperaturen möglich, da sie einfach gekühlt werden können und die Gefahr des Wärmeverzuges wegen kompakter Formen gering ist.

Ein Nachteil von um zwei verschiedene Achsen drehenden Teilen ist die Wälzung in den Berühr flächen. Durch diese Erscheinung wird bei parallelachsig en Kolbenmaschinen (z.B. Zahnradgetrieben, Rootsgebläsen usw. ) eine wandernde Berührungsgerade der beiden Berührflächen hervorgerufen. In wandernden Berührgeraden können aber keine Dichtelemente angebracht werden. Bei winkelachsigen Getrieben (z.B. Schneckenradgetriebe) findet eine Berührung der Wirkflächen bestenfalls in axialen Berühr linien statt.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung ,wie sie gekennzeichnet ist , ermöglicht als Maschine mit um zwei verschiedene Achsen drehenden Teilen eine Berührung der beiden Berührflächen in nicht wandernden, radialen Berührlinien. In diesen Linien können bei winkelachsigen Drehkolbenmaschinen daher sehr leicht Dichtelemente angebracht werden.

Bei winkelachsigen Drehkolbenmaschinen ,bei denen die Rotoren selber als Zahnräder verwendet werden und daher ein Rotor den anderen treibt , können, um eine höhere Pressungskraft zwischen den beiden Rotoren zuzulassen, die Wirkflächen so gestaltet werden, daß zwar eine Wanderung der Berührlinien vorkommen kann, daß die Berührung aber dennoch stets in radialen Berührlinien geschieht.

Winkelachsige Maschinen sind häufig in Kombination mehrerer Rotorpaare vorgesehen. Dies bedeutet einen erhöhten Getriebeaufwand, um den Gleichlauf jedes Rotorpaares zu erreichen. Auch hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Erfindungsgemäße Ausführungen ermöglichen mit einer zusätzlichen Welle, an der nur Zahnräder angebracht sind, und den Wellen ,an denevo die Rotoren angebracht sind, den Gleichlauf aller Rotoren zu bewirken.

Ausführungsvarianten Winkelachsiger Rotationskolbenmaschinen sind aiich als Verdichter und Expansionsmaschinen oder als Fördermaschinen zwischen Räumen verschiedenen Drucks für kompressible Fluide vorgesehen. Die Kammern vor der Kreuzung und hinter der Kreuzung weisen relativ lange Spalte zu Räumen unterschiedlichen Drucks auf. Da für hohe Drehzahlen ölgeschmierte Dichtungen keine Verwendung finden können, erfordert dies relativ lange, ungünstiger abdichtende Labyrinthdichtungen .
Auch hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Erfindungsgemäße Ausführungen ermöglichen durch Wahl der Verschiebekanäle die stufenweise Verdichtung oder Entspannung innerhalb eines Rotorpaares und damit eine Verminderung der Druckunterschiede zwischen je zwei Räumen und eine Verkürzung der Spaitlängen zwischen Räumen unterschiedlichen Drucks.

Winkelachsige Drehkolbenmaschinen in Verwendung als Pumpen sind aufgrund der Getriebe gegenüber anderen bekannten Pumpenbauarten (Zahnradpumpe, Flügelzellenpumpe) noch relativ aufwendig. Erfindungsgemäße Ausführungen ermöglichen durch Erhöhung der Kolbenzahl die Rotoren selber als Getriebezahnräder zu verwenden, bei denen durch spezielle Ausformung die Fläche der Pressung eine radiale Gerade ist.

Für Pumpen oder Hydromotoren mit unveränderlichem Fördervolumen (wie es die meisten Pumpen mit Umlaufkolben sind) ist eine Variation der Fördermenge nur durch Variation der Drehzahl und durch Verwendung von Ventilen möglich.

Eine Variation der Fördermenge unabhängig von der Drehzahl ist aber vielfach erwünscht, wie z.B. bei konstantlaufenden Pumpenantrieben oder bei stufenlosen Getrieben.
Eine Verwendung von Stromventilen zur Abzweigung der gewünschten Fördermenge ist meist mit einer Verschlechterung des Pumpenwirkungsgrades verbunden. Der in den Saugraum der Pumpe zurückfließende, unter hohem Drcuk stehende Anteil des Förderstroms muß aus einem untergeringem Druck stehenden Speicher um die geförderte Menge vermehrt werden. Dies ist meist mit hohen Druckverlusten verbunden.

Eine Steuerung des Druckes auf der Saugseite der Pumpe ist kaum möglich.

Dies wird mit einem neuartigen Ventil verbessert. Dieses Ventil nutzt nach Art von Strahlpumpen die Hydrodynamik und Reibung in Fluiden, um durch Mischung zweier Fluidströme unterschiedlichen Drucks .durch Änderung des Mischungsverhältnisses der beiden Ströme, eine Änderung des Druckes hinter dem Ventil herbei Führen zu können. In Verbindung mit einer Konstantpumpe kann ein solches Ventil diese Pumpe zu einer variablen Pumpe machen, indem die nicht benötigte Fördermenge der Pumpe als Hochdruckstrom durch das Ventil geht, wo es sich mit einem Strom aus einem Niederdruckbehälter mischt und dieser gemeinsame Strom mit dem Mischungsdruck in den Saugraum der Pumpe zurückströmt und dort die Druckenergie zurückgewonnen wird.

Solche Ventile können auch dazu verwendet werden, den Förderstrom einer Konstantpumpe in mehrere Ströme unterschiedlichen Drucks aufzuteilen.

Mit Hilfe einer Pumpe und eines derartigen Ventils , sowie anderer Ventile (z.B. Wegeventil, Druckventil) werden z.B. Schaltungen möglich, urn eine automatische Bremsdrucksteuerung mit automa tisch em Blockierverhinderer Für eine abzubremsende, drehende Welle zu erreichen. Dabei ist die Pumpe von der drehenden Welle angetrieben und durch die Ventilstellung wird der Bremsdruck festgelegt.Mit Absinken der Wellendrehzahl unter einen gewissen Wert sinkt der Bremsdruck und wird bei blockierender Welle zu Null. Die Welle kann also nicht blockieren.

Mit Hilfe einer Pumpe und mehrerer solcher Ventile wird es auch möglich Schaltungen zu realisieren ,die eine automatische Bremsdruck steuerung mit automatischem Blockierverhinderer und Rückgewinnung der Bremsenergie ermöglichen. Dabei treibt beim Abbremsen die Pumpe einen Hydromotor, äer ein Schwungrad beschleunigt^Gyromotor).

Beim Beschleunigen wiederum treibt äer nun als Pumpe verwendete Hydrmotor die als Hydromotor verwendete Pumpe an der Welle an.

Zur Aufladung von periodisch arbeitenden Verbrennungsmotoren wie Otto- oder Dieselmotor sind Turboverdichter in Verbindung mit Turbinen wohlbekannt.

Ein Nachteil solcher Kombinationen ist, daß dabei Pumpgrenzen be-

achtet werden müssen, daß diese Verdichter erst bei hohen Drehzahlen befriedigende Verdichterleistung zeigen, daß die Verdichtung nicht beliebig variiert werden kann und vor allem, daß bei den geringen Durchsatzmengen, wie sie für Fahrzeugmotore in Frage kommen, nur Wirkungsgrade der Turboverdichter von um die 50% erreicht werden.

Hier kann die Verwendung von winkelachsigen Drehkolbenmaschinen ebenfalls aussichtsreich sein, da damit der Verdichterwirkungsgrad verbessert wird, der Verdichter auch schon bei geringen Drehzahlen arbeitet, Pumpgrenzen nicht beachtet werden müssen und die Verdichtungvariiert werden kann.

Die Maßnahmen werden nachfolgend anhand von Abbildungen näher erläutert . Die Abbildungen zeigen:

Abb.1: Winkelachsige Drehkolbenanlage mit zwei Rotorpaaren in

perspektivischer Sicht
Abb.2: Geometrische Figur des Schnittgebildes der KMbenlauf-

bahnen eines Rotorpaares in perspektivischer Ansicht Abb.3: Figur der kennzeichnenden geometrischen Größen für die Bestimmungsgrößen der Wirkflächengestalt an winkelachsigen Drehkolben in perspektivischer Sicht Abb. 4: Wahre Wirkfläch en form für Drehkolben mit Kanten als

Berührlinien als paralleler Schnitt zu beiden Drehachsen Abb. 5: Wahre Wirkflächen form für Drehkolben mit anderen radialen Berührlinien zur Erhöhung der zulässigen Pressungskraft als paralleler Schnitt zu beiden Drehachsen Abb.6: Anordnung von vier Rotorpaaren gleicher Drehzahl mit

insgesamt 5 Wellen in perspektivischer Sicht Abb. 7: Anordnung ^on beliebig vielen ( n) Rotorpaaren gleicher Drehzahl mit insgesamt n+2 Wellen in Seitensicht

Abb.8: Kanalkreuze und Überschi ebekanäle zweier als pulsationsfreier, zweistufiger Verdichter verwendeten Rotorpaare als drehachsenparalleler Schnitt

Abb. 9: Kanalkreuz und Überschi ebekanäle eines als zweistufige Expansionsmaschine verwendeten Rotorpaares als dreh-

achsenparalleler Schnitt

Abb. 10: Winkelachsige, gleichzeitig als Getriebe verwendete Drehkolbenmaschine in perspektivischer Sicht Abb.11: Schnitt durch eine Pumpe mit vorgesehenen Kanälen zur

Druckentlastung

Abb. 12: Schnitt durch ein einfaches Drucksteuerventil und den

Kreuzungsbereich einer winkelachsigen Drehkolbenmaschine in einer Schaltung als stufenlos variierbare Pumpe Abb. 13: Schnitt durch ein druckgesteuertes Drucksteuerventil Abb. 14: Schaltung einer Pumpenanlage zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks und einer konstanten Strömung

in einer Leitung aiich bei unterschiedlichen Fördervolumina der Pumpe

Abb. 15: Schaltung einer Pumpenanlage mit mehreren Förderkanälen unterschiedlichen Drucks Abb. 16: Schaltung einer Anlage zur automatischen Bremsdrucksteuerung mit automatischem Blockierverhinderer Abb. 17: Schaltung einer Anlage zur Bt~em=druck.=teuerung nnit

gleichzeitiger Rückgewinnung der Bremsenergie Abb. 18: Anordnung eines Dichtelementes in einer Wirkflächenkante, welches gleichermaßen als Abdichtung des Seiten-

spaltes und des Wirkfläch en spalte= wirkt

Abbildung 1 zeigt winklig zueinander angeordnete, außenverzahnet Rotoren (1: 1a,1b,1c,1d). Dabei sind an jedem Rotor zwei Kolben (2) und zwei Kammern (3). Die Bewegung der Rotoren wird überje in Getriebe^,10,11/, so abgestimmt, daß sich die Kolben (2b) des einen Rotors (1b) durch die" Kammern (3a) des anderen Rotors (1a) bewegen. Damit eine radiale "Linienberührung"'(bzw. Linienbereich des geringsten Abstandss) der Frontwirkfläche (4a) eines Rotors mit den Endwirkflächen (5b) des anderen Rotors möglich wird, wird den Wirkflächen (4,5) und den Seitenflächen (6) der Kolben eine derartige Form gegeben, daß eine Seitenkante (7,3) der Wirkfläche eines Kolbens die Wirkfläche des anderen Kolben = erzeugt bzw.an dieser entlahgstreicht. Die Rotoren sind von einem Gehäuse umgeben, sodaß die Kammern durch Gehäuse undRotor umgeben sind.

Abbildung 2 zeigt die Form des Bereichs in dem sich die Kolbenlaufbahnen der beiden außenverzahnten Rotoren kreuzen. In der Ebene(E1 , E2)_;

BAD ORIGINAL

die die eine Rotorendrehachse (A1 ,A2) enthält und auf der anderen Rotorendrehachse ( A2,A1 ) senkrecht steht, ist d&r Schnitt einer Kolben-Seitenfläche mit dieser Ebene (E1 ,E2) eine Gerade (g1 ,g2). Die Verlängerung dieser Geraden schneidet die Rotorenachsen unter dem Winkel |5 in den Punkten ( S1(U),S2(U),S1(O),S2(O)). Der senkrechte Abstand der beiden Rotordrehachsen ist die Gerade I, die sowohl in E1 , als auch in E2 liegt und die Rotorendrehachsen in den Punkten P1 und P2 schneidet. Der Abstand von P1 und P2 ist also I. Dann ist der Abstand d der Punkte S 1(U), S2(U) von P1 und der Punkte S1(O),S2(o) von P2 in dem Fall, daS die Wirkflächenkanten die Berührlinien sind;

d = l-(ctg|S)/( 1 - ctg¹

Ό,5

Eine Wirkfläche an den Kolben des um die obere Drehachse drehenden Rotors entsteht so:

Eine Gerade, die die untere Drehachse im Punkt S1(U) unter dem Winkel A schneidet, wird so gedreht, daß sie am Kreuzungsbereich der Kolbenbahnen an der Außenkante k anliegt. Die Wirkfläche das um die obere Drehachse drehenden Kolbens werde so gelegt, daß ihre eine Seitenkante ebenfalls an der Außenkante(k) anliegt. Nun werde die Gerade, die die untereDrehachse im Winkel β schneidet, mit der Winkelgeschwindigkeit^ so um die untere Drehachse gedreht, daß sie an der Seitenfläche (F) des Kreuzungsbereichs entlangstreicht. Der Rotor der oberen Drehachse werde ebenfalls mit der Winkelgeschwindigkeit Ui gedreht und zwar so, daß die Wirkfläche am Kolben durch die Seitenfläche (F) des Kreuzungsbereichs bewegt wird. Die Wirkfläche arri Kolben habe dann eine derartige Gestalt, daß bei Drehung von Gerader und Rotor um ihre Achsen mit der Winkelgeschwindigkeit ui ,die Gerade stets an der Kolbenwirkfläche anliegt.

Für die praktische Wirkflächen fertigung bedeutet dies, daß ein Werkzeug mit der Neigung Λ im Punkt S 1(U), dessen Abstand»d vom Punkt P1 ist, mit der Winkelgeschwindigkeitoj um die eine Drehachse gedreht wird und dabei die Wirkfläche am Rotor , der um die andere Drehachse mit der Winkelgeschwindigkeit tu dreht, bearbeitet.

Die Erzeugung der Wirkflächen am unteren Rotor geschieht analog.

In Abbildung 1 entsprechen die Erzeugungsgeraden aus Abbildung 2 den Wirkflächenkanten ( 7 oder 8).

Damit die beiden Wirkflächensich ohne gegenseitige Behinderung aneinander entlangbewegen können, müssen entweder bei beiden Wirkflächen die stumpfwinkligen Kanten oder die spitzwinkligen Kanten den erzeugenden Geraden entsprechen.

Durch diese Maßnahme fährt stets eine Kante der einen Wirkfläche an der anderen Wirkfläche entlang.

Abbildung 3 zeigt als geometrischen Hintergrund der Konstruktion die erzeugenden Linien für die oben getroffenen Festlegungen. Die Projektionen der Verbindungsgeraden von S1(U) mit S1(O) bzw. von S2(U) mit S2(O) in die beiden Ebenen E1 und E2 schneiden die Gerade I bei den Punkten P1 und P2 im Winkel et.

Dreht man nun die Verbindungsgerade S1(O)-S1(U ) um die untere Drehachse, dann bewegt pich der Punkt S1(O)auf einem Kreis um P1 mit Radius P1-S1(O). Dieser Kreis schneidet die Gerade I im Punkt P2'.

Wie man aus dem zu Abbildung 2 Gesagten weiß, werden die Wir>kflächenformen durch die Größen ß, d und I bestimmt, die in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen. Zur Herleitung der» Verhältnisse von I, Aund d zueinander gilt: Wenn I und Δ vorgegeben, dann ist:

1. (P2 ,SI(U)) = (P1 ,S1(O))= (P2,P1')= (P1 ,P20= l/cos cC

2. d = l·sinc</cos* = l-tgoC = I. ctg fi/ cos c<

Dann folgt aus 2. .·
30

I*sinci/cosci. = l-ctg ß/ coscC ', φ sin C< = ctgß · -=£y

=b> OC = aresin ( ctg β ) = arctg (( ctg β )/( 1 und wegen _: d = l.tg«.= l-tg ( arctg (( ctg ßy (1 -ctg²A)^0>5)

Damit sind die Größen I , β und d in ein eindeutiges Verhältnis zueinander gesetzt, welches vorhanden sein muß, damit die Wirkfläche in der oben beschriebenen Art hergestellt werden kann.

Für innen verzahnte winkelachsige Rotationskolbenmaschinen, bei denen wegen der unterschiedlichen Rotorendurchmesser auch unterschiedliche Wirkflächengrößen gegeben sind, müssen die Größen I, /S₁ , A₂,d ₁ undd ebenfalls in bestimmten Verhältnissen zueinander stehen, damit sich nicht wandernde, radiale Berührungslinien der beiden Wirkflächen an den Rotoren ergeben.

Für sich nicht rechtwinklig schneidende Rotoren hängen die Seitenwinkel JJ₁ und Λ , P₁ ^Ad ^von dem Schnittwinkel ab, unter dem sich die bei- den Ebenen E₁ und E_p in der Geraden I schneiden.

Abbildung 4 zeigt stark übertrieben die aufgrund obiger Konstruktionen erhaltenen Kolbenflankenformen in einer Schnittebene parallel zu beiden Drehachsen. I ist die Idealbewegungslinie bei unendlich entfernten Drehachsen (gerade Kolbenbewegung). Durch die Krümmung hat sich die Kante k am waagrechten Kolben R1 in etwa auf dem Kurvenbogen B1 in der Schnittebene bewegt, die Kante k am senkrechten Kolben R2 wird sich in der Schnittebene auf dem Kurvenbogen B2 bewegen. Die Kanten ■ k an den Kolben sind radiale Berührlinien.

Bei Verwendung der Rotoren selber als Getriebe werden die Wirkflächenformen abgeändert, um die zulässige Pressungskraft zu erhöhen. Abbildung 5 zeigt diese Kolbenflankenformen in einer parallel zu den beiden Drehachsen gelegten Schnittebene. Die Spur der Seitenkanten k1 und k2 entspricht in diesem Fall den Kurvenbögen B3 und B4. Die Fl an ken form en müssen also so gewählt werden, daß sich die Wirkflächen ohne gegenseitige Behinderung aneinander vorbeibewegen können. In beiden Beispielen entstehen die Flankenformen FIf derart, daß die Bewegungsbahnen der Seitenlinien in der Schnittebene an der Winkelhalbierenden des Kreuzungswinkels ή/ ( = Idealbewegungslinie I) gespiegelt werden.

Abbildung 6 zeigt eine Anordnung mit vier Rotorpaaren, bei der je zwei Rotoren (1 ) auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Je zwei Wellen liegen zueinander parallel. Eine 5. Welle erreicht Übertragung von Kraft und Drehbewegung der anderen Wellen aufeinander, indem sie mit je zwei Wellen über Stirnzahnräder (16,1 7,18)und mit je zwei Wellen über Kegelzahnräder (19,20,21 ) im Eingriff steht. Abbildung 7 zeigt die Anordnungsmöglichkeit für zwei und mehr Rotorpaare. Kennzeichnend für diese Anordnung ist, daß mindestens zwei Rotoren (22,23) auf einer gemeinsamen Welle (24) angeordnet sind. Zu dieser Welle (24) liegt parallel eine andere Welle (25) die über Stirnzahnräder mit der Welle (24) im Eingriff steht. Die die Rotoren (22,23) schneidenden Rotoren (28,29) stehen über Kegelradpaare (30,31 ) mit der Welle (25) in Verbindung.

Abbildung 1 zeigt eine Anordnungsmögiichkeit, wie zwei Rotorpaare sehr kompakt angeordnet werden können. Eine solche Anordnung ist z.B. ~innvoll bei Verdichtern hoher Drehzahl. Zum Beispiel kann eine solche Anordnung als Lader für Motoren Verwendung finden. Die Mittelwelle (9) ist mit einer Kraftmaschine oder Turbine verbunden. Damit werden die Rotoren gedreht. Bei Turbinen hoher Drehzahl werden die Zahnräder MO, 11 ) an der Mittelwelle sehr klein und dafür dip Rotorzahnräder ( 12a - 12e)groß. Bei dieser Anordnung ist aber das Übersetzungsverhältnis begrenzt.

Abbildung 3 zeigt die Kanalkreuze zweier Paare von Rotationskolben und die Schaltung der Überschiebekanäle als Schnitt in einer Ebene parallel zu beiden Drehachsen. Eine solche Schaltung kann verwendet werden, um eine pulsationsfreie Förderung verdichteter Luft bei zweistufiger Verdichtung zu ermöglichen. Da bei winkelachsigen Rotationskolbenmaschinen hoher Drehzahl keine gleitenden Dichtungen im Wirkflächenspalt Verwendung finden können und wegen des Zahnflankenspieis der Getriebezahnräder der Wirkflächenspalt auch nicht beliebig eng gehalten wenden kann·, kann über den Wirkflächenspalt ein relativ hoher Gasfluß vorkommen, wann über diesen Spalt Räume verschiedenen Drucks in Verbindung stehen. Um diese Verluste zu senken ist der folgende Gasfluß vorgesehen. Die Rotorenpaare sind vom Gehäuse (15) so umgeben, daß die Drehbarkeit der Rotoren erhalten bleibt, aber zwischen Gehäuse und Kolben (38,42) ein möglichst schmaler Spalt Is::.

BAD

Das eine Rotorenpaar (32) saugt in den Räumen (33a,33b) hinter der Kreuzung Luft von außen an. Durch Klappen (34) oder Ventile im Ansaugkanal (35) wird die Luftmenge und der Ansaugdruck in den Saugkammem reguliert. Es ist aber auch möglich durch Schieber eine Steuerung des Einströmquerschnittes vorzunehmen, der zur vollständigen Kammerfüllung auch bei hohen Drehzahlen nahezu beliebig groß werden kann. Vor der Kreuzung wird aus den Kammern (36a) des einen Rotors der Inhalt über den Kanal (37) in die Kammern (36b) des anderen Rotors gepreßt. Damit findet eine Verdichtung <|=2 statt. Der Kanal (37) wird durch den Kolben (38) abgeschlossen und der bereits zur Kammer (36b) geöffnete Kanal (39) wird zum zweiten Rotorpaar (40) geöffnet. Der Inhalt der mit der verdichteten Luft gefüllten Kammer (36b) wird über diesen Kanal (39) in die sich hinter der Kreuzung des zweiten Rotorpaares vergrößernden Kammern (41a,41 b) gepreßt. Haben diese Kammern ihr Maximal volumen erreicht, werden sie durch die Kolben (42a,42b) von dem Kanal (39) getrennt und pressen vor der Kreuzung ihren Inhalt pulsationsfrei durch den Au<=laßkanal (43) (vgl.DPat.Anm. 3301726.3). Durch das Volumenverhältnis der Kammern des ersten Rotorpaares zu dem dies zweiten Rotorpaares wird die Gesamtverdicritung festgelegt.

Wie man sieht, kann bei diesem Verdichtertyp sehr einfach- eine Art isotherme Verdichtung vorgenommen werden, da der Kanal (39) zwischen den beiden Rotorpaaren von außen gekühlt werden kann.

Abbildung 9 zeigt eine Expansionsmaschine bei der eine adiabate Expansion in zwei Stufen vorgenommen wird. Der Raum (44) enthält ein kompressibles Fluid hohen Drucks. Durch den Kanal (45) steht dieser Raum (44) mit dem einen Rotorkanal (46a) in Verbindung. Wird dieser Kanal (45) durch den Kolben (47a) geöffnet, strömt der Inhalt des Raumes in die Kammer (48a). Hat diese Kammer (48a) ihre Maximalgröße erreicht, wird sie über den Kanal (49) zur Kammer (48b) des anderen Rotorkanals (46b) geöffnet und ihr Inhalt weiter expandiert. Wie man sieht, sind auf diese Art von den z.B. 4 Wirkflächenspalten, die bei einer Umdrehung auftreten, zwei derartig beschafffen, daß nur Räume gleichen Drucks über diesen Spalt verbunden sind.

Mit winkel ach si gen Drehkolbenmaschinen sind sehr einfach aufgebaute Pumpen, aber sogarauch winklige Getriebe möglich.

Abbildung 10 zeigt winkelachsige Rotoren (1 ), bei denen die Anzahl der Kolben (2) so stark erhöht wurde, daß sich permanent Wirkflächen der Rotoren aneinander entlangschieben. Damit kann auf ein Getriebe zur Koordination der Rotorendrehzahl verzichtet werden. Der über eine Kraft angetriebene Rotor treibt den anderen Rotor mit, die Maschine wird zum Getriebe.
10

Solche Maschinen sind besonders als Hydropuinpen oder Hydromotore geeignet, da bei winkelachsigen Maschinen eine pulsations freie Förderung gegeben ist und durch nur zwei bewegte Teile der Aufbau sehr einfach ist. Die Herstellung der Rotoren, deren Wirkflächen wie vorne gezeigt wurde durch Drehen von Werkzeug und Werkstück um jeweils eine Drehachse entstehen, gestaltet sich auch nicht schwierig.

Abbildung 11 zeigt wie bei solchen Hydropumpen oder -motoren über Kanäle ($0) Druckentlastung sowohl in axialer, als auch in radialer Richtung möglich ist.

Umlaufverdrängerpumpen lassen , von wenigen Ausnahmen abgesehen, eine Verstellung des Hubvolumens nicht zu. Daher weist die Mehrzahl der Umlaufverdrängerpumpen einen konstanten Förderstrom auf. Eine Variation des Förderstroms ist mit Hilfe von Strom- bzw.Drosselventilen möglich, wobei ein Teil des Förderstromes abgezweigt wird und der Rest in den Saugraum der Pumpe zurückgeführt wird. Ein Nachteil davon ist, daß auch bei Teilförderung die Pumpe eine hohe Last erbringen muß, der Energieinhalt des in den Saugraum zurückgeführten Mediums weitgehend verloren geht. Der Wirkungsgrad der Pumpe sink^:: also bei Teillast stank ab.

Ein neuartiges Ventil ,für das ebenfalls Schutz begehrt wird, kann dies weitgehend vermeiden.

Abbildung 12. zeigt eine Schaltung einer winkelachsigen Pumpe (51 ) mit einem solchen Ventil (52), mit der eine stufenlos verstellbare Förderstrommenge der Pumpe ermöglicht wird. Das Ventil arbeitet so:

In einem Gehäuse (53) enden Kanäle (54,55), die Fluide unterschiedlichen Druckes führen. Das Gehäuse endet in einem Kanal (56). Ändert man das Verhältnis der Zuflußmengen aus den beiden Kanälen (54,55)und vermeidet ein Zurückströmen des Fluids mit dem höheren Druck p., in den Kanal (55) mit dem niedrigeren Druck p^, dann kann durch Änderung des Zuströmverhältnisses eine Änderung des Druckes und der Abströmgeschwindigkeit im Kanal (56) erreicht werden.

Ist der Kanal (56) ausschließlich mit der Saugseite einer Pumpe verbunden, dann ist die Abströmgeschwindigkeit durch die Pumpe festgelegt, es kann dann nur der Druck im Kanal (56) variiert werden.

Zur Erläuterung der physikalischen Zusammenhänge betrachte man den Abströmkanal (56). Durch diesen strömt in der Zeit t der VoIumenstrom m ab. Durch den Zulaufkanal (54) mit dem Hochdruckfluid strömt der Volumenstrom m. mit dem Druck P₁ und der Geschwindigkeit ν, zu, durch den Zulaufkanal (55) mit dem Niederdruckfluid strömt der Volumenstrom m_p mit dem Druck p_ und der Geschwindigkeit ν zu.
Also gilt: m = m, + m_

Da vorausgesetzt wurde, daß der Hochdruckstrom nicht in den Niederd rückkanal strömt, gilt:

m_1}m₂> 0; V₁ , V₂^ 0;

Für die vereinfachte Gleichung von BERNOULLI des abströmenden Fluids gilt dann ( Yp= spez. Fluisdenergie, E= Fluid en erg ie, p. = = Druck im Kanal (56), ν = Geschwindigkeit im Kanal (56), Q = — spez. Gewicht de? Fluids):

Y _P . = E . / m = p, + v² - Q /2
f ab ab ^/ ο ^Kk k j

und für das zuströmende Fluid

^Yf zu ^{= E}zv/^(r"i^+r"2⁾⁼ ^1-' ^(P1 ⁺ vf· 5/

Da in dem Gehäuse im Ideal fall keine Energie verloren geht und da IH₀=Oi^m₂ , gilt:

^Pk^+Vk'5^{/2 =} (™"Ι ^P1 ⁺ ^2 ^p2^)/r"o

GOPY

Dies kann wegen m^ = rr^-m., noch vereinfacht werden zu_:

Dies bedeutet aber, daß durch Variation der Einströmmenge r^ und daraus resultierend der Geschwindigkeiten V₁ und ν der Druck ρ und die Geschwindigkeit v_k geändert werden kann.

In Verwendung eines solchen Ventils zwischen Druckseite und Saugseite einer Pumpe ist die Geschwindigkeit v_R durch das Fördervolumen der Pumpe pro Zeiteinheit vorgegeben.

Auf der Druckseite der Pumpe wird die Ruidmenge m in den Strom der Masse m., zum Ventil und der Masse m_£ zum Hochdruckbehälter aufgespalten. Hier gilt:
15

^P1 ^{+ v}k'S^{/2 =} ^^P1 ^{+ v}i'5^//!2*^m1^/'^F"o ^{+ ip}1 ^{+ V}P' V²)^#r"_o/^m

Daraus folgt:

2 2

^{k 1}

v² =v²

In die Gleichung (1 ) eingesetzt ergibt sich daraus: η 4- \i

mit V — cf /* 2 ' . " 2' ' 2

- CCv^m₀Zm₁ -V^m₂Zm₁ -v₂)m₁Zm_o + v₂). j/2

· ⁼ f^V£ * ^V2 ^m2^/m _o - ^V2 ^mi^/m _o ^{+ V}2> j/² =

= v_k-JZ2 Folglich ist :

Daraus ergibt sich also , daß sich der Mischungsdruck ρ aus dem Verhältnis von Hochdruck- und Niederdruckstrom herleitet, daß also die

zu -

rom herleitet, daß also im Druckraum zuviel geleistete Arbeit im Saugraum theoretisch

rückgewonnen wird.

Das Zurückströmen des Hochdruckfluids in den Kanal (55) des Niederdruckfluids bzw. daß das Hochdruckfluid kein oder nur geringe Mengen von Niederdruckfluid in den Kanal (56) einströmen läßt, wird dadurch vermieden, daß die Kanalauslässe des Hochdruckkanals (54) und des Niederdruckkanals (55) im Gehäuse (53) als Doppelduse ähnlich einer Strahlpumpe ausgeformt sind. Damit strömt das Hochdruckfluid fast gleichgerichtet bzw. spitzwinklig mit dem NiederdruckFluid und rei^t dieses mit.
Obige Gleichung gilt theoretisch bei hydrostatischer Betrachtungsweise auch für den Abschnitt vor de>~ Drossel und hinter dem Niederdruckzulauf eines herkömmlichen Drosselventils mit nachfolgendem Niederdruckzulauf.

Hydrodynamisch entstehen dabei eine Reihe von Verlustpunkten, die bei dem neuartigen Ventil nicht oder zumindest nicht in dem Maße, gegeben sind:

- Das Hochdruckfluid expandiert hinter der Drossel in einen sich vergrößernden Raum. Dadurch entstehen stark bremsende Wirbel mit Druck- und Geschwindigkeitsverlust.

-Am Einlaß des Niederdruckfluids, der in der Regel nicht ringförmig um den Hochdruckkanal liegt, entstehen erneut druck- und geschwindigkeitszerstörende Wirbel.

- Ein Pumpensog wirkt erst hinter dem Niederdruckein laß auf beide Fluidströme.

In den angeführten Beispielen läß'Tsich die Doppelduse so verstellen , daß bei Verkleinerung der Düsenquerschnitts fläche des Hochdruckkanals die Düsenquerschnittsfläche des Niederdruckkanals vergrößert wird. Die Verstellbarkeit kann aber auch nur bei eine·" Düse, vorzugsweise der Hochdruckdüse, ausgeführt sein.

Abbildung 12 zeigt die Aupfiührungsart eine.= Ventils, bei dem ein Gehäuse (53) im Innern einen starren Dorn (5^T) enthält, der an seinem Vorderende (58) kegelförmig zuläuft und der innen Kanäle (59) aufweist, die an den Seiten des Dornes enden und die miedem Hochdruck-

kanal verbunden sind. Auch die Gehäus*6innenwänd läuft an ihrem Vorderende kegelförmig zu.

Der Dorn (57) ist von einer verschiebbaren Hülse (60)umgeben, die an ihrer Rückseite dichtend am Dorn anliegt und in ihrem vorderen Ende ebenfalls kegelförmig zuläuft. Die Hülse kann so verschoben werden, daß sie in ihrer einen Endstellung mit ihrer kegelförmigen Außenwand (62) an der Gehäuseinnenwand anliegt und somit den Niederdruckkanal (55) vom Kanal (56) abschließt. Der Hochdruckkanal ist dann weit geöffnet und das gesamte aus dem Druckraum (63) der Pumpe kommende Fluid strömt zurück in den Saugraum (64) (= Nullförderung der Pumpe).

Die andere Endstellung der Hülse (60) ist, daß sie mit ihrner kegelförmigen Innenwand (65) am Vorderende (53) des Dornes anliegt. Dann ist der Hochdruckkanal (54) vom Kanal (56) abgesperrt und der Niederdruck kanal (55) weit geöffnet. Das gesamte Fördervolumen der Pumpe wird also in den Hochdruckraum (HD) gepreßt ( Voll förderung der Pumpe).

Eine Vorrichtung (66) an d&r Hülse steckt durch das Gehäuse nach außen, an der die Hülse verschoben werden kann.

In der Hülse sind Buckel (67) vorgesehen, die bei Vollförderung die Kanäle (59) in der Dornseite abschließen. Da die Hülse für Druckausgleich vorgesehen ist, wäre ohne diese Buckel bei Anliegen der Hülsen innenseite an den Dorn die hintere Druckfläche und damit der Druck in eine Richtung zu groß.

Winkelachsige Maschinen zeichnen sich durch eine pulsationsfreie Förderung aus. Da das Ventil nicht durch permanentes Schal ten, sondern durch eine bestimmte Ventilstellung einen bestimmten Druck erhält, bleibt die Pulsationsfreiheit der Pumpe mit einem solchen Ventil auch bei Teillast erhalten.

Abbildung 13 zeigt ein "druckgesteuertes Drucksteuerventil" in einer aufwendigeren Ausführung, nämlich mit drei ineinanderliegenden Düsen. Theoretisch können beliebig viele in einand erlieg ende D"i?en angeordnet sein, wobei aus ebenso vielen oder weniger Behältern Fluid durch da= Ventil geführt werden kann.

BAD ORIGINAL

Im vorliegenden Beispiel sind drei Düsen und zwei zugeführte Fluid ströme vorgesehen ( Druckgesteuertes 3/2- Drucksteuerventil), wobei das Hochdruckfluid aus der Mittelduse (70) und das Niederdruck flu id aus der Zentraldüse (71 ) und der Außendüse (72) strömt. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die "Reibfläche" des Hochdruckfluids am Niederdruckfluid vergrößert wird und damit die "Saugstrahl leistung" des Ventils verbessert wird. Nach Art von Stromreglern wird die Stellung der Hülse (60) über das Druckelement (73) geregelt.

Abbildung 14 zeigt einen Kreislauf fur eine auch bei unterschiedlichen Pumpendrehzahlen mit konstantem Druck und konstanter Menge fördernde Anlage. Eine solche kann z.B. bei Schmierölpumpen, Kühlwasserpumpen oder Kraftstoffpumpen bei Wärmekraftmaschinen notwendig werden, wo die Pumpendrehzahlen mit den Motordrehzahlen gekoppelt sind. Durch die Pumpe (80) strömen unterschiedliche Mengen eines Fluids. Vordem druckgesteuerten Drucksteuerventil (81) herrscht ein durch das Druckelement (32) am Ventil (81 ) festgelegter Druck in der Leitung (83). Durch den Ausfluß (84) strömt damit eine konstante oder durch ein Drosselventil steuerbare Fluidmenge diese? Drucks.

Das Ventil (81 ) wird über das Druckelement (32) gesteuert, sodaß bei kleinen Fördermengen der Pumpe der Hochdruckrückfluß zur Pumpe klein, bei großen Fördermengen der Hochdruckrückfluß groß ist. Die durch den Ausfluß (84) abgeflossene Menge wird im Ventil (81 ) über den Niederdruckzulauf ersetzt.

Abbildung 15 zeigt einen Kreislauf, bei dem eine Pumpe (80) zwei Ströme unterschiedlichen Drucks liefert. Zwei beliebig steuerbare Drucksteuerventile (81a,81b) liefern die Förderströme. Der Rücklauf zur Pumpe ist wiederum mit einem druckgesteuerten Drucksteuerventil (81c) versehen.

Abbildung 16 zeigt eine Schaltung für eine automatische Bremsdruck-Steuerung mit Blockierverhinderer. Solche Anlagen sind z.B. dort sinnvoll₍wo ein drehendes Element, das nicht schlupflos gedreht wird, so abgebremst werden soll, daß der Schlupf einen bestimmten Wert nicht überschreitet, da der Kraftschlußbeiwert sonst abfallt oder das drehende Element sogar blockiert. Dies i?t z.B. bei Fahrzeugbrem=en

der Fall.

Die Pumpe (80) ist mit einer abzubremsenden Welle gekoppelt. In Ruhestellung ist das Wegeventil (85) so geschaltet, daß die Pumpe das Fluid aus dem Hydrobehälter ansaugt und in ihn zurückdrückt. Wird nun das Bremspedal betätigt, so schaltet der Regler (86) das Wegeventil (35) und regelt das Drucksteuerventil (81 ). Das von der Pumpe kommende Hochdruckfluid geht über den 3-Wege-Stromregler (87), dessen Arbeitsanschluß (88) zum Hochdruckkanal des Drucksteuerventils (81 ) führt. Hinter dem Drucksteuerventil (81 ) ist ein Zylinder (89), der die Bremse mit dem im Ventil (81 ) festgelegten Druck betätigt. Der Ablaufanschluß (90) des Stromreglers (87) ist ebenso wie der Niederdruckzufluß (91 ) des Drucksteuerventils mit denn Hydrospeiche r (92) verbunden. Natürlich ist eine Reglerelektronik sinnvoll, die in Abhängigkeit von Wellendrehzahl, Verzögerung und Bremspedal stellung die Ventil stellung und damit den Druckauf die Bremse genau festlegt. Man sieht aber, daß mit dieser Schaltung die Welle und damit die Pumpe nicht zum Still =tand kommen kann. da dann der Druck auf die Bremse Null wird. Bei geringen Wellendrehzahlen muß daher der Druck andersartig, z.B. durch eine Htlfspumpe , aufrecht erhalten werden.

Eine noch weniger aufwendige Bremsdrucksteuerung mit Drucksteuerventilen , bei der aber keine absolut sichere Blockierverhinderung gegeben ist, ist.z.B. für Fahrzeuge möglich, bei denen mehrere Wellen unabhängig voneinander d.h. also mit unterschiedlichen Bremsdrücken gebremst werden sollen.

In dieser Ausführung versorgt eine wellsnunabhängig drehende Pumpe (80) bei Öffnung des Wegeventils (85) mehrere Drucksteuerventile (81 ) Jedes dieser Drucksteuerventile wird durch einen die Regelinformationen einer abzubremsenden Welle verarbeitenden Mikroprozessor gesteuert und damit der Bremsdruck dieser Welle festgelegt.Das heißt, jeder Welle ist nur ein Drucksteuerventil und ein Mikroprozessor zugeordnet, während im vorhergehenden Fall für jede Welle eine Pumpe und mehrere Ventile zusätzlich notwendig sind.

Abbildung 1 7 zeigt eine Anlage zur Rückgewinnung der Bremsenergie

COPV,

z.B. mit Hilfe eines Schwungrades (Gyromotor). Während bei den vorhergehenden Anlagen die Pumpe ein sehr kleines Fördervolumen au§- weisen kann, sind in diesem Fall Pumpe (100) und Hydromotor(iOi ) sehr viel größer dimensioniert.

In Ruhestellung fördert die Pumpe (100) Fluid vom Hydrospeicher (102) in den Hydrospeicher zurück, wobei durch den vollständig geöffneten Niederdruckkanal des Drucksteuerventils (103) angesaugt, wird.
Bei Betätigung des Bremspedals wird das Wegeventil (10^) zum druckgesteuerten Drucksteuerventil (106) geöffnet, durch dessen hochdruckkanal dss Fluid zum Hydromotor (101 ) strömt und diesen dadurch beschleunigt. Die Leitung zwischen Pumpe (100)und Hydromotor (101) kann durch ein Druckbegrenzungsventil (105) abgesichert werden. Vom Hydromotor, der das Schwungrad antreibt, strömt das Fluid durch das Wegeventil (107) in den Hydrospeicher (102) zurück.

Wird nicht mehr gebremst, saugt der Hydromotor das Fluid au? dem Hydrospeicher durch den Niederdruckkanal des Drucksteuerventils (106) an und pumpt es in den Hydrospeicher zurück.

Wird nun Gas gegeben, dann wird das Wegeventil (107) durch den Regler (108) geschaltet. Der Hydromotor (101 ) pumpt durch den Hochdruckkanal des Drucksteuerventils (103) auf die Saugseite der Pumpe und beschleunigt diese dadurch.

Natürlich kann anstatt des Hydromotors auch ein Hochdruckspeicher verwendet werden, Um diesem Fall kann auf das Ventil (106) verzichtet werden.

Abbildung 18 zeigt eine Möglichkeit, wie iaei winkelachsigen Maschinen ein Dichtelement (110) gleichermaßen als Seitendichtung wie auch als Wirkflächendichtung verwendet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die stumpfwinklige Wirkflächenkante die "Wirkflächenerzeugende" ist und entlang dieser Kante (k) das Dichtelement (110) liegt. Ein Verschieben des Dichtelements im Spalt (111) nach außen drückt es gegen die Kanalwand (112) und/£>der gegen die gegenüberliegende Wirkfläche (113).

Die halbrunden Dichtelemente (114) sind drehbar in ihren Nuten gelagert.

In einem abschließenden Beispiel sollen noch die Größenordnungen der Druckverluste Δ ρ durch Wirbelbildung, die an Drosselstellen eines Stromventils entstehen_;gekennzeichnet werden.

Bei fast allen Stromventilen finden sich unstetige Erweiterungen oder stetige Erweiterungen mit hohen Steigungswinkeln und großem Durchmesserverhältnis. Dies führt zu großen Widerstandsbeiwerten c. mit entsprechenden Wirbelbildungen und Druckverlusten.

Im Drucksteuerventil wird wegen der hohen Öl viskosität vom aus der Hochdruckdüse kommenden HydrauUköl aus den Niderdruckdüsen austretendes Öl mitgerissen. Bezogen auf den Leitungsdurchmesser und die Geschwindigkeit hinter dem Ventil, heißt da?,daß dieser Durchmessen auch von Niederdrucköl ausgefüllt wird. Die Formeln Pjr Geschwindigkeit in der Hochdruckduse und Erweiterung hinter der Düse gelten Fir das Hochdruckfluid nur Für einen Teitauerschnitt hinter dem Ventil. Damit sinken nicht nur Widerstandsbeiwert sondern auch Geschwindigkeit im Drucksteuerventil.

3 3 3

Beispiel: Hydrauliköl mit ζ =0,83 kg/dm = 0,83 ·<ίθ kg/m

1 . S-troiyiventil

Querschnittsfläche in Ventil : - A

Querschnittsfläche hinter Ventil: A„ = 5Ά.

Geschwindigkeit hinter Ventil: ν = 4 m/sec

Erweiterung unstetig

e 2

Dann ist C. - ( A₂ZA₁ - 1 ) =16 und V₁ = 5·ν = 20 m/sec Der Druckverlust ist somit:
<d p_v = I ·j· v^/2 = 16·0,83·10³·20²/2 N/m² = 26,65 bar

Drucksteuerventil
Querschnitts fläche in Hochdruckdüse: A

Querschnitts fläche hinter Ventil: A = 5 A₁

Geschwindigkeit hinter Ventil: v. = 4m/?ec

Von Hochdruckfluid durchströmterQuersehn.: A-'= 0 S-*A_? Erweiterung stetig

Dann ist ζ 4 5 und ν = 0,5 · 5 · V₁ = 10m/.=ec/. Somit ist A p_v = C- ?· v² /2 4 5· 0,-33· 10³^C²/2 N/m²= 2,0£ bar

- Leerseite -

Claims (27)

1. Peter Graf ν. Inge'.heisn

   Dlpl.-iZ-jth.. Dipi.-Kfrn.

   ,PXTENTANS PRUCHE: Ebsreborscr Sir. 34

   8000 München SO Tel. 089/98 5974

   .) Maschine mit zwei oder mehr von einem Grehäuse (15) umgebenen., drehba ren Rotoren mit nicht parallelen Drehachsen, an denen sich Kolben (2) und Kammern (3) befänden und deren Drehung so koordiniert ist, daß sich die Frontwirkflächen (4) an einem Rotor (1a) an den Endwirkflächen (5) am anderen Rotor (1b) entlangsc'nieben und damit an der Kreuzung der Kolbenlaufbahnen der beiden Rotoren ein Spalt entsteht, der ."entweder zwischen zwei sich vereinernden Kammern (36) oder zwei sich vergrößenden Kammern (36) der beiden Rotoren (1a,1b) entlangläuft, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Berührung oder der Bereich des geringsten Abstandes zweier Wirkflächen stets auf einer Linie geschieht, die radial oder annähernd radial d.h; senkrecht zu den Rotordrehachsen über die Wirkflächen läuft.
2. 2. Maschinenach Patentanspruch 1 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

   daß die Wirkflächen so gestaltet sind, daß in einer zu beiden Rotordrehachsen (A1 ,A2) parallelen Ebene die Schnittlinien (FIf) der '.Virkflächen eines Rotors mit der Ebene durch die Bewegungslinien .(3t-_rB2,B3,B4)der Seitenkanten der beiden Wirkflächen so festgelegt werden, daß sich deren (FIf) senkrechter Abstand von der Winkelhalbierenden (I) des Kreuzungswinkels (^) aus dem senkrechten Abstand in der Ebene der Bewegungslinien (B1 ,B2,B3,B4) der Seitenkanten von der Spur in dieser Ebene, die durch eine um eine Drehachse (A1 , A2) gedrehte Senkrechte zu diener Drehachse erzeugt wird, ergeben. !
3. 3. Maschinenach Patentanspruch 1 oder 2, zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

   daß die Berührlinien oder die Bereiche des geringsten Abstandes zweier Wirkflächen auf den stumpfwinkligen oder den spitzwinkligen Wirkflächenkanten (7,8) liege vi.
4. 4. Maschine nach Patentanspruch 3, zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

   daß die Ausgangsform der Wirkfläche an den Rotoren so erzeugt

   BAD ORIGINAL COPf

   oder bearbeitet wird, daß die Linie.der Bearbeitung der Wirkfläche durch ein Werkzeug eine Gerade ist, die die Drehachse (A^ ) des Werkzeugs im Abstand d vom Schnittpunkt (P1 ) des senkrechten Abstands der Länge I der Werkzeugdrehachse (A1) von der Werkstückdrehachse (A2) unter dem Winkel β schneidet , und d =((^ct9 $ )/( ¹ ~ ^ct9 ß) ' )*l ist und Werkzeug und Werkstück mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit w_o um ihre Achsen gedreht werden und daß weitereBearbeitungen des Wirkflächenkantenbereichs stattfinden können.
5. 5. Maschine nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 -4 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

   daß auf den nicht wandernden Berührlinien der Wirkflächen Cichtelemente zur Abdichtung des Wirkflächenspaltes angebracht sind.
6. 6. Maschine nach einem oder mehreren der Patentansprüche 3-5 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

   daß Dichtelemente (110) an Wirkflächenkanten so angeordnet sind, daß sie gleichermaßen zur Abdichtung des Seitenspaltes wie des Wirkflächenspaltes verwendet werden können.
7. 7. Anlage mit zwei oder mehr Rotorpaaren, bei denen die Achsen der Rotoren eines Paares nicht parallel sind und bei denen dar Gleichlauf der Rotoren durch ein Getriebe gesteuert werden muß, dadurch gekennzeichnet,

   daß neben den Wellen auf denen sich Rotoren befinden, maximal noch eine Welle für Zahnräder verwendet wird.
8. 8. Anlage nach Patentanspruch 7 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer Welle zwei oder mehr Rotoren angeordnet sind.
9. 9. Maschine nach einem oder mehreren de^Patentansprüche 1 -6 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

   daß die Anzahl der Kolben (2) an den Rotoren so groß ist, daß sich permanent Frontwirkflächen (4) eines Rotors an Endwirkflächen (5) des anderen Rotor=· entlangbewegen und damit durch die Bewegung eines Rotors der andere mitbewegt wird und dadurch auf ein Getriebe für den Gleichlauf verzichtet werden kann.
10. 10. Maschine nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 -6 und 9, welche als Pumpe oder Hydromotor für ein inkompressibles Fluid verwendet wird, zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (50) im Gehäuse (15) vom Druckbereich der Pumpe zu anderen Kolbenkanalabschnitten führen und damit eine Druckentlastung in radialer und/oder axialer ermöglicht wird.
11. . Anlage mit zwei oder mehr Rotorpaaren nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 - 6, von denen zwei oder mehr als Verdichter verwendet werden, bei denen die Gesamtverdichtung aus dem Verhältnis des Rördervolumens des oder der ersten Rotorpaare zum Fördervolumen des oder der letzten Rotorpaare des Verdichtungsteil? der Anlage festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem oder mehreren Rotorpaaren der Anlage der Gasfluß so geregelt ist, daß die Kammern (33a,33b) beider Rotoren mit einem kompressiblen Fluid gefüllt werden, dann der Inhalt einer Kammer (36a) des einen Rotors über einen Kanal (37) in eine Kammer (36b) des anderen Rotors gepreßt wird und damit eine Verdichtung £ = 2 vorgenommen wird und dann der Inhalt der so gefüllten Kammer (36b) über einen Kanal (39) in beide Kammern (41a,41b) der beiden Rotoren des nachfolgenden Rotorpaares gepreßt wird.
12. 12. Anlage nach Patentanspruch 11 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß durch Ventile, Klappen (34) oder sonstige Einrichtungen der Druck in den Kammern (33a,33b) des ersten Rotorpaares bei Beendigung der Füllung festgelegt wird.
13. 13. Anlage nach Patentanspruch 11 oder 12 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

    daß sie durch eine Kraftmaschine oder durch eine von den Abgasen einer periodisch arbeitenden Verbrennungsmaschine angetriebene Turbine oder andere Expansionsmaschine angetrieben wird und als Lader für diese periodisch arbeitende Verbrennungsmaschine verwendet wird.
14. 14. Anlage nach einem oder mehreren der Patentansprüche 11 - 13 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

    daß einer oder mehrere der Kanäle (37) (39) gekühlt werden.

    BAD
15. 15. Anlage mit einem oder mehreren Rotorpaaren nach einem oder rrtehre- ren der Patentansprüche 1 - 6,von denen ein oder mehrere Rotorpaare als Expansionsmaschinen für kompressible Ruide verwendet werden, dadurch gekennzeichnet,

    daß nur die Kammern (48a) eines Rotors eines Paares bei Vergrößerung hinter der Kreuzung durch einen Kanal (45) aus einem Raum (44)'mit einem Fluid höheren Drucks gefüllt werden, der Kanal (45) dann von der Kammer (48a) abgeschlossen wird, die Kammer (48a) weiter expandiert wird und dann über einen Kanal (49) zu einer sich vergrößernden Kammer (48b) im anderen Rotor des Paares geöffnet wird und der Kanal (49) solange beide Kammern verbindet, bis beide Kammern »expandiert sind und danach die Kammern ihren Inhalt aus dem Rotorpaar abgeben.
16. 16. Ventil für kompressible oder inkompressible Fluide' mit dem zwei oder

    . mehr Fluidsträme, die sich in einem oder mehreren Kriterien wie Druck, Geschwindigkeit, Temperatur usw. unterscheiden, durch die Ventilstellung so gemischt werden können, daß durch das Mischungsverhältnis das oder die Kriterien der Strömung hinter dem Ventil festgelegt werden können, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Kanäle( 54,55), in denen die Ruidst^öme im Ventil ( 52) zusammengeführt werden, wie bei Strahlpumpen in ringförmig umeinanderliegenden Düsen ( 70,71 ,72) enden und die Quer=chnittsfläche einer oder mehrerer Düsenmündungen geändert werden kann.
17. 17. Anlage in einem ein kompressibles oder inkompressibles Fluid führenden Rohrleitungssystem mit der bei vorgegebener Durchflußmenge der Druck hinter der Anlage und bei nicht vorgegebener Durchflußmenge Druck und Strömungsgeschwindigkeit hinter der Anlage beeinflußt werden sollen, dadurch gekennzeichnet,

    daß ein Ventil nach Patentanspruch 16 als eine solche Anlage oder als Teil einer solchen Anlage verwendet wird.
18. 18. Ventil oder Anlage nach Patentanspruch 16 oder 1 7 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

    daß die Vergrößerung der Düsenquerschnittsfläche (70) eines Fluidkanals zu einer Verkleinerung der Düsenquerschnittsfläche (71 ,72) eines anderen Fluidkanals führt.
19. 19. Ventil oder Anlage nach einem oder mehreren der Patentansprüche 16-18 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung einer oder mehrerer DÜFenquer^chnittpflächen durch ein oder^mehrere Elemente ( 73) in Abhängigkeit vom Druck in einem oder mehreren Fluidströmen vor dem Ventil geschieht.
20. 20. Ventil oder Anlage nach einem oder mehreren der Patentansprüche 16-19 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung einer oder mehrerer Düsenquerschnittsflächen durch ein oder mehrere Elemente in Abhängigkeit vom Druck im Fluidstrom hinter dem Ventil geschieht.
21. . Pumpe Für ein inkompressibles oder Pumpe oder Verdichter Für ein kompressibles oder inkompressibles Fluid dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Ventile (81 ) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 16-20 verwendet werden, von denen mindestens eines in eine von der Förderleitung (33) der Pumpe (80) abzweigende Leitung so eingebaut ist, daß ein von der Druckseite der Pumpe kommender Fluidstrom mit einem anderen Fluidstrom in dem Ventil vereinigt wird und mit dem Mischungsdruck zur Saugseite der Pumpe gelangt.
22. 22. Pumpe für ein inkomprepsibles oder Pumpe oder Verdichter f"r ein kompressibles Fluid oder Anlage nach Patentanspruch 21 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

    daß die Förderleitung der Pumpe (80) zu einem oder mehreren Ventilen nach einem oder mehreren der Patentansprüche 16-20 eingebaut sind, in denen der von der Pumpe kommende Fluidstrom mit anderen Fluidströmen gemischt wird und somit der Druck in den Leitungen hinter den Ventilen gesteuert werden kann.
23. 23. Anlage zur Steuerung einer Bremse, die ein oder mehrere abhängig oder unabhängig voneinander drehende Elemente, die nicht schlupflos gedreht werden, so abbremsen soll, daß der Schlupf einen bestimmten Wert nicht überschreitet, da der Kraft schlußbeiwert sonst abfällt, und die ein Blockieren der drehenden Elemente verhindern soll,dadurch gekennzeichnet,

    daß bei Nichtbetätigung der Bremse eine oder mehrere Pumpen (80)

    • ein inkompressibles Fluid aus einem Niederdruckbehälter (92) ansaugen und über ein Wegeventil (85) zur Saugseite der Pumpen zurückbringen und daß bei Betätigung der Bremse ein Regler (86) das Wegeventil (85) und ein oder mehrere Ventile ( 81) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 16 - 20 , in deren einer Düse ein Kanal vom Wegeventil (85) und in der en anderer · Düse ein Kanal aus einem anderen Behälter (92) endet, so schaltet, daß der Förderstrom der Pumpe zur einen Düse des oder der Ventile (81 ) führt jund die Ventilstellung (81 ) so geregelt wird, daß damit der Druck in einem oder mehreren hinter dem oder den Ventilen (81 ) angeordneten Elementen(89) festgelegt wird und somit in Abhängigkeit davon der Druck auf die Bremsen der drehenden Elemente geregelt wird.
24. 24. Anlage unter Patentanspruch 23 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

    daß ein oder mehrere Pumpen mit einem oder mehreren abzubremsenden Elementen kraftschlüssig verbunden sind und somit bei Stillstand dieses Elementes der Druck in Element (89) abfällt.
25. 25. Anlage nach Patentanspruch 23 oder 24 zusätzlich dadurch gekennzeichnet,

    daß der Regler (86) in Abhängigkeit von einem oder mehreren Einflußfaktoren wie Winkelgeschwindigkeit des drehenden Elements, Verzögerung, Bremspedalstellung usw. die Stellung des Ventils (81) festl egt.
26. 26. Anlage zur Umwandlung der beim Abbremsen eines drehenden Elementes erzeugten Energie in nutzbare Energie dadurch gekennzeichnet,

    daß eine Pumpe (100) für ein inRompressibles Fluid mit dem drehenden Element kraftschlüssig verbunden ist, die bei Nichtbetätigung der Bremse aus einem Niederdruckbehälter (102) Fluid durch einen Kanal eines oder mehrerer Ventile (103) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 16-20 ansaugt und durch ein Wegeventil (104) wieder in den Behälter (102) zurückbringt, und bei Betätigung der Bremse über einen Regler das Wegeventil (104) so geschaltet wird,

    daß die Pumpe Fluid mit hohem Druck in eine Anlage preßten der dieser Druck gespeichert oder in eine andere Form von nutzbarer Energie umgewandelt wird,und daß bei Rückwandlung der gewonnenen Energie in Beschleunigungsenergie bei Betätigung des Gaspedals der Hochdruckspeicher zum anderen Kanal des Ventils (103) und damit dieser Düseneinlaß im Ventil (103) geöffnet wird und daher auf der Saugseite der Pumpe der Druck erhöht wird.
27. 27. Anlage nach Patentanspruch 26 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Bremse das Fluid aus dem Wegeventil (104) in einen Kanal eines oder mehrerer Ventile (106) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 16 - 20 strömt, dessen Ventil stellung in Abhängigkeit vom Druck vor oder hinter dem Ventil (106) geregelt wird, und von dort einen Hydromotor ( 101 ) antreibt, der mit einem Schwungrad kraftschlüssig verbunden ist, und bei Beendigung des Bremsvorgang es der drehende Hydromotor (101 ) durch den anderen Kanal des Ventils(106) Fluid aus einem Niederdruckbehälter (102) ansaugt und durch das Wegeventil (107) in den Niederdruckbehälte·" zurückbefördert und bei Betätigung des Gaspedals das Wegeventil (107) zum anderen Kanal des Ventils (103) geöffnet wird.