DE3542648A1 - Kolbenmaschine fuer stroemende medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine für strömende Medien, mit einem kugeligen Arbeitsraum und einem dem Durchmesser des Arbeitsraumes angepaßten kreisringförmi­ gen Kolben, dessen Stirnflächen mit gegenüberliegenden und den Arbeitsraum begrenzenden Seitenflächen in Berüh­ rung sind und der von einem kugelförmigen Kolbenträger getragen ist, der durch eine gelagerte Welle mit dem Außenraum verbunden ist und eine Taumelbewegung des Kol­ bens bewirkt, wobei der Kolben mindestens einen sich von der Peripherie bis ungefähr zum Kolbenträger erstrecken­ den radialen Kolbenschlitz aufweist, in dem eine um die radiale Kolbenschlitzachse bewegbare kreiszylinderförmi­ ge Führungsrolle gelagert ist, die einen in radialer Richtung verlaufenden Rollenschlitz aufweist, der zur Führung in eine den Arbeitsraum in Hochdruckseite und Niederdruckseite teilende und bis zum Kolbenträger reichende Trennwand gleitend eingreift.

Eine Kolbenmaschine dieser Art für flüssige oder gas­ förmige Medien, die vorzugsweise als Pumpe oder Verdich­ ter, jedoch auch als Motor eingesetzt werden kann, ist aus der DE-OS 23 12 346 bekannt, auf deren Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird. Beim Betrieb einer solchen Maschine mit Drehzahlen oberhalb 2000 bis 3000 Umdr/min treten jedoch Vibrationen und Schwingungen auf, die eine sichere Arbeitsweise nicht mehr gewähr­ leisten. Dies trifft insbesondere für größere Kolben­ maschinen zu, die einen Arbeitsraumdurchmesser aufwei­ sen, der größer als ca. 200 mm ist. Infolgedessen ist es schwierig, Kolbenmaschinen dieser Art für hohen Strö­ mungsmitteldurchsatz und/oder Förderdrücke, z.B. größer als 10 bar, einzusetzen bzw. auszubilden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kol­ benmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubil­ den, daß ein zumindest schwingungs- und vibrationsarmer Lauf auch bei höheren Drehzahlen möglich ist. Darüber hinaus soll die Strömungsmaschine den hierbei im Betrieb auftretenden Belastungen, insbesondere bezüglich der er­ höhten Drehzahlen, voll gewachsen sein und auch im Lang­ zeitbetrieb störungsfrei arbeiten. Schließlich soll der Aufbau nicht aufwendig und daher die Herstellung unver­ ändert preisgünstig durchzuführen sein.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nun für eine Kolben­ maschine der eingangs genannten Art darin, daß der Kol­ ben, im Radialschnitt gesehen, sich vom Kolbenträger zur Peripherie hin derart verjüngt, daß die Stirnflächen des Kolbens mit den eben ausgebildeten und senkrecht zur Drehachse der Welle verlaufenden Seitenflächen des Ar­ beitsraumes in Berührung bleiben, und daß der Kolben in einem Bereich, der dem Kolbenschlitz diametral gegen­ überliegt, durch Hinzufügen bzw. Wegnahme von Masse ins Massengleichgewicht mit dem Kolbenschlitz samt Führungs­ rolle gebracht ist.

Die Erfindung ging von der Erkenntnis aus, daß das ange­ strebte Ziel durch verschiedene, sich gegenseitig unter­ stützende Maßnahmen zu erreichen ist. So wird durch die sich verjüngende Ausbildung des Kolbens, wodurch seine Stirnflächen gegeneinander geneigt sind, dessen Masse wesentlich verkleinert und die Laufruhe von Kolben und Kolbenträger in Richtung geringerer Vibrationen deutlich verbessert. Da hierbei die Verjüngung so gewählt ist, daß die Stirnflächen des Kolben mit den eben verlaufen­ den Seitenflächen des Arbeitsraumes zusammenarbeiten, ist zusätzlich die Herstellung des Arbeitsraumes wesent­ lich präziser und vereinfacht bei einer Optimierung des Aufbaus. Schließlich wird durch die Abstimmung der Masse jenes Bereiches, der dem Kolbenschlitz samt Führungs­ rolle diametral gegenüberliegt, auf die Masse von Füh­ rungsrolle und Kolbenschlitz, ein Ausgleich dieser hin- und hergehenden Massen erzielt und ein vibrationsarmer, ruhiger Lauf der Maschine erreicht. Insgesamt gesehen führen beide Maßnahmen zu einer Kolbenmaschine, die selbst bei Drehzahlen von 6000 Umdr/min und mehr ein­ wandfrei arbeitet.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Kolbenträger mit mindestens einer Dichtleiste in Berührung steht, die in einem die Füh­ rungsrolle führenden Wandteil der Trennwand gleitend gelagert ist und die durch das Arbeitsmedium, welches vom Arbeitsraum, vorzugsweise von der Hochdruckseite, durch ein Leitungssystem zuführbar ist, gegen den Kol­ benträger drückbar ist. Hierdurch wird eine vom Arbeits­ druck der Kolbenmaschine abhängige Abstützung und damit Führung des Kolbenträgers bei gleichzeitig guter Abdich­ tung zwischen Niederdruckseite und Hochdruckseite er­ reicht. Diese Maßnahme fördert die Laufruhe des Kolben­ trägers samt Kolben in erheblichem Maße. Beim Einsatz der Kolbenmaschine als Pumpe ist die Hochdruckseite gleichbedeutend mit der Abflußseite des geförderten Mediums, wogegen die Niederdruckseite der Zuflußseite des Mediums zur Kolbenmaschine ist. Wird die Kolben­ maschine als Motor eingesetzt, dann ist dies umgekehrt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der dem Kolbenträger benachbarte Endbereich des Wandteils mit einem Abstand von höchstens halber Trennwanddicke, vorzugsweise ein Viertel der Trennwand­ dicke, dem Profil des Kolbenträgers folgt. Hierdurch wird eine sichere Abstützung und Führung der Dichtleiste ohne ins Gewicht fallende Verringerung der Führungsbah­ nen für die Führungsrolle erreicht. Hierbei ist es gün­ stig, daß die Dichtleiste plattenförmig ausgebildet ist und in einem ungefähr in der Mittenebene des Wandteils verlaufenden Schlitz angeordnet und gleitend geführt ist.

Zur Vereinfachung des Aufbaus ist es empfehlenswert, daß das Leitungssystem mindestens eine Verbindungsöffnung, vorzugsweise eine Reihe von Verbindungsöffnungen, um­ faßt, die quer zur Mittenebene im Wandteil verlaufen und den Grund des Schlitzes mit dem Arbeitsraum verbinden.

Wird das Massengleichgewicht durch Wegnahme von Masse eingestellt, so ist es am einfachsten, daß der Kolben mit mindestens einer der gewünschten Massenminderung entsprechenden Aussparung versehen ist, die in der inne­ ren Ringfläche des kreisringförmigen Kolbens in radialer Richtung verlaufend angeordnet ist. Durch die innere Anordnung der Aussparung bleiben die äußeren Kolbenflä­ chen, die mit Gegenelementen (Seitenflächen, Arbeits­ raum) zusammenarbeiten, in dieser Zusammenarbeit unbe­ einträchtigt.

Ist für die Einstellung des Massengleichgewichts die Hinzufügung von Masse erforderlich, so empfiehlt es sich, daß im Kolben ein dem Kolbenschlitz entsprechender radialer Schlitz angeordnet ist, in dem eine der Füh­ rungsrolle entsprechende Rolle ohne Rollenschlitz ange­ ordnet ist, wobei Rolle und Führungsrolle bis auf den Führungsschlitz identisch ausgebildet sind. Diese symme­ trische Ausbildung des Kolbens gewährleistet immer einen guten Massenausgleich.

Um die sich widerstrebenden Forderungen nach einer guten Führung der Führungsrolle an der Trennwand und geringer Masse zu einem guten Kompromiß zu bringen, empfiehlt es sich, daß die Führungsrolle einen Durchmesser aufweist, der gleich ist der Kolbendicke im Bereich des Kolbenträ­ gers. Um hierbei ein störungsfreies Abwälzen der Stirn­ flächen des Kolbens auf den ebenen Seitenflächen des Arbeitsraums zu gewährleisten, weisen die Seitenflächen an das Profil der Führungsrolle bzw. Rolle angepaßte Ausnehmungen auf für die Aufnahme des über die Stirnflä­ chen ragenden Teiles von Führungsrolle bzw. Rolle. Da die Ausnehmungen in den entsprechenden Stellungen des Kolbens von der Führungsrolle bzw. Rolle vollständig ausgefüllt werden und somit ein großflächiger Kontakt zwischen den Rollen und den Ausnehmungen gegeben ist, wird in diesen Kolbenstellungen eine sehr gute Dicht­ wirkung erzielt. Zudem wirken Führungsrolle bzw. Rolle als eine Art Hochdruckkolben der Kolbenmaschine, die beim Pumpenbetrieb den Austritt des restlichen Förder­ mediums aus dem Arbeitsraum bewirken. Gleichzeitig wird der Pumpendruck stabilisiert und die Abrißgefahr des Fördermediums wesentlich verringert.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Kolben einstückig und der Kolben­ träger aus zwei Hälften zusammengesetzt ist, wobei die Teilungsebene des Kolbenträgers gleich ist mit jener Richtung, in welcher der Kolben auf dem Kolbenträger in einer Kolbennut gelagert ist. Durch die Einstückigkeit des Kolbens sind Verbindungselemente vermieden, die des­ sen Masse in unerwünschter Weise vergrößern und Ursache von Vibrationen oder Schwingungen sein können. Diese Maßnahme ist somit eine wertvolle Ergänzung der Lehre des Hauptanspruches.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung ist es empfehlenswert, daß hierbei die Teilungs­ ebene senkrecht durch den zylindrischen Kolbennutgrund verläuft und diesen in axialer Richtung halbiert, und daß zur Einstellung des axialen Spiels zwischen Kolben­ nut und Kolben die beiden Hälften des Kolbens unter Zwi­ schenschaltung von Distanzelementen, die in ihrer Dicke leicht veränderbar sind, miteinander verbunden sind. Hierdurch läßt sich das axiale Spiel auf einfache Weise soweit verringern, daß sich der Kolbenträger im festge­ haltenen Kolben zwar drehen, dieser jedoch gut geführt ist.

Um schließlich die Seitenführung des Kolbens möglichst starr auszubilden und um Brüche des Kolbenträgers zu vermeiden, ist es günstig, daß der Kolbenträger in den Austrittsbereichen der Welle jeweils einen mit der Welle konzentrischen, zylindrischen Verstärkungsvorsprung auf­ weist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Kolbenmaschi­ ne gemäß der Erfindung entsprechend der Schnittlinie I-I der Fig. 2, wobei der Kolben­ träger und der Kolben in Ansicht dargestellt sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II-II,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie III-III,

Fig. 4 eine Ansicht des Gegenstands der Fig. 1 aus Richtung IV,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie V-V, wobei lediglich der Bereich des Kolbens und der Trennwand gezeigt ist,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Kolben der Fig. 5 gemäß der Schnittlinie VI-VI,

Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch den unteren Be­ reich des Kolbens gemäß der Schnittlinie VII-VII der Fig. 5,

Fig. 8 den unteren Bereich des Kolbens gemäß Fig. 5 in einer Ausführungsvariante,

Fig. 9 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie IX-IX durch den Gegenstand der Fig. 8,

Fig. 10 die Trennwand des Arbeitsraums als Einzelheit in Frontansicht mit bereichsweisem Aufbruch,

Fig. 11 eine Vertikalschnitt durch die Trennwand der Fig. 10 entsprechend der Schnittlinie XI-XI,

Fig. 12 den Kolbenträger samt Welle und Kolben als Einzelheit in Ansicht und teilweisem Schnitt,

Fig. 13 eine Ansicht des Kolbens der Fig. 12 aus Rich­ tung XIII,

Fig. 14 eine Ausführungsvariante des Kolbenträgers in Seitenansicht als Einzelheit und in Explo­ sionsdarstellung,

Fig. 15 eine Ausführungsvariante einer Kolbenmaschine in einem Vertikalschnitt gemäß der Schnitt­ linie XV-XV der Fig. 16,

Fig. 16 eine Draufsicht auf die Kolbenmaschine der Fig. 15 und

Fig. 17 die Trennwand der Fig. 14 als Einzelheit in Frontansicht mit bereichsweisem Aufbruch.

In den einzelnen Figuren wiederkehrende Teile sind nur soweit mit Bezugszeichen versehen, als dies für das Ver­ ständnis erforderlich ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist das Gehäuse 12 der Kolben­ maschine quaderförmig ausgebildet und aus zwei Teilen zusammengesetzt. Die Teilungsfuge 14 verläuft in den Figuren vertikal und ist zur besseren Zentrierung der beiden Gehäuseteile mit einer Stufe ausgeführt. Der Zu­ sammenhalt des Gehäuses wird durch nicht dargestellte horizontal verlaufende Schrauben erreicht.

Im Gehäuse 12 ist der Arbeitsraum 16 ungefähr zentrisch eingearbeitet, der in wesentlichen Bereichen die Form einer Kugel aufweist. Rechts und links seines Zentrums 18 ist der Arbeitsraum nicht kugelförmig ausgebildet, sondern jeweils von einer ebenen und in Fig. 1 vertikal verlaufenden Seitenfläche 20 bzw. 22 begrenzt, wobei die Seitenflächen symmetrisch sind zur Vertikalebene durch das Zentrum 18. Diese Seitenflächen erstrecken sich nach oben bis zur Verschlußplatte 24, welche das Gehäuse 12 nach oben hin abschließt und die durch angedeutete Schrauben 26 befestigt ist (Fig. 2). Der Arbeitsraum hat die Form einer Kugelschicht.

Der Arbeitsraum 16 ist in seinem oberen Endbereich ver­ tikal bis zur Verschlußplatte 24 verlängert, d.h. offen, und bildet einen Übergangsraum 28. In diesem Übergangs­ raum ist eine vertikal und parallel zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufende Trennwand 30 eingesetzt, die dem Übergangsraum 28 in einen Zuströmraum 32 und einen Ab­ strömraum 34 für das Arbeitsmedium aufteilt. Beim Ein­ satz der Strömungsmaschine als Pumpe ist der Abströmraum 34 gleichbedeutend mit der Hochdruckseite, der Zuström­ raum dagegen gleichbedeutend mit der Niederdruckseite der Kolbenmaschine. Die Trennwand 30 greift in eine Zen­ triernut der Verschlußplatte 24 ein und erstreckt sich bis zum kugelförmigen Kolbenträger 36, der konzentrisch im Arbeitsraum 16 angeordnet ist. Der Kugelträger 36 ist an einer horizontal verlaufenden Welle 38 befestigt, die für den An- bzw. Abtrieb in den Außenraum führt. Die Drehachse 40 der Welle 38 verläuft hier durch das Zen­ trum 18 von Arbeitsraum 16 und Kolbenträger 36. Deswei­ teren ist die Welle 38 im Bereich der Seitenflächen 20, 22 in das Gehäuse 12 eingeführt und jeweils mit Hilfe eines Kugellagers 42 gelagert sowie durch übliche Mittel gegen Austritt von Fördermedium geschützt. Nach außen hin sind die Kugellagerräume durch Deckel 44 verschlos­ sen.

Der Kolbenträger 36 weist an seiner Peripherie eine um­ laufende, im Querschnitt ungefähr rechteckförmige Kol­ bennut 46 auf, deren Mittenebene 48 zur Vertikalachse 47, die durch das Zentrum 18 geht, geneigt ist. In der Kolbenut 46 ist der kreisringförmige Kolben 50 drehbar gelagert. Der Aufbau des Kolbenträgers 36 und die Lage­ rung des scheibenförmigen Kolbens 50 ist aus den Fig. 12 und 13 besser als in Fig. 1 zu erkennen. Gemäß Fig. 12, die den Kolbenträger 36 samt Kolben 50 und Welle 38 als Einzelheit darstellt, ist der Kolbenträger 36 aus einer linken Hälfte 52 und einer rechten Hälfte 54 zusammen­ gesetzt, wobei die Mittenebene 48 des Kolbens 50 gleich­ zeitig die Trennebene darstellt. Der Kolbenträger 36 ist von der Welle 38 durchdrungen und auf ihr befestigt sowie mit einer Paßfeder 39 versehen. Der Zusammenhalt des Kolbenträgers 36 in Richtung der Drehachse 40 wird durch zwei Spannkörper 56 erreicht, die die halbkugel­ ähnlichen Hälften 52, 54 über jeweils einen zylindri­ schen Verstärkungsvorsprung 58 der Hälften 52, 54 zusam­ menpressen. Die Verstärkungsvorsprünge haben jeweils einen Außendurchmesser, der das 1,5- bis 2,5fache der Welle 38 beträgt; die Dicke der Verstärkungsvorsprünge 58 entspricht ungefähr ein Viertel bis ein Drittel des Durchmessers der Welle 38. Durch die Verstärkungsvor­ sprünge ist die Kantenfestigkeit des Kugelträgers wesentlich verbessert.

In der Kolbennut 46 ist der kreisringförmige Kolben 50 drehbar gelagert bzw. der Kolbenträger ist bei festge­ haltenem Kolben drehbar. Hierzu ist in der inneren Öff­ nung des Kolbens 50 eine Lagerbüchse 60 befestigt, die auf dem Kolbennutgrund 62 drehbar ist. Die Seitenwände 64 des Kolbens verlaufen innerhalb des Kolbenträgers 36 zueinander parallel und sind an den entsprechenden Wän­ den der Kolbennut 46 geführt. Die Seitenwände 64 gehen beim Austritt aus dem Kolbenträger 36 in die Stirnflä­ chen 66, 68 des Kolbens über, die unter einem Winkel der­ art zueinander geneigt sind, daß die Stirnflächen 66, 68 in linienförmigem Kontakt mit den eben ausgebildeten und senkrecht zur Drehachse 40 verlaufenden Seitenflächen 20, 22 des Arbeitsraumes bleiben (vergl. Fig. 1 und 2). Die Stirnflächen 66, 68 haben jeweils die Form eines ge­ raden Kreiskegelstumpfes, dessen Kegelspitze auf einer Senkrechten zur Mittenebene 48 des Kolbens liegt, die durch das Zentrum 18 geht. Im Querschnitt gesehen wird der Kolben in seinem aus dem Kolbenträger ragenden Be­ reich zur Peripherie hin dünner. Die Neigungen der Stirnflächen verlaufen hierbei symmetrisch zur Mitten­ ebene 48, die somit auch die Mittenebene des Kolbens 50 ist. Die Dicke des Kolbens 50 ist hierbei so gewählt, daß an seiner Peripherie eine Zone zwischen den Stirn­ flächen verbleibt, in der in ein Kolbenring 51 von unge­ fähr rechteckigem Querschnitt in einer Kolbenringnut an­ geordnet ist, wobei der Kolbenring 51 am kugelförmigen Arbeitsraum 16 dichtend und gleitend anliegt. Der Kol­ benring 51 ist im Bereich der Führungsrolle 76 unter­ brochen und zu beiden Seiten der Führungsrolle in den Bereichen 53 befestigt (vergl. Fig. 13). Die Dicke der vorgenannten Zone beträgt ungefähr ein Viertel bis ein Drittel der Kolbendicke. Die Neigung α des Kolbens 50 gegenüber der Drehachse beträgt üblicherweise 30 bis 70°. Der Winkel β zwischen der Mittenebene 48 und einer Stirnfläche 66, 68 hat folgende Größe: β=90°-α.

Fig. 14 zeigt eine Ausführungsvariante des Kolbenträgers 36 als Einzelheit in Seitenansicht und im auseinander­ genommenen Zustand. Man erkennt die beiden Hälften des Kolbenträgers und ihre Anordnung auf der gestrichelt eingezeichneten Welle 38 sowie die Teilung des Kolben­ trägers in der axialen Mitte des Kolbennutgrundes 62. Zur Einstellung der Nutbreite ist hier kein Kreisring wie in Fig. 12 vorgesehen, sondern es sind auf den gegenüberstehenden Stirnseiten 112 der jeweiligen zylin­ drischen Zapfen 114 der Kolbenträgerhälften, die im zu­ sammengebauten Zustand des Kolbens mit im Verhältnis zur Zapfendicke geringem Abstand voreinander enden, vor­ springende zylindrische Distanzelemente 172 vorgesehen. Diese Distanzelemente 172 haben geringeren Durchmesser als die Zapfen 114, ihre freien Endflächen 116 verlaufen in Richtung der Teilungsebene des Kolbens und berühren sich im zusammengebauten Zustand des Kolbenträgers. Durch feinfühliges Abtragen der Endflächen 116 kann die Breite der Nut 46 und somit das gewünschte geringe Spiel des Kolbens im Kolbenträger auf einfache Art eingestellt werden.

Um das seitliche Spiel des Kolbens im Kolbenträger auf das gewünschte geringe Maß leicht einstellen zu können, ist zwischen die Hälften 52 und 54 des Kolbenträgers, die sich nicht berühren, ein Distanzelement 72 einge­ fügt, das im vorliegenden Fall aus einem Kreisring mit rechteckigem Ringquerschnitt besteht. Dieser Kreisring ist in einer seinem Profil entsprechenden Aussparung versenkt angeordnet, die im Kolbennutgrund 62 verläuft und in beide Hälften 52, 54 des Kolbenträgers eingreift. Durch entsprechende Auswahl der Dicke dieses Distanzele­ ments 72 bzw. durch Bearbeitung der Seitenflächen des Distanzelementes kann das Spiel zwischen Kolben und Kol­ bennut auf einfache Weise sehr feinfühlig eingestellt werden, so daß trotz der Drehbarkeit des Kolbenträgers 36 im Kolben 50 eine gute Führung und damit schwingungs­ sichere Lagerung erzielt wird.

Der Kolben 50 weist in Fig. 12 oben einen radial ver­ laufenden Kolbenschlitz 74 auf, in dem die zylindrische Führungsrolle 76 mit radial verlaufender Schwenk- oder Drehachse 78 angeordnet ist. Dies ist sehr deutlich aus Fig. 13 zu erkennen, die eine Ansicht des Kolbens der Fig. 12 aus Richtung XIII darstellt. Die Schwenkachse 78 ist zugleich die radial verlaufende Kolbenschlitzachse. Die Dicke der Führungsrolle 76 ist gleich der Dicke des Kolbens bei seinem Austritt aus dem Kolbenträger 36. Die Peripherie der Führungsrolle 76 ist durch entsprechende hohlzylindrische Ausbildung des Kolbenschlitzes 74 im Kolben drehbar und dichtend gelagert. Der Kolbenschlitz 74 weist jeweils Anfasungen oder Abschrägungen 80 auf, die ein störungsfreies Abwälzen der Stirnflächen 66, 68 des Kolbens an den Seitenflächen 20, 22 des Arbeitsraumes ermöglichen. Die Anfasungen sind in beiden Stirnflächen 66, 68 des Kolbens vorgesehen.

In radialer Richtung endet die Führungsrolle 76 bündig mit der Peripherie des Kolbens und sie ist an ihrem freien Ende dem Arbeitsraum entsprechend kugelig ausge­ bildet. Schließlich ist die Führungsrolle noch mit einem radial und zentrisch verlaufenden Rollenschlitz 82 ver­ sehen, dessen Weite auf die Dicke der Trennwand 30 der­ art abgestimmt ist, daß dieser Rollenschlitz gleitend an der Trennwand geführt ist. Der Rollenschlitz 82 er­ streckt sich in Tiefenrichtung bis zum Kolbenträger 36. Der Grund des Rollenschlitzes ist entsprechend dem Pro­ fil des Kolbenträgers 36 ausgebildet, so daß ein stufen­ loser Übergang vom Kolbenträger 36 zum Grund des Rollen­ schlitzes 82 gegeben ist.

Diametral gegenüber dem Kolbenschlitz 74 ist im Kolben 50 ein weiterer Schlitz 84 angeordnet, in dem eine Rolle 86 befestigt ist. Die Ausbildung des Schlitzes 84 und der Rolle 86 ist identisch mit der Ausbildung des Kol­ benschlitzes 74 und der Führungsrolle 76, ein Unter­ schied besteht lediglich darin, daß die Rolle 86 keinen Rollenschlitz aufweist. Stattdessen ist die Rolle 86 mit der Kolbenringnut versehen, der Kolbenring 51 führt in der Kolbenringnut über die Rolle 86 hinweg, die demnach um die Schwenkachse 78 nicht drehbar ist. Die Masse der Rolle 86 mit Kolbenringteil ist hierbei so ausgebildet, daß sie der Masse der Führungsrolle 76 gleich ist. Hier­ durch wird ein Massenausgleich erzielt und ein schwingungsarmer bzw. vibrationsarmer Lauf der Maschine ermöglicht.

Der vorbeschriebene Kolbenträger samt Welle ist im Ge­ häuse 12 der Strömungsmaschine gemäß Fig. 1 eingesetzt. Hierbei greift die Trennwand 30 in den Rollenschlitz 82 ein, so daß die Führungsrolle samt Kolben an der Trenn­ wand 30 gleitend geführt ist und der Kolben keine Dreh­ bewegung um die Drehachse 40 ausführen kann. Da im unte­ ren Teil des Arbeitsraumes keine Trennwand vorgesehen ist, braucht die dort liegende Rolle 86 keinen Schlitz aufzuweisen, wie dies bereits vorher beschrieben wurde. Die Verstärkungsvorsprünge 58 greifen in entsprechende Vertiefungen der Seitenflächen 20, 22 ein.

Aus Fig. 2 erkennt man, daß die Trennwand 30 im Gehäuse 12 fest gelagert ist und daß ihre Mittenebene 88 durch die Drehachse 40 der Welle 38 verläuft. Auch ist die Zu­ sammenarbeit von Trennwand und Führungsrolle gut zu er­ kennen. Um ein störungsfreies Abwälzen des mit der Füh­ rungsrolle bzw. Rolle versehenen Kolbens an den ebenen Seitenflächen 20, 22 zu gewährleisten, sind in diesen Seitenflächen Ausnehmungen 90 vorgesehen, die sehr deut­ lich in Fig. 2 zu erkennen sind. Diese Ausnehmungen sind an das äußere Profil der Führungsrolle 76 bzw. Rolle 86 angepaßt und derart ausgebildet, daß ein Teil der Füh­ rungsrolle bzw. Rolle in der rechten bzw. linken Endlage des Kolbens in die zugeordnete Ausnehmung 90 eingreift und diese ausfüllt. Da in diesen Endlagen die Längsachse von Führungsrolle bzw. Rolle bezüglich der Seitenflächen 20, 22 geneigt verläuft, verjüngen sich die Ausnehmungen in Richtung zur Welle 40.

Die Trennwand 30 setzt sich im wesentlichen aus einem starr im Gehäuse gelagerten Wandteil 92 und einer in Richtung zum Kugelträger 36 in einer Nut oder Schlitz 100 bewegbaren Dichtleiste 94 zusammen, deren unteres Profil dem Profil des Kugelträgers samt Kolbennutgrund angepaßt ist und die durch den Druck des Arbeitsmediums der Kolbenmaschine gegen den Kolbenträger gedrückt wird. Die Einzelheiten dieser Anordnung sowie das Zusammen­ wirken zwischen Trennwand und Kolben wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie V-V durch den Gegenstand der Fig. 1, wobei lediglich der Bereich des Kolbens und der Trennwand dargestellt ist. Man erkennt den kreisringförmigen Kolben 50, der bis zum gestrichelt eingetragenen Kreis 96 im Kolben verläuft. In der inneren Öffnung des Kolbens ist die am Kolben befestigte Lagerbüchse 60 zu sehen, die am Kolbennut­ grund drehbar gelagert ist. Zum Zentrum des Kolbens hin ist außerdem das kreisringförmige Distanzelement 72 sowie die Welle 38 und die Paßfeder 39 zu ersehen.

Die im Kolbenschlitz gelagerte Führungsrolle 76 weist an ihrem unteren Ende einen zylindrischen Vorsprung 98 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung des Kolbens 50 ein­ greift und darin schwenkbar oder drehbar um die Schwenk­ achse 78 gelagert und geführt ist. Zur Führung der Füh­ rungsrolle 76 und zur Verhinderung einer Drehbewegung des Kolbens 50 greift in den Rollenschlitz die Trennwand 30 ein. Diese weist ein mit dem Gehäuse der Strömungs­ maschine fest verbundenes Wandteil 92 auf, das mit einem mittigen Schlitz 100 versehen ist, in welchem die plat­ tenförmige Dichtleiste 94 geführt ist. Zwischen dem obe­ ren Ende der Dichtleiste 94 und dem Grund des Schlitzes 100 ist ein freier Raum 102 vorgesehen, der durch Öff­ nungen 104 in Form von Bohrungen, deren Durchmesser un­ gefähr der Dicke der Dichtleiste gleich ist, mit dem Arbeitsraum verbunden ist. Öffnungen 104 und freier Raum 102 bilden das Leitungssystem, durch das Arbeitsmedium zuführbar ist, dessen Druck die Dichtleiste 94 an den Kolbenträger und den Kolbennutgrund anpreßt (vergl. auch Fig. 1 und 2).

Diagonal gegenüber der Führungsrolle 76 ist die Rolle 86 auf die gleiche Weise wie die Führungsrolle 76 im Kolben 50 gelagert. Diese Rolle weist keinen Schlitz auf, da die Strömungsmaschine nur eine einzige Trennwand auf­ weist. Stattdessen ist über die Rolle 86 die Kolbenring­ nut geführt, die an der Peripherie des Kolbens verläuft und den Kolbenring 51 aufweist. Dieser ist in den Berei­ chen 53 am Kolben durch Ringschlösser festgelegt. Zur Verdeutlichung der Anordnung wird auf Fig. 7 verwiesen, die einen Schnitt gemäß der Schnittlinie VII-VII durch den Bereich der Rolle 86 zeigt. In den Fig. 5 und 7 ist in die Rolle 86 noch eine radial verlaufende Aussparung 106 gestrichelt eingezeichnet, die vom zylindrischen Vorsprung 98 der Rolle 86 ausgehend in die Rolle einge­ bracht ist. Diese Aussparung besteht vorzugsweise aus mindestens einer Bohrung und hat den Zweck, die Masse der als Gegengewicht dienenden Rolle 86 auf die Masse der mit dem Rollenschlitz 82 versehenen Führungsrolle abzustimmen, falls dies erforderlich sein sollte.

Sollte sich bei einer Prüfung ergeben, daß der diametral der Führungsrolle 76 gegenüberliegende Bereich des Kol­ bens zuviel Masse aufweist und daher kein Massengleich­ gewicht besteht, so wird gemäß einer Ausführungsvariante dieser diametral gegenüberliegende Bereich nicht mit einer Rolle versehen, sondern dieser Bereich wird vom Kolben mitgebildet. Diese Ausführungsform ist in Fig. 8 gezeigt, die einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie VII-VII darstellt. Um den Ausgleich der Massen zu er­ reichen, kann dort gegebenenfalls eine zweite Aussparung 108 in der inneren Öffnung des Kolbens, z.B. in Form mindestens einer radialen Bohrung, vorgesehen sein. Fig. 9 zeigt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie IX-IX zur Verdeutlichung dieser Ausführungsvariante. Alternativ oder zusätzlich kann vorzugsweise eine dritte Aussparung 109 radial von außen unter dem Kolbenring 51 vorgesehen sein.

Der Schnitt VI-VI, der in Fig. 6 dargestellt ist, zeigt noch einmal das Profil des Kolbens mit seinen Stirnflä­ chen 66, 68 und seinem peripheren Kolbenring 51. Die Dicke des Kolbens im Bereich seiner inneren Öffnung beträgt ungefähr 25 bis 40% des Durchmessers des Kolbenträgers; der aus dem Kolbenträger ragende Bereich des Kolbens beträgt in radialer Richtung ungefähr 15 bis 35% des Kolbendurchmessers.

Fig. 10 zeigt die Trennwand 30 als Einzelheit in Front­ ansicht. Man erkennt Wandteil 92 sowie die darin im Schlitz 100 gleitend gelagerte plattenförmige Dichtlei­ ste 94, die oben an den freien Raum 102 grenzt, der durch mehrere, z.B. 4, über die Länge des freien Raumes gleichmäßig verteilte Öffnungen 104 mit dem Arbeitsraum 16 verbunden ist. Diese Verbindung erfolgt vorzugsweise zu dem Hochdruck führenden Bereich des Arbeitsraumes. Schließlich zeigt Fig. 11 einen Schnitt durch die Trenn­ wand gemäß der Schnittlinie XI-XI zur Verdeutlichung des Aufbaues. Aus vorgenannten Figuren ersieht man, daß das Profil der Dichtleiste unten auf den Umriß des Kolben­ trägers sowie der Verstärkungsvorsprünge abgestimmt ist, während die übrige Begrenzung rechteckförmig ist und im Schlitz 100 kolbenartig geführt ist. Hierzu weist der Schlitz 100 vertikal verlaufende Seitenwände auf. Wird der freie Raum 102 wie vorgesehen vom Arbeitsmedium be­ aufschlagt, so wird die Dichtleiste 94 gegen den Kolben­ träger 94 gedrückt und stützt diesen unter gleichzeiti­ gem Abdichten. Der Wandteil 92 endet vor dem Umriß des Kolbenträgers mit einem Abstand von höchstens halber Dicke des Wandteils 92. Die Dicke des Wandteiles 92 be­ trägt ungefähr 5-15% des Kolbendurchmessers, die Dicke der Dichtleiste 94 ist höchstens 50% der Dicke des Wand­ teiles 92.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Kolbenmaschine ge­ mäß Fig. 1 mit abgenommener Verschlußplatte 24 (Schnitt­ ebene III-III). Man erkennt die Trennwand 30, deren Mit­ tenebene 88 die Drehachse 40 der Welle 38 enthält. Zu beiden Seiten der Trennwand 30 und symmetrisch zur Mit­ tenebene 88 ist jeweils eine Öffnung 23, 25 im Gehäuse 12 vorgesehen, deren Umriß 27 ungefähr einem gleichschenk­ ligen Dreieck mit der Trennwand als Basis ähnlich ist, wobei die Spitze des Dreieckes durch einen Kreisbogen ersetzt ist. Durch diese Öffnungen 23, 25 strömt das Ar­ beitsmedium der Kolbenmaschine von außen zum Zuströmraum 32 bzw. vom Abströmraum 34 nach außen (vergl. Fig. 2). Auch erkennt man in Fig. 3 Teile der Strömungsmaschine, die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wur­ den.

Um das Arbeitsmedium gut zu- bzw. abführen zu können, ist jede der Öffnungen 23 und 25 mit einem spiegelbild­ lich angeordneten trichterförmigen Sammler 29 bzw. 31 versehen, der die Öffnungen überdeckt und jeweils mit einem Anschlußstutzen 110 bzw. 111 versehen ist. Dies ist sehr deutlich aus Fig. 4 zu erkennen, die eine Draufsicht (aus Richtung IV) auf die Kolbenmaschine der Fig. 1 zeigt.

Soll die Strömungsmaschine als Pumpe betrieben werden, so wird die Welle 38 mit einem geeigneten Antrieb, z.B. einem Elektromotor verbunden. Der eine Bereich des Ar­ beitsraumes, der jenseits der Trennwand 30 liegt, also der Zuströmraum 32, wird an das zu fördernde Medium an­ geschlossen. Hierzu dient der Sammler 29 und der An­ schlußstutzen 110. Auf die gleiche Weise ist der dies­ seits der Trennwand liegende Bereich des Arbeitsraumes, also der Abströmraum 34 (vergl. Fig. 2), durch den Samm­ ler 31 und den Anschlußstutzen 111, durch den das geför­ derte Medium abströmt z.B. mit einer Bedarfsstelle ver­ bunden. Die Trennwand 30 trennt demnach die Saugseite der Strömungsmaschine von der Druckseite bzw. die Nie­ derdruckseite von der Hochdruckseite.

Wird die Welle jetzt in Umlauf gebracht, so vollzieht der Kolben 50 eine Taumelbewegung, wobei die Führungs­ rolle 76 zwischen der linken Ausnehmung 90 und der rech­ ten Ausnehmung 90 hin und her bewegt wird (vergl. Fig. 2). Hierbei wird das Medium angesaugt und vom Zuström­ raum 32 zum Abströmraum 34 befördert und von dort unter erhöhtem Druck abgeführt.

Durch die geringe Masse des Kolbens, bewirkt durch seine Verjüngung, in Verbindung mit dem Ausgleich der Massen durch die Rolle 86 bzw. durch die zweite bzw. dritte Aussparung 108 bzw. 109 und die hydraulische Führung und Abstützung des Kolbenträgers 36 mit Hilfe der Dichtlei­ ste 94, deren Stützwirkung mit steigendem Förderdruck ansteigt, ist ein weitgehend schwingungsfreier vibra­ tionsarmer Lauf der Kolbenmaschine gewährleistet. Hier­ durch ist ein Betrieb mit hohen Drehzahlen mindestens bis ungefähr 7000 Umdr/min ohne weiteres möglich. Wird die Drehrichtung des Kolbens geändert, so ändert sich die Förderrichtung der Kolbenmaschine.

Um in Betriebspausen der Kolbenmaschine ein Zurück­ fließen des geförderten Mediums in den Abströmraum zu verhindern, ist im Abflußstutzen oder im Anschlußbereich des Abflußstutzens an die Verschlußplatte 24 vorteilhaft ein Rückflußverhinderer (Rückschlagventil oder Rück­ schlagklappe) angeordnet. Dies ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Soll die Kolbenmaschine als Motor eingesetzt werden, so wird das Strömungsmedium in umgekehrter Richtung durch die Kolbenmaschine geleitet und die erzeugte Energie an der Welle 38 abgenommen. Zu beachten ist jedoch, daß die Öffnungen 104 des Wandteils 92 immer in jener Wand ange­ bracht sind, die an die Hochdruckseite grenzt, um eine kräftige Abstützung des Kolbenträgers zu erzielen.

In den Fig. 15 und 16 ist eine Ausführungsvariante der Kolbenmaschine dargestellt, die auch ohne Zusammen­ hang mit der weiter oben beschriebenen Kolbenmaschine bzw. Lehre selbständige erfinderische Bedeutung hat. Zur Unterscheidung sind die Einzelteile dieser Figuren, so­ weit diese auch in entsprechender Form in den übrigen Figuren enthalten sind, durch die Bezugsziffern dieser übrigen Figuren um den Betrag 200 vergrößert gekenn­ zeichnet. Im Gegensatz zur Kolbenmaschine nach Fig. 1, deren Arbeitsraum 16 im Bereich der Trennwand 30 nach oben hin offen ist und sich bis zur Verschlußplatte 24 bzw. Öffnungen 23, 25 erstreckt, ist der Arbeitsraum 216 in der Fig. 15 auch in diesem Bereich 17 hohlkugelförmig ausgebildet. Auf der einen Seite der Trennwand 230, die in Fig. 16 angedeutet ist, sind oberhalb der Ausneh­ mungen 290, also am rechten und linken Endbereich der Trennwand 230, Anschlüsse 19, 21 für die Zufuhr des Ar­ beitsmediums, z.B. in Form von mit Stutzen versehenen Öffnungen, vorgesehen, die dort in den Arbeitsraum 216 führen. Vorzugsweise symmetrisch gegenüberliegend (Symmetrieebene ist die Mittenebene 288 der Trennwand) sind auf der anderen Seite der Trennwand 230 Anschlüsse 33, 35 die Abfuhr des Arbeitsmediums auf die gleiche Art angeordnet, wie dies sehr deutlich aus Fig. 16 zu er­ kennen ist.

In vorliegender Ausführungsform der Kolbenmaschine wird im Pumpbetrieb das dem Anschluß 19 zugeführte Medium zum Anschluß 33 gefördert, entsprechend verläuft die Förde­ rung vom Anschluß 21 zum Anschluß 35. Der Vorteil hier­ bei ist, daß die beiden Förderströme voneinander ge­ trennt sind, eine Mischung der Förderströme findet nicht statt. Es können daher verschiedene Medien ohne die Ge­ fahr einer Mischung gleichzeitig gefördert werden, wobei wegen des symmetrischen Aufbaus die Förderleistungen immer gleich sind.

Vorzugsweise wird man die Kolbenmaschine dann einsetzen, wenn zwei gleichgroße Ströme erzeugt und gefördert wer­ den sollen. Entsprechendes gilt beim Einsatz der Kolben­ maschine als Motor. Besteht die Forderung, zwei Medien im Verhältnis 1 : 1 zu mischen und gegebenenfalls zu för­ dern, kann die vorbeschriebene Kolbenmaschine ebenfalls mit Vorteil eingesetzt werden. Die beiden Medien werden hierzu durch die Anschlüsse 19, 21 getrennt angesaugt und durch Zusammenführen der Anschlüsse 33, 35 oder der daran angeschlossenen Rohrleitungen miteinander gemischt und dann als Mischung weitergeleitet. In diesem Fall würde die Kolbenmaschine als Mischpumpe arbeiten.

Da der obere Bereich des Arbeitsraumes 216 hohlkugel­ förmige Begrenzung aufweist, können die Öffnungen 304 der Trennwand nicht mehr in einer horizontalen Ebene angeordnet sein, sie müssen vielmehr auf einer Kreisbahn im Bereich der Führungsrollengleitbahn liegend in den Arbeitsraum 216 münden, wie dies sehr deutlich aus Fig. 15 zu erkennen ist. Besoners gut ist dies aus Fig. 17 zu ersehen, welche die Trennwand 230 als Einzelheit und in Frontansicht zeigt. Man erkennt die in der Trennwand ge­ lagerte Dichtleiste 294 und den über ihr gebildeten freien Raum 302, der die Öffnungen 304 aufweist, wobei die vierte Öffnung, die im aufgebrochen dargestellten Bereich liegt, angedeutet ist. Die obere Begrenzung der Dichtleiste 294 ist hier ebenfalls kreisbogenförmig, so daß der Anschluß der ebenfalls kreisbogenförmig angeord­ neten Öffnungen 304 an den freien Raum 302 möglich ist. Hierzu wird ausdrücklich auf Fig. 17 verwiesen, die alles wensentliche offenbart. Besonders hervorzuheben ist, daß - auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 - bei jeder Kolbenstellung mindestens eine der vier Öff­ nungen 104; 304 frei ist. Auf die Anzahl der Öffnungen kommt es weniger an, wichtig ist eine ausreichende Druckbeaufschlagung des freien Raumes 102; 302 durch das Arbeitsmedium.

Im übrigen ist die Kolbenmaschine gemäß den Fig. 15 und 16 vorzugsweise nach den weiter oben gegebenen Leh­ ren ausgebildet, gleichwohl ist die aus den Fig. 15 und 16 erkennbare und beschriebene Lehre ganz allgemein auf Kolbenmaschinen dieser Art anwendbar.

Zusammenfassend kann vorliegende Erfindung und ihr wesentlicher Vorteil folgendermaßen definiert werden. Bei einer Kolbenmaschine für strömende Medien mit einem kreisringförmigen Kolben, der eine Führungsrolle auf­ weist und der in einem kugelförmigen Arbeitsraum durch Antrieb eine Taumelbewegung ausführt, verjüngt sich der Kolben, ausgehend vom Kolbenträger bezüglich seiner Dicke in radialer Richtung. Außerdem ist der Bereich des Kolbens, der der Führungsrolle diametral gegenüberliegt, durch Wegnahme oder Hinzufügung von Masse ins Massen­ gleichgewicht gebracht.

Durch diese Maßnahmen ist beim Betrieb der Kolbenma­ schine als Pumpe oder als Motor ein weitgehend vibra­ tions- und schwingungsfreier Betrieb möglich, der ein Arbeiten auch mit hohen Drehzahlen gestattet.

Claims (13)

1. Kolbenmaschine für strömende Medien, mit einem hohlkugelförmigen Arbeitsraum (16) und einem dem Durch­ messer des Arbeitsraumes angepaßten kreisringförmigen Kolben (50), dessen Stirnflächen (66, 68) mit gegenüber­ liegenden und den Arbeitsraum (16) seitlich begrenzenden Seitenflächen (20, 22) in Berührung sind und der von einem kugelförmigen Kolbenträger (36) getragen ist, der durch eine gelagerte Welle (38) mit dem Außenraum ver­ bunden ist und eine Taumelbewegung des Kolbens bewirkt, wobei der Kolben (50) mindestens einen sich von der Peripherie bis ungefähr zum Kolbenträger (36) er­ streckenden radialen Kolbenschlitz (74) aufweist, in dem eine um die radiale Kolbenschlitzachse bewegbare kreis­ zylinderförmige Führungsrolle (76) gelagert ist, die einen in radialer Richtung verlaufenden Rollenschlitz (82) aufweist, der zur Führung in eine den Arbeitsraum (16) in mindestens eine Hochdruckseite und Niederdruck­ seite teilende und bis zum Kolbenträger (36) reichende Trennwand (30) gleitend eingreift, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (50) im Radialschnitt gesehen, sich vom Kolbenträger (36 zur Peripherie hin derart verjüngt, daß die Stirnflächen (66, 68) des Kolbens dort mit den eben ausgebildeten und senkrecht zur Drehachse (40) der Welle verlaufenden Seitenflächen (20, 22) des Arbeits­ raumes (16) in Berührung bleiben, und daß der Kolben (50) in einem Bereich, der dem Kolbenschlitz (74) und der Führungsrolle (76) diametral gegenüberliegt, durch Hinzufügung bzw. Wegnahme von Masse ins Massengleich­ gewicht mit dem Kolbenschlitz (74) samt Führungsrolle (76) gebracht ist.

2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolbenträger (36) mit mindestens einer Dichtleiste (94) in Berührung steht, die in einem die Führungsrolle (76) führenden Wandteil (92) der Trennwand (30) gleitend gelagert ist, und die durch das Arbeits­ medium, welches vom Arbeitsraum, vorzugsweise von der Hochdruckseite, durch ein Leitungssystem (102,104) zu­ führbar ist, gegen den Kolbenträger (36) drückbar ist.

3. Kolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dem Kolbenträger (36) benachbarte End­ bereich des Wandteils (92) mit einem Abstand von höch­ stens halber Trennwanddicke, vorzugsweise höchstens ein Viertel der Trennwanddicke, dem Profil des Kolbenträgers (36) folgt.

4. Kolbenmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (94) plattenförmig ausgebildet ist und in einem ungefähr in der Mittenebene (88) des Wandteils (92) verlaufendem Schlitz (84) ange­ ordnet und gleitend geführt ist.

5. Kolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leitungssystem mindestens eine, vor­ zugsweise eine Reihe von Verbindungsöffnungen (104) um­ faßt, die quer zur Mittenebene (88) im Wandteil (92) verlaufen und den Grund des Schlitzes (84) mit dem Ar­ beitsraum (16) verbinden.

6. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Einstellung des Massengleichgewichts durch Wegnahme von Masse, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (50) mit mindestens einer der gewünschten Massenminderung entsprechenden zweiten Aussparung (108) versehen ist, die im Kolben (50) diametral der Führungsrolle 76 gegen­ über verlaufend angeordnet ist.

7. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Einstellung des Massengleichgewichts durch Hinzu­ fügung von Masse, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolben (50) ein dem Kolbenschlitz (54) entsprechender und diesem diametral gegenüberliegender radialer Schlitz (84) angeordnet ist, in dem eine der Führungsrolle (76) entsprechende Rolle (86) ohne Rollenschlitz angeordnet ist, wobei Rolle und Führungsrolle bis auf den Führungs­ schlitz und gegebenenfalls die Kolbenringnut identisch ausgebildet sind.

8. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrolle (76) einen Durchmesser aufweist, der gleich ist der Kolbendicke im Bereich des Kolbenträgers (36).

9. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Seitenflächen (20, 22) des Arbeitsraumes an das Profil der Führungs­ rolle (76) bzw. Rolle (86) angepaßte Ausnehmungen (90) aufweisen für die Aufnahme des über die Stirnflächen (66, 68) ragenden Bereichs von Führungsrolle bzw. Rolle bei der Abwälzbewegung der Stirnflächen (66, 68) auf den Seitenflächen (20, 22).

10. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (50) ein­ stückig und der Kolbenträger (36) aus zwei Hälften ge­ bildet ist, wobei die Teilungsebene des Kolbenträgers gleich ist mit jener Richtung, in welcher der Kolben (50) auf dem Kolbenträger (36) in einer Kolbennut (46) gelagert ist.

11. Kolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Teilungsebene senkrecht durch den zylindrischen Kolbennutgrund (42) verläuft, und daß zur Einstellung des axialen Spiels zwischen Kolbennut (46) und Kolben (50) die beiden Hälften (52, 54) des Kolbens unter Zwischenschaltung wenigstens eines Distanzelements (32), das in seiner Dicke leicht veränderbar ist, mit­ einander verbunden sind.

12. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenträger (36) in den Austrittsbereichen der Welle (38) jeweils einen mit der Welle konzentrischen, zylindrischen Verstärkungsvor­ sprung (58) aufweist.

13. Kolbenmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (216) im Bereich der Trennwand (230) hohlkugelförmig ausgebildet ist, und daß im Bereich der in den Seitenflächen (210, 221) angeordneten oberen Ausnehmungen (290) zu beiden Seiten der Trennwand (230) je ein Anschluß (219, 221) für die Zufuhr und Abfuhr (223,225) des Arbeitsmediums vorgesehen und mit dem Arbeitsraum (216) verbunden ist.