DE3635156A1 - Aggregat, zum beispiel pumpe, zum betrieb mit hohen fluid drucken bis zu mehreren tausend bar - Google Patents

Description

Aus der EP-OS 01 02 441 des Anmelders und Erfinders ist bekannt, dass man konische Ring Elemente zum Bilden von Pumpkammern verwenden kann. Diese Literaturstelle lehrt, dass die Elemente nur fuer den subkritischen Bereich geeignet sind, fuer den superkritischen Bereich aber Klampenringe angeordnet werden muessen, die die Aussenkanten benachbarter Elementenpaare mit einander fest verbinden, weil die Elemente sonst im superkritischem Bereich voneinander abheben und Fluid aus der Kammer innerhalb der Elemente entweicht. Inzwischen wurde durch die Hauptanmeldung erkannt, dass die Elemente nur fuer Drucke bis etwa 1500 Bar rationell sind, weil sie bei noch hoeheren Drucken zu dick werden und zu kurze Huebe geben wuerden. Die Hauptanmeldung hat dann einen Weg gezeigt, einen doppelten Druck dadurch zu erhalten, dass man einen ersten Druck radial aussen um die Elemente legt, der etwa halb so hoch, wie der Druck innerhalb der Elemente ist.

Beide Anordnungen nach den genannten Literaturstellen haben den Nachteil, dass sie hohen Bauaufwand erfordern und trotzdem im Druck auf einige tausend Bar beschraenkt bleiben. Noch schwerwiegender ist der Nachteil der Ausfuehrungen nach den genannten Patentanmeldungen, dass die Klampenringe schwer sind, weil sie haltbar sein muessen bei grossen Kraeften und daher der Achsialbewegung einen Widerstand bei der periodischen Achsialbeschleunigung entgegensetzen, der einen Wirkungsgrad Verlust bringt. Die Ausfuehrungen der genannten Literaturstellen sind daher schwer, voluminoes, kompliziert und zeitraubend aufwendig in der Fabrikation und noch mit Maengeln behaftet, die ihren Wirkungsgrad und ihre Betriebssicherheit bzw. ihre Lebensdauer beschraenken. Die Technik der Hochdruck Aggregate bedarf daher noch einer Vervollkommnung und Vereinfachung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hochdruck Aggregate in einfacher und billiger Bauweise mit hohem Wirkungsgrad und hoher betrieblicher Zuverlaessigkeit und Lebensdauer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird in der Technik des Gattungsbegriffs des Patentanspruchs 1 nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 geloest.

Weitere vorteilhafte Vervollkommnungen und Vereinfachungen erhaelt man nach den Anspruechen 2 bis 39.

In der Juni 1985 Ausgabe der US Zeitschrift "Popular Science" ist der heutige Stand der Technik des "water jet cutting", also des Schneidens von Materialien mit duennen Hochdruck Wasserstrahlen beschrieben. Danach wird heute noch der sogenannte "booster" verwendet, um den hohen Wasserdruck von circa 4000 Bar zu erzeugen. Mittels Elektromotoren werden eine Anzahl Hydropumpen getrieben, die Hochdruck Oel von einigen hundert Bar in einen doppelrichtungswirkenden Zylinder grossen Durchmessers leiten, worin dann ein Kolben grossen Durchmessers unter dem Oeldruck reziprokiert wird. An den Kolben schliessen sich Kolbenstangen kleinen Durchmessers an, die dann in Zylindern kleinen Durchmessers das Wasser auf den hohen Druck bringen und foerdern. Die Abdichtung der Achsialbewegung der Kolbenstangen bei Wasser unter dem hohen Druck ist sehr schwierig und teuer. Zwar sind in den letzten Jahren Loesungen gefunden worden, doch koennen die Kolbenstangen nur langsam laufen, weil die Abdichtungen keine hohen Geschwindigkeiten zulassen. Daher bauen diese Anlagen noch sehr gross und sie sind sehr schwer und teuer. Folglich bleibt die Anwendung des Wasserstrahlschneidens auf die Industrie begrenzt, die sich so teure und schwere Anlagen leisten kann. Der Handwerker kann die Anlagen nicht verwenden, weil sie fuer ihn viel zu teuer sind. Die eingangs erwaehnte Europa Offenlegungsschrift des Anmelders und Erfinders schafft daher einfache Pumpen fuer hohe Drucke mittels der Verwendung von konischen Ringelementen ohne Abdichtung der Wasserstufe unter Bewegung und Reibung. Die Abdichtung ist rein stationaer. Dieser Vorteil ist aber mit dem Bauaufwand der Benutzung von Klampenringen verbunden, die die Elemente fuer den superkritischen Bereich verwendbar machen. Die starken Klampenringe setzen der Achsialbewegung einen Beschleunigungswiederstand entgegen und verringern damit den Wirkungsgrad. Ausserdem sind sie teuer. Trotz aller Bemuehungen und des Bedarfs von Wasserschneidanlagen fuer Handwerker, Fischer, Baecker, Fleischer, Tischler undsoweiter ist es also nicht gelungen, ausreichend leichte, raumsparende und billige Wasserpumpen fuer Wasserstrahlschneiden mit etwa 4000 Bar zu schaffen. Der seit langem bestehende Bedarf, die lange ersehnte Hoffnung auf eine entsprechende Technik, konnte also bisher nicht erfuellt werden. Daher ist die Aufgabe der Erfindung die beschriebene, denn eine einfache, billige und betriebssichere Pumpe dieses Bedarfs gibt es bisher nicht.

Durch die jetzige Erfindung wird eine solche Pumpe aber geschaffen. Das wird verstaendlich anhand der in den Ausfuehrungsbeispielen beschriebenen Techniken und Anordnungen.

Fig. 1 ist ein Laengsschnitt durch die bekannte Technik.

Fig. 2 bis 5 sind Laengsschnite durch Teile von Ausfuehrungsbeispielen nach der Erfindung.

Fig. 6 und 18 bis 19 bringen geometrisch-mathematische Grundlagen Definitionen fuer die Erfindung.

Fig. 7 bis 11 zeigen Laengsschnitte durch erfindungsgemaesse Teile oder Ausfuehrungsbeispiele.

Fig. 12 bis 15 zeigen Laengsschnitte durch alternative Ausfuehrungsbeispiele oder Formen der Erfindung, die

Fig. 16 und 17 zeigen entsprechende Querschnitte durch Laengsschnitte der in den Figuren dargestellten Ausfuehrungsbeispiele und die

Fig. 20 bis 27 zeigen wieder Laengsschnitte durch Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung.

In Fig. 1 traegt der Hubkolben 103 die Tellerfeder 101, die ein konisches Ring Element im Sinne dieser Patentanmeldung ist. Die Feder 101 liegt oben am Kopfdeckel 1 dichtend an. Der Deckel hat das Einlass Ventil 38 und das Auslassventil 39. Derartige Ventile haben auch die Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung mit der gleichen Nummer 38 bzw. 39. Auch der Kopfdeckel ist in den Beispielen der Erfindung sowohl enthalten, wie auch der Koerper oder das Gehaeuse 91. Diese in allen Beispielen wiederkehrenden Teile werden daher im Folgenden bei der Beschreibung der anderen Figuren nicht mehr erwaehnt. Wird dem Zylinder 102 Druckfluid zugeleitet, dann drueckt der Hubkolben 103 nach oben und drueckt das Element 101 zusammen, sodass aus der Kammer 37 innerhalb des Elements 101 Druckfluid aus dem Auslassventil 39 gefoerdert wird. Diese Sache funktioniert gut im subkritischem Bereich. Sobald aber der Druck in der Kammer 37 so hoch wird, dass die Spannkraft der Feder 101 ihm nicht mehr unnachgiebig stand halten kann, drueckt der hohe Druck das Element 101 in Richtung der Pfeile in Fig. 1 vom Kopfdeckel 1 weg. Das Fluid entweicht aus der Kammer 37 durch den dann entstehenden Spalt zwischen Deckel 1 und Element 101, statt durch das Auslassventil 39 zu foerdern. Das Aggregat foerdert also nicht mehr. Was geschah, ist dass vom subkritischem Bereich zum superkritischem Bereich uebergegangen wurde. Im superkritischem Bereich muss daher die Aussenkante des Elements 101 am Deckel 1 befestigt werden. Wenn zwei Elemente 101 aneinander liegen, muessen Klampenringe der eingangs erwaehnten Europa Offenlegungsschrift verwendet werden, um die Elemente zusammen zu schrauben. Nachdem es eine der Aufgaben der Erfindung ist, die Klampenringe zu sparen, erhaelt man nach der Erfindung die Grundloesung der Erfindung nach Fig. 2.

In Fig. 2 hat das Element 501 der Erfindung die Ringnase 502 mit radial davon den Dichtringsitzen 503 und 504, sowie den verschlossenen Boden 505. Die Merkmale 502 bis 505 sind also entscheidende Erfindungsmerkmale der erfindungsgemaessen konischen Ring-Elements 501. Das Element 501 ist, wie in Fig. 1 der bekannten Technik, an den Kopfdeckel 1 angelegt. Das Gehaeuse 191 bildet eine verschloessene erste Kammer 35 um das Element 501. Zu der ersten Kammer 35 fuehrt die Fluidleitung 506. Zwischen dem Element 501 und dem Deckel 1 ist die zweite Kammer 37 ausgebildet, solange das Element 501 mit der Nase 502 an der Planflaeche des Deckels 1 anliegt. Von Bedeutung ist nach der Erfindung, dass die Nase 502 den Innendurchmesser "d"=519 und den Aussendurchmesser "D"=518 hat. Die Nase hat daher die Querschnittsflaeche oder den Querschnitt 520. Dieser Querschnitt ist radial nach innen und nach aussen durch die plastischen Dichtringe in den Dichtringsitzen 503 und 504 abgedichtet. Die Kammer 37 ist drucklos mit Fluid gefuellt. Leitet man jetzt Fluid unter Druck durch Leitung 506 in die erste Kammer 35, dann wird das Element 501 achsial zusammen gedrueckt, wodurch das Volumen der zweiten Kammer 37 abnimmt und die Kammer 37 jetzt Fluid aus der Kammer 37 ueber das Auslassventil 39 nach aussen foerdert. Soweit geschieht das, wie im subkritischem Bereich der bekannten Technik nach Fig. 1. Die erfindungsgemaess auftretende Ueberraschung ist, dass beim Uebergang zum Drucke des superkritischen Bereichs, das Element der Fig. 1 der bekannten Technik abhob und die zweite Kammer oeffnete, das erfindungsgemaesse Element 501 der Fig. 2 bei diesem Drucke des superkritischen Bereiches aber nicht abhebt und nicht oeffnet, also die zweite Kammer 37 verschlossen haelt, weil es an der Lageflaeche des Deckels 1 dichtend liegen bleibt, auch im superkritischem Druckbereich.

Die Erfindung bringt also das ueberraschende Ergebnis, dass das Element 501 der Erfindung auch im superkritischem Druckbereich nicht mehr am Kopfdeckel 1 festgeschraubt werden braucht. Das ist aber gerade das Ergebnis, nach dem man sich immer sehnte, es aber nicht erfuellen konnte, weil man die Loesungsmoeglichkeit nicht kannte. Es ist daher zweckdienlich, nunmehr noch genau zu untersuchen, wodurch dieser ueberraschende Effekt der Erfindung erzielt wurde. Das geschieht anhand der naechsten Figuren.

Fig. 3 zeigt das bevorzugte Element 501 der Erfindung im Laengsschnitt. Das Element hat das konische Ringteil 501 mit dem radial innerem und aeusserem Endstueck. Nach achsial vorne ist das Element konisch hohl, nach achsial hinten hat es radial der Mitte zu die konische Aufbauchung. Oben ist also in Fig. 3 vorne, unten ist hinten. Das radial aeussere Stueck wird in Zukunft das Aussenstueck genannt und das radial innere das Innenstueck. Am Aussenstueck ist nach vorne die Nase 502 ausgebildet und am Innenstueck nach hinten die Nase 508. Diese Nasen bilden von dem Element achsial erstreckte Zylinder. Sie sind willkuerlich "Nasen" genannt, weil sie ja irgendwie benannt werden muessen. An die Wurzeln der Nasen schliessen sich radial plane Flaechenstuecken an, die auch etwas konisch oder gewoelbt sein koennen und die die Dichtringsitze 503, 504, 507 und 508 bilden.

In Fig. 4 sind mehrere solcher Elemente mit ihren Nasen aufeinander achsial hintereinander gelegt, um um eine gemeinsame Achse eine Elementensaeule zu bilden. Die Saeule hat das Bezugszeichen 526. Zwei einander vorne zugekehrte Elemente bilden ein Elementenpaar. Das letzte Element der Saeule traegt einen Verschluss 514, der ebenfalls eine Nase hat. Die Nasen 502 liegen mit der gemeinsamen Dichtung 509 aufeinander, waehrend die inneren Nasen 508 mit der gemeinsamen Dichtung 511 aneinander liegen. Die bereits genannten Dichtsitze sind achsial in der Saeule zwischen benachbarten Elementen 501 so bemessen, dass sie zwischen zwei benachbarten Elementen gemeinsame Dichtsitze 510, 513 oder 512 und 612 bilden.

In Fig. 5 ist die linke Haelfte der Fig. 4 in Vergroesserung gezeigt, wobei ein Elementenpaar an dem Kopfdeckel 1 mit seinen Ventilen anliegt. In die Dichtsitze sind die Dichtringe 516, 517 und 524, 525 eingelegt. Die erstgenannten sind die kurzen Dichtringe fuer die Dichtung am Deckel, waehrend die letztgenannten Dichtringe 524, 525 die achsial laengeren fuer die gemeinsamen Dichtsitze zwischen zwei jeweils benachbarten Elementen 501 sind. Diese Ausbildungen dienen der Erreichung des erfindungsgemaessen Effekts der Aufrechterhaltung der Dichtung der betreffenden Kammern im superkritischem Bereich ohne Bedarf an Halterungen oder Klampenringen. Warum dieser Effekt durch die Erfindung erzielt wird, ist anhand der Fig. 6 erklaert.

In Fig. 6 beruehrt das Element oben die innere oder zweite Pumpkammer 37 und unten die aeussere oder erste Pumpkammer 35. Der Druck in der Innenkammer ist "Pi" genannt, der in der Aussenkammer ist "Po" genannt. Die innere Nase hat den Innendurchmesser 521 und den Aussendurchmesser 522 mit der dazwischen liegenden Querschnittsflaeche 523. Die aeussere Nase hat den Innendurchmesser 519, der auch die Momentenachse 515 bildet, den Aussendurchmesser 518 und den dazwischen liegenden Querschnitt 520. Da die plastischen Dichtringe verformbar sind und folglich wie Fluid wirken (Siehe hierzu die Parallelpatentanmeldung P-34 46 107.8) sind die Druckbereiche "Pi" und "Po" radial scharf begrenzt. "Po" geht von 522 bis 518 und "Pi" geht von 521 bis 515, 519. Die Durchmesser erhalten die Benennungen a,A,b und B nach der Figur. Der Querschnitt der "Po" Druckzone ist dann:

Qo=(B ²-A ²) ^π /4
und der der "Pi" Druckzone ist: Qi=(b ²-a ²) ^π /4.

Da die Durchmesser der "Pi" Zone kleiner, als die der "Po" Zone sind, erhaelt man die Gleichung (1) der Figur, naemlich:

Zwischen "B" und "b" befindet sich die Differenzzone "F Δ B" und sie ist nach Gleichung 2 berechenbar, waehrend man fuer die entsprechende innere Differenzzone "F Δ A" die Gleichung (3) erhaelt.

Aus der Gleichung (1) erkennt man bereits, dass infolge des Abstandes der Durchmesser der betreffenden Nasen die aeussere Druckzone das Element zu allen Zeiten gegen den Deckel drueckt, oder von aussen her immer zwei benachbarte Elemente gegeneinander drueckt, auch dann, wenn die Drucke in der inneren und in der aeusseren Kammer gleich sind, weil der Querschnitt, an dem der Druck angreift, in der Aussenkammer groesser ist, als in der Innenkammer.

Man erkennt also, dass in Fig. 5 der gleiche Druck in der Aussenkammer zu allen Zeiten das obere Element gegen die Deckel 1 drueckt und ausserdem die beiden unteren Elemente in der Aussenauflage (509 der Fig. 4) zusammen drueckt.

Dadurch koennte aber der Eindruck entstehen, dass der gleiche Druck in der Aussenkammer dann die innere Auflage (511 der Fig. 4) auseinander druecken wuerde, also die beiden unteren Elemente der Fig. 5 voneinander abheben und die innere Kammer oeffnen wuerde.

Die Untersuchung zeigt, dass das nicht eintreten kann, denn betrachtet man bei gleichem Druck in der Aussen und der Innen-Kammer die Momente um die Momenten Achse 515, dann erhaelt man das Moment der Innenkammer nach Gleichung (6) als: "M Pi (515) groesser, als das Moment der Aussenkammer "M Po (515). Das ist daraus erklaerlich, dass das Element ja radial ausserhalb von 515 fest aufliegt, also nicht entweichen kann. Folglich kann nur die Kraft "Po×(b-A) pi/4 die innere Dichtung abzuheben versuchen, waehrend die Kraft: (b-a) pi/4 die innere Dichtung zwischen den benachbarten Elementen zusammen drueckt. Da die Differenz (b-A) kleiner ist, als die Differenz (b-a) ist die die innere Dichtung zusammen drueckende Kraft bei gleichen Drucken in der Innenkammer und in der Aussenkammer groesser, als die sie auseinander zu druecken versuchende Kraft aus der Aussenkammer. Folglich bleibt bei der erfindungsgemaessen Ausbildung des Elementes 501 die Innenkammer und auch die Aussenkammer immer geschlossen, weil die inneren und die aeusseren Auflagen der Elemente immer anliegend bleiben und nie oeffnen, wenn die Drucke in der Innen und in der Aussen Kammer gleich sind.

Die Kraft, mit der die Elemente in ihren Auflagen 509 und 511 aneinander gepresst bleiben, ist bei gleichen Drucken in den Kammern abhaengig von der Groesse der Differenzquerschnitte "F Δ B" und "F Δ A". Je groesser die Abstaende B und b oder A und a voneinander sind, je groesser ist die Zusammenhaltekraft. Diesen Abstaenden ist aber eine bauliche Grenze gesetzt, weil radial zu weite Abstaende beim Durchbiegen der Elemente, also bei deren achsialer Kompression, zu konischen Spaltoeffnungen fuehren, in die Teile der Dichtringe eintreten wuerden. Das periodische Oeffnen und Schliessen dieser konischen Spalte wuerde nach und nach mit der Zeit die Dichtringe abschaben und unbrauchbar machen.

Eine genaue Differentialgleichung der Momente um die Momentenachse 515 ist zur Zeit noch nicht aufgestellt. Sie waere analog der Momentenberechnung nach der eingangs erwaehnten EP OS erstellbar, doch ist sie zur Zeit nicht unbedingt erforderlich, weil die obigen Erklaerungen bereits beweisen, dass sowohl die aeusseren, als auch die inneren Auflagen 509 und 511 der Fig. 4 nach der Erfindung bei gleichen Drucken in den benachbarten Kammern immer selbstandrueckend wirken und verschlossen bleiben, sodass durch diese gegenwaertige Erfindung die Klampenringe ueberfluessig geworden sind.

Fig. 7 zeigt noch einen Laengsschnitt durch das erfindungsgemaesse "V-Element", bei dem zwei benachbarte Elemente einteilig aus einem Stueck Material hergestellt sind, sodass die Innenauflage 511 fortfaellt. Der innere Ruecken 529 traegt radial nach aussen konisch und symmetrisch zueinander die beiden Elementteile, die an ihren aeusseren Teilen wieder die Nasen 502 mit den Dichtringsitzen 503, 504 bilden. Das "V-Element" hat das Bezugszeichen 527 und zwischen den Schenkeln des Elements befindet sich die aeussere Ringkammer 528. Man kann sie mit einem Totraum reduzierendem Ausfuellklotz versehen, indem man einen in sie herein passenden, den Ringraum 528 im komprimierten Zustande des Elements 527 fuellenden Fuellring 530 herstellt und diesen in radialer Richtung aufsaegt (teilt), sodass man die beiden Halbringe radial von aussen her in die Ringnut 528 einlegen kann. Das V-Element der Erfindung ist besonders einfach, betriebssicher, spart die innere Auflage und die inneren Dichtringsitze mit den Dichtringen und mehrere dieser Elemente koennen zu einem V-Elementensatz achsial gleichachsig hintereinander zu einem V-Elementensatz zusammen gelegt werden, indem man die Nasen 502 aneinander legt und die Dichtringe 524 und 525 einsetzt. Schliesslich kann ein inner Fuellklotz 548 in das V-Element eingelegt werden. Die Grundlagen der Erfindung sind damit im wesentlichem beschrieben. Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Alternativ Loesung. Fig. 9 zeigt ein Beispiel fuer die radiale Teilung eines Ringes. Es kann nun betrachtet werden, wie man die Elemente der Erfindung in einer Pumpe oder in einem Motor verwenden kann.

Fig. 10 zeigt daher einen Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung unter Verwendung der Elemente 501 der Erfindung, wobei der Elementensatz auch durch einen V-Elementensatz ersetzt werden kann, die Elementenanordnung der Fig. 8, 9 eingesetzt werden kann oder ein entsprechender Elementen oder Membranensatz der Parallel Anmeldung P-35 34 811.9 eingesetzt werden kann, weil er entsprechend bemessen ist. Das Gehaeuse (die Platte, der Ring) 91 traegt durch Schrauben 539 mit ihm verbunden, den Kopfdeckel 1 mit seinen Ventilen und unten das Antriebsgehaeuse 536. Im Gehaeuse 91 befindet sich die Bohrung 534, die die Aussenkammer oder erste Pumpkammer 35 bildet. Unten in der Bohrung 35 befindet sich der Hubkolben 549, der den Elementensatz traegt und schwach vorkomprimiert. Der Hubkolben ist in der Bohrung achsial beweglich. In einem Erstzylinder 538 ist der Geberkolben 535 achsial beweglich und dichtend angeordnet. Er ist mit einer Antriebsvorrichtung 540 bis 544 versehen, durch die er auf und ab reziprokiert wird. Durch die Fuellnut (Kontrollbohrung) 544 wird die erste, die aeussere Pumpkammer 35 in ihrem Zustande ihres groesstem Volumens (aeussere Totpunktlage oder nahe dazu) mit Fluid voll gefuellt. Eine Entlueftungsbohrung mit Anschluss 550, 551, kann benutzt werden, um Luft aus der aeusseren Kammer heraus zu lassen. Im aeusseren Totpunkt haben die Elemente sich infolge ihrer inneren Spannung entspannt, der zweiten, der inneren Pumpkammer 37 ihr groesstes Volumen gegeben und dabei Fluid durch das Einlassventil 38 herein gelassen und die innere Kammer 37 voll mit Fluid gefuellt, wobei das zweite Fluid in der inneren Kammer 37 ein nicht schmierendes Fluid sein kann. Beginnt jetzt der Geberkolben 535 seinen Druckhub, dann drueckt er den Hubkolben 549 gegen den Elementensatz und komprimiert die Elementensaeule. Die Geschwindigkeit des Hubkolbens und des letzten, des unteren Elementes, sind aber nicht gleich, denn es wird bei der Komprimierung der Elemente Fluid aus den Raumen radial ausserhalb der Elemente nach unten gedrueckt und bildet zwischen dem Hubkolben und dem unteren, dem nach unten verschlossenem, letztem Element, dem End Element, ein Fluidpolster das bei steigendem Hube in seiner Dicke zunimmt. Bei diesem Druckhub bis zu seinem Ende wird das zweite Fluid aus der zweiten, der inneren Kammer, 37, ueber das Auslassventil 39 heraus gedrueckt und von der Pumpe geliefert.

In der Praxis hat das Gehaeuse meistens nicht nur eine Bohrung 534, sondern mehrere, zum Beispiel 5, 7 oder 9 achsparallele Bohrungen 534, die in gleichen Winkeln um die Achse 545 des Gehaeuses 91angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass man in dem Antriebsgehaeuse 536 eine Schraegscheibe 542 rotieren lassen kann, die dann bei einem ihrer Umlaufe nacheinander die der Bohrungszahl entsprechende Anzahl der Geberkolben 535 zum Druckhub und Rueckhub antreibt bzw. steuert. Die Geberkolben 535 haben sehr kleine Durchmesser und Querschnitte, wobei die Querschnitte bei 4000 Bar Anlagen 10 etwa zehnmal kleiner, als die der Aussendurchmesser der Elemente sind, wenn man mit etwa 400 Bar Oeldruck der Geberkolben fahren will. Die Fuehrung der Geberkolben 535 ist lang, um die gute Abdichtung bei 4000 Bar zu sichern. Das Fluid in der ersten, der aeusseren Kammer, ist bevorzugterweise Oel, um gute Schmier und Lauf Eigenschaften zu haben. In der Praxis hat meistens jeder Geberkolben einen radial stark erweiterten Kolbenfuss 540, der schwenkbar in seinem Schwenkbette einen Kolbenschuh 541 traegt, der auf der Hubflaeche der Schraegscheibe 542 gleitet. Da fuer 4000 Bar keine Laufflaechen, die gut gedichtet sind und wenig Verluste haben, bekannt sind, werden die Kolbenfuesse und Kolbenschuhe des grossen Durchmessers verwendet, um mit Drucken von unter 1000 Bar in der Antriebsvorrichtung im Antriebsgehaeuse 536 arbeiten zu koennen. Die Ausfuehrung der Antriebsanordnung ist aber nur beispielhaft und heute bevorzugt. Man koennte auch eine Radialkolben Bauweise oder einen Kurbelwellen Antrieb oder dergleichen verwenden. Die Schraegscheibe fuer den Geberkolbenhub mag an einem Antriebsschaft 553 ausgebildet und in Lagern 554, 555 umlauffaehig gelagert sein. Schmiernuten oder hydrostatische Druckfluidtaschen moegen im Kolbenfuss und dem Kolbenschuh angeordnet sein. Wenn oberhalb des Kolbenfusses eine Fuehrungskammer fuer ihn ausgebildet ist, wird man durch einen Kanal 543 verhindern, dass sich zu hoher Druck in diesem Raume aufbaut. Von besonderer Wichtigkeit ist, dass die Fuell Kontroll Bohrung 544 den Geberzylinder 538 so trifft und in ihn muendet, dass der Geberkolben 535 ihre Muendung nur nahe seinem aeusseren Totpunkte frei gibt, damit fuer den Kontroll-Fuellvorgang kein zu hoher Prozentsatz des Geberkolbenhubes verbraucht wird. Ohne Fuellbohrung (Kanal) 544 kann das Aggregat nicht dauerhaft zuverlaessig sein, weil Oelmangel in Kammer 35 entstehen koennte.

Das beispielhafte Aggregat der Fig. 10 ist im Wesentlichen masstaeblich gezeichnet und foerdert pro Elementensaeule etwa 2 Cubiccentimeter pro Hub, bei 5 Elementensaetzen in 5 Bohrungen 534 also pro Umdrehung der Welle 553 etwa 10 CC pro Umdrehung. Bei 500 Upm also etwa 5 Liter Wasser aus den zweiten Kammern 37 oder 537 mit zum Beispiel 4000 Bar. Der Durchmesser des Aggregates ist dabei etwa 300 Millimeter, die achsiale Baulaenge etwa 450 mm. Man beachte, dass eine grosse Anzahl dicker Schrauben (z. B. 15 Stueck M 30) als Schrauben 539 erforderlich sind, um das Aggregat bei dem hohen Drucke von 4000 Bar zusammen zu halten. Die Wandstaerke des Gehaeuseringes 91 ist dicker, als der Durchmesser der jeweiligen Bohrung 534 und damit als der Aussendurchmesser der Elemente, um radiale Aufweitungen und Ausweitungen der ersten Kammer 35 zu verhindern, was zu Foerder- und Wirkungsgrad-Verlusten fuehren wuerde. Von Wichtigkeit ist ausserdem, dass der radiale Zwischenraum zwischen dem Aussendurchmesser der Elemente und dem Innendurchmesser der Bohrung 534 (der Kammer 35) sehr eng ist, zum Beispiel unter einem Millimeter, um Totraum mit innerer Kompression im Fluid zu vermeiden. Ebenso kann man beliebig mehr oder weniger Elemente in die Saeulen einbauen, wenn man das Aggregat verlaengert oder verkuerzt, sodass man bei gleichem Durchmesser und gleichen Abmessungen der Elemente der Erfindung auch andere Foerdermengen und Leistungen erhalten kann. Ebenso muss man nicht unbedingt 4000 Bar fahren, sondern man kann das Aggregat auch fuer niedere Drucke rationell verwenden. Bei 4000 Bar benoetigt es rund 50 PS Antrieb, z. B. durch Elektromotor und Keilriemen zur Welle 553, sodass das ganze Aggregat einschliesslich elektromotorischem Antrieb in einem Gehaeuse von etwa Schreibtischgroesse untergebracht werden kann. Man beachte, dass bei 4000 Bar und der beschriebenen Foerdermenge sehr dicke Schrauben zum Zusammenhalten der Teile 1, 91 und 536 benoetigt werden. Zum Beispiel 15 Stueck M 30 Schrauben oder 5 Stueck M 42 Schrauben. Die Wandstaerke des Gehaeuses 91 ist dicker, als der Durchmesser der Bohrung 534 und der Elemente, um radiale Aufweitungen des Gehaeuses 91 zu vermeiden, was zu Foerderverlusten und damit zu Wirkungsgrad Verlusten fuehren wuerde.

Die Aussenkammer 35 wird durch Dichtringe 556 gegen den Kopfdeckel 1 und das Antriebsgehaeuse 536 abgedichtet. Ebenso die Steuerleitung 544, wenn sie durch mehrere Teile gesetzt ist. Der Innenraum zwischen den Elementen 501 der Elementensaeule 526 wird durch einen Fuellklotz 557 von Totraum befreit. Die Leitung 106 bewirkt die automatische Entlueftung des Einlassventilraumes, indem sie die Luft daraus zum Auslassventil 39 leitet.

In der Fig. 11 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat mit groesserer Foerdermenge gezeigt. Diejenigen Bezugszeichen in der Figur, die denen der Fig. 10 gleich sind, zeigen gleiche oder sinngemaesse Teile, sodass sie in der Beschreibung der Fig. 11 nicht wiederholt werden, weil sie aus der Beschreibung der Fig. 10 bereits bekannt sind. Der Unterschied zu Fig. 10 ist, dass die Elemente 501 in der Fig. 11 groessere Durchmesser haben, was zu einem Gehaeusedurchmesser von etwa 350 mm fuehrt. Eingezeichnet sind in Fig. 11 oben jeweils ein Ausfuellring 532 fuer die Zwischenraume aussen zwischen den benachbarten Elementen und ein Ausfuellring 531 in den Innenraeumen zwischen benachbarten Elementen 501. Derartige Ausfuellringe sind ueberall in die betreffenden Zwischenraeume in den Fig. 10 und 11 eingelegt, aber nicht eingezeichnet, weil die Figuren sonst zu unuebersichtlich wuerden. Ebenso sind nur die Dichtringsitze in diesen Figuren eingezeichnet, aber keine eingelegten Dichtringe. Die Dichtringe sind aber in allen Dichtsitzen der Fig. 10 und 11 eingebaut. Sie sind aber nicht mit Bezugszeichen versehen und nicht schraffiert, weil dafuer in den Fig. 10 und 11 kein Platz ist. Die Fig. 11 zeigt noch, dass der Schaft 553 auch durch das Gehaeuse 91 erstreckt werden kann. Ferner zeigt die Fig. 11, dass es moeglich ist, mehrere Geberkolben 535, 635 und 735 einer einzigen Aussenkammer 35,535 zuzuordnen. Diese erhalten dann entsprechende radial erweiterte Kolbenfuesse 540, 640, 740 mit ihren darin schwenkbaren Kolbenschuhen 541 zum Lauf auf der Hubflaeche der Schraegscheibe 542. Die Bohrung 543 zur Druckentleerung der Laufkammern der Kolbenfuesse ist wieder eingezeichnet und ebenso die wichtige Fuellungs-Steuerbohrung 544 zur richtigen Fuellung der Aussenkammer 35, 535. Gezeigt ist ferner ein Druckoelanschluss 558 zur Foerderung von Schmieroel unter Druck zu den Kolbenkanaelen 560, 561, 562 zur Speisung von Druckfluidtaschen 563 und 562 in Kolbenfuessen und Kolbenschuhen, damit hydrostatische Lager gebildet werden, die die grossen Achsial und Schraeg Kraefte tragen, die an den Kolbenschuhen und an den Kolben bzw. Kolbenfuessen auftreten. Die Anordnung mehrerer Hubkolben pro einzelner Aussenkammer 35 hat den Vorteil, dass das Aggregat kuerzer bauen kann, um bei Kolben kleinen Durchmessers trotzdem die benoetigte Foerdermenge zu erreichen. Darueber hinaus hat das den Vorteil, dass das Aggregat gleichmaessiger und leiser arbeitet, weil die Sinuskurvenfoerderung so angeordnet werden kann, dass einer der mehreren Hubkolben nach dem anderem zu arbeiten beginnt, sodass die fuenfkammerige Maschine die Foerdergleichheit der 15 kammerigen Maschine erhalten kann und folglich mit nur ganz geringen Fluktuationen arbeitet, wenn jede der 5 Kammern drei Hubkolben erhaelt. Entsprechend erhaelt man 21 Hubkolben fuer die 7 kammerige Maschine undsoweiter. Von besonderer Wichtigkeit ist in Fig. 11, dass die Geberkolben 535, 635 und 735 direkt in die erste, die aeussere Kammer 35 arbeiten, ohne dass ein Hubkolben 549, wie in Fig. 10, angeordnet ist. Es ist naemlich so, dass der Hubkolben 549 der Fig. 10 sowieso waehrend dem Hube von dem Boden der Elemente abhebt, weil die Elementensaeule schneller komprimiert, als der Hubkolben nachfolgt, weil das Fluid aus den aeusseren Zwischenraeumen zwischen den Elementen unter den Boden der Elementensaeule stroemt, wenn diese komprimiert. Die Fig. 11 zeigt also, dass man ohne den Hubkolben 549 der Fig. 10 auskommen kann. Das Aggregat der Fig. 11 macht etwa 8 Kubiccentimeter Foerderung bei 4000 Bar Wasser, wenn 5 der Elementensaeulen eingebaut sind, erhaelt man bei 500 Upm rund 8 mal 5 mal 500 = 20 Liter pro Minute oder 40 CC pro Umdrehung. Die Baulaenge ist etwa 450 mm und der Aussendurchmesser etwa 350 Millimeter.

Die beschriebenen Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung zeigen, dass Loesungen fuer die folgenden Aufgaben der Erfindung gebracht wurden, die zur beschriebenen Aufgabe der Erfindung gehoeren:
a) die Aufgabe, die schweren und teuren Achsialbooster der Wasserstrahl Schneidanlagen und deren schwere Druckspeicher durch kleine, leichte, billige Aggregate zu ersetzen;
b) eine Hochdruckwasserpumpe zu schaffen, die den Bau billiger, leichter und raumsparender Wasserstrahlschneider ermoeglicht und die die Verwendung solcher Aggregate in anderen Techniken, zum Beispiel beim Steinbohren usw. ermoeglicht;
c) eine Hochdruckpumpe zu schaffen, die die Wasserstrahlschneidanlagen so klein und billig macht, dass der Handwerker sie sich leisten kann;
d) die Klampenringe der genannten Europa Patentanmeldung einzusparen;
e) die Wirkungsgradverluste durch Beschleunigungswiderstaende der schweren Klampenringe zu sparen;
f) ein Aggregat zu schaffen, dass bei Verwendung einfacher Prinzipien die Niederdrucktechnik der plastischen Membranen der Aerzte, Niederdruck Techniker usw. fuer hohe Drucke von mehreren tausend Bar wirkungsgradhoch und billig bei einfacher Fabrikationsweise betriebssicher zu verwirklichen;
g) diejenigen Aufgaben, deren Loesungen sich aus den Figuren und deren Beschreibung ergeben.

Die weiteren Figuren zeigen Alternativloesungen zu der Aufgabe (den Aufgaben) der Erfindung.

Fig. 8 ist ein Laengsschnitt durch ein einteiliges Mehrkammern Element der Erfindung. Anstatt die Elemente achsial aneinander zu legen und abzudichten, sind sie in dieser Figur einteilig aus einem Stueck Material hergestellt. Das kann Plastik oder Edelstahl, bzw. Metall sein. Man siehe links den Flansch 583 zum Einspannen des Elements 582 zwischen Kopfdeckel 1 und Gehaeuse 91. Am anderem Ende sieht man den die erste und zweite Kammer trennenden Boden 584. Diese Figur zeigt ausserdem eine besondere Fabrikationsmethode fuer das Multikammern Element. Anstatt einzelne Ringkammern radial von innen und aussen einzudrehen, ist das Element wie ein Gewinde mit achsialer Steigung ausgefuehrt, wobei die Gewindegaenge jedoch nicht zylindrisch, sondern konisch sind. Das Element verengt sich nach hinten. Daher kann es mit einer Gewindedrehbank mit Konuseinrichtung hergestellt oder in entsprechenden konischen Gewindeformen geformt werden. Der besondere Vorteil davon ist, dass auch die Ausfuellringe fuer die radial inneren und aeusseren Zwischenraeume zwischen den konischen Ringteilen einteilig hergestellt werden koennen, wie das Element selbst. Man kann dann die Ausfuellringe von innen und von aussen in das Element einschrauben. Entsprechende Teile der Innenfuellkloetze sind durch 586 gezeigt und 585 zeigt Aussenfuellkloetze. Die Fuellkloetze sind nur in eine der Zwischenkammern eingezeichnet, aber in allen eingebaut.

Fig. 9 zeigt, dass die einteiligen Ausfuellkloetze 585 oder 586 durch radiale Schlitze 587 aufgeschnitten werden koennen, sodass sie zu mehreren passenden Ringteilen werden, die der achsialen Kompressions und Expansions Bewegung des Elementes 582 der Fig. 8 mit ihren inneren und aeusseren Zwischenraeumen folgen koennen.

In Fig. 12 ist ein Teil einer Radialanordnung der Erfindung gezeigt. Der Kolben 568 foerdert in den Zylinder 535. Im Bette des Kolbens ist schwenkbar der Kolbenschuh 567 gelagert, der mit seiner Laufflaeche auf der Hubflaeche des Exzenters 565 der Welle 564 gleitet. Durch den Kolben und den Kolbenschuh gehen die Kanaele 570 und 571 zur Fuellung der Erstkammer 35. Mit diesem System kann man die Zylinder von Radialpumpen durch die Kanaele durch Kolben und Kolbenschuh mit Fluid fuellen. Es ist dann in dem Exzenter 565 eine Nut angebracht, die etwa den halben Umfang des Exzenters, naemlich die Haelfte des Einlasshubes erreicht. Dass hat sich auch gut bewaehrt, selbst bei 750 Bar Pumpen. Als diese Nuten jedoch zum Antrieb der Aussenkammer der Erfindung eingesetzt wurden, fuehrte das dazu, dass die Elemente sehr ploetzlich entspannten, sobald die Kanaele die Nut erreichten. Unter dieser ploetzlichen Entspannung schiesst das Fluid aus der Aussenkammer wie aus einer Kanone heraus und es bilden sich Blasen, sodass anschliessend die Fuellung der Erstkammer mit gutem Fluid nicht schnell genug gelingt. Daher ist es erforderlich, um eine gute Wirkung sicher zu stellen, dass die Nut 566 im Exzenter 565, die Hubflaeche durchbrechend in den Exzenter eintritt, und sie daher als kurze Kontroll-Fuellnut auszubilden, die die aeussere oder erste Kammer 35 ueber die entsprechenden Leitungen nur zur Zeit der Lage des Geberkolbens in seinem aeusserem Totpunkt oder in dessen Nahe erreicht. Das ist in der Figur im Prinzip gezeigt.

Fig. 13 zeigt, dass mehrere Geberkolben 569, 669 und 769 auf eine einzige Aussenkammer 35 arbeiten koennen, auch in Radialkolbenpumpen oder Motoren. Sie arbeiten dann zeitlich nacheinander, indem sie ueber ihre Kolbenschuhe 567, die an der Hubflaeche des Exzenters 565 laufen, zeitlich nacheinander angetrieben werden und so die Foerdergleichheit des Aggregates bewirken und die kurzen Kolbenhube ermoeglichen.

Fig. 14 zeigt eine Zugvorrichtung zum Zurueckziehen des Trennkolbens 572 zwischen der Erstkammer 35 und der Zweitkammer 37. Dadurch kann Fluid durch das Einlassventil 38 eingesaugt werden. Der Trennkolben 572 hat den Dichtring 588 zur Trennung des Fluids in der Erstkammer von dem in der Zweitkammer. Wichtig ist dabei, dass der Druck in der Erstkammer gleich zu dem in der Zweitkammer ist, um Vermischung der unterschiedlichen Fluiden zu vermeiden. Wenn man nun aber eine Kolbenstange anordnet, um den Kolben nach unten zu ziehen, sind die Querschnitte der ersten und der zweiten Kammer nicht mehr gleich, sodass Druckdifferenzen auftreten muessten oder koennten. Daher ist in dieser Erfindungsfigur der Trennkolben 572 mit der Kolbenstange 573 derartig versehen, dass sie im Zugzylinder 574 den Zugkolben 575 hat, aber davon erstreckt die Kolbenstangenfortsetzung 578 in die Zusatzkammer 579 eintaucht. Zur Bewirkung des Zugs des Kolbens wird Druckfluid durch Kanal 576 in den Zugzylinder 574 geleitet und entsprechend wird die andere Kammer jenseits des Zugkolbens 575 durch den Entlastungskanal 577 von Druck entleert. Erfindungsgemaess wird die Fuelleitung 580 zur Fuellung der Erstkammer jetzt nicht nur zur Erstkammer 35 verbunden, sondern durch Leitung 581 auch zur Zusatzkammer 579. Die Summe der Querschnitte der Erstkammer 35 plus der Zusatzkammer 579 ist dann gleich zum Querschnitt der Zweitkammer 37 und die gewuenschte Druckgleichheit und die gewuenschte Querschnittsgleichheit der Erstkammer und der Zweitkammer diesseits und jenseits des Trennkolbens 572 ist dann gegeben.

Fig. 15 und 16, wobei Fig. 16 ein Querschnitt entlang XVI-XVI durch Fig. 15 ist, zeigt eine bevorzugte Platzierung von drei Geberkolben zur gemeinsamen Erstkammer 35 einer Radialkolbenmaschine. Je nach Drehrichtung der Welle im Sinne des Pfeiles in Fig. 16 oder entgegengesetzt gerichtet dazu, wirken dann zwei Kolben zuerst oder einer zuerst.

Fig. 17, die ein Querschnitt zum Beispiel durch das Gehaeuse der Fig. 10 oder 11 sein kann, zeigt die entsprechende Platzierung von drei Geberkolben zu jeweils einer gemeinsamen Erstkammer. Die Bezugszeichen sind dabei wie in den Fig. 15 und 16. Die Anordnung von mehreren Geberkolben hat im Vergleich zu einem einzigem Geberkolben pro Erstkammer 35 noch den Vorteil, dass die Achsen der Geberkolben aussermittig liegen und folglich mehr Platz fuer groessere Kolbenschuhe geschaffen ist. Denn fuer die hohen Drucke in der Erst- und der Zweit-Kammer von mehreren tausend Bar benoetigt man grosse Laufflaechen der Kolbenschuhe, um in der Schmierung der Laufflaechen mit einigen hundert Bar Druck auskommen zu koennen, oder, um ueberhaupt hydrodynamisch die Laufflaeche der Kolbenschuhe zu tragen und dadurch die hydrostatischen Druckfluid Aggregate fuer hydrostatische Lager hydrostatischen Tragens der Laufflaechen der Kolbenschuhe zu sparen.

Im Uebringen zeigt die Fig. 17 noch die Lager der mehreren Erstkammern 35 um Gehaeuse 91 um dessen Achse 545 winkelmaessig gleichmaessig platziert. Gezeigt ist, dass eine Welle 553 durch das Gehaeuse 91 erstreckt sein kann.

Fuer die praktische Verwendung der Erfindung mag noch folgendes von Interesse sein:

Fuer die Berechnung der Wandstaerken der Gehaeuse 91 sollte man nicht die ueblichen bekannten Formeln verwenden, weil diese fuer dickwandige Rohre nicht voll gueltig sind, sondern die von Herrn Igarashi von Riken Seiki erhaltene der DE Patentanmeldung P-34 46 107.8.

Der Druck "Pi" in der zweiten oder der inneren Kammer 37 entsteht durch das Komprimieren der Elemente infolge des Druckanstiegs in der aeusseren, der Erstkammer 35. Da die Elemente 501, die etwa 10 Prozent oder mehr vorgespannt eingebaut sind, der Kompression einen Widerstand entgegensetzen, der sich aus der inneren Spannung der Elemente ergibt (nachlesen in der eingangs erwaehnten EP OS) bleibt der Zweitdruck "Pi" in der Innenkammer 37 etwas kleiner, als der Druck "Po" in der Aussenkammer 35. Der Druck "Pi" in der Innenkammer ist also der Druck der Aussenkammer vermindert um die Widerstandskraft der Elemente 501 unter deren innerer Spannung. Es gilt also: Pi = (Po minus Fsigma) mit Fsigma gleich der Widerstandskraft der Elemente gegen achsiale Zusammendrueckung. Diese nimmt mit dem Ausmass der Zusammendrueckung zu. In der Praxis ist diese Kraft viel geringer, als die beiden Drucke sind, sodass der Innendruck Pi in der Praxis fast immer ueber 90 Prozent des Aussendruckes Po ist. Man muss diese Tatsache beachten, um Abheben der Innennasen 508 voneinander zu verhindern.

Da die Drucke Po und Pi um ueber 90 Prozent gleich sind, in der Praxis, kann man duennwandige Elemente 501 in der Erfindung benutzen und somit die dickwandigen Elemente der eingangs erwaehnten EP OS im Rahmen dieser gegenwaertigen Erfindung einsparen.

Die Verduennung der Wandstaerken der Elemente der Erfindung im Vergleich zu den dicken der EP OS hat ausserdem den Vorteil, dass die Elemente jetzt nach der gegenwaertigen Erfindung bei gleichen inneren Spannungen laengere Huebe machen koennen. Ausserdem sind die Elemente der Erfindung wesentlich einfacher, als die Elemente der EP OS. Insbesondere faellt das schwierige Problem der Verhinderung der Abnutzung der Dichtringe fort.

Durch die Erfindung ist also auch noch die weitere Aufgabe geloest worden, die teuren und praezisen dickwandigen Elemente der EP OS durch duennwandige mit groesserem Hube zu ersetzen.

Wenn die Elemente 501 zu dickwandig werden, besteht Gefahr, dass die inneren Nasen 508 voneinander abheben, weil dann die Druckdifferenz zwischen Po und Pi so gross werden kann, dann die Selbstdichtung der inneren Nasen 508 zweier benachbarter Elemente fortfaellt. Dann muss man das V-Element der Fig. 7 verwenden.

Die Aggregate der Erfindung werden meistens fuer Pumpen verwendet. Nach Motoren fuer 4000 Bar hat bisher noch niemand gefragt, denn die arbeiten in der Hydraulik meistens unter 400 Bar. Doch ist es moeglich, die Aggregate dieser Erfindung auch als Motoren einzusetzen, sie mit bis zu 4000 Bar zu betreiben und das auch mit nicht schmierenden Fluessigkeiten, zum Beispiel mit Wasser. Beim Motorbetrieb muessen die Einlass und Auslass Ventile 38 und 39 jedoch gesteuert werden, weil sie beim Motorbetriebe nicht automatisch oeffnen und schliessen. Es wird bevorzugt, das mit mechanischen Mitteln, wie zum Beispiel bei Verbrennungsmotoren, zu bewirken. Das nicht schmierende oder das Treibfluid wird so beim Motorbetrieb in die zweite, die innere Kammer 37 geleitet durch Oeffnung eines der Ventile und Schliessen des anderen und wieder herausgeleitet durch Oeffnen mindestens eines der Ventile 38 oder 39.

An der Entwicklung von Hochdruck boostern haben mehrere Dutzend Firmen in der Welt gearbeitet. Die EP OS ist schon seit einigen Jahren oeffentlich bekannt. Die Entwicklung der Pumpen mit den konischen Elementen nach der EP OS hat bisher etwa 30 000 Arbeits- und Maschinen-Stunden verschlungen.

Membran Pumpen fuer Arznei, zum Spritzen undsoweiter, mit niederen Drucken sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und im Prinzip anscheinend schon seit Jahrhunderten. Trotz des Einsatzes von Dutzenden von Industriefirmen und trotz des Wunsches des Marktes ist es aber nicht gelungen, die gegenwaertige Erfindung zu machen, die theoretischen technischen Grundlagen zu erkennen, oder auch nur zu ahnen, mit wie einfachen Mitteln die Hochdruck Technik fuer nicht schmierende Medien verwirklicht werden kann, wenn eine erfinderische Taetigkeit erfolgt.

Durch die Erfindung ist auch noch die weitere Aufgabe geloest worden, einen selbsttaetigen Ansaughub zu verwirklichen, sodass im Falle der Verwendung ausreichend starker Elemente oder V-Elemente der Rueckzug der Kolben und eine erzwungene Erweiterung des Volumens der inneren Kammer ueberfluessig werden, weil die innere Spannung der starken Elemente diese Arbeit automatisch besorgt. Die bei der Kompression verlorene Spannungsarbeit wird in den Aggregaten der Fig. 10 und 11 beim Ansaughub teilweise zurueck gewonnen, indem sie teilweise auf die Schraegscheibe uebertragen wird und somit die Welle mit antreibt. Ueberwunden ist durch die Erfindung auch der moegliche Irrtum, dass man einen Folgekolben oder Geberkolben mit einer Membrane oder einem Elementensatze verbinden koennte, denn die Erfindung lehrt, dass der Boden der Elementesaeule oder des Elementes schneller bewegt wird, als der Kolben folgen wuerde, weil das Fluid aus den Zwischenraeumen radial ausserhalb der Elemente sich in der Aussenkammer von den Zwischenraeumen unter den Boden des Elementes oder der Elementensaeule hin bewegt.

Die in der Grundlagenfigur 6 gebrachten Gleichungen lauten:

Fig. 18 zeigt, wie die Kraft, mit der die Ringnasen der Elemente zusammen gedrueckt werden, berechnet werden kann. "q" zeigt den Fluiddruck in der Innenkammer 37, der praktischerweise in Kilogramm pro Quadratmillimeter, also Bar/100 eingesetzt wird, damit die Radien des Elements und seine anderen Masse in mm verwendet werden koennen. Das Moment radial nach aussen um die radial innere Auflage (Ringnase 508) ist dann fuer ein Segment mit Winkel "ϕ":

Darin ist: und fuer "ϕ" gleich 360 Grad folgt:

Setzt man "B" in die Gleichung (7) ein, folgt fuer das Moment und die Integration bringt:

Setzt man den "B"-Wert fuer das Moment radial nach innen um die radial aeussere Auflage (Ringnase 502) ein, folgt fuer das Moment um die Innenkannte der Ringnase 502: und die Kraft, mit der die Ringnasen zusammgendrueckt werden, ist dann

wobei man beachten muss, um welche Auflage man das Moment bildet, um die Zusammendrueckung der Ringnasen am anderem radialem Ende zu erhalten.

Zur Grob-Kontrolle kann man einfach die Kraft des Fluids auf die betreffende Kreisringflaeche ober oder unter der betreffenden Ringnase berechnen mit:

In Gleichung (11) ist "Δ R" = B-A; R = B und r = A nach Fig. 6, waehrend in Gleichung (12) "Δ R" = (b-a); R = b und r = a sind.

Fig. 19 zeigt die Berechnungsgrundlagen nach denen die radiale Ausdehnung der betreffenden Ringnase so bemessen werden kann, dass diese so einander anschmiegen, dass kein Spalt zwischen ihnen oeffnet, in den Material plastischer Dichtungen eintreten koennte. Gezeigt ist in Fig. 19 nur ein einziges Beispiel, das mit einer radial planen Ringnasen Stirnflaeche Zusammenwirkend mit einer gewölbten Ringnasen Stirnfläche Stattdessen koennen ggf. auch beide Ringnasen Stirnflaechen gewoelbt sein. Hier werden nur die rechnerischen Ergebnisse gegeben, die in einer anderen Patentanmeldung entwickelt und begruendet worden sind. Die Woelbung der einen Ringnasen Stirnflaeche erfolgt mit dem Radius "R" um die Ringlinie "R1"mit Durchmesser "dTf". Dadurch entsteht an den radialen Enden der Ringnasen die Oeffnung mit der Hoehe "q". Die Ringnasen haben dabei die Ausgangs Radialweite 2 mal w. Benutzt man nun die in der Fig. 19 gegebenen und hier wiederholten Gleichungen (16) bis (28) dann kann man das Mass "b" berechnen, bei dessen Verdoppelung eine Ringnase von solcher Radial Ausdehnung entsteht, dass die Stirnflaechen sich voll zusammendruecken und zwar um die Heohe "h" unter Bildung des Spannungsfeldes im unteren Teil der Fig. 19. Q wird dann zu null. Die Ringnase erhaelt dann die Radiale Ausdehnung B-b = 2b oder A-a = 2b mit den Massen A,a,B,b aus Fig. 6. Man erkennt bei der Ausrechnung, dass die Ringnasen dann in radialer Richtung sehr kurz werden. Meistens wird man bei der Ersteinschaetzung 2 mal "w" die Ringnase in der Radialabmessung zu weit ausgelegt haben, um volles Ausschalten des Spaltes "q" der Fig. 19 zu erreichen. Es folgt die Aufstellung der Gleichungen nach Fig. 19.

Darin sind Einfluesse durch die Biegung der Woelbung um die Achse des Elementes bei dieser Betrachtung vernachlaessigt und unberuecksichtigt, weil sie bei den relativ grossen Radien um die Achse klein im Vergleich zu den Radien der Woelbung sind. In den Gleichungen 16 bis 28 bedeuten:

"E" den Elastizitaetsmodul, "h" die Tiefe der Eindrueckung, "b" die radiale Ausdehnung der Abflachung, "PH" die Hertzsche Pressung, "Pm" die mittlere Spannung und "Pmax" die maximale Spannung bei der Zusammendrueckung der Ringnasenstirnflaechen zur Ausschaltung der Oeffnung "q" in Fig. 19.

In Fig. 20 ist gezeigt, welche Dichtungen man bevorzugterweise in die Fig. 5 oder 7 der Elemente der Erfindung einsetzt. Man findet die Dichtungen 599 radial ausserhalb der radial aeusseren Ringnasen 502 benachbarter Elemente, die Dichtung 598 radial innerhalb dieser Ringnasen, die Dichtungen 596 radial innerhalb der inneren Ringnasen und zwischen zwei benachbarten Elementen, waehrend die Dichtungen 597 radial ausserhalb dieser benachbarten inneren Ringnasen benachbarter Elemente liegen.

Fig. 21 und 22 zeigen solche Dichtungen in einer Vergroesserung. Darin sieht man jeweils einen Stuetzringteil 699 oder 799 der den benachbarten Ringnasen zugekehrt ist und radial davon den plastischen Dichtringteil 596 oder 599. Die Stuetzringteile sind meistens aus Metall und koennen den Stirnflaechen der aneinanderliegenden Ringnasen zugerichtet sein. In der Mitte koennen sie dazu Ringnuten haben, die dann ueber die benachbarten Stirnflaechen (radial ueber oder unter sie) zu liegen kommen. Die Stuetzringe haben die Aufgabe, die sich bei radial planen Stirnflaechen der Ringnasen bei der Kompression der Elemente oeffnenden Spalte zu ueberdecken und Eindringen von plastischem Dichtstoff der Dichtringe 596, 599 in die genannten Spalte zu verhindern. Die plastischen Dichtringteile 596, 599 werden durch Fluiddruck gegen die benachbarten Flaechen der Elemente oder ihrer Ringnasen gedrueckt und dichten so zwischen zwei benachbarten Elementen ab, dass ein Fluid aus der Aussen- in die Innen-Kammer oder umgekehrt fliessen kann.

Fig. 23 zeigt im Laengsschnitt einen besonders betriebssicheren Elementensatz der Erfindung, dessen Vorteil vor allem darin besteht, dass er die Oeffnung von Spalten zwischen benachbarten Ringnasenelementen bei der Kompression der Elemente ausschliesst. Die anhand der Beschreibung der Fig. 20 bis 22 oeffnenden Spalte zwischen benachbarten Ringnasen sind konischen Querschnitts radial nach aussen oder innen mit zusammen liegenden Flaechen in der Wurzel. Die Spalte sind nur sehr eng, doch spielen Spalte von nur einigen oder unter einem hundertstel Millimetern bei den hohen Drucken von mehreren tausend Bar bereits eine erhebliche Rolle und koennen nicht mehr mit plastischen Ringen, wie Gummi-Ringen abgedichtet werden, weshalb die Stuetzringteile der Fig. 21 bis 22 erforderlich sind. In Fig. 23 aber oeffnen sich keine Spalte bei der Kompression oder der Expansion der Elemente, weil die Elemente mit den Ringnuten 591 mit mit Radius 592 um die Mitte der Nuten geformten Bogenflaechen versehen sind. Darin hereingelegt sind die betreffenden achsialen Enden von Distanzringen 594 oder 595. Die Enden der Distanzringe haben die komplementaere Formgebung relativ zu den Ringnuten 591. Die Radien 592 sind um die mittleren Ringlinien 593 gebildet. Es liegt also jeweils ein Ende eines Distanzrohres 594 oder 595 in einer Ringnut 591 und kann in dieser schwingen, wenn die Elemente komprimieren oder expandieren. Bei der Montage werden die Ringnutflaechen und die Endflaechen der Distanzrohre mit Schmierstoff versehen. Zusaetzliche plastische Dichtringe werden radial innerhalb und ausserhalb der Distanzrohre in die dort gebildeten Dichtringbetten eingelegt, sind aber nicht notwendig, wenn die Flaechen der Ringnuten und die axialen Endflaechen der Distanzrohre einwandfrei mit gleichen komplementaeren Radien geschliffen waeren, was leider in der Praxis nicht wasserdicht fuer mehrere tausend Bar moeglich ist oder nicht perfekt garantiert werden kann. Faellt der Schmierstoff zwischen den aneinander schwingenden und gleitenden Bogenflaechen aus, oder altert er, sodass die Bogenflaechen der Ringnuten 591 und der achsialen Enden der Rohre 594, 595 aneinander verschweissen, dann koennen die Distanzrohre mit Radius um die Ringlinien 612 biegen, wie links unten durch strichlierte Linien in Fig. 23 gezeigt ist, wenn die Distanzrohre lang und duenn genug sind. Der innerhalb des Elementensatzes gezeichnete Schwenkpunkt (Ringlinie) 612 mag weit ausserhalb jenseits der Achse liegen, wenn die Durchbiegung nur gering ist. Damit man genau berechnen kann, um wieviel die betreffenden Teile an Durchmesser verlieren oder ausdehnen, wenn die Elemente spannen und entspannen, sind deren Schwenkringlinien "C" eingezeichnet, um die die Elemente bei der Kompression und Expansion schwingen. Ebenso ist die neutrale Faser "Cp" eingezeichnet, die bei der Biegung der Distanzrohre entsteht. Fuer die Berechnungen gelten dann die Gleichungen (29) bis (31) wie folgt:

Man kann nach Fig. 23 noch einen weiteren Vorteil erreichen, naemlich einen laengeren Hub, als bei den Ringelementen mit Radialsachenkeln gleicher Dicke wie bei Tellerfedern. Dazu koennen die achsialen Endflaechen der Elemente 701, wenn man sie radial nach innen verlaengert, wie durch strichlierte Linien gezeigt, sich im Punkt 610 in der Achse des Elementes treffen. Die Elemente sind dann radial innen duenner, radial aussen dicker und das hat den Vorteil, dass die Spannungen in ihnen gleichmaessiger verteilt sind, als in Tellerfedern mit gleicher Dicke. Folglich faellen oertliche hoehere Spannungen aus und koennen die Elemente weiter durchgedrueckt werden, also einen laengeren Hub pro gegebenen Radien erhalten. Fuer die Berechnung gelten dann folgende Formeln (im Prinzip, wenn man die Ringnuten und andere Abweichungen unberuecksichtigt laesst):

worin "σ m" die maximale Spannung gibt und "δ" die maximale Durchbiegung. Die Gleichungen (32) und (33) sind aus dem Buche "Mechanical Springs" von Wahl entnommen (c. Graw Hill Co., N.Y.) und sollen mit 10 Prozent Genauigkeit gelten, wenn R/r nicht groesser, als 3 wird. Gleichung (31) ist eine Eickmann- Entwicklung.

ti = Dicke radial innen

Fuer die Faktoren "K" und "C" der Gleichungen (32) und (33) gelten: und: mit α = R/r und ν = poisson's ratio = ≈ 0,3 fuer Federstahl.

So langatmig die Formeln auch aussehen, so einfach ist es, mit ihnen zu rechnen und dabei is es besonders angenehm, dass die Faktoren "C" und "K" nur von "R/r" abhaengen. Denn dadurch kann man bei verschiedenen Dicken nach Gleichungen (32) und (33) ganz schnell alle gewuenschten Werte erhalten, wenn man die Werte "C" und "K" fuer das betreffende Verhaeltnis R/r berechnet hat. Im uebrigen kann man die im folgendem kopierten Diagramme aus dem genanntem Buche von Wahl verwenden:

Die in den Figuren scharf gezeichneten Kanten sollten, soweit sie fuer Funktionszwecke nicht benoetigt werden, abgerundet werden, weil die scharfen Kanten radial innen und aussen die groessten Spannungen bringen und Ursachen zu Bruechen sind.

Soweit die in Offenlegungsschriften des Anmelders und Erfinders beschriebenen Edelstaehle keine langlebige Federfunktion behalten, mag die Fig. 3 der Patentanmeldung P 36 33 053.1 verwendet werden und fuer die Berechnungen kann man praktischerweise den in den Offenlegungsschriften 33 30 983 oder 33 41 718 beschriebene programmierbaren Taschenrechner Casio FX 602 P verwenden, wobei die Programme vom Erfinder angefordert werden koennen.

In Fig. 24 ist das V-Element der Fig. 7 durch eines mit Schenkeln nach der Fig. 23 ersetzt. Man sieht die Ringnuten 591 am V-Element 627, wieder die radial nach aussen parallel zum Radius dicker werdenden Schenkel, dessen axiale Endflaechen verlaengert auf den Punkt 610 in der Achse 611 traefen und den Wurzelbogen 629. Dieser Wurzelbogen ist hier als duennes Rohrteil von der Wanddicke "w" ausgebildet und zwischen den Wurzelboegen zu den Elementen und den Radien dieser Boegen hat man den Abstand "A". Je laenger und duenner der Wurzelteil 629 ist, je leichter biegt er durch, wobei seine Spannungen dann gering bleiben und die Last von den Schenkeln 627 des V-Elements getragen wird. In die Ringnuten 591 werden wieder Distanzrohre 595 nach Fig. 23 eingelegt, die dann an ihren anderen Enden in eine Ringnut 591 in einem benachbarten Element, Deckel oder Kolben eingreifen.

In Fig. 25 ist ein Elementensatz der Erfindung gezeigt, in dem die Elemente 801, 901, 1001 teilweise Ringnasen und teilweise plane Auflagen haben. Man sieht die Ringnasen 502 und 508 an dem Element 901, wobei diese auf radiale Planflaechen des Elementes 801 oder 1001 treffen und auf ihnen liegen. Zur Abdichtung werden dann in die Ecken die Stuetzringe 631 bis 634 eingesetzt, deren Querschnitte in den Fig. 26 und 27 vergroessert gezeigt sind und diese Stuetzringe werden durch plastische Dichtringe in den Dichtringbetten benachbart. Die Ausfuehrung nach Fig. 25 bis 27 ist besonders einfach, weil nur wenige Ringnasen benoetigt werden und die Stuetzringe, besonders wenn sie aus Federstahl sind, besonders lange und gut wirken. Von Nachteil aber ist, dass die Spannungen in den Elementen dort am groessten werden, wo die betreffende Stelle am weitesten axial von der Neutralfaser des Elements entfernt ist. Daher unterliegen lange Ringnasen, wie nach Fig. 25, kurzer Lebensdauer infolge hoher Spannungen. Im Gegensatz dazu haben die Elemente der Fig. 23 und 24 keine achsial vorstehenden Nasen, sodass sie keine erhoehten Spannungsstellen haben und folglich hohe Lebensdauer erzielen. Diese Elemente nach den Fig. 23 und 24 brauchen keine Ringnasen, weil die Radialdifferenzen A-a und B-b der Fig. 6 hier durch den Abstand der Aussen- und Innen-Durchmesser der Distanzrohre 595, 594 gegeben sind, besonders dann, wenn Dichtringe in die Dichtringbetten radial innerhalb und ausserhalb von ihnen eingelegt sind.

Die Stuetzringe der Fig. 25 bis 27 haben die Schraegen 640 den plastischen Dichtringen zug wendet, wodurch die plastischen Dichtringe unter Fluiddruck gegen die Flaechen 640 druecken. Die Kanten 643 oder 644 liegen an der betreffenden Planflaeche des Elements oder der zylindrischen Flaeche der Ringnase des betreffenden Elementes an. Den benachbarten Flaechen des Elementes zu sind die Abschraegungen 641 und 642 vorteilhaft, die so einen Zwischenraum zwischen benachbarten Flaechen bilden, damit die Kanten 633 und 643 besser dichten und keine konischen Spalte oeffnen koennen, wenn die Elemente komprimieren und entspannen.

Die in dieser Patentanmeldung gegebene Berechnungsmethoden sind vorlaeufige, fuer die keine absolute Richtigkeit behauptet wird und sie moegen im Laufe der Zeit Ergaenzungen oder Berichtigungen erfahren. Weitere Einzelheiten, die in diese Erfindung eingreifen, moegen in parallelen Patentanmeldungen noch weitere Aufklaerungen erfahren. Funktionsbehauptungen, die gemacht sind, gelten unter der Bedingung, dass sie soweit gelten sollen, soweit Messungen und Dauererprobungen in der Praxis die Richtigkeit bestaetigen.

Setzt man die Werte A,a,B,b der Prinzipsfigur 6 in die Gleichungen (11) und (12) ein, erhaelt man: worin die Kraefte, mit denen die Ringnasen zusammen gedrueckt werden oder die Elemente auf die Distanzrohre gedrueckt werden "Fn" sind und die heruntergeschriebenen Indizen "o" fuer die Aussenauflage, bzw. den Druck der Aussenkammer und "i" die fuer die radial innere Auflage oder den Druck in der Innenkammer bedeuten.

Da die Erfindung auch in den Patentanspruechen, ggf. mit anderen Worten, beschrieben ist, sollen die Patentansprueche auch als mit zur Figurenbeschreibung, deren Anordnungen und Wirkungen bzw. Relationen, gehoerig, betrachtet werden.

Es erscheint nicht ausgeschlossen dass zwecks Erzielung maximaler Lebensdauer durch Verringerung oertlicher Spannungen die Querschnitte der Elemente noch Aenderungen in der Zukunft erfahren, inbesondere auch deshalb, weil die bisher bekannten Berechnungsmethoden fuer Tellerfedern nicht voll fuer die Berechnung geeigneter Elemente fuer Hochdruck Aggregate geeignet sind, besere Literatur aber noch nicht gefunden werden konnte.

Solche auf weitere Vervollkommnungen gerichteten Untersuchungen erfolgen in den RER Berichten und moegen, falls die praktischen Teste theoretische Berechnungen bestaetigen sollten, spaeter in Zusatzpatentanmeldungen gebracht werden.

Claims (39)

1.) Aggregat mit in einem Gehaeuse angeordneter, Fluid beinhaltenden Arbeitskammer, die in ihrem Volumen periodisch veraenderbar ausgebildet und mit Einlass- und Auslass-Ventilen versehen ist und der eine erste Pumpkammer (Arbeitskammer) mit einem ihr zugeordnetem, die Form oder Lage der ersten Pumpkammer periodisch veraenderndem Kolben ueber eine Fluid-Trennflaeche, Membrane, konisches Ringelement, zugeordnet ist, nach dem Hauptpatent, P 36 33 002.7 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpkammer (35) von der mit den Ventilen (38, 39) versehenen zweiten Pumpkammer (37) durch ein konisches Ringelement (501) getrennt ist und das genannte Ringelement (501) mit einer durch einen Innendurchmesser und einen Aussendurchmesser begrenzten Lagernase (502) versehen ist, die radial innen und radial aussen der Nase einen Dichtring (516, 517) halten kann und die die genannte erste und zweite Kammer voneinander derartig trennt, dass zwischen den genannten Durchmessern (518, 519) ein Querschnitt (520) von solcher Groesse ausgebildet ist, dass die genannte Nase (502) bei Innendruck und Aussendruck an dem genannten Element (501) mit einer benachbarten Flaeche eines benachbarten Teiles (1, 501) eine Dichtung bildet.

2.) Aggregat nach Anspruch 1, und dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (502) radial nach aussen einen Dichtringsitz (503) begrenzt und radial nach innen einen Dichtringsitz (504) begrenzt, wobei die Dichtringsitze durch von der Nasenwurzel radial erstreckte radiale Planflaechen gebildet sind.

3.) Aggregat nach Anspruch 1, und dadurch gekennzeichnet, dass das Element (501) am radial innerem und achsial rueckwaertigem Teil des Elements eine innere Nase (508) mit einem Innendurchmesser (521) und einem Aussendurchmesser (522) bildet, die Differenz der Durchmesser eine Querschnittsflaeche (523) bildet und von der Nasenwurzel aus erstreckte radiale Planflaechen die rueckwaertigen innen und aeusseren Dichtsitze (509 und 507) bilden.

4.) Aggregat nach Anspruch 3, und dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Elemente (501) achsgleich, aber achsial entgegengesetzt gerichtet, mit ihren aeusseren Nasen (502) in (509) symmetrisch aufeinander gelegt, ein Elementenpaar bilden.

5.) Aggregat nach Anspruch 4, und dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Elemente des Elementenpaares ein Kammernteil (537) ausgebildet ist.

6.) Aggregat nach Anspruch 5, und dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Elementenpaare achsgleich mit ihren inneren Nasen (508) in (511) aufeinander gelegt, eine Elementen-Hubsaeule (526) bilden.

7.) Aggregat nach Anspruch 4, 5 oder 6, und dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte der Dichtsitze zweier benachbarter Elemente (501) gemeinsame Dichtsitze (503, 504, 507, 509) zur Aufnahme eines gemeinsamen Dichtrings (524, 525) bilden.

8.) Aggregat nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, und dadurch gekennzeichnet, dass des betreffende Element (501) am einen achsialem Ende mit seiner Nase (502) auf einem die Ventile (38, 39) enthaltendem Teile (z. B. 1) aufliegt und das betreffende Element am anderem achsialem Ende einen achsialen Verschluss (505, 514) bildet oder traegt.

9.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass ein einteiliges "V-Element" (527) dadurch gebildet ist, dass ein radial inneres Stueck (529) die inneren Nasen (508) zweier in (511) vereinten, benachbarten Elemente (501) ersetzt und in davon radial konisch erstreckte symmetrisch angeordnete konische Ring Elemententeile (501) uebergeht, die an ihren aeusseren Stuecken achsial entgegengesetzt gerichtete Nasen (502) mit von deren Wurzeln aus erstreckten Dichtsitzen (503, 504) bilden.

10.) Aggregat nach Anspruch 9, und dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der V-Elemente (527) achsial achsgleich hintereinander gesetzt, eine V-Elementen Hubsaeule (523) bilden.

11.) Aggregat nach Anspruch 9 oder 10, und dadurch gekennzeichnet, dass die radial ausserhalb des Mittelstuecks (529) ausgebildete Ringnut (528) zwischen den Elemententeilen (501) des V-Elements (527) mittels eines radial geteilten Ausfuellringes (530) zwecks Totraum Verringerung mindestens teilweise ausgefuellt ist.

12.) Aggregat nach Anspruch 1 oder mindestens einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass in den achsialen Zwischenraeumen zwischen benachbarten Elementen (501) oder Elementen (501) benachbart, innere und/oder aeussere Ringe (531, 532) als Totraum verringernde Ausfuellringe zugeordnet sind.

13.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehaeuse (91) eine Bohrung (534) enthaelt, in die eine Elementensaeule (526, 533) eingesetzt ist und der Innendurchmesser der genannten Bohrung nur wenig groesser, als der Aussendurchmesser der Elementen Hubsaeule ist, um eine erste Kammer (35) um die Hubsaeule mit geringstmoeglichem Rauminhalt zwecks Totraum Verminderung um die genannte Hubsaeule (526, 533) zu bilden.

14.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass eine Platte (ein Ring) (91) mehrere achsparallele Bohrungen (534) radial unter gleichen Winkeln um die Achse (545) der Platte (91) verteilt mit gleichen Radien ausbildet, sodass die Platte mehrere erste Kammern (35) bildet, in die Elementensaeulen (526, 533) eingesetzt sind, der Platte (91) ein Kopfdeckel (1) mit zu jeder der Bohrungen individuell fuehrende individuelle Einlass- und Auslass-Ventilen (38, 39) zugeordnet ist, an den Kopfdeckel die betreffenden Elemente (501) mit Nasen (502) angelegt sind und die Ventilkanaele radial innerhalb der Nasen (502) in die zweite Kammer (37) innerhalb der Elemente (501) bzw. der Elementenpaare oder der Elementensaeulen (526, 533) muenden, das betreffende Element an dem Kopfdeckel abgekehrten Ende einen Verschluss (505, 514) der genannten zweiten Kammer (37) bildet und dem anderem achsialem Ende der Platte (91) ein mindestens einen Teil der Antriebsordnung zur Veraenderung der ersten Arbeitskammer(n) (35) beinhaltendes Antriebsgehaeuse (536) zugeordnet ist, wobei die drei Teile (1, 91 und 533) durch Schrauben (539) oder andere Mittel miteinander verbunden und zusammen gehalten sind, wenn nicht die Teile (1, 91, 533) ganz oder teilweise als einteilige Anordnungen ausgebildet sind.

15.) Aggregat nach Anspruch 1, 13, 14 oder einem anderen der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass die genannte(n) erste Kammer(n) (35) zu einem Zylinder im Vergleich zum Durchmesser der ersten Kammer kleinem Durchmesser verbunden ist und in diesem Zylinder ein Geberkolben (535) reziprokiert wird.

16.) Aggregat nach Anspruch 15, und dadurch gekennzeichnet, dass der Geberkolben (535) periodisch Fluid in die erste Kammer (35) presst und aus ihr aufnimmt, sodass die Volumenveraenderung der ersten Kammer mit dem Volumen des Zylinders (538) die zweite Kammer (537) innerhalb der Elemente zwingt, ihr Volumen parallel zu der Volumenaenderung der ersten Kammer mit dem Zylinder zu veraendern und so periodisch Fluid durch das Einlassventil einzunehmen und durch das Auslassventil abzugeben.

17.) Aggregat nach Anspruch 16, und dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste und zweite Kammern in der Platte (91) angeordnet sind, der Geberkolben (535) der ersten Kammern ein gemeinsamer Kolbenantrieb (z. B. 540 bis 544) zugeordnet ist und die Einlass-Ventile und/oder die Auslass-Ventile (38, 39) gemeinsame Leitungen oder Anschluesse bilden.

18.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenkammer 35 ein Geberkolben (535) zugeordnet ist, der nahe seiner aeusseren Totpunktlage eine Druckfluid Fuell Muendung einer Druckfluid Zuleitung (544, 566) freigibt, damit die aeussere Kammer 35 beim Betrieb voll mit Druckfluid gefuellt ist und nicht an Fluidfuellung mangelt.

19.) Aggregat nach Anspruch 19, und dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenkammer (35) eine Entlueftungsleitung (550) mit oeffnungsfaehigem Verschluss (551) zugeordnet ist.

20.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenkammer mehrere Geberkolben (535, 635, 735) zugeordnet sind und gemeinsam auf sie Fluid gebend wirken.

21.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, dass eine einteilige Elementensaeule (582) konisch ausgebildet ist mit wie ein Gewinde in achsialer Richtung steigenden Aussen- und Innen-Raeumen um die konischen Ringelemententeile.

22.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass ein Geberkolben (535) direkt in eine Aussenkammer (35) foerdernd angeordnet ist.

23.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugkolben (575) einem Trennkolben (572) zugeordnet ist und mit einem Kolbenstangenende (578) in eine mit der Aussenkammer verbundene Zusatzkammer (579) eintauchend angeordnet ist.

24.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass eine eine Aussenkammer (35) steuernde Steuernut (566) in einer Hubflaeche einer Exzenter Hubscheibe (565) angeordnet ist.

25.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausfuehrungsart, ein Teil, eine Fortlassung, eine Berichtigung, eine Verbesserung oder eine Berechnung angeordnet oder ausgewertet ist, die in der Beschreibung oder den Figuren dargestellt oder beschrieben wurde.

26.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnase durch eine Ringnut 591 ersetzt ist, in die ein Distanzrohr 594, 595 mit einem achsialem Ende eingesetzt ist.

27.) Aggregat nach Anspruch 26 und dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut mit einer Bogenflaeche mit Radius 592 um die Mittelkreislinie 593 der Ringnut ausgebildet ist.

28.) Aggregat nach Anspruch 26 und dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzrohr 594, 595 mit seinem anderem achsialem Ende in eine Ringnut 591 in einem benachbartem Teil eingreifend angeordnet ist.

29.) Aggregat nach Anspruch 28 und dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elemente zu einem Elementensatz zusammengesetzt sind, wobei zwischen zwei benachbarten Elementen jeweils radial innen oder radial aussen in entsprechende Ringnuten eingreifend, ein Distanzrohr angeordnet ist.

30.) Aggregat nach Anspruch 27 und dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den an die Ringnuten angrenzenden Flaechenstuecken plastische Dichtringe eingesetzt sind.

31.) Aggregat nach Anspruch 26 oder einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut in einem V-Element angeordnet ist.

32.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel eines V-Elements oder ein Element nach einem der Ansprueche der Erfindung einen Querschnitt hat, dessen achsiale Endflaechen bei ihrer gedachten Verlaengerung radial nach innen in einem Punkte 610 in der Achse des Elementenschenkels zusammen treffen, wodurch die Dicke des Schenkels parallel mit dem Radius zunimmt.

33.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass die achsiale Laenge des Distanzrohres 595, 594 laenger als das zweifache des Radius 592 der Ringnut 591 ist.

34.) Aggregat nach Anspruch 33 und dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzrohr von so duenner Wand und so grosser achsialer Laenge ist, dass es radial durchbiegen kann, um der winkelmaessigen Veraenderung der Schenkel benachbarter Elemente folgen zu können.

35.) Aggregat nach Anspruch 9 oder einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass ein V-Element 527, 627 eine die Schenkel verbindende gemeinsame Wurzel hat, deren achsiale Laenge groesser, als die Wandstaerke der Wurzel 629 ist.

36.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb oder ausserhalb zweier aufeinander liegender Ringnasen 502 oder 508 ein widerstandsfaehiger Stuetzring 596 bis 599 angeordnet ist, der bevorzugterweise aus radial federbarem Metall besteht und der von einem die benachbarten Elementenflaechenberuehrendem plastischem Dichtring umgeben ist.

37.) Aggregat nach Anspruch 36 und dadurch gekennzeichnet, dass der Stuetzring den benachbarten Elementflaechen zu mit Abschraegungen 641, 642 versehen ist, die an der etwa dreieckigen Querschnittsform des Stuetzringes Kanten 643, 644 bilden, die die benachbarten Flaechen benachbarter Elemente beruehren und zwischen den genannten Flaechen der Elemente und den Flaechen 641, 642 enge konische Zwischenraeume gebildet sind, damit die benachbarten Flaechen ohne einander zu beruehren, relativ zueinander schwingen koennen.

38.) Aggregat nach Anspruch 36 und dadurch gekennzeichnet, dass der Stuetzring radial der Beruherung zweier Stirnflaechen von Ringnasen angeordnet ist, wobei er den genannten Stirnflaechen benachbart eine Ringnut haben mag und achsial jenseits der Ringnut mit entsprechenden Flaechenteilen an zylindrischen Flaechenteilen der Ringnasen dichtend anliegt.

39.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass Ringnasen Stirnflaechen mit Formgebungen z. B. nach Fig. 19, versehen sind, die gegeneinander Eindrueckungen oder Abflachungen bilden, wenn die Elemente komprimieren und deren Abflachungen, Eindrueckungen von solcher Bemessung sind, dass keine Spalte zwischen benachbarten Stirnflaechen von Ringnasen entstehen und die Spannungen bei der Abflachung oder Eindrueckung in einem ertraeglichem Masse dadurch verbleiben, dass die radialen Abmessungen der Ringnasen entsprechend bemessen ausgebildet sind.