DE3712270C2

DE3712270C2 -

Info

Publication number: DE3712270C2
Application number: DE19873712270
Authority: DE
Inventors: Detlef 8521 Moehrendorf De Steller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1989-02-16
Also published as: DE3712270A1

Description

Verdrängermaschine, deren Wirkprinzip auf einer peri staltischen Bewegung beruht, sind bekannt. Eine solche Ma schine und deren vielfältige Anwendungsmöglichkeit ist mit dem Patent der FR-PS 9 61 579 genauer be schrieben.

Aus dieser Patentschrift geht hervor, daß der peristaltische Ablauf von einer wendelartigen Welle erzeugt, auf einzelne gegeneinander bewegliche Elemente übertragen wird und daß diese Bewegung, auf einen Schlauch übertragen, zu einer Bewegung mit linearem Verlauf führt. Der Schlauch bestimmt im wesentlichen die Einsatzgrenzen der Maschine mit den Parametern Druck, Temperatur, Massenstrom und lineare Strömungsrichtung.

Die Vereinigung der Auslegungskriterien auf ein Bauteil sowie der lineare Bewegungsablauf, stellt für die Anwendung eine Einschrän kung dar.

Aus diesen Nachteilen ergibt sich folgende Aufga benstellung:

- Einfacher Druck- und Kräfteausgleich
- Abkehr vom linearen Bewegungsablauf
- Vergrößerung des Massenstromes.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

- Der Druck- bzw. Kräfteausgleich erfolgt durch die ringför mige Gestalt der Verdrängerkörper und durch die, sich gegen überliegend ausbildenden, Arbeitskammern.
- Der lineare Bewegungsablauf wird durch die konzentrischen Ringe in eine dreidimensionale Ausdehnung gewandelt. Die drei Dimensionen sind durch die Ausdehnung in der Ringebe ne und in der Ringhöhe gegeben.
- Die Vergrößerung des Massenstromes ist durch die Ringflä che der Arbeitsquerschnitte sowie durch den Kräfteausgleich möglich.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Veränderung des Volumens in der Arbeitskammer, d. h. es kann eine innere Verdichtung bzw. Entspannung erreicht werden.

Dies ist durch mehrere der Erfindung eigenen Merkmale mög lich:

- Zu- oder Abnahme der Exzentrizität der Exzenterwelle,
- Zu- oder Abnahme der wendelartigen Steigung der Exzenter welle.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Anpassung der kraft einleitenden Elemente der Maschine an Betriebsbedingungen für verschiedene Anwendungsfälle, der erreicht wird durch:

- Die innere Anordnung mehrerer wendelförmiger Exzenterwellen
- Die Kraft- bzw. Drehmomentaufteilung durch die Verbindung der Wellen über Kegelzahnräder
- Die Anordnung der Exzenterwelle außerhalb des Gehäuses.

Die Verdrängermaschine mit all ihren Merkmalen wird nun an dem Ausführungsbeispiel Bild 1 und 2 erläutert. Die bei spielhafte Beschreibung umschreibt die Bauart und Arbeitswei se eines Kompressors.

Es zeigt Bild 1:
Das Medium tritt über den Ringquerschnitt zwischen dem größ ten Ring (1) und dem Gehäuse (5) in die Maschine ein. Die peristaltische Bewegung der Ringe (1) drängt das Medium in den Innenraum des kleinsten Ringes (1). Aus dem Bild ist nun ersichtlich, daß die wendelartigen Exzenterwellen (2) den äußeren, größten Ring mit größerer Exzentrizität be wegt als den inneren kleinsten Ring (1) und außerdem, daß die Steigung der Wendel von innen nach außen zunimmt. Diese Parameter zeigen, daß zum Erreichen einer möglichst großen Kompression die Hubhöhe, die Wendelsteigung und der Durchmesser des größten und des kleinsten Ringes (1) auslegungsbestimmend sind.

Der angestrebte radiale Kräfteausgleich erfolgt durch die ringförmige Gestalt der Verdrängerkörper; außerdem wird der kleinste Ring mit dem größten Innendruck beaufschlagt. Die Kraft in Richtung der Ringachse, die zur Verdrängung des Mediums erforderlich ist, wird durch mehrere Exzenterwellen (3 Stück-Teilung 120°) auf die Ringe übertragen. Ein Druckausgleich in axialer Richtung der Ringe stellt sich durch die Ausbildung gegenüberliegender Arbeitskammern ein.

Der Antrieb der drei Exzenterwellen erfolgt über die Kegel zahnräder (3) durch die Antriebswelle (4).

Es zeigt Bild 2:
Eine Maschine deren Arbeitsprinzip gleich dem der nach Bild 1 beschriebenen Maschine ist, jedoch ist die wendelartige Exzen terwelle (2) außerhalb des Maschinengehäuses (5). Die Kraft einleitung in die Ringe (1) wird mittels der Pleuel (8) und der Schubstangen (6), die von der Exzenterwelle (2) ausgehen, vorgenommen.

Diese beschriebene Verdrängermaschine eignet sich je nach ihrer Auslegung für folgende verschiedenen Anwendungen und Anordnungen:

- Mindestens zwei Maschinen werden einander zugeordnet, wo bei eine von ihnen als Kompressor dient und die andere Ma schine bzw. weitere Maschinen als Gasmotor eingesetzt ist bzw. sind. Bei notwendiger Umkehr der Drehrichtung an der Arbeitswelle wird die Funktion des Kompressors mit der eines Gasmotors getauscht.
- Eine Bauart der Maschine ist die Wasserkraftmaschine.
- Mehrere Maschinen bilden eine Energieumwandlungsanlage, wobei eine Verdrängermaschine als Kompressor zum Kom primieren des Arbeitsmediums, eine Maschine als Gasmotor zur Wandlung der Energie des Gases, eine Maschine als Pum pe zur Versorgung der Kühlstellen bzw. Kühlkreisläufe und eine Verdrängermaschine als Massenstromregler nach dem Gasmotor eingesetzt ist.

Claims

1. Verdrängermaschine mit mehreren gegeneinander ver schiebbaren Elementen, die durch mindestens eine Exenter welle bewegt werden und eine fortschreitende Abdichtung bil den, durch die eine peristaltische Verdrängerwirkung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ringe (1) konzentrisch ineinander geführt sind,
die Ringe (1) von der Exzenterwelle (2) in Richtung der Ringachse bewegt werden bzw. die Ringe (1) von der Exzen terwelle (2) in Richtung der Ringachse um die Ring achse bewegt werden,
die Exzenterwelle (2) senkrecht zur Ringachse angeordnet ist,
die fortschreitende Abdichtung durch die Ringe (1) kon zentrisch am Gehäuse (5) erfolgt.

2. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (2) axial zu- oder abnehmende Exzentrizität aufweisen kann.

3. Verdrängermaschine nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Steigung der Exzenterwelle (2) axial zu- oder abnehmend sein kann.

4. Verdrängermaschine nach Anspruch 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Exzen terwellen (2) angeordnet sind, die im Bereich des innersten Ringes (1) Kegelräder (3) aufweisen, die mit einem Zwischen kegelrad auf einer Welle (4) im Eingriff stehen.

5. Verdrängermaschine nach Anspruch 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Exzenterwel le (2) außerhalb des Gehäuses (5) angeordnet ist und über mehrere Pleuel (8) und Schubstangen (6) die Ringe (1) bewegt.