DE4020087A1 - Gasverdichter, vakuumpumpe oder gasexpansionsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasverdichter, eine Vakuum­ pumpe oder einen Gasexpansionsmotor, mit einem im Quer­ schnitt sichelähnlichen Arbeitsraum, der radial außen durch eine feststehende, einerseits eine Einlaßöffnung und andererseits eine Auslaßöffnung enthaltende Zylinderfläche und radial innen durch eine hierzu exzentrische, zu einer Rotationsbewegung antreibbare Zylinderfläche begrenzt und durch in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordne­ te, den Arbeitsraum durchquerende Schieber in einzelne Kammern unterteilt ist, wobei die Schieber mit der inneren Zylinderfläche in Umfangsrichtung drehfest und in radialer Richtung verschiebbar verbunden sind und an der äußeren Zylinderfläche anliegen.

Bei bekannten Verdichtern dieser Art wird die innere Zylinderfläche von der Umfangsfläche einer rotierenden Walze gebildet, in die entlang von Mantellinien verlaufen­ de Führungsschlitze eingearbeitet sind, in die jeweils ein aus Flachmaterial hergestellter Schieber eingesteckt ist. Durch die bei der Rotation auftretende Fliehkraft werden die Schieber nach außen gegen die feststehende äußere Zylinderfläche gedrängt.

Das durch die Einlaßöffnung in die Kammern eintretende Gas wird bei der Rotation aufgrund des sich zwischen der Ein­ laßöffnung und der Auslaßöffnung verkleinernden Kammer­ volumens komprimiert, so daß es in verdichtetem Zustand an der Auslaßöffnung austritt. Es ist ersichtlich, daß wäh­ rend dieses Weges von der Einlaß- zur Auslaßöffnung die Schieber die jeweils benachbarten Kammern möglichst gut gegeneinander abdichten müssen, um einen Gasübergang von der sich gerade verkleinernden Kammer in die nachfolgende Kammer zu vermeiden.

Insbesondere in dieser Hinsicht ist die bekannte Anord­ nung nachteilig. Da die Schieber unter der Fliehkraft gegen die äußere Zylinderfläche anliegen, erhält man nur eine lose Abdichtung, die dazuhin drehzahlabhängig ist. Außerdem handelt es sich um verhältnismäßig dünnwandige Schieber, so daß die wirksame Berührungsfläche zwischen ihnen und der äußeren Zylinderfläche entsprechend klein ist.

Des weiteren ist die Herstellung verhältnismäßig aufwen­ dig, da die Walze zum Einformen der die Schieber führenden Schlitze spanabhebend bearbeitet werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu­ grunde, einen Gegenstand der eingangs genannten Art zu schaffen, der neben einem unkomplizierten Aufbau bis zu verhältnismäßig hohen Druckwerten dicht arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere Zylinderfläche von jeweils zwischen zwei Schiebern verlaufenden Wandelementen mit teilringförmigem Quer­ schnitt gebildet wird, die zusammen einen Innenraum um­ schließen, in den die jeweils zwischen zwei Wandelementen hindurchtretenden Schieber ragen und in dem eine zur äußeren Zylinderfläche konzentrische Stützfläche angeord­ net ist, auf der die Schieber abgestützt sind, und daß sich die Schieber entweder an den Wandelementen oder an der äußeren Zylinderfläche und der Stützfläche gelenkig abstützen.

Auf diese Weise werden die Schieber durch die Stützfläche stets gegen die äußere Zylinderfläche gehalten, so daß die Dichtheit unabhängig von der Fliehkraft und somit von der Drehgeschwindigkeit ist. Der Radius der Stützfläche läßt sich so bemessen, daß eine den jeweiligen Erfordernissen entsprechende dichte Anlage der Schieber an die äußere Zylinderfläche erreicht wird. Ferner lassen sich die Schieber als verhältnismäßig breite Druckguß- oder Preß­ teile herstellen, so daß an den sich berührenden und gegeneinander gleitenden Flächen zusätzlich noch Dichtun­ gen angebracht werden könne.

Des weiteren liegt ein recht einfacher Aufbau vor, der auch einfach zu montieren ist. Hat man die Wandelemente, die Schieber und die Stützfläche zu einer in geeigneter Weise zusammengehaltenen Einheit montiert, kann sie ein­ fach in das die äußere Zylinderfläche bildende Verdich­ tungsgehäuse eingesetzt werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich bei umgekehr­ ter Rotationsrichtung eine Vakuumpumpe und bei entspre­ chend angepaßter Einlaß- und Auslaßöffnung ein Gasexpan­ sionsmotor ergibt.

Zweckmäßigerweise ist das die Stützfläche bildende Teil außer durch die Schieber ungelagert. Es handelt sich also um ein sozusagen fliegend angeordnetes Stützteil, an dessen Umfang mit winkelmäßiger Versetzung die Schieber angreifen, so daß eine selbsttätige Zentrierung stattfindet.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme besteht darin, daß die Wandele­ mente in axialer Richtung zwischen zwei die Wandelemente zen­ triert haltenden Befestigungsdeckeln angeordnet sind, so daß sich zusammen mit den Schiebern und dem Stützteil eine mit einer Antriebswelle verbundene, rotierende Baueinheit mit im wesentlichen zylindrischer Gestalt ergibt, an deren Umfang die Schieber entlang von Mantellinien vorstehen. Dabei kann das Stützteil Rohrgestalt aufweisen und die Antriebswelle durch das Abstützteil hindurch verlaufen. Es lassen sich dann beide Befestigungsdeckel mit der Antriebswelle verbinden, was zu einer stabilen Gesamtanordnung beiträgt. Es versteht sich, daß die Antriebswelle beiderseits der genannten Baueinheit im Verdichtergehäuse gelagert werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere zweckmäßige Ausgestaltungen werden nun anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Verdichters im Querschnitt gemäß der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 den Verdichter nach Fig. 1 im Längsschnitt gemäß der Schnittlinie II-II, in Teildarstellung,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Verdichters im der Fig. 1 entsprechenden Querschnitt und

Fig. 4 zwei der Abstützteile der Anordnung nach Fig. 3 in gesonderter Darstellung in Draufsicht.

Jeder der dargestellten Verdichter 1 (Fig. 1 und 2) und 1a (Fig. 3 und 4) dient zum Verdichten gasförmiger Stoffe und weist einen im Querschnitt sichelähnlichen Arbeitsraum 2 bzw. 2a auf, der ortsfest angeordnet ist. Dabei ist der Arbeitsraum 2 bzw. 2a radial außen durch eine vom Verdichtergehäuse gebildete Zylinderfläche 3 bzw. 3a und radial innen durch eine hierzu exzentrische, zu einer Rotationsbewegung in Richtung gemäß Pfeil 4 bzw. 4a antreibbare Zylinderfläche 5 bzw. 5a begrenzt. Vom Verdichtergehäuse ist nur die die äußere Zylinderfläche 3 bzw. 3a bildende Zylinderwand 6 bzw. 6a gezeigt, von der, wie in Fig. 2 angedeutet ist, noch Kühlrippen 7 abstehen können. Die Rotation der inneren Zylinderfläche 5 erfolgt um die Achslinie 8 bzw. 8a, während die Zentrumslinie der feststehenden äußeren Zylinderfläche 3 bzw. 3a bei 9 bzw. 9a angedeutet ist.

Die Zylinderwand 6 bzw. 6a enthält einerseits eine Einlaßöffnung 10 bzw. 10a und andererseits eine Auslaßöffnung 11 bzw. 11a, die sich im Querschnitt gesehen an den verjüngten Endbereichen des sichelähnlich verlaufenden Arbeitsraumes 2 bzw. 2a befinden. Dabei erstreckt sich die Einlaßöffnung 10 über einen größeren Umfangswinkel hinweg als die Auslaßöffnung 11.

Die Exzentrizität zwischen äußerer und innerer Zylinder­ fläche ist so gewählt, daß die innere Zylinderfläche 5 bzw. 5a in Rotationsrichtung 4 bzw. 4a im Anschluß an die Austrittsöffnung 11 bzw. 11a sich so nahe an die äußere Zylinderfläche 3 bzw. 3a annähert, daß man von einer Dichtwirkung sprechen kann. Anschließendan diesen Annähe­ rungsbereich ist dann wieder die Einlaßöffnung 10 bzw. 10a angeordnet.

Der Arbeitsraum 2 bzw. 2a ist durch in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete, den Arbeitsraum 2 bzw. 2a sowohl in parallel zu den Achslinien 8, 9 bzw. 8a, 9a ver­ laufender Längsrichtung als auch in radialer Richtung durchquerende Schieber 12 bzw. 12a in einzelne Kammern 13 bzw. 13a unterteilt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 sind drei solche Schieber 12 vorhanden, wäh­ rend es im Falle der Fig. 3 fünf Schieber 12a sind, die jeweils zwei Kammern 13 bzw. 13a voneinander trennen. Es versteht sich, daß die Anzahl auch eine andere sein kann. Wenn dabei von einer "radialen" Erstreckung der Schieber gesprochen wird, so ist hiermit nicht unbedingt eine genaue radiale Richtung sondern nur ein von radial innen nach radial außen, d. h. von der inneren Zylinderwand 5 bzw. 5a zur äußeren Zylinderwand 3 bzw. 3a gehender Ver­ lauf gemeint, der auch geneigt sein kann oder, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, beim Betrieb laufend oszilliert. Die Schieber 12 bzw. 12a sind mit der inneren Zylinderfläche 5 bzw. 5a in Umfangsrichtung drehfest und in radialer Richtung verschiebbar verbunden. Sie liegen ferner, wie aus der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht, stets an der äußeren Zylinderfläche 3 bzw. 3a an.

Bis jetzt handelt es sich um einen an sich üblichen Verdichterauf­ bau. Die über die Einlaßöffnung 10 bzw. 10a radial in die sich gerade vorbeidrehende Kammer 13 bzw. 13a einströmende Luft od. dgl. wird, hat sich der die Kammer hinten begrenzende Schieber über die Einlaßöffnung hinweg bewegt, so daß er ebenfalls gegen die äußere Zylinderwand 3 bzw. 3a abdichtet, bei weiterer Rotation der Schieberanordnung komprimiert, da sich das Kammervo­ lumen aufgrund der Sichelform des Arbeitsraums verjüngt. Auf diese Weise gelangt das Gas in komprimiertem Zustand zur Auslaß­ öffnung 11 bzw. 11a. Zusätzlich können in herkömmlicher Weise noch Ventile angebaut sein, die nicht eingezeichnet sind.

Die Schieber 12 bzw. 12a werden beim Rotieren der inneren Zylinderfläche 5 bzw. 5a von dem diese bildenden Teil mitgenommen. Da sie in radialer Richtung relativ zur inneren Zylinderfläche verschiebbar sind, ragen sie an jeder Umfangsstelle unterschiedlich weit vor die innere Zylinderfläche 5 bzw. 5a vor, und zwar im Ausmaß des lokalen Abstandes der beiden Zylinderflächen 3, 5 bzw. 3a, 5a voneinander.

Die innere Zylinderfläche 5 bzw. 5a wird von jeweils zwischen zwei Schiebern 12 bzw. 12a verlaufenden Wandelementen 14 bzw. 14a mit teilringförmigem Querschnitt gebildet. Zwischen jeweils zwei solchen Wandelementen 14 bzw. 14a tritt also einer der Schieber 12 bzw. 12a nach außen hin hindurch. Die Wandelemente 14 bzw. 14a ergeben zusammen, sieht man von den durch die Schieber gebildeten Unterbrechungsstellen ab, einen Hohlzylinder so daß sie einen Innenraum 15 bzw. 15a umschließen. In diesen Innenraum ragen die inneren Enden der Schieber 12 bzw. 12a. Dabei ist in dem Innenraum 15 bzw. 15a eine zur äußeren Zylinder­ fläche 3 bzw. 3a konzentrische Stützfläche 16 bzw. 16a angeordnet, auf der die Schieber 12 bzw. 12a abgestützt sind. Der Abstand zwischen der äußeren Zylinderfläche 3 bzw. 3a und der Stützfläche 16 bzw. 16a ist also rundum gleich, so daß man auch von einem innen durch die Stützfläche 16 bzw. 16a und außen durch die äußere Zylinderfläche 3 bzw. 3a begrenzten Ringraum sprechen kann, der durch die Schieber 12 bzw. 12a in in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Teilringräume unterteilt ist und in dem mit exzentrischer Achslinie 8 bzw. 8a die die innere Zylinderfläche 5 bzw. 5a bildenden Wandelemente 14 bzw. 14a verlaufen.

Das die Stützfläche 16 bzw. 16a bildende Teil ist bei den beiden bevorzugten Ausführungsbeispielen sozusagen fliegend ge­ lagert, d. h. es ist nicht selbst gelagert sondern wird von den sich an seinem Umfang abstützenden Schiebern an Ort und Stelle gehalten. Es hält die Schieber 12 bzw. 12a im konzentrischen Abstand zur äußeren Zylinderfläche 3 bzw. 3a und kann die Rotationsbewegung der von den Wandelementen 14 bzw. 14a mitge­ nommenen Schiebern 12 bzw. 12a mitmachen.

Die Wandelemente 14 bzw. 14a sind in axialer Richtung zwischen zwei Befestigungsdeckeln 16 angeordnet, von denen in Fig. 2 nur einer eingezeichnet ist, da es sich hier um eine Teildarstellung handelt. Am entgegengesetzten Ende ist der gleiche Befestigungs­ deckel vorgesehen. Der Verdichter gemäß Fig. 3 ist diesbezüglich entsprechend ausgebildet, so daß sich ein der Fig. 2 ent­ sprechender Längsschnitt für die aus Fig. 3 hervorgehende Aus­ führungsform erübrigt hat.

Die beiden Befestigungsdeckel 16 halten die Wandelemente 14 bzw. 14a an Ort und Stelle und zentrieren sie. Hierzu weisen die Befestigungsdeckel 16 an ihrer der Wandelementanordnung zugewandten Seite eine umlaufende Nut 17 auf, in die jedes Wandelement 14 bzw. 14a mit einem stirnseitig vorstehenden Zentriervorsprung 18 eingreift.

Die beiden Befestigungsdeckel 16 sind mit den Wandelementen 14 bzw. 14a drehfest verbunden, so daß sich eine aus den Befesti­ gungsdeckeln 16, den Wandelementen 14 bzw. 14a, den Schiebern 12 bzw. 12a und dem die Stützfläche 16 bzw. 16a bildenden Teil bestehende Baueinheit ergibt, die beim Betrieb rotiert und hierzu mit einer Antriebswelle 19 bzw. 19a drehfest verbunden ist. Die genannte Baueinheit weist eine durch die Wandelemente 14 bzw. 14a vorgegebene, im wesentlichen zylindrische Gestalt auf, wobei die Schieber 12 bzw. 12a am Umfang entlang von Mantellinien vorstehen.

In diesem Zusammenhang ist des weiteren zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Wandelemente 14 bzw. 14a zwischen den stirnseitig angeordneten Befestigungsdeckeln 16 verspannt sind. Dabei ist vorgesehen, daß das die Stützfläche 16 bzw. 16a bildende Teil Rohrgestalt aufweist und von einer Zylinderhülse 20 bzw. 20a gebildet wird, wobei die Antriebswelle 19 bzw. 19a durch die Zylinderhülse hindurch verläuft. Die Antriebswelle 19 bzw. 19a bildet die Achslinie 8 bzw. 8a. Sie durchsetzt ferner die beiden Befestigungsdeckel 16 und dient sozusagen als Zuganker zum Verspannen der Befestigungsdeckel gegeneinander, indem auf die Antriebswelle mindestens eine Spannmutter aufge­ schraubt ist, die gegen die zugewandte axiale Außenseite des betreffenden Befestigungsdeckels festgezogen wird. Dem entgegen­ gesetzten Befestigungsdeckel ist entweder eine ebenfalls auf die Antriebswelle aufgeschraubte Spannmutter oder ein sonstiger Radialvorsprung an der Antriebswelle zugeordnet. Durch dieses Verspannen erhält man die erwähnte drehfeste Verbindung der genannten Baueinheit mit der durchgehenden Antriebswelle.

Dem jeweiligen Befestigungsdeckel 16 in axialer Richtung vorge­ lagert ist noch ein feststehender Abschlußdeckel 22, der mit der die äußere Zylinderfläche 3 bzw. 3a bildenden Zylinderwand 6 bzw. 6a fest verbunden, beispielsweise verschraubt ist, wie bei 23 strichpunktiert angedeutet ist. Der Abschlußdeckel übergreift den die Rotationsbewegung mitmachenden Befestigungsdeckel 16 und die Spannmutter 21. Der Befestigungsdeckel 16 ist mittels eines Lagers 23 und die Antriebswelle mittels eines Lagers 24 am Abschlußdeckel 22 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 19 bzw. 19a ragt an einer Gehäuseseite aus dem zugewandten Abschluß­ deckel 22 und wird dort in nicht dargestellter Weise motorisch angetrieben.

Somit ergibt sich insgesamt ein baukastenartiger Aufbau. Hat man die rotierende Baueinheit zusammengesetzt und mittels der durchgehenden Antriebswelle, den Befestigungsdeckeln und den Spannmuttern 21 verspannt, wird sie in die Zylinderwand 6 bzw. 6a des Verdichtergehäuses eingesteckt, wonach man noch die beiden Abschlußdeckel 22 anbringt. Dabei wird die rotierende Baueinheit mittels der Abschlußdeckel 22 exzentrisch im von der Zylinderwand 6 bzw. 6a umschlossenen Raum gehalten.

Die an der äußeren Zylinderfläche 3 bzw. 3a anliegende Schieber­ seite kann zur Erhöhung der Dichtigkeit zwischen den Kammern 13 bzw. 13a einen oder mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Dichtleisten 25 bzw. 25a enthalten. Entsprechend können an den in Umfangsrichtung weisenden und seitlich an den Schiebern anliegenden Randflächen der Wandelemente 14 bzw. 14a Dichtleisten 26 bzw. 26a vorhanden sein.

Insgesamt sind die Kammern 13 bzw. 13a also gut gegeneinander abgedichtet. Hierzu trägt auch die verhältnismäßig breite Ausbildung der Schieber 12 bzw. 12a bei, die man als Druckgußteile oder Preßteile herstellen kann.

Des weiteren kann bei beiden Ausführungsformen eine die Reibung zwischen Schieber und äußerer Zylinderfläche vermindernde Schmierung vorgesehen werden. Hierzu können in den Schiebern 12 bzw. 12a vom Bereich zwischen den Wandelementen 14 bzw. 14a und der Stützfläche 16 bzw. 16a ausgehende und bis zur an der äußeren Zylinderfläche 3 bzw. 3a anliegenden Schieberseite verlaufende Schmiermittelkanäle verlaufen. In Fig. 3 ist für jeden Schieber ein sich in axialer Richtung erstreckender Schmiermittelkanal 27 eingezeichnet, der einerseits über einen inneren radialen Schmiermittelkanal mit dem Raum 15a innerhalb der Wandelemente 14a und andererseits über einen radialen äußeren Schmiermittelkanal mit der der äußeren Zylinderwand 3a zugewandten Schieberseite verbunden ist. Die beiden radialen Schmiermittelkanäle sind der Übersichtlichkeit wegen nicht eingezeichnet.

Für das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 kann entsprechendes gelten.

Der außen von den Wandelementen 14 bzw. 14a und innen von der Zylinderhülse 20 bzw. 20a begrenzte Raum 15 bzw. 15a wird durch die Schieber 12 bzw. 12a ähnlich wie der Arbeitsraum 2 bzw. 2a in sich beim Rotieren laufend vergrößernde und verkleinernde Einzelkammern unterteilt. Füllt man diesen Raum 15 bzw. 15a mit einem Schmiermittelvorrat, so wird durch dieses oszillierende Vergrößern und Verkleinern eine Pumpwirkung erzeugt, mit deren Hilfe das Schmiermittel durch die erwähnten Schmiermittelkanäle nach außen zur äußeren Zylinderfläche 3 bzw. 3a gebracht wird.

Während die bisherige Beschreibung für beide Ausführungs­ beispiele gilt, wird im folgenden noch auf die Unterschiede eingegangen:
Im Falle der Fig. 1 und 2 sind die Schieber 12 in sich starre Gebilde, die um die Achslinie 9 rotieren, und zwar mit stets gleich­ bleibendem Winkel zur äußeren Zylinderfläche 3 und zur Stützfläche 16. Dabei weisen die Schieber 12 am inneren Ende einen T-ähnlich angeformten, jedoch kreisbogenförmig gekrümmten Quersteg 28 auf, der der Stützfläche 16 entsprechend gekrümmt ist und auf dieser aufliegt. Da also die Schieber 12 rotationssymmetrisch umlaufen, müssen sich die exzentrisch angeordneten Wandelemente 14 gelenkig an den Seitenflächen der Schieber 12 abstützen, da sich bei der Rotation, wenn die Schieber ihre Ein- und Ausfahrbewegung aus­ führen, der Winkel zwischen dem jeweiligen Schieber und den benachbarten Wandelementen laufend ändert. Diese gelenkige Verbindung zwischen den Schiebern 12 und den Wandelementen 14 kann wie beim Ausführungsbeispiel durch an den in Umfangs­ richtung weisenden Wandelement-Randflächen verdrehbar gelagerte, sich über die Wandelementlänge erstreckende und am jeweiligen Schieber 12 anliegende Profilstäbe 29 gebildet werden. Es handelt sich hier um Profilstäbe 29 mit teilzylindrischer Außengestalt, die in eine entsprechend teilzylindrische Aus­ nehmung 30 am betreffenden Wandelement eingelegt sind, so daß sie sich verdrehen und somit an die momentane Relativlage des jeweiligen Schiebers anpassen können. Die Profilstäbe 29 können die schon erwähnte Dichtleiste 26 enthalten.

Im Unterschied hierzu sind im Falle der Fig. 3 die Schieber 12a gelenkig sowohl gegen die äußere Zylinderfläche 3a als auch gegen die Stützfläche 5a abgestützt. Dabei wird die gelenkige Verbindung zwischen den Schiebern 12a und mindestens der äußeren Zylinderfläche 3a durch an den in radialer Richtung weisenden Schieber-Randflächen, die der äußeren Zylinderfläche 3a zugewandt sind, verdrehbar gelagerte, sich über deren Länge erstreckende und an der Zylinderfläche 3a anliegende Profilstäbe 31 gebildet, die den Profilstäben 29 entsprechen und ebenfalls in einer teilzylindrischen Ausnehmung 32 an der Schieber-Randfläche gelagert sein können. Im dargestellten Falle nehmen die Profilstäbe 31 die Dichtleisten 25a auf.

Radial innen sind die Schieber 12a dagegen etwas anders ge­ lenkig abgestützt. Es handelt sich hier um eine nur stellen­ weise gelenkige Abstützung gegen die Stützfläche, wobei eine Kugelfläche 33 vorgesehen sein kann. Dabei können über die Schieberlänge gesehen mehrere solche Gelenkstellen vorhanden sein.

Bei der Rotationsbewegung behalten die Schieber ihre Winkellage zu den Wandelementen 14a bei. Dagegen ändert sich ihre Winkelstellung relativ zur äußeren Zylinderfläche 3a und zur Zylinderhülse 20a. Dieses Hin- und Herpendeln wird durch die genannten gelen­ kigen Abstützungen ermöglicht. Ferner ist in diesem Zusammen­ hang vorgesehen, daß die Schieber 12a jeweils über ein in Umfangsrichtung verschieblich auf der Stützfläche 16a gelagertes und die gelenkige Verbindung herstellendes Abstützteil 35 abgestützt sind, das also lose auf der Zylinderhülse 20a sitzt und dessen Krümmung aufweist. Auf ihm stützt sich der betreffende Schieber ab, wobei das Abstützteil 35 im dargestellten Falle eine eine der Schieber-Kugelfläche 33 entsprechende Lager- Einmuldung aufweist, in die die Kugelfläche 33 einsitzt.

Da sich die Abstützteile 35 bei der Rotation in Umfangsrichtung gesehen aufeinander zu und voneinander weg bewegen, dabei jedoch aus Stabilitätsgründen eine möglichst große Umfangserstreckung haben sollten, können Sie eine solche Gestalt aufweisen, daß sie, wiederum in Umfangsrichtung gesehen, ineinander greifen können. So können Sie beispielsweise einerseits zwei in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnete äußere Schenkel 36, 37 und andererseits einen mittleren Schenkel 38 aufweisen, der in Umfangsrichtung zwischen die Schenkel 36, 37 des benachbarten Abstützteils eintreten kann. ln Fig. 3 wurde die schenkelige Ausbildung der Abstützteile der Übersicht­ lichkeit wegen nicht eingezeichnet.

Die Schieber 12a der Ausführungsform nach Fig. 3 weisen ferner zwei durch die Kraft einer Feder 39 voneinander weg gedrückte Schieberteile 40, 41 auf, von denen sich das eine Schieberteil 40 gegen die äußere Zylinderfläche 3a und das andere Schieberteil 41 gegen die Stützfläche 16a (über das betreffende Abstützteil 35) abstützt, wobei beim Ausführungsbeispiel an dem Schieberteil 41 die Kugelfläche 33 ausgebildet ist. Auf diese Weise können die Schieber 12a elastisch ihre Länge verändern, so daß sie trotz ihrer der Rotation überlagerten Pendelbewegung um die Durch­ trittsstelle zwischen den beiden benachbarten Wandelemen­ ten 14a hindurch stets beidenends fest anliegen.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß der oben ausführ­ lich erläuterte Gegenstand, kehrt man die Rotationsrich­ tung um, auch als Vakuumpumpe arbeiten kann. Daher gilt die obige Beschreibung sinngemäß auch für die Verwendung als Vakuumpumpe.

Eine weitere Verwendung ist die als Gasexpansionsmotor.

Hiermit ist gemeint, daß an der Einlaßöffnung ein Gas mit hohem Druck ankommt, in die betreffende Kammer eintritt, hierbei eine Rotation in der dargestellten Richtung er­ zeugt und sodann mit vermindertem Druck durch die Auslaß­ öffnung abströmt. Um dies zu erreichen, muß die Auslaß­ öffnung im Unterschied zur Zeichnung entgegen dem Uhrzei­ gersinn an die Stelle verlagert werden, an der das Kammer­ volumen seinen größten Wert erreicht. An dieser Stelle sind die die jeweilige Kammer in Rotationsrichtung vorne und hinten begrenzenden Schieberflächen etwa gleich groß. Würde die die Kammer vorne begrenzende Schieberfläche auf dem Weg zur Auslaßöffnung kleiner als die die Kammer hinten begrenzende Schieberfläche werden, würde sich eine der Rotation entgegengesetzte Gegenkraft ergeben. Anson­ sten sollte bei dieser Verwendung auch die Einlaßöffnung in der Zeichnung entgegen dem Uhrzeigersinn etwas ver­ lagert und außerdem schmäler gemacht werden.

Claims (10)

1. Gasverdichter, Vakuumpumpe oder Gasexpansionsmotor, mit einem im Querschnitt sichelähnlichen Arbeitsraum, der radial außen durch eine feststehende, einerseits eine Ein­ laßöffnung und andererseits eine Auslaßöffnung enthalten­ de Zylinderfläche und radial innen durch eine hierzu ex­ zentrische, zu einer Rotationsbewegung antreibbare Zylin­ derfläche begrenzt und durch in Umfangsrichtung mit Ab­ stand zueinander angeordnete, den Arbeitsraum durchqueren­ de Schieber in einzelne Kammern unterteilt ist, wobei die Schieber mit der inneren Zylinderfläche in Umfangsrichtung drehfest und in radialer Richtung verschiebbar verbunden sind und an der äußeren Zylinderfläche anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Zylinderfläche (5; 5a) von jeweils zwischen zwei Schiebern (12; 12a) verlaufen­ den Wandelementen (14; 14a) mit teilringförmigem Quer­ schnitt gebildet wird, die zusammen einen Innenraum (15; 15a) umschließen, in den die jeweils zwischen zwei Wand­ elementen hindurchtretenden Schieber ragen und in dem eine zur äußeren Zylinderfläche (3; 3a) konzentrische Stütz­ fläche (16; 16a) angeordnet ist, auf der die Schieber (12; 12a) abgestützt sind, und daß sich die Schieber (12 bzw. 12a) entweder an den Wandelementen (14) oder an der äuße­ ren Zylinderfläche (3a) und der Stützfläche (16a) gelenkig abstützen.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung zwischen den Schiebern (12) und den Wandelementen (14) durch an den in Umfangsrich­ tung weisenden Wandelement-Randflächen verdrehbar gela­ gerte, sich über deren Länge erstreckende und am jewei­ ligen Schieber anliegende Profilstäbe (29) gebildet wird.

3. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung zwischen den Schiebern (12a) und mindestens der äußeren Zylinderfläche (3a) durch an den in radialer Richtung weisenden Schieber-Randflächen verdrehbar gelagerte, sich über deren Länge erstreckende und an der Zylinderfläche (3a) anliegende Profilstäbe (31) gebildet wird.

4. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schieber (12a) nur stellenweise, insbe­ sondere über eine Kugelfläche (33), gelenkig gegen die Stützfläche (20a) abgestützt sind.

5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (12a) zwei durch Federkraft in Richtung voneinander weg gedrückte Schieber­ teile (40, 41) aufweisen, von denen sich das eine Schie­ berteil (40) gegen die äußere Zylinderfläche (3a) und das andere Schieberteil (41) gegen die Stützfläche (16a) abstützt.

6. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (12a) über ein in Umfangsrichtung verschieblich auf der Stützfläche (16a) gelagertes und die gelenkige Verbindung herstellendes Abstützteil (35) abgestützt sind.

7. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stützfläche (16; 16a) bildende Teil außer durch die Schieber (12; 12a) ungelagert ist.

8. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente (14; 14a) in axialer Richtung zwischen zwei die Wandelemente zentriert halten­ den Befestigungsdeckeln (16) angeordnet sind, so daß die Befestigungsdeckel (16), die Wandelemente (14; 14a), die Schieber (12; 12a) und die Stützfläche eine mit einer Antriebswelle (19; 19a) drehfest verbundene rotierende Baueinheit mit im wesentlichen zylindrischer Gestalt und am Umfang entlang von Mantellinien vorstehenden Schiebern bilden.

9. Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stützfläche bildende Teil Rohrgestalt aufweist und die Antriebswelle (19; 19a) durch das rohrförmige Teil (20; 20a) hindurch verläuft.

10. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schiebern vom Bereich zwischen den Wandelementen und der Stützfläche ausgehende und bis zur an der äußeren Zylinderfläche anliegenden Schieber­ seite verlaufende Schmiermittelkanäle (27) verlaufen.