DE4025897A1 - Arbeitsmaschine - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
- F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
- F01C21/0827—Vane tracking; control therefor by mechanical means
- F01C21/0836—Vane tracking; control therefor by mechanical means comprising guiding means, e.g. cams, rollers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
- F04C2/3441—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschine
nach Art einer Treibschieberpumpe oder eines Treibschie
bermotors mit einem in einem Gehäuse verdrehbar angeord
neten Rotor, der in einer Arbeitskammer eingesetzt ist,
die in einen Förderbereich und einen diesem gegenüberlie
genden etwa gleichlang bemessenen Dichtbereich sowie
zwischen diesen vorgesehene mit Einlaß- und Auslaßöff
nungen ausgestattete Steuerbereiche unterteilt ist und
eine gekrümmt ausgebildete Innenwandung aufweist, an der
in dem Rotor radial verschiebbar angeordnete Schieber im
Förder- und Dichtbereich dichtend anliegen, und wobei der
Förder- und Dichtbereich mit unterschiedlichen Radien
konzentrisch um die Rotationsachse des Rotors gekrümmt
sind und der Radius des Förderbereichs größer bemessen
ist als der Radius des Dichtbereichs.
Eine Rotationspumpe dieser Art ist durch die DE-A-38 12 794
bekannt. Bei dieser Pumpe sind jeweils zwei einander
gegenüberliegend angeordnete Schieber durch eine Platte
gebildet und die Platten sind kammartig ineinanderge
steckt und verschiebbar in durchgehenden in den Rotor
eingearbeiteten Schlitzen eingesetzt. Zwar sind die
Platten in ihrer Länge derart bemessen, daß diese der
Summe der Radien des Förder- und des Dichtbereiches ent
sprechen, so daß die Schieber in diesen Bereichen dichtend
an der Innenwandung der Arbeitskammer anliegen, bei jeder
Umdrehung des Rotors müssen die Platten aber zweimal um
die Höhe der Förderkammer in den Schlitzen verschoben
werden. Pro Umdrehung des Rotors schlagen somit die Schie
ber, die eine hohe Gewichtskraft aufweisen, mehrfach in
den Steuerbereichen an die Wandung an, für hohe Drehzahlen
ist demnach eine derartige Arbeitsmaschine, da die dadurch
bedingten Betriebsgeräusche hoch und der durch das Auf
schlagen hervorgerufene Verschleiß groß sind, nicht
geeignet.
Des weiteren ist von Nachteil, daß die starr miteinander
verbundenen Schieber nicht hydrostatisch ausgeglichen
werden können. Die auf die Schieber im Förderbereich und
in dem der Druckseite zugeordneten Verstellbereich ein
wirkenden Kräfte müssen somit in voller Höhe im Dicht
bereich sowie in dem anderen Verstellbereich an dem
Gehäuse abgestützt werden. Dies wiederum führt insbesondere
während des Verstellens der Schieber zu hohen Reibungsver
lusten und ebenfalls zu Geräuschen. Und da in den Rotor
sich kreuzende durchgehende Schlitze, durch die auch
die seitliche Abdichtung der Arbeitskammer beeinträchtigt
wird, einzuarbeiten sind, ist eine hohe Stabilität nicht
gegeben und der Rotor kann nicht beidseitig gelagert werden.
Der Einsatzbereich der bekannten Rotationspumpe ist daher
äußerst beschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Arbeitsmaschine
der eingangs genannten Gattung in der Weise auszubilden,
daß diese nicht nur sehr vielseitig, insbesondere zum
Fördern von Medien und auch als Motor verwendbar ist, son
dern daß vor allem eine beidseitige Lagerung des Rotors
und ein geräuscharmer Betrieb bei geringen Reibungs
verlusten möglich sind. Im Dichtbereich und dem einen
Verstellbereich sollen hierbei die Schieber nicht zusätz
lich durch eine Beaufschlagung der gegenüberliegend
angeordneten Schieber an die Innenwandung des Gehäuses
angepreßt werden. Dennoch soll gewährleistet sein, daß
diese im Förder- und Dichtbereich dichtend an der Innen
wandung anliegen. Der Bauaufwand, mittels dem dies zu
bewerkstelligen ist, soll gering gehalten werden, auch
soll die Stabilität des Rotors nicht beeinträchtigt
sein.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Arbeitsmaschine
der vorgenannten Art dadurch erreicht, daß jeweils zwei
in diametral einander gegenüberliegend in den Rotor einge
arbeiteten schlitzartigen Aufnahmekammern eingesetzte
Schieber über ein oder mehrere an diesen im Förder- und
Dichtbereich anliegende im Rotor verschiebbar geführte
Gestänge gegenseitig abgestützt sind, daß die Schieber
und/oder der Rotor mit Freisparungen ausgestattet sind,
durch die der innere Bereich einer Aufnahmekammer jeweils
mit einer der neben dieser vorgesehenen Förderkammern des
Rotors verbunden ist, und daß die Durchführungen der
Gestänge im Rotor druckdicht ausgebildet sind.
Die Gestänge können hierbei in einfacher Ausgestaltung
durch vorzugsweise jeweils zwei mit seitlichem Abstand
zueinander und symmetrisch im Rotor angeordnete Bolzen
gebildet sein, die radial verschiebbar im Rotor dichtend
geführt und an deren Stirnflächen die Schieber im Förder
und Dichtbereich abgestützt sind.
Bei einer Arbeitsmaschine mit vier in einer Ebene in dem
Rotor angeordneten Schiebern ist es aber auch möglich, das
Gestänge durch eine in einer zentrischen Ausnehmung des
Rotors radial verstellbare Scheibe mit einer zylindrischen
oder quadratischen Querschnittsfläche oder durch eine
Kugel und in den Rotor verschiebbar eingesetzte Bolzen
oder an den Schiebern angeformte im Rotor druckdicht ge
führte Ansätze zu bilden, über die die Schieber im Förder
und Dichtbereich an der Scheibe oder der Kugel abgestützt
sind. Die Ausnehmung sollte hierbei eine Bohrung sein,
deren Durchmesser mindestens um den Verstellweg der Schie
ber größer bemessen ist als der Durchmesser der zylindri
schen Scheibe oder der Kugel bzw. als die Diagonale der
quadratischen Scheibe.
Zweckmäßig ist es ferner, die Gestänge jeweils derart
in den Rotor einzusetzen, daß die Wirkungslinien zwischen
zwei Schiebern durch die Rotationsachse des Rotors ver
laufen.
Des weiteren sollten die Schieber an ihrer an der Innen
wandung der Arbeitskammer des Gehäuses anliegenden Stirn
fläche mit einem Radius gekrümmt sein, der dem Krümmungs
radius des Förderbereiches der Arbeitskammer entspricht.
Vorteilhaft ist es ferner, die beiden Steuerbereiche
jeweils unter einem Radius zu krümmen, der größer bemessen
ist als der Radius des Dichtbereiches der Arbeitskammer
und der in die Radien des Förder- und Dichtbereiches über
geht und der Einlaßöffnung und/oder der Auslaßöffnung
sollte jeweils eine nierenförmig ausgebildete Freisparung
zuzuordnen sein, die vorzugsweise etwa konzentrisch zu den
Steuerbereichen oder etwa konzentrisch zu dem Rotor ver
laufen und sich ganz oder teilweise über deren Länge
erstrecken. Auch sollte insbesondere bei der Förderung von
Gasen der Rotor einen Außendurchmesser aufweisen, der dem
zweifachen Radius des Dichtbereiches der Arbeitskammer
entspricht, bei der Förderung von flüssigen Medien sollte
dagegen des Außendurchmesser der kleiner als der doppelte
Radius des Dichtbereiches bemessen sein.
Zur Reduzierung der Gewichtskraft der Schieber ist es
angebracht, diese als Hohlkörper auszubilden und/oder mit
Freisparungen zu versehen. Die Schieber können aber auch
aus einem Werkstoff mit geringer Wichte hergestellt werden.
Und um eine gute seitliche Abdichtung zu gewährleisten,
sollte beiderseits des Rotors diese auf einem jeweils glei
chen Durchmesserbereich übergreifende Dichtscheibenan
geordnet sein.
Werden bei einer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1
ausgebildeten Arbeitsmaschine die Schieber gemäß der
Erfindung jeweils in Aufnahmekammern eingesetzt, deren
Grund an eine der benachbarten Förderkammern angeschlossen
ist, und werden jeweils zwei einander gegenüberliegend
angeordnete Schieber über ein Gestänge abgestützt, dessen
Durchführungen im Rotor druckdicht ausgebildet sind, so
ist es möglich, die inneren Stirnseiten der Schieber im
Förderbereich und in dem der Druckseite zugeordneten Ver
stellbereich mit dem gleichen Druckmitteldruck zu beauf
schlagen wie deren äußere Stirnseiten, so daß im Dicht
bereich und in dem anderen Verstellbereich nahezu keine
Kräfte an dem Gehäuse abzustützen sind. Im Förderbereich
sowie in einem der Verstellbereiche sind die Schieber
somit hydrostatisch ausgeglichen und beeinflussen die je
weils gegenüberliegenden Schieber nicht, sie liegen aber
dennoch, da über die Gestänge eine starre Verbindung ge
schaffen ist, gesteuert durch den Dichtbereich dichtend
an der Innenwandung der Arbeitskammer an. Auch bei mit
hohen Drehzahlen umlaufenden Rotoren ist demnach gewähr
leistet, daß die Reibungsverluste und der dadurch bedingte
Verschleiß an den Schiebern und dem Gehäuse gering sind
und daß keine hohen Betriebsgeräusche auftreten, eine
lange Lebensdauer der vorschlagsgemäß ausgebildeten
Arbeitsmaschine ist demnach gewährleistet.
Des weiteren ist von Vorteil, daß in den Rotor keine
durchgehenden die Schieber aufnehmenden Aussparungen
einzuarbeiten sind und dieser somit nicht in unnötiger
Weise geschwächt wird. Die Durchführungen der Gestänge
können vielmehr als Bohrungen ausgebildet werden. Auch
kann der Rotor beidseitig gelagert werden, eine druck
dichte Abdichtung der Durchführungen der Gestänge sowie
der Aufnahmekammern ist somit ohne Schwierigkeiten zu
bewerkstelligen. Dies wirkt sich ebenfalls günstig auf das
Betriebsverhalten und die Lebensdauer der Arbeitsmaschine
aus. Und da die Schieber wie auch die Gestänge massearm
gestaltet und leicht verschiebbar in den Aufnahmekammern
bzw. den Durchführungen gelagert werden können, ist trotz
des geringen Bauaufwandes ein störungsfreier Betrieb,
und zwar auch bei hohen Drehzahlen des Rotors, sicherge
stellt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der
gemäß der Erfindung ausgebildeten Arbeitsmaschine darge
stellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind.
Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine mit einem in einem Gehäuse eingesetzten
Rotor versehene Arbeitsmaschine in einem
Axialschnitt,
Fig. 2 die Arbeitsmaschine nach Fig. 1 in einem
Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 die bei der Arbeitsmaschine nach Fig. 1
vorgesehenen Schieber mit den Gestängen in
Ansicht,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Arbeits
maschine gemäß Fig. 1 in einem Axialschnitt,
Fig. 5 die Arbeitsmaschine nach Fig. 8 in einem
Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.
Fig. 6 und 7
jeweils ein bei der Arbeitsmaschine nach
Fig. 4 vorgesehenes Schieberpaar in unter
schiedlichen Ausgestaltungen
und
Fig. 8 eine andersartige Ausführungsform des die
Schieber abstützenden Gestänges bei der
Arbeitsmaschine nach Fig. 4 in einer Dar
stellung gemäß Fig. 5.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte und mit 1 be
zeichnete Arbeitsmaschine dient zum Fördern von flüs
sigen oder gasförmigen Medien und besteht im wesentlichen
aus einem Gehäuse 2, in das eine Arbeitskammer 3 mit
einer gekrümmt ausgebildeten Innenwandung 4 eingearbeitet
ist, sowie einem in dieses eingesetzten Rotors 11, der
mittels einer aus dem Gehäuse 2 herausgeführten Welle
12 von einem nicht gezeigten Motor angetrieben werden kann.
Seitlich neben dem Gehäuse 2 sind jeweils eine Dichtschei
be 5 und 6 sowie ein Flansch 7 und 8 angeordnet, die
durch Schrauben 9 miteinander verspannt sind. Mittels
Lager 13 und 14 ist der Rotor 11 drehbar in den Flanschen
7 und 8 gelagert, und der Durchgang der Welle 12 durch
den Flansch 7 ist mit Hilfe einer Dichtung 10 abgedichtet.
In den Rotor 11 sind jeweils paarweise einander gegenüber
liegend und gleichmäßig über den Umfang verteilt ange
ordnete Aufnahmekammern 15, 15′, 16, 16′ und 17, 17′
eingearbeitet, in denen Schieber 18, 18′, 19, 19′ und
20, 20′ eingesetzt sind. Über Gestänge 21, 22 und 23 sind
die Schieber 18, 18′ bzw. 19, 19′ bzw. 20, 20′ beim
Durchfahren eines Förderbereiches F und eines Dicht
bereiches D aneinander abgestützt. Die Gestänge 21, 22
und 23 sind hierbei jeweils durch zwei mit seitlichem
Abstand zueinander angeordenten Bolzen 24, 24′, 25, 25′,
26, 26′ gebildet, die in in den Rotor 11 eingearbeitete
Bohrungen 27, 27′, 28, 28′ und 29, 29′ dichtend eingesetzt
sind.
Außerdem weist die Pumpe 1 eine Einlaßöffnung 31 sowie
eine Auslaßöffnung 33 auf, denen jeweils nierenförmig
ausgebildete Freisparungen 32 bzw. 34 zugeordnet sind.
Die Arbeitskammer 3 des Gehäuses 2 ist, wie dies in Fig.
2 eingezeichnet ist, in einen mit F gekennzeichneten
Förderbereich sowie einen diametral diesem gegenüberlie
genden Dichtbereich D unterteilt, und zwischen diesen
ist jeweils ein Steuerbereich St1 bzw. St2 vorgesehen. Der
Förderbereich F wie auch der Dichtbereich D sind konzen
trisch zur Rotationsachse A des Rotors 11 gekrümmt ausge
bildet, und zwar mit den unterschiedlichen Radien R1
und R2. Der Radius R1 ist hierbei jedoch größer bemessen
als der Radius R2 und die Differenz zwischen diesen
bildet die Höhe der Förderzellen zwischen zwei der Schie
ber 18, 19, 20, 18′, 19′ und 20′. Außerdem sind in die
Schieber 18, 18′, 19, 19′ und 20, 20′ in deren Seiten
flächen Freisparungen 35, 35′, 36, 36′ bzw. 37, 37′ ein
gearbeitet, durch die jeweils der untere Bereich 15′′,
16′′ und 17′′ der Aufnahmekammern 15, 15′, 16, 16′ und
17, 17′ mit einer der benachbarten Förderkammern des
Rotors 11, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit der
der jeweiligen Aufnahmekammer 15, 15′, 16, 16′ und 17, 17′
nachfolgenden Förderkammer verbunden ist. Der in den
Förderkammern herrschende Druckmitteldruck wird somit in
den unteren Bereich 15′′, 16′′ und 17′′ der Aufnahme
kammern 15, 15′, 16, 16′ und 17, 17′ eingeleitet und
wirkt demnach, da die Durchführungen der Bolzen 24, 24′,
25, 25′ und 26, 26′ im Rotor 11 druckdicht gestaltet sind,
auch auf die inneren Stirnflächen der Schieber 18, 18′,
19, 19′ und 20, 20′ ein, so daß diese hydrostatisch
ausgeglichen sind und keine Kraft auf den jeweils gegen
überliegenden Schieber einwirkt.
Die Gestänge 21, 22 und 23 bzw. die diese bildenden
Bolzen 25, 25′, 26, 26′ und 27, 27′ sowie die jeweils
zugeordneten Schieber 18, 18′, 19, 19′ und 20, 20′ sind
hierbei derart bemessen, daß deren Länge und Höhe der
Summe der Radien R1 und R2 des Förder- und Dichtbereiches
F und D entsprechen. Dadurch ist gewährleistet, daß
trotz des hydraulischen Ausgleichs der Schieber 18,
18′, 19, 19′, 20, 20′ im Förderbereich F diese dennoch
dichtend an der Innenwandung 4 der Arbeitskammer 3 an
liegen. Und da die Stirnflächen 30 der Schieber 18, 18′,
19, 19′, 20, 20′ mit einem Radius gekrümmt sind, der dem
Krümmungsradius R1 des Förderbereiches F entspricht, ist
eine zuverlässige flächige Abdichtung gegeben.
Bei Inbetriebnahme der Arbeitsmaschine 1 wird durch den
angetriebenen Rotor 11 im Steuerbereich St1 das Druck
medium über die Einlaßöffnung 31 sowie die nierenförmige
Freisparung 32 angesaugt und in den um die Rotationsachse
A des Rotors 11 gekrümmten Förderbereich F gefördert.
Sobald beispielsweise der Schieber 20′ den Förderbereich
F erreicht, wird dieser Bereich zur Auslaßöffnung 33 hin
abgedichtet und das eingeschlossene Druckmedium wird
von dem Schieber 20′ in die Auslaßleitung 33 gedrückt; es
wird somit in Abhängigkeit von dem Gegendruck ein Druck
aufgebaut. Bevor jedoch der Schieber 20′ den Förderbereich
F verläßt, hat der nachfolgende Schieber 19′ den Förder
bereich F erreicht und durch diesen wird nun das einge
schlossene Druckmedium weiter gefördert.
Auch im Dichtbereich D, der ebenfalls um die Rotations
achse A des Rotors 11 gekrümmt ist, allerdings mit dem
kleineren Radius R2, liegen die Schieber 18, 18′, 19, 19′,
20, 20′, zumal deren äußere Stirnflächen 30 mit dem
Radius R1 des Förderbereiches F gekrümmt ausgebildet
sind, nahezu flächig an der Innenwandung 4 an. Und da
die Schieber 18, 18′, 19, 19′, 20, 20′ über die Gestänge
21, 22, 23 beim Durchfahren des Förder- und Dichtbereiches
D und F gewissermaßen starr miteinander gekoppelt sind,
ist gewährleistet, daß trotz der Beaufschlagung der
inneren Bereiche 15′′, 16′′ und 17′′ der Aufnahmekammern
15, 15′, 16, 16′, 17, 17′ die Schieber 18, 18′, 19,
19′, 20, 20′ im Förderbereich F dichtend an der Innenwand
4 der Arbeitskammer 3 anliegen.
Die Schieber 18, 18′, 19, 19′, 20, 20′ sind somit nur
beim Durchfahren des Förder- und Dichtbereiches F und D
durch die Gestänge 21, 22, 23 zwangsgeführt, in dem im
Durchmesser größer bemessenen der Druckseite zugeordneten
Steuerbereich St2 sind sie ebenfalls hydrostatisch ausge
glichen und können durch die Verstellkurve des Steuerbe
reichs St2 leicht verstellt werden. Schlagende Geräusche
treten somit, zumal die Schieber 18, 18′, 19, 19′, 20, 20′
massearm gestaltet werden können, auch bei einem mit hohen
Drehzahlen umlaufenden Rotor 11 nicht auf. Und da die Auf
nahmekammern 15, 15′, 16, 16′, 17, 17′ ohne Schwierig
keiten durch eine entsprechende Ausbildung der Durch
führungen der Bolzen 24, 25, 26 im beiderseitig gelagerten
Rotor 11 wie auch der seitlich neben diesen angeordneten
Dichtscheiben 5 und 6, die den Rotor 11 jeweils auf einem
gleichen Durchmesserbereich durchgreifen, druckdicht abge
dichtet werden können, sind auch bei hohen Betriebsdrücken
die in Kauf zu nehmenden Druckverluste gering und es ist
ein guter Wirkungsgrad gegeben.
Die in den Fig. 4 bis 8 im einzelnen dargestellte und
mit 41 bezeichnete Arbeitsmaschine ist in gleicher Weise
aufgebaut wie die Arbeitsmaschine 1 nach den Fig. 1 bis
3. In einem Gehäuse 42 ist hierbei wiederum in einer mit
einer gekrümmten Innenwandung 44 versehenen Arbeitskammer
43 ein Rotor 51 eingesetzt, der mittels einer Welle 52
antreibbar und dessen Arbeitskammer 43 durch seitliche
Dichtscheiben 45 und 46 abgedichtet ist. Außerdem ist der
Rotor 51 durch Lager 53 und 54 in Flanschen 47 und 48, die
durch Schrauben 49 miteinander verspannt sind, beidseitig
gelagert, und die Durchführung der Welle 42 ist in dem
Flansch 47 durch eine Dichtung 50 abgedichtet.
Bei der Arbeitsmaschine 41 sind vier in einer Ebene ange
ordnete jeweils paarweise einander gegenüberliegende Schie
ber 58, 58′ und 59, 59′ vorgesehen, die radial verschiebbar
in schlitzartigen Aufnahmekammern 55, 55′ und 56, 56′
eingesetzt sind. Über ein den Schiebern 58, 58′ und 59, 59′
jeweils gemeinsames Gestänge 61 bzw. 61′ sind diese im
Förder- und Dichtbereich aneinander abgestützt.
Die Gestänge 61 bzw. 61′ bestehen hierbei, wie dies insbe
sondere den Fig. 5 und 8 zu entnehmen ist, aus in einer
zentrischen Ausnehmung 60 bzw. 60′ des Rotors 51 einge
setzten Scheibe 62 bzw. 62′ mit einer zylindrischen bzw.
quadratischen Außenmantelfläche und an dieser anliegenden
Bolzen 63, 63′ und 64, 64′, die in in den Rotor 51 eingear
beiteten Bohrungen 65, 65′ und 66, 66′ druckdicht verschieb
bar geführt sind. Die Ausnehmungen 60 bzw. 60′ sind hierbei
jeweils als Bohrungen ausgebildet, deren Durchmesser mindes
tens um den Verstellweg der Schieber 58, 58′ und 59, 59′
größer bemessen ist als der Durchmesser der zylindrischen
Scheibe 62 bzw. als die Diagonale der quadratischen Scheibe
62′. Auf diese Weise kann die Scheibe 62 bzw. 62′ bei
Rotation des Rotors 51 eine oszillierende Bewegung aus
führen, dennoch ist die Koppelung zweier einander gegen
überliegender Schieber 58, 58′ und 59, 59′ im Förder
und Dichtbereich gegeben, wobei die Wirkungslinie eines
Schieberpaares durch die Rotationsachse des Rotors 51
verläuft.
Des weiteren sind die Schieber 58, 58′ und 59, 59′ im
Förderbereich und in einem druckseitigen Verstellbereich
der Arbeitsmaschine 41 hydraulisch ausgeglichen. Dazu
sind in die Schieber 58, 58′ und 59, 59′ Freisparungen 67,
67′ eingearbeitet, die an eine der der jeweiligen Auf
nahmekammer 55, 55′ und 56, 56′ benachbarten Förderkammer
angeschlossen sind. In dem unteren Bereich der Aufnahme
kammern 55, 55′ und 56, 56′ herrscht somit der gleiche
Druckmitteldruck wie in den mit diesen verbundenen Förder
kammern. Zu dem gleichen Zweck können aber auch, wie dies
in Fig. 8 eingezeichnet ist, jeweils eine Bohrung 69
in den Rotor 51 eingearbeitet werden, durch die der Grund
einer Aufnahmekammer mit der nachfolgenden Förderkammer
verbunden ist.
Die Arbeitsmaschine 41 nach Fig. 5 ist ebenfalls mit
einer Einlaßöffnung 71 mit zugehöriger nierenförmig
gestalteter Freisparung 72 und einer Auslaßöffnung 73 mit
zugehöriger nierenförmig gestalteter Freisparung 74 aus
gestattet, außerdem können die Schieber 58, 58′, 59, 59′,
wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, um deren Gewichtskraft
zu reduzieren, Freisparungen 68 aufweisen.
Claims (11)
1. Arbeitsmaschine nach Art einer Treibschieberpumpe
oder eines Treibschiebermotors mit einem in einem
Gehäuse verdrehbar angeordneten Rotor, der in einer
Arbeitskammer eingesetzt ist, die in einen Förderbereich
und einen diesem gegenüberliegenden etwa gleichlang
bemessenen Dichtbereich sowie zwischen diesen vorge
sehene mit Einlaß- und Auslaßöffnungen ausgestattete
Steuerbereiche unterteilt ist und eine gekrümmt ausge
bildete Innenwandung aufweist, an der in dem Rotor
radial verschiebbar angeordnete Schieber im Förder
und Dichtbereich dichtend anliegen, und wobei der
Förder- und Dichtbereich mit unterschiedlichen Radien
konzentrisch um die Rotationsachse des Rotors gekrümmt
sind und der Radius des Förderbereichs größer bemessen
ist als der Radius des Dichtbereichs,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwei in diametral einander gegenüberliegend
in den Rotor (11; 51) eingearbeiteten schlitzartigen
Aufnahmekammern (15, 15′, 16, 16′, 17, 17′; 55, 55′,
56, 56′) eingesetzte Schieber (18, 18′, 19, 19′, 20, 20′;
58, 58′, 59, 59′) über ein oder mehrere an diesen im
Förderbereich (F) und Dichtbereich (D) anliegende im
Rotor (11; 51) verschiebbar geführte Gestänge (21, 22,
23; 61, 61′) gegenseitig abgestützt sind, daß die Schieber
(18, 18′, 19, 19′, 20, 20′; 58, 58′, 59, 59′) und/oder
der Rotor (11; 51) mit Freisparungen (35, 35′, 36,
36′, 37, 37′; 67, 67′) ausgestattet sind, durch die der
innere Bereich (15′′, 16′′, 17′′) einer Aufnahmekammer
(15, 15′, 16, 16′, 17, 17′; 55, 55′, 56, 56′) jeweils mit
einer der neben diesen vorgesehenen Förderkammern des
Rotors (11; 51) verbunden ist, und daß die Durchführungen
(Bohrungen 27, 27′, 28, 28′, 29, 29′; 65, 65′, 66, 66′)
der Gestänge (21, 22, 23; 61, 61′) im Rotor (11; 51)
druckdicht ausgebildet sind.
2. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gestänge (21, 22, 23) durch vorzugsweise jeweils
zwei mit seitlichem Abstand zueinander umd symmetrisch
im Rotor (11) angeordnete Bolzen (24, 24′, 25, 25′,
26, 26′) gebildet sind, die radial verschiebbar im Rotor
(11) dichtend geführt und an deren Stirnflächen die
Schieber (18, 18′, 19, 19′, 20, 20′) im Förder- und
Dichtbereich (F, D) abgestützt sind.
3. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Arbeitsmaschine (41) mit vier in einer
Ebene in dem Rotor (51) angeordneten Schiebern (58, 58′,
59, 59′) das Gestänge (61) durch eine in einer zentrischen
Ausnehmung (60) des Rotors (51) radial verstellbare
Scheibe (62, 62′) mit einer zylindrischen oder quadra
tischen Querschnittsfläche oder durch eine Kugel und in
den Rotor (51) verschiebbar eingesetzte Bolzen (63, 63′,
64, 64′) oder an den Schiebern angeformte im Rotor
dichtend geführte Ansätze gebildet ist, über die die
Schieber (58, 58′, 59, 59′) im Förder- und Dichtbereich
(F, D) an der Scheibe (62, 62′) oder der Kugel abgestützt
sind.
4. Arbeitsmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in den Rotor (51) eingearbeitete, die Schieber
(62, 62′) bzw. die Kugel aufnehmende Ausnehmung (60)
jeweils als Bohrung ausgebildet ist, deren Durchmesser
mindestens um den Verstellweg der Schieber (58, 58′,
58, 59′) größer bemessen ist als der Durchmesser der
zylindrischen Scheibe (62) oder der Kugel bzw. als die
Diagonale der quadratischen Scheibe (62′).
5. Arbeitsmaschine nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gestänge (21, 22, 23; 61) jeweils derart in
den Rotor (11; 51) eingesetzt sind, daß die Wirkungs
linien zwischen zwei Schiebern (18, 18′, 19, 19′, 20,
20′; 58, 58′, 59, 59′) durch die Rotationsachse (A)
des Rotors (11; 51) verlaufen.
6. Arbeitsmaschine nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieber 18, 18′, 19, 19′, 20, 20′; 58, 58′,
59, 59′) an ihrer an der Innenwandung (4; 44) der Arbeits
kammer (3; 43) des Gehäuses (2; 42) anliegenden Stirn
fläche (30) mit einem Radius gekrümmt ausgebildet sind,
der dem Krümmungsradius (R1) des Förderbereiches (F)
der Arbeitskammer (3; 43) entspricht.
7. Arbeitsmaschine nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Steuerbereiche (St1, St2) jeweils unter
einem Radius gekrümmt ausgebildet sind, der größer
bemessen ist als der Radius (R2) des Dichtbereiches (D)
der Arbeitskammer (3) und der in die Radien (R1, R2) des
Förder- und Dichtbereiches (F, D) übergeht.
8. Arbeitsmaschine nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einlaßöffnung (31; 71) und/oder der Auslaßöffnung
(33; 73) jeweils eine nierenförmig ausgebildete Frei
sparung (32; 34; 72; 74) zugeordnet ist, die etwa konzen
trisch zu den Steuerbereichen (St1, St2) oder etwa
konzentrisch zu dem Roktor (51) verlaufen und sich
ganz oder teilweise über deren Länge erstrecken.
9. Arbeitsmaschine nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (11) einen Außendurchmesser aufweist,
der dem zweifachen Radius (R2) des Dichtbereiches (D)
der Arbeitskammer (3) entspricht oder kleiner als der
doppelte Radius (R2) des Dichtbereiches (D) bemessen ist.
10. Arbeitsmaschine nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Reduzierung der Gewichtskraft der Schieber
(58, 58′, 59, 59′) diese als Hohlkörper ausgebildet
und/oder mit Freisparungen (67, 67′) versehen sind oder
aus einem Werkstoff mit geringer Wichte bestehen.
11. Arbeitsmaschine nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß beiderseits des Rotors (11; 51) diesen auf einem
jeweils gleichen Durchmesserbereich übergreifende
Dichtscheiben (5, 6; 45, 46) angeordnet sind.
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