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Drehkolbenmaschine mit Rollkolben, die mit ungleichförmiger Winkelgeschwindigkeit
im Gehäuse umlaufen und in radialen Führungen der außermittig zur Gehäusebohrung
angeordneten Treibscheiben angetrieben werden Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine
mit Rollkolben, die mit ungleichförmiger Winkelgeschwindigkeit in einem zylindrischen
Gehäuse umlaufen und durch außermittig zur Gehäusebohrung angeordnete Treibscheiben
mit radialen Schlitzen angetrieben werden.
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Es sind Drehkolbenmaschinen ähnlicher Art bekannt, welche ebenfalls
mit Rollkolben ausgestattet sind, die mit ungleichförmiger Winkelgeschwindigkeit
umlaufen und während ihrer Umdrehung die Veränderung des Arbeitsraumes zwischen
zwei benachbarten Kolben zur Förderwirkung ausnutzen.
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Vorliegende Erfindung bezweckt die Anwendung höherer Drehzahlen und
die Erzielung einer großen Druckleistung bei geringster Abnutzung.
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Bei den bekannten Drehkolbenmaschinen mit Rollkolben sind die Rollkolben
außen an der Gehäusewand und innen an einer mittig zur Gehäusewand angeordneten
Nabe mit sehr geringem Spiel, um Druckverluste zu vermeiden, geführt. Dadurch sind
die Rollkolben in ihrer Drehfreiheit behindert, so daß der Vorteil der rollenden
Reibung großenteils verlorengeht. Bei höheren Drehgeschwindigkeiten ergibt sich
besonders dann, wenn die Flüssigkeit mit Verunreinigungen durchsetzt ist, eine starke
Abnutzung und in der Folge Druckverluste. Bei den bekannten Ausführungen erfolgt
die Förderwirkung, wie erwähnt, durch die Veränderung des Arbeitsraumes zwischen
zwei benachbarten Rollkolben. Die darin eingeschlossene Flüssigkeit steht mit der
Ableitung stellenweise gar nicht oder nur mit einem schmalen Spalt in Verbindung.
Hierdurch ergeben sich starke Pressungen durch die Flüssigkeit, die den Wirkungsgrad
verringern und die Abnutzung erhöhen, besonders bei verunreinigter Flüssigkeit.
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Zur Vermeidung vorstehender Nachteile ist die vorliegende Erfindung
gekennzeichnet durch einen ovalen, beiderseits abgeflachten und im Gehäuserauen
feststehenden Rundkörper, der in Verbindung mit der Gehäusewand und je zwei gegenüberliegenden
Rollkolben an den Stellen ihrer größten und kleinsten Winkelgeschwindigkeit Arbeitsräume
von unterschiedlichem Inhalt bildet, während die übrigen kollkolbenpaare zwischen
ihren größten und kleinsten Winkelgeschwindigkeiten an den abgeflachten Seiten des
Rundkörpers leer laufen. Nur an den Stellen, wo die Rollkolben beim Umlauf ihre
größte und kleinste Winkelgeschwindigkeit erzielen, grenzt dieser Rundkörper mit
geringem Spiel an die Bahn der Rollkolben.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung mit den Merkmalen
der Erfindung.
Fig. z zeigt einen Querschnitt längs der Antriebsachse
der Drehkolbenmaschine, Fig. a einen Querschnitt senkrecht zur Achse und durch die
Ein- und Ausflußöffnungen.
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Fig. 3 zeigt die durch Abstandsbolzen verbundenen Treibscheiben, Fig.
q. die linke Treibscheibe in die Zeichenebene geklappt und Fig. 5 die rechte Treibscheibe
in die Zeichenebene geklappt.
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Das Gehäuse besteht im wesentlichen aus einem ringförmigen Gußkörper
a, der mittig ausgebohrt ist, ,mit einem Fußansatz a1 zur Befestigung der Maschine.
Zu beiden Seiten befinden sich Flansche a2 zum Anschrauben der Deckel. Die ausgedrehten
Vertiefungen rag der Flansche dienen zum Zentrieren der Deckel. Links und rechts
des Gehäuses sind nach Fig. a zum Anschluß der Zu- und Abflußleitungen Augen a,
angebracht. Die Zu-und Abflußöffnungen erweitern sich nach innen zu Aussparungen
a5, welche bis zu einem geringen Abstand beiderseits nahe an die Bohrung des Gehäuses
reichen.
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Der vordere Verschlußdeckel b besteht aus einem Flansch b1 zum Anschrauben
am Gehäuse mit einem angedrehten Vorsprung b2 zum Zentrieren. Am Flansch befindet
sich die Nabe b3 mit der Bohrung für die Laufbüchse, Packung und Stopfbüchse und
einer Ausdrehung b4 zur Aufnahme der vorderen Treibscheibe.
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Der hintere Veischlußdeckel c besteht ebenfalls aus einem Flansch
cl mit Vorsprung c2 zum Zentrieren, einer Ausdrehung c3 zur Aufnahme der hinteren
Treibscheibe e, einer Nabe c4, in welcher der Zapfen f 1 des inneren Rundkörpers
f sitzt.
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Der Antrieb (Fig. 3) besteht aus zwei mit Abstandsbolzen
l verbundenen Treibscheiben d
und e, von denen die vordere
d mit der Antriebsachse dl verbunden ist. Die Antriebsachse mit den Treibscheiben
laufen außermittig zur Zylinderbohrung. Auf der Innenseite der Treibscheiben befinden
sich radiale .Nuten d2, e2, entsprechend der Rollenzahl. Die hintere Treibscheibe
e weist eine Bohrung e1 auf, in die ein feststehender Exzenterring m eingeführt
ist, um die Treibscheibe e zu führen.
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In den Nuten der Treibscheiben befinden sich radial verschiebbare
Steine h mit Bohrungen zur Aufnahme der Rollkolbenachsen k. Die Länge der Steine
ist so bemessen, daß die Mutöffnung im Förderraum in jeder Lage ganz überdeckt wird.
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Auf den Rollkolbenachsen k sind die Rollkolben g drehbar angeordnet.
Dieselben bestehen aus einfachen Rohrstücken und sind an den Enden mit Büchsen i
versehen. Im Innern des Gehäuses befindet sich gemäß der Erfindung ein ovaler, beiderseits
abgeflachter Rundkörper f zur Trennung von Saug- und Druckraum mit einem Durchmesser,
der um den doppelten Rollkolbendurchmesser kleiner ist als die Zylinderbohrung.
Die beiderseitigen Abflachungen dienen zur Vergrößerung der Zu- und Abflußquerschnitte.
In der Länge erstreckt sich dieser Rundkörper f zwischen den beiden Treibscheiben
d
und e. An der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite ist der Rundkörper mit
einem Zapfen f1 im Deckel c gelagert.
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Die Wirkungsweise ist nun folgende: Beim Umlaufen werden die Rollkolben
an die zylindrische Gehäusewand gedrückt und rollen dort ab. Durch den außermittigen
Antrieb der Rollkolben erhält gemäß Fig. 2 der obere Rollkolben einen längeren Hebelarm
und damit eine höhere Geschwindigkeit als der untere Kolben. Aus diesem Grunde wird
bei der mit Pfeil angegebenen Drehrichtung mehr Flüssigkeit nach oben rechts verdrängt,
als durch den gegenüberliegenden Kolben nach unten links wieder zurückgenommen wird.
Der IJberschuß fließt als Fördermenge durch die Ausflußöffnung ab. Der Arbeitsweg
der Rollkolben-ist so bemessen, daß immer nur ein Paar gegenüberliegende Kolben
auf die Flüssigkeit wirkt, und zwar bei vier kollkolben während eines Drehwinkels
von 9o°, bei sechs von 6o°, bei acht von 45°. Die dazwischenliegenden Kolben laufen
dabei leer mit. Die Flüssigkeit wird somit nicht in begrenzte Räume abgesperrt.
Der ganze Raum zwischen den Kolben, der die Förderung bewirkt, und denn gegenüberliegenden,
den Saug- und Druckraum gegeneinander abschließenden Kolben dient auf der einen
Seite dem Zufluß, auf der anderen Seite dem Abfuß des För- " dermittels.
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Die Maschine kann durch Zuführung einer unter Druck stehenden Flüssigkeit
als Antriebsmaschine arbeiten. Der Flüssigkeitsdruck bewirkt dann an dem Kolben
mit dem längeren Hebelarm die Drehbewegung.
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Die erfindungsgemäße Maschine erlaubt, die Anwendung einer hohen Drehgeschwindigkeit
bei sehr geringer Abnutzung. Die dauernd gute Abdichtung zwischen Saug-und Druckraum
läßt die Erzielung höherer Drücke zu.