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Drehkolbemnaschine Es sind Drehkelbenmaschinen mit- drehbeweglich
angeordneten Rollkolben bekannt mit einer oder mehreren Trennwänden in eiiiem, ringförmigen
Förderraum, wobei die Ein- und Auslaßöffnun n zu den Arbeitskammern ent-. ge weder
nur im Gehäuse oder nur in einer besonders eingesetzten - Trennwand angeordnet
sind. Derartige Maschinen haben aber keine vollkommen dicht abgeschlossene Saug-
und Druckräume. Um eine bessere Abdichtung zwischen Saug- und Druckseite zu erhalten,
wurde weiterhin vorgeschlagen, besondere Ab-
sperrorgane zu' verwenden oder
Dichtungsleisten im Gehäuse oder nachstellbare Dichtungen in der Trennwand oder
mehrere Rollkolben im Läufer. Diese Maßnahmen sind aber nicht nur sehr teuer, sondern
verursachen teilweise sehr ungünstige Strömungsverhältnisse und zusätzliche Verluste,
bringen aber keine bessere Abdichtung aller Innenteile z. B. bei breiten Ein- und
Auslaßkanälen im Gehäuse oder an der eingesetzten Trennwand und an den entsprechend
weiten Aussparungen im Rollkolben. Die innere Dichtung zwischen Läufer und Rollkolben
wird immer schlechter, so daß bei längerem Stillstand derartiger Maschinen sich
die Arbeitskammern *und angeschlossenen Rohrleitungen entleeren. Beim häufigen Wiederinbetriebsetzen
derartiger leergelaufener Pumpen" z. B. an Kraftfahrzeugen, erfolgt infolge der
- schlechteren Saugw.irkung ein längeres Trockenlaufen und bei den üblichen
hohen Drehzahlen ein rascher Verschleiß der bewegten Teile. Dabei wird die Saug-
und Druckwirkung immer schlechter, so daß dicke oder lufthaltige Flüssigkeiten,
ebenso leicht verdampfende Flüssigkeiten, ferner Gase und Dämpfe überhaupt nicht
mehr gefördert werden können.
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Um diese Mängel zu vermeiden und um diese Drehkolbemnaschinen für.
vielseitigste Zwecke geeignet zu machen, werdeh nach dem Gegenstand der Erfindung
dichte Saug- und Druckräume dadurch erzielt, daß die. Ein- und Auslaßöffnungen'
teils von 'der fin Gehäuse ein--gesetzten Trennwand, teils - von- der Gehäusewand
selbst begrenzt sind und die Abdichtung der ringförmigen Arbeitskammer teils durch'
die mehrfach abdichtend ausgebildete Form der Trennwand und der Aussparung im Rollkolben,
teils durch eine flüssigkeitsgefüllte Leerkammer bzw. durch eihe der flüssigkeitsgefüllten
Arbeitskammern erfolgt. Bei derartigen Trennwänden, wobei die > Ein- und
Auslaßkanäle teils vom Gehäuse selbs't, teils von der eingesetzten Treimwand gebildet
werden, wird erstmals wertvoller Raum für eine vollkommene Ab-
dichtung zwischen
den Ein- und Auslaßkanälen in einer ringförinigen Arbeitskammer gewonnen, so daß
auch eine mehrfachwirkende Maschine dicht ausführbar- ist. Solche Trennwände mit
teils offenen Kanälen können als schmaler Steg mit einseitig oder beiderseits verbreiterten
Dichtungsflächen auf der Läuferseite ausgeführt sein, so daß ausreichend breite
Zu- und Abflußkanäle
ausführbar sind, ebenso auch eine vergrößerte
radiale Förderbreite des ringförmigen Förderraums. Diese schmalen Trennwände mit
teilweise offenen Innenkanälen werden inne> halb des Förderraumes als Wälzprofile
agsgeführt, welche in entsprechend schmälemn-Wälznuten am Rollkolben mehrfachdichte
zusammenarbeiten; ebenso arbeiten infolge der größeren Dichtungsflächen auch die
schmäler genuteten Rollkolben im Läufer dichter. Die nach dem Erfindungsgegenstand
erstmals gasdicht arbeitenden. mehrfachwirkenden Drehkolbenmaschinen ergeben daher
eine hohe Saug- und Druckfähigkeit bei hohen Drehzahlen. Auch die Haltbarkeit derartiger
Maschinen ist bedeutend größer, besonders wenn eine der Kammern zwischen zwei Trennwänden
ganz oder teilweise mit Flüssigkeit g##füllt ist oder immer gefüllt bleibt. Bei
einer derartigen ganz oder teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Arbeits- oder Leerkammer
erfolgt beim Durchlaufen des Läufers und der Rollkolben eine fortlaufende Filmbildung
an den Oberflächen der bewegten Teile. Dieser haftende Flüssigkeitsfilm ist ausreichend
zur vollkommenen Abdichfung, ebenso dient er zur Schmierung und gegebenenfalls auch
zur Kühlung je nach Wahl der Flüssigkeit auch bei schwierigsten Betriebsverhältnissen,
z. B. Kleinstpumpen für Öl-
förderung oder Treibstofförderung bei Kraftfahrzeugen.
Derartige Kleinstpumperi mit Kanälen von rd. i min Weite lassen sich in geteiltem
Zustand -in einfacher und billiger Weise herstellen. Da derartige Kleinpumpen dicht
sind und auch bei Stillstand nicht mehr flüssigkeitsleer werden, sondern Teile der
Arbeitsflüssigkeit auch bei ungünstiger Lage der Pumpe eingeschlossen bleiben, ist
ein längeres Trockenlaufen und ein rascher Verschleiß von Innenteilen auch bei hohen
Drehzahlen bis 5ooo Umläufe in der Minute und mehr nicht möglich. Derartige mechanisch
und hydraulisch in vollkommener 'Weise selbsttätig gedichtete Maschinen sind auch
zur Förderung lufthaltiger oder leicht verdampfender Flüssigkeiten oder von zähen
und dicken Flüssigkeiten besonders geeignet.
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Solche Drehkolbenmaschinen mit mehrfacher verbesserter Abdichtung,
des:gl. mit ausreichender Schmierung und Kühlung im# Sinne der Erfindung haben besonders
bei zwei oder drei parallel arbeitenden Förderräumen und bei höchsten Drehzahlen
die größtmöglichen'Leistungen; andererseits ermöglichen sie auch kleinste Abmessungen
und Gewichte.
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In den Fig. i bis 5 sind einige Ausführiingsbeispiele und Anwendungsmöglichkeiten
derartiger einfach- oder mehrfachwirkender Drehkolbemnaschinen dargestellt. Fig.
i zeigt einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt einer einfachwirkenden Drehkolbenmaschine
für denFaU derFörderung kleinerMengen Schmieröl bei guter Saug- und Druckwirkung.
Das Pumpengehäuse i, das durch ' den Deckel i' abgeschlossen ist, ist mit
einer von außen einsetzbaren Trennwand 2. aus vers#1leißfestein --Baustoff versehen.
Im betriebsfähig zusammen-'gebauten Zustand werden so die allseitig geschlossenen
Innenkanäle 3' und 4' zum Teil vom Pumpengehäuse i und zum Teil von der eingesetzten-
Trennwand 2 gebildet. Diese Bauart ermöglicht selbst bei kleinsten Abmessungen eine
allseitige genaue, leichte und billige Bearbeitung, beste Formgebung, beste Oberflächen
und eine reicliliche Bemessung der Kanäle, wobei aber die ;frennwand selbst sehr
schmal bleibt, ebenso ist noch eine gute Ab-
dichtung mit dem umlaufenden
Läufer 7 erzielbar. Die im Läufer eingesetzten drehbeweglichen Rollkolben
8, die durch die Innenverzahnung 6
und Ritzel 5 gesteuert werden,
erhalten ebenfalls schmälere Aussparungen 8', so daß die Rollkolben durch
ihren größeren Umfang im Gehäuse und ebenso im Läufer besser abdichten und eine
sichere Trennung des Druck- und Saugraumes erzielem Diese Kleinpunipe kann daherauch
bei Stillstand nicht mehr flüssigkeitsleer werden, vielmehr bleibt die Förderflüssigkeit-in
den Teilen der Arbeitskammer eingeschlossen, so daß hierdurch eine hydraulische
Innendichtung erreicht wird.
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Mit Benutzung der gleichen Bezeichnungen für gleichwertige Teile ist
iii Fig. 3 der Querschnitt einer einfachwirkenden Drehkolbenpumpe mit zusätzlicher
hydraulischer Innendichtung von einer Leerkammer aus dargestellt, die beispielsweise
zur Förderung von leichtvergasendem Brennstoff dient. Die zwei eingesetzten schmalen
Trennwände 2 nüt einseitig offenen Innenkanälen 3', 4' bilden mit dem Gehäuse
i Öffnungen, die im Arbeitsraum A
einander zugekehrt gind, so daß sich eine
größere Förderung ergibt. Im Raum B (als Leerkammer) und dem damit zusammenhängenden
Vorratsraum C ist z. B. dickes Öl als Schmiermittel und Dichtungsmittel
eingefällt, so daß die Oberflächen des durchlaufenden Läufers und der Rollkolben
allseitig mit einem haftenden Ölfilm versorgt werden, der ausreichend ist für die
Schinierung und Dichtung beim Durchlaufen der Trennwände und in der eigentlichen
Arbeitskammer A. Von der Druckseite des Raumes B können besondere Ölkanäle
zum Schmieren der Stopfbüchse- und der Lagerstellen geführt werden. Die Stärke des
Druckes ist durch eine Stellschraube 9 einstellbar, die gleichzeitig auch
als Ablaß- und Einfüllschraube zur Erneuerung- des Öles ausgebildet ist. Mit derartigen
Pumpen sind ganz vorzügliche Saugwirkungen erzielbar.
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Fig. 4 zeigt beispielsweise eine zweifachwirkende Drehkolbenpumpe
mit zwei verschieden
großen Arbeitskammern A und B und vier
Rollkolben. Die eingesetzten schmalen Trennwände mit offenen geteilten Innen
' kanälen haben Anschlüsse 3, 4, 10, 11 für mehrere Förderflüssigkeiten,
z. B. Treibstoff und 01, wobei Umlaufinenge und Druck für das Öl durch
das Ventil 14 iii der Leitung 15 geregelt werden kann. Es kann auch eine bestimmte
Menge Öl,
z. B. l/.., aus dem Druckteil der Kammer B in die Saugseite der
Kammer A über eine mittels Schraube 12 einstellbare Düse in der Trennwand
2 gedrückt werden, welche sich dann während des Umlaufes innig mit dem Treibstoff
vermischt. Dieses 01-Treibstoff-Gemisch wird dann beispielsweise einer Zweitaktmaschine
zugeführt. Die Ergänzung des Oles erfolgt aus einem Vorratsbehälter mittels der
Leitung 13, Die in Fig. 4 dargestellte Pumpe kann ebenso als doppelt wirkende Olpumpe
für eine Umlaufschmierung mit zwei Kreisläufen benutzt werden unter Wegfall der
Leitung 1:5 mit Ventil 14 und Regelschraube 12. In diesem Fall fördert die Arbeitskammer
B Frischöl z. B. aus einem 4ochgelegenen Oltank nach verschiedenen Schmierstellen;
das im- Sumpf angesammelte Altöl mit Luft gemischt -wird dann durch die Arbeitskammer
A zur Rückkühlung und Filterung in den Oltank zurückgefördert.
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In Fig. 5 ist der Querschnitt einer dreifachwirkenden Drehkolbenpumpe
dargestellt mit drei eingesetzten Trennwänden 2 und entsprechend offenen Innenkänälen,
so daß die Förderräume A, B und C entstehen. -Durch
entsprechende Deckel mit Anschlußstücken und zugehörige Rohrleitungen können wahlweise
drei getrennte Kreisläufe geschaffen werden und diese zum Teil parallel oder hintereinander
geschaltet werden. Durch l#eben#zchlußleitungen zwischen zusammengehörigen Saug-
und Druckleitungen und durch eingebaute Einstellorgane kann* jeder gewünschte Druck
oder eine bestimmte Liefermenge in jeder der o Arbeitskammern erzielt
werden. Eine derartige drei--fachwirkende Drehkolbehpumpe ersetzt also drei Pumpen
der bisher bekannten Bauarten.
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Diese erstmals gezeigten vollkommen dichten Drehkolbenmaschinen können
auch als Gebläse oder Kompressoren verwendet werden, wobei die -einzelnen Förderräume
auch parallel und hintereinander geschaltet werden können, z. B. als zweistufiger
Kom pressor; ebenso kann ein Teil der Karmüern z. B. Luft oder Gas fördern und eine
andere Kammer irgendeine - Flüssigkeit zur gühlung, Schmierung oder Abdichtung.