DE819041C

DE819041C - Fluid pump or motor with star-shaped rotating cylinders

Info

Publication number: DE819041C
Application number: DEW3A
Authority: DE
Inventors: Eduard Dr-Ing Woydt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-10-04
Filing date: 1949-10-04
Publication date: 1951-10-29

Description

Flüssigkeitspumpe bzw. -motor mit sternförmig angeordneten umlaufenden Zylindern Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitspumpen bzw. -motoren mit sternförmig angeordneten umlaufenden Zylindern. Bei solchen Maschinen ist es bekannt, zwei frei umlaufende Ringe anzuordnen, welche die Zentrifugalkraft aller Kolben aufnehmen, die auf diesen gleiten oder rollen.Liquid pump or motor with a star-shaped rotating Cylinders The invention relates to fluid pumps or motors with a star shape arranged rotating cylinders. In such machines it is known to have two free to arrange circumferential rings, which absorb the centrifugal force of all pistons, that slide or roll on them.

Es sei hier zur Abgrenzung der Erfindung bemerkt, daß noch andere Maschinen mit zwei Ringen bekannt sind, welche die Fliehkräfte aufnehmen. Bei diesen Maschinen, z. B. Lauf-Thoma, laufen die Ringe jedoch nicht frei um. sondern dienen der Aufnahme der Kolbenkräfte und der Regelung der Exzentrizität. Auf derartige Maschinen bezieht sich die vorliegende Erfindung nicht.It should be noted here to delimit the invention that still others Machines with two rings are known, which absorb the centrifugal forces. With these Machines, e.g. B. Lauf-Thoma, however, the rings do not rotate freely. but serve the absorption of the piston forces and the regulation of the eccentricity. On such Machines is not related to the present invention.

Die Erfindung bezweckt nun, bei derartigen Maschinen mit frei umlaufenden Ringen die Anordnung so zu treffen, daß die Kolben von der Tangentialkomponente des Bahndrucks entlastet werden, und außerdem die auftretenden Reibungen so gering wie möglich zu halten. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß am Druckkörper Führungsbahnen angeordnet, welche die Tangentialkomponente des Bahndrucks außerhalb der Zylinder aufnehmen.The invention now aims at such machines with freely rotating Wrestle to make the arrangement so that the piston from the tangential component of the rail pressure are relieved, and also the friction that occurs is so low as possible to keep. For this purpose, according to the invention, guide tracks are provided on the pressure body arranged, which is the tangential component of the web pressure outside the cylinder take up.

Zur Übertragung der Tangentialkomponente ist ein Wagen angeordnet, und zwar derart, daß seine Räder wechselweise mit geringem Spiel gegen zwei einander gegenüberliegende Führungsbahnen zur Anlage kommen können. Auf diese Weise ist es möglich, die Pumpe bzw. den Motor in beiden Richtungen umlaufen zu lassen. Durch die beiderseitige Anordnung von Führungsbahnen ergibt sich ferner der weitere Vorteil, daß die durch den Oldruck hervorgerufene Tangentialkomponente durch die Bahnkomponente der Zentrifugalkraft des gegenüberliegenden Kolbens vermindert wird.A carriage is arranged to transfer the tangential component, in such a way that its wheels alternate with little play against each other opposite guideways can come to rest. That way it is possible to rotate the pump or the motor in both directions. By the mutual arrangement of guideways results in the further advantage, that the old pressure caused tangential component through the path component of the centrifugal force of the opposing piston is reduced will.

Die Übertragung der Zentrifugalkraft von dem Kolben auf die frei umlaufenden Ringe erfolgt in zweckmäßiger Weise über den Wagen. Dabei bietet es besonders Vorteile, daß sich das Kolbenquerhaupt mit Linienberührung, z. B. einer zylindrischen Fläche, gegen den Wagen abstützt, wobei die Berührungslinie etwa senkrecht auf der Kolbenachse steht. Hierdurch wird verhindert, daß bei der Aufnahme der Zentrifugalkraft des Kolbens Kräfte entstehen, welche den Kolben seitlich belasten.The transfer of centrifugal force from the piston to the freely rotating one Rings takes place in an expedient manner on the carriage. It offers particular advantages that the piston crosshead with line contact, z. B. a cylindrical surface, supported against the carriage, the line of contact being approximately perpendicular to the piston axis stands. This prevents that when the centrifugal force of the Piston forces arise which load the piston laterally.

Die Abstützung des Kolbens gegen die frei umlaufenden Ringe kann durch schwenkbare Gleitschuhe oder durch Rollen tragende Rahmen erfolgen. Zweckmäßig ist die Schwenkachse dieses Gleitschuhes bzw. dieses Rollen tragenden Rahmens in die Achse der Räder gelegt, welche auf den die Tangentialkomponente aufnehmenden Führungsbahnen laufen.The support of the piston against the freely rotating rings can by swiveling sliding shoes or frames bearing rollers. Is expedient the pivot axis of this slide shoe or this roller bearing frame in the Axis of the wheels placed on the guideways receiving the tangential component to run.

Die Übertragung des Drucks von den Kolben auf den Exzenter ist bisher durch Gleitkörper vorgenommen worden, die gelegentlich auch als Gleitschuhe nach Art eines Michellagers ausgebildet waren. Die Reibung dieser Gleitschuhe steigt jedoch bei geringen Drehzahlen an, da sich ihr vorauseilendes Ende bei geringen Geschwindigkeiten nicht mehr in dem erwünschten Maße unter der Wirkung des Ölfilms vom Exzenter abhebt. Zur Übertragung des Kolbendrucks auf den Exzenter werden deshalb erfindungsgemäß Rollen angeordnet, die auf dem Exzenter oder auf einem Ring laufen, der auf dem Exzenter drehbar ist. Der Gleitschuh bzw, der Rollenträger, welcher den Kolbendruck auf den Exzenter überträgt, ist gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung in dem zweckmäßig als Wiege ausgebildeten Zwischenstück um eine Achse schwenkbar, die parallel zur Drehachse des Getriebes ist. Wesentlich ist, daß der Gleitschuh bzw. der Rollenträger die Kraft nicht unmittelbar auf den Kolben bzw. das Kolbenquerhaupt überträgt, sondern auf die Wiege, welche gegenüber dem Kolben verschiebbar ist. Die Schwenkachse dieses Gleitschuhes bzw. Rollenträgers fällt vorteilhaft mit der Achse der Räder zusammen, welche die Tangentialkomponente auf die Führungsbahnen übertragen.The transfer of the pressure from the piston to the eccentric is so far has been made by sliding bodies, which are sometimes also referred to as sliding shoes Kind of a Michel camp. The friction of these sliding shoes increases however, at low speeds, since their leading end is at low speeds Speeds no longer to the desired extent under the effect of the oil film stands out from the eccentric. To transfer the piston pressure to the eccentric are therefore according to the invention arranged rollers that run on the eccentric or on a ring, which can be rotated on the eccentric. The sliding shoe or the roller carrier, which transfers the piston pressure to the eccentric is according to a further embodiment of the invention pivotable around an axis in the intermediate piece, which is expediently designed as a cradle, which is parallel to the axis of rotation of the gearbox. It is essential that the sliding shoe or the roller carrier does not apply the force directly to the piston or the piston crosshead transfers, but to the cradle, which is displaceable with respect to the piston. The pivot axis of this slide shoe or roller carrier advantageously coincides with the Axis of the wheels together, which is the tangential component on the guideways transfer.

Die sich auf den frei umlaufenden Ringen abstützenden Rollen oder Gleitschuhe sind ferner vorteilhaft an einem Rahmen angeordnet, der etwa um die Schwenkachse des Gleitschuhes oder Rollenträgers schwenkbar ist, welcher den Kolbendruck auf den Exzenter überträgt.The rollers or rollers supported on the freely rotating rings Slide shoes are also advantageously arranged on a frame around the Pivot axis of the sliding shoe or roller carrier is pivotable, which the piston pressure transfers to the eccentric.

Es ergibt sich demgemäß eine besonders vorteilhafte Ausführung, bei der drei Achsen zusammenfallen, nämlich die Achse der Räder, welche die Tangentialkomponente auf das Gehäuse übertragen, die Schwenkachse des Rollenrahmens bzw. des Gleitschuhes, der die Zentrifugalkraft auf die frei umlaufenden Ringe überträgt, und die Schwenkachse des Gleitschuhes bzw. Rollenträgers, der die Kolbenkräfte auf den Exzenter überträgt. Dabei ist diese Achse in der Wiege angeordnet, welche gegenüber dem Kolbenquerhaupt beweglich ist und von einem kastenartigen Wagen gehalten wird, der seinerseits bei der Übertragung der Zentrifugalkraft der Kolben auf die frei umlaufenden Ringe mit"virkt. An Stelle des Rollenrahmens, der die Zentrifugalkraft auf die frei umlaufenden Ringe überträgt, können auch Räder angeordnet werden, deren Achse in der erwähnten gemeinsamen Achse liegt.Accordingly, there is a particularly advantageous embodiment at of the three axes coincide, namely the axis of the wheels, which is the tangential component transferred to the housing, the pivot axis of the roller frame or the slide shoe, which transmits the centrifugal force to the freely rotating rings, and the pivot axis of the slide shoe or roller carrier, which transfers the piston forces to the eccentric. This axis is arranged in the cradle, which is opposite the piston crosshead is movable and is held by a box-like carriage, which in turn is at the transfer of the centrifugal force of the piston to the freely rotating rings with "virkt. Instead of the roller frame, the centrifugal force on the freely rotating rings transmits, wheels can also be arranged whose axis in the mentioned common Axis lies.

Die Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch eine Pumpe nach der Erfindung gemäß a1-13, wobei jedoch der untere Kolben nebst zugehöriger Getriebevorrichtung in Ansicht dargestellt ist, Fig. 2 einen Schnitt gemäß C-D der Fig. i, wobei jedoch der obere Kolben nebst der zugehörigen Getriebevorrichtung gemiiß E-F und die untere Getriebevorrichtung gemäß G-H geschnitten ist, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kolben nebst (lern NN'agen und Fig. 4 einen Schnitt gemäß I-li der Fig. i.The drawing brings an embodiment of the invention, namely FIG. 1 shows a vertical section through a pump according to the invention a1-13, but with the lower piston and the associated transmission device in view is shown, Fig. 2 is a section according to C-D of Fig. i, but with the upper Piston together with the associated gear device according to E-F and the lower gear device is sectioned according to G-H, Fig. 3 is a plan view of the piston together with (learn NN'agen and FIG. 4 shows a section along I-1 in FIG.

Mit r ist das Gehäuse der Pumpe bezeichnet, in dem sich vier Zylinder 2 befinden, deren Zu- und Abfluß über Bohrungen 3 erfolgt, welche in Ringnuten 4 und 5 der Welle 6 münden und durch diese Ringnuten mit den Zu- und Abflußkanälen 7 durch Bohrungen 8 und g verbunden sind. Das Gehäuse i dreht sich auf der Welle 6, die ihrerseits einen Doppelexzenter io, i i trägt, welcher in nicht dargestellter Weise verstellbar sein kann. In den Zylindern 2 arbeiten Kolben 12, die ein Querhaupt 13 tragen. Dieses Querhaupt besitzt ballige Anlageflächen 14, mit denen es gegen ebene Anlageflächen 28 eines kastenartigen Wagens 15 anliegt. Auf einer Achse 16 dieses Wagens befinden sich Räder 17, welche gegen Führungsbahnen 18 oder i9 zur Anlage kommen können. Der Durchmesser der Räder 17 ist um ein geringes, etwa 171o inm, kleiner als der Abstand der Führungsbahnen 18 und i9. Der Wagen 15 trägt auf seiner Achse 16 ferner einen schwenkbaren Rahmen 2o, der vier Rollenpaare 21 trägt, die gegen zwei frei umlaufende Ringe 22 anliegen. Der kastenartige `Vagen 15 nimmt eine Wiege 23 in sich auf, die mit einer Balligen Anlagefläche 24 gegen eine ebene Fläche des Querhauptes 13 anliegt. Die Berührung erfolgt also in einer Geraden, die etwa senkrecht auf der Kolbenachse steht. Die Wiege 23 ist in tangentialer Richtung des Getriebes um einen geringen Betrag in dem kastenartigen Wagen 15 verschiebbar. Die Wiege 23 nimmt in einer entsprechenden zylindrischen Ausnehmung einen zylindrischen Ansatz 25 eines Rollenträgers 26 auf, dessen Rollen 27 auf dem Exzenter i i laufen, wobei zwischen den Rollen 27 und dem Exzenter i i ein nicht dargestellter Ring angeordnet sein kann, der seinerseits auf dem Exzenter i i drehbar ist. Die Schwenkachse des Rollenträgers 26 fällt etwa zusammen mit der Achse 16 des \-N'agens 15, so daß also die Achsen der Räder 17, die Schwenkachse des Rahmens 20 und die Schwenkachse des Rollenträgers 26 etwa zusammenfallen. Die Folge hiervon ist, daß sich alle Kräfte in einem Punkt bzw. einer Achse schneiden, so daß sie sich gegenseitig teilweise ausgleichen und keine seitlichen Kräfte auf die Kolben 12 au"geübt «-erden können.The housing of the pump, in which there are four cylinders, is designated with r 2 are located, the inflow and outflow of which takes place via bores 3, which in annular grooves 4 and 5 of the shaft 6 open and through these annular grooves with the inflow and outflow channels 7 are connected by holes 8 and g. The housing i rotates on the shaft 6, which in turn carries a double eccentric io, i i, which is not shown in FIG Way can be adjustable. Pistons 12, which form a crosshead, work in the cylinders 2 13 wear. This crosshead has spherical contact surfaces 14 with which it is against flat contact surfaces 28 of a box-like carriage 15 rests. On an axis 16 this carriage are wheels 17, which against guide tracks 18 or i9 to Plant can come. The diameter of the wheels 17 is a small one, about 171o inm, smaller than the distance between the guideways 18 and i9. The carriage 15 carries on its axis 16 also has a pivotable frame 2o which carries four pairs of rollers 21, which rest against two freely rotating rings 22. The box-like `Vagen 15 takes a cradle 23 in itself, which with a spherical contact surface 24 against a flat Surface of the crosshead 13 is applied. So the contact takes place in a straight line, which is approximately perpendicular to the piston axis. The cradle 23 is in the tangential direction of the transmission by a small amount in the box-like carriage 15. The cradle 23 takes a cylindrical recess in a corresponding cylindrical recess Approach 25 of a roller carrier 26, the rollers 27 of which run on the eccentric i i, a ring, not shown, being arranged between the rollers 27 and the eccentric i i can be, which in turn is rotatable on the eccentric i i. The pivot axis of the Roller carrier 26 coincides approximately with the axis 16 of the \ -N'agens 15, so that the axes of the wheels 17, the pivot axis of the frame 20 and the pivot axis of the Roll carrier 26 coincide approximately. The consequence of this is that all forces intersect at a point or an axis so that they are mutually partial balance and no lateral forces can be "exerted" on the pistons 12.

An Stelle des schwenkbaren Rahmens 2o mit den Rollen 2r können zwei Räder größeren Durchmessers angeordnet sein, deren Achse mit der Achse der Räder 17 zusammenfällt und von denen je eines auf einem der Ringe 22 läuft.Instead of the pivoting frame 2o with the rollers 2r, two Wheels of larger diameter can be arranged, their axis coinciding with the axis of the wheels 17 coincides and one of which each runs on one of the rings 22.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Liquid pump or motor with rotating cylinders arranged in a star shape, in which all pistons are guided by two freely rotating rings that absorb the centrifugal force of the pistons, characterized in that guide tracks (i (S, ig) are arranged on the pressure body (i) which take up the tangential component of the rail pressure outside the cylinder (2) ... Liquid pump or motor according to claim r, characterized in that a carriage (i, 5) which transports the tangential component of the rail pressure via a displaceable intermediate piece, e.g. A cradle 23, to which the guide ball (18 and / or icg) transfers, is arranged so that its wheels (17) can alternately come to rest with little play on two opposing ventilation halves (18 and 19). 3. Liquid pump or motor according to Claims 1 and 2, characterized in that a piston crosshead (13) is supported above the carriage (15) against the freely rotating rings (22) It pump or motor according to Claims 1 to 3, characterized in that the piston crosshead (13) is in line with, e.g. B. a cylindrical surface (1d), supported against the carriage (15), the contact line being approximately perpendicular to the piston axis. Liquid pump or motor according to claims 1 to q., Characterized in that a pivotable frame (20) carrying sliding shoes or rollers (21), by means of which the carriage (15) is supported against the freely rotating rings (22) the wheels (17), which run on the guideways (18 or i9), are seated approximately on an axle. 6. Liquid pump or motor according to claim i to 5, characterized in that the piston (12) is supported by means of rollers (27) on the eccentric (ii) or on a ring which is rotatable on the eccentric. 7. Liquid pump or motor according to claim i to 6, characterized in that the sliding shoe or roller carrier (26) of the rollers (27), which transmits the piston pressure to the eccentric (ii), in which, expediently as a cradle (23) formed intermediate piece is pivotable about an axis (25) parallel to the axis of rotation. B. liquid pump or motor according to claim i to 7, characterized in that the axes (16) of the wheels (17) which transmit the tangential component to the guideways (18, i9), approximately with the pivot axis of the roller carrier (26) or sliding shoe, which transfers the piston pressure to the eccentric (ii), coincide. y. Liquid pump or motor according to Claims i to 8, characterized in that the rollers (21) or sliding blocks supported on the freely rotating rings (22) are arranged on a frame (2o) which is approximately around the pivot axis (16) of the Slide shoe or roller carrier (26) is pivotable.