EP0295480B1 - Verdrängermaschine - Google Patents

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EP0295480B1
EP0295480B1 EP88108594A EP88108594A EP0295480B1 EP 0295480 B1 EP0295480 B1 EP 0295480B1 EP 88108594 A EP88108594 A EP 88108594A EP 88108594 A EP88108594 A EP 88108594A EP 0295480 B1 EP0295480 B1 EP 0295480B1
Authority
EP
European Patent Office
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displacement
chamber
machine according
displacement body
displacement chamber
Prior art date
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EP88108594A
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English (en)
French (fr)
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EP0295480A2 (de
EP0295480A3 (en
Inventor
Hans Paul Maier
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Agintec AG
Original Assignee
Agintec AG
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Publication date
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Publication of EP0295480A2 publication Critical patent/EP0295480A2/de
Publication of EP0295480A3 publication Critical patent/EP0295480A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/0207—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F01C1/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry

Definitions

  • the invention relates to a displacement machine for fluids, with a groove-like arranged in a fixed housing, from an inlet to an outlet approximately spiral-shaped and spanning more than 360 °, into which a likewise substantially spiral-shaped displacement body engages, which is held so eccentrically drivable that each of its points executes a circular movement delimited by the circumferential walls of the displacement chamber, the radii of curvature of the displacer body and the aforementioned circumferential walls being dimensioned such that the displacer body, in its circular, torsion-free movement, the inner and outer circumferential walls on a continuously progressing sealing line at least almost at all touched.
  • Comparable embodiments are e.g. in DE-A1-26 39 174, GB-A2-1 367 986, US-A-4,558,997 and US-A-4, 627,800. Common to all of these embodiments is the disadvantage of low overall efficiency.
  • the invention has for its object to improve a positive displacement machine of the type described above in terms of production technology and in terms of its overall efficiency.
  • the outer circumferential wall of the displacement chamber is made up of a plurality of partial circles which adjoin one another without a step reduced radius, while the inner peripheral wall of the displacement chamber consists of at least a partial circle. It is expedient if the at least one partial circle of the inner peripheral wall of the displacement chamber is at least approximately concentric with the third partial circle of the outer peripheral wall of the displacement chamber.
  • the significantly smaller wrap angle of the displacer compared to the prior art results in a significant improvement in the overall efficiency of the displacer.
  • the displacer can also be formed with thick walls. It is particularly advantageous that the eccentric bearing of the displacer can be carried out in the region of its greatest radial width, that is to say in the mechanically most stable part.
  • the displacement machine can be powered by the fluid itself and then as a motor or e.g. work as a volume meter; but it can also be motor-driven and then work as a pump or compressor.
  • the embodiment according to the invention has a lower pulsation, an advantage which is particularly noticeable in higher power ranges.
  • the new displacement machine is smaller in size than previously known designs with the same delivery rate. It is special for manufacturing and warehousing It is advantageous that the displacer chamber and the displacer body can each be assembled in segments from disk-shaped material to form a package of the desired axial thickness. As a result, such displacement machines of different conveying capacities can be changed simply by changing the number of disk parts to be connected to one another.
  • the displacement chamber is axially provided on one side with a wall and receives a displacer body, which in turn has a wall axially on one side, the devices for driving, output for an anti-rotation device or the like. having.
  • the new displacement machine does not require an anti-rotation device, provided that the eccentric driving or driven direction of the displacement body is in the direction of the increase in its radial width.
  • the displacer has a larger accumulation of material in its center or in the area where the highest pressure peaks occur, large-dimensioned bearings can be provided here. In the construction described above with an axially unilateral wall, this can e.g. a recess is centrally guided so as to prevent tilting movements of the displacement body.
  • the displacer body viewed in the axial direction, can have a central wall to which the spiral-shaped webs which extend axially in each case are attached on both sides.
  • the walls of the displacement chamber and / or of the displacement body are coated.
  • the displacement body is equipped with at least one of its two axial surfaces in the edge region with an axial rib each. This measure can be provided instead of the coating mentioned above or in addition to this.
  • the displacement body and / or the walls or webs of the displacement chamber can be hollow.
  • the cavities formed in this way can be closed off by lids in order to create chambers which can be used with appropriate hose connections for cooling or heating.
  • Another feature of the new positive displacement machine is that it has a dry suction behavior.
  • spring-elastic eccentric bearing elements can advantageously be used in the bearing area between the drive shaft - which is then designed as a simple shaft - and displacement bodies.
  • the displacer can also be driven at a frequency of over 120 Hz.
  • FIG. 1 shows a displacer chamber 2 which is arranged within a housing 1 and runs in a spiral and spans a little more than 360 °, which leads from an inlet indicated by an arrow 3 to an outlet not shown in this figure.
  • the groove-like displacement chamber 2 is defined by an outer peripheral wall 5 and an inner peripheral wall 6.
  • the outer peripheral wall 5 consists approximately of three adjoining semicircles, each with a reduced radius, while the inner peripheral wall 6 is formed from only a single semicircle, which is at least approximately concentric with the third semicircle of the outer peripheral wall 5.
  • the clear radial width 7 of the displacement chamber 2 that is to say the respective radial distance between the peripheral walls 5, 6, increases from the radially outer end 2a of the displacer chamber 2 to the radially inner end.
  • the inner peripheral wall 6 of the displacement chamber 2 is formed by a spiral web 8 approximately the same web width 9.
  • a displacer body 11 is inserted into the displacer chamber 2, which is only shown with a clear distance from the walls 5, 6 of the displacer chamber 2 only for reasons of illustration.
  • the outer contour of the displacer body 11 is likewise composed of a plurality of adjoining partial circles with reduced radii, the radial width 14 of the displacer body 11 continuously increasing in the circumferential direction inwards starting from its free, radially outer end 11a. This results in a material accumulation in the central area 11b, which e.g. the arrangement of a large eccentric bearing 21 enables.
  • FIG. 2 shows a modified embodiment in which the radial width 14 of the displacer 11 increases continuously from its radially inner end 11a to its radially outer end 11b.
  • the course of the displacement chamber 2 is corresponding.
  • the eccentric bearing 21, like the outlet indicated by an arrow 4, is on the outside.
  • the eccentric driving and driven direction 16 of the displacer 11 lies in the direction of the increase in its radial width 14.
  • Figure 3 shows a modified embodiment, the structure of which corresponds in principle to that of Figure 1.
  • the displacer body 11 is shown in FIG. 3 in a first working position in which it rests on the walls 5, 6 of the displacer chamber 2.
  • the displacer body 11 can be driven eccentrically, that each of its points executes a circular movement delimited by the circumferential walls 5, 6 of the displacement chamber 2, the radii of curvature of the displacer body 11 and the aforementioned circumferential walls in the displacer chamber being dimensioned such that the displacer body, during its circular, torsion-free movement, the inner and outer circumferential walls 6 , 5 at least in each case at least almost touched on a continuously progressing sealing line 15.
  • the reference numeral 10 designates the eccentricity.
  • the drawn-in contour 22 denotes the outer contour of a plate-shaped elevation 23 or the like, which sits on a one-sided end cover of the displacer body 11 (not shown in more detail) and carries a bushing 24 for the eccentric bearing 21 of the displacer body 11.
  • FIGS. 3 to 6 show the progress of the sealing lines 15 for the positions 1 to 4 shown in each case.
  • FIG. 7 shows a double displacement machine which comprises two individual machines according to FIG. 2 arranged in mirror image to one another. This results in two external eccentric bearings 21, the input or output shafts or the like by means of a toothed belt. can be connected for synchronization.
  • the arrow 3 shows an inlet common to both drive units, while the arrows 4 indicate the respective outlet. If this machine is driven axially in the center by the medium, it is operated as a motor; the shafts are then output shafts. If, however, the machine is driven by a motor, the medium is sucked in axially in the center; the machine then runs as a pump or as a compressor.
  • the drive or output of this double-shaft machine is accomplished by one shaft, since the toothed belt means that the second shaft runs synchronously and works as an anti-rotation device for the eccentrics.
  • An additional central shaft can also be provided, e.g. by means of an externally toothed gearwheel which engages in gearwheels of the two external shafts, which couples them to one another.
  • internal gear ratios between the central shaft and the two eccentric shafts can also be selected within certain size ratios of such machines, whereby alternatively the central shaft also encompasses the smaller externally toothed gears of the outer shafts by a cup-shaped, internally toothed body (comparable to the planetary gear).
  • the detail a-a shows the cross section of the displacer body 11 and reveals that it is equipped on its two axial surfaces 17 in the edge region with one axial rib 18 each in order to reduce the friction within the displacer chamber 2.
  • the ratio of the narrowest radial width 14 of the displacer 11 to its widest radial width lies within the range 1: 3 to 1:12.
  • a tangential arrangement can be selected for the external inlet or outlet, but this is not absolutely necessary.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine für Fluide, mit einer in einem feststehenden Gehäuse nutartig angeordneten, von einem Einlaß zu einem Auslaß etwa spiralförmig verlaufenden und mehr als 360° umspannenden Verdrängerkammer, in die ein ebenfalls im wesentlichen spiralförmiger Verdrängerkörper eingreift, der derart exzentrisch antreibbar gehalten ist, daß jeder seiner Punkte eine von den Umfangswandungen der Verdrängerkammer begrenzte Kreisbewegung ausführt, wobei die Krümmungsradien des Verdrängerkörpers sowie der genannten Umfangswandungen so bemessen sind, daß der Verdrängerkörper bei seiner kreisenden, verdrehungsfreien Bewegung die inneren und äußeren Umfangswandungen an jeweils einer kontinuierlich fortschreitenden Dichtungslinie zumindest nahezu berührt.
  • Eine derartige Ausführungsform läßt sich beispielsweise der DE-A1-26 03 462 entnehmen. Die hier offenbarten Konstruktionen fordern einen besonders hohen Fertigungsaufwand im Druckbereich, also dort, wo Verdrängerkammer und Verdrängerkörper sehr kleine Krümmungsradien aufweisen.
  • Vergleichbare Ausführungsformen sind z.B. in der DE-A1-26 39 174, der GB-A2-1 367 986, der US-A-4,558,997 und der US-A-4, 627,800 zu entnehmen. Allen diesen Ausführungsformen gemeinsam ist der Nachteil eines niedrigen Gesamtwirkungsgrades.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängermaschine der eingangs erläuterten Bauform in fertigungstechnischer Hinsicht sowie bezüglich ihres Gesamtwirkungsgrades zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:
    • a) Der Umschlingungswinkel des Verdrängerkörpers ist < 400°, vorzugsweise < 395°;
    • b) die Radialbreite des Verdrängerkörpers nimmt von seinem einen Ende kontinuierlich zu seinem anderen Ende hin zu;
    • c) die lichte Radialbreite der Verdrängerkammer nimmt in gleicher Richtung wie beim Verdrängerkörper von ihrem einen Ende kontinuierlich zu ihrem anderen Ende hin zu;
    • d) der Verdrängerkörper weist im Bereich seiner größten Radialbreite seine Exzenterlagerung auf;
    • e) der genannte Auslaß ist im Bereich der größten Radialbreit des Verdrängerkörpers bzw. der Verdrängerkammer angeordnet;
    • f) die exzentrische An- bzw. Abtriebsrichtung des Verdrängerkörpers liegt in Richtung der Zunahme seiner Radialbreite.
  • In einer speziellen Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, wenn die äußere Umfangswandung der Verdrängerkammer aus mehreren, sich absatzfrei aneinander anschließenden Teilkreisen mit jeweils verringertem Radius besteht, während die innere Umfangswandung der Verdrängerkammer aus zumindest einem Teilkreis besteht. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der zumindest eine Teilkreis der inneren Umfangswandung der Verdrängerkammer zumindest angenähert konzentrisch zum dritten Teilkreis der äußeren Umfangswandung der Verdrängerkammer liegt.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn sich die einander zugeordneten äußeren und inneren Teilkreise jeweils über die gleichen Winkelgrade erstrecken, und wenn die innere Umfangswandung der Verdrängerkammer durch einen Spiralsteg angenähert gleicher Stegbreite gebildet ist.
  • Durch den im Vergleich zu dem Stand der Technik erheblich kleineren Umschlingungswinkel des Verdrängerkörpers ergibt sich eine wesentliche Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Verdrängermaschine. Durch diese Verringerung des Umschlingungswinkels läßt sich der Verdrängerkörper auch starkwandiger ausbilden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Exzenterlagerung des Verdrängerkörpers im Bereich seiner größten Radialbreite, also in dem mechanisch gesehen stabilsten Teil vorgenommen werden kann.
  • Die Verdrängermaschine kann durch das Fluid selbst angetrieben sein und dann als Motor oder z.B. als Volumenmesser arbeiten; sie kann aber auch motorisch angetrieben sein und dann als Pumpe oder Verdichter arbeiten. Im Vergleich zu Verdrängermaschinen mit zwei oder mehr separaten Verdrängerräumen (z.B. gemäß DE-A1-22 30 773) weist die erfindungsgemäße Ausführungsform eine geringere Pulsation auf, ein Vorteil, der sich insbesondere in höheren Leistungsbereichen bemerkbar macht.
  • Die neue Verdrängermaschine weist im Vergleich zu vorbekannten Konstruktionen gleicher Förderleistung eine geringere Baugröße auf. Dabei ist es für die Fertigung sowie die Lagerhaltung besonders vorteilhaft, daß Verdrängerkammer sowie Verdrängerkörper segmentartig jeweils aus scheibenförmigem Material zu einem Paket der gewünschten Axialdicke zusammengesetzt werden können. Dadurch lassen sich solche Verdrängermaschinen unterschiedlicher Förderleistung durch bloße Veränderung der Anzahl der miteinander zu verbindenden Scheibenteile verändern.
  • Es ist grundsätzlich möglich, die Verdrängerkammer axial gesehen von beiden Seiten mit glatten Deckeln zu verschließen, zwischen denen dann der Verdrängerkörper frei beweglich gelagert ist. Es ist aber auch möglich, daß die Verdrängerkammer axial einseitig mit einer Wandung versehen ist und einen Verdrängerkörper aufnimmt, der seinerseits axial einseitig eine Wandung aufweist, die Einrichtungen zum Antrieb, Abtrieb für eine Verdrehsicherung o.dergl. aufweist. An sich kann bei der neuen Verdrängermaschine auf eine Verdrehsicherung verzichtet werden, soweit die exzentrische An- bzw. Abtriebsrichtung des Verdrängerkörpers in Richtung der Zunahme seiner Radialbreite liegt. Da jedoch bei der neuen Ausführungsform der Verdrängerkörper in seinem Zentrum bzw. in dem Bereich, wo die höchsten Druckspitzen auftreten, eine größere Materialansammlung aufweist, kann bzw. können hier jeweils großdimensionierte Lagerungen vorgesehen werden. Bei der vorstehend beschriebenen Bauweise mit axial einseitiger Wandung kann durch diese in den Verdrängerkörper hinein z.B. zentral eine Ausnehmung geführt werden, um so Kippbewegungen des Verdrängerkörpers zu verhindern.
  • In einer abgewandelten Ausführungsform kann der Verdrängerkörper in axialer Richtung gesehen eine mittige Wandung aufweisen, an der beidseitig die sich jeweils axial erstreckenden spiralförmigen Stege angebracht sind.
  • Zur Reduzierung des Verschleißes ist es vorteilhaft, wenn die Wandungen der Verdrängerkammer und/oder des Verdrängerkörpers beschichtet sind.
  • Ebenfalls zur Minderung der Reibung beim Betrieb der Verdrängermaschine kann es vorteilhaft sein, wenn der Verdrängerkörper auf zumindest einer seiner beiden Axialflächen im Randbereich mit je einer Axialrippe bestückt ist. Diese Maßnahme kann anstelle der vorstehend erwähnten Beschichtung oder aber zusätzlich zu dieser vorgesehen werden.
  • Der Verdrängerkörper und/oder die Wandungen bzw. Stege der Verdrängerkammer können hohl ausgebildet sein. Die so gebildeten Hohlräume können durch Deckel abgeschlossen werden, um so Kammern entstehen zu lassen, die mit entsprechenden Schlauchanschlüssen zur Kühlung oder Heizung verwendet werden können. Dies gilt in erster Linie für die jeweils einseitig mit einer Wandung versehenen Bauteile, deren Herstellung bei metallischen Werkstoffen in zerspanenden oder spanlosen Verfahren vorgenommen werden können. Bei Verwendung von plastischen Werkstoffen, die je nach Betriebsbedingungen ebenfalls geeignet sind, können die entsprechenden Spritz- oder Preßverfahren angewandt werden.
  • Die neue Verdrängermaschine weist als weitere Eigenschaft auch ein trockenes Ansaugverhalten auf. Zur Überbrückung von Fertigungstoleranzen können vorteilhaft federelastische Exzenterlagerelemente im Lagerbereich zwischen der Antriebswelle - die dann als einfache Welle ausgebildet ist - und Verdrängerkörper eingesetzt werden. Der Antrieb des Verdrängerkörpers kann je nach Baugröße mit einer Frequenz auch von über 120 hz erfolgen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1
    im Querschnitt eine Verdrängerkammer mit eingesetztem Verdrängerkörper, dessen dargestellte Position keiner Betriebsstellung entspricht sondern nur zur leichteren Erkennbarkeit gewählt wurde;
    Figur 2
    eine abgewandelte Ausführungsform in einer Darstellung gemäß Figur 1;
    Figur 3
    eine abgewandelte Ausführungsform in einer Darstellung gemäß Figur 1, wobei jedoch der Verdrängerkörper eine erste Arbeitsposition einnimmt;
    Figuren 4 bis 6
    ausgehend von der Darstellung gemäß Figur 3 fortlaufend drei verschiedene Arbeitspositionen des Verdrängerkörpers und
    Figur 7
    in einer Darstellung gemäß Figur 1 eine Doppel-Verdrängermaschine.
  • Figur 1 zeigt eine innerhalb eines Gehäuses 1 angeordnete, spiralförmig verlaufende und etwas mehr als 360° umspannende Verdrängerkammer 2, die von einem durch einen Pfeil 3 angedeuteten Einlaß zu einem in dieser Figur nicht näher dargestellten Auslaß führt. Die nutartige Verdrängerkammer 2 wird durch eine äußere Umfangswandung 5 und eine innere Umfangswandung 6 definiert. Dabei besteht die äußere Umfangswandung 5 angenähert aus drei sich aneinander anschließenden Halbkreisen mit jeweils verringertem Radius, während die innere Umfangswandung 6 aus nur einem einzigen Halbkreis gebildet wird, der zumindest angenähert konzentrisch zum dritten Halbkreis der äußeren Umfangswandung 5 liegt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 nimmt die lichte Radialbreite 7 der Verdrängerkammer 2, also der jeweilige radiale Abstand zwischen den Umfangswandungen 5,6, ausgehend von dem radial außenliegenden Ende 2a der Verdrängerkammer 2 zum radial innenliegenden Ende hin zu. Dabei wird die innere Umfangswandung 6 der Verdrängerkammer 2 durch eine Spiralsteg 8 angenähert gleicher Stegbreite 9 gebildet.
  • In die Verdrängerkammer 2 ist ein Verdrängerkörper 11 eingesetzt, der nur aus Darstellungsgründen jeweils mit einem lichten Abstand von den Wandungen 5,6 der Verdrängerkammer 2 dargestellt ist. Die Außenkontur des Verdrängerkörpers 11 setzt sich ebenfalls zusammen aus mehreren sich aneinander anschließenden Teilkreisen mit verringerten Radien, wobei die Radialbreite 14 des Verdrängerkörpers 11 ausgehend von seinem freien, radial außenliegenden Ende 11a in Umfangsrichtung nach innen kontinuierlich zunimmt. Dabei ergibt sich im zentralen Bereich 11b eine Materialansammlung, die z.B. die Anordnung einer großdimensionierten Exzenterlagerung 21 ermöglicht.
  • Figur 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Radialbreite 14 des Verdrängerkörpers 11 von seinem radial innenliegenden Ende 11a kontinuierlich zu seinem radial außenliegenden Ende 11b hin zunimmt. Der Verlauf der Verdrängerkammer 2 ist entsprechend. Die Exzenterlagerung 21 liegt ebenso wie der durch einen Pfeil 4 angedeutete Auslaß außen. Die exzentrische An- bzw. Abtriebsrichtung 16 des Verdrängerkörpers 11 liegt jeweils in Richtung der Zunahme seiner Radialbreite 14.
  • Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, deren Aufbau im Prinzip dem der Figur 1 entspricht. Jedoch ist in Figur 3 der Verdrängerkörper 11 in einer ersten Arbeitsstellung dargestellt, in der er an den Wandungen 5,6 der Verdrängerkammer 2 anliegt. Dabei ist der Verdrängerkörper 11 derart exzentrisch antreibbar, daß jeder seiner Punkte eine von den Umfangswandungen 5,6 der Verdrängerkammer 2 begrenzte Kreisbewegung ausführt, wobei die Krümmungsradien des Verdrängerkörpers 11 sowie die genannten Umfangswandungen in der Verdrängerkammer so bemessen sind, daß der Verdrängerkörper bei seiner kreisenden, verdrehungsfreien Bewegung die inneren und äußeren Umfangswandungen 6,5 an jeweils einer kontinuierlich fortschreitenden Dichtungslinie 15 zumindest nahezu berührt. Dieser Bewegungsablauf ist anhand von vier Arbeitsstellungen in den Figuren 3 bis 6 dargestellt. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet dabei die Exzentrizität. Die eingezeichnete Kontur 22 bezeichnet die Außenkontur einer plattenförmigen Erhöhung 23 o.dergl., die auf einem nicht näher dargestellten einseitigen Abschlußdeckel des Verdrängerkörpers 11 sitzt und eine Buchse 24 trägt für die Exzenterlagerung 21 des Verdrängerkörpers 11.
  • Die Figuren 3 bis 6 zeigen für die jeweils eingezeichneten Positionen 1 bis 4 das Fortschreiten der Dichtungslinien 15.
  • Figur 7 zeigt eine Doppel-Verdrängermaschine, die zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Einzelmaschinen gemäß Figur 2 umfaßt. Es ergeben sich hier zwei außenliegende Exzenterlager 21, deren An- oder Abtriebswellen durch einen Zahnriemen o.dergl. zur Synchronisierung verbunden sein können. Der Pfeil 3 zeigt einen für beide Antriebseinheiten gemeinsamen Einlaß, während die Pfeile 4 den jeweiligen Auslaß andeuten. Wird diese Maschine durch das Medium axial im Zentrum angetrieben, ergibt sich ein Betrieb als Motor; die Wellen sind dann Abtriebswellen. Wird die Maschine hingegen motorisch angetrieben, dann wird das Medium axial im Zentrum angesaugt; die Maschine läuft dann als Pumpe oder als Verdichter. Der An- oder Abtrieb dieser Doppelwellen-Maschine wird durch eine Welle bewerkstelligt, da durch den genannten Zahnriemen die zweite Welle synchron mitläuft und als Verdrehsicherung für die Exzenter arbeitet.
  • Es kann auch eine zusätzliche Zentralwelle vorgesehen werden, die z.B. durch ein außenverzahntes Zahnrad, das in Zahnräder der beiden außenliegenden Wellen eingreift, diese miteinander koppelt. Dadurch können innerhalb bestimmter Größenverhältnisse derartiger Maschinen auch interne Über- oder Untersetzungen zwischen der Zentralwelle und den beiden Exzenterwellen gewählt werden, wobei alternativ auch die Zentralwelle durch einen topfförmigen, innenverzahnten Körper die kleineren außenverzahnten Zahnräder der außenliegenden Wellen umgreift (vergleichbar einam Planetengetriebe).
  • Das Detail a-a zeigt den Querschnitt des Verdrängerkörpers 11 und läßt erkennen, daß dieser auf seinen beiden Axialflächen 17 im Randbereich mit je einer Axialrippe 18 bestückt ist, um die Reibung innerhalb der Verdrängerkammer 2 herabzusetzen.
  • Günstig für alle Ausführungsformen ist es, wenn das Verhältnis der schmalsten Radialbreite 14 des Verdrängerkörpers 11 zu seiner breitesten Radialbreite innerhalb des Bereiches 1 : 3 bis 1 : 12 liegt.
  • Bei außenliegendem Ein- bzw. Auslaß kann eine tangentiale Anordnung gewählt werden, die jedoch nicht zwingend erforderlich ist.
  • Es ist zweckmäßig, die Verdrängerkammer 2 etwas länger auszubilden als es zur Aufnahme des Verdrängerkörpers 11 erforderlich ist. Dadurch ergibt sich eine Beruhigung der Pulsation sowie Platz für den Ein- bzw. Auslaß 3,4.

Claims (11)

  1. Verdrängermaschine für Fluide, mit einer in einem feststehenden Gehäuse (1) nutartig angeordneten, von einem Einlaß (3) zu einem Auslaß (4) etwa spiralförmig verlaufenden und mehr als 360° umspannenden Verdrängerkammer (2), in die ein ebenfalls im wesentlichen spiralförmiger Verdrängerkörper (11) eingreift, der derart exzentrisch antreibbar gehalten ist, daß jeder seiner Punkte eine von den Umfangswandungen (5,6) der Verdrängerkammer (2) begrenzte Kreisbewegung ausführt, wobei die Krümmungsradien des Verdrängerkörpers (11) sowie der genannten Umfangswandungen (5,6) so bemessen sind, daß der Verdrängerkörper (11) bei seiner kreisenden, verdrehungsfreien Bewegung die inneren und äußeren Umfangswandungen (6, 5) an jeweils einer kontinuierlich fortschreitenden Dichtungslinie (15) zumindest nahezu berührt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) Der Umschlingungswinkel des Verdrängerkörpers (11) ist < 400°, vorzugsweise < 395°;
    b) die Radialbreite (14) des Verdrängerkörpers (11) nimmt von seinem einen Ende (11a, 11b) kontinuierlich zu seinem anderen Ende (11b,11a) hin zu;
    c) die lichte Radialbreite (7) der Verdrängerkammer (2) nimmt in gleicher Richtung wie beim Verdrängerkörper (11) von ihrem einen Ende (2a,2b) kontinuierlich zu ihrem anderen Ende (2b,2a) hin zu;
    d) der Verdrängerkörper (11) weist im Bereich seiner größten Radialbreite (14) seine Exzenterlagerung (21) auf;
    e) der genannte Auslaß (4) ist im Bereich der größten Radialbreite (14,7) des Verdrängerkörpers (11) bzw. der Verdrängerkammer (2) angeordnet;
    f) die exzentrische An- bzw. Abtriebsrichtung (16) des Verdrängerkörpers (11) liegt in Richtung der Zunahme seiner Radialbreite (14).
  2. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangswandung (5) der Verdrängerkammer (2) aus mehreren, sich absatzfrei aneinander anschließenden Teilkreisen mit jeweils verringertem Radius besteht, während die innere Umfangswandung (6) der Verdrängerkammer (2) aus zumindest einem Teilkreis besteht.
  3. Verdrängermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Teilkreis der inneren Umfangswandung (6) der Verdrängerkammer (2) zumindest angenähert konzentrisch zum dritten Teilkreis der äußeren Umfangswandung (5) der Verdrängerkammer (2) liegt.
  4. Verdrängermaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die einander zugeordneten äußeren und inneren Teilkreise jeweils über die gleichen Winkelgrade erstrecken.
  5. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umfangswandung (6) der Verdrängerkammer (2) durch einen Spiralsteg (8) angenähert gleicher Stegbreite (9) gebildet ist.
  6. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (11) axial einseitig mit einer Wandung versehen ist, die Einrichtungen zum Antrieb, Abtrieb, für eine Verdrehsicherung o.dergl. aufweist.
  7. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerkammer (2) axial einseitig mit einer Wandung versehen ist.
  8. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Verdrängerkammer (2) und/oder des Verdrängerkörpers (11) beschichtet sind.
  9. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (11) auf zumindest einer seiner beiden Axialflächen (17) im Randbereich mit je einer Axialrippe (18) bestückt ist.
  10. Verdrängermaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialrippe (18) umlaufend ausgebildet ist.
  11. Verdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (11) und/oder die Wandungen der Verdrängerkammer (2) hohl ausgebildet sind.
EP88108594A 1987-06-15 1988-05-30 Verdrängermaschine Expired - Lifetime EP0295480B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT88108594T ATE68849T1 (de) 1987-06-15 1988-05-30 Verdraengermaschine.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873719950 DE3719950A1 (de) 1987-06-15 1987-06-15 Verdraengermaschine
DE3719950 1987-06-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0295480A2 EP0295480A2 (de) 1988-12-21
EP0295480A3 EP0295480A3 (en) 1989-07-26
EP0295480B1 true EP0295480B1 (de) 1991-10-23

Family

ID=6329744

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