WO1992013176A1 - Vorrichtung zur förderung und/oder verdichtung von medien sowie arbeits- oder kraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zur förderung und/oder verdichtung von medien sowie arbeits- oder kraftmaschinen Download PDF

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WO1992013176A1
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
    • F01C11/004—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger

Definitions

  • the invention relates to a device for conveying, preferably with pressure, liquid media or for conveying and / or compressing gaseous media with a housing with a pressure and a suction connection, in which housing an eccentrically rotatable to the housing mounted rotor is arranged, in which at least one slider is slidably held in the radial direction, which runs sealingly along the inner wall of the housing and which is guided along a guide, the line of contact of the rotor with the inner wall of the housing between the suction and the pressure connection.
  • a device of this type namely a pump, has been e.g. known from U.S. Patent 3,001,482.
  • slides are provided with rollers which are guided in a groove-shaped guide with considerable play in order to avoid jamming of the rollers.
  • the aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a device of the type mentioned in the introduction, in which a play-free guidance of the slides is ensured without the risk of the slides becoming jammed.
  • the center paths of the rolling elements associated with the guideways have a diametrically constant distance from the center of the drive shaft of the rotor, which results in a play-free guidance of the slide with at least one approximately elliptical guideway .
  • Another object of the invention is to propose a work machine or an engine.
  • the housing has at least two separate chambers, in each of which one rotor is located, and that the housing runs along a guide and is guided along a guide, the line of contact of the rotor with the inner wall of the housing lying between the inlet and the outlet is arranged with a slide, the runners being connected to one another in a rotationally fixed manner and the slide being controlled by two guide tracks arranged on the inside of an attachment, on which rolling elements of the slide roll, each slide being supported on both guide tracks and an outlet of the one chamber is connected to the inlet of the other chamber with the interposition of a control element.
  • the proposed measures ensure reliable guidance of the slide. By guiding the slide with two rolling bodies rolling on different guideways, an exact and practically play-free guidance is ensured, the risk of jamming also being avoided. This also results in very little wear, since the rolling elements roll on free tracks and cannot grind their end faces against other walls, as is unavoidable when guiding rolls in grooves and leads to increased wear.
  • the center paths of the rolling elements assigned to the guideways have a diametrically constant distance with respect to the center of the drive shaft of the rotor, which results in a play-free guidance of the slides with at least approximately elliptical Guideway results.
  • control member is formed by a hollow cylinder provided with slots, the interior of which can be alternately connected via the slots to the connecting line or the second chamber.
  • control member the interior of the control member being a prechamber forms in which the mixture which has flowed in under pressure can be kept under pressure until the connection to the second chamber is opened, even if the pressure in the connecting line between the two chambers has already decreased due to a change in the position of the rotor and thus of the slide ⁇ is sunken. All that is required for this is a corresponding arrangement of the slots and a corresponding control of the hollow cylinder having them.
  • the rotor arranged in the second chamber has a depression on its lateral surface, which is arranged close to a guide for the slide passing through the rotor.
  • the volume that can be supplied to the second chamber can be increased in a simple manner without the position of the slide having to be changed in the direction of the outlet of the second chamber, the slide being used when the mixture flows into the second chamber available volume is limited.
  • the slide can be exposed to the force of the expanding gas or mixture for a large part of the travel of the slide during one revolution of the rotor.
  • the runners of the two chambers are connected to one another via a coupling, in which the two coupling halves can be adjusted and locked in their mutual position, the two coupling halves preferably being provided with a toothing which is engaged with each other.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section
  • Fig. 2 shows a cross section through an inventive
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through an inventive
  • Fig. 5 shows a cross section along line VV of Fig. 3 through the second chamber
  • Fig. 6 shows schematically the kinematics of the rolling process of the support body.
  • the drive shaft 3 is eccentrically mounted in the housing 5 or on bearings held on the plates thereof.
  • the housing 5 has an inlet 5a and an outlet connection 5b for the liquid medium which is preferably to be conveyed under pressure or the gaseous medium which is to be conveyed and / or compressed. Operating modes of e.g. as a gas or liquid pump, compressor or the like are therefore possible.
  • This end shield is designed as a control ring 1 and has on the inside of a tubular extension in two different planes perpendicular to the drive shaft 3 arranged guideways la, lb.
  • a hollow rotor 4 is arranged, which is arranged centrally on the drive shaft 3 and from this anget ⁇ o .. (> *:. Is The annular wall of the hollow rotor 4 provided me Amsterdamin slot 7, which is penetrated by the slide 2. .
  • the slider 2 has an elongated slot 9 which is penetrated by the drive shaft 3, which in the area of the slider 2 has flats 10 which can slide along the walls of the elongated slot 9 of the slider 2 and between them with only slight play intervention.
  • the slide 2 By controlling the slide 2 by means of the two rolling bodies 2a, 2b which - as explained in more detail in connection with FIG. 6 - roll on the two guideways la, lb, at least one of which has the shape of an ellipse , the desired distance of the end face 11 of the slide from the inner wall 12 of the housing can be maintained, by means of which the wear of the slide can be kept correspondingly low.
  • the course of the two guide tracks 1a, 1b is dependent on the shape of the inner wall 12 of the housing 5 and the eccentricities of the drive shaft in relation to the house 5, and depending on the size of the hollow rotor 4, the size of which determines the measure of the delivery rate or the performance of the pump.
  • the housing 105 of the engine according to FIGS. 3 to 5 has an inlet and an outlet connection 109, 110 for the mixture to be compressed.
  • the bearing plates 151, 152, 153, 154 are provided with control rings 101 and, on the inside of a tubular extension, have guide tracks 101a, 101b arranged in two different planes perpendicular to the drive shaft 103.
  • each hollow rotor 104 is arranged, which is arranged centrally on the drive shaft 103 and is driven by the latter.
  • the annular wall of each hollow runner 104 is provided with a slot 155 through which the slide 102 passes.
  • the slider 102 has an elongated slot, which is penetrated by the drive shaft 103, which has flats in the area of the slider 102, which can slide along the walls of the elongated slot of the slider 102 and intervene between them with only slight play.
  • Rollers 116 are also held on each slide 102, two of which each roll on a different guideway 101a, 101b.
  • the desired distance of the end face of the slide from the inner wall of the housing can be achieved ⁇ ses 105 are observed, through which the wear of the slide 102 can be kept correspondingly low.
  • the course of the two guideways 101a, 101b depends on the shape of the inner wall of the housing 105 and the eccentricities of the drive shaft in relation to the housing 105, and on the size of the hollow rotor 104, the size of which determines the measure of the performance of the machine .
  • the diametrical distance between the two guideways 101a, 101b from one another always remains the same, thereby ensuring exact guiding of the slides 102, by absorbing the centrifugal forces that occur during operation, which would lead to the slider being pressed against the inner wall of the housing, which would result in a correspondingly high level of wear.
  • the drive shaft 103 is subdivided by a clutch 115, the coupling halves of which are non-rotatably connected to the two parts of the drive shaft 103 and are provided with a toothing in mutual engagement.
  • the chamber 160 has an outlet 162 next to the inlet 109 of the housing 105, which outlet is connected to the second chamber 161 via a connecting line 107.
  • a hollow cylinder 106 is arranged between the connecting line 107 and the inlet 171 of the second chamber 161, the cylindrical wall of which is penetrated by two slots 172, 173.
  • this hollow cylinder 106 can be rotated by means of a cam 111 and a linkage 112.
  • the slide 102 arranged in the chamber 161 is only partially indicated for the sake of clarity, with the omission of the rolling elements 116.
  • the arrangement and design correspond to that of the slide arranged in the chamber 160, cf. Fig. 5.
  • the cam controller 111, 112 reverses the hollow cylinder 106 and the slot 173 coincides brought with the inlet 171 so that the pressurized mixture can flow.
  • the rotor 104 arranged in the chamber 182 is in a position in which its depression 117 arranged in the lateral surface is opposite the inlet 171, which opens essentially tangentially into the chamber 182.
  • a spark plug 108 is arranged next to the inlet 171 and ignites the mixture.
  • the associated expansion of the fuel gas drives the rotor 104 in the direction of the arrow 175, the gas in the space 182 being expelled via the outlet 110 of the housing 105.
  • the rotor 104 of the chamber 160 is driven via the drive shafts and the clutch 115, which in connection with the slide valve 102 draws in and compresses the mixture.
  • the compression of the mixture can be increased or decreased.
  • the compression can also be increased so far that the mixture ignites by itself, so that under certain circumstances. the spark plug 108 can be dispensed with.
  • FIG. 6 shows the creation of the geometrical shapes of the guideways la, 101a and lb for the exemplary embodiment according to FIG. 1 and that according to FIG. 2.
  • the shape of the guideway 1b, 101b, of which approximately half is depicted, must be determined in accordance with the conditions which should prevail at the point of contact 52 between slide 2, 102 and housing 5, 105.
  • Both the center path lb ', 101b' of the rollers 2b, 116 and the guideway 1b, 101b will generally deviate only slightly or not at all from a circular path around the housing center point 51.
  • a deviation from the circular path can e.g. to compensate for different centrifugal forces which occur due to variable slide positions and would inevitably lead to different deformations on the supporting parts (rollers 2b, 116) and thus a grinding of the slide 2, 102 at the contact point 51.
  • the second guideway la, 101a which is intended to ensure a play-free slide movement, is due to the guideway lb, 101b or its center path lb, 101b and the constant center-to-center distance of the rollers 2a and 2b or 116 or the eccentricity e is defined as the distance between the shaft center 31 and the housing center 51.
  • the center path la 'of the rollers 2a can be understood starting from the center path 1b', as the set of all points which are diametrically opposed to each other with respect to the shaft center 31.
  • the guide track la, 101a of which only about half that is shown in FIG. 6, which corresponds to the half of the guide track 1b, 101b also shown, then results as an equidistant with the distance corresponding to the roller body radius r to Center line la ', 101a'.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Förderung, vorzugsweise unter Druck, von flüssigen Medien bzw. zur Förderung und/oder Verdichtung gasförmiger Medien bzw. bei einer Arbeits- oder Kraftmaschine ist in einem Gehäuse (5) exzentrisch zumindest ein drehbar gelagerter Läufer (4) vorgesehen, in dem mindestens ein in radialer Richtung verschiebbar gehaltener Schieber (2) angeordnet ist. Um den bzw. die Schieber spielfrei zu führen, ist vorgesehen, dass der bzw. die Schieber (2) von zwei an der Innenseite eines Ansatzes (8) angeordneten Führungsbahnen (1a, 1b) gesteuert sind, an denen pro Schieber zwei mit diesem verbundene Rollkörper (2a, 2b) abrollen, wobei auf jeder Führungsbahn ein Rollkörper abrollt.

Description

Vorrichtung zur Förderung und/oder Verdichtung von Medien sowie Arbeits- oder Kraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förderung, vorzugsweise mit Druck, von flüssigen Medien bzw. zur Förderung und/oder Verdichtung gasförmiger Medien mit ei¬ nem Gehäuse mit einem Druck- und einem Sauganschluß, in wel¬ chem Gehäuse ein exzentrisch zum Gehäuse drehbar gelagerter Läufer angeordnet ist, in dem mindestens ein in radialer Rich¬ tung verschiebbar gehaltener Schieber angeordnet ist, der an der Innenwand des Gehäuses dichtend entlangstreicht und der entlang einer Führung geführt ist, wobei die Berührungslinie des Läufers mit der Innenwand des Gehäuses zwischen dem Saug- und dem Druckanschluß liegt.
Eine Vorrichtung dieser Art, nämlich eine Pumpe wurde z.B. durch die US-PS 3 001 482 bekannt. Bei dieser bekannten Pumpe sind Schieber mit Rollen versehen, die mit erheblichem Spiel in einer nutförmigen Führung geführt sind, um ein Ver¬ klemmen der Rollen zu vermeiden.
Dadurch ergibt sich aber der Nachteil, daß die Schie¬ ber beim Betrieb der Pumpe durch die Fliehkraft gegen die In¬ nenwand des Gehäuses gepreßt werden, wodurch sich e.in ent¬ sprechend hoher Verschleiß ergibt.
Eine ähnliche Lösung wurde auch durch die JP-A-56-44 489 bekannt, wobei bei dieser bekannten Pumpe, die der eingangs erwähnten Pumpe entspricht, ebenfalls Führungs¬ rillen vorgesehen sind, in die eine Rolle des Schiebers ein¬ greift .
Auch bei dieser Lösung ergibt sich daher der Nachteil einer hohen Verschleißanfälligkeit.
Ziel der Erfindung ist es diese Nachteile zu vermei¬ den und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vorzu¬ schlagen, bei der eine spielfreie Führung der Schieber sichergestellt ist, ohne daß sich dadurch die Gefahr des Ver- klemmens der Schieber ergibt .
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der bzw. die Schieber von zwei an der Innenseite eines Ansatzes angeordneten Führungs ahnen gesteuert sind, an denen pro Schieber zwei mit diesem verbundene Rollkörper abrollen, wobei auf jeder Führungsbahn ein Rollkörper abrollt.
Durch diese Maßnahmen ist eine sichere Führung der Schieber gewährleistet. Durch die Führung des Schiebers mit zwei auf verschiedenen Führungsbahnen abrollenden Rollen ist eine exakte und praktisch spielfreie Führung sichergestellt, wobei auch die Gefahr des Verklemmens vermieden ist. Dabei er¬ gibt sich auch nur ein sehr geringer Verschleiß, da die Rollen auf freien Bahnen abrollen und nicht mit ihren Stirnseiten an weiteren Wänden schleifen können, wie dies bei einer Führung von Rollen in Nuten unvermeidbar ist und zu einem erhöhten Verschleiß führt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorge¬ sehen sein, daß die den Führungsbahnen zugeordneten Mittel¬ punktsbahnen der Rollkörper bezüglich des Mittelpunktes der Antriebswelle des Läufers diametral konstanten Abstand besit¬ zen, wodurch sich eine spielfreie Führung des Schiebers mit zumindest einer etwa elliptischen Führungsbahn ergibt.
Auf diese Weise ist es möglich die Steuerung des Schiebers auch nach einem komplizierteren Verlauf der Vo¬ lumsänderungen der durch den Schieber getrennten Kammern zu berücksichtigen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es eine Arbeits¬ oder Kraftmaschine vorzuschlagen.
Bei einer Arbeits- oder Kraftmaschine mit einem Ge¬ häuse mit einem Ein- und einem Auslaß, in welchem Gehäuse ein exzentrisch zum Gehäuse drehbar gelagerter Läufer angeordnet ist, in dem mindestens ein in radialer Richtung verschiebbar gehaltener Schieber angeordnet ist, der an der Innenwand des Gehäuses dichtend entlangstreicht und der entlang einer Füh¬ rung geführt ist, wobei die Berührungslinie des Läufers mit der Innenwand des Gehäuses zwischen dem Ein- und dem Auslaß liegt, wird daher vorgeschlagen, daß das Gehäuse mindestens zwei getrennte Kammern aufweist, in denen je ein Läufer mit Schieber angeordnet ist, wobei die Läufer miteinander drehfest verbunden sind und die Schieber von zwei an der Innenseite ei¬ nes Ansatzes angeordneten Führungsbahnen gesteuert sind, an denen Rollkörper der Schieber abrollen, wobei jeder Schieber auf beiden Führungsbahnen abgestützt ist und ein Auslaß der einen Kammer mit dem Einlaß der anderen Kammer unter Zwischen¬ schaltung eines Steuerorganes verbunden ist.
Auf diese Weise ist es möglich in einer Kammer ein brennbares Gemisch zu verdichten und in die zweite Kammer überzuführen und dort zu verbrennen. Durch die durch die Ver¬ brennung des Gemisches bedingte Expansion des Gemisches be¬ dingte Kraft, die auf den Schieber einwirkt, wird das Laufrad der zweiten Kammer in Drehung versetzt. Dieses Laufrad treibt auch das Laufrad der ersten Kammer an, in der das brennbare Gemisch verdichtet werden kann.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist eine sichere Führung der Schieber gewährleistet. Durch die Führung des Schiebers mit zwei auf verschiedenen Führungsbahnen abrollen¬ den Rollkörpern ist eine exakte und praktisch spielfreie Füh¬ rung sichergestellt, wobei auch die Gefahr des Verklemmens vermieden ist. Dabei ergibt sich auch nur ein sehr geringer Verschleiß, da die Rollkörper auf freien Bahnen abrollen und nicht mit ihren Stirnseiten an weiteren Wänden schleifen können, wie dies bei einer Führung von Rollen in Nuten unver¬ meidbar ist und zu einem erhöhten Verschleiß führt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorge¬ sehen sein, daß die den Führungsbahnen zugeordneten Mittel¬ punktsbahnen der Rollkörper bezüglich des Mittelpunktes der Antriebswelle der Läufer diametral konstanten Abstand besit¬ zen, wodurch sich eine spielfreie Führung der Schieber mit zu¬ mindest einer etwa elliptischen Führungsbahn ergibt.
Auf diese Weise ist es möglich die Steuerung des Schiebers auch nach einem komplizierteren Verlauf der Vo¬ lumsänderungen der durch den Schieber getrennten Kammern zu berücksichtigen.
Dabei kann im Sinne einer einfacheren Konstruktion vorgesehen sein, daß die Projektionen der beiden Führungsbah¬ nen einander an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten kreuzen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorge¬ sehen sein, daß das Steuerorgan durch einen mit Schlitzen ver¬ sehenen Hohlzylinder gebildet ist, dessen Inneres eine über die Schlitze mit der Verbindungsleitung bzw. der zweiten Kam¬ mer wechselweise verbindbar ist.
Dabei ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Steu¬ erorganes, wobei das Innere des Steuerorganes eine Vorkammer bildet, in der das unter Druck eingeströmte Gemisch bis zum öffnen der Verbindung zur zweiten Kammer unter Druck gehalten werden kann, auch wenn der Druck in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Kammern aufgrund einer Änderung der Stel¬ lung des Läufers und damit des Schiebers bereits wieder abge¬ sunken ist. Dazu ist lediglich eine entsprechende Anordnung der Schlitze und eine entsprechende Ansteuerung des diese auf¬ weisenden Hohlzylinders erforderlich.
Weiters kann vorgesehen sein, daß der in der zweiten Kammer angeordnete Läufer eine Vertiefung an dessen Mantel¬ fläche aufweist, die nahe einer den Läufer durchsetzenden Füh¬ rung für den Schieber angeordnet ist.
Durch die Anordnung der Vertiefung kann auf einfache Weise das der zweiten Kammer zuführbare Volumen entsprechend vergrößert werden, ohne daß dazu die Stellung des Schiebers in Richtung zum Auslaß der zweiten Kammer hin verändert werden müßte, wobei der Schieber das beim Einströmen des Gemisches in die zweite Kammer zur Verfügung stehende Volumen begrenzt. Da¬ durch kann der Schieber während eines großen Teiles des Weges des Schiebers während einer Umdrehung des Läufers der Kraft¬ wirkung des expandierenden Gases oder Gemisches ausgesetzt werden.
Weiters kann vorgesehen sein, daß die Läufer der bei¬ den Kammern über eine mit Kupplung miteinander verbunden sind, bei der die beiden Kupplungshälften in ihrer gegenseitigen Lage verstell- und feststellbar sind, wobei die beiden Kupp¬ lungshälften vorzugsweise mit einer Verzahnung versehen sind, die miteinander in Eingriff steht.
Auf diese Weise ist die Verdichtung, des in der zwei¬ ten Kammer zuführbaren Gemisches oder Gases einstellbar.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher er¬ läutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt und
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Pumpe.
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Maschine
Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie IV-IV der Fig. 3 durch die erste Kammer,
Fig. 5 einen Querschnitt längs Linie V-V der Fig. 3 durch die zweite Kammer, und Fig. 6 schematisch die Kinematik des AbrollVorgangs der Stützkörper.
Bei der Pumpe nach den Fig. 1 und 2 ist die Antriebs¬ welle 3 exzentrisch im Gehäuse 5, bzw. an dessen Schildern ge¬ haltenen Lagern gelagert.
Das Gehäuses 5 weist einen Einlaß-5a und einen Aus¬ laßstutzen 5b für das ein vorzugsweise unter Druck zu för¬ dernde flüssige Medium bzw. des zu fördernden und/oder zu ver¬ dichtende gasförmige Medium auf. Betriebsarten von z.B. als Gas- oder Flüssigkeitspumpe, Kompressor od. dgl . sind somit möglich. Dieses Lagerschild ist als Steuerring 1 ausgebildet und weist an der Innenseite eines rohrartigen Ansatzes in zwei verschiedenen, senkrecht zur Antriebswelle 3 stehenden Ebenen angeordnete Führungsbahnen la, lb auf.
Im Gehäuse ist ein hohler Läufer 4 angeordnet, der auf der Antriebswelle 3 zentrisch angeordnet und von dieser angetπo..(*>: ist. Dabei ist die ringförmige Wand des hohlen Läufers 4 mir. einein Schlitz 7 versehen, der vom Schieber 2 durchsetzt ist .
Der Schieber 2 weist einen Langschlitz 9 auf, der von der Antriebswelle 3 durchsetzt ist, die im Bereich des Schie¬ bers 2 Abflachungen 10 aufweist, die an den Wänden des Lang¬ schlitzes 9 des Schiebers 2 entlanggleiten können und zwischen diesen mit nur geringem Spiel eingreifen.
An dem Schieber 2 sind weiters zwei Rollkörper 2a, 2b gehalten, von denen jede auf einer anderen Führungsbahn la, lb abrollt .
Auf diese Weise ist eine exakte Führung des Schiebers gewährleistet, wobei die Rollkörper 2a, 2b lediglich an ihren Mantelflächen mit den Führungsbahnen in Berührung kommen kön¬ nen.
Durch die Steuerung des Schiebers 2 mittels der bei¬ den Rollkörper 2a, 2b, die - wie noch im Zusammenhang mit Fig. 6 näher erläutert - auf den beiden Führungsbahnen la, lb ab¬ rollen, von welchen zumindest eine die Form etwa einer Ellipse hat, kann der gewünschte Abstand der Stirnseite 11 des Schie¬ bers von der Innenwand 12 des Gehäuses eingehalten werden, durch den der Verschleiß des Schiebers entsprechend gering ge¬ halten werden kann. Dabei ist der Verlauf der beiden Führungs¬ bahnen la, lb von der Gestalt der Innenwand 12 des Gehäuses 5 und der Exzentrizitäte der Antriebswelle in Bezug auf das Ge- häuses 5, sowie von der Größe des hohlen Läufers 4 abhängig, dessen Größe das Maß für die Fördermenge bzw. die Leistung der Pumpe bestimmt .
Das Gehäuse 105 der Kraftmaschine nach den Fig. 3 bis 5 weist einen Einlaß- und einen Auslaßstutzen 109, 110 für das zu verdichtende Gemisch auf. Die Lagerschilder 151, 152, 153, 154 sind mit Steuerringen 101 versehen und weisen an der In¬ nenseite eines rohrartigen Ansatzes in zwei verschiedenen, senkrecht zur Antriebswelle 103 stehenden Ebenen angeordnete Führungsbahnen 101a, 101b auf.
Im Gehäuse 105 sind zwei Kammern 160, 161 angeordnet, in denen je ein hohler Läufer 104 angeordnet ist, der auf der Antriebswelle 103 zentrisch angeordnet und von dieser ange¬ trieben ist. Dabei ist die ringförmige Wand eines jeden hohlen Läufers 104 mit einem Schlitz 155 versehen, der vom Schie¬ ber 102 durchsetzt ist.
Der Schieber 102 weist einen Langschlitz auf, der von der Antriebswelle 103 durchsetzt ist, die im Bereich des Schiebers 102 Abflachungen aufweist, die an den Wänden des Langschlitzes des Schiebers 102 entlanggleiten können und zwi¬ schen diesen mit nur geringem Spiel eingreifen.
An jedem Schieber 102 sind weiters Rollkörper 116 ge¬ halten, von denen je zwei auf einer anderen Führungsbahn 101a, 101b abrollen.
Auf diese Weise ist eine exakte Führung des Schiebers gewährleistet, wobei die Rollkörper 116 lediglich an ihren Mantelflächen mit den Führungsbahnen in Berührung kommen kön¬ nen.
Durch die Steuerung der Schieber 102 mittels der Rol¬ len 116, die auf den beiden Führungsbahnen 101a, 101b, deren Projektionen einander in zwei einander diametral gegenüberlie¬ genden Punkten kreuzen, abrollen, kann der gewünschte Abstand der Stirnseite des Schiebers von der Innenwand des Gehäu¬ ses 105 eingehalten werden, durch den der Verschleiß der Schieber 102 entsprechend gering gehalten werden kann. Dabei ist der Verlauf der beiden Führungsbahnen 101a, 101b von der Gestalt der Innenwand des Gehäuses 105 und der Exzentrizitate der Antriebswelle in Bezug auf das Gehäuse 105, sowie von der Größe des hohlen Läufers 104 abhängig, dessen Größe das Maß für die Leistung der Maschine bestimmt. Der diametrale Abstand der beiden Führungsbah¬ nen 101a, 101b voneinander bleibt stets gleich, wodurch eine exakte Führung der Schieber 102 sichergestellt ist, durch die die Aufnahme der beim Betrieb auftretenden Fliehkräfte, die zu einem Anpressen des Schiebers an der Innenwand des Gehäuses führen würde, was einen entsprechend hohen Verschleiß zur Folge hätte, erfolgt.
Die Antriebswelle 103 ist durch eine Kupplung 115 un¬ terteilt, deren drehfest mit den beiden Teilen der Antriebs¬ welle 103 verbundenen Kupplungshälften mit einer in gegensei¬ tigem Eingriff befindlichen Verzahnung versehen sind. Dadurch kann durch gegenseitiges Verdrehen der beiden außer Eingriff gebrachten Kupplungshälften und abermaligem Einrücken dersel¬ ben die gegenseitige Lage der Schieber 102 der beiden Läu¬ fer 102 verändern und einstellen.
Die Kammer 160, weist, wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, neben dem Einlaß 109 des Gehäuses 105 einen Auslaß 162 auf, der über eine Verbindungsleitung 107 mit der zweiten Kam¬ mer 161 verbunden ist. Dabei ist, wie aus der Fig. 5 zu erse¬ hen ist, ein Hohlzylinder 106 zwischen der Verbindungslei¬ tung 107 und dem Einlaß 171 der zweiten Kammer 161 angeordnet, dessen zylindrische Wand von zwei Schlitzen 172, 173 durch¬ setzt ist. Dieser Hohlzylinder 106 ist, wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, mittels einer Nocke 111 und einem Gestänge 112 verdrehbar. Im übrigen ist in Fig. 3 der in der Kammer 161 an¬ geordnete Schieber 102 unter Weglassung der Rollkörper 116 der Übersichtlichkeit halber nur zum Teil andeutungsweise darge¬ stellt, Anordnung und Ausbildung entsprechen jedoch jener des in der Kammer 160 angeordneten Schiebers, vgl. Fig. 5.
Durch Drehen des Läufers 104 in Richtung des Pfei¬ les 174 in der Kammer 160 wird einerseits über* den Einlaß 109 ein Gemisch in den Raum 181 angesaugt und gleichzeitig das im Raum 181 befindliche Gemisch verdichtet und über die Verbin¬ dungsleitung 107 dem Inneren des Hohlzylinders 106 zugeführt, das als Vorkammer dient, wobei der Hohlzylinder 106 eine Stel¬ lung einnimmt, in der der Schlitz 172 mit der Verbindungslei¬ tung 107 fluchtet und der Schlitz 173 gegenüber dem Einlaß 171 verschoben ist, sodaß dieser abgedichtet ist.
Bei Erreichen einer bestimmten Stellung der beiden Läufer 104 wird durch die Nockensteuerung 111, 112 der Hohlzy¬ linder 106 umgesteuert und der Schlitz 173 in Übereinstimmung mit dem Einlaß 171 gebracht, sodaß das unter Druck stehende Gemisch einströmen kann. Dabei befindet sich der in der Kammer 182 angeordnete Läufer 104 in einer Stellung, in der dessen in der Mantelfläche angeordnete Vertiefung 117 dem Einlaß 171 gegenübersteht, der im wesentlichen tangential in die Kam¬ mer 182 mündet .
Neben dem Einlaß 171 ist eine Zündkerze 108 angeord¬ net, die das Gemisch zündet. Die damit verbundene Expansion des Brenngases treibt den Läufer 104 in Richtung des Pfei¬ les 175 an, wobei das im Raum 182 befindliche Gas über den Auslaß 110 des Gehäuses 105 ausgetrieben wird. Weiters wird über die Antriebswellen und die Kupplung 115 der Läufer 104 der Kammer 160 angetrieben, der in Verbindung mit dem Schie¬ ber 102 Gemisch ansaugt und verdichtet.
Je nach gegenseitiger Stellung der Schieber 102 der beiden Läufer 104 kann die Verdichtung des Gemisches erhöht oder vermindert werden. Dabei kann die Verdichtung auch so weit erhöht werden, daß das Gemisch von selbst zündet, sodaß u.U. auf die Zündkerze 108 verzichtet werden kann.
In Fig. 6 wird für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und jenes gemäß Fig. 2 das Zustandekommen der geometrischen Formen der Führungsbahnen la, 101a und lb, dargestellt. Die Form der Führungsbahn lb, 101b, von der etwa eine Hälfte abge¬ bildet ist, muß entsprechend den Verhältnissen, die an der Be¬ rührungsstelle 52 zwischen Schieber 2, 102 und Gehäuse 5, 105, herrschen sollen, festgelegt werden.
Sowohl die Mittelpunktsbahn lb' , 101b' der Rollen 2b, 116 als auch die Führungsbahn lb, 101b werden im Regelfall nur geringfügig oder überhaupt nicht von einer Kreisbahn um den Gehäusemittelpunkt 51 abweichen. Ein Abweichen von der Kreis¬ bahn kann z.B. zur Kompensation von unterschiedlichen Flieh¬ kräften, die durch veränderliche Schieberstellungen auftreten und zwangsläufig unterschiedliche Verformungen an den Stütz¬ teilen (Rollen 2b, 116) und damit ein Schleifen des Schiebers 2, 102 bei der Berührungsstelle 51 bewirken würden, erforder¬ lich sein.
Die zweite Führungsbahn la, 101a, die eine spielfreie Schieberbewegung gewährleisten soll, ist durch die Führungs¬ bahn lb, 101b bzw. ihre Mittelpunktsbahn lb, 101b und den kon¬ stanten Mittelpunktsabstand der Rollen 2a und 2b bzw. 116 bzw. die Exzentrizität e als Abstand zwischen Wellenmittel¬ punkt 31 und Gehäusemittelpunkt 51 festgelegt.
Die Mittelpunktsbahn la' der Rollen 2a kann ausgehend von der Mittelpunktsbahn lb' , als Menge aller Punkte die be¬ züglich des Wellenmittelpunktes 31 diametral gegenüberliegend konstanten Abstand besitzen, aufgefaßt werden. Die Führungs¬ bahn la, 101a von der in Fig. 6 wieder nur etwa jene Hälfte, die mit der ebenfalls dargestellten Hälfte der Führungsbahn lb, 101b korrespondiert, abgebildet ist, ergibt sich dann als Äquidistante mit dem Abstand entsprechend dem Rollenkörperra¬ dius r zur Mittelpunktsbahn la' , 101a'. Auch wenn es sich im Fall der Führungsbahn lb, 101b bzw. der Mittelpunktsbahn lb' , 101b' um eine vollständige Kreisbahn handelt, so ergibt sich eine korrespondierende Führungsbahn la, 101a für eine spiel¬ freie Schieberbewegung, die, je nach der relativen Größe der Exzentrizität e von einer Kreisbahn abweicht und etwa der Form einer Ellipse entspricht.
Patentansprüche:

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung zur Förderung, vorzugsweise unter Druck, von flüssigen Medien bzw. zur Förderung und/oder Verdichtung gasförmiger oder flüssiger Medien mit einem Gehäuse mit einem Druck- und einem Sauganschluß, in welchem Gehäuse ein exzen¬ trisch zum Gehäuse drehbar gelagerter Läufer angeordnet ist, in dem mindestens ein in radialer Richtung verschiebbar gehal¬ tener Schieber angeordnet ist, der an der Innenwand des Gehäu¬ ses dichtend entlangstreicht und der entlang einer Führung ge¬ führt ist, wobei die Berührungslinie des Läufers mit der In¬ nenwand des Gehäuses zwischen dem Saug- und dem Druckanschluß liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Schieber (2) von zwei an der Innenseite eines Ansatzes angeordneten Füh¬ rungsbahnen (la, lb) gesteuert sind, an denen pro Schieber (2) zwei mit diesem verbundene Rollkörper (2a, 2b) abrollen, wobei auf jeder Führungsbahn (la, lb) ein Rollkörper abrollt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (la, lb) zugeordneten Mittelpunktsbah¬ nen da', lb') der Rollkörper (2a, 2b) bezüglich des Mittel¬ punktes (31) der Antriebswelle (3) des Läufers (4) diametral konstanten Abstand (d) besitzen, wodurch sich eine spielfreie Führung des Schiebers (2) mit zumindest einer etwa ellipti¬ schen Führungsbahn (la, lb) ergibt.
3. Arbeits- oder Kraftmaschine mit einem Gehäuse mit ei¬ nem Ein- und einem Auslaß, in welchem Gehäuse ein exzentrisch zum Gehäuse drehbar gelagerter Läufer angeordnet ist, in dem mindestens ein in radialer Richtung verschiebbar gehaltener Schieber angeordnet ist, der an der Innenwand des Gehäuses dichtend entlangstreicht und der entlang einer Führung geführt ist, wobei die Berührungslinie des Läufers mit der Innenwand des Gehäuses zwischen dem Ein- und dem Auslaß liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (105) mindestens zwei ge¬ trennte Kammern (160, 161) aufweist, in denen je ein Lauf- er (104) mit Schieber (102) angeordnet ist, wobei die Läu¬ fer (104) miteinander drehfest verbunden sind und die Schie¬ ber (102) von zwei an der Innenseite eines Ansatzes angeordne¬ ten Führungsbahnen (101a, 101b) gesteuert sind, denen Rollkör¬ per (116) der Schieber (102) abrollen, wobei jeder Schie¬ ber (102) auf beiden Führungsbahnen (101a, 101b) abgestützt ist und ein Auslaß der einen Kammer (160, 161 ) mit dem Einlaß der anderen Kammer (160, 161) unter Zwischenschaltung eines Steuerorganes verbunden ist.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Führungsbahnen (101a, 101b) zugeordneten Mittelpunkts¬ bahnen (101 a', 101b') der Rollkörper (116) bezüglich des Mit¬ telpunktes (31) der Antriebswelle (103) der Läufer (104) dia¬ metral konstanten Abstand (d) besitzen, wodurch sich eine spielfreie Führung der Schieber (102) mit zumindest einer etwa elliptischen Führungsbahn (101a, 101b) ergibt.
5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Projektionen der beiden Führungsbahnen (101a, 101b) einander an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten kreuzen.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgen durch einen mit Schlit¬ zen (172, 173 ) versehenen Hohlzylinder (106) gebildet ist, dessen Inneres eine über die Schlitze (172, 173) mit der Vei— bindungsleitung (107) bzw. der zweiten Kammer (161) wechsel¬ weise verbindbar ist.
7. Maschine nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß der in der zweiten Kammer (161) angeordnete Läuf¬ er (104) eine Vertiefung (117) an dessen Mantelfläche auf¬ weist, die nahe einer den Läufer (104) durchsetzenden Füh¬ rung (155) für den Schieber (102) angeordnet ist.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in die zweite Kammer (161) einmündende Einlaß (171) im wesentlichen tangential in diese mündet.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (104) der beiden Kammern (160, 161) über eine Kupplung (115) miteinander verbunden sind, bei der die beiden Kupplungshälften in ihrer gegenseitigen Lage verstell- und feststellbar sind, wobei die beiden Kupplungs¬ hälften vorzugsweise mit einer Verzahnung versehen sind, die miteinander in Eingriff steht.
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