[0001] Die Erfindung bezieht sich auf hydrostatische oder pneumatische Aggregate, in denen
Fluid durch eine sich periodisch vergroessern = de und verkleinernde Arbeitskammer
stroemt, wie Pumpen, Kompre = ssoren, Fluidmotoren, Verbrennungsmotoren oder Getriebe.
In solchen Aggregaten wird Fluid gepumpt oder ein Rotor mittels Fluid im Motor angetrieben.
[0002] Pumpen und Motoren sind als Hydropumpen und Hydromotoren in vie= len Industrien eingesetzt.
Die einfachsten Pumpen sind plastisch ver= formbare Membranpumpen fuer niedere Drucke,
bei denen die Membrane stellenweise ein konisches Ringelement bildet. Pumpen fuer
sehr hohe Drucke werden zum Beispiel in Wasserstrahlschneigeraeten verwendet und muessen
dabei oft hohen Wasserdruck von tausend oder mehreren tausend Bar liefern.
[0003] Pumpen mit Membranen, die auch biegsame Metalle sein koennen, sind zum Beispiel aus
dem USA Patent 3,861 ,277 bekannt. Pumpen fuer sehr hohe Drucke, zum Beispiel fuer
Wasserstrahl (Water - Jet ) Schneianlagen sind aus den Katalogen der Fach-Firmen bekannt
und bestehen aus einem Hydraulikkolben grossen Querschnittes zum Antrieb des Wasserpumpkolben
kleinen Querschnitts oder sie sind mechanisch ange= triebene Kolbenpumpen mit mehreren
Kolben nebeneinander und den Achsen der Kolben meistens in einer gemeinsamen Ebene.
[0004] Die genannten Membranpumpen entsprechen dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Doch
sind die Membranpumpen bisher nicht als Wasserpumpen fuer den hohen Druck fuer Water-Jet
SchneidanLagen verwendbar, weil sie nur geringe Drucke von einigen, oder in besten
druckfesten Ausfuehrungen von bis zu hoechstens 100 Bar zu liessen. Es mangelte bisher
an Moegiichkeiten, die Membranen fuer Drucke von ueber 100 Bar im Hohlraum innerhalb
des konischen Ring-Elements verwendbar zu machen. Offensichtlich hielt man das auch
fuer so un= moeglich, dass keine Bemuehungen um Membranpumpen fuer 1000 oder mehr
Bar bekannt wurden .
[0005] Bei den beschriebenen Kolbenpumpen fuer hohe Drucke von 1000 oder mehr Bar Druck,
ist es erforderlich, den die Arbeitskammer periodisch vergroessernden und verkleinernden
Kolben gegen Leckage abzudichten. Dabei wirkt der hohe Druck des nicht schmierenden
Wa = ssers auf die plastische Dichtung. Mangels Schmierung entsteht bei der plastischen
Dichtung eine schnelle hohe Abnutzung unter dem so hohem Wasserdrucke , dass Aggregate
dieser Ar schon nach wenigen hundert Betriebsstunden an Dichtheit und Foerdermenge
abnehmen. Ausserdem erzeugen die plastischen Dichtungen bei so hohen Drucken eine
den Wir= kungsgrad der Anlage verringernde hohe Reibung. Schliesslich sind diese Anlagen
so teuer, bereits kleine von 45 Kw kosten rund hunderttausend Mark, sodass trotz sauberen
Schneidens der Water-Jet Anlagen bisher in der Welt nur einige hundert solcher Anlagen
eingesetzt sind. Fuer das Bestroemen der Schneidstellen von Steinbohreren erweisen
sich diese Anlagen einmal als zu teuer und ausserdem bewirkt die Ungleichfosrmig =
keit der Foerderung stoerende Fluktuationen an den Schneidstellen der Steinbohrer,
Fraeser und Saegen.
[0006] Hier schafft die Erfindung wirksam Abhilfe. Denn sie schafft gemaess dem kennzeichnendem
Teile des Anspruchs 1 eine Zentrierung und eine Auflage an dem Ring-Element mit dem
konischem Teil. Die Zentrierung sorgt fuer die richtige Lage des Elements und die
Auflage verhindert die Durchbiegung des konischen Elements vom innerem Hohlraume weg
nach axial aussen. Dadurch ist dem konischem Teile des Elements eine Grenze der Verformungsmoeglichkeit
dahin gegeben, dass es unter dem hohem Innendruck in dem innerem Hohlraum, also der
Arbeitskammer, nicht ausweichen kann und dadurch druckfest fuer hohe und sehr hohe
Drucke wird.
[0007] Nach den Anspruechen 2 bis 4 sind die Elemente so ausgebildet, dass Dichtungen eingesetzt
werden koennen,die gegen hohen Druck aus der Arbeitskammer einwandfrei dichten, ohne
einer Bewegung mit Glei= ten an einem Teile ausgesetzt zu sein. Die bisherige Abreibung
der Dichtungen ist also voellig ausgeschaltet, da die entsprechende Dichtung der Erfindung
zu allen Zeiten ruht, also nicht bei nicht schmierendem Fluid an einer Flaeche gleitet.
[0008] Die Erfindung,wie sie in den Anspruechen gekennzeichnet Ist, loest daher die Aufgabe,
die bisher unter Gleiten gegen nicht schmierendes Fluid dichtenden und schnell abreibenden
Dichtungen durch nicht abnutzende Dichtungen, die nicht unter Gleiten dichten, abzuloesen
und die aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannten Membranen oder Elemente mit
konischen Teilen fuer sehr hohe Drucke betriebssicher zu machen.
[0009] Dadurch erhoeht sich die Lebensdauer der Hochdruck - Aggregate insbesondere der mit
nicht schmierendem Fluid in den Arbeitskammern und d gleichzeitig erhoeht sich der
Wirkungs = grad der Aggregate, weil durch die Erfindung die Reibung der bisherigen
Dichtungen ausgeschaltet wird, wobei gleichzeitig das Aggregat gleich= maessigere
Foerderung im Fluidstrom erhalten und der Preis des Aggre= gates verbilligt werden
kann.
[0010] Die Aufgabe der Erfindung ist fuer hohen Druck jedoch nur mittels Befolgung der praezi
sen Regeln der Erfindung zu verwirklichen. Denn sonst brechen die Elemente unter zu
hohen inneren Spannungen. Ausserdem muss eine entsprechende fuer die hohen Drucke
geeignete Steuervorrichtung fuer die Steuerung des Hubes der Elemente angeordnet werden.
Diese Steuerung wird in der Patentanmeldung Treibanordnung genannt, wobei dieses Wort
mit einschliessen soll, dass sie bei Verwendung im Motor durch die Druck= wirkung
des Fluids in der Arbeitskammer getrieben wird, also selber nicht treibt. Die Treibanordnung
muss in der Lage sein, die hohen Kraefte, die auf die Elemente wirken, zu ueberwinden
oder aufzunehmen und daher ist es zweckdienlich, besonders hochdruckfaehige Kolben=
schuhe in dem Aggregate zu verwenden, um die Auflage entsprechend periodisch zu bewegen,
oder den Hubkolben,der die Bewegung der konischen Teile der Elemente steuert, entsprechend
periodisch zu trei= ben, bzw. dessen Triebkraefte aufzunehmen und im Motor zu verwerten.
[0011] Die so fuer die Elemente der Erfin = dung entwickelten Kolbenschuhe, Kolben, Anpresskolben
und Treibmittel oder Hilfsteile erweisen sich als ebenfalls verwendbar in generellen
Hydropumpen, Hydromotoren, Kompressoren oder Getrieben, bzw. auch in Verbrennungsmotoren,
ohne dass in diesen auch die konischen Elemente angeordnet sein muessen.
[0012] Weitere Aufgabenteite und Loesungen der Erfindung, wie zu deren Verwirklichung erforderliche
Ausbildungen werden anhand der Beschrei = bung der bevorzugten Ausfuehrungsbeispiele
noch naeher erlaeutert und ferner wird eine geometrisch- mathematische Untersuchung
geliefert, ohne deren Beachtung die Elemente unter hohem Innendrucke in der Arbeits
= kammer schnell brechen wuerden.
[0013] Es zeigen in den Figuren
Fig.1 einen Laengsschnitt durch Elemente der Erfindung,
Fig.2 entsprechende Laengsschnitte durch Elemente und
Fig.3 ebenfalls Laengsschnitte durch Elemente der Erfindung. Davon zeigen im Einzelnem
:
Fig.1-A einen Laengs schnitt durch ein erstes Element;
Fig.2-B einen Laengs schnitt durch ein zweites Element;
Fig.2-A einen Laengs schnitt durch ein weiteres erstes Element;
Fig.2-B einen Laengs schnitt durch Ringeinlagen;
Fig.2-C einen Laengsschnitt durch ein weiteres zweites Element;
Fig.2-D einen Laengsschnitt durch einen Auflage-Ring;
Fig.3 einen Laengsschnitt durch ein weiteres erstes Element;
Fig.4 einen Laengsschnitt durch ein weiteres zweites Element;
Fig.5 einen Zusammenbau mehrerer Elemente der Figur 1 mit den Figuren teilen 1-A und
1-B;
Fig.2-E einen Zusammenbau der Einzelteile der Figur 2 mit den Figurenteilen 2-A bis
2-D;
Fig. 6 einen Laengs schnitt durch ein Aggregat der Erfindung;
Fig. 7 einen Laengsschnitt durch Teile der Elemente ;
Fig.8 einen Laengsschnitt durch Teile des Standes der Technik
Fig. 9 einen Laengsschnitt durch einen Elementenpoarsatz;
Fig. 10 einen Laengsschnitt durch Teile der Erfindung;
Fig. 11 einen Laengsschnitt durch Teile der Erfindung;
Fig. 12 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates
Fig. 13 einen Laengs schnitt durch einen Teil eines Aggregates
Fig. 14 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates
Fig. 15 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Elementes
Fig. 16 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Elementes.
Fig. 17 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates;
Fig. 18 einen Querschnitt durch Teile eines Elementes
Fig. 19 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Elementes;
Fig.20 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Elementes;
Fig.21 einen Querschnitt durch einen Teil eines Aggregates
Fig.22 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates;
Fig. 23 eine schematische Darstellung mit Mathematik;
Fig.2 4 eine geometrische und mathematische Daten und Formeln;
Fig.25 die inneren Spannungen in einem Element;
Fig.26 eine Schematik einer Festbrennstoff Anordnung;
Fig.27 einen Qaengsschnitt durch eine Haelfte eines Elementes;
Fig.28 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Elementes;
Fig.29 einen Querschnitt durch einen Teil eines Aggregates;
Fig. 29-A die Figur 29, jedoch mit den Formeln fuer di e Berechnung;
Fig.30 die Spannungen in einem Element;
Fig.31 einen Querschnitt durch eine Anordnung; und;
Fig.32 einen entsprechende Laengsschnitt dazu;
Fig.33 einen Laengsschnitt durch eine Anordnung;
Fig. 34 einen Laengsschnitt durch ein Aggregat;
Fig.35 eine Abwicklung eines Teiles der Figur 34 ;
Fig.36 einen Radialschnitt durch einen Teil der Figur 34 und eine auf einen Steuerflaechenteil
der Figur 34 ;
Fig.37 einen Laengsschnitt durch Teile eines Aggregates;
Fig.38 einen Querschnitt durch Figur 37 entlang dem Pfeil II-II;
Fig.39 einen Querschnitt durch Figur 37 entlang dem Pfeil IV-IV;
Fig.40 eine Draufsicht auf Figur 37 von oben ;
Fig.41 einen Laengsschnitt durch Teile eines Aggregates;
Fig.42 einen Schnitt durch Figur 41 entlang der gepfeilten Linie;
Fig.43 einen Schnitt durch einen Teil der Figur 41;
Fig.44 einen Querschnitt durch Figur 43 entlang dessen Pfeillinie;
Fig.45 einen Laenegsschnitt durch einen Kolbenschuh der Fig. 41 ;
Fig.46 einen Querschnitt durch die Mitte der Figur 45;
Fig.47 Laengsschnitte durch Teile der Figur 41;
Fig.48 einen Querschnitt durch Figur 47 entlang der gepfeilten Linie in Figur 47 ;
Fig.49 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates;
Fig.50 Querschnitte durch die Figur 49 entlang der in der Figur 49 gezeichneten gepfeilten
Linien;
Fig.51 einen Laengsschnitt durch einen Kolbenschuhe mit einem Teile des Kolbens;
Fig.52 einen Querschnitt durch die Mitte der Figur 51;
Fig.53 eine Draufsicht auf Figur 51 von oben mit einer Defi = nierung der Abmessungen
der Teile darin;
Fig.54 einen Schnitt durch den Laufteil eines Kolbenschuhes parallel zur Kolbenhubfuehrungsflaeche
geschnitten;
Fig.55 eine Draufsicht auf einen Kolbenschuh von oben;
Fig.56 einen Querschnitt durch Figur 55 entlang der in der Figur 55 gezeichneten gepfeilten
Linie;
Fig.57 einen Laengsschnitt durch ein Aggregat;
Fig.58 einen Laengsschnitt durch einen Teil eines Aggregates;
Fig.59 einen Querschnitt durch Figur 58 entlang dem Pfeil A-A;
Flg.60-A einen Schnitt durch Figur 58 entlang der Pfeillinie B-B;
F ig. 60-B eine Ansicht des Kolbenschuhes der Figur 58 von rechts;
Fig.60-C einen Schnitt durch den Kolbenschuh der Figur 58 entlang A-A;
Fig.61-A einen Laengsschnitt durch einen Kolben und Kolbenschuh;
Fig. 61-B einen Querschnitt durch Figur 61-A entlang der Pleilinie darin;
Fig.61-C eine Alternative zur Figur 61-B;
Fig.62 eine Alternative zur Figur 61-B;
Fig. 63-A teilweise Laengsschnitte durch einen Kolben und Kolbenschuh; und
Fig.63-B einen Querschnitt durch Figur 63-A entlang der Pleilinie darin;
[0014] Soweit in der bisherigen Kurzbeschreibung der Figuren Elemente oder Aggregate genannt
sind, ist damit gemeint, dass es sich um Elemente oder Aggregate der Erfindung handelt.
[0015] Fig.64 ist ein Teil der Figur 17 und auf solches Format beschnitten, dass diese Figur
als Figur neben der Zusammenfassung gebracht werden kann.
[0016] Figur 1-A zeigt ein Element der Erfindung mit dem konischem Teil 1, an dessen radial
innerem Ende sich der etwa achsiale Fortsatz 21 befindet, Das Ringelement ist innen
hohl und bildet den Innenraum 22. Am radial aeusserem Ende kann die etwa zylindrische
Aussenflaeche 59 angebracht sein. Der innere Achsialfortsatz konn eine innere oder
aeussere zylindrische Fuehrungs-oder Halteflaeche 28 bilden. Jedes Ringelement mit
konischem Teil formt eine hohle Vorderseite 91 und eine ausgebauchte, nicht hohle
Rueckseite 92 an dem betreffendem achsialem Ende. Diese Vor- und Rueck-Seiten 91 und
92 sind jedoch nur in den Figuren 1 und 2 mit den Bez ugszeichen versehen, da das
fuer das Vertstaendnis der generllen konischen Form ausreicht. Die Vorderseite des
konischen Teiles eines Ringelements bildet dabei einen nnenraum 114, der nicht mit
dem Raume 22 radial innerhalb des Innendurchmessers des Ringelernentes identisch ist,
in dieser Beschreibung. Denn beiden Raeumen 22 und 114 kommen zwar zusommenhaengende,
ober verschieden zu berechnende Funktionen in Aggregaten der Erfindung zu.
[0017] Figur 1-A hat daher das besondere Merkmal, dass an einem konischem Ring 1 ein etwa
zylindrischer Fortsatz 21 in achsialer Richtung an dessen radial innerem Ende ausgebildet
ist.
[0018] In der Figur 1-B hat das konische Ringelement 2 an dessen radial aeusserem Ende einen
etwa zylindrischen Achsialfort =
'satz 23 in der Vorseitenrichtung 91. Radial innen hat dieses Element eine Ausnehmung,
die durch die zylindrische Flaeche 29 radial begrenzt sein kann. Man erhael t so den
Innenraum oder die Innenkammer 25 und unter dem konischem Teil 2 die Arbeitskammer
oder Konuskammer 114 Die Achsialverlaengerung 23 kann einen Innensitz zur Aufnahme
eines Elementes der Figur 1 bilden. Dabei bildet sich, wenn gewollt, ein Aufnahmeraum
24 aus,
[0019] Das besondere Merkmal der Figur 1-B ist daher, dass an einem konischem Ring 1 ein
etwa zylindrischer Fortsatz 23 in achsialer Richtung an dessen radial aeusserem Ende
ausgebildet ist.
[0020] Durch gemeinsame Betrachtung der Figuren 1-A und 1-B kann man erkennen, dass es moeglich
ist, den Achsialfortsatz 21 der Figur 1-A mit einem Aussendurchmesser zu versehen,
der dem Innen durchmesser 29 des konischen Teiles 2 des Elementes der Figur 1-B entspricht.
Dann kann man ein Element der Figur 1-A mit dessen Rueckende 92 dem Rueckende eines
Elelementes der Figur 1-8 zumon = tieren und dabei das Element der Figur 1-A in das
Element der Figur 1-B herein stecken. So erhaelt man dden Elementensatz der Figur
5.
[0021] Figur 5 zeigt einen Laengsschnitt durch einen aus den Ring= Elementen der Figuren
1-A und 1-B zusammen gesetzten Ring -Elementen= Satz mit konischen Teilen 1, 2 in
den Ringelementen und mit Selbst= zentrierung der Elemente ineinander. Das obere Element
2 der Figur5 umgreift mit dem radial aeusserem Achsialfortsatz 23 die radiale Aussenflaeche
59 des Ringelements 1. Das achsiale Rueckende des Ringelementes 2 zeigt daher in Vorderseite
des Ringelementes 2 der Figur 1-B, sodass sich zwischen den beiden Elementen 1 und
2 die beiden Konuskammern 114- ausbilden und sich zu einer gemeinsamen Konuskammer
14 vereinigen. Am unterem achsialem Ende des Ringelements 1 ist ein Ringelement 2
der Figur 1-B derartig montiert, dass die radiale Innenflaeche 29 des. Ringelementes
2 den Achsialfortsatz 21 des Ringelements 1 umgreift. Das Ringelement 1 greift daher
teilweise in den Innenraum 25 des Ringelementes 2 hinein. Dieser Ringelementensatz
kann durch eine beliebige Anzahl von Elementenpaaren fortgesetzt werden, indem jeweils
ein Element 1 zu einem Element 2 und ein weiteres Element 1 zu dem Element 2 montiert
wird. Der Elementensatz der Figur 5 gestatat also eine Mehrzahl von Elementen in sinem
selbst zentrierendem und selbst haltendem Elementensatze. Er bildet dabei eine Mehrzahl
von Innenkammern 22 und 25, sowie eine Mehrzahl von Konuskammern 114 aus, die alle
miteinander in Verbindung stehen. Sie bilden dann eine gemeinsame innere Konuskammer
14 und einen gemeinsamen Innenraum 2 2,25.
[0022] Die Figur 5 zeigt daher als Besonderheit, dass zwei konische Ringteile (1,2 oder
3,4) enthaltende Elemente um 180 Grad verdreht achsial hintereinander gleichachsig
zum Beispiel nach den Figuren 5,6 oder 7 angeordnet sind.
[0023] Durch den Ringelementensatz der Figur 5 wird in einfacher Weise ein Nachteil des
mir bekannten Standes der Technik behoben, der in Figur 8 beschrieben ist.
[0024] Figur 8 zeigt einen Satz herkoemmlicher Tellerfedern. Diese benoetigen zu ihrer Zentrierung
einen mittleren Fuehrungsstift 51, der die einzelnen Tellerfedern 52,53 achsial hintereinander
haelt. Durch die Ausfuehrung nach Figur 5 der Erfindung wird dieser mitt = lere Fuehrungsstift
51 eingespart. Dabei wird auch Reibung der Tellerfedern 52,53 an dem Fuehrungsstifte
51 vermieden. Das Schleifen des gaehaerteten Stiftes 51 wird gespart. Das Ausfuehrungsbeispiel
der Erfindung nach Figur 5 ist einfach und billig, da die Ringelemente gestanzt werden
koennen. Beachtet muss Jedoch werden, dass die Federkraefte von den handelsueblichen
und genorm= ten Tellerfedern untetschiedlich sind, da die Achsialfortsaetze 21 und
23 die Spannkraft der konischen Teile 1,2 der Elemente 1,2 verstaerken. Wuenscht man
weiche Saetze der Figur 5, dann werden die Dicken der Achsialfortsaetze 21,23 abgeschwaechte
oder verkuerzt.
[0025] Der Elementensatz der Figur 5 enthaelt noch keine Dich = tungen fuer die Abdichtungen
der hohlen Raeume innerhalb der koni = schen Teile der Elemente. Dieser Satz der Figur
5 ist daher besonders als Ersatz fuer herkoemmliche Tellerfernsaeulen geeignet. Als
Ele= mentensatz fuer Pumpen - oder Motoren- Aggregate aber nicht unbedingt, da er
keine Dichtungen zur Abdichtung der Arbeitskammern zwischen den Elementen enthaelt.
Die Figur 5-dient daher insbesondere der Erklae= rung des einfachen Zusammenbaues
von Elementen. Sollte sich heraus = stellen, dass die Elemente der Figuren 1-A, 1-B
und der Zusammenbau der Figur 5 bereits bekannt sind, dann wird auf Schutz durch Patent
- ansprueche fuer diese Figuren verzichtet und dienen diese Figuren lediglich der
Erklaerung der verwendeten Technik . Erweisen sich die Elemente dieser Figuren aber
im Pruefungsverfahren als nicht bekannt, dann wird das Recht vorbehalten, einen Patentanspruch
ent= sprechend der definierten Besonderheiten dieser Figuren ggf. in einer Teilanmeldung
aufzustellen.
[0026] Die Figur 2 beschreibt und zeigt einen Elementensatz der Erfindung, der besonders
fuer die Verwendung in Pumpen und Moto = ren geeignet ist, soweit nicht allzu hohe
Drucke im Fluid gefordert werden. Von den Elementen der Figuren 1 und 5 unterscheiden
sich die Elemente der Figur 2 dadurch, dass sie plane Teile radial inner = halb und
ausserhalb der konischen Teile enthalten. Diese radial planen Teile 27,47 und 140
kann man in der deutschen Sprache nicht eindeutig definieren, da die deutsche Sprache
keinen Unterschied zwischen einem selbststaendigem, individuellem Teile und dem Teile
eines Ganzen macht. In englischer Sprache sind sie aber klar definier = bar als "portions"
47,27,140. Ebenso sind die konischen Teile 1 und 2 "portions" der betreffenden Elemente,
sowie auch die achsialen Fort= saetze 21 und 48 "portions" der Elemente 1 und 2 der
Figuren 2 sind.
[0027] Das radiale innere Endstueck der Figur 2-A ist mit dem planem Stueck (portion) 140
versehen, waehrend das radial innere End= stueck der Figur 2-C mit dem planem Stueck,
Te i l, portion 140 versehen ist, an dessem innerem Ende sich der Achsiatfortsatz
21 befindet. Entsprechend hat das Element der Figur 2-A an seinem radial aeusserem
Stuecke das Planstueck, Planteil, portion 47, an dessen radial aeusse = rem Ende sich
der Achsialfortsatz 48 befindet. Das Element der Fi= gur 2-C hat am radial aeusserem
Teil, Stueck, portion das plane Teil, Stueck,portion 27. Die planen Teile, Stuecke,
portions bilden an ihren achsialen Enden die Planflaechen -Teile, Stuecke, portions
240,340, 147,3,133,4,444 und die Achsialfortsaetze bitden die zylindrischen Teil=
flaechen , Flaechen - portions 28,15,148,59, die auch Zylinderteilflae= chen an den
Radialenden von Planteilen sein koennen.
[0028] Figur 2-B zeigt einen Aussenring 8 und einen Innenring 6, wobei der Innenring in
den Aussenring zentrisch hereingelegt ist und zwischen dem Innenring und dem Aussenring
eine Kammer oder ein Sitz zur Aufnahme einer Dichtung 7 ausgebildet ist, der (die)
in der Fig ebenfalls mit 7 bezeichnet ist, obwohl der Dichtring 7 nicht in den Sitz
7 hereingelegt gezeichnet ist, um die Teile 6 und 8,sowie den Zwischen = raum 7 deutlicher
darzustellen. Figur 2-D zeigt die nach dem kennzeich= nendem Teil des Anspruchs 1
erforderliche Auflage 10, die in diesem Falle als Ring mit bestimmtem Innen- und Aussen-
Durchmesser ausgebil= det ist, um die der Auflage in dieser Figur 2 zugedachte besondere
Aufgabe zu erfuellen. Der Zweck der Anordnung des bisher fuer die Figur 2 beschriebenem
ergibt sich aus der Zusammenbaufigur 2-E, in der alle Teile der Figur 2, also die
Teile der Figuren 2-A bis 2-D zusammen montiert sind.
[0029] Zunaechst ist der Aussenring 8 in den Achsialfortsatz 48 des Elementes 1 hereingelegt
und dann der nicht eingezeichnete Dichtring 7 in das Dichtringbett 7 innerhalb des
Innendurchmessers des Aussenringes 8 hereingelegt. Der Dichtring 7 ist etwas dicker,
als die achsial gleich dicken Aussen-und Innen- Ringe 8 und 6. Danach ist der Innenring
6 in den Dichtring 7 hineingelegt, der den Innenring 6 im Aussenringe 8 zentriert.
Danach kann man das Element 2 so in das Element 1 hereinlagen, dass die Aussenflaeche
59 des Elementes 2 die Innenflaeche 148 des Fortsatzes 48 des Elementes 1 beruehr.,
und dqs eine achsiale Ende des Aussenringes 8 die Planflaeche 3 des Elemen tes 2 beruehrt.
Die konischen portions 1 und 2 der Elemente der Fi = guren 2-A und 2-C definieren
gleichzeitig die Nummern 1 und 2 der Elemente der Figuren 2-A und 2-C. Auf das rueckwaertige
Ende des Elementes 2 wird dann der Ring 10 als Auflage aufgelegt,sodass ein Teil dessen
einen Achsialendes die Plamflawchen-portion 4 des Elemen = tes 2 beruehrt. Anschliessend
kann wiederum ein Element 1 anmontiert werden, an das Element 1 wieder ein weiteres
Element 2 undsoweiter, wobei das jeweilige Element 1 sich mit der Innenflaeche 82
auf der Au = ssenflaeche 15 des Elementes 2 zentriert.
[0030] Die besondere Bedeutung des Elementen - Zusammenbaues der Figur 2-E ist folgende,
wobei wieder zu bedenken ist, dass die deutsche Sprache kein Wort fuer ein "assembly"
hat und daher das unpassende Wort : "Zusammenbau" verwendet worden ist. Verstanden
wird also mit dem Worte "Zusammenbau" ein "assembly" der engli= schen Sprache; --
:
Zwischen den Elementen 1 und 2 ist die Arbeitskammer 14 ausgebildet, die das zu pumpende
Fluid enthaelt, oder in die beim Be= trieb als Motor Fluid hineingepresst wird. Die
Arbeitskammer 14 besteht aus Teilen 14, die die inneren hohlen Raeume radial innerhalb
der ko - nischen Teile, portions, 1,2 sind und die durch Bohrungen 65 miteinander
derv verbunden sind. Der Dichtring 7 zwischen den Ringen 6 und 8 dichtet die Arbeitskammer
14 radial nach aussen ab. Die Abdichtung des Kammernteiles der einen assemblygruppe
von Elementen 1 und 2 zur naechsten assemblygruppe der naechsten Elemente 1 und 2
geschieht durch einen nicht eingezeichneten Dichtring 777, der in den Dichtring= raum
(Sitz) 111 zwischen den Teilen 10,15,21 ,4, und 240 herein gelegt wird.
[0031] Bei der Ausbildung der Teile der Figurenteile der Figur 2 muss die achsiale Dicke
der Ringe 6,8 und 10 beachtet werden und die entsprechenden Zentrierungsteile 48,21
muessen so lang in achsialer Richtung sein, dass die radial der betreffenden Elemententeile
und der Ringe und/oder Dichtungen verbleiben.
[0032] Fuer die Verwendung als Elemente fuer Pumpen oder Mo= toren, bzw. Kompressoren oder
Getriebe ist die Beachtung aller Einzel= heiten der Teile-der Figurengruppe der Figur
2 wichtig. Denn die achsiale Dicke der Ringe 6,8,10 muss die gute Wirkung der Dichtri
nge in den Betten 7 und 111 sichern. Die Dichtringe in den Betten 7 und 111 muessen
die betreffenden P lanflaechenstuecke der Nochbarteile der betreffenden Elemente berueheren
und an sie gedrueckt sein, um gut dich= ten zu koennen und die gute Abdichtung der
Arbeitskammer(n) 14 zu garantieren. Es ist hier zu beachten, dass ohne die Anordnung
der Ringe 8 und 10 das assembly und damit die ganze Anordnung nicht wirken kann, denn
wenn keine als Distanzring wirkende Ringe 8 und 10 ange= ordnet sind, wuerden die
jeweils benachbarten Elemente sich achsial auf den Dichtri ngen in den Betten 7 und
111 abstuezten und diese zer= quetschen. Die Anordnung der Ringe 8 und 10 ist al si
ein wichtiges Merkmal der gegenwaertigen Erfindung, ohne die und ohne deren richti=
ge Bemssung zusammen mit den Nachbarteilen in der Figur 2-E kein zuverlaessiges Pumpen-
oder Motoren- Aggregat der Erfindung gescha ffen werden kann. Zu beachten ist noch,
dass die Anordnung der Fi = gur 2 fuer den subkritischen Bereich der Pumpen- und Motoren
- Aggrega= te verwendbar ist, jedoch nicht fuer den superkritischen Druckbereich der
Pumpen- und Motoren- Aggregate, wobei der Unterschied der beiden Bereiche spaeter
in der Beschreibung der Figuren erlaeutert wird.
[0033] Die Besonderheit der Figur 2 und ihrer Teile besteht daher darin, dass zwischen benachbarten
Ring-Elementen mit konischen portions Distanzringe, zum Beispiel Aussenringe und Auf=
lagenringe angeordnet sind, die einen Abstand von Teilen der Elemente voneinander
erzwingen, wodurch Dichtringe angeordnet werden koennen, die eine innere Arbeitskammer
praezise abdichten und die angeordneten Distanzreinge eine Zerstoerung der Dichtringe
verhindern.
[0034] Figur 3 zeigt ein der Figur 1 aehnliches Ringelement der Erfindung im Laengsschnitt,
Dabei ist das konische Teil 3, das die Konuskammer 27 bildet, am radial innerem Ende
mit einer radial einwaerts erstreckten Radialabflachung mit den Lager- oder Hatte-
oder Trag - Flaechen 38,41 versehen und an dem radial innerem Ende der Abflachung
zwischen den Achsialflaechen 38,41 befindet sich der Achsialfortsatz 42 mit der etwa
zylindrischen Au = ssenflaeche 41 und der Bohrung 39. Am radial aeusserem Ende befindet
sich der auswaerts gerichtete Achsialfortsatz 24, der an dessen aeusserem achsialem
Ende in einen radial auswaerts gerich = teten Radialfortsatz 33 uebergeht, an dessen
radial aeusserem Ende sich der einwaerts gerichtete Achsialfortsatz 32 befindet. Die
Fortsaetze 34,33,32 bilden so eine Ringkammer 31, die der Ausnahme eines plastischen
Dichtringes 75 dienen kann. Dieser kann zum Bel= spiel ein O-Ring sein. Einwaerts
gerichtet bedeutet in dieser Beschrei= bung, dass die Richtung auf die Vorderseite
des konischen Teiles 1,2,3, 4,5,6 zuzeigt, waehrend auswaerts gerichtet bedeutet,
dass die Richtung dem rueckwaertigem Ende des konischen Teiles 1,2,3,4,5,6 zu zeigt.
Auswaerts bedeutet also in Richtung 92 der Figur 1 und einwaerts bedeutet in Richtung
91 der Figur 2. Ansonsten bedeutet einwaerts und Auswaerts die betreffende Radialrichtung
senkrecht zur Achse des betreffenden konischen Teiles 1,2,3,4,5 oder 6.
[0035] Figur 4 ist ein Laenegsschnitt durch das zum Element der Figur 3 komplementaere Element
mit dem konischem Teil 4 . Das konische Teil 4 geht am radial aeusserem Ende in den
radial planen Fortsatz 47 ueber, an dessen radial aeusserem Ende der achsial einwaerts
gerichtete Achsialfortsatz 48 ausgebildet ist. Er kann einen radial inneren Sitz bilden
und innerhalb des Achsialfor= satzes 48 kann sich der Raum 49 ausbilden, der als Aufnahmeraum
und als Zentrierung fuer das Element 3 der Figur 3 dienen kann. Innerhalb des konischen
Teiles 4 bildet sich der Konusraum 50 aus, waehrend sich im koni chem Teile der Figur
3 der Konusraum 37 aus= bildete. Amradial innerem Ende geht der konische Teil 4 in
den radial planen und radial nach innen gerichteten Radialfortsatz mit der der Lagerflaeche
45 ueber. Am radial innerem Ende des inneren Radi = alfortsatzes befindet sich der
Achsialfortsatz 43, ist nach auswaerts gerichtet und mag innen die Sitzflaeche 44
zylindrisch ausbilden.
[0036] Der Aussensitz 41 der Figur 3 kann so bemessen sein, dass er In den Innensitz 44
der Figur 4 passt. Und der Aussendurch - messer des Fortsatzes 32 der Figur 3 kann
so bemessen sein, dass er in den Innendurchmesser des Fortsatzes 48 der Figur 4 passt,
Dann kann man einen Elementensatz zusammen montieren, wie er in Figur 6 eingezeichnet
ist, Dabei ist jeweils ein Element 3 der Figur 3 innen in den Sitz 44 des Elementes
4 der Figur 4 eingebaut, waehrend jeweils ein Aussenfortsatz 48 einen Aussenfortsatz
eines Elementes der Figur 3 umgreift. Dadurch laesst sicht, aehnlich, wie in Figur
5, ein Satz aus einer beliebigen Anzahl von zueinander komplementaeren Elementen 3
und 4 der Figuren 3 und 4 in Achsialrichtung zusammen montieren.
[0037] In solchen Elementensaetzen nach den Figuren 5 oder 6 liegen sich jeweils auswaerts
gerichtete Enden zweier Elemente gegenueber und entsprechend jeweils einwaerts gerichtete
Enden von Elementen gegenueber.
[0038] Von Bedeutung ist noch , dass man die Achsialfortsaetze 42 und 43 so lang ausdehnen
kann, dass zwischen die inneren radial planen Teile ein Zwischenring 64 nach der Figur
6 eingelegt werden kann, der dann einen Dichtring 75 aufzunehmen geeignet ist, in
einem Sitze zwischen den Flaechen 38,45 und dem Fortsatz 43 der Figuren 3 bzw. 4.
Solcher Zwischenring 64 ist dann radial so stark ausgedehnt, dass er Innenkraefte
aus Fluiddruck innerhalb der Elemente aushalten kann,
[0039] Figur 7 zeigt Aussenteile eines Elementensatzes, der Figuren 3 und 4 aehnliche Elemente
zueinander montiert. Die konischen Teile sind im Satz der Figur 7 mit 5 und 6 bezeichnet
und haben an ihren radial inneren Enden gleiche Teile, wie die Ringelemente der Fi
guren 3 und 4. Radial nach aussen ist das radial plane Aussenteil, das sich dem konischem
Teile 5 anschliesst, jedoch radial weiter ausgedehnt, als in Figur 3, sodass am radial
aeusserem Teil des Achsialfortsatzes des Elementes mit konischem Teil 6 und aus Figur
4 bekannten Teilen 34, 33, 32, 31 noch eine weitere Radiatausdehnung 55 angeordnet
werden kann, die dann noch mit einem aeusserem Achsialfortsatz 56 versehen werden
mag, sodass das Element mit Konusteil 6 im Fortsatz 57 und 58 des Elementes mit dem
konischem Teil 5 montierbar ist.
[0040] Bei der praktischen Verwendung der Ringelemente mit den konisc hen Teilen der Figuren
3,4,6 und 7 ist zu beachten, dass die Fortsaetze erhebliche Kraefte haben und der
Zusammendrueckbarkeit der konischen Teile 3,4,5,6 hindernd entgegenstehen. Man darf
daher diese Elemente nicht wie Tellerfedern kalkulieren, Gibt man ihnen zu grosse
Achsialhuebe, dann konennen sie brechen. Doch haben sie hohe Bedeutung bei der Schaffung
von Hochdruck = Aggregaten, in denen hohe Achsialkraefte der konischen Teile benoetigt
werden. Wie meine spaetere Prioritaetsbegruendende Patent anmeldung vom 14 Juli 1981
in den USA, Nummer 282,990 zeigen wird, gibt es einen subkritischen und einen superkritischen
Bereich der Arbei tsweise von Ringelementen in Hochdruckpumpen. Der Vorteil der Ausbildung
mit den Fortsaetzen der Figuren 4,4,6 und 7 liegt bezueglich der Ringelemente darin,
dass sie den kritischen Punkt des Ueberganges vom subkritischem zum superkritischem
Bereiche in hoehere Druckbereiche verlagern. Das hat einen wichtigen positiven Einfluss
auf die Aggregate fuer hoehere Drucke, zum Beispiel das. der Figur 6. Denn es spart
aeussere Zusammenhaltemittel zwischen benachbarten Ringelementen 3 und 4. Doch ist
die Praxis eine delikate Erfahrungssache. Ohne Beachtung der Deformationen und im
Material auftretenden Kraefte kann man leicht Brueche erhalten oder das Ringelement
so starr werden, dass es nicht mehr in der gewuenschten Weise den konischen Teil achsial
zusammendrueckt.
[0041] Die inzwischen beschriebenen Ringelemente entsprechen mehr oder weniger einem oder
mehreren der Patentansprueche und und sind z. B. dadurch definiert,
dass am konischem Ring'1 Sitze 3 ,45 zur Aufnahme einer plastisch verformbaren Dichtung
(zum Beispiel O-Ring) 75 ausgebildet sind;
oder, : dass die Fortsaetze 42,43 an den radial inneren Enden zweier konischer Ringelemente
3,4 unterschiedliche Durch= messer mit ineinander passenden etwa zylindrischen Sitzen
41,44 bilden.
oder, : dass die konischen Elemente 3,4 mit den genannten Sitzen 41,44 aneinander
geleg sind,sodass die radial nach aussen konischen Teile 3, 4 voneinander fortzeigen,
also achsial nach aussen gerichtet sind.
oder, : dass die genannten achsialen Fortsaetze 42,43 so lang ausgebildet sind und
ausserdem zwiwchen den genannten Fortsaetzen 42,43 und den konischen Tei = len 3,4
radial plane Auflage oder Sitzflaechen 40,45 ausgebildet sind, sodass zwischen die
genannten Fla echen 40,45 ein Ring 64 eingelegt werden kann und ist.
oder, : dass der Innendurchmesser des Ringes 64 so gross ausgebildet ist,dass zwischen
seinem Innendurchmesser und einer der genannten achsialen Fortsaetze 42,43 ein plastisch
verformbarer Dichtring 75 eingelegt werden kann, waehrend der Innendurchmesser des
Ringes 64 klein genug bleibt, um noch eine Auflage der genannten Flaechen 40,45 auf
dem innerem Teile des genannten Ringes 64 zu gewaehr = leisten.
oder, : dass die achsialen Fortsaetze 56,57 an den radial aeusseren Enden zweier konischer
Ringelemente 5,6 unterschiedliche Durchmesser haben und ineinanderpassende Aussen-
und Innenflaechen zum Beispiel nach Figuren 6 oder 7 bilden.
oder, : dass zwischen den konischen Elementteilen 5,6 und den achsialen Fortsaetzen
56,57 an den radial auesseren Enden der Elemente 5,6 radial plane Ringflaechenstuecke
55,58 angeordnet sind, die aneinander liegen und eine Ausfoermung 34 zur Aufnahme
einer plasti.schen Dichtung 31,75 bilden koennen.
[0042] Soweit die praktisch - technische und wirtschaftliche Bedeutung der Ringelemente
der Erfindung bisher noch nicht voll beschrieben sein sollten, mag diese verstaendlicher
werden durch das Beispiel eines Aggregates, das mit Hilfe der Ringelemente verwirklicht
werden kann. Ein solches Aggregat ist teilweise in Figur 6 dargestellt.
[0043] Figur 6 zeigt einen Lanegsschnitt in radialer Richtung durch Pumpteile oder Motorteile
eines Aggregates, soweit diese die Kammern oder benachbarte Teile betreffen und dabei
ist die Figur 6 gleichzeitig ein Querschnitt durch die Welle mit einem Exzenterkoerper
des Aggregates. Der Querschcritt durch die Welle 11 ist also ein Radiaischnitt und
dadurch gleichzeit ein Laengsschnitt durch die Ringelemente, da diese radial zur Wellenachse
eingebaut sind.
[0044] Das Aggregat der Figur 6 kann als Pumpe, insbesondere auch als Hochdruck Wasserpumpe
oder Pumpe fuer Gase und nicht schmierende Medien verwendet werden. Doch kann man
das Aggregat auch durch entsprechende Medien treiben und als Motor benutzen, wenn
man die Einlass- und Auslass- Mittel, zum Beispiel, die Ven = tile 11,12 entsprechend
steuert und einen Drackstrom aus entsprechen= den Medien zur Verfuegung hat.
[0045] Ein dem Beispiel der Figur 6 entsprechendes Erprobungsaggregat ist 1981 erprobt worden.
Es benutzte Ringelemente mit Zusammenspannen nach der bereits erwaehnten Patentanmeldung
vom Juli 1981. Dieses Aggregate erreichte am Jahresende ueber 1000 Bar Druck im vom
Aggregat gefoerdertem Wasser bei 75 Prozent volumetrischem Wirkungsgrade. Es ist zu
erhoffen, dass diese tech = nischen Daten noch weiter verbessert werden koennen.
[0046] Die erfindungsgemacßen Merkmäle des Aggregates der Figur 6 sind ziemlich genau im
Detail beschrieben und verstaendlich und auch dadurch definiert, dass mindestens einem
der konischen Ringelemente 1.2.3.4. 5,6 an dessen achsialem Ende ein mindestens ein
Einlass= mittel11 oder ein Auslassmittel 12 enthaltender Koerper 7 zugeordnet ist
und dem anderem achsialem Ende des Ringelements direkt oder ueber Zwischenlegung mindestens
eines weiteren Ringelementes 1, 2, 3, 4, 5, 6 ein Antriebs= organ 8 zur Zusammendrueckung
mindestens eines der Ring= elemente 1,2,3,4,5,6 zugelagert ist, das auch die Ent=
spannung des Ringelements gestattet und und stauert.
oder, : dass mindestens ein Ein lassventil 11 und mindestens ein Auslassventil der
in dem genanntem Ringelemnt 1,2,3,4,5 oder in den genannten Ringelementen 1,2,3,4,5,6
gebil - deten Kammer 14 zugeordnet und vernunden sind,
oder, dass das Aggregat als Pumpe ausgebildet ist, die Anordnung nach Anspruch 14
einschliesst und die mindestens eine Ringelement 1,2,3,4,5,6 nach sei ner Zusammendrueckung
die Arbeitskammer 14 etwa voll auf das Volumen null drueckt, um volumetrische Pumpverluste
durch Zusammendrueckbarkeit des Fluids in der Kammer 14 zu vermeiden oder zu reduzieren.
oder, : dass das Aggregat zum Beispiel nach Figur 6 als Pumpe, Motor, Kompressor,
Entspanner oder Verbrennungsmotor ausgebildet ist
oder, : dass die innerhalb des betreffenden Konus des konischen Elemententeiles 1,2,3,4,5,6
ausgebildete Kammer 14 mit einem nicht schmierendem Fluid gefuellt ist, waehrend die
Aussenseiten des Elements 1,2,3,4,5,6 von Schmier = mittel umgeben sind.
oder, : dass das Aggregat einen Kammernkopf 7 enthaelt, in dem sich Einlassmittel
11 und Auslassmittel 12 befinden, die zu der Kammer. 14 innerhalb mindestens eines
konischen Ringelemententeiles 1,2,3,4,5,6 ausgebildet ist, mindestens einem der Ringelemnente
1,2,3,4,5,6 an dem dem Koerper 7 abgekehrtem achsialem Ende ein Antriebskoerper 8
zugeordnet ist und alle der eingebauten konische Teile 1,2,3,4,5,6 enthaltenden Ringel
emente (das Ringelemeht) bei Zusammendrueckung auf der der Kammer 14 abgekehrten Seite
eine volle Stutzauflage 7,8 auf mindestens dem groesstem Teil der radialen Ausdehnung
des betreffenden konischen Elemententeiles haben;
oder, : dass das Aggregat als Hochdruckpumpp ausgebildet ist, eine rotierende Welle
11 In einem Gehaeuse 7 lagert, der genannte Antriebskoerper 8 mit einer rueckwaertigen
durch einen Radius um eine Mitte definierten Schwenkflaeche 83 versehen ist, die in
einer Lagerflaeche 84 etwa gleicher aber dazu komplementaerer Form eines Zwischenkoerpers
9. schwenkbar lagert, der Zwischenkoerper an der angekehrtem Ende eine Laufflaeche
87 bildet, die auf einer zu einem Teile des Aggregates exzentrischen Treibflaeche
88 gleitet und bei Bewegung der Gleitfloeche 88 infolge ihrer genannten Exzent rizitaet
die Spannung (Zusammendrueckung) und Entspannung des minde stens einem oder der mehreren
konischen Teile 1,2,3,4,5,6 des konischen Ringelementes (der konischen Ringelemente)
treibt oder steuert;
oder, dass die Kammer(n) 14 unter dem betreffendem konischem Teile des betreffenden
Elementes (der betreffenden Elemente) 1,2,3,4,5,6 dem genannten Einlassventil 11 und
Auslass= ventil 12 verbunden ist (sind), ein nicht schmierdendes Medium, zum·Beispiel
Wasser, in sich aufnimmt und aus sich abgibt (in sich aufnehmen und aus sich abgebert),
der genannte Antrlebskoerper ein Hubkolben 8 mirt radialer Auflage-und Stuetzflaeche
fuer die mindestens eine konische Teil des mindestens einen Elementes ist, der Zwischenkoerper
9 ein Kolbenschuh ist, in dem der Hubkolben kolben 8 schwenkbar lagert, die Treibflaeche
88 eine zylindrische Flaeche an einem um eine zentrische Achse 85 rotierendem Exzenterkoerper
10 mit der Gleitflaeche 88 um die exzentrische Achse 86 ist, dem genanntem Kolbenschuh
9 Schmier- und Druck-Fluid durch Leitung 73 zugefuehrt und in Druckfluidtaschen 68,69
70,71 zwischen dem Hubkolben, dem Kolbenschuh und dem Exzenterkoerper 8,9,10 geleitet
wird, sodass die genannten Druckfluidtaschen und die sie umgebenden Dichtflaechen
(scaling lands) die Kraefte der konischen Eelemente 1,2,3,4,5,6 und die auf sie ausgeuebten
Kraefte zum groesstem Teile tragen und die Rotation des Exzenterkoerpers 10 um die
zentrische Achse 85 das genannte mindestens eine oder die mehreren Elemente mit konischen
Teilen 1,2,3,4,5,6 pro Umdrehung einmal zusammendrueckt und auseinander entspannen
laesst.
oder, : dass der Exzenterkoerper 10 mit einer zentrischen Welle 11 oder als Teil der
zentrischen Welle 11 umlaeuft, der genannte Kammernkopf 7 am Gehaeuse des Aggregates
angeordnet ist, das Aggregat einen Raum 80 mit einer Fuehrungsflaeche 81 zur Sicherung
des Kolbenschu = hes 9 gegen Herausfallen aus dem Raum 80 bildet, mindestens ein Element
mit konischem Teil 1,2,3,4,5,6 auf dem genanntem Hubkolben 8 zentriert ist, der Hubkolben
8 im genanntem Kolbenschuh 9 zentriert ist, mindestens zwei plastiche Dich - tungen
75 dem mindestens einen die Kammer 14 bildendem Ringelement 1,2,3,4,5,6 zugeordnet
sind , und die Federkraft des (der) konischen Teils (der Teile) des Ringelements (der
Ringelemente) 1,2,3,4,5,6 den Kolbenschuh 9 gegen den Exzenterkoerper 10 drueckt)druecken)
und die dichte Auflage der Kolbenschuhlaufflaeche 87 an der Gleitflaeche 88 des Exzenterkoerpers
10 bewirkt (bewirken) .
oder, : dass der genannte Raum 80 mit Schmieroel, insbesondere mit Hydraulikoel gefuellt
ist, gegebenenfalls unter Druck, dass das genannte Schmieroel die Elemente 1,2,3,4,5,6,
den Hubkolben 8, den Kolbenschuh 9, den Exzenterkoerper 10 und die Welle 11 umgibt,
aber die Pumpkammer(n) oder die Motorkammer(n) 14 innerhalb des mindestens einen(oder
der mehreren) Ringelemhtes (Ringelemente) mit Wasser oder einem nicht schmierendem
Medium gefuellt sind, dieses pumpen oder von diesem getrieben werden und die Auflage(n)
des (der) Ringelements (Ringelemente) 1,2,3,4,5,6 mit 31,33,32, 40, 41, 42, 43, 44,
45, 55, 58 usw. oder die genannten Dichtringe 75 das Schmieroel und d as Wasser oder
die beiden betreffenden Medien innerhalb und ausserhalb des Ringelementes (der Ringelemente)
voneinander trennen und die mindestens eine Arbeitskammer 14 abdichten.
oder, : dass mei mehreren Elementen achsial hintereinander eine Bohrung (mehrere Bohrungen)
65 die mehreren achsial hintereinander befindlichen Teile 14 der Kammer 14 miteinander
verbindet.
[0047] Es ist also so, dass das Aggregat der Figur 6 ein Motor oder eine Pumpe sein kann.
Da Pumpen weiter bekannt sind, als Motoren, wird es im Folgendem noch einmal als Pumpe
beschrieben und zwar als Wasserpumpe. Dabei soll jedoch gemeint sein, dass anstatt
von Wasser (Water in der Figur 6) auch jedes andere nicht schmierdende Medium gepumpt
oder als Motor-Treibfluid verwendet werden kann. Das umgebende Schmiermittel ist in
der Figur 6 mit "Oil" bezeichnet. Verstanden sein soll. auch, dass dann, wenn im Folgenden
die Pumpe beschrieben wird, das Aggregat ein Motor ist und sein kann, wenn man ein
Druckmedium unter zeitlicher Steuerung in Verhaeltnis zum Abwaertshub des Hubkolbens
8 durch das Einlassmittel 11 den Kammern 14 oder der Kammer 14 zufuehrt. Beim Motor
muss die Steuerung natuerlich so sein, dass beim Aufwaertshub des Hubkolbens 8 kein
hoher Druck hinter dem Auslossmittel 12 herrscht. Beim Motor benoetigt man also eine
vom Drehwinkel des Exzenterkoerpers 10 abhaengige periodische Steuerung des Fluids
ausserhalb der Einlass und Auslass-Mittel 11,12, waehrend diese bein der Pumpe automatisch
arbeiten koennen,
[0048] In der weiteren Beschreibung werden diejenigen Merkmale fortgelassen, die bereits
beschrieben oder definiert sind und die Moeg= lichkeiten in der Figur 6 darstellen.
Die Folgebeschreibung beschreibt also also lediglich die Wirkungsweise anhand der
Hochdruckwasserpumpen = Ausfuehrung,
[0049] Im Pumpengehauese befindet sich eine rotierende Welle 11 mit einem Exzenterkoerper
10, der eine Aussenflaeche 88 als Kolben= hubfuehrungsflaeche ausbildet. An ihr laeuft
die Gleitflaeche 87 des Kolbenschuhes 9. Im Pumpengehaeuse oder dem Kamnerndeckel
7 befinden sich die Einlass-und Auslass-Ventile 11 und 12 mit ent
= sprechenden Federbalsungsmitteln und Kanaelen, sowei Haltern, oder Sitzen, naemlich
60,6
1,62,63,13. Dabei ist 13 die Fluid= drucklieferleitung der Hochdruckpumpe fuer Wasser.
[0050] Das Einlassventil 11 hat einen Ventilkopf mit Sitz 60, der so ausgebildet ist, dass
Totarum in der Foerderkammer 14 vermieden wird. Der Ventilkopf ist daher vorne flach
und sitzt in einem schraegem Sitze 60. Das Auslassventil 12 sitzt entsprechend nahe
an der Arbeitskammer 14, damit sich kein grosser toter Raum in der Lei= tung zum Auslassventil
12 bilden kann. Toter Raum ist in der Kammer 14 vermieden, da toter Raum innere Kompression
im Fluid bei hohem Drucke bewirkt und dann das Aggregat nicht mehr wirkungs= guenstig
mit vielen hundert oder einigen tausend Bar arbeiten kann, wenn toter Raum in der
Pumpkammer 14 verbleibt. Die Ausbildung der Ringelemente der Erfindung und der ihr
zugeordneten Teile geschieht daher so, dass Totarum vermieden oder auf ein unvermeid=
liches Minimum an Volumen beschraenkt wird.
[0051] Im Gehaeuse bildet ein entsprechendes Gehaeuseteil den Raum 80 zur mindestens teilWeisen
Aufnahme der Pumpteile aus. Vorgezogen wird, eine Fuehrungs- oder Halte- oder Sicherungsflaeche
81 anzubringen, die den Einzelraum 80 begrenzt.
[0052] Die Figur 6 zeigt nur einen der Raeume 80 mit nur einer Pumpanlage darin. Doch hat
die Pumpe in der Praxis mehrere Raeume oder Pumpanlagen, zum Beispiel 5,7 usw..
[0053] Der Kolbenschuh 9 ist im Ausfuehrungsbeispiel mit den Fuehrungsfingern 67 versehen,
die immer innerhalb der Sicherungs= wand 81 der Ausnehmung 80 verbleiben, damit der
Kolbenschuh nicht aus dem Raume 80 herausdfallen kann. Durch diese Anordnung ist eine
Zwangsverbindung zwischen Exzenterkoerper 10,Kolben schuh 9 und Hubkolben 8, sowie
den Ringelementen vermeidbar. Das macht das Aggregat einfach, billi g und betriebssicher.
[0054] Beim Umlauf der Welle 11 um die Achse 85, die zentrsiche Achse, wird der Kolbenschuh
auf einer halben Umdrehung nach oben, radial nach aussen, getrieben, da der Exzenterkoerper
10 die Fuehrungsflaeche,Kolbenhubfuehrungsflaeche 88 exzentrisch zur zentrischen Achse
85 ausbildet, also die Flaeche 88 eine zylindrische Flaeche um die exzentrische Achse
86 ist. Auf der anderen Haelfte der Wellenumdrehung druecken die Ringelemente bei
ihrer Entspannung unter der Spannkraft ihrer konischen Teile 1,2,3,4,5,6 den Kolben=
schuh 9 radial einwaerts sodass die Laufflaeche 87 des Kolben= schuhes 9 zu allen
Zeiten fest auf der Kolbenhubfuehrungsflaeche 88 aufliegt.
[0055] Da der Kolbenschuh beim Wellenumlauf und damit beim radialem Einwaertshub und Auswaertshub
eine Schwenkbewegung ausfuehrt, ist zwischen dem Kolbenschuh 9 und den Ringelementen
ein Hubkol = ben 8 angeordnet, der seinerseits mit einer Schwingflaeche 83 in einem
Schwingbette 84 am anderen Ende des Kolbenschuhes 9 schwenk= bar gelagert ist. Am
den Ringelementen zugekehrten Ende ist der Hubkolben mit einer radial erstreckten
Lagerflaeche versehen, die bei voller Zusammendrueckung des benachbarten Ringelementes
das betreffende Ringelement voll achsial unterstuetzt, damit es bei hohem Drucke in
denKammer 14 nicht durchbiegen kann. Doch ist auch eine Zentrierung zum Beispiel als
Ausnehmung vorgesehen, mit der einer der Achsialfortsaetze eines der Ringelemente
im Hubkolben oder an ihm gelagert und zentriert werden kann. Dabei ist wichtig, wie
66 zeigt, dass die Kammer 14 vom Hubkolben oder zum Hubkolben 8 verschlossen sein
muss. Der Gehaeuse- oder Kommernkopf der Kammer 80, der auch ein Deckel sein kann,
hat eine entsprechende Flaeche zur sicheren Lagerung des dem Kopfe 7 benachbarten
Ringelementes. Dabei ist die Kammer 14 auch gegenueber dem Kopfe 7 abgedichtet, zum
Beispiel durch eine Dichtung 77 und die der benachbarten Dichtelement zugekehrte Flaeche
so ausgebil = det, dass sie bei voller Zusammendrueckung der Ringelemente das benachbarte
Ringelement achsial voellig stuetzt. Wiederum, damit sich das Ringelement unter hohem
Druck in Kammer 14 nicht durchbiegen kann. Die Zwischenringe 64 bewirken in gleicher
Weise eine Verhinerung des Durchbiegens benachbarter Ringele = mente unter hohem Druck
In der Kammer 14, indem sie die benachbarten Ringelemente 1,2,3,4,5,6 stuezten, wenn
diese voll zusammengedruckt sind.
[0056] Eingebaut sind in Figur 6 in den Raum 80 drei Ring = elemente der Figur 3 and zwei
Ringelemnte der Figur 4. Sie sind zu Paaren aus Elementen der Figuren 3 und 4 zusammengesetzt,
wie bereits beschrieben anhand der Figuren 1 bis 4. In die entsprechen den Sitze sind
die Dichtungen 75 eingelegt. Das obere RIngelement bildet kein Paar, da es als Einzelringelemnt
am Deckel 7 anliegt. Beim Saughub laeuft also der Hubkolben mit dem Kolbenschuh (8,9)
noch unter unter der Entspannungsfederung der konischen Elementen teile, die im Raum
80 angeordnet sind . Die Elemententeile haben in Figur 6 keine Bezugszeichen, da sie
bereits anhand der Figuren 3 und 4 beschrieben wurden. In Figur 6 ist die unterste
Stellung des Hubkolbens und des Kolbenschuhes, also der Teile 8 und 9 gezeichnet,
bei der die Kammer(n) 14 das groesste Volumen hat (haben). Nach vollendetem Pump-Druckhub
nach oben liegen die achsialen Innenseiten der Ringelementenpaare direkt ohne Zwischnraum
aneinander an, das untere Ringelement mit der Rueckseite auf der Supportflaeche des
Hubkolbens 8 und die Innenflaeche des oberen Ringelements liegt dann eng und ohne
Zwischenraum an der Stirnflaeche des Kopfes 7 an.
[0057] In den Raum 80 und ins Gehaeuseinnere wird normalerweise Schmieroel geleitet, damit
die Treibteile und die Ringelemente aussen nicht rosten. Innen koennen sie mit nichtrostenden
Schichten oder Auflagen ueberzogen sein,
[0058] Wegen der oft sehr hohen Drucke in den Kammern 14, die wie bereits beric tet, um
oder ueber 1000 Atmospheren liegen koennen, ist der Kolbenschuh mit hydrostatischen
Druckfluidtaschen 70,72,71, 68,69 versehen, die durch eine Druckfluidzuleitung, zum
Beispiel 73, zum Beispiel vom Achsialende des Kolbenschuhes 9 her gespeist werden
und die die Radialkraefte auf den Kolbenschuh, den Exzenterkoerper und den Hubkolben,
also auf 8,9,10 zusammen mit den sie umgebenden Dichtflaechen (sealing lands) und
Tragflaechen tragen und Reibung zwischen diesen Teilen sparen. Dabei ist der Fluiddruck
im Hydraulikoel in den Taschen 68 bis 72 oft aehnlich hoch, wie der in den Kammern
14. Die Schmierdruckpumpe folgt daher oft den Konstruk= tionsteilen der Hauptpumpe,
jedoch in kleineren Abmessungen. Ent= spricht die Abmessung der Pumpe der Figur 6
im Masstab 1
11, dann koennen Kraefte von vielen Tonnen am Kolbenschuh auftreten, die dann oft zu
98 oder meh r Prozent von den Drucktaschen aufgenommen werden, zusammen mit den genannten
Dic-htflaechen und Tragflaechen.
[0059] Das Aggregat der Figur 6 hat viele praktischen Anwendungen, Zum Beispiel wird es
als Wasserdruckpumpe fuer Water-Jet Schneidanlagen,verwendet. Ausserdem zum Spuelen
der Beissgeroete in Tunnel-Steinbohraggregaten, bei denen 1000 Bar Druck Im Wasserstrahl
die Standzeit der Schneidzaehne verfielfachen. Auch wird es fuer das Abspritzen von
Asphaltbeschriftungen verwendet, sowie zum Hochdruckeinspritzen von Brennstoffen In
Motoren, Auch die Verwendung zum Einspritzen von Wasser in Verbrennungsmotoren ist
vorgesehen,
[0060] Das Aggregat ersetzt auch tonnenschwere bisherige Druckwasseranlagen von Water-Jet
Schneidanlagen indem es ein kleines Radialkolbenaggregat von etwas unter 400 mm Durchmesser
messer baut. Die Erprobung und Anwendung des Aggregates und der Ringelemente hat erst
begonnen und daher sind noch weitere Ausbildungen und Anwendungen nicht ausgeschlossen.
Die Figur 6 ist eines der Aggregate von vielen, die durch die Erfindung ermoeglicht
werden.
[0061] In der Figur 9 bestehen die Ringelementpaare aus Faser - stoffen, zum Beispiel Carbon
Fibre, wobei die Paare Jeweils anein - ander geklebt sind, zum Beispiel mittels Epoxy
Resin. Die Elemente 1 und 2 sind an ihren aeusseren Enden zum Zwecke des Verbindens
mit Epoxy resin abgeflacht, das heisst radial plan ausgedehnt, sodass sie in der Verbingungsflaeche,
Klebeflaeche 23 zusammengeklebt sind und zwis chen sich die Pumpkammer 61 bilden.
Auch die radial inneren Enden der Eelemente 1 und 2 sind abgeflacht, also mit radial
nach innen erstreckten planen Teilen versehen, wobei das obere Paar 1,2 mit dem unterem
Paar 1,2 durch die Verbindungsflaeche, Klebe - flaeche 24 miteinander verbunden sind.
Diese Ausfuehrung eines Satzes aus den konischen Elementen der Erfindung ist besonders
handlich, leicht herstellbar und billig. Die Handlichkeit ergibt sich besond rs dadurch,
dass man mittels der inneren Bohrungen oder Ausnehmungen 35 eine Anzahl solcher Elementenpaare
zu einer Elementensaeule direkt verkleben kann, sodass die Saeule dann ein fertiges
E inbaustueck mit grossen Pump- oder Motoren- Kammern 61 ist und grosse Pump - oder
Motor - Huebe zulaesst. Der Faserstoff ist sehr haltbar. Die Haltbarkeit der Klebenaehte
23,24 ist bestimmt durch die Radial - ausdehnung der planen Ringteile, denn die Verklebung
haeit parallel zur Abmessung der Klebeflaeche, zum Beispiel mit etwa 8 Kg pro Qud
= dratmi llimeter, waehrend die Fasern der Eelemente bis zu 300 Kg pro quodratmiilimeter
Festigkeit haben. Es sind noch solche Faserstoffe in Japan in Entwicklung, die noch
die doppelte Haltbarkeit erreichen werden. Die konische Formgebung ergibt sich durch
Formen in konischen Formen, in die die Faserstoffe eingelegt und mit Epoxy Resin oder
anderen Verbi ndungsstoffen bestrichen werden und danach trocknen.
[0062] Anhand der Figur 10 wird erlaeutert, dass es einen subkritischen und einen superkritischen
Bereich der Verwendung der Elemente als Pump- oder Motor - Elemente gibt. Im subkritischem
Beriche ist der Druck des Arbeitsfluids in der betreffenden Kammer, z.B. 61, so gering,
dass die Spannkraft der Eelemente starker, als der auf sie ausgeuebte Fluidddruck
ist. Die Kammer 61 bleibt dadurch geschlossen, dass die Elemente oder das Element
unter Vorspannung die Kammer auch dann verschlossen haelt, wenn das Element pumpt
oder als Motoren - element eingesetzt ist. Wenn der Fluiddruck in der Kammer 61 eine
bestimmte Hohe, naemlich den kritischen Druck, erreicht, dann ist der Fluiddruck so
hoch, dass er das betreffende Element etwas zusammendrueckt und deine Dichtung zum
benachbartem Teile mehr voll besteht, Es entweicht dann etwas Leckage an Fluid zwischen
dem betreffendem Element und dem benachbartem Teile, zum Beispiel dem Pumpenkopf oder
dem zweitem, dem benachbartem Element aus der Arbeitskammer 61 heraus. Die Pumpe oder
der Motor wird beim kritischem Druck undicht. Die hoehe dieses kritischen Druckes
richtet sich nach der Vorspannung, der Dicke und den Radialabmessungen des betreffenden
Elementes, Auch kann das Material dabei von Bedeutung sein.
[0063] Um die Arbeirskammer 61 fuer den kritischen Druck und den darueber liegenden hoeheren
Druck betriebssicher und dicht zu machen, bildet die Figur 10 ein von Fluid durchstroemtes
Aggregat mit konischen Elementen fuer der Superkritischen Bereich, also fuer den Druckbereich,
der oberhalb des kritischen Druckes liegt.
[0064] Diese Aggregat fuer den superkritischen Bereich besteht darin, dass ein Aussenring
angeordnet ist, in dem eine plastische Dichtung 7 eingelegt ist. Die konischen Elemente
11 und 12 haben an ihren Aussenteilen (radialen Aussenteilen) eine radiale Planflae
che, die auf die betreffende ochsiale Endflaeche des Aussenringes 8 gelegt wird. Wenn
nur ein einziges Element als Arbeits Aggregat dient, wie zum Beispiel in Figur 29,
dann wird die betreffende Plan flaeche am radialem Aussenteil des Elementes an den
Pumpen oder Motoren Kopf 48 mittels einer Halterung 91 fest angeschraubt. Die Abdichtung
der Arbeitskammer 61 erfolgt dann durch die betreffende plastische Dichtung, zum Beispiel
durch den O-Ring, 7, wie in der Figur 29 gezeigt ist.
[0065] Verwendet man im Aggregat jedoch eines oder mehrere Elementen - Paare, wie in Figur
10, dann werden die beiden Elemente 11 und 12 mit ihren Kammern 61 einander zugeordnet
, auf die betreffenden radial planen Flaechen des Aussenringes 8 gelegt und mittels
einer Halterung 9 an den radialen Aussenteilen umgriffen und fest verbunden, sodass
die planen Flaechen der Elemente auf den planen Endflaechen des Aussenringes 8 fest
aufgelegt bleiben. Wegen der Radialverformung beim Zusammendruecken der Eelemnte 11,12
in Achsialrichtung, laesst man radial ausserhalb der Elemente 11 ,12 einen kleinen
radialen Zwischen= raum 18, zur benachbarten Innenwand der Ausnehmung in der Hal =
terung 9, damit die Halterung 9 die Radialausdehnung beim achsialem Zusammendruecken
der Eelemente 11,12 nicht stoert. Fuer hohen Druck im Fluid im superkritischem Bereiche
muss die Halterung 9 sehr stark sein. Sie mag die Dicke der Elemente 11,12 uebersteigen
und ihr radial aeusserer Teil muss eine mindeste Rodialdicke haben, damit die Halterung
9 unter den hohen Drucken im Fluid in der Kammer oder den Kammern 61 nicht biegt oder
bricht. Um innere Kompressions = verluste im Fluid, die den Wirkungsgrad verringern,
zu vermeiden, wird meistens ein Innenring 6 eingelegt, der eine Bohrung zum Verbinden
der benachbarten Kammern 61 hat, und der in der Dicke vorteilhafter und wirkiungsgradhoher
Weise der Dicke des Aussenringes 8 entspricht. In der Praxis werden der Aussenring
8 und der Innenring miteinander planiert, zum Beispiel plangeschliffen. Die Radialabmessungen
dieser Ringe plant man in der Praxis so, dass zwischen ihnen gerade der 0-Ring 7 hereinpasst.
[0066] Unter dem hohem Drucke im Fluid im superkritischem Bereiche wuerden die Elemente
sich achsial ausbauchen. Daher ist es zweckdienlich, um solche Ausbauchung zu verhindern,
die Lager-Rin = ge 10 an die aeusseren Enden des Elementenpaares beziehungsweise einen
dieser Lagerringe 10 an das betreffende Element 11 oder 12 zu legen. Die Elemente
moegen radial innen achsial erstreckte Zylinderteile 5 mit Bohrungen 13 und Sitzflaechen
15,16 haben. In diese kann man wieder eine plastische Dichtung, zum Beispiel einen
O-Ring einlegen und zwischen = schachteln, sowie man auch die Abmessungen der Sitze
so ausbilden kann, dass ein Sitz 15 des einen Elementenpaares in des Sitz 16 des benach
- barten Elementenpaares hereinzentrieren kann und halten kann.
[0067] In der Figur 11 sind die Elemente 1 und 2 eines Elementenpaares in separierter Darstellung
gezeigt. Man sieht hier deutlich die radialen Planflaechen 3 an der radial aeusseren
Teil en, mit denen die Elemente an die planen Endflaechen (achsialen Endflaecheh)
des Aussenringes 8 der Figur 10 gelegt werden. Ausserdem zeigt Figur 11 noch die AlternatiVe
einheitliche Elemente, das heisst, einheitlich bemessene und geformte Elemente mit
gleichem Innendurchmesser 25 zu verwenden, um beliebige Anazahien von Elementen zu
einer Elementen-Saeul e zusammen setzen zu koennen. Dafuer sind dann nach Figur 11
die inneren Einsatz-Zentrier = stuecke (Ringe) verwendet, von denen einer die Sitze
16 und 27 endwaerts des mittleren Teile 19 hat und der andere einen Hohlraum mit Sitz
29 zur Aufnahme des Sitzes 27 des anderen Zentrierringes des anderen Paares hat. Am
Ende des Hauptteiles 20 hat dieser zweite der Zentrierringe den Sitz 28, der in den
Sitz 25 des betreffenden ELementes 1 oder 2 hereinpasst. Wenn diese Einsatzzentrierringe
zwiwxhen zwei benachbarten Elementen, die Kammern 61 bilden, eingesetzt sind, dann
muessen sie Bohrungen oder Kanaele haben, um die betreffenden Fluid aufnehmenden und
abgebenden Kammern 61 zu verbinden.
[0068] Figur 12 zeigt einen Teil einer Hochdruckpumpe fuer nicht schmierende oder rostverursachende
Menien, zum Beispiel fuer Wasser. Im Pumpenkoerper 48 befindet sich der Pumpzylinder
fuer das nicht schmiederende Medium, das im Folgendem Wasser genannt wird, bei jeder
der Figuren. Pumpenkopf 48 enthaelt das Einlass - Ventil 50 und das Auslassventil
49. Die Ventile sind meistens federbe = tastet zum Beis iel mit Feder 51. Im Zylinder
61 reziprokiert der Kolben 58. Da dieser nicht schmierendes Medium beruehrt und die
Laufflaeche in diesem Wasser rosten und nicht schmieren wuerde, ist der Kolben 58
mit der Dichtung 62 nahe dem Zylinder 61 versehen. Kolben 58 ist mittels eines Verbindungsbolzens
70 mit Kopf 64 und Fuss um 71 an einem Trei bkolben 59 gehalten, auf dessen hinterem
Ende der Pumpkolben 58 aufliegt und mittels Dichtung 72 abgedichtet ist. Der Stift
oder die Halterung 71 verbindet die beiden Kolben 58 und 59 ueber de n Bolzen 70 miteinander
und haelt sie kraftschluessig zusammen. Dadurch wird der Pumpkolben 58 gemeinsam mit
dem Treibkolben 59 reziprokiert, wobei der Bolzen 70 die geringere Zugkraft oder Druckkraft
beim Saughub und die Auflage der aeusseren Achsialenden der beiden Kolben 58 und 59
aufeinander die grossere Kraft beim Druckhub vom Treibkolben auf den Dicht-Kolben
oder Pump- Kolben 58 uebertraegt. Auch der Verbindungsbolzen 70 ist mittels einer
plastischen Dichtung 72 gegen mindestens einer der Kolben 58 oder 59 abgedichtet.
Der Antrieb zum Druckhub erfolgt durch den umlaufenden Exzenter-Ring 55. Auf seiner
Aussenflaeche 56 lauft der schwenkbare Kolbenschuh 52 mit seiner Laufflaeche 57. Der
Kolbenschuh 52 ist zwischen den Treibkolben 59 und den Exzenter Ring 55 eingelegt
und er ist schwenkbar auf dem Kolben 59 gelagert. Aus Kanal 68 wird Schmierfluid,
zum Beispiel Oel in die Kammer 67, die die aeusseren Achsialendteile der beiden Kolben
58,58 umgibt, sodaβ diese Kolbenenden in sie eintauchen und in ihr reziprokieren,
von wo aus das Schmierfluid durch Kanale 74 in die Gleitflaechen zwischen dem Kolbenschuh
52 und dem Exzenterring 55, sowie in die Schwenkflaechen zwischen dem Kolbenschuh
52 und dem Treubkolben 59 geleitet wird. Es tritt auch in entsprechende Druckfluidkammern
73 ein, wenn solche angeordnet sind. Der Treibkolben ist so einwandfrei geschmiert
und kan gut laufen. Aus der Kammer 67 tritt das Schmierfluid aber auch in den Pussungsspalt
zwischen dem Pumpenkoerper 48 und dem Dichtkolben und Pumpkolben 58 ein. Dadurch ist
auch dieser Kolben fast auf der ganzen Laengsgeschmiert, jedenfalls dann, wenn die
Dichtung 62 nahe der Kammer 61, also am innerem Ende des Kolbens 58 angeordnet ist.
So ist es in der der Figur 12 gezeichnet. Die Figur 12 schafft also die gute Schmierung
der Laufflaeche eines Kolbens in einem Zylinder selbst dann, wenn der Kolben Wasser
oder ein nicht schmierendes Medium pumpt. Da Jedoch bei solchen Medien gelegentlich
die Dichtung 62 abnutzt oder undicht wird, insbesondere, wenn hoher Druck gepumpt
wird von z.B. 1000 bis 4000 bar, ist erfindungsgemaess noch die Abflussnut 66 mit
der Mischfluidsammelkammer 65 angeordnet. Die Kammer 65 umgibt einen Teile des Mittelstueckes
des Pump Kolbens 58. Entweicht unsauber oder nicht schmierendes FLuid aus Zylinder
61, dann laeuft dieses in die Sammelkammer 65 und fliesst von dort durch die Leitung
66 ab,sodass der Raum 67 mit klarem S chmierfluid gefuellt bleibt. Denn in Kammer
67 kann das Wasser nicht herein, weil die Kammer 67 mit hoeherem Druck gefuellt ist,
als der Ablauf Kanal 66. Durch das Erfindungsbeispiel der Figur 12 wird also einmal
eine Schmierung des Pumpkolbens mittels der Anordnung eines zweiten Kolbens und einer
Schmierkammer geschaffen aund ausserdem kann das Beispiel eine Abflussvorrichtung
fuer den Abfluss von Leck fluid schaffen, wobei Mischfluid abgeleitet und die beiden
Fluids Wasser und Oel sauber gehalten bleiben in ihren entsprechenden Kammern.
[0069] Figur 13 zeigt wieder ein Pumpen- oder Motoren - Aggregat mit konischen Elementen,
Pumpkopf 48, Ventilen 49 und 50, sowie einem Antrieb 55 und einem Kolben oder Schuh
52. Die Besonderheit dieses Ausfuehrungsbeispiels der Erfindung besteht darin, dass
hier die Zentrierringe mit Stuetzkoerpern 41 vereinigt sind und andererseits die Innenringe
mit beiderends vorstehenden Zentrierungs - Zylinder - stueckchen zu Aussenringen 43,44
vereinigt sind. Die mittleren Zen - trierstuecke sind mit 45, 46 bezeichnet und sie
befinden sich am Stuetz = koerper. 41 , waehrend die aeusseren Zentrierungen mit 43,44
bezeichnet sind und sich an den Ausfuel Ikoerpern 42 befinden. Bohrungen 13 zur Verbindung
der Kammern 61 sind wieder angeordnet und die Elemente 1 und 2 sind jeweils zwischen
zwei Teile 41 und 42 eingeschachtelt, oder sie beruehren ausser einem dieser Teile
die Zentriersitze und Flaechen 47,53 im Kopf 48 oder im Kolben bzw. Schuh 52. Die
anderen Positions= nummern zeigen aus Figur 12 bekannte Teile.
[0070] Das Erfindungsbeispiel der Figur 14 zeigt den Pumpkoerper 48 mit Pumpzylinder 61,
in dem der Pumpkolben 60 reziprokiert. Einalss und Auslassventil 49,50 sind wieder
angeordnet. Der Pumpkolben ist hier mit einem Fuss 86 mit Zentrierung 85 versehen,
auf dem die Druck = feder 84 gelagert ist, die den Kolben 60 beim Saughub aus dem
Zylinder 61 herauszieht. Sie selbst ist vorteilhafterweise auf einer den Zylinder
61 umgebende n Ausnehmung oder in einer Ringnut 83 gelagert, denn diese Feder muss
lang sein, um einen grossen Kolbenhub bei langer Lebens = dauer abzugeben. Das aeussere
Ende des Kolbenfusses ist radial plan, um eine Lagerflaeche fuer den Treibkolben zu
bilden. Der Treibkolben 59, der den Druckhub des Pumpkolbens 60 treibt, ist in einer
Fuehrung 148 reziprokierend gelagert und hat einen Kopf mit der Schwenkflaeche 76,
mit der der Kolbenkopf im Schwenkbette mit Schwenkflaeche 75 des Kolbenschuhes 52
schwenkbar lagert. Die Lauffloeche 57 des Kolbenschuhes hes 52 laeuft auf der Laufflaeche
56 des Exzenter - Ringes 55, wodurch den Treibkolben 59 den Druckhub ueber den Kolbenschuh
52 erhaelt und diesen ueber die Lagerflaeche des Kolbenfusses 86 auf den Pump - Kolben
60 uebertraegt. Der Kolbenschuh hat Fuehrungsteile 81 mit Fuehrungen 79, in denen
er in den Ausnehmungen 80 der Fuehrung 148 gefuehrt ist, um ein Wegfallen des Kolbenschuhes
52 vom Kolben 59 zu verhindern und trotzdem einen langen Kolbenhub zu ermoeglichen.
Der Raum zwischen dem Pumpkoerper 48 und dem Fuehrungskoerper 148 wird vorteilhafter
= weise wieder mit Schmierfluid gefuellt, um guten geschmierten Lauf der beiden Kolben
60 und 59 zumindestens fuer eine gewisse Zeit der Lebens = dauer zu ermoegiichen.
[0071] Die Figur 15 zeigt, wie man vorteilhafterweise eine Dichtung 38, zum Beispiel einen
O-Ring in eine Nut 37 des radial aeusseren Teiles eines Elementes 1 einlegen oder
einvulkanisieren kann, um eine gute Dichtung des Eelementes 1 am Kolben, Pumpnekopf
oder dem beschriebenem Ausoen = ring zu erhal ten.
[0072] Die Figur 16 zeigt die entsprechende Anordnung oder Einvulkanisierung einer plastischen
Dichtung (Ring) am radial innerem Teile oder Ende des Elementes 1.
[0073] Figur 17 zeigt in einem Laengsschniett einen Teil einer Ratew Pumpanordnung fuer
sehr hohe Wasserdruecke. Diese Anordnung arbeitet im superkritischem, hohem Druckbereich.
Im Pumpenkopf 48 fuehrt der Anschluss 122 zum Einlassventil 50 und der Abflusskanal
123 zum Auslassventil 49 mit Feder 51. Das Einlassventil hat die Feder 88 vorteilhafterweise
in den Kolben 40, zum Beispiel in dessen Ringnut 88 eingeschachtelt. Eine enge Ringnut
deshalb, damit innere Kompressions = Verluste vermieden werden. Zwischen dem Kolben
40 und dem Kopf 48 ist das Elementenpaar substantiell nach Figur 10 ausgebildet, eingesetzt.
Man sieht in Figur 17 den Aussenring 8, den Innenring 6, den Dichtring 7 und die konischen
Elemente 1 und 2, Der Kolben 40 liegt auf dem Schwenkbette des Kolbenschuhes 52 schwenkbar
auf und er ist im Ausfuehrungs - beispiel der Figur durch den Stift 87, der in die
Bohrung zum Auslassventil hereinragt, gegen Verdrehung gesichert, damit die Druckfeder
des Einlassventils 50 nocht vom Einlassventil 50 weggedreht werden kann. Der Kolben
= schuh 52 ist zwischen den Exzenterteil 55, an dessen zur Achse 97 exzen = trischen
Gleit- oder Fuehrungs-Flaeche er liegt und laeuft und dem Kol = ben 40 angeordnet.
Die Welle um die Achse 97 traegt den Exzentreteil 55 und dessen exzen rische Laufflaeche
erzeugt den Kolbenhub, wenn die Welle in den Lagern 114, die im Gehaeuse 130 angeordnet
sind, umlgeuft, Die Welle mit der Achse 97 ist von einem Elektromotor, Verbrennungsmotor,
oder, wie im Falle der Figur 17 von einem Hydromtor im Gehaeuse 48 angetrieben. Dieser
Motor, hat beispielsweise die Steuerung 120, die Zylinder 116, die Kolben 117, im
Rotor 113, die Kolbenschuhe 119 und die Kolbenhubfueh = rung 121 im Gehaeuse 148.
Die Wirkungsweise dieses Motors findet man in Patenten des Erfinders, zum Beispiel
im De BP 25 00 779. Die Bettflaechen, Schwenkflaechen, Lagerflaechen und Laufflaechen
oder Kolbenhubfuehrungsflaechen von Kolben 40, Kolbenschuh 52 und Exzenter - Ring
55 werden durch Schmierfluid, im Folgendem "Oel" genannt, ge = schmiert. Der hohen
Radialkraefte wegen sind auch Druckfluidtaschen 73 angeordnet, die den groessten Teil
der Radiallast auf Kolben und Schuh tragen. Die genannten Flaechen und Druckfluidtaschen
sind mit Druckoel aus der Druckoelkammer 130 ueber Kanaele 74 gespeist. Die Anpresskol
= 'ben 96 pressen achsi al den Kolbenschuh 52 ein und dichten die Uebergaenge der
Kanaele 74 ab. Am anderen Ende mag eine Druck-Lagerpiatte 115 oder ein weiterer Anpresskolben
96 in einer Druckkammer 95 achsial beweg = lich, angeordnet sein. Waehernd in der
Figur 17 ein Pumpaggregat gezeigt ist, hat das Aggregat der Figur in der Praxis meistens
3,5,7 oder 9 Pumpkkamern 61, Kolben 40, Elementenpaare 1, 2 und Kolbenschuhe 52 mit
den entsprechenden Anpresskoerpern 96 und Ventilen 49 und 50 in entsprechender Stueckzahl.
Die Ansaug oder Zuleitungs Kanaele 122 werden meistens miteiender zu einem verbunden.
Auch die Abfluss oder Lieferdruck Kanaele 123 verbindet man in der Praxis meistens
zu einem einzigem Lieferkanal.
[0074] In der Figur 17 ist noch folgende weitere erfindungsgemaesse Besonder = heit gezeigt,
die anahnd der Teilfiguren 18,19 und 20 noch weiter verdeut = licht wird
[0075] Beim Zusammendruecken der Elemente 1 und 2 entsteht eine Veraenderung der radialen
Durchmesser der Elemente. Noch innen werden sie etwas kleiner, radial noch aussen
aber etwas groesser. Daher ist es bei onischen Elementen nicht immer moeglich, sie
mittels der Spannringanordnung nach der Figur 10 an den Aussendurchmessern zusammen
zu spannen. Denn der Ring 9 der Figur 10 dehnt sich infolge seiner Starke radial weniger
aus, als die Elemente 1 und 2. Fuer sehr hohe Drucke und Durchbiegungen kann daher
die Ring = onordnung 9 nach Figur 10 der Radialausdehnung der Elemente 1 und 2 nicht
folgen und sie hindert diese Elemente an ihrer freien radialen Aus = dehnung. Erfindungsgemaess
werden daher nach Figur 17 mit den Teile in separierten Teilschnitten darstellenden
Figuren 18 bis 20 die Ring = teile 89,90 und 91 der Figur 17 in Segmente 32 A,B,C
usw. aufgeschni= tten. Das ist in Figur 18 deutlich sichtbar. Man drhet zunaechst
die Rin - ge, bohrt die Bohrungen und schneidet die Gewinde und danach schneidet man
die Ringe mittels Scheibenfraesen in Radialsegmente. Gelegentlich werden die Segmente
jedoch auch von anfang an als Segmente produziert. Die Elemente 1 und 2 erhalten dazu
vorteilhafterweise an ihren radial aeusseren Teilen die Ausnehmungsring nuten 30,
in die die Spannfinger 31 des oberen und des unteren Spannringes 89 und 91 eingreifen.
Dadurch wird verhindert, dass die Ringteile oder Segmente der Ringe 89,90,91 radial
von den Elementen 1 und 2 wegrutschen koennen. Es ist zu beachten, dass die Stellen,
an denen die Nuten 30 eingearbeitet sind, diejenigen Steifen der Ringelemente 1 und
2 sind, an denen diese bei ihrer achsi = alen Zusammendrueckung die geringsten inneren
Spannungen erfahren. An der gezeichneten und zweckdienlichen Stelle am radialem Aussenteil
der Elemente 1 und 2 schwaecht die Nut 30 die Elemente zwar etwas ab, doch ist das
an diesen Stellen nicht schaedlich fuer die Lebensdauer der Elemente 1 und 2, weil
sie an diesen Stellen trotz der Nuten 30 geringere innere Bie gespannungen (Zug- oder
Druck - Spannungen) erfahren, als an den radial inneren und aeusseren Spitzen der
Ele ente 1 und 2. Der mittlere Ring istm meistens plangeschliffen, damit er in der
Achsiolhoeche (Figur 17) der Achsialsummer des Aussenringes 8 und der beiden Elemente
1 und 2 entspricht, um genaues unnachgiebiges achsiales Spannen der Elemente 1 und
2 zu sichern . Die drei Ringe werden vorteil = hafterweise durch Schrauben 92 zusammengeschraubt,
wobei die Anzieh = kraft mit Drehmomentmesser zu messen ist, um volle Spannung zu
erreichen. Der Mittelring oder Distanzring 90 der Spannanordnung 89 - 91 hat vorteil
= hafterweise eine innere Ringnut 93 zur Aufnahme des Aussenringes 8 der Figur 10.
Denn ohne diese Ringnut wuerde der Aussenring 8 In radialer Richtung zu duenn, sodass
er sich unter dem hohem Innendruck im Fluld in der Kammer 61 zu stark radial ausdehnen
und damit Innere Kompressionsverluste und Pumpverluste verursachen wuerde. Oder, andererseits
wuerden die Spannschrauben 92 zu weit von den Spann- und Halte - Fingern 31 entfernt
sein , sodass die Spannung an Wirkung verlieren wuerde infolge achsialer Nachgiebigkeit.
Zwischen dem Kolben 40, dem Kopf 48 einer - seits und den Elementen 1 und 2 andererseits
sind die plastischen Dichtun - gen 39,40 in Figur 17 angeordnet.
[0076] Das Aggregat der Figur 17 bildet so bereits ein ziemlich iedeales Pumpen - oder Motoren
- Aggregat fuer den superkritischen Bereich des extrem hohen Druckes im Fluid. Die
Elemente 1 und 2 koennen sich radial frei ousdeh = nen und zusammenziehen, da die
Segmente A,B,C―X,Y,Z der Ringe 89 bis 91 dieser Radial Ausdehnung und Zusammenziehung
Ideal folgen.
[0077] In Figur 21 hat der Rotor 98 Ausnehmungen, beispielsweise Bohrungen 107. die Sitze
fuer Elemente 1 und/ oder 2 oder fuer Elementensgeulen 1,2 bil den. Die Elemente 1,2
haben zwischen ihren radial aeusseren Aufeinander Auflagen vorteilhafterweise plastische
Dichtungen 37,38 zum Beispiel noch der Figur 16 und an ihren radial inneren Enden
ebenfalls vorteilhafter - weise auch plastische Dichtungen 39,40, zum Beispiel solche
noch Figur 16, Der Kolben oder die Kolben 36 haben Kolbenfinger, die in die Kammern
61 eintreten und die Elemente 1,2 au sserdem aneinander zentrieren koennen. Die Kolben
36 tragen in Schwenkpfannen die Kolbenschuhe 21 schwenkbar lagernd. Die Kolbenschuhe
21 laufen an der Innenflaeche 156 der Kolbenhub = fuehrung 99, wodurch sie die Kolbenhub
Fuehrungsflaechen bilden. Die Kolben schuhe haben Druckfluidtaschen mit sie umgebenden
Dichtfiaechen als hydrostatische Lager mit Druckfluldtaschen 112 und zwischen der
Pfanne im Kolben und der Schwenkflaeche des Kolbenschuhes sind vorte lhafterweise
ebenfalls solche Druckfluidtaschen 111 angeordnet. Die Druckfluidtaschen werden von
den Arbeitskammern 61 her durch Kanaele 74 mit Druckfluid gespeist. Zwischen der Achse
103 des Rotors 98 und der Achse der Kolben = hubfuehrungsflaeche 156 ist ein Abstand
angeordnet, sodass die Kolbenhub = fuehrungsflaeche 156 zur Rotorachse 103 exzentrisch
ist, wodurch beim Umlauf des Rotors 98 oder der Kolbenhubfuehrung 99 der Kolbenhub
der Kolben 36 und der Kolbenschuhe 21 entsteht, wobei sich die Elemente 1 und 2 periodisch
zusammendruecken und entspannen und dadurch die Arbelts = kammern 61 periodisch pro
Umdrehung einmal vergroessern und einmal verkleinern.
[0078] Die Fluid Zufuehrung und Abfuehrung zu und von den Arbeitskammern 61 erfolgt bei
Anordnung von Rotorkanoelen 161 durch achsiale Fluidbestroemung oder durch innenbeaufschlagte
radiale Fluidbestroemung. Zum Beispiel, indem Fluid aus Kanal 105 der Steuerwelle
102 ueber Steuerfenster 150 in die Kanae = le 161 eintritt und von diesen in die Arbeitskammern
61 und die Kanaele 74, wie die Druckfluidtaschen 11,112 einstroemt und aus diesen
durch die entspre = chenden weiteren Kanaele 161, Steuerfenster 149 in Steuerkoerper
102 und den den Kanal 106 abstroemt. Doch ist auch eine aussenbeaufschlagte Radial
= bestroemung derart moeglich, dass die Kolbenhubfuehrung einen Kanal 101 erhaelt,
durch die Fluid aus dem Raume zwischen Rotor 98 und Kolbenhub = fuehrung 99 oder aus
einem mit Kanal 101 verbundenem Behaelter durch die Druckfluidtaschen 112 und Kanaele
74 in die Arbeitskammern 61 einstroemt. Der besondere Vorteil des Aggregates nach
Figur 21 besteht darin, dass bei vielelementrigen Saeulen mit Elementen 1 ,2 lange
Arbeitskammerhuebe der Kammern 61 zulaesst und somit eine grosse Du chflussmenge auf
kleinem Raume ermoeglicht. Ausserdem ist dieses Aggregat besonders einfach und billig
in der Herstellung, da es keinerlei mit engen Passungen versehene Kolben benoetigt
und daher einfacher und billiger ist, als die herkoemmli = chen Radialkolbenaggregate
mit eng in Zylinder eingepassten und darin rezi= prokierenden Kolben. Jedoch ist dieses
Aggregat nur fuer den subkritischen niederen Druckbereich im Fluid, wenn es keine
Spannanordnungen nach den Figuren 10 oder 17 hat. Man wandelt es in ein Hochdruckaggregat
fuer den superkritischen hohen Druckbereich dadurch um, dass man den Elementen 1 und
2 Spannanordnungen 9,89 bis 91 der Figuren 10 oder 17 zuordnet.
[0079] Die Figur 27 zeigt ein Element 1 oder 2, hier mit 307 bezei ch = net in einem halbem
Radialschnitt in etwa Naturgroesse fuer den superkritischen ischen hohen Druckbereich.
Diese Figur ist gegeben, um die Ringnut 358, die der Nut 30 der Figur 19 entspricht,
besonders deutlich zu zeigen und vor allem, um darzustellen, dass die innere Palanflaeche
359 und die aeu= ssere Planflaeche 354 angeordnet sein muessen. Die Flaeche 359 zur
Lagerung auf dem Kolben, dem Pumpenkopfe oder dem Element des naechsten Elementen
paares oder des naechsten Elements und die Flaeche 354 zur Lagerung auf dem Aussenringe
8 der Figuren 10 und 17 oder zur Lagerung auf einem Kolben oder Pumpenkopfe einer
der Figuren oder eines nicht in den Figuren gezeichne = ten Aggregates. Zwecks Verringerung
der inneren Spannung und damit der Bruchgefahr der Eelemente wird die innere Kante
357 vorteilhafterweise abgerundet,
[0080] Die Figur 28 beschreibt ein weiteres Problem. Wenn naemlich die Elemente keine Abflachungen
359, 354 haben, dann sind sie uebliche Tellerfedern und liegen dann auf einer Linie
aut. Diese erhaelt bei dem hohem Drucke im superkritischem Druckbereich eine Pressung
von vielen tausend Kilogramm pro Quadratmillimeter, naemlich eine unendlich hohe innere
Spannung, da die Linie der Beruehrung ueberhaupt keine Ftaeche, nicht mal eine Flaechensumme
von einem Quadratmillimeter bildet. Unter dieser unendlich hohen Spannung im Material
schmilzt das Material weg. Die Libnie verformt sich und beschaedigt die Oeberflaeche
und die aeusse = ren Schichten des Elementes 1 oder 2. Durch die Anflachung zu den
Plan flaechen 359,354 wird diese Gefahr und Erscheinung verringert, aber nicht voll
beseitigt. Es ist daher vorteilhaft, um diese Erscheinung noch weiter einzuschraenken,
die Auflagegegenstueck 360 mit einer Ausbauchung 355 zu versehen, die so geformt und
bemessen ist, dass die Kante des Eelementes 1 oder 2, hier mit 307 bezeichnet, an
ihr gleitet beim radialem Ausdehnen und Zusammenziehen unter der Achsialen Zusammenorueckung
und Expansion des Elementes 1,2,307. Die Formgebeung soll ferner so sein, dass minde
= stens annaehernd die Linienauflage in eine annaeherende Flaechenauflage umgewandelt
wird. Ist die Achsialzusammenarueckung nur in der Groesse nach Winkel alpha, dann
erhaelt die Gegenlagerung eine Lagerflaeche im WinKel beta, damit nach ertolgter Zusammendrueckung
das gesamte Element 1 oder 2 gut auf der Auflage 360 aufliegt und nicht achsial ausbauchen
kann. Nach der Arbeitskammer 307 zu legt man eine Dichtungsflaeche (Schicht, Blech)
309, z.B. aus Kupfer, Teflon usw. auf das Eelement 307, damit dieses nicht von rostversursachedndem
Fluid betroffen wird. Entsprechend wird die plsastische Dichtung 356 angeordnet, wobei
es zweckdienlich ist, dass diese die Dicchtschicht oder Schutzschicht 309 umgreift.
Die Spitze des Elementes 1 oder 2,307 darf von der Auflage 360 und Kurve 355 nicht
zu sehr abheben, damit die Dichtung 356 oder 309 nicht in den Spalt eintreten kann.
In der Hochdruckpraxis darf die Spitze nicht mehr als o,
03 bis o,1 mm abheben. Sonst wird die Dichtung 356 zu einer duennen scwarzen Paperschicht,
die in den Spalt eintritt und die Abdichtun g zerstoert. Waehrend in der Figur 28
die Dichtungen schraffiert gezeichnet sind, werden die Dichtungen 356,309, 317 usw.
in Figur 22 nicht schraffiert gezeichnet, sondern ohne Linien offen gelassen, weil
die Figur 22 durch Schraffierlinien zu undeutlich werden wuerde.
[0081] In Figur 22 wird ein besonders effektives und besonders hochdruck = faehiges Aggregat
der Erfindung dargestellt und anhand ihr wird eine be - sonders wichtige Erkenntnis
der Erfindung beschrieben.
[0082] Es ist naemlich so, dass die Elemente 1 und 2 der Figuren 10 oder 17 tellerfedern
aehnlich sind und daher nur fuer begrenzte Hochdrucke verwend = bar sind. Nach dieser
gegenwaertigen Erfi ndung wird erkannt , dass fuer die effektive Verwendung im hohem
superkriti schem Druckbereich die herkoemmlichen Tellertedern absolut ungeeignet sind,
denn sie brechen schon nach kurzer Betriebszeit, Die Ursache des Brecnens konnte kange
Zeit nicht gefunden werden, weil die Tellerfedern noch den Formeln von Almen und Laszio
berechnet wurden. Diese Amerikaner haben 1935 eine Mathe = matik fuer die Berechnung
der inneren Spannungen in Tellerfedern veroeffent = licht, die dann spaeter in Deutschland
zusammengefasst wurde. Nach dieser Zusammenfassung wurde es zwar einfacher zu rechnen,
aber die tieferen Zusammenhaenge, die von Almen und Loscio noch klar erkannt waren,
gingen verl oren. Die Tellerfedern und deren Spannungs- Berechnungen wurden spaeter
in DIN und JIS (Deutsche und Japanische Industrie - Normen) auch genormt. Nach dieser
Normung muessten die Elemente 1 und 2 eine ho-he Lebensdauer haben, wenn man die Normungen,
also die Normblaetter beachtet.
[0083] Die gegenwaertige Erfindung hat nach langem Suchen erkannt, dass die Normbbetter
und die Normungen noch DIN und JIS absolut unmoeglich und unbrauchbar fuer die Berechnun-g
der Lebsndauer und der Spannungen fuer Elemente 1 und 2 nach dieser Erfindung sind.
[0084] In der Figur 29 findet man rechts die Berechnungen nach Imen und Lascio, die praeziser
und umfangreicher, als die nach DIN und JIS ist, Die Kurve 361 in Figur 25 gibt die
groessten Spannungen sigma innerhalb des betreffenden Elementes 1 oder 2 infolge der
Zusammendrueckung ueber dem Umlaufwinkel alpha des Exzenterringes des Kolbenhubantriebes.
Diese Berechnung beruht auf der nach Almen und Lasczio.
[0085] Die Erfindung erkennt nun, dass der hohe Fiui ddruck im superkritischem Bereiche
eine viele hoehere Biegespannung und eine viel ploetzlichere Biegspannung innerhalb
des Eelementes 1 oder 2 hervorruft. Es ist diese Spannung, die die Elemente der Figuren
10 und 17, wenn man sie in der Radialabmessung etwa der Tellerfeder annaehert, schnell,
schon nach 45 Minuten bei 1000 bar Innendruck zum Brechen bringt.
[0086] Die Erfindung erkennt, dass diese weiteren inneren Spannungen im Element 1 oder 2
vom Fluiddruck in der Kammer 61 herruehren. Dieser Fluiddruck ist mittels der Pfeile
"q" in Figur 23 gezeigt und er die in Figur 23 gepfeilt um den Mittelpunkt "O" gezeigten
zusaetzlichen Biegespannungen sigma B bervor. Diese Biegespannungen werden Im superkritischem
hohem Druckbereich um ein Vielfaches hoeher, als die Innenspannungen der Tellerfedern
nach Atmen und Lascio, die in den Figuren einfach mit "sigma" ohne "B" bezeichnet
sind.
[0087] Die Erfindung hat diese bisher unerkannt geblieben gewesene Ursache des Bruches der
Tellerfedern Jetzt sehr genau und mathematisch sehr exact erkannt. Das sieht man aus
der Figur 23, die nach dem Erfinder die Momente und Spannungen differential und integral
erfasst. Die Figur 23 gibt die genauen geometrischen und mathematischen Zusammenhaenge,
sowie deren Integrationen mit Hilfe der Differential- und Integral-Rechnung. Ausgehend
von Gleichung (1), dem Ansatz des Biegemomentes unter Fluiddruck fuehrt die Mathematik
schliesslich zu den Formeln (12) und (13) mit den Werten der Spannungen. Dabei zeigen
die Indizen "I" und "o" nach dem Indiz "B" die Bedeutung, ob radial von innen oder
radial von aussen betrachtet worden ist.
[0088] In der Figur 24 wird methematisch-geometrisch nachgewiesen, wo die Radien gleicher
Spannungen liegen, wenn man radial von innen oder von aussen, also vom Aussenradius
oder Innenradius des Elemenets aus gesehen zu rechnen beginnt. Die Werte "Rmc" und
"RMC" zeigen dabei die Biegemomen- unter Fluiddruck ohne Beruecksichtigung der Spanner
oder Lagerungen, waehrend die Werte "RCMH" und "Rcmh " die Momente mit Halterungen
oder Auflagen beruecksichtigen . Die umfangreichen Berechnungen und Unter = suchungen
findet man in den umfagreichen Rotary Engine Kenkyusho Berichten RER-8109 und RER-8206.
Man sieht aus der Figur 24 einmal die Berechnungs-Endformein nach den piff-erentiationen
und Integrationen und man sieht aber auch, dass diese genannten Werte alle vom orithmeti
= schem Mittelradius "Rm" abweichen und auch von den Druckpunktradi en nach den Steuerkoerper
patenten des Erfinders, zum Beispiel vom Rgc - Wert des De-Patentes 23 00 639 des
Erfinders, abweichen. Das ist darauf zurueck zu fuehren, dass beim Steuerkoerper die
Flaechenmittelpunkte gelten, waehrend hier in dem Aggregat mit Elementen 1,2 der Erfindung
nicht die Flaechenwerte, sondern die Fluiddruck Momentenwerte gelten.
[0089] Die Erfindung erkennt daraus, dass herkoemmliche Tellerfedern = Bereiche fuer die
Verwendung als Elemente 1,2 nur fuer geringe Drucke moeglich und verwendbar sind.
Die Elemente nach der Erfindung muessen daher fuer den superkritischen hohen Druckbereich
erfindungsgemaess noch die Bedingung erfuellen, dass die Differenz der Innen und Aussen-Radien
der Elemente mehr als dreimal klei ner, als der Aussenrodius des betreffenden Elementes
1 oder 2. In den Figuren fuer Hochleistungs = aggregate, den Figuren 22 und 29 ist
der Fluiddruck -Arbeits bereich dieser Radialradien Differenz etwa fuenf mal kleiner,
als der Aussen = radius des betreffenden Elementes.
[0090] Betrachtet man die Atmen und Lascio Gleichung in Figur 29, dann gilt nach den Erkenntnissen
der Erfindung, dass darin die Differenz " (C minus eta) " unter dem Bruchstrich die
besonderste Bedeutung hat. Daraus ergibt sich naemlich, dass die inneren Spannungen
"sigma" umso kleiner werden, je groesser der Durchmesser des Eetementes 1 oder 2 wird,
bei sonst gleichbleibender Dicke, Radialdifferenz und Anstell- oder Durchbiege-Winkel
des Elementes. Man muss also, um das Element fuer den superkritischen Bereich des
hohen Druckes verwendbar fuer lange Lebensdauer zu machen, die Radial - Differenz
sehr klein machen, zum Beispiel etwa zehn Millimeter, die Durchbiegung "f" auch sehr
klein machen, zum Beispiel unter 0,5 millimeter und das Element sehr dick machen,
zum Beispiel 5 bis 10 millimeter, um die Biegespannungen "Sigma B" noch Figur 23 der
Erfindung klein zu halten und gleichzeitig auch die Durch = messer und Radien gross
machen, um kleine Spannungen "sigma" nach Almen und Lasczio nach Figur 29 zu erhaLten.
[0091] Dabei entsteht jedoch nach der Erkenntnis der Erfindung das Problem, dass dann die
Radial lasten unter dem hohem Fluiddruck in den Kammern oder in der Kammer (Arbeitskammer)
61 so gross werden, dass es keine Waelz = lager mehr gibt, die diese Belastungen mit
ausreichender Lebensdauer tragen koennten in ertraeglichen Bauabmessungen. Die Erfindung
erkennt also, dass weder herkoemmliche Tellerfedern, noch herkoemmliche Waelzlager
der Normreihen irgendwelche brauchbaren Elemente mit langer Lebensduaer fuer Motor-
oder Pumpen - Aggregate fuer den superkritischen Bereich des hohen Druckes liefern
koennen, kurzum, dass die bisheroge Technik keine Motoren oder Pumpen Aggregate fuer
den superkritischen Bereich mit den darin vorhandenen hohen Drucken schaffen kann.
[0092] Daher wird in Figur 22 im Zylinder, dem Erstzylinder , 301 ein Erstkolben 302 reziprokierend
angeordnet, um eine Fluiddrucksaeule, die meistens Hydrautikoel ist, aber auch ein
anderes Fluid sein kann, durch den Kanal 303 in einen Zweitzytinder 304 groesseren
Durchmessers foerdert und auf den im Zweitzylinder reziproklerbaren Zweitkotben 305
drueckt. Der Zweitkolben 305 traegt das Element 307, drueckt dieses achsial zusammen
und foerdert so das Druckmedium aus der Arbeitskammer 311 durch das Aus = lassmittel
313 heraus. Es koennen auch mehrere Elemente 307 angeordnet und durch Halterungen
oder Spannanordnungen 318, 320, 321, 319 zusam mengespannt und zusammen gehalten sein.
Wenn der Erstkolben 302 sich im Erstzylinder 301 auswaerts bewegt, dann fliesst das
Druckfluid aus dem Zweitzylinder 304 durch den Verbindungskanal 303 zwischen Erstzylinder
und Zweitzylinder in den Erstzylinder 301 zurueck. Es erfolgt also periodisch ein
Transport einer Druckfluidsaeute vom Erstzylinder zum Zweitzylinder und danach zurueck
vom Zweitzylinder in den Erstzylinder. Dabei schwingt der Zweitkolben periodisch umgekehrt
parallel zum Erstkolben. Wenn der Erstkolben in den Erstzylinder 301 hereingedrueckt
wird, dann wird der Zweitkolben 305 im Zweitzylinder 304 nach aussen gedrueckt und
umgekehrt, wenn der Zweit = Kolben zum Beispiel unter dem Entspannungsdruck des Elementes
(der Ele = mente) 307 im Zweitzylinder einwaerts drueckt, dann wird der Erstkolben
im Erstzylinder auswaerts gedrueckt. In der Praxis geschieht das dadurch, dass der
Erstkolben 302 durch einen Kolbenhubantrieb 336 zum Beispiel ueber einen Kolbenschuh
334 zum Kolbenhub gezwungen wird. Beispielsweise lauft die Kolbenhubfuehrung 336 in
den Lagern 338 um, rot ert also in den Lagern 338. Dazu mag die Kolbenhubfuehrung
beispielsseise durch den Antrieb 345 346 zur Rotation angetrieben sein, zum Beispiel
durch Elektromotor, Verbrennungs = motor oder durch Fluidmotor. Ist zweispielsweise
die Innenflaeche-347 der Kolbenhubfuehrung 336 exzentrisch zu den Lagern 338 angeordnet,
sodass die Lager 338 eine zentrische Achse haben, die Innenflaeche 347 aber eine exzen
- trische Achse hat, die parallel zur zentrischen Achse, aber von ihr radial distanziert
liegt, dann bewirkt bei der Rotation der Kolbenhubfuehrung 336 die exzentrische Kolbenhubfuehrungsflaeche
347 durch Anliegen der Gleit = flaeche des Kolbenschuhes 334 an ihr einen Radialhub,
den der Kolbenschuh 334 auf den Erstkolben 302 uebertraegt. Pro Umdrehung wird dabei
der Erst = kolben 302 im Erstzylinder 301 einmal einwaerts und einmal auswaerts bewegt.
Dabei wird diese Radialbewegung des Erstkolbens, naemlich der Kolbenhub des Erstkolben
mittels des Kanales 303 und der Fluidsaeule zwischen dem Erstkolben und dem Zweitkolben
umgekehrt parallel auf den Zweitkolben 305 uebertragen. In der Praxis erhaelt der
E
rstzylinder 301 und der Erstkolben 302 einen kleineren Durchmesser und der Zweitzylinder
304 mit dem Zweitkolben 305 einen wesentlich groesseren Durchmesser. Dadurch wird
es moeglich, die Radialkraefte vom Erstkolben 302 so gering zu halten, dass fuer die
Kolben = hubfuehrung noch handelsuebliche Waelzlager 338 verwendet werden koennen
und dabei noch ausreichend lange Lebensdauer haben. Bei dieser Anordnung nach der
Figur 22 der Erf indung benoetigt der Zweitkolben 305 keine Waelzlager. Das grosse
Problem, dass es fuer die hohen Kraefte des Zweitkolben 305 keine handelsueblichen
Waelzlager mehr gibt, die die Zigtonnen Kraefte des Zweitkolbens mit einer rotierenden
Nockenwelle oder einem rotierendem Exzenterring, wie in Figur 17, voellig ueberwunden.
Erstkolben und Zweit - kolben laufen nun in Figur 22 in nicht rotierenden, festen,
stabilen Koerpern mit stationaeren Erst- und Zweit- Zylindern 301,304 darin. Im Beispiel
der Figur 22 ist der Erstzylinder mit dem Erstkolben eine Radialanordnung, doch koennte
es auch eine Achsialanordnung sein. Der Zweitzylin der und Zweit = kolben koennten
auch eine Radialanordnung sein, woe in Figur 17, doch sind sie in Figur 22 eine Achsialanordnung.
Dadurch wird es moeglich, zum Bei spiel 3, 5,7,9 oder jede andere beliebige Anzahl
von Achsialzylindern um die Mittelachse 330 des Aggregates anzuordnen und die entsprechende
Anzahl Erstzylinder und Erstkolben anzuordnen. Es ist zu bedenken, dass Jeweils mindestens
ein Erstzylinder mit einem Zweitzylinder durch die Verbindungsleitung oder den Verbindungskanal
303 verbunden sein muss. Bei mehreren Erstzylindern und Zweitzylindern im Aggregat
der Figur 22 schwingen also jeweils separierte Erts- und Zweitkolben, ohne dass diese
mit anderen der Erst- oder Zweitkolben verbunden sein duerften. Die Kanaele 303 muessen
unverbunden mit anderen Erst-und Zweitzylinder - Anordnungen bleiben. Jede Erst-Zweit-Kolben
An = ordnung in einem gemeinsamem Gehaeuse hat also eine unabhaengig von anderen Fluidsaeulen
schwingende Druckfluidsaeule in einem Kanal 303, die in die verbundenen Erst - und
Zweit- Zylinder hereinragt, aber nicht zu anderen der Erst- und Zweit- Zylinder des
Aggregates verbunden sein darf. Das schl iesst aber nicht aus, dass zum Beispiel zwei
oder mehr Erstkolben mit einem einzigem Zweitkolben und entsprechenden Zylindern zusammen
arbeiten kann oder koennen.
[0093] Es ist auch moeglich, den Betrieb des Aggregates nach Figur 22 stufen - los regelbar
zu gestalten, das heisst, den Kolbenhub des Erstkolben und als Folge dessen, den Kolbenhub
des Zweitkolbens stufenlos regelbar zu gestalten. Dazu macht man den Antrieb von Antrieb
345 auf den Kolbenhubfuehrungsteil 336 in der Figur 22 zum Beispiel radial flexible.
Zum Beispiel, indem man ver= aenderliche Eintrittstifen der Zahne 344 der Welle 345
in die Zaehne 346 des Kolbenhubantriebes einsetzt, oder aber ein Zwischenrad beweglich
zwischen dem Zahnrad 344 der Welle 345 und dem Zahnrad 346 der Kolbenhubfuehrung 336
anordnet.
[0094] Schliesslich ist es in der Praxis oft wichtig, immer fuer die richtige Fluidmenge
in der Fluidsaeule des Kanals 303 mit verbundenen Zylindern 301 und 304 zu sorgen.
Das erreicht man zum Beispiel durch die Anordnung einer Steuerung 326 bis 329. Der
Erstkolben 301 hat hier einen Steuerfortsatz 326, der mit Steuernuten 328 versehen
ist, die periodisch die Fluidzufuehrungslei= tung 329 in Abhoengigkeit vom Kolbenhub
des Erstkolbens 302 mit dem Erstzylin= der 301 verbinden und von ihm trennen. Der
S
teuerfortsatz 326 taucht dazu in den Steuerzylinder 327 dichtend ein und bewegt sich
in ihm.
[0095] So kann man erreichen, dass jeweils dann, wenn der Ertskolben in seiner aeusseren
Lage im Zylindern 301 anlangt und der Zweitkolben 305 etwa seine innere Lage im Zweitzylinder
304 erreicht hat, die Fluidzuleitung 329 ueber den Steuerkanal 328 mit dem Erst- und
Zweit-Zylinder 301,304 ver - bunden ist und diese sowie den Kanal 303 mit der benoetigten
Fluidmenge fuellt, oder Nachfuellt, wenn waehrend des voraufgegangenen Arbeits - Zyklus
etwas Fluid aus der Saeule der Raeume 301,303,304 durch Leckage verloren gegangen
sein sollte. Damit das einwandfrei funktionoert, Ist es zweckdienlich, den Zweitkolben
305 mit inneren Endlagenanschlaegen 306 zu versehen, die auf den Zyl inderboden des
Zweitlzylinders stossen und so eine praezi se innere Endlage des Zweitkolbens 305
im Zweitzylinder 304 be = stimmen. Das ist wichtig zusammen mit der vollen Auffuellung
des Fluids in der genannten Fluidsaeule, damit der folgende Druckhub des Erstkolbens
302 eine genaule Laenge und Lage des Pumphubes des Zweitkolbens 305 im Zweit = zylinder
304 bewirkt und somit die Elemente 307 in der genau gewuenschten Hubla nge zusammengedruekct
werden. Das ist wichtig, weil die Elemente 307, 1,2, in diesen hohen Druckbereichen
des superkritischen Bereiches nur ganz kurze Huebe von unter einem Millimeter pro
Element 1,2,307 machen. Nur selten sind die Huebe der Elemente 1,2,307 laenger. Die
sichere Wirkungsweise der Fluidsaeule ist daher von entscheidender Bedeutung fuer
den zuver laessigen Betrieb des Aggregates der Figur 22, sowie fuer volle Hochdruckfoerderung
mit gutem Wirkungsgrade.
[0096] Die Figur 22 hat ausserdem noch das Einlassmittel 316 zur Arbeitskammer 311, den
Aussenring 320, den Innenring 308, die Bohrung 350 darin zur Verbindung der beiden
Arbeitskammern 311, sowie die Dichtungen 309, (Schutzhaut) 348,322,317 usw. wobei
Figur 28 die vollendetste Form eines Teiles zeigt und eine Vergroesserung der Umlinierung
348 der Figur 22 sein kann. Achse 331 zeigt die exzentrische Achse, also die Achse
der Kolben = hubfuehrungsflaeche 347 und deren Abstand (Radialabstand) 332 von der
zen = trischen Achse 330. Die Innenroeume 351 und 352 kann man wieder mit Schmier.
fluid fuellen, um ein Rosten der Teile innerhalb des Aggregates zu vermeiden.
[0097] In Figur 23 deuten die Balken "H" die Auflage des Elementes auf dem Kolben oder Pumpenkopf
an, oder die Zusammenspannung zweier der Elemente. Die wichtige Bedeutung der Figur
23 besteht darin, dass sie lehrt, dass herkoemmliche Tellerfedern allenfalls fuer
die niederen Druckbereiche verwendbar sein, fuer den superkritischen Bereich des hohen
Druckes die Differenz (R minus r ) aber etwa ein Fuenftel oder weniger des Aussendurch.
messers "R" sein soll. "S" zeigt die Dicke des Elementes 1,2,307.
[0098] Durch Vergleich der Lehre aus Figur 23 mit der Figur 22 ergibt sich, dass der Hauptteil
der Durchflussmenge durch die Arbeitskammer 61 Jetzt durch die Zusammendrueckung der
Kammer 61 in Axuiatrichtung erreicht wird. Die Elemente sind jetzt nur noch zu einem
kleinem Prozentsatze an der Ver = aenderung des Volumens der Arbeitskammer 61,311
beteiligt. Und so sollte es im Idealfalle ja auch sein. Die Elemente sind jetzt in
Figur 22 mehr Mittel der Begrenzung der Arbeitskammer in Radialrichtung, als Fluidfoerder
= elemente. Im subkritischem Bereiche dagegen, sind die Elemente 1,2 oft bedeutende
Teilnehmer an der Veraenderung des Volumens der Arbeitskommer und ihre Foerderwirkung
ist dann groesser, als die der reinen Achsialbewegung des betreffenden Kolbens.
[0099] In Figur 29 ist links die mathematische Entwicklung der Berechnung der Kammernveraenderung,
also der F dermenge der Kammer 61 dargestellt. Hier sieht man als "V" die Veraenderung
des Volumens der Arbeitskammer 61 durch das Element 1,2 waehrend "Q" die Summe der
Vollumenaenderung durch Elemente 1,2 und Axialbewegung des betreffenden Kolbens ist.
Arbeitet das Aggregat als Pumpe, dann ist "V" die Foerdermenge pro Hub durch das betreffende
Element 1,2, waehrend "Q" die Summe der Foerderung pro Hub aus Element 1 und Achsialbewegung
des Kolbens (z.B. 40,305) ist.
[0100] Figur 29 seigt im Uebrigen noch, dass nicht immer zwei oder mehr Elemente 1"2 angeordnet
sein muessen, sondern auch ein einziges Element 1 oder 2 zwischen einem Kolben 40
und dem Pumpenkopfe 48 angeordnet sein kann. Hier sieht man auch deutlich die Schutzhaut
777, die Schutzschicht, die eingelegt werden kann als Blech oder so aus entsprechendem
Material, z.B. Kupfer, Teflon, Gummi, um eine Beruehrung des Eelementes 1,2 durch
Wasser öder dergleichen zu verhindern. Wasser am Element 1,2 verringert dess Lebensdauer
ggf, auf ein Achtet. Die Dichtung 888 umgreift zweckmaeissi gerweise die Schutzhaut
777 und die Dichtung 7 ist durch die Schutzhaut be = ruehrt, um einwandfrie Dichtung
der Kammer 61 und einwandfreie Auflage des Aussenteiles (im Ring 3) des Elementes
1,2 zu sichern.
[0101] Im rechtem oberem Teile der Figur 29 sieht man die Zahlen 1,2,3 in Kreisen. Diese
bdeuten die betreffenden Stellen (Orte, Lagen) der inneren Spannungen sigma (Ring
1) , (Ring 2), (Ring 3 ) zur Berechnung nach der Atmen und Lasczio Gleichung.
[0102] Die Figuren 25 und 30 zeigen noch, dass die Biegespannungen "sigma mit Index B",
also die Spannungen unter Fluiddruck in der Arbneitskommer 61 viel ploetzlicher zunehmen,
als die Spannungen sigma unter Zusammendrueckung des Elementes 1 oder 2. Denn die
vollen Spannungen durch Fluiddruck treten bereits auf, wenn das Fluid, zum Beispiel
das Wasser, voll auf den Hoch = druck komprimiert ist. Daher ist die Betrachtung ueber
dem Umlaufwinkel alpha des den Kolbenhub erzeugenden Rotationsteiles sehr wichtig.
Wasser zum Beispiel drueckt grob gerechnet vier Prozent bei 1000 bar zusammen, bei
4000 Bar also etwa 16 prozent. Die Hoechstspannungg im Element 1,2 durch Fluiddruck
erfolgt daher ploetzlich, z.B. noch 362 in Figur 25 oder nach sigma Bi in Figur 30.
Die hoechste Spannung durch Fluiddruck ist daher oft schon bei weniger, als einem
Zwanzigstel des Rotorumlaufes erreicht, waehrend die durch Zusammendrueckung des Elementes
1,2 durch den Kolben 40,305 erst nach einem halbem Rotorumlauf erreicht ist. Daher
hat auf die Lebensdauer des Elementes der schnelle Spannungsanstieg durch Fluiddruck
einen groesseren Einftuss, als die Spannungen durch Zusammendrueckung des Elementes
durch den Kolben. Diese Sachen mussten erfindungsgemaess intensiv untersucht und nach
Figuren 25,30 in Balanze gebracht werden, damit die bisher nicht moeglich gewesene
Lebensdauer, die Tellerfedern nicht bieten koennen, erreicht wird fuer die Elemente
1 ,2,307 usw. der Erf indung. In Figur 30 sinkt die sigma B Kurve rechts etwas ab,
weil in idieser Figur beruecksichtigt ist, dass das Element in Nahe der Vollendung
des Kompressions = hubes bereits teilweise zur Auflage an der Auflage, dem Kolben,
oder dem Pumpen,Motorn - Kopfe kommt, was die Spannung etwas , jedoch nur allmaehlich
ueber dem Umlaufwinkei reduziert.
[0103] Fuer die Berechnung der Traegheitskraefte und der Fluidstrom - Geschwindigkeiten
sind in Figur 29 noch die mathematischen Formeln fuer den Hub "S", die Kolbenegeschwindigkeit
" Vs" und die Kolbenbeschleunigung "bs" gegeben und zwar wieder ueber dem Umlaufwinkel
alpha.
[0104] Somit gibt die Patentanmeldung eine volle Lehre zum technischem Handeln vereint mit
der Erkenntnis, dass die herkoemmlichen Mittel nicht zum Ziele. also nicht zur Loesung
der Aufgabe fuehren koennen und fuer den superkriti = schen Bereich des hohen Druckes
die neuartigen Mittel und Erkenntnisse der gegenwaertigen Erfindung benutzt werden
muessen.
[0105] Ab etwa zehntausend Athmosphaeren Wasserdruck muss berueckslchtigt werden, dass dann
die Schallwellen (Druckwellen) Fortpfonzungsgeschwindig - keit im Wasser erreicht
ist. Die Angabe in deutschsprachigen Katalogen einiger Firmen, dass ein Wasser-Jet
mit zweifacher Schall geschwindigkeit aus der Duese austritt, kann irrefuehrend sein,
denn die Schatlgeschwindig = keit von Wasser liegt um etwa 1400 meter pro Sekunde,
aber nicht bei etwa 33o meter pro Sekunde, wie die der Luft.
[0106] Die bisherigen Figuren mit konischen Ring - Elementen zusammenfassend, erkennt man,
dass die besonderen Ausbildungen und Merkmale der Erfindung auch darin bestehen, dass
ein Elementenpaar 1,2 aus Faserstoffen mit Verbindungs = stoffen dazwischen an den
radial aeusseren Enden, einen Hohl raum 61 zwischen den beiden Elementen bildend,
verklebt oder klebend verbunden ist; ( Figur 9 )
oder; dass zwei Elemente 11,12, zwischen sich einen Hohlraum 61 bildend, an den radial
aeusseren Enden mittels einer achsial starken Umgrei fung 9 aneinander geklemmt sind;
(Figur 10).
oder; dass zwischen den Elementen 11,12,1,2, ein Aussenring 8 , ein Innenring 6 mit
einer Bohrung und zwischen dem Innenring und dem Aussenring eine die Elemente beruehrende
plastische Dichtung (Dichtring, O-Ring) 7 angeordnet sind; (Figur 10 )
oder; dass achsial endwaerts der genannten Elemente Stutzkoerper 10 mit Auflageflaechen
und mit Ausnehmungen 17 angeordnet sind, deren Radialabmessungen aussen der Umgreifung
nahe sind;
oder; dass Zentrierkoerper 19 oder 20 mit Zentriersitzen 27,26, 28,29 angeordnet sind,
die teilweise in Sitze 4,25 an Elemen = ten 1,2 ansetzbar sind und so jeweils mindestens
zwei Elemen = te 1,2 zueinander oder Paare von Elementen 1, 2 zueinander zentrieren
und halten; ( Figur 11 ).
oder dass ein Treibkolben 59 mit einem Pumpkolben 58 in Achsial = richtung druckfaehig
und in Radialri chtung relativ zueinander etwas nachgiebig, verschiebbar, verbunden
ist, wobei der Treibkolben in einem Zylinder und der Pumpkolben in einem anderem Zylinder
61 reziprokierbar ist und zwischen den genannten Zylindern ein die benachbarten Enden
der Kolben 58, 5 9 umgebender Raum 67-angeordnet ist, der durch eine Lei = tung 68
druckarm oder druckleer gehalten sein kann; (Figur 12).
oder dass die beiden Kolben 58 und 59 du ch einen etwa achspara = llelen Stift 70,64,71
miteinander verbunden sind und zwischen einer Bohrungswand in einem der Kolben und
dem genanntem Stift ein Raum 69 angeordnet ist, der radiale Beweglichkeit der beiden
Kolben zueinander gestattet, ohne die achsiale Kraftschluessigkeit in mindestens einer
der achsialen Bewegungs - richtungen aufzuheben; ( Figur 12 )
oder; ein Teil des Pumpkolbens von einer Ringkkammer 65 mit Abflusskanal 66 umgeben
ist und diese Kammer zur Abfueh= rung von Leckage oder Mischfluid eingesetzt sein
mag. (Figur 12).
oder; dass Elemente 1,2 zwischen Radialplatten 42,41 mit radial innen oder aussen
vorstehenden Zylinderteilen 43,44, 45,46 zentriert und gehalten sind, wobei die endwaertigen
Elemente 1,2 in Sitzen 47,53 benachbarter Teile 48,52 gehalten sein moegen; ( Figur
13.)
oder; dass ein federbelasteter Kolben 60 einen Planflaechenkopf 86 bildet, auf den
die plane Endflaeche eines Zweitkolbens 59 drueckt, wobei radiale Ungleichheit der
Kolbenachsen in Kauf genommen werden kann und / oder ein Kolbenschuh 52 mit Fuehrungsfingern
81 versehen ist, deren Gleitteile 79 an Laufflaechen 82 einer Ausnehmung 80 in einem
Koerperteil fuer einen langen Kolbenschuh - Hub gefuehrt sind; ( Figur 14 ) .
oder; dass an einem radialem Endteil eines Elementes eine plastische Dichtung 38 in
das Element 1 eingearbeitet ist, und / oder in das radial innere Teile des Elementes
1 eine plastische Dichtung 39 eingearneitet ist, wobei die genannten Dichtungen in
die Betten 37 oder 40 eingelegt oder eingeklebt oder ein vulkanisiert sein moegen;
( Figuren 15 und 16) .
oder; dass die genannte Umgreifung 9 in einzelne Segmente A,B,C, .. ..... X,Y,Z durch
etwa radiale Schnitte untertei it ist, und / oder die genannte Halterung aus einem
oberem Spannteil 89, einem mittlerem Distanzteil 90 und einem unterem Spannteil 91
besteht, wobei auch diese Teile in Segmente unterteilt sind; (Figuren 17 bis 20.)
oder dass der obere und/oder der untere Spannteil 89,91 mit Haltefingern 31 versehen
ist, die in eine entsprechend geformte Nut 30 am radial aeusserem Endteil des betreffenden
Elementes 1 oder 2 ausgebildet ist, eingreifen und dadurch das radiale Ab = gleiten
des betreffenden Heltesegmentes 89 A-Z oder 91 A-Z vom Element oder 2 vermieden ist,
und/oder dass die genannten Hatteteile oder Spannteile 89 bis 91 durch Halte- oder
Spannmittel wie z. B. Bolzen 92 miteinander gespannt verbunden sind; (Figur 17.)oder
Figur 22 .)
oder; dass das Aggregat fuer den superkritischen hohen Druck = bereich eingesetzt
ist oder einsetzbar ist und/oder der genannte Aussenring 8, plastische Dichtring 7
und der genannte Innenring 6 zwischen den beiden Elementen 1 und 2 angeordnet sind;
oder; dass ein Fluidmotor 113,117,119,121 eine Welle treibt, die einen Exzenterring
mit zur Wellenachse exzentrischer, zy - lindrischer Kolbenhubfuehrungsflaeche am Exzenter
55 bildet, auf der ein Kolbenschuh 52 gleitet, dessen Druckfluidkommern 73 durch Kanaele
74 aus achsialen Anpresskammern mit abdichtenden Druckkolben 95,96 gespeist werden,
auf der Schwenkflaeche des Kolbenschuhes ein Kolben lagert und dieser Kolben 40 auf
eines der Elemente 1 oder 2 drueckt und die Zusammendrueckung des betreffenden Elementes
und damit den Pumpvorgand in der Arbeitskammer 61 treibt oder die Arbei tskammer den
Kolben und Schuh und damit den Exzenterring 55 treibt und in rotierende Bewegung versetzt;
(Figur 17 oder 22.)
oder; dass in einem Koerper 98 Sitze 107 ausgebildet sind, die Elementenpaare 1,2
halten, eine Kolbenhubfuehrung 156 fuer den radialen Kolbenhub des Kolbens 36 ueber
Kolbenschuh 21 zwischen dem Elementensatze 1,2 und der Fuehrung 156 ange ordnet ist
und Fluidzuleitungskanaele 102,105 und Abtei = tungskanaele ueber einen Umsteuervorgang
den zwischen den Elementen 1 und 2 gebildeten Arbeitskammern 61 verbunden sind, wobei
ein Kolbenfortsatz des Kolbens 36 die Elemente zentrieren oder halten mag und jede
dichtene Einpassung von Kolben in Zylindern vermieden ist, um so das einfache und
billige Pump - oder Motoren - Aggregat der Figur 21 zu verwirklichen; ( Figur 21 .)
oder; dass an dessen Achsialenden radial innen oder aussen radial etwa plane Flaechen,
Auf age-Flaechen 354 und / oder 359 angeordnet sind; ( Figur 27.
oder; dass nach Figur 28 eine Formgebung und eine Ausbauchung 355 die Linienberuehrung
in eine fast Flaechenberuehrung umwandelt um groessere Tragkraft zu erzielen und /
oder Schutzschichtplatten, sheets, Bleche, 309 und / oder Dichtmittel 356 angeordnet
sind; ( Figur 28.)
oder; dass ein Erstzylinder 301 angeordnet ist, in dem ein Erstkolben 302 reziproklert,
ferner ein Zweitzylinder 304 angeordnet ist, in dem ein Zweitkolben 305 reziprokiert
und der Erstzylinder mit dem Zweitzylinder durch einen Verbin = dungskanal 303 verbunden
sind, die Zylinder und der Kanal mit Fluessigkeit gefuellt sind und die Reziprokierbewegung
des Erstkolbens durch die Fluessigkeitssaeule in dem Kanal und den Zylindern auf den
Zweitkolben uebertragen wird; ( Figur 22.)
oder; dass der Erstkolben 302 kleinen Durchmesser, der Zweit = kolben 305 3inen groesseren
Durchmesser hat, wodurch die Druckkraft des Zweitkolbens groesser, als die des Erstkol
= bens wird und die Bewegung des Zweitkolbens umgekehrt parallel zum Erstkolben erfolgt,
indem der Zweitkolben im Zweitzylinder einwaerts laeuft, wenn der Erstkolben im Erstzylinder
auswaerts laeuft und umgekehrt (vice versa);
oder; eine Steuerung 326,329,328,327 zur korrekten Auffuellung der genannten Fluidsoeule
oder Fluessigkeitssaeule in den Raeumen, Zylincern, Kanaelen, 301, 303, 304 ange=
ordnet ist, die zur Zeit niederen Druckes, bevorzugt in der aeusseren Kolbenlage oder
der Naehe derselben, des Erst = kolbens 302 die Zyl inder 301 und 304 und den Verbindungs=
kanal 303 mit Fluid aus dem Zuleitungskanal, z.B. 329 heraus fuellt, damit eine einwandfreie
Uebertragung der Bewegung des Erstkol bens 302 auf den Zweitkolben 305 erfolgt;
oder; dass der Kolbenhub des Erstkolbens 302 stufenlos regel = bar angeordnet ist
und dadurch der Kolbenhub des Zweit = kolbens 305 auch stufenlos regelbar wird;
oder; dass das Element 1,2,307 usw. einen Auseendurchmesser und einen Innendurchmesser
hat, deren Radien die Haelfte des betreffenden Durchmessers sind und die Differenz
Aussenradius minus Innenradius mindestens dreimal kleiner, als der Aussenradius ist.
( Figur 22 ) ; (Entstanden aus Figuren 23, 24, 25, 29, 30.)
oder; dass der Erstkolben 302 mit einer Kolbenhuh - Antriebs = vorrichtung, z.B. 334,
347, 336, 346, 344, 345 oder der= gleichen versehen ist, die den Hub des Erstkolbens
302 er= zwingt; ( Figur 22 ) .
oder; dass nur ein Element 1 zwischen einem rezl = prokierbarem Kolben 40 und einem
Kopfe 48 angeordnet ist; ( Figur 29.)
oder; dass zwecks Erreichung einer maximalen Lebensdauer der Elemente die inneren
Spannungen in den Elementen 1,2,307 usw. durch Zusammendruecken und durch Durchbiegung
unter innerem Fluiddruck aus der Arbeitskammer 61 gegeneinander angeglichen sind.
(Figuren 25,30) .
[0107] In Figur 26 ist eine Schematik eines Arbeitssystems fuer einen Fest - Stoff Verbrennungsmotor
dargestellt. Darin koennen die Pumpaggregate der Erfindung vorteilhaft verwendet werden.
Im Tank (zum Beispiel Tank des Fahrzeuges) 806 befindet sich der feste Brennstoff
807, der keine Fluessig = keit und kein Gas, sondern ein fester Stoff, zum Beispiel
Pulver, Magnesium, Kohle oder gereinigte und gepresste Kohle oder dergleichen ist.
Die erste Transportvorrichtung 809 dient dazu, den Festbrennstoff staendig zum Tankauslass
und Brennstoff-Einlass 805,804 zu transportieren. Die zweite Transportvorrichtung
805 befoerdert den Festbrennstoff durch den Einlass 804 in den Brennraum oder Vorbrennraum
800 hinein. Dort mag der Fest = brennstoff auf eine Pumpe der Erfindung treffen, die
in 808 im Prinzip angedentet ist und die einen Fluidstrahl (Jet) zum Beispiel einen
Wasser-Jet 802 durch die Jet-Duese 803 auf den eintreffenden Festbrennstoff 801 richtet.
Der Fluid - Jet-Strahl 802 stoesst mit grosser Kraft von einigen tausen Atmosphaeren
Staudruck auf den Feststoff eintritt 801 und zertruemmert den Feststoff-Brennstoff
zu Staub. Dadurch entsteht der Mischstrom 810 aus festem Brenn = stoffstaub ver ischt
mit dem Fluid aus dem Fluid Jetstrom 802. Dieser Misch = strom entzuendit si ch im
Brennraum 800 und verbrennt in ihm in komprimierter oder sonstiger Luft. Ist der Fluidjetstrom
802 ein fluessiger Brennstoff, dann verbrennen der fluessige Brennstoff und der feste
Brennstoffstaub in der Brennkammer 800 gemeinsam. Ist der Jetstrom 802 ein Hochdruck
Wasser-Jet Strom, dann verdampfen die Wassertroepfchen des Wassers in der Flamme im
Brennraüm 800, waehrend die Staubteile des festen Brennstoffstromes 801 in der Luft
verbrennen und die Umwandlung des Wassers des Jets in Dampf bewirken. Der Dampf nimmt
dann zusammen mit der bei der Verbrennung aufheizenden Luft an der Expansion des Gases
teit, das den Antrieb fuer die Kolben oder Entspanner des Verbrennungsmoyor liefert.
Eine besonders elegante Loesung ist es beispielsweise, den Festbrennstoff zu einem
rechtec= kigem Querschnitte 815 stark zu pressen, zum Beispiel zu einem Kohlefaden
von an sich beliebigem Querschnitte, wobei jedoch der Rechteck oder QuadratQuerschnitt
815 bevorzugt wird. Denn den Rechteck oder Quadratquerschnitt kann man zu einer Spirale
(Radialspirale) aufrollen, wie durch 25 gezeigt ist. Mit solcher Spirale kann man
den Tank 806 voll fuellen. Dann kann man, da ein Kubikmittimeter Presskohle etwas
mehr, als den d ppelten Heizwert eines Kubikmillimeyers Benzin hat, mit einem gleich
grossem Tank fast doppelt so weit fahren, wenn man den Kohle oder Fest Brennstoff
nach der Erfindung, statt Benzin oder Die seltreibstoff verwendet. Die zweite Fordervorrichtung
805 rollt die Brenn stoffspirale 825 kontinuierlich ab und foerdert den Festbrenn
= stofffaden 835 zum Beispiel des Querschnittes 815 zuegig und kontinuierlich durch
die Bremstoff-Einfuehrduese 804 als Brennfaden 801 in die
[0108] Brennkammer 800 hinein, wo der Brennstofffaden 835,801 dann auf den Fluidjetstrom
802 trifft und von ihm unter dem hohem Staudruck in Pulver oder Staub zertriemmert
und mit dem Gluidjetstrom 802 mitgerissen wird.
[0109] Besonders bevorzugt ist, im Brennraum 820 eine heisse Brennflamme zum Beispiel aus
Wasserstoff, Benzin oder dergleich und Luft durch den Brennflammeneinlass 824 als
Brennfiammen Dauerstrom 821 in den Breanreum 820 einzu stroemen und so innerhalb etwa
des radialen Mitte oder Achse bzw. um sie herum, die sehr heisse Dauerbrennflamme
831 zu erzeugen und kontinuierlich aufrecht zu erhalten. Der Festbrennstoff-Faden
835 bewegt sich dann staendig und kontinuierlich, wobei die Geschwindigkeit in Auto
mit dem bekanntem Gaspedal geregelt werden mag, durch Einlassfuehrung 804 in die Brennkammer
herein, wobei sie auf den Fluidstrom Jet, z.B. den Wasser Jetstrom aus dessen Duese
823 trifft. An der Stelle 822 treffen der Brennstoff Faden und der Fluidjet, zum Beispiel
der Wasser Jetstrom aufeinander, wobei der Festbrennstoff Faden zu Pulver oder Staub
zertruemmert und mit dem Fluid Jetstrom mit gerissen wird und zwar direkt in die heisse
Brennflamme 831 herein, die durch die Leitung 824 eingestroemt wird.
[0110] Da die Brennflamme 831 durch diese Anordnung sehr heiss gehalten ist, hat sie genuegend
Heizwertinhalt, um das Wasser des Jetstromes aus 823 sofort in Dampf umzuwandeln,
also zu verdampfen, ohne dass der Wasser-3et- strom die Brennflamme 831 abtoeten koennte.
Im Weiterem Verlauf der Streemung des Gemisches aus Luft, Dampf und Brenngas entlang
der Preile inerhalb des Brennrauems 820 wird das Brenngas in bevorzugter Weise mittels
der rotierenden Schaufeln 826 an der Rotorwelle 825 weiter durchwirbelt und diese
Rotoranordnung 825,826 hag auch dazu dienen, verbliebende Fremd - koerper oder nicht
verbrannte Feststoffteile radial nach aussen zu schleudern und in Sammelkammern im
radial aeusserem Bereiche der Brennkammer 820 zu sammeln. Das so perfekt gewordene
Brenngas mit mindestens teilweise erreichter Expansion tritt dann aus dem Auslasse
828 aus dem Brennraum heraus, um in die Kammer (n) des Entspanners des Verbrennungs
motoors, zum Beispiel in die Expansions-Hub Zylinder des Motors einzutreten und dort
drin die KoLben oder den Kolben im Expansions - Hub, also im Arbeits-Abgabe Hube,
zu treiben.
[0111] Figuren 31 und 32 zeigen zueinender passende Schnitte entlang der betreffenden Mittellinien
der Figuren eine Kolben-Kolbenschuh - Anordaugen mit Teilen der sie um gebenden Nachbarteile.
Diese Anordnung mag zum Beispiel in den Motoren oder Pumpen der Anmeldung verwendet
werden, oder generell fuer Pumpen und Motoren dienen, die ausserhalb der sonstigen
Aggregate der sonstigen Figuren dieser Patentanmeldung verwendet werden. Aufgabe dieser
Figueren und der Figur 33 ist es, eine moeglichst grosse, oder genauer gesagt, die
maximal moeglich groesste Auflageftaeche des Schwenkgelelenkes zwischen einem Kolben
mit daran schwenkbarem Kolbenschuh zu schaffen. Das ist notwendig, um besonders hohe
Drucke im Aggregat zu erreichen. So hohe Druecke von vielen hundert oder mindestens
dreihundert bar, die gelegentlich norwendig sind. In den Aggreagaten der uebrigen
Figuren benoetigt man gelegentlich 500 oder 1000 Bar fuer die Kolben und Schuhe. Dieser
hohe Druck kann in den Schwenkgetelenken der DE-OS 30 41 367 nicht mehr getragen werden.
weil die Auflageflaeche zwischen Kolben und Kolbenschuh darin zu klein ist. Erfindungsgemaess
erhaelt der Kolben 50% die lager bett flaeche 510 mit dem Rodius 508 um die Schwenkachse
505. Es ist nun also eine Teilzylinderflaeche, die ueber den ganzen Kolbenquerschnitt
erstreckt ist. Der Kolbenschuh ist mit einer dazu komplementaeren Schwing flaeche
511 versehen, die auf dem Kolbenbette aufliegt und den Radius 509 hat, der dem Rudius
508 entspricht. Die Kolbenschuh lagerung auf dem Kolben ist mit durch Kanaele 516,
517 gespeisten Druckflwidtaschen 515 versehen, und solche sind auch in der Aussenflaeche
des Kolbenschuhes, mit- der dieser an der Kolbenhubfuehrung 514 gleitet, angeordnet.
Die Kolbenhubfuehrung 514 hat die Kolbenhubfuehrungsflaeche 512, an der die Aussengleitflaeche
513 des Kolbenschuhes laeuft. Die Schwenkbettflaeche des Kolbens mit dem Radius 508
um die Schwenkachse ist mit 510 bezeichnet und die dazu komplementaere Zyilderhohlteil
Schwenkflaeche des Kolben = schuhes ist die Schwenkflaeche 511.
[0112] Diese Anordnung soll, wie auch die der Figur 33, ausserdem den Vorteil haben, dass
ein relativ grosser, langer Kolbenhub daduech erzielt werden kann, dass die Schwenkachse
in den ZyLinder 503 des Aggregates eintreten kann. Die Kalbenachse ist 504, der Kolbenboden
533, die Schwenkachse des Schwenkgelenkes zwischen Kolben und Kolbenschuh hat die
Nummer 505. Zwecks Erreichung des beschriebenen Einta/uchzieles hat der Kolben eine
Querbohrung 507 mit der Schwenkachse 505 als Mittellinie, die zur Kolbenachse 504
senkrecht steht. In sie ist der Halterungsbolzen 506 eingesetzt. Ausserdem hat der
Kolben 501 an den aeusseren Enden der genannten Bohrung Ausnehmungen 518, die um die
Bohrung 507 und den Bolzen 506 radial ausgeweitet sind. Die Enden des Bolzens 506
treten in diese Ausnehmungen der Erfindung, 518, ein, doch sind die Bolzen 506 in
der Querbohrung 507 kuerzer, als der Durchmesser des Kelbens 501 und des Zylinders
503 ist, damit die Stifte 506 nicht an die Zylinderwaende ansto - ssen und diese nicht
beschaedigen koennen. In die Ausnehmungen 518 sind Halte-Augen 520 der Zwischenhalterungen
519 eingesetzt und sie umgreifen die beschriebenen Enden der Bolzen 506. Radial ausserhalb
der Schwenkachse 505 stehen die Zwischenteile 519 achsial vor und bilden dort die
Zugflaechen 531, waehrend die Zwischenteile ansonsten achsial des Kolbens radial nach
aussen erstreckt sind, bis sie auf die Lagerflaeche 511 des Kolbenschuhes treffen
und an ihr lagern. Achsial ausserhalb der Zwischenteile 519 befinden sich die Aussenteile
5 , die mit ihren radial aeusseren Sitzen an der Kolbenhub - Fuehrungsflaeche 512
der Kolbenhubfuehrung auliegen. Die Aussenteile 530 bilden die Umgreif-Zugstuecke
und Umgreif Zugflaechen 532, die die Zug = flaechen 531 der Zwischenteile 519 umgreifen,
diese beruehren und sie daran gleiten lassen. Die Endteile 530 dienen also als Zugteile,
die die Kolben - Kolbenschuh - Anordnung radial aus den Zylindern 503 waehrend des
Ansaughubes herausziehen. Die Erfindungsanordnung noch den Figuren 31 und 32 erreicht
also gleichzeitig :
a) Eine groesstmoegliche Lagerflaeche des Schwenkgelenkes;
b) Ein Eintauchen der Stifthalterung in den Zylinder, und
c) Herausziehen des Kolbens beim Saughub mittels der Zugflaechen wodurch gleichzeitig
die folgenden Vorteile erzielt werden :
d) die Anordnung ermoeglicht hoechste Drucke infolge der grossen Tragfaehigkeit der
Schwenklagerflaechen ;
e) der Kolbenhub bleibt gross, da ein Teile der Verbindungsanordnung zwischen Kolben
und Kolbenschuh in den be reffenden Zylinder eintauchen kann ; und;
f) einen einwandfreien Selbstansaugehub, da ausgedehnte und praezise wi rkende Zu
gflaechen fuer das Herausziehen des Kolbens in Verbindung mit dem Gelenkbolzen beim
Saughub gewaehrleistet sind.
[0113] In der Figur 33 ist ein Teil der Konstruktion der Figuren 31 und 32 veraendert, wodu
rch eines der Teile gespart werden kann und eine andere Herstellungsweise fuer diseiben
Aufgaben und Loesungen ermoeglicht werden. Kolben, Rotor508, Zyl inder und Kotbenhubfuehrung
sind gleich, wie in den Figuren 31 und 32. Auch der Bolzen 506 und die Ausnehmungen
518 sind gleich. Die Teile 519 und 530 der Figuren 31 und 32 sind jedoch durch die
Halterungen 529 ersetzt, deren Augen die Kolbenenden der Bolzen 506 umqreifen und
die wieder in die Ausnehmungen 518 des Kolbens 501 eingreifen.
[0114] Unterschiedlich gegenueber den Figuren 31 und 32 ist, dass die Halte = teile 29 mit
Aussenumgreifungen , Borden, 522, versehen sind. Die Kolbenschuhe haben aussen an
den achsial aeusseren Enden die Ausnehmungen die die Halteflaechen 523 bilden, an
denen die Borde 522 mit ihren Halteflae = chen 524 liegen. So halten die Borde 522
der Teile 529 den Kolben 501 und den Kolbenschuh 502 zusammen und ermoeglichen das
Schwenken des Schuhes 502 auf dem Kolben 501. Die ganze Anordnung kann in den Figuren
31 und 32, so = wohl, wie in der Figur 33 durch die einander zugekehrten radial planen

flaechen 527 der Halteringe 525 zwischen Lagern 528 eingeschachtelt gehalten werden
und gegen Achsialverlagerung gesichert werden, indem die genannten Innenflaechen 527
der Ringe525 gegen die radial planen Achsial-Endflaechen 526 der Verbindungsteteile
529 lagern und halten.
[0115] Figur 34 ze igt den Laenegsschnitt durch ein Hydraulikaggregat, das als-Pumpe oder
Motor fuer hohe Drucke verwendbar ist. Bei den Aggregaten der Erfindung werden sehr
hohe Drucke benoeti gt, die die Aggregate mit Waelzlagern meistens nicht mehr fuer
ausreichend lange Lebensdauer erfuellen koennen. Das Aggregat der Figur 34 mit ihren
Teilfiguren 35 und 36 ist daher besonders fuer die Aggregate der Erfindung einsetzbar
als Pumpe oder als Motor, aber auch generell als Hydraulikaggregat, zum Beispiel um
Bagger - und Pressenbau, wie in der allgemeinen Hydrostatik verwendbar. Die Hauptwelle
443 hat einen Mitte Lteil 401, der radial nach aussen erstreckt ist und eine Aussenfldeche
bevorzugterweise zylindrischer Form bildet, die benutzt wird, um eine hydrostatische
Lagerung um den Mittelteil herum zu setzen, die die hohen Radialkraefte aus den Zylindern
439,440 der beiden achsi alwaerts des Mittelteiles 401 angeordneten Kammerngruppen
439,440 auf - zunehmen. Andererseits ist die Welle hauptsaechlich zu Zentrierungszwecken
in den Endlagern 445 und 444 gelagert, wobei die Lager 445 die Welle achsial zentrieren
und das Lager 444 eine Achsialausdehnung der Welle unter Waerme Zulaesst. Beiderends
ochsial des Mittelteiles 401 ist auf der Welle 443 je ein Rotor oder Kammern beinhaltender
Koerper 441, 442 angeordnet, der die Arbeitskammern.z.B. die Zylinder 439,440 der
Kammerngruppen 439,440 enthatten . Im Mittelteil sind ferner die Andruckkammern 402,403
angeordnet,indenen darin achsial bewegliche Druck-Koerper 404,405 angeordnet sind,
die unter dem Druck in den Kammern 401,403 den betreffenden Rotor mit seiner jenseitigen
Endflaeche, der rotierenden Steuerflawche oder Rotorflaeche gegen die im Gehaeuse
447 angeordnete Steuerflaeche drueckt. Die Koerper 404 den Rotor 441 gegen die obere
Steuerflaeche in der Figur, die kolben 405 den Rotor 442 gegen die untere stationaere
Steuerflaeche in der Figur 34,
[0116] Soweit wir bereits frueher versucht haben, derartige Aggregate zu gestalten, sind
diese auf Schwierigkeiten gestossen, indem sie nicht ein = wandfrei oder nicht fuer
alle Anwendungen funktionierten. Durch die gegenwaertige Erfindung nach den Figuren
35 bis 36 werden die aufgetauchten Schwierigkeiten ueberwunden und leistungsfaehige
Aggregate mit hoher BetriebsSicherheit geschaffen fuer weite Anwendungsbereiche. So
werden insbeson = dere den Anpresskammern 402 und 403 Druckfluidtaschen in den stationaeren
Steuer- oder Lagerfia chen am anderen Ende des Aggregates zugeordnet. Dadurch wird
das Heisslaufen der Steuerflaechen vermieden.
[0117] Erfindungsgemaess ist von den betreffenden Druckkammern 403 aus jeweils ein Kanal
409 zu einer Nebendruckkammer 410 angeordnet, wobei die Nebendruckkammer 410 in entgegengesetzter
Richtung aus dem Rotor heraus offen ist, wie die Druckkammer403 Entsprechend ist der
Druckkammer 402 ein Kanal 413 zugeordnet, der in die Nebendruckkammer 412 fuehrt,
die wieder in entgegen gesetzter Richtung aus dem Mitteltell 401 heraus offen ist,
wie die Druckkammer 402. In den Nebendruckkammern 410 und 412 sind die Nebendruck
- kolben 611 oder 411 angeordnet, mit einer Durchleitung versehen und sie druecken
auf den Jeweils benachbarten Rotor 441, bzw. 442, dichten diesem gegenueber ab und
muenden in den betreffenden Rotornebenkanal 433 bzw. 618, der achsial durch den betreffenden
Rotor 441, oder 442 hindurchgeht und am jenseitigem Ende des betreffenden Rotors 441
oder 442 in die betreffende Druckfluidtasche 432, 420, 434. oder 435 der betreffende
stationaeren Steuer flaeche des Aggregates muendet. Dadurch wird Druckfluid aus Kammer
403 in die Tasche 432 oder 420 geleitet, jenachdem welche Lage im Rotorumlauf die
betreffende Druckkammer 403 gerade hat. Entsprechend wird Druckfluid aus der betreffenden
Andruckkammer 402 in die betreffende Druck fluidtasche 435 oder 434 der jenseitigen
Steuerflaeche des Aggregates geleitet. Erreicht ist durch diese erfindungsgemaesse
Anordnung, dass der Jeweilige Rotor 441 oder 442 zwischen dem eigenem Rotorkanal 421,
424, der eigenen Steuermnendung 423,426 mit dem eigenem Zyl inderdruck beaufschlagt
ist und gleichzeitig aber auch mit dem Druck aus der An presskammer des anderen Rotors
ashslal beaufschlagt ist und zwar aus der betreffenden Druckfluidtasche 432,420,434
oder 435, ES wird daduech verhindert, dass einer der Rotoren oder beide Rotoren 441
oder 442 durch starken Druck in einer der Kammerngruppen 402 oder 403 und niederer
Druck in der anderen der Arbeitskammerngruppe zu stark angepresst wird und die Steuerflaechen
heissiaufen. Zum Beispiel haben die kanacle 421 und Steuertasche 423 den Druck aus
Kammer 439, wachrend die Druckfluidtasche 432 zu dieser Zeit den Druck aus der anderen
Arbeitskammer 440 hat.
[0118] Entsprechendes gilt gleichzeitig fuer die Raeume 424, 427, 440, 420, sowie fuer 424,
426, 440, 432 und 439, 421, 423, 434 oder 424, 427, 440, 420 undsoweiter. Das bisherige
Heisstaufen der Steuerflaechen insbesondere bei unterschied = lichen Drucken in den
Arbeitskammern 439 oder 440 ist dadurch vermieden worden und das Aggregat arbeitet
Jetzt, bei richt iger Bemessung und Lage der beschriebenen Teile bei entsprechenden
Relativgeschwindigkeiten und Drucken einwandfrei.
[0119] Ebenfalls aus Gruenden der Betriebssicherheit ist erfindungsgemaess die Lagerung
des Mittelteiles neu gestaltet worden. So umgibt das Mittelteil 401 eng um dieses
eingepasst, der innere Laufring 460, der im Gleitlager Ring 461 des Gehaeuses 462
umlauft. Zwischen dem innerem Laufring 460 und dem Mittelteil 401 befinden sich jeweils
um 180 Grad um den Mittelteil 401 herum die Halsbspiralkanaele 406, bzw. 408 uw, die
in der Abwicklung in Figur 35 gezeigt sind. Dort findet man auch die Muendungen 414,
die von einem Nebenkammern - kanal 409 durch den inneren Laufring 460 in die betreffende
Druckfluidtasche 407 radial aussen im innerem Laufring 460 erstreckt ist. Aus der
Jeweiligen Nebendruckkammer 412 oder dem Nebenkanal 413 wird der Druck daraus durch
den Radialkanal 414 in die betreffende Druckflui dtasche in der radialen Aussenflaeche
des inneren Laufringes 460 geleitet. Wie man in Figur 35 erkennt, ist jeweils eine
Druckfluid Lagertasche 409 mittels Kanal 415 ueber Kanal 406 mit einer Andruck-Kammer
403 und einer Arbeitskammer 440 verbunden, waehrend die jeweilige beanchbarte Druckfluid
Lagertasche 477 ueber einen Kanal 414 oder 415 und einen Halbspiralkanal 406 mit einer
Andruck - Kammer 402 und einem Zylinder 439 verbunden ist. Dadurch wird der Druck
aus dem betreffendem Zylinder 439 oder 440 um 180 Grad um den Mittelteil 401 herum
geleitet in eine diametral gegenueber liegende Druckfluidtasche 407 oder 417 hinein.
In der Laufflaeche des inneren Laufringes 460, die im Lagerring 461 umlaeuft , hat
man also abwechseln eine Druckfluid Lager Tragtasche mit Druck aus einem diametral
gegenueberliegendem Zylinder 439 und Jeweils eine benachbarte mit Druck aus einem
diamteral gegenueber liegendem Zylinder 440. Der Rotor, bzw. das Mittelteil 401 schwimmt
daher radial zwischen den Kraeften aus den Zylindern 439 und 440 auf die Welle und
den entgegengesetzt gerichteten Kraeften aus den Druckfluidtuschen 407 und 477 auf
den Mittetteil 401. Die Radiallasten an Welle, Rotoren und Mittelstueck heben sich
dadurch gegenseitig auf und die Lager 444, 445 koennen schwache sein. Das Aggregat
aber laesst sehr hohe Drucke zu, ohne dass die Lager 444, 445 unter Drucklast ausfallen.
Das erfindungsgemaesse Ziel ist also erreicht.
[0120] Figur 36 zeigt noch die wichtige Erfindungserkenntnis, dass die Anpress= kammern
402, 403 auf dem Radius "rgc" liegen muessen, der noch dor in der Figur gezeigten
Formel berechnet und gefunden sein muss. Sonst laufen die Steuerflaechen des Aggregates
trotzdem heiss. Und entsprechend muss der Durchmesser der Anpress - Kammern 402, bzw.
403 der Gleichung fuer "dth" nach der Figur 36 entsprechen, wenn die Steuerflaechen
nicht heisslaufen sollen. Diese Gleichungen sind also wichtige und neue Bedingungen
und Erkenntnisse im Rahmen der Erfindung nach den Figuren 34 bis 36. In der rechten
Haelfte der Figur 36 sieht man die Steuertasche 422 sowie die Druck fluid tasche 420,
die Entlastungsnut 458 zwischen den Steuerspiegeln um 422 und 420, sowie die fuer
die Berechnung nach den Gleichungen wichti = gen Radien "Ro" und "Ri". Von Wichtigkeit
ist noch, dass fuer die meisten Anwendungen die Steuerspiegel um 422 und um 420 gleiche
Druckkraefte geben sollen und die Nebenanpresskam mern auf dem "Rgc" Radius des Aussensteuerspiegels
um 420 liegen sollen. Die anderen drei Steuerspiegelhaelften-paare um 423, 432-424,
435-426, 434 sind entsprechend ausgebildet. Aus Figur 35 ist noch ersichtlich, dass
es manchmal zweckdienlich ist, die Druckfluidtaschen und ihre sie umgeben#den Dichtflaechen,
also die Druckfluidtaschenzonen 407 und 477 durch Abfluss-oder Trenn-Kanaele oder
Nuten 453 voneinander zu trennen, um eine einfachere und genauere Berechnung der Lagerkraefte
und Druckfluidtaschen 407, 477 mit ihren Dichtflaechen 452, die sie umgeben, zu ermoeglichen.
[0121] Weitere Einzelheiten zu den Figuren der Patentanmeldung findet man in zum Teil sehr
umfangreichen und zum Teil auch teueren Rotary Engine Kenkyusho Berichten, den RER-
Reports.
[0122] Fuer den genannten Radius "r
gc" gilt die Berechnungsformel :

und fuer das Aussenmaß, 57gilt der Durchmesser "d
ta" nach der folgenden Berechnung:

mit : fb= Balanierungs- Fakfor; pi = 3,14; Z= Drucktone. ( Warum das "G" in der Gleichung
ist, hat der Erfinder z.Zt. vergessen.)
[0123] Die Nummern 459,480,482 und 483 zeigen die Umsteuerboegen zwischen den betreffenden
Steuertaschen des betreffenden Steuerspiegels.
[0124] Fuer die Auswertung der Figur 24 beim praktischen Bau des Aggregates sind folgende
Berechnungen zu beachten :

[0125] Fuer die praktische Ausfuehrung des Aggregates der Erfindung sind fuer die Figur
29 folgende Berechnungen von Bedeutung und zu beachten:

[0126] In den Figuren 37 bis 40 ist der Kolbenschuh 502 in aehn= licher Weise mit dem Kolben
501 verbunden, wie in den Figuren 31 bis 33. Die Bezugszeichen 501,502,504,505,506,507,508,509,510,
511,513,515,516 und 517 zeigen prinzipiell gleiche Teile, wie in den Figuren 31 bis
33, naemlich den Kolben, den Kolbenschuh, die Kolben = achse,die Schwenkbettachse,
den Querbolzen, die Querbohrung, die beiden Radien, die Schwenklagerbettflaeche, die
Schwenkflaeche, die Aussenflaeche des Kolbenschuhes , die Druckfluidtaschen und die
Kanaele durch den Kolben zu den Druckfluidtaschen, wobei diese Teile gegenueber denen
der Figuren 31 bis 33 konstruktive Veraenderunggen haben moegen, wenn das erforderlich
ist.
[0127] Waehrend in den Figuren 31 bis 33 die Halteanordnung fuer den Kolben und den Kolbenschuh
mittels am Rotor angeordneter Teile moeglich war, zeigen die Figuren 37 bis 40 eine
selbsthaltende der = artige Verbindung vom Kolbenschuh zum Kolben. Dafuer sind die
ZwiSchen= halterstuecke 519 der Figuren 31 bis 33 durch die Halterstuecke 6f 9 in
den Figuren 37 bis 38 ersetzt. Doch erfuellen die Stuecke 519 und 619 gleichen Zweck,
naeml ich den Kolben 501 und den Kolbenschuh 502 schwenkfaehig relativ zueinander
zu verbinden. Lediglich ist das Auge 520 in der Ausnehmung 518, wobei die Teile 518
und 520 prak= tisch identisch zu denen der Figuren 31 bis 33 sind, so an dem Querbol=
zen 506 befestigt, dass die Schwenkbewegung nicht verhindert werden kann, die Mittelstuecke
oder Zwischenstuecke 619 aber trotzdem fest am Querbolzen 506 gehalten sind und damit
die Verbindung zwischen Kolben 501 und Kolben 502 gesichert bleibt. Entsprechend umgreifen
die Augen 520 innerhalb der Ausnehmungen 518 endwaerts von Bunden die im Durchmesser
kleiner gehaltenen Enden 606 des Bolzens 506, am di= ckerem Mittelteil des Bolzen
506 gehalten und an ihren achsial aeusseren Enden mittels Halterungen 570 fest zum
Bolzen 506 verbunden. Ist diese Anordnung ausgefuehrt, dann bedarf die Verbindung
und dau= ernd schwaenkfaehige Halterung und Lagerung des schwenkfaehigen Kolbenschuhes
auf dem Kolben keiner weiteren Hilfsmittel mehr. An= statt den Kolbenschuh so zu umgreifen,
wie in den Figuren 31 bis 33
j kann die Umgreifung auch ausgefuehrt sein, wie in den Figuren 37 bis 40, indem die
Mittelteile 685 der Stuecke 619 radial aussen mit Bun = den 574 versehen sind, die
in Ausnehmungen 573 des Kolbenschuhes 502 eingreifen und vorteilhafterweise Bunde
574 benutzen, die mit ei= ner Halteflaeche 572 vom Radius 571 um die Schwenkachse
505 versehen sind, um auf einer dazu komplementaer ausgebildeten Flae= che am Kolbenschuh
502 zu lagern und diese zu halten.
[0128] che am Kolbenschuh 502 zu lagern und diesen zu halten. Im Vergleich zum Ausfuehrungsbeispiel
der Figuren 31 bis 33 ist in der Figur 37 noch sichtbar, dass der Kolben 501 mit dem
Kreuz = kopf 575 versehen sein kann. Die Lagerbettflaeche 510 erstreckt sich in Figur
37 ueber die ganze Laenge des Kreuzkopfes. Der Kreuzkopf kann dabei mit dem Radius
508 um ide Schwenkachse 505 so weit parallel zur Schwenkachse 505 ausgebildet werden,
dass die Achsialenden des Kreuzkopfes 575 zusammen mit den achsia = len Endteilen
der Lagerbettflaeche 510 ueber den Aussendurchmesser 533 des Kolbens 501 herausragen.
Bei einer derartigen Anordnung erhaelt man einen groesseren Flaechentragteil der Lagerbetetflaeche
510, sodass der komplementaer auf ihr gelagerte Kolbenschuh 502 ent= sprechend hohe
radiale Kraefte uebertragen kann, ohne beim Schwenken der Schwenkflaeche 511 auf der
Lagerbettflaeche 510.
[0129] Die Figuren 37 bis 40 zeigen ferner eine weitere Erkennt= nis der Erfindung und eine
Lo sung zu den dabei erkannten Problemen. Beim Umlauf des Rotors einer Pumpe oder
eines Motors unter iegen die in den radial angeordneten Zylindern 503 gleitenden Kolben
501 und Kolbenschuhe 502 der Flieh kraft. Die Fliehkraft ist :

mit "Kf = Fliehkraft in Kg; die betreffenden Radien ( Rz= aeusserer und Ri = innerer)
der innersten und aeussersten Teile des Kolbens 501
[0130] in metern, wenn dieser durchgehend gleichen Durchmesser von ra= diol innen bis aussen
haette; " γ " = spezifisches Gewicht des Materials des Kolbens; " δ " = (γs/g) = Masse
des Kolbenschuhes mit "Rs" = Schwerpunkt des Kolbenschuhes und "γ
s" sein spezifisches Gewicht; ferner mit pi = " π = 3,14 "dp"= Aussendurchmesser des
Kolbens 501 (siche Figur 51) und "ω" = die Winkelgeschwindigkeit =0,1047x Upm.
[0131] Dabei sind die Radien aber keine Konstanten, sondern, sie veraendern sich mit Umlaufwinkel
"α " des Rotors 608 und zwar wird der Radius des Abstandes der Schwenkachse "Rc" von
der Rotorachse nach der Eickmann Technik aus aelteren Eickmann Patenten :

mit " e " = Exzentrizitaet = Abstand der Achse des Rotors von der Achse der Kolbenhubfuehrungsflaeche,z.B.513,
siehe zum Beispiel der Wert "e" auch aus der europaeischen Patentanmeldung 0 064 563.
[0132] Fuer die Berechnung der Fliehkraefte einzelner Abschnitte des betre = ffenden Kolbens
501 kann man auch die Werte "R3", "R4", "Rc" usw. aus der Figur 38 verwenden. Diese
sind dann zu summieren, um die gesamte wirksame Fliehkraft zu erhalten.
[0133] Aus der eben genannten europaeischen Patentanmeldung des Anmelders und Erfinders
geht hervor, dass fuer eine hohe Leistung auf kleinem Raume, also bei geringer Aussenabmessung
des Aggregates, der Kolbenhub "S" im Vergleich zum Radius oder Innendurchmesser "da"
der Kolbenhubfuehrungsflaeche 513 so gross, wie moeglich sein muss. Da der Kolbenhub
" S " = " 2e " ist, muss also die geschriebene Exzentrizitaet der Gleichung (28) so
gross, wie moegtich sein, um gro sse Leistung bei geringem Gewicht und geringer Aussenabmessung
des betreffenden Aggregates zu erhalten. Die Folge davon ist eine hohe Schwankung
mit hoher Ausschankhoehe des aktuellen Wertes des betre = ffenden Radius "R" um den
Nullwert (Mittelwert bei e=0) "Ro" des betre= ffenden Radius. Die Folge davon ist
eine grosse Schwankung der Fliehkraft um den Mittelwert der Fliehkraft "Kfo". In bisherigen
Radialkol= benaggregaten war diese Schwankung zwar auch vorhanden, aber nur in den
Eickmann-schen Aggregaten so hoch. In der Verwendung anderer,nicht nicht Eickmann-scher
Aggregate spielte der Wert der Winkelgeschwindigkeit keit "ω" keine grosse Rolle,
da diese Aggregate meistens mit Elektro = motoren mit gleicher Drehzahl getrieben
wurden. Denn als Motoren mit veraenderlicher Drehzahl sind Aggregate ohne die tieftauchenden
Kolben= schuhe des E ickmann Systems nicht rationell und daher kaum verwendet. Bei
den gegenwaertigen Aggregate der Erfindung aber werden die Aggre= gate oft durch Hydromotoren
getrieben und die Drehzahl ueber stifenlos regelbare Pumpen geregelt. Daher koennen
in den jetzigen Radialkolben Aggregaten Drehzahlunterschiede von O Upm bis 10 000
Upm auftreten. Sieht man nun die Gleichungen ( 27 ) und ( 28 ) an, dann findet man,
dass zum Beispiel bei 10 000 Upm die Winkelgeschwindigkeit 1000 mal so hoch ist, wie
bei 10 Upm und folgl ich das Quadrat der Winkelgeschwindigkeit und folglich nach den
genannten Gleichungen auch die Fliehkraft des Kolbens 501 mit dem Kolbenschuh 502
bei 10 000 Upm eine Million mal so gross sein muss, wie bei 10 Upm.
[0134] Fuer Fl iehkraftschwankungen von dem Millionenfachem und Amplitudenschwankungen von
ueber 20 Prozent aber sind die bisherigen Aussenflaechen der Kolbenschuhe zum Beispiel
nach dem Patent DE - PS 2 500 779 nicht mehr ausreichend. Es muessen neue Mittel ange=
wendet werden, um die Laufflaechen 512 des betreffenden Kolbenschu= hes 502 fuer einen
ausreichend grossen Drehzahlbereich benutzbar zu machen, ohne dass die Flaechen 512
und 513 unter zu hohen Kraefteschwankungen heisslaufen. Zwar ist es generell nicht
moeg= lich, den Kolbenschuh der Radialkolbenmaschine fuer alle Drehzah= len von 0
bis 20 000 Upm verwendbar zu machen, doch ist es moeglich, mit Anwendung der Massnahmen
der gegenwaertigen Erfindungsmerkmale male den Bereich zwischen einer hoechsten und
einer geringsten Dreh= zahl des Anwendungsbereiches aus zu weiten.
[0135] Das erreicht man gemaess der Erfindung der Figuren 39 bis 40 und der Figuren 54 bis
56 dadurch, dass entweder in die Drucks fluidtasche 515 der Aussenflaeche 512 des
Kolbenschuhes 502 die Tragflaechenstege 579 in die Drucktasche 515 hineingearbeitet
werden, oder der Vorderteil und Rueckteil 580 der betreffenden Aussenflaeche 512 des
Kolbenschuhes 502 jenseits der Abflussnuten 577 mit Mitteln zur Ermoeglichung groesserer
Drehzahlebereiche versehen werden, oder beide Massnahmen gleichzeitig angeordnet werden.
[0136] Die Anordnung der Tragstegflaechen 579 in der Figur 40 hat den Vorteil, dass diese
Flaechen von beiden Enden der Lufric t mit Druck aus den jeweiligen benachbarten Druckfluidtaschenteilen
515 geschmiert werden. Dadurch erhalten diese Flaechen 579 eine h ehere Tragfaehigkeit
pro Flaechenquerschnitt, als die Abdichtflaechen (Sea = ling lands ) 578.Denn die
sealing lands 578 sind nur einendig mit Druck= fluid beaufschlagt und daher schlechter
geschmiert, sodass sie auch weni= ger Tragkraft pro Flaechenquerschnitt haben, als
die Flaechenteile 579. Es ist zweckdienlich, die Stege 579 in der Lufrichtung sehr
kurz zu machen, zum Beispiel 1 bis 5 mm und dafuer viele Stege 579 anzuord= nen, weil
die Zwangsschmierung aus den Taschenteilen 515 nur wenige millimeter tief wirkt. Wuerden
die Stege 579 in Laufrichtung zu weit, dann wuerde die Zwangsschmierung versagen und
die Laufflaeche 512 wuerde heisslaufen, wenn die Drehzahl hoch wird.
[0137] Fuer die genaue Berechnung nimmt man den Bereich "L x B " der Figur 40 als Hochdruckzone
an und macht diesen der Erfindung noch groesser, als der Kolberg uerschnitt d
2pi/4 des Kolbens 501 ist. Die Abmessung "L x B" ist in der Praxis annaehernd der Summe
aus der Fliehkraft Kf geteilt durch die Diefferenz zwischen " L x B " und d
2pi/4 und der genannten Differenz multipliziert mit dem Fluiddruck in der Druckfluidtasche
515 und dem betreffendem Zylinder 502 aus dem dieser Druck auf den Kolbenboden 533
wirkt.
[0138] Das entsprechende Merkmal der Figur 40 besteht also darin, die Abmessung "LxB" groesser,
als den Kolbenquerschnitt d
2pi/4 zu ma= chen, wenn das Aggregat mit entsprechend hoher Drehzahl laufen soll, die
Trgstegflaechen 579 innerhalb der Druckfluidtasche 512 quer zur Lufrichtung anzuordnen,
die Dichtflaechen = sealing lands 578 mittels der Abflussnuten 6 klar zu begrenzen
und die in Laufrichtung gesehen vor und hinter der betreffenden Abflussnut 577 angeordneten
Stabili= sierungsflaechenteile 580 in Layfrichtung und gegenegenfalls in der Rich=
tung quer zur Laufrichtung entsprechend ausgedehnt anzuordnen. Die Flaechenteile 580
werden dann, wie anhand der Figuren 54-56 beschrieben werden wird, aus einer Stuetzflaeche
in eine tragende Flaeche umgewan= delt, damt sie an der Aufn hme der Fliehkraft des
Kolbens 501 und des Kolbenschuhes 502 mit wirken kann.
[0139] Die eben beschriebenen Figuren zeigen noch den wichti = gen Radius "da" als Halbmesser
des Laufftaechen=Kolbenhubfuehrungs= flaechendurchmesseres "da" als Nummer 901, sowie
den Schwenkgelenk= abstand von der Rotorachse als Radius "Rc" = 902 und die Laufrichtung
903 des Kolbenschuhes relativ zur Kolbenhubfuehrungsflaeche 514.
[0140] In den Figuren 41 und 42 zeigen Teile mit aus den anderen Figuren bereits bekannten
Referentials, Bezugszeichen - Nummern Teile mit gleichen Funktionen oder gleiche Teile,
wie in den anderen Figuren, in denen die gleichen Nummern erscheinen. Die Figuren
43 bis 48 zeigen die Teile der Figuren 41 und 42 in Einzelteil=separierter Darstellung,
um die betreffe den Radien und Flaechen, sowei die Form= gebung der betreffenden Teile
besser sehen zu koennen.
[0141] Die Besonderheiten der Figuren 41 bis 48 sind, dass der Kolbenschuh 502 mittels an
ihm befestigter Hal erungen 581 am Kopfe des Kolbens 501 schwenkbar gehalten ist.
Die Halterungen 581 koennen mit Befestigungen 582 am Kolbenschuh 502 befestigt sein.
Zur Halterung des Kolbenschuhes 502 am Kolben 501 ist am Kolbenkopf eine Halteflaeche
583 ausgebildet und die Halterung 581 hat einen Bund 584, dessen Halteflaeche 586
an die Halteflaeche 583 des Kolbens 501 gelegt wird, um diese teilweise zu umgreifen.
Diese Anordnungen erfolgen an Jedem achsialem Ende des Kolbenkopfes und parallel zur
Schwenkachse 505.Die Flaechen 583 und 586 erhalten die nur schwach unterschiedli =
chen Radien 587 um die Schwenkachse 505.
[0142] Eine weitere Besonderheit dieser Figuren ist, dass der Kol= ben 501 an seinem Kopfe
in Achsialrichtung parallel zur Schwenkachse 505 ueber die Aussenflaeche 637 = Kolbendurchmesser
"dp" hinaus ver= laengere Kolbenquerkoepfe 588, ueber die die Schwenkflaeche 510 verlaengert
ist, also eine durchgehende Auflageflaeche = Schwenk bettflaeche 510 ueber den ganzen
aus Kolbenquerschnitt und Kolbenquerkopf gebildeten Kolbenkopf des Kolbens 501.
[0143] Die Tragflaechenstege 579 koennen auch an einer der Flaechen 510 oder 511 zwischen
dem Kolben 501 und dem Kolbenschuh 502 angeordnet sein. Entsprechende Kanaele 71-6
koennen Fluid aus der betreffenden Druckfluidtasche 515 in solche zwischen den Flae=
chen 583 und 586 leiten, sowie die Kanaele 616 Druckfl uidtaschen 515 durch den Kolbenschuh
hindurch oder durch den Kolben 501 hindurch mit dem betreffendem Zylinder 503 des
Aggregates verbinden. Die beschriebenen Flaechen 583 und 586 haben etwa gleiche Radien
589 um die Schwenkachse 505. Wenn die Befestigung 582 eine Schraube ist, werden die
Gewinde 590 im Kolbenschuh 502 angeordnet und ausserdem koennen entweder der Kolbenschuh
502 oder die Halterungen 581 die Zugflaechen 531 mit den Radien 592 um die Achse 592
der Fuehrungs= flaeche 513 der Kolbenhubfuehrung 514 angeordnet werden.
[0144] Auch in den Figuren 49 bis 63 haben die bereits beschrie= benen Bezugsnummern, referentials
gleiche Bedeutung und zeigen glei= che Funktionen oder sinngemaesse Teile wie in den
Figuren, in denen die Bezugszeichennummern bereits beschrieben wurden.
[0145] Die Besonderheit nach der Erfindung besteht in den Figuren 49 und 50 darin, dass
der Kolben 501 nahe dessen oeberen Endes mit einer Querborhung 59e versehen ist, deren
Achse 505 die Schwenkoch= se bildet, durch die Achse 504 des Kolbens 501 geht und,
wie auch in den anderen betreffenden Figuren, zu dieser senkrecht steht. In die Querbohrung
594 ist der Querbolzen 595 eingesetzt und traegt an dessen ssen achsialen Enden die
Kolbenschuhe 1102 und 1202. Diese sind mit einer Bohrung versehen, in die die Enden
des Querbolzens 595 passen eingesetzt sind, sodass die Kolbenschuhe um die Achse 505
des Bol= sens 595 schwenken koennen, oder der Bolzen 595 mit den Kolbenschu = hen
1102 und 1202 um die Achse 505 schwenken, wobei dann der Mittel = stueck des Bolzens
595 in der Querbohrung 594 des Kolbens 501 schw schwenkt. Die Kolbenshuhe haben dann
die bereits bekannten Aussenflaechen 512 mit den Druckfluidtaschen 515 und dem sonstigem
bereits aus den anderen Figuren bekanntem Zubehoer. Die Figuren 49 und 50 benutzen
also zwei Kolbenschuhe 1102 und 1202 statt des bisherigen ei = nem
Kofbenschuhes 502, Die Herstellung solchen Kolbenschuhes 1
102 oder 1202 ist eine besonders einfache, weil er aus Ringen gedreht und die Querbohrung
zur Aufnahme der Enden des Querbolzens 595 gebohrt werden kann. Soll die Ausbildung
jedoch besonders hohe Radial - Kraefte aufnehmen oder besonders hohe Drehzahlen zulassen,
dann istes zweckdienliche ferner erfindungsgemaess noch den Kolbenkopf mit zum radialem
Tragen von Kolbenschuhtellen mit zu benutzen. Dann erhaelt der Kolbenkopf des Kolbens
501 ausser der Querbohrung 594 noch die Lagerbettflaeche 510, wie bekannt mit dem
Radius 509 um die Schwenk= achse 505. Die Kolbenschuhe 1102 und 1202 erhalten dann
aufeinander zugerichtet die Kolbenschuh - Achsialverlaengerungen 1302 und 1402, die
mit den Schwenkflaechen 511 versehen sind und auf den Schwenk = bettflaechen 510 des
Kolbens 501 lagern und schwenken. Entsprechende Druckfluidtaschen und Verbindungsleitungen
515 und 515 in Teilen des - Kolbenschuhes, des Kolbenkopfes und / oder des Querbolzens
595 koe = nnen angeordnet werden und sind in den Zeichnungen an beispielsweisen Plaetzen
eingezeichnet. Die Figur 50 zeigt Teilschnitte entlang einem oder mehreren der Pfeile
A,B oder C der Figur 49, wobei die Schnitte so gelegt und die Querschnifitsteile in
Figur 50 so dargestellt sind, dass man die wichtigen Anordnungen sehen kann. Teile,
die hier nicht besonders beschrieben werden, sind solche mit Bezugszeichennummern,
die bereits aus der Beschreibung anderer Figuren bekannt sind. Es koennen Zugringe
731 unter die Zugflaechen 531 gelegt werden, um die Kolbenschuhe beim Saubhube zum
Beispiel in Baggerpumpen radial nach aussen zu ziehen und dadurch die zu den Kolbenschuhen
verbundenen Kolben 501 ebenfalls in den Zylindern 503 radial nach aussen zu ziehen.
Die Schwenkflaechen 511 der Kolbenschuhe- Achsialverlaengerungen 1302 und 1402 koennen
in ausgewirkelte Flaechenteile 597 uebergehen, um um die Herstellung zu vereinfachen
und einwandfreies Schwenken der be = treffenden Kolbenschuhteile auf der Lagerbettflaeche
510 des Kolbens 501 zu ermoeglichen. Die Zugflaechen 531 laufen auf den Leitflaechen
931 der Zugringe 731.
[0146] Der Kolbenschun 502 der Figuren 51 bis 53 entspricht in seinem Prinzip dem aus dem
deutschem Patent 2 500 779 bekanntem und in Aggregaten der Deutschen Patentschrift
1 302 469, dem Grundpotent fuer tieftauchende Kolbenschuhe, verwendbar sind.
[0147] Doch sind die Kolbenschuhe der Deutschen Patentschrift 2 500 779 nicht fuer Drehzahlen
geeignet, die viele tausend Umdrehun= gen pro Minute verlangen. Ausserdem mangelt
es ihnen an Stabilitaet. Erfindungsgemaess werden daher neue Anordnungen getroffen,
um den tieftauchenden Kolbenschuh noch stabiler zu machen, damit er prae - ziser mit
seiner Lauffiaeche 512 an der Kolbenhubfuehrungsfloeche 513 der betreffenden Kolbenhubfuehrung
514 anliegt, dadurch seine Aussenflaechenteile besser zur Wirkung kommen und geringere
Leckage und Reibung erzielen, sowie, damit der Kolbenschuh auch fuer noch hoehere
Drehzahlen verwendbar wird ohne heiss zu laufen. Die neuen Anord= nungen bestehen
einmal darin, dass deie Kolbenschuhfuehrunastelle 1502 in peripherialer, also in Umlaufrichtung
so lang, wie moeglich ausausgefuehrt werden, damit eine lange Auflageflaeche hoher
Anlagen= stabilitaet und mit grossem Querschnitt entsteht. Ausserdem wird ein Abstand
"B" beachtet, der von der Innenkante der Fuehrungstelle 1502 ab zur Schwenkachse gerechnet
ist und der auch den Abstand "G" de Schwenkachse 505 von der Aussenflaeche = Laufflaeche
- Gleltflaeche 512 des Kolbenschuhes bestimmt. Diese beiden Abstaende "B" und " "G"
werden jetzt zu kurz, wie moeglich gehalten. Im Kolbenschuh fuer etwa 40 cc bei 7
Kolben, zum Beispiel "B=circa 2 mm" und "G = circa 8 mm" . Die peripheriale Laenge
ist "L". Diese Daten , naemlich "B","S", ,"Rs","G","L" werden in den Figuren gezeigt,
da = mit dem Leser der Patentanmeldungen auf Rueckfragen fuer entsprechende Kolbenschuhgroessen
praezise Antworten gegeben werden koennen. Ferner muss entsprechend der Erfindung
die Gleichung fuer die Druckfluidtaschen beachtet werden, naemlich Gleichung (29),
die auch in der Figur 53 erscheint

[0148] Die Druckfluidtaschen 515 liegen nun teilweise radial oberhalb des Querschnittes
des Kolbens 501 und die Schlitze 702 zwischen den Flaechen oder Gleitstuecken bzw.
Schenkeln des "H" des tleftauchenden Kolbenschuhes, also den Teilen 602 und 602 sind
jetzt erfindunggemaess achsial kuerzer, als in dem deutschem Patent 2 500 779.
[0149] Am Kolbenschuhzentraiteil 302 befinden sich also die Kolbenschuh - fuehrungsteile
602, die durch die Schlitze 702 beiderends des Kolbenschuhzentraiteiles voneinander
getrennt sind, damit die Kolbenarme der Kolben 502 und die Radialstege des Rotors
in sie eintreten koennen. Die Kolbenarme und die Radialstege sind aus den genannten
Patentschriften bekannt. Die Laufrichtung der Kolbenschuh - Aussen= flaeche 512 ist
bezeichnet mit: " Directlons "Mf" and "Mo" of for = ward and oppositional movements"
in Figur 53. Die Breite des Schlit = zes 702 ist mit "S" bezeichnet und die Druckfluidtaschen
515 haben die Querschnitte "fp1" und "fp2" zusammen mit der Haelfte der Flae= chen
ihrer sealing lands, also ihrer Abdichtflaechen 578. Das Zen= tralteil 302 des Kolbenschuhes
traegt die Schwenkwalze 902 mit der Schwehkflaeche 911, die ueber die ganze Schwenkwalze
902 erstreckt ist und in dem Schwenkbett 510 des betreffenden Kolbens 501 schwenkt
und lagert. Die Schwenkwalze 902 erstreckt sich achsial, also para = ||e| zur Schwenkachse
505 ueber das Mittetstueck 302 hinaus und ist dort mit den Gleitstuecken 602 einteilig
und stuetzt diese ab. Infolge der grossen Laenge "L" des neuen Kolbenschuhes, sind
Jen = seits der Abflussnuten 577 eine groessere Anzahl von Stuetzflaechen = teilen
999 angeordnet, die durch Abfluss-Schlitze 577 voneonander ge = trennt sind. Die groessere
Zahl der Absdlussnuten foerdert die Trag= faeh i gke it der mehreren Stuetzflaechenstege
999. Durch aktuelle Teste sind die Tragfaeh i gkeiten der Kolbenschuhe fuer verschiedene
Drehzahlbereiche gefunden wirden und daraus ist auch ersichtlich, wel= che Radialkraefte
die Flaechen 999, 578 oder 579 bei welchen Drucken und Drehzahlen tragen.
[0150] In den Figuren 54 bis 56 wird insbesondere erklaert, welche erfindungsgemaessen Massnahmen
angeordnet werden koennen, um den Kolbenschuh der einen oder der anderen Art dieser
Patentanmeldung oder auch den generellen Kolbenschuh fuer ausgedehntere Drehzahtbereiche
einsatzfaehig zu machen. Die Figur 54 zeigt die Anordnung einer Vielzahl von Tragstuetzflaechen
999 jenseits der inneren Abflussnuten 577 und deren Unterbrechung durch weitere Abflussnuten
577. Dabei ist fue gute Fuellung der Nuten 577 mit Schmierfluid zu sorgen, wenn das
Aggregat gur arbeiten soll. Dafuer ist es oft zweckmaessig, die Stuetz= teilflaechen
999 mit Schmierfluid
-Einflussnuten 1577 zu versehen, die den Einfluss von Schmierfluid in Laufrichtung
des Kolbenschuhes foerdern. Diese werden in unterschiedlichen, benachbarten Stuecken
999 vorteilhafter seitlich zueinander versetzt,damit die Nuten 577 gut gefuellt werden.
[0151] Demgegenueber ist in den Figuren 55 und 56 gezeigt, wie Stuetzflaechenfelder 580
auch in andererweise zweckdienlich ausgebildet werden koennen, um das Ziel der Erfindung
zu erreichen. Dies wird verstaendlich durch die Betrachtung der Figur 55 zusammen
mit der Schnittfigur 56. Der Teil der Aussnflaeche des Kolbenschuhes zwischen den
Abflussnuten 577 der Figur 55 hat den Radius, der der Halbmesser des Durchmessers
"da" = 513 der Kolbenhubfuehrung 514 ist, Danach erhaelt die Stuetzflaeche (erhalten
die Stuetzflaechen) 580 eine andere Kruemmung nach der Erfindung und zwar eine solche,
durch die die Stuetzflaechen 580 in Tragflaechen 580 verwandelt werden, also in hydrodynamisch
tragende Flaechen verwandelt werden. Um ein hydro= dynamisches Tragfeld ausbilden
zu koennen, darf die Flaeche 580 naem lich nicht den gleichen Radius haben, wie das
Mittelteil zwischen den Abflussnuten 577. Sondern der Spalt zwischen der Fuehrungsflaeche
513 der Kolbenhubfuehrung 514 und der Stuetzflaeche 580 muss sich in der Laufrichtung
in einem bestimmtem Verhaeltnisse verengen. Daher erhaelt die betreffende Stuetzflaeche,
die jetzt Tragflaeche 580 wird, einen Radius 913 statt des bisherigen Radius 513.
In erster Naeherung findet man den richtigen Radius 913 und dessen von der Rotor-oder
Hubri ngachse des Hybringes 514 unterschiedlichen Mittelpunkt (Mittelachse), indem
man die Laenge " LL" der betreffenden Flaeche 580 als die halbe U
mfangsflaeche einer runden zylindrischen Welle ansieht. Natuerlich nur fuer die Berechnung.
Man rechnet also :

um den Durchmesser der gedachten Welle zu er j alten. In der Gleichung (30) bedeuten
: "fv" = Berichtigungsfaktot, "pi" = " " und "dv" = den Durchmesser der gedachten
Welle. Der Ber ichtigungsfaktor "fv" liegt zwischen 1 und 2, naeher an 2. Hat man
so den Durchmesser der Welle, dann kann man, wenn man die Relativgeschwindigkeit zwischen
den Flaechen 513 und 580 gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Welle mit dem Durchmesser
"dv" gleichsetzt, die hydrodynamische Tragkraft des Passungsspaltes zwischen den Flaechenteilen
513 und 580 zum Beispiel nach der Huette oder nach dem Buche : "Die Grundlagen der
Lagerschmierung" von Werner H.Kara (Erdoelbuecherei) berechnen. Daraus laesst sich
der notwendige Abstand zwischen den Flaechen 513 und 580 vom Beginn an der Nut 577
zu berechnen und wenn man fuer jeden Platz der Flaeche 580 diesen Abstand hat, dann
kann man die Kruemmung der Flaeche 580 berechnen und damit ihren Radius oder ihre
Radien und ih= re Mittelachse oder ihre Mittelachsen. Wird das richtig ausgefuehrt,
dann kann die betreffende Flaeche 580 so ausgebildet werden, dass sie eine maximale
Tragkraft fuer den gewuenschten Drehzahlbereich erhaelt. Man hat also beim Kolbenschuh
der Figuren 55-56 einen hydrostatischen Tragtail zwischen den Nuten 577, der den Hauptteil
der Radiallast traegt und der vom Fluiddruck im betreffendem Zylinder 503 abhaengig
ist, waehrend man perpherial ausserhalb der Abflussnuten 577 mindestens ein hydrodynamisches
Tragfaeld erhaelt, das nicht vom Fluiddruck Im Zylinder 503 abhaengig ist, sondern
von der Drehzhal des Aggregates abhaengt. Bei richtiger Bemessung und Ausbildung ergaenzen
sich beide Flaechen-Tragteile so, dass der erreeichbare Drehzahlbereich mit gu = tem
Wirkungsgrade ausgedehnter wird und eine Maximalausdehnung sichert.
[0152] Die Figur 57 dient der Ueberwindung einer anderen Schwie= rigkeit, die die Erfindung
erkennt und die sich auch aus den besonders hohen Drucken im Fluid ergibt, die die
Aggregate und Elemente, sowie die Kolbenschuhe der Erfindung ermoeglichen oder sichern.
Bei so hohen Drucken weiten sich naemlich die Waende der Zylinder unter dem hohem
Fluiddruck von innen her sehr fuehlbar aus, wenn die Wandstaerken nicht sehr dick
sind. Die Ausdehnung des Zylinders unter Innendruck ist zum Beispiel nach einer von
Herrn Igarashi von der Firma Riken Seiki (Ojia, Japan) erhaltenen Formel

Bei so hoher Radialausdehnung des Innendurchmessers des Zylinders kommt es vor, dass
der Kolben oder dessen Dichtung nicht mehr einwandfrei dichten kann. Auch bei Verbrennungsmotoren
mit hohem Innen= druck im Zylinder kann diese Erscheinung auftreten. Ausserdem ver=
schlingen dicke Waende viel Material, machen teuer und schwer. Daher wird nach der
Erfindung um den Zylinder 102 eine mit Druckfluid ge= fuellte Kammer 103 herum angeordnet,
die durch die Aussenwand 104 gebildet und verschlossen ist. Der Druck in der Kammer
103 kann jetzt so bemessen werden, dass jede Radialausdehnung der Zylinderwand 102
verhindert wird, oder deren Radialauswsitung unter Druck im Zylinder 100 auf ein ertraegliches
Mass verringert wird. Da die Ausdehnung der Aussenwand 104 nicht schaedlich ist, koennen
nach der Erfindung duennere Waende 102 und 104 verwendet werden, sodass das Aggregat
leichter, billiger und betriebssicherer wird.
[0153] Da der Druck in der Kammer 103 dem Drucke im Zylinder 100 entgegenwirkt, kann sich
die Zylinderwand 102 nicht mehr beliebig weit radial ausdehnen. Die Zuleitung des
Fluids und Druckes in die Kammer 103 herein kann durch den Einlass 106 erfolgen. Einlass
107 leitet den betreffenden Druck oder das betreffende Fluid in die Kammer 108. Der
Kanal 119 zeigt, den Einlass zum Zylinder 100, der auch als Auslass wirken mag. Die
Figur zeig ausserdem noch, dass ein Pumpaggregot direkt mit dem Zylinder 100 und der
Anordnung nach Figur 57 zusammen= gebaut werden kann. Man sieht in der Figur 57 das
Pumpgehaeuse 109, den Rotor 11, die Zylindergruppem 112 und 116 mit den Kolbengruppen
113 und 117,sowie den Kolbenschuhgruppen 114 und 118. Sendet man zum Beispiel Druckfluid
durch Einlass 110 in die Zylinder 112 des Aggregates, dann wirkt die Gruppe 112,113,114
als Motor und treibt die Gruppe 116,117,118 als Motor, sodass der Motor durch die
Leitung 119 in den Zylinder 100 foerdert. Man kann so eine Druckuebersetzung erzeugen,
indem man der Gruppe mit den Zylindern 112 ein groesseres Schluckvolumen, als der
Gruppe 116,117,118 Foerdervolumen zu geben. Dann kann aus einem Nieder-oder Mitteldruck
- Aggregat der gewuensche= te Hochdruck im Zylinder 100 und / oder in der Kammer 103
erzeugt werden. Die Zeichnung zeigt daher einen Kanal 120, der den Druck aus Leitung
119 in die Aussenkammer 103 (ueber Anschluss 106) leiten mag, um gleichen Druck im
Zylinder 100 und der Aussenkammer 103 zu habeh, sodass die Radialausdehnung der Zylinderwand
102 null wird, selbst dann, wenn diese Wand nur eine geringe Wandstaerke hat. In der
Gleichung (31) gelten folgende Werte







[0154] Die Figuren 58 bis 60 zeigen Schnitte und Ansichten durch einen tieftauchenden Hochdruck
Kolbenschuh fuer Radialkolben Aggregote der Erfindung. Diese sind besonders fuer die
Pumpen und Motoren dieser Patentan meldung geeignet, doch kann man sie auch generell
in den Hochleistungs Radialkolbenaggregaten des Anamelders und Erfinders verwenden,
die insbesondere durch die Paten tschrift von Anmelder und Erfinder, DB-PS 1,302,469
entstanden sind. Nach dieser hat der Rotor 608 die Radialstege 708 zur Fuehrung des
langen Kolbenhubes und der Kolbenschuh hat von oben gesehen, die "H-form", wie sei
beim deutschem Patentamt genannt wird.
[0155] Diese "H-Form" kennzeichnet den "tieftauchenden Kolbenschuh" des Anmelders und Erfinders,
der den grossen Kolbenhub auf kleinem Raum und dadurch fuer pumpen und Motoren fuer
die Erfindung ermoeglicht. Denn die hohe Leistung bei geringem Gewicht kommt durch
die das "Tieftauchen" ermoeglichende H-Form zusammen mit der Ausbildung der Kolbenhubfuehrung
und des Rotors 608.
[0156] Der Kolbenschuh der Erfindung nach den Figuren 58 bis 60 bleibt ein tieftauchender
Kolbenschuh im obigem Sinne soll aber groess= ren Widerstand gegen Durchbiegung unter
hoher Last leisten und daher nicht nur fuer Luftfahrzeuge, sondern auch fuer Pressen
und Baggerpum = pen verwendbar sein. Es ist hier noch eine Erkenntnis des Erfinders,
dass herkoemmliche Kolbenschuhe eine Tendenz zum Kippen zeigen, weil sie zu lange
KolbenschuhFuesse innerhalb des Kol bens gelagert benoetigen und daher zu weit von
der aeusseren Gleitflaeche 512 des Kolbenschuhes entferht sind. So muss selbst bezweifett
werden, ob die um 1970 in der BRD aufgetauchten Kolbenschuhe fuer grosse Drehzahlen
jemals diese vom Erfinder jetzt erkannte Tipptendenz, die zu Leckagen fuehren muss,
jemals ueberwinden koennen. Denn der Abstand des Schwenkgelenk-Zentrum ist bei ihnen
zu weit von der Aussenfloeche entfernt. Das kann bei nicht tieftauchenden Kolbenschuhen
nicht verhindert werden. Beim tieftouchendem Kolbenschuh der durch den Anmelder und
Erfinder anfang der sechz ger Jahre eingefuehrt wurde, kann hingegen der Winkel zwischen
dem Schwenkzentrum (Achse) in 505 der Figur 59 von der Aussenkante (den Aussenkonten)
des Gleitflaeche 512 derart spitz sein (siehe Figur 59 ),das eine solche Tipptendenz
mit Leckage niemals auftreten kann.
[0157] Andererseits hat der tieftauchende Kolbenschuh eine Tendenz, sich durchzubiegen,
dass heisst die seitlichen Fuehrungsteile werden unter hoher Last und dauernden Lastwechseln
von der Kolbenhubfuehrung weggebogen. Keine Millimeter, sondern in der Groessenordnung
von tausendstel millimeter und in Abhaengigkeit der Zahl der Lastwechsel und der Lastwachseigeschwindig
keiten. Diese Maengel soll der Kolben- schuh der Figuren 58 bis 60 ueberwinden oder
einschroenken, insbesondere die Durchbiegung der Seitenteile des tieftauchenden Kolbenschuhes
einschraenken oder verhindern. Dazu erhaelt der Rotor 606 erfindungsgemaess bevorzugterweise
die weiteren Ausnehmungen 752 zur Aufnahme der Stuetzte 751 des neuen Kolbenschuhes
der Erfindung. Die neue Kennzeichnung des Kolbenschuhes der Erfindung besteht darin,
dass die Schlitze zwischen den seitlichen Schenkeln der "H-Form" nicht mehr in der
Laufrichtung des Kolbenschuhes offen sind, sondern durch eine Bruecke verschlossen
werden, die die aeusseren Enden der Schenkel des "H" miteinander verbinden. Der tieftauchende
Kotbenschuh der "H-Form" hat also an seinen vorderen und hinteren Enden der seitlichen
Fuehrungsteile 602 die sie verbindenden und meistens mit ihnen einteiligen Bruecken
751. Die Schlitze des "H" zwischen den Schenkeln des "H" sind also durch die radial
den Kolbenschuh durchdri ngenden beiden Fenster 750 ersetzt, Sie befinden sich beiderseits
des Kolbenschuh - Zentralteiles 302 und somit zwischen dem Zentralteil 302 : Jeweils
einer der Bruecke 751 und den Seitenteilen 602. In diese Fenster taucht beim Rotorumlauf
jeweils einer der Rotor-Radiotstege 708 ein, je einer in eines der Fenster 750. Werden,
wie in Figur 53 , Kolben nach unserer DE OS 30 41 367 verwendet, dann greifen, wie
in Figur 59 sichtbar, auch die Kolbenfinger 741,742 in diese Fenster 750 ein. Die
Finger 741,742 und die Stege 708 treten beim Tiftauchen, also beim langem Kolbenhub
auch teilweise und zeitweise voellig durch die Fenster 950 hindurch. Die Kolben 501
gleiten in den Zylindern 503 des Rotors 608. Im Kolben-Schwenkbett, dass heute meistens
eine teil zylindrische Flaeche eines Hohlzylinders ist, Ist das Zentralteil des Kolbenschuhes
mittels des Schwenkgelenk 302 gelagert, das eine zur Flaeche 510 komplementaere und
passende Zylinderteilflaeche hat. Kolbenbett 510 und Kolbenschuh-Schwenkwalze (am
Zentragsteg) 302 bilden also aneinander gleitende Flaechen mit Schwenkradius 509 um
Schwenkachse oder Schwenkpunkt 505. Die Kolbenschuhe werden in dieser Form heute meistens
fein gegossen und sind meistens aus einer bestimmten Bronze. Die Kolbenschuh - Betten
werden in Serie mit Formschleifschei ben geschliffen, wobei eine Anzahl von Kolb en
mit achsgleich gerichteteh Betten in einer Vorrichtung auf der Flaechenschleifmaschine
gespannt sind. In den Figuren hat der neue Kolbenschuh auch noch die seitlichen Radial-Einwaertsverlaen
gerungen 951 die in die Rotorausdrehungen 552 hereingreifen koennen und die mit den
Ausnehmungen 952 versehen sein koennen zur Anordnung von Zugringen fuer den Saughub
fuer deren Gleiten an den inneren Zugflaechen , Im Uebrigen hat der Kolben-schuh 302
in der Aussenflaeche, also in der Gteitflaeche 312 die Abfluss nuten 577 unseres DE-Patentes
25 00 779 zwischen den sie umgebenden Dichtfiaechan der DruckfluidTaschen 515 und
den vorderen und hinteren Kolbenschuh - Stuetzflaechenteilen 580. Sie sind durch die
Kanaele 616 durch Kolben und Schuh aus dem Zylinder 503 mit Druckfluid gespeiot. Doch
benoetigen sie im neuem Kolbenschuh der gegenwaertigen Erfindung nicht mehr die laengere
Ausdehnung in Umlaufrichtung des Patentes 25 00 779 des Erfinders, da der neue Kolbenschuh
in der Richtung der Schwenkachse 505 durch die erfindungsgemaessen Bruecken 751 ganz
betraechtlich gestaerkt ist, Die Stuetzflaechen 580 koennen Jetzt entweder mit weiteren'
Abflussnuten versehen werden, um interstatische Lager nach den Systemen des Erfinders
zu schaffen, oder es koennen jetzt hydrodynamische Laufflaechenteile ueber den Stuetzflaechen
580 ausgebildet werden, die dann im Sinne der Figuren 55, 56 dieser Patentanmeldung
wirken und ausgebildet sind. Der Zentralsteg als Oberteil des Schwenkgelenkkes 302
hat Abschraegungen 740, die das Schwenken zwischen den Radialstegen 708 des Rotors
oder den Fingern 741, 742 des Kolbens 503 ermoeglichen, ohne an diese anzustossen.
Man sieht sie auch in Figur 60-A. Diese Figur zeigt auch, dass der neue Kolbenschuh
wenn das so gewuenscht ist in Achsialrichtung, also parallel zur Achse des Rotors
608 und des Schenkgelenkes 50 oder der Schwenkachse 505 so lang ausgedehnt werden
kann, dass sehr grosse und tragfaehige Gleitflaecherteile der Gleitflaechen 602 verbleiben.
Sie koennen derartig weit in der genannten Achsialrichtung sein, dass die Fenster
750 der Erfindung dazu geradezu kurz erscheinen. Zu kurz duerfen die Fenster 750 der
Erfindung aber nicht gemacht werden, damit eine ausreichende Umfassung der Kolben
und deret Arme 741;742 durch die Wand des Radialsteges 708 des Rotors 608 umgriffen
bleiben, um seitliches Abkippen oder eine Tendenz dazu zu vermeiden, denn die wuerde
Klemmen der Kolbenfinger bzw, Kolbenarme 741,742 des Kolbens 503 an den Radialstegen
708 des Rotors und im Zylinder 103 bewirken.
[0158] Die Figuren 61 A bis C bringen eine weitere Ausfuehrung einer Kolben-Kolbenschuh-Anordnung
nach der Erfindung. Hier ist der Kolbenschuh der Figuren 1 und 2 unserer Eurôpa-OS
0 064 563 derart veraendert, dass das Zentralteil 12 der E-OS , das In der Figur 61
die Nummer 302 hat eine voellig volle zylindrische Walze im Radius 509 um die Schwenkachse
505 ist. Der Schuh ist hier durch den in die Kolben - arme hereingreifenden Stift
762 gegen Herausfallen aus dem Kolbenbette gesichert , auf dem die Schwenkwalze 302
mit Ihrer Schwenkflaeche 511 aufliegt und schwingt. Oberhalb des Zentralteils 302,
das hier die Schwenkwalze voeilig zylindrischen Querschnittes bitdet, hat die Oberflaeche
511 einen Abstand von dem StiFt 762 oder sie beruehrt ihn nur in einem Punkte. Diese
Anordnung ist fuer den normalen Motorbe - trieb meistens ausreichend. Sie ist auch
billig und verhindert Verklemmen in bei der Produktion zu eng gewordenen Passungen.
Andererseits aber werden gelegentlich selbstansaugende Pumpen benoetigt und fuer die
- se, sowohl als auch fuer Motoren bei deren Einsatz in besonderen Maschinen oder
Fahrzeugen ploetzliche Ueber-Drehzahlen auftreten, ist es daher besser, die Schwenkwalze
302 fester im Kolbenbette zu halten. Daher ist in Figur 61 -C der Halteblock 761 angeordnet
und mit dem Stift 761 in den Kolbenfingern, die in der genannten unserer Offenlegungsschriften
auch Kolbenarme, genannt sind. Es ist dann zweckmaessig, die radial innere Flaeche
des Blockes 761 mit dem Radius der Schwenk - flaeche und Lagerbettflaeche, also mit
dem Radius 509bzw. 508 der Walze 302 und des Lagerbettes 510 zu versehen. Diese Innenflaeche
hat nun die Bezugsnu = mmer 710 und an ihr gleitet die Flaeche 511.
[0159] In Figur 62 ist gezeigt, dass die Schwenkachse 505 auch einen groesseren Abstand,
als den des Radius 509 von dem Blocke 761 hoben kann. Dann erhaelt die Innenflaeche
910 des Blockes 961 einen groesseren Radius, als den Radius der Schwenkwalzenunterflaeche,
naemlich den Radius 909. Das Oberteil der Schwenkwalze beziehungsweise des Zentralste
- ges des Kolbenschuhes erhaelt dann den dazu passenden, also mit dem Radius 909 fast
gleichen Radius 948 , der die obere Aussenflaeche 911 formt, die an der Innenflaeche
910 gleitet, wenn der Kolbenschuh im Kolben schwenkt. Damit keine Teile gegeneinanderstossen
koennen der Block 961 und die Kolbenschuh-Schwenkwalze 302 jenseits der E inpass-Flaechen
910 und 911, mit den Radien 908 und 909 Abschraegungen oder Ausnehmungen 963 und/
oder 967,965 erhalten.
[0160] In den Figuren 63 A und 63 B ist eine weitere Ausbildungs - moeglichkeit der Verbindung
des Kolbens mit einem Kolbenschuh gezeigt. Sie kann auch fuer nicht "H-foermige" Kolbenschuhe
verwendet werden. Erfindungsgemaess erhaelt der Kolben die in Radialrichtung etwas
weiter, als die Radialausdehnung des Stiftes 966 ausgedehntem Ausnehmungen 967. Nachdem
die Schwenkwalze 302 des Kolbenschuhes in das Kolbens 501 hereingelegt worden ist,
wird der Stift 966 durch die Schwenkwalze 302 hindurchragend, in die Ausnehmungen
967 hereinragend , eingesetzt. Da er laenger, als die Schwenkwalze ist, die Ausnehmungen
aber radial nach oben geschlossen sind, verhindert der Stift 966 das Herausfallen
des Kolbenschuhes aus dem Lagerbett 510 des Kolbens501. Die Enden des Stiftes 966
koennen sich in den Ausnehmungen 967 frei bewegen, wenn der Kolbenschuh 502 mit der
Schwenkwalze 302 im Lagerbett 510 des Kolbens 501 schwingt. Es ist bevorzugt, die
Leitungskanaele 516,517 vom betreffendem Zylinder durch den Kolben und die Schwenkwalze,
sowie das Zentral - teil des Kolbenschuhes hindurch dann nicht in der Kolbenachse
, sondern seitlich davon anzuordnen, zum Beispiel so, wie in den Figuren gezeigt.
Die Druckfluidtaschen 968 in der Schwenkwalze 302 werden dann so platziert, dass sie
bei der Schwenkung des Kolbenschuhes die Kanaele 516,517 durch den Kolben 501 und
den Kolbenschuh 502 treffen. Die Unterseite des Kolben- schuh - Fuhrungsteils kann
Ausnehmungen 969 erhalten, damit Kolben - Radialfinger in sie eingreifen oder eintauchen
koennen und Zusammenstoss von Kolben- und Kolbenschuh - Teilen vermieden wird.
[0161] Die Figur 64 ist ein Ausschnitt aus der Figur 17. Die Figur 64 ist deshalb gel iefert,
damit sie als die zur Zusammenfassung bei der Offenlegungsschrift verwendet werden
kann, weil die Figur 17 den Masstab bzw. den Platz in der Offenlegungsschrift ueber=
schreiten wuerde. Die Beschreibung der Figur 17 gilt daher auch fuer die Figur 64.
1.) Aggregat mit mindestens einem konischem Ring - Element, das zwi - schein seinem
radial innerem und aeusserem Teile ein konisches Tei (a tapered portion between radial
outer and inner portions) mit einem innerem Hohlraum radial innerhalb des genannten
koni = schen Teil enthaelt (wobei der Hohlraum auch Kammer = chamber ge= nannt sein
mag ), dadurch gekennzeichnet, dass dem genanntem Element (1,2,5,6,11,12,307) eine
Zentrierung (15,19,20, 21,23,41,43,48,56,57) und mindestens eine Auflage (7,8,10,41,42,48,
52,94, 305, 315) zugeordnet sind.
2.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem genanntem Element (
1,5, 11) mindestens ein weieteres Ele = ment( 2, 6, 12) zugeordnet ist und die beiden
Elemente mindestens einen Sitz (34, 48, 57) zur Ausbildung eines einen achsialen Abstand
bestimmenden Distanzteiles ( (8, 32, 34)) bilden und ein Dicht = raum (7, 31) zur
Aufnahme eines Dichtringes ( 7, 75) fuer die Abdichtung des genannten inneren Hohlraumes
(14, 37, 51, 61, 311) angeordnet ist.
3.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elemente ( z.B.; 1,2)
mit ihren inneren Hohlraeu = men (61, 14, 311) einander zugekehrt angeordnet sind,
wobei mindestens ein Aussenring (8, 320) zwischen die beiden genannten Elemente gelegt
ist, dessen Innenraum (z.B.: 7) einen Dichtring (7, 75, 317) zur Ab = dichtung der
beiden genannten inneren Hohlraeume der genannten Ele = mente aufnimmt.
4.) Aggregat nach Anspruch ,dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elemente ( z.B.:
1,2 ) an ihren radial aeusseren Teilen ( z.B.: 59) in achsialer Richtung unnachgi
ebig zusammen be = festigt sind, wobei die Befestigung (9, 89, 90, 91, 318) zur Zusammenhal
= tung der radialen Aussenteile ( z.B.: 59) der genannten beiden Ele = mente der eventuellen
Radialausdhenung der genannten Aussenteile der genannten Elemente folgend angeordnet
und ausreichend stark ausge = bildet ist, um Innendruck von ueber 100 Bar in den genannten
Innen= raeumen zuzulassen, ohne dass die Befestigung nachgibt.
5.) Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Befestigung
(9,89,90,91,318,320,321) in mehrere Teile radial geteilt ist, zum Beispiel in Segmente
(37-A,B,C,D,E,F usw.), sodass die Teile der Befestigung der Radialausdehnung der Elemente
( 112, 307, usw.) folgen koennen.
6.) Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenring (8,48,56,57,310)
als Teile eines oder mehrerer Elemente ( 1, 2, 5, 6, 11, 12) ausgebildet ist, also
mit dem betreffendem Element (den Elementen) einteilig ist.
7.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Auflage (
z.B.: 8 ) als Hubkolben (8,52,36,94,305) ausgebildet ist und der genannte Hubkolben
mittels einer machani - schen Vorrichtung, bevorzugterweise mittels einem Exzenter
= teil ( 55, 99 ) an einer Umlaufwelle (55- 97 ) zum Beispiel ueber einen Kolbenschuh
( 52, 21, 9 ) zum Pumphube angetrie - ben wird und, wenn erforderlich, Mittel angeordnet
sind, wie zum Beispiel Anpresskolben (95, 96, 115), Leitungen ( 69, 72) und ein Druckfluiderzeuger,
durch die Gleitflaechen des genann - ten Kolbenschuhes und dessen Nachbarflaechen
geschmiert werden, gegebenenfalls unter zeitl icher Veraenderung des Schmierfluid
- Druckes parallel zum Druck in der Pumpkammer ( z.B.: 14, 61) und / oder parallel
zur Widerstandskraft des betreffenden Elementes gegen seine Kompression. ( Figur 17)
.
8.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Auflage (
305, 315) ein in einem Zweitzylin - der (304) reziprokierbarer 7weitkolben ( 305 )
ist, das Aggregat ausserdem einen Erstzylinder ( 301 ) mit einem darin re ziprokierbarem
Erstkolben ( 302 ) enthaelt, der genannte Erstzy = linder mit dem genanntem Zweitzyl
inder durch eine Leitung ( 303 ) verbunden ist Mittel zur Reziprokation des genannten
Erstkol - bens (55,334,336,345 usw) angeordnet sind und Fluessigkeit in der genannten
Leitung und den genannten Zylindern vorhanden ist, sodass die Bewegung des genannten
Erstkolbens mittels des genannten Fluids auf den genannten Zweitkolben uebertragen und
dadurch der genannte innere Hohlraum (14,61 ) des genannten Elemen - tes (1,2,307
usw.) periodisch vergroessert und verkleinert wird. (Figur 22 )
9.) Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Erstkolben
(302) und der genannte Erstzylinder (301) kleinere Durchmesser, als der genannte Zweitkolben
(305) und der genannte Zweitzylinder (304) haben, das Fluid in der ge = nannten Leitung
(303) und den genannten Zylindern (301, 304) eine Fluessigkeit ist, der genannte Erstkolben
ueber einen Kolben schuh (Z.B.9,21,52) mittels eines Antriebs, zum Beispiel mittels
einer mit einer umlaufenden Welle ( 97,11) mit Exzenterscheibe (55,10) perio = disch
reziprokiert wird, die genannte Fluessigkeit die Rezipro = kation des Erstkolbens
im Verhaeltnis der genannten Durchmesser auf den Zweitkolben uebertraegt, dadurch
den Zweitkolben peri= odisch reziprokiert und der Zweitkolben auf das betreffende
Ele= ment ( 307 ) wirkend, dessen genannten Innenraum (14, 311) und damit die genannte
Pumpkammer (14, 311) periodisch vergroessert und ver= kleinert.
10.) Aggregat nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der
Elemente (1,2, 307) dem genanntem Antrieb (10,11,55,98,99,52,36,336,345 usw.) zugeordnet
ist und die genannten Innen - raeume (14,61,311) oder Kammern zu einer gemeinsamen
Lieferlei = tung (314) fuer die Lieferung von Druckfluid verbunden sind, und/oder
in dem Aggregat des Anspruchs 9 automatisch wirkende Auffuellmittel (zum Beispiel
(326 bis 329) zugeordnet sind, die auto= matisch dafuer sorgen, dass immer eine ausreichehnde
Menge der Ftuessigkeit in der genannten Leitung und den genannten Zyl indern fuer
den praezisen Betrieb des Uebertragens der genannten Rezi= prokation des Erstkolbens
auf den Zweitkolben vorhanden ist, und / oder in den Aggregaten des Anspruchs 8 oder
9 Sicherheitsventile ie zur Verhinderung von Bruechen angeordnet sind, und/oder dass
im Aggregat des Anspruchs 9 die genannte Fluessigkeit eine schmierende Fluessigkeit,
zum Beispiel Oel ist, waehrend die genannte Innenraum oder die genannte Kammer mit
nicht schmierden = dem Fluid, zum Beispiel Wasser, gefuellt ist und der genannte Innenraum
bzw. die genannte Kammer (14,61,311) dadurch als Pumpe einer nicht schmierenden Fluessigkeit
oder Slurry verwendet ist,
11.) Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Elemente
aus Faserstoffen mit Verbinde= mitteln bestehen, zum Beispiel aus Carbonfibre und
die radial aeusseren Teile der genannten Elemente (1,2) nach der Figur 9 zum Beispiel
mittels Epoxy Resin miteinander verklebt sind.
12.) Aggregat zum Beispiel nach Anspruch 1 oder ohne das Element des Anspruchs 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kolben ( 59,60 oder 58,59 der Figuren 12 oder 14)
radial frei beweglich aufeinander aufliegen und Mittel (z.B. 83,84 oder 64,70,72,71
) zur Zusammenhaltung der genannten beiden Kolben beim drucklosem Saughube angeordnet
sind.
13.) Aggregat nach Anspruch 12 oder Aggregat mit einem Pumpkolben , zum Beispiel 58,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (58) beiderends mit unterschiedlichen Fluids
beaufschlagt ist, wobei mindestens ein Fluid eine nicht schmierende Flusssigkeit sein
kann und etwa in Kolbenmitte eine Ringnut zum Beispiel 65 mit einer Abflussleitung
(66) angeordnet ist (Figur 12) die als Sammelanordnung fuer die Sammlung von Leckage
des einen, des anderen, oder beiden Fluids dient.
14.) . Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Elementen
(1,2) eine Mehrzahl von achsial hintereinander angeordneten Innenraeumen, Kammern
(14) 61) bilden, eine der genannten Auflage ein Kolben (36) mit Kolben - schuh (21)
ist und eine weitere Auflage ein Sitz (107,98) ist, der Kolbenschuh an einer Laufflaeche
156 einer Koobenhubfuehrung (99) gleitet, vom Kolben aus eine Fuehrung,zum Beispiel
ein Hohl - rohr (74,108) durch die Kammern oder Innenraeume der Elemente erstreckt
und gegebenefalls in einer Bohrung (161) gefuehrt ist, die Kolbenschuhe (21) ausgedehnte
Auflageflaechen zur Fuehrung an der Kolbenhubfuehrung haben, Druckfluid in Lagertaschen
112 des Kolbenschuhes geleitet sein mag und eine der Auflage einer periodischen Bewegung
oder einer staendigen Rotation unterliegt, sodass die genannten Innenraeume,bzw. Kammern
(14,61) eine Pumpe oder einen Motor bilden und als solches Aggregat wirken, ohne dass
eine Kolbenabdichtung oder eine Elementenfuehrung angeordnet sein muss.
15.) Aggregat nach mindestens einem der Patentonsprueche, dadurch gekennze i chnet,
dass das Aggregat zur Erzeugung eines Fluidstromes (802) eingesetzt ist und der genannte
Fluidstrom zwecks Schneiden oder Zerstaeuben auf einen Koerper oder einen Strahl auf
Fluid oder Pulver,bzw. Festmaterial (801) gerichtet ist. (Figur 26. )
16.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Aggregat die Bedingen einer oder mehrerer der Berechnungsformeln dieser Patentanmet=
dung oder eine Definition oder Bedingung der Beschreibung der Ausfuehrungsbeispiele
dieser Patentanmeldung entspricht.
17.) Aggregat mit einem Kolben, einem Kolbenschuh und eoner Kolbenhubfuehrung, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kolbenschuh (2, 502) zwischen dem Kolben (5,501) und der
Kolbenhubfuehrung (514) angeordnet ist und mit seiner Aussenflaeche (512) an der Kolbenhub=
fuehrungsflaeche (513) der genannten Kolbenhubfuehrung gleitet, der genannte Kolben
einen Kopf als Lagerbett (510) mit Radius (508) um die Schwenkachse (505) des Kolbenschuhes
auf dem Kolben (501) bildet, auf dem die Schwenkflaeche (511) mit gleichem Radius
(509) aufliegt und schwenkt, im Aggregat oder am Kolbenschuh ein Halte = flaeche (513,
531, 532, 523, 524, 572) vorhanden ist, der Kolben (501) zu seiner Achse (504) senkrecht
und zur Schwenkachse (505) para = Hele Ausnehmungen (518) bildet, in die in seiner
Querbohrung (506) angeordnete Stifte (507) hereinragen und Halterungen ( 529,619)
angeordnet sind, die mit einem Tite (574,537,538) die genannte Halteflaeche beruehren
und die genannte Halterung mit einem in die genannte Ausnehmung (518) eintauchbarem
Auge (520) verse= hen ist, das das betreffende Ende des genannten Stiftes (507) um
= greift, wobei infolge der Anordnung des Auges innerhalb der Ausnehmung ermoeglicht
ist, dass das genannte Auge in den Zylin = der (503) einer Pumpe oder eines Motors
mit Rotor oder Koerper (608) zeitweise oder dauernd eintreten kann.
18.) Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (401, Figur 34) ein Aussenlager
(461,462) mit Druckfluidtaschen (407,477) bildet, die mit unterschiedlichen Drucken
aus unterschiedlichen Arbeitskammern (439,440) beaufschlagbar sind und /oder im genanntem
Rotor Anpress= kammern (402,403) mit Anpresskolben (404,405, Figur 34) angeordnet
sind, denen Hilfs-Anpresskolben (411,611) in achsial diametralen oder gegenueberliegenden
Hilfs-Anpresskammern (410,412) zugeordnet sind und/oder nach der Figur 36 ausgebil=
dete Doppelsteuerspiegel mit Druckfluidzonen um 422 und um 420 angeordnet sind.
19.) Aggregat mit einer Kolbenhubfuehrung und einem Kolbenschuh an einem Kolben, dadurch
gekennzeichnet (Figuren 37 bis 40, 52 bis 56), dass in der Aussenflaeche (512) des
Kolbenschuhes (502 ) eine Druckfluidtasche (515) mit umgebender Dichtflaeche (578)
ange= ordnet ist, deren Druckfluidzone einen groesseren Querschnitt pa= rallel zur
genannten KoLbenhubfuehrung (514) hat, als der Querschnitt durch den Kolben (501)
senkrecht zu dessen Achse (504) ist.
20.) Aggregat mit einem Kolben und einem Kolbenschuh nach den Figuren 41 bis 48, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kolben einen Kopf als Lagerbett mit der Bettflaeche 510 mit
dem Radius 508 um die Schwenkachse 505 bildet, auf der die Schwenkflaeche 511 des
Kolbenschuhes 502 mit Radius 509 schwenkbar aufliegt und / oder der Kolbenkopf Achsialfortsaetze
588 bil= det, die ueber den Durchmesser 637 des Kolbens 501 herausragen und/oder Halteflaechen
583 angeordnet sind und ausserdem der Kolben 501 und der Kolbenschuh 502 mittels Halterungen
584 schwenkbar miteinander verbunden sind.
21.) Aggregat mit einer Kolbenhubfuehrung und einem Kolbenschuh zwischen dieser und
einem Kolben nach Figuren 49,50, dadurch gel ennzeichnet, dass im Kolben ein Querbolzen
595 angeordnet ist, dessen Enden Kolbenschuhe 1102,1202 schwenkbar tragen und Druckfluidtaschen
515 dem Kolbenschuh zugeordnet sind, die mit Druckfluid aus dem betreffendem Zylinder
503 periodisch oder dauernd gespeist sind und die Gleitbewegung oder die Schwenkbe
- wegung des Kolbenschuhes schmieren und dessen Reibung verringern.
22.) Aggregat mit einem in einem Zylinder (100) reziprokierba = rem Kolben (101) dadurch
gekennzeichnet, dass die Zylinderwand (102) von einer mit Druck gefuellten Kammer
(103) umgeben ist (Figur 57), wodurch die genannte Kammer mit dem in ihr befindlichem
Druck eine Radiala swei= tung oder Bruch der Zylinderwand (102) unter Innendruck im
Zylinder (100) verhindert.
23.) Aggregat mit einem Rotor, einem Kolben und einem Kolbenschuh zum Beispiel nach
den Figuren 58 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor 608 mit Radialstegen
708 versehen ist, die in Fenster 750 des Kolbenschuhes eintauchfaehig sind und der
genann= te Kolbenschuh in Laufrichtung vor und hinter den genannten und angeordneten
Fenstern 750 die Schenkel 602 des tieftacu= chenden, H-formigen, Kolbenschuhes verbindende
und dessen Steifigkeit und Unnachgiebigkeit staerkende Bruecken 751 angeordnet sind,
die in im Rotor 608 angeordnete Ausnehmungen 752, oder 752 und 952 eintauchen koennen.
24.) Aggregat nach mindestens einer der Figuren dieser Patentanmel= dung, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eine Ausbiblung, -die in mindestens einer der Figuren
oder in der Beschreibung gezeigt oder beschrieben ist, angeordnet ist,