DE1653886A1

DE1653886A1 - Hydraulisches Geraet

Info

Publication number: DE1653886A1
Application number: DE19671653886
Authority: DE
Inventors: Marsh Walter H
Original assignee: Rockwell Manufacturing Co
Current assignee: Rockwell Manufacturing Co
Priority date: 1966-03-25
Filing date: 1967-03-25
Publication date: 1971-10-14
Also published as: GB1155154A; US3426694A

Description

PATENTANWALT DIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS

62'Wiesbaden- - R-heinsfcraßelll * Postfach 670 -Telefon 30 34 59 _fi

Postscheckkonto: Frankfurt/Main 181008 · Deutsche Bank 723 478 -IDO-OO-O

7;oelc^ell Eaiiufacturing· üoinpany " Pittsburgh, Pennsylvania, U.S.A.'

Hydraulisches Gerät

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Priorität: Yereinigte Staaten" von..Amerika

.. rom 25. tiarz 1366;
USA-Pa t ent ärmel dang Zo. 357>^,

Die vorliegende Ξ-rfiiidting besieht sieh auf hydraulische 'feräte and InsDesondere- auf ein hydraulisches Rotations- :;;erät zur' Terv/eiidtmg als ■ Pumpe oder Motor.

Bei herkömmlichen hydra'alischen Pumpen oder -Motoren,"-wie sie Im UD-Patent IFr.- 2 S13 990 vom 24. ITovember 1259, erteilt an OhafLes E. !Baylor für ein hydraulisches Gerät, beschrieben sind, übt die durch das Pampen- oder Motorengehäiise strömende Flüssigkeit störende, unausse^licheiie ?^ciale Tx'-Ktte

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BAD ORIGINAL

auf die kräftubertragende Baugruppe»bestehend aus Laufrad und Welle, aus. Sie unausgeglichene axiale Belastung der Lauf er baugruppe erfordert die Verwendung von Drucklagern oder -Platten und hat einen ^ibernäßi-en Verschleiß der "ifallenlagerteile zur Folge. 3in weiterer ITachteil der herkömmlichen hydraulischen Geräte der in Torstehend genannten Patent ITr. 2 915 390 beschriebenen Art besteht darin, daß das Gerät ungeachtet der G-röSe der Plüssiglceitsl-rammer eine begrenzte leistung hat, die in großem KaSe von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher die flüssigkeit in .die sich abwechselnd zusammenziehenden und ausdehnenden Arbeitskammern unter normalerweise anzutreffenden Plüssigkeitsdrücken strcnen kann. ■ - . ' ·

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt und sieht als hauptsächlichen Gegenstand eine neuartige hydraulische Läufereinheit vor, welche in einzigartiger ¥eise die hydraulische Belastung der aus Läufer und vielle bestehenden Baugruppe ausgleicht und zusätzlich noch die Leistung des Gerätes,verglichen mit IierkQLUiilichen Geräten slit Arbeitslranniervolumen vergleichbarer Größe, erhöht.

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ο ■;· :=-■

Zur Erreichung des vorstehend-genannten Zieles siebt diese Erfindung einen Dopyelläufer mit einen Paar axial ausgerichteter .Läufer vor, durch welche" Flüssigkeit in axial eiitgegengesetsten Richtungen geleitet wird. Auf diese "Weise heben sich die axial gerichteten, auf die Läufer -wirkenden Plüssigkeitsdritelce auf, wodurch Läuferwelleii-DrUcklager oder -Platten nicht benötigt und die Lagerbelastungen kleinstmöglich gehalten v/erden, Infolgedessen kann die Lagerkonstruktion vereinfacht werden und übernäißiger Verschleiß, der die " Läuferwelle tragenden Lager wird vermieden»

Durch die Anwendung von Doppelläufernin Übereinstimmung siit dieser Erfindung werden zwei ^:l?lüssigkeits-Axbeitskammerii in Vergleich.mit einer einsigen Plüssigkeits-Arbeitslcammer,wie bei einen.herkömmlichen hydraulischen ©ßrät gemäß des vorstehend genannten Patentes IJr, 2 913 990 vorgesehen. Db, in

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dem Gerät gemäß dieser Erfindung swei Plüssigkeits-Arbeitskammern vorgesehen werden, braucht jede einzelne Kammer nur halb so groß zu sein wie die einseine Slammer in den Gerät gemäß oben genannten Patentes, um die .gleiche lieistun;; zn erzielen. Die jcri:i-~ere Eanmergröße in Geräte.a g.Gr.c.2 dieser lUrfinäun^:. stellt somit sicher, daß die 2amnern vollGtSiidig mit -Flüssigkeit gefüllt werden, um die Menge der vom Gerät geförderten Flüssigkeit su erhöhen, wodurch sein »^rirki«igsrrad verbessert wird,

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^!entsprechend besteht ein mehr spezielles Ziel dieser 2rfin-"ung darin, ein neuartiges hydraulisches. Gerät mit Dcppelläufer vorzusehen, wobei mehrere Plüssigkeits-Arbeitskainmern vorgesehen "werden urne' worin die durch die 7dntrittsöffiiuiig des Gerätes einströmende Flüssigkeit geteilt wird, um in axial entgegengesetzten Richtungen durch die Läuferelemeiite des Doppelläufers su strömen.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein neuartiges hydraulisches Gerät mit einem Paar mit Schaufeln versehener -Läufer vorEusehexi, die im Kinkel gegenseitig ν er--" setst angeordnet sind, um den Elüssigkeitseintritt und -austritt in ihrer Lage su den Läuferkammerii au versetzen., jjiceec *terl::r;al der vorliegenden I:rfindun_o ergibt kleinstr^ö^licacs Pulsieren der austretenden !Flüssigkeit sowie Gi^iC gleichmäßigere Yert.silung der an der., aus Läufer und bestehenden !Baugruppe angreifenden radialen Kräfte.

'»eitere Ziele dieser Erfindung gehen aus der Beschreibung is im Zusammenhang mit den beigefügten Ansprüchen und Zeichnungen hervor, wobei:

Pig. 1 ein Längsschnitt eines hydraulischen Gerätes ist, das diese Erfindung beinhaltet. .

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Die Figuren 2, 3, .4 und 5 sind Schnitte, die im wesentlichen den Achsen 2-2, 3-3» 4-4 und 5-5" der Figur "! ent sprechen.

Die Figur 6 ist eine Perspektive des in Fig. 1 dargestellten linken Läufers. ' ' -

Dme Figur 7 stellt eine linksseitige Ansicht des in Fig. 5 "

gezeigten Läufers dar. .

Me Figuren 8 und 9 stellen links- und rechtsseitige insichten des in Abbildung 1 ^'ssei^ten rechten Läufers Irr.

In d^n Zeichnungen- uai iiisbeson'lare in der '£iz· 1 locscichiiet die BesucKsahX ?O in allgemeinen ein hydraulisches Gerät, v.'elclies die Grundnätsc dieser liriinuun_;, beinhaltet \ιλ^ omv den ai "beiden Seiten offenen Gehäuse 22 von Ell^onieiii s^lindrischer Form besteht. l_iii Paar angeflanschter-, ' diametral ^e;jenüberstehe'ider Vorspränge 24 und 26 ragen vom. Gehr.uce.22 ontlaiir c. er geneinsamen Achse hervor, welche die CrehäuseliHrsc.chöe recV.tv.'ixikli;j schneidet. Die Yorcprünge 24 bsw. 26 bilden die üochdruck-FlÜBoiglieitsöffnun^ 2G und die Niederdruck-:?1-'ΐΞεχ^:Θίΐε-öffnung 30.

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Das Gehäuse 22 I₁St mit einer zylindrischen, glatrwanaigen, durchgehenden Bohrung 31 versehen, die an gegenüberliegenden Enden in arial ausgerichteten, bearbeiteten 3efestigungnflanschen 52 und 54 endet. Bin Paar vorder- und rückseitiger Lagernalter 36 und ?O v;erde;i Eiit den Schrauben 4-0 an aen Stirnflächen der Flansche 32 "bzw. 34 befestigt. J euer der Lagerhalter und 33 besteht aus einer. ring for ni;; en Platte mit einem ringförmigen Ansatz A-C, der koaxial fest in eier Bohrung. 31 sitzt.

un? reiter"r;it Ueza-; auf 7±ς. 1: üio Iiagerhalter

llo^e:ide;i, bcarüeiteter. ΓΐΓ.-;-ίο--.ο:"_ -!-"."und /' ^ebil-ic". Ms Ablichte¹ cc::el 4o hzv:. $0 v/erder. durch die £cbrau.bcn 52 an den 3tir^iEeite:i eier Plansche -"-- uncl 'S befestigt. Der Deckel 43 i?t mit e/.nen rinjfb'migen jlnssts 34 verE3he_-, ?.or fer-t' in einer glatt^andigen, durch die Lagerhalter 56 fü.hro:rren Bohrung 55 !ioa:iial cngeordnet ist.. Der Declrel 3ⁿ besitzt ei-icn ringförmigen Ansät:: 5-» der fest in einer sylindrischeia, glattwaiidigen, durch den Lagerhalter %' führenden Hohrung CO koaxial angeorcl.iet ict.- Jie 3o\'.r\iA_: -S-i yl und GO verlaufen achf;enparallf;l mit der Zchrua ; 31.

Ii ■·■' - : 1D934 2/D2 8S

SAD ORIGINAL

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3iii In einer Ifut ,sitzender, -vom. Deckel /:S gehaltener elastischer O-Sing wird gegen die Stirnfläche" des !Flanschs 44 gepresst und bildet so eine ringförmige, flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen den Berührungsflächen des Deckels 43 und des-"!Lagerhalters" 36".

Der Deckel 50 enthält ebenfalls einen elastischen 0-HIng βϋ, der gegen die Stirnfläche des !Flansches 46 gepresst wird, um damit eine riiigf örnlge, fliissigkeltsdlehte Abdichtung su bilden..

üli'i elastischer, in eine:·: I7ut r-itζoiiäer C-JlIn^-" C": >Ι1λοϊ eiiie ringförmige, iliissigkeitscLI elite Abdichtung E'.jischen den Eenrhzcungsflächen des Lagerhalters 36 und der Stirnseite des !Flansches 32 an Gehäuse 22. G-leicheri"-:n?»cn bildet ein elastischer, in einer IVut sitzende:: ■ C-iiing 66 eiiie flLissigkeitsdichte. Abdichtung swiachen den Berührungsflächen des Lagerhalters 33 und des Flansches 34.

Vie It erb in ist in der Abbildung 1 eine energieübertragende !felle 70 dargestellt, die koaxial durch das Gehäuse 22, .die Bohrungen 56 und 60 und die achsenparallel durch die zu den Sndv.'änden der Deckel 43 bs"·?. 50 angeordneten

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BAD OBlGlNAt.

Bohrungen 72 und 74 verläuft. Die Welle 70 ist in den Wälzlagern 76 und 78 drehbar gelagert. Die äußeren Lauf ringe der Wälzlager 76 bzw. 78 sind mit Eresspassung in den Bohrungen 56 und 60 eingesetzt.

Weiterhin ist in ά-er Pig, 1 eine aus einer Wellendichtung und einem Lagerhaltering bestehende Baugruppe 80 dargestellt, die koaxial auf der Welle 70 im Deckel 48 befestigt ist.'Die Baugruppe 30 ist entsprechend konstruiert* um- eine fllissigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Deckel 48 und dem Umfang der Welle 70 zu bilden. Der innere Laufring des Lagers 76 ist in axialer Richtung zwischen einem ringförmigen, an der Welle 70 angegossenen Anaatz 82 und einer Lagerhaltenutter 84, die ein Seil der Baugruppe 80 ist, angeordnet. Die Haltemutter ist auf ein Zwischenstück der Welle 70 in axialer. Richtung neben dem Lager 76 aufgeschraubt. Der Außenring des Lagers 76 ist in axialer Richtung zwischen dem Ansatz 54 und einer ringförmigen Lagerhalterung 85 angeordnet. Die Halterung 35 ist am Lagerhalter 36 durch die Schrauben 85a -befestigt.

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Die aus einer Wellendichtung und Lagerhaltung 86 be-, stehende, auf dem gegenüberliegenden Ende der durch den Deckel 50 führenden Welle 70 angeordnete Baugruppe ist ebenso konstruiert wie die Baugruppe SQ.Die Lagerhaltemutter der Baugruppe 86 ist unter der Zahl 88 dargestellt und ist auf die Welle 70 in axialer Eichtung neben dem Lager 78 aufgeschraubt. Me Baugruppe 86 ' -| bildet eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Umfang der Welle 70 und dem Deckel 50. Der Außenring, des Lagers 78 ist in "axialer Richtung zwischen der Haltemutter 88 und einer Buchse 90 angeordnet, die auf der Welle 70 angebracht ist.

Gemäß dieser Erfindung besteht die-im Gehäuse 22 angeordnete Doppelläufer-Baugruppe 90 aus einem Paar mit Schaufeln versehener Läufer 92 und'94. Die Läufer -. j 92 und 94 sind in axialem Abstand auf der Welle 70 angebracht und liegen der senkrecht dazu verlaufenden gemeinsamen Achse der Öffnungen 28 im.ä 30 in gleichem Abstand gegenüber. Die Läufer 92 und 94 sind mit den in ITuten;sitzenden ledern 9& bzw. 98 (siehe !figuren 2 und 4) ar|if der Welle 70 unverruckba,r befestigt*

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Wie in den Abbildungen 2 und 3 dargestellt,ist der Läufer 92 mit einem integralen zylindrischen liabenteil 100 und einem Paar gegenüberstehender Schaufeln 102 und 104 ausgeführt, die sich vom labenteil 100 in radialer Richtung erstrecken. Das ITabenteil 100 nimmt koaxial die tfelle 70 auf und ist mit einer nach innen liegenden Läiigs - nut versehen, worin die Feder 96 sitzt.

Der Läufer 94? am besten in den Piguren 4 und 5 dargestellt, ist eine spiegelbildliche Konstruktion des Läufers 92. Dementsprechend wurden gleiche Bezugszahlen mit dem nachgestellten Buchstaben a zur Identifizierung der Seile des Läufers 94- verwendet. ¥ie dargestellt, nimmt da.s Babenteil 10Oa die "vfelle 70 auf und ist mit einer nach innen liegenden Läiigsnut versehen, \ worin -die ]?eder 93 sitzt.

Nunmehr ?;ird wieder auf die Pig. 1 Bezug genommen. Der Läufer 92 ist in axialer Pachtung, zwischen einem . Paar Buchsen 110 und 112 angeordnet, die auf der ¥elle 70 koaxial angebracht sind. Der Läufer 94 ist in axialer Eichtuiig zv/ischen der Buchse 110 und einer

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ringförmigen Schulter 114 angeordnet, die aus einem radialen, .abgestuften Sück der ¥elle 70 besteht·. Die Buchse 110 erstreckt sich in axialer Richtung zwischen den Läufern 92 und 94 und stoßt an gegenüberliegenden Enden gegen die Ifabenteile 100 und TOOa. Die 'Buchse .ist in axialer Richtung zwischen !Tab en teil 100 und einem auf der Welle 70 unverrückbar befestigten ■ Zahnrad 116 angeordnet. Das Zahnrad 116 bildet einen Teil eines Zahnradgetriebes für eine Gegen-Schaufelgruppe 11-3, die später im einzelnen be schrieb en wird. Dar. Zahnrad 116 ist in axialer Richtung zwischen den■ Buchsen 90 und 112 angeordnet.

Viie'in den Uiguren 1-5 dargestellt, sitzt ein Schaufelgehäuse 130, bestehend aus einem Paar in axialer Richtung getrennter SchaiAfelgehäuse 131 und sowie einem Abstandstuck.133 koaxial in der Bohrung und ist zwischen den entgegengesetzten Enden der ,Ansätze 42 an den Lagerhaltern 36 und 33 angeordnet. '. Die Schaufelgehäuse 131 und 132 sowie das Abstandstüclr

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133 sind in der Bohrung 31 axial ausgerichtet und
sind mit Maschinenschrauben 136 als Einheit fest miteinander verschra,ubt. Das Abstand stück 133 ist axial zwischen den Schaufelgehäusen 131 und 132festgeklemmt, " ' umd die Gehäuse" 131 und 132 gegen die Ansätze 42 des .Lagerhalter 36 beziehungsweise.38 zu halten. Der
Umfang der aus -den Schaufelgehäusen 131 und 132
sov;ie dem Ab stand stück 133 bestehenden Baugruppe ist zylindrisch glatt und von gleichmäBigem Durchmesser,

damit sie in die Bohrung 31 paßt. Die Gehäuse 131
und 132 ..sind an ihren im Bereich d.es Abstandstückes 133 liegenden Enden mit zylindrischen, glattwandigen Bohrungen 138 und 139 mit gleichmäßigem Durchmesser
versehen. Die.Bohrungen 138 und 139 verlaufen koaxial mit der. Bohrung 31 und nehmen die Läufer 92 und 94
koaxial auf. Die Enden der Schaufeln an den Läufern 92 und 94 sind gekrümmt, damit sie in die Bohrungen
138 und 139 mit Laufsitz passen, um so den ITüssigkeitsverlust an den Läuferschaufeln kleinstmöglich
su halten und um gleichzeitig ein ungehindertes Drehen der Läufer zu ermöglichen.

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BAD

Wie aus den geichnugen 2 und 3 hervorgeht, weist das S chaufel gehäuse 131 vier im' gleichen Winkelabstaad angeordnete zylindrische Aussparungen 142 auf, die sich nach innen in die Bohrungen 138 radial öffnen* Gemäß-Figur 4 weist das Schaufelgetiäuse 132 ebenfalls vier in gleichem ¥inkelabstan.d angeordnete zylindrische Aussparungen 144 auf, die sich nach innen in die Bohrung 159 radial öffnen und die axial iäit den Aussp^ungen ausgerichtet sind» .Die Anssparungen 142 und 144 weisen Tsreissegmentförmige Querschnitte gleichmäßigen Durchmessers auf» deren Umfangsausdehnung etwas gro'Ser als 1800 ist» Das Abstandstücls: 133 ist mit vier in gleichem Winlrelabstand angeordneten, durchgehenden Bohrungen; 146 versehen (eine davon ist in der: Abbildung 1 dargestellt), welche mit den Eängsachsea der Aus* ■ sparungen 142 und 144 ausgerichtet sind.. '

Die Baugruppe .118 besteht aus einer Reihe von vier Dr eh schaufeln 150,- 151, 152 und 153? von denen 3 ede in aufeinander ausgerichteten Aussparungspaaren 142. und 144 sitzt. Die Schaufeln 150-153 bestehen jeweils aus zylindrischen Profilen 156 (siehe Pi£ur"1) gleichmäßigen Durchmessei^ die sich koaxial durch die Bohrungen .145 erstrecken und darin in den G-leitlagerns 15S gelagert

ORlGiNAL

Wie in Eigur 1 dargestellt, sind die Schaufeln 150 153 jeweils mit zylindrischen Sndteilen 160 versehen, . die in asiäler Richtung hinter dem läufer 92 angeordnet sind. Die \3ndteile 150 sind in G-leitlagem 161 gelagert, die koaxial in'glatten sylindrisehen Bohk rangen 162 in Gehaufelgehäuse 131 angeordnet sind.

Die Schaufeln 150 - 153 sind jeweils mit Zwischenstücken 164 versehen, welche sich integral an die Eeile 156 und 160 anschließen und die in den Aussparungen- 142 in radiale Ausrichtung mit dem läufer 92 angeordnet sind. Entlang des ümfangs v;irlcen G-ehäuse 131 und Abstandstuck 133 smschen ■ jedem bens-chbarten Schaufelpaar 150 153 zusammen und b dl den so eine sich nach innen öffnende Aussparung 165 (siehe IPigur 1), die durch die ¥and der Bohrung 138 begrenzt ist und in welcher der läufer 92 mit engem laufsitz angeordnet ist.

¥ie i& den Abbildungen 2 und "3 dargestellt, sind die Seile 164- der Schaufeln 150 -· 153 ausgeschnitten und bilden so Aussparungen oder Waschen 166 mit .jeweils gewölbten 3ode:if lachen. Die Tor igen" Begrensuiigsflächen der -Zeile 154 '/eisen gleichnamigen Durchmesser auf

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BAD

und sind.zylindrisch glatt. Die Taschen 166 sind genügend tief, um ein radiales Spiel zwischen ihren Bodenflächen und den Außenenden der Lauferschaufein 102 und 104 zu ermöglichen.

Immer noch wird auf die Abbildung 1 Bezug genommen. Die vorderen Enden der -.Schaufeln 150 - 153 sind jeweils mit zylindrischen Teilen 170 gleichmäßigen Durch- i messers versehen, die in den Gleitlagern 172 gelagert sind..Die Gleitlager 172 liegen koaxial in Bohrungen mit gleichem Winkelabstand Ija Vorderteil des Schaufelgehäuses 132 in axialer Richtung hinter dem Läufer 94. Die Teile 170 sind mit den Teilen 156 durch die Zwischenstücke 176 integral verbunden, die in den Aussparungen 144 in radialer Ausrichtung mit dem Läufer^#94 liegen. Entlang des ümfangs wirken Gehäuse 132 und Abstandstück mit jedem benachbarten Paar von Teilen 176 zusammen und i bilden so eine sich nach innen öffnende Aussparung 177 (siehe Fig.1), die äurch die Wand der Bohrung 139 begrenzt % ist und in welcher der Läufer 94 mit engem Laufsitz angeordnet ist.

Wie am besten in den Pig.4 und 5 dargestellt, sind die Teile 176 jeweils ausgeschnitten und bilden so die Aussparungen oder Taschen 178. Jede der Taschen 178 -weist eine gewölbte Bodenfläche auf ist genügend tief, um einen freien Raum zwischen den Enden der Läuferachaufein 102a und 104a zu belassen. Die übrige Begrenzungsfläche jedes Teils 176 ist zylindrisch und hat gleich-

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BADORtGtNAL

mäßigen Durchmesser,damit sie.Lin die dazugehörige Aussparung 144 passt.

In jeder der Schaufeln 150-153 sind die Taschen 166 im Winkel von 45 Grad gegenüber den Taschen 178 versetzt, um die läufer 92 und 94 aufzunehmen, die gegenseitig im Winkel von 45 Grad versetzt sind. Der Zweck der winkelmässigen Versetzung der Läufer 92 und 94 wird an späterer Stelle erklärt.

Wie in. Abbildung 1 dargestellt, steht das Zahnrad ständig mit den in gleicheTa Winkelabstand anseordneten Ritzeln 180 in Eingriff, die jeweils starr mit den Schaufeln 150-153 verbunden sind. Die Schaufeln 150-153. drehen sich somit in seitlicher Abstimmung mit den Läufern 92 und 94, wobei die Taschen 166 und 168 eine kontinuierliche, ungehinderte Drehung der Läufer 92 bzw. 94 ermöglichen»

Wird das mit Doppelläufer versehene hydraulische Gerät gemäß dieser Erfindung als_£umpe betrieben, wird die Öffnung 30 an eine geeignete Flüssigkeitsquelle angeschlossen, die öffnung 28 wird an eine Abflußleitung angeschlossen, und die Welle 70 wird an einen geeigneten Antrieb angeschlossen, um die Läufer 92 und 94 nach links zu drehen (bei Draufblick auf die Abbildungen 2 und 5). Die durch die öffnung 30 eintretende Flüssigkeit wird in der Mitte geteilt und strömt

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in praktisch auseinandergehenden Sichtungen durch die bei 184· und 186 in Abbildung 1 dargestellten Kanäle· Die Kanäle 184 bzw. 186 erstrecken, sich durch, die Schaufelgehäuse und enden neben den sich axial * . gegentlberliegenden Stirnseiten der läufer 92 bzw»'94. ·

Das innere Ende des Kanals 184 steht in Verbindung mit

einem Paar gewölbter, diametral gegenüberliegender |

■"Λ..--". . - ' ™ Öffnungen 188 uni 190 (siehe Abbildungen3 und 6} in

der Läufernabe 100 und weisen in axialer Richtung zum ■ -" rückwärtigen Ende der Welle 70. Wieam besten aus Abbildung β ersichtlich, verbindet ein durch die Habe 100 und die iäuf erschaufei verlauf ender schräger Kanal 192 die Öffnung 188 mit der Öffatmg 194» Ei© -Öffnung 194 beftedeif sich in der leitettfläclie der I»ät|fer* _; schaufel 102 und öffnet si oh entlang de;s Iftafaiiga in, .

den BohrungsafaüBi zwischen den Schaufel» 102 und 104«

Wie in den^ Abbildungen 6 und i aargestellt verbindet ein zweiter, durch die Habe 100 und die Eäuferschaufei 104 verlaufender schräger Kanal 196 die Öffnung 190 mit einer anderen Seitenöffnung 198. Die öffnung 198 befindet sich in der Seite der läufei'oehaufel 104, deren Umfang in die entgegengesetzte Sichtung wie die Lauferschaufe!-Seitenfläche mit der Öffnung 194

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BAD

.■■■■'-- 18 -

¥ie am "besten aus der Abbildung 6 ersichtlich ist, verlaufen die Kanäle 192 und 196 in praktisch entgegengesetzten Eichtungen und diagonal zu den Schaufeln 102 und 104. Hex durch den Kanal 184- fließende Flüssigkeitsstrom wird dadurch geteilt und läuft gleichzeitig durch die Kanäle 192 und 196 und tritt in den Arbeitsraum des -Läufers" in-einer später noOh ausführlicher beschriebenen Art und Weise ein.

Damit die' Flüssigkeit in den von der Bahrung 138 begrenzten Arbeitsraum des Käufers gelangen kann> sind in den sich umfangsmäßig gegenüberliegenden Seiten der/ Läufersohaufeln 102 und 104 ein Paar Öffnungen 200 bgw« 202 vorgesehen (siehe Abbildungen 6 und 7)«

lim diagonal durch die £äuferschaufei 102 und $abe tOO verlauf endet Kanal 206 verbindet die öffnung 200 mii einer bogenförmigen Öffnung 208 (siehe Abbildung 2), die in der Habe 100 vorgesehen ist. Bin gleicher durch die Lauferschaufel 104 und Kabe 100 verlaufender Kanal 209 (Abbildung 2) verbindet die Öffnung 202 mit einer bogenförmigen öffnung 210 (Abbildung 2). Die ;' öffnung 210 befindet sich in der ITabe gegenüber der Öffnung

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SAD OR(GJMAi,

Der Läufer-94, der eine. spiegelbildliche Ausführung ■ des Läufers 92 darstellt, ist mit den gleichen Kanälen und Öffnungen wie soeben für" den Läufer 92 beschrieben versehen. Dementsprechend .wurden gleiche Zahlen mit dem nachgestellten Buchstaben a zur Benennung der entsprechenden öffnungen und Kanäle im Läufer gemäß der Abbildungen 4» 5» 8 und 9 verwendet, Die Öffnungen 208a und 210a liegen gegenüber dem Läufer 92, und die Öff- a

nungen 18Sa und 19Oa weisen in die entgegengesetzte Richtung zum vorderen Ende der Welle 70.

Die öffnungen 2ⁿ8, 210, .208a und 210a sind nach einer Ringkammer 212 (siehe Abbildung l) hin offen, welche.

die Buchse 110 zwischen den Läufern 92 und 94 umgibt. ■

Die Kammer 212 ist mit der Öffnung 28 durch Ümfangskanäle im Gehäuse 22 verbunden, was in der Abbildimg 1 bei dargestellt ist.

\ ■ Λ

Wenn ein hydraulisches Gerät mit Doppelläufer gemäßdieser Erfindung als Pumpe betrieben wird, wird die durch die Öffnung 30 eintretende Flüssigkeit wie bereits erwähnt in zwei Ströme geteilt, die in praktisch entgegengesetzten Richtungen durch die Kanäle 184 und 186 fließen. Die durch den Kanal 184 strömende Flüssigkeit wird umgekehrt, um in axialer Richtung durch die Öffnungen 188 und 190 im Läufer 92 zu fließen, aieichzeitig wird die

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BAD ORIGINAL _/on

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durch den Kanal 186 strömende Flüssigkeit umgelenkt,, um. in axial entgegengesetzter Sichtung durch die Öffnungen 183a und 190a im Laufer 94 zu fließen.

Bei der in Abbildung 2 dargestellten Stellung des Läufers strömt ,die durch die Öffnung 188 eintretende Flüssigkeit- durch den Kanal 192 und in den Raum, der iia Usafang zwischen Läuferschaufel 102 und Schaufel 151 liegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Gehaufel 151 so gedreht, daß der Flüssigkeitsstrom in die Ringkammer zwischen Schaufel 151 und Lauferschaufel 104 blockiert ist. Die Schaufel ist in eine Stellung gedreht, bei der ihre Tasche 166 nach innen weist, wodurch die Läuferschaufel 102 vorbei passieren kann. Zur gleichen Zeit, wenn Flüssigkeit durch den Kanal 192 fließt, strömt die durch die Öffnung 190 eintretende Flüssigkeit durch den Kanal 196 und in den sich erweiternden Kammerraum am Umfang zwischen Läuferschaufel 104 und Gegenschaufel

Bei Drehung der Läuferschaufel 102 nach links an der Gegsnschaufel 150 vorbei niiaut letztere eine Stellung din, die ein Entweichen der zwischen ihr und der Gegenschaufel 151 befindlichen Flüssigkeit verhindert. Jetzt beginnt Flüssigkeit aus dem Kanal 188 in den sich vergrössernden Kammerraum zwischen Läuferschaufel 102 und Gegenschaufel 150 einzudringen. Gleichzeitig bewegt sich die Läuferschaufel 104 an der Schaufel 152

1Λ984 2/0286 bad or,_SINAi.

vorbei und Flüssigkeit aus der Öffnung 190 beginnt in den sich vergrößernden Kammerraum zwischen Lauf erschaufei und Schaufel 152 einzudringen. Auf diese Art und Veise füllt die in den Läufer 92 durch,die Sff-.wangen 188 und 190 gelangende Flüssigkeit die diametral gegenüberliegenden Kammerräume zwischen den Schaufeln 150-153» sobald sieh diese Räume durch die Linksdrehung des Laufera 92 erweitern*. Somit werden die Kammer- |

rftume vor jeder der Lauferschaufein 102 und 104 mit eintretender Flüssigkeit gefüllt.

Wenn stell El0ö der Säufer 92 über die in Abbildung 2 dsiigeeteilte Stellung weiter bewegt_f verkleinert die

tO2 den y03? ihr liegenden Kammerraum* drückt $e*?ia befindliche Ifieder druckflüssigkeit zusammen,

sie durch die öffnung 200 und den Kanal 206 in die Kammer. 212 zu strömen gezwungen i,st# Sieichjseitig wird die in dem sich verkleinernden Kamnierraum zwischen lauferschaufei 104 und Gegenschaufel 151 befindliche flüssigkeit zusamiaengedrückt und strömt durch die öffnung 202.

Die Arbeitsweise des Läufers 94 im Zusammenwirken mit den Gregenscliaufeln 150-155 ist &i-^e gleiche wie vorstehend für den läufer 92 beschrieben;

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Die aus den Kanälen 208, 210, 208a und 210a in die Kammer 212 einströmende Flüssigkeit fließt durch, die Kanäle 2t4 und fließt durch die öffnung 26 ab.

Man erkennt, daß das hydraulische Gerät mit Doppelläufer gemäß dieser Erfindimg auch, als Motor "betrieben werden kann, wenn man die öffnung 28 an eine unter hohem Druck stehende ?lüSöigkeitsq[uelle und die Öffnung 30 an eine Abflußleitung anschließt. Die durch die öffnung 28 eintretende Hochdruck-Flüssigkeit strömt in die Kammer 212. Darin wird sie geteilt und fließt in axial entgegengesetzten Richtungen durch, die öffnungen 208 und 210 im Läufer 92 und durch die Öffnungen 208a und 210a im läufer 94-.

Im Läufer 92 atrömt die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit durch die Kanäle 206 und 209 sowie durch die öffnungen 200 und 202, wodurch der Läufer 92 nach rechts von der Abbildung 2 aus gesehen gedreht wird.' Bei der in Abbildung 2 dargestellten Stellung des Läufers 92 ist Hoehdruck-Flliseigkeit in den Kamaerraum awicchen den Lauferaehaufein 102 und den Gegenschaufeln 153 eingetreten und expandiert. Die weitere Drehung ₄des Läufers 92 nach r-chts vorbei an der Gegenschaufel 150 gestattet es äer Kochlruck-jflüosigkeit, in den Ka~.r.3Tr-U^ sv/ischen Lüufersclisufel 102 und Gegenschaufel 150 Jinsutreten» Bei Yorbei^ang jeder Läufe rs chiuif el an einer dar Ge-'^^ci^ufeln 150-153 füllt sici. also der

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Kammerraum mit Hochdruck-Pittssigkeit und expandiert. Bei der in Abbildung 2 dargestellten Stellung der Teile füllt sich der Kammerraum zwischen den lauferschaufeln 102 und den Gegeneohaufeln 151 sowie zwischen den Läuferschaufeln 104 und den Gegenechaufeln 153 mit entspannter Flüssigkeit in Vorbereitung zum Abfluß.

Bei \tfeiterer Drehung des Läufers nach rechts tritt die im Kammerraum zwischen den Schaufeln 102 und 151 befindliche: -Flüssigkeit in die Öffnung 194 ein und strömt durch den Kanal 192 in den Kanal 134. Ia gleicher Weise tritt die im Kammerraum zwischen den Schaufeln 104 und 153 befindliche Flüssigkeit in die Öffnung 198 ein und strömt durch den Kanal 196 zum Kanal 184. Auf diese Art und Weise verkleinert sich die Kammerräume vor den Läuferschaufein, um Flüssigkeit ausströmen zu lassen, während die hinter den Lauferschaufeln liegenden · Kammerräume von der Hochdruck-Flüssigkeit vergrößert werden. Die Wirkungsweise des Läufers 94 ist die gleiche.

Wenn das hydraulische Gerät als Motor verwendet "wird, kann die Welle 70 an eine Arbeitsmaschine zur Erbringung von Hutzleistung angeschlossen werden.

Aus dem vorstehend Gesagten geht hervor: Wenn das hydraulische Gerät als Motor verwendet wird, strömt die Hochdruck-Flüssigkeit in Kammer 212 in axial entgegengesetzten Richtungen in die Läufer 92 und 94, und die.entspannte Flüssigkeit verläßt die Läufer 92 und 94 in axial entgegen-

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gesetzten Richtungen. Wenn das hydraulische Gerät als ru2üTie verwendet wird, tritt Flüssigkeit mit niedrigem Druck in die Läufer 92 und 94 in axial entgegengesetzten Richtungen ein und verläßt die Läufer 92 und 94 in axial entgegengesetzten Richtungen.

Als Ergebnis dessen wird ein dynamisches axiales Öleichgewicht erzielt, um die axialen Lagertelastungen aufgrund des Drucks der durch das Gerät strömenden Flüssigkeit iii wesentlichen auszuschalten*

Die winkelmäßige Versetzung der Läufer 92 und 94 versetzt den Flüseigkeits-Eintritt und -Austritt in Bezug auf die Läufer. Dies reduziert Pulsationen in der austretenden Flüssigkeit auf ein Minimum und verteilt die an der aus Doppelläufer und Welle bestehenden Baugruppe angreifenden radialen Belastungen gleichmäßiger.

Durch die Anwendung von awei Läufern besitzt das hydraulische Gerät dieser Erfindung eine höhere Leistung verglichen mit einem herkömmlichen hydraulischen Gerät mit nur einem Läufer und einem Lauferarbeitsräum gleichen Volumens wie die zwei Arbeitsräume um die Läufer 92 und 94. Dies ist das Ergebnis der Verrinergung der Grosse jedes Läuferkanuiier-Arbeitsraum um sicherzustellen, daß jeder Arbeitsraum vollständig mit Flüssigkeit

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gefüllt ViircU «iemi ein^: einzelner Lauf er-Ariseitsrauia von. doppelten Yoluiian ;jeder der ^rbei-tsräuae um die Läufer 92 und 94- verwandet \vird v;ie In Laricömialichen G-sräter., v/irl er mö^liQlierweise ir, dem für-den, . Ansau^takt zur 7erfü_oun£: eteiienden begrsiiZiien Zeitraun nicLt vollständig gefüllt, Soilt nütst die Doppelläufereiiirioiitung dieser Erfindung die eingegebene Leistung "besser aus. /

Patentanspr'-cLe:

_BAD

Claims

Patentansprüche:

χ\ Mn hydraulisches Sotationsgerä-c bestehend aus einem G-ehäuse mit Hoch- und ITiederdruck-Cf fnungen für Flüssigkeiten als Eintritts- und Austrittskanäle für Flüssigkeiten, einer kraftübertragenden Läufereinrichtung, welche in ier genannten Kammer drehbar gelagert ist, Vorrichtungen, die mit der genannten Läufereinrichtung zusammenwirken, um abwechselnd sich vergrößernde und verkleinernde Kammern herzustellen sowie Vorrichtungen, welche die genannten Kararasrri Kit den erwähnten Öffnungen so verbinden» daß eine kontinuierliche !Flüssigkeitsströmung von einer öffnung zur anderen stattfinden kann, wobei die zuletzt genannten Vorrichtungen Mittel zur iellung der durch eine der beiden öffnungen eintretenden Flüssigkeit enthält, und Vorrichtungen, welche die geteilten Flüssigkeitsströme in entgegengesetzten Eichtungen 30 durofc die erwähnte üäufereinriehtung leiten, daß die auf die genannte Läufereinrichtung wirkenden, axial gerichteten S¹IUssigkeitskräftö im- wesentlichen ausgeglichen sind,

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7 - 27 -

2. Ein hydraulisches Rotationsgerät bestellend aus einem mit ITlüssigkeitseintritts- und Austrittsöffnungen versehenem Gehäuse, einem Paar axial ausgerichteter Läufer, die zu gemeinsamer Drehbewegung im genannten Gehäuse drehbar gelagert sind, Vorrichtungen, die mit federn der genannten Läufer zusammenwirken, um abwechselnd sich vergrößernde und verkleinernde Arbeit skamcierη herzustellen, Durchlässe im besagten | Gehäuse und in den erwähnten Läufern, welche die besagten, sieh vergrößernden und verkleinernden Kammern nit den genannten Eintritts- und Austrittsöffnungen so verbinden, daß !Flüssigkeit von der genannten Eintrittscfinung kontinuierlicli zur genannten Austrittsöffnung fließen kann und welche die durch dag besagte Gehäuse fließende Flüssigkeit so leiten, daß die auf die genannte', aus Läufern bestehende Baugruppe wirkenden ITüssigkeitskräfte im wesentlichen gleich groß sind und umgekehrte Vorzeichen hatien«.

Das in Anspruch 2 definierte hydraulische pLot gerät, wor'n die genannten Durchlaßvorrichxungen die Fl^:üssi_fakeit durch die genannten Läufer in axial entgegengesetzten Hichtungen lenken.

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4. Das in Anspruch 2 definierte hydraulische Rotationsgerät, worin die genannten Vorrichtungen zur Herstellung ..-'.— genannter Kammern aus Schaufeln an den genannten Läufern bestehen, wobei die Schaufeln an einem der genannten

Läuder winkelmäßig gegenüber den Schaufeln am anderen genannten läufer durch einen vorher bestimmten Winkel versetzt sind, damit die Vergrößerung und Verkleinerung ™ der Kammern an einem Läufer der Vergrößerung und Verkleinerung der Kammern am anderen der genannten Läufer nach» eilt.

5. Das in .Anspruch 2 definierte hydraulische Eotationsgerät, ^ worin die genannten Lauf er im wesentlichen gleicher Konstruktion;, und spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. ^: /

6. Das in Ansprueh 2 definierte hydraulische Rotationsgerät,

\, , worin die genannten Durchlässe einen G-ehäuse-StrömungskanaX umfassen, der mit einer der genannten Öffnungen verbunden iüt und sich in einem Bereich l;i axialer Richtung zwischen -Ie-. genannten Läufern erstreckt; die ersten Durchlässe in den genannten Läufern führen, in den genannten Kanal an axial

Stirnflächen besagter Läufer; die zweiten

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BAD

Durchlässe verlaufen durch die genannten laufer und enden ο iff en auf axial gegenüberliegenden Stirnseiten besagte:? läufer, und geteilte Kanalvorrichtungen zur Herstellung einer StrÖmungs^erbindung zwischen der genannten anderen Öffnung und besagtem zweiten Durchlaß, wo isle an gegenüberliegenden Stirnseiten besagter läufer cjffen enden, wobei die genannten Vorrichtungen eine Vergrößerung und Verkleinerung besagter Kammern ermöglichen und so wirken, daß sie die genannten

ernten uiid zweiten Durchlässe periodisch mit den

Ulic

genanntejn Kammern verbinden.

Das in iirispruoh 2 definierte hydraulische Rßtätions-

..■■■■-■ ι .-

gepätj t)0Bt;ebend aiis einer die genannten lauf er tragendein Wellen die an gegenüberliegeiiden Enden des genannten

drehbar gelagert ist.

Das in .Anspruch 7 definierte hydraulische Rotations-

worin die genannten Vorri

chtungen zur Bildung

der. erwähnten Kammern aus mehreren, an den läufern angebrachten, am Umfang einen Abstand voneinander aufwöisendep. Schaufeln bestehen, die sich mit den Läufern in. einem! ringförmigen ArbeitsrEum bewegen können, der

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von jedem läufer und der Innenfläche besagten Gehäuses begrenzt ist; aus mehreren, für beide Läufer gemeinsamen Läufer-Gegengliedern, die in besagtem Gehäuse drehbar gelagert sind, die im wesentlichen parallel zur Läufer-Rotationsachse verlaufen sowie aus Antriebsvorrichtung, mit welcher die genannte Welle mit *-- den genannten Läufer-Gegengiiedern verbunden ist, um die genannten Glieder periodisch in- jeden Arbeitsraum bei engem Spiel mit den genannten Läufern sowie aus ■ . jedem Arbeitsraum zu bewegen, um den Durchgang besagter \ Schaufeln zu ermöglichen.

9. Das in Anspruch 8 definierte hydraulische Rotationsgerät, woriln die Schaufeln an jedem Läufer auf dia

metral gegenüberliegenden Seiten de' angeordnet

Lauferumfanges

sind, wobei dda Schaufeln eines Läufers in

Bezug auf c ie Schaufeln am anderen der genannten Läufer winkelmäßig versetzt angeordnet sind, damit die Vergrößerung und Verkleinerung der Kammern an "einem Läufer der Vergrößerung und Verkleinerung der Kammern am anderen Läufer nacheilt.

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10. Ein hydraulisches Sotationsgerät bestellend aus einem Gehäuse mit Flüssigkeitseintritts- und Austrittsöffnun_;en, einer Doppelliiuf er-Baugruppe, die im genannten Gehäuse drehbar .gelagert und mit einem Paar mit Sch&ttfein versehenen Läufern ausgestattet ist, Vorrichtungen, die mit den genannten Lauf ent und dem genannten Gehäuse zusammenwirken, um abwechselnd sick vergrößernde und 'verkleinernde Kammern abzugrenzen und Vorrichtungen-ein- ' - m schließlich Bure kills sen in genannten Läufern zur Verbindung der sicii vergrößernden "Kammern E,it genannter iSintrittsÖffnung und der sich ver-kleinernden Kaisern mit genannter ^ustrittsöffnung, dainit die flüssigkeit-im. wesentlichen kontinuierlich .d-urdh besagtes Gehäiase von der genannten Eintrittεöffnung zur genannten Austrittsöffnung fließen-kann«

11« Das in Anspruch 10 definierte hydraulische Eotations-_Derät, worin die genannte Vorrichtung' äua Zusammen- ί vrivken mit den genanntem'Läufern beiden der Läufer geneinsau ist.

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12. Das in Anspruch 10 definierte hydraulische Rotations-'' gerät bestehend aus einer die genannten Läufer tragen*· den Welle sowie Lagerungen an gegenüberliegenden Seiten ' der Läuferbaugruppe zur drehbaren Lagerung besagter Welle in dem genannten Gehäuse« ,' , ■{-"

13· Das in Anspruch 10 definierte hydraulische Rotationsgerät, worin die genannten Läufer mit dem Inneren des Gehäuses axial getrennte ringförmige Arbeitsräume bilden und worin die genannten Vorrichtungen zum-Zusammenwirken mit den genannten Läufern aus mehreren, für die genannten Läufer gemeinsamen Läufer-Gegengliedern bestehen, die im genannten Gehäuse um Achsen drehbar gelagert sind, die mit der Rotationsachse besagter Läuferbaugruppe parallel verlaufen, sowie Vorrichtungen sum . · Drehen genannter Gegenglieder in zeitlieher Abstimmung■ ' mit besagter Läuferbaugruppe, um die genannten Gegen- ■ glieder in die genannten Arbeitsräume bei engen !Polerana en .mit den erwähnten Läufern sowie aus den besagten Arbeitsräumen zu bewegen, damit ein Durchgang der Schaufeln an den genannten Läufern möglich ist.

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