Vorrichtung zur Energieumwandlung mittels eines sie durchströmenden gasförmiw oder flüssigen Mediums Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung der durch das Hauptpatent Nr. 327072 geschützten Vorrichtung. Diese Vorrichtung, meist als Verdrän- gerpumpe verwendet, enthält eine elastisch verform bare, einen Arbeitsraum abschliessende Membran, auf welche Wälzkörper einwirken, die den durch eine speziell profilierte Rinne gebildeten Arbeitsraum an der jeweiligen Wälzstelle unterteilen.
Der Querschnitt des Arbeitsraumes wird also während des Betriebes verändert, und zwar wird bei Pumpen der Raum hin ter den einzelnen abrollenden Wälzkörpern, also auf der Saugseite, durch die elastische Rückfederung des elastischen Mittels vergrössert, vor den abrollenden Wälzkörpern dagegen verkleinert.
Im Hauptpatent sind Beispiele beschrieben, bei denen die Membran an allen Stellen gleich dick ist und sich in einer senkrecht zur umlaufenden Welle liegenden Ebene erstreckt, solange noch keine Wälz- körper auf sie einwirken.
Die durch das Hauptpatent geschützte Vorrich tung hat sich bewährt. Man kann diese Vorrichtung jedoch erheblich verbessern, wenn man erfindungs gemäss die elastisch verformbare Membran in dem Bereich, in dem die Wälzkörper auf sie einwirken, dicker gestaltet als an andern Stellen. So kann man die Membran beispielsweise im Bereich der Wälz- körpereinwirkung an der dem Wälzkörper zugewand ten Seite im Querschnitt gesehen etwa kreisbogen förmig wölben, während die dem Arbeitsraum zuge wandte Seite, ebenfalls im Querschnitt gesehen, im we sentlichen gerade sein kann. Dadurch wird erreicht, dass die Reibung zwischen den Wälzkörpern und der Membran verringert wird und diese schneller in seine Ursprungslage zurückkehrt.
Zur Erhöhung dieser Wirkungen empfiehlt es sich, den von den Wälzkörpern beeinflussten Bereich der Membran vorzuspannen. Die Vorspannung erfolgt zweckmässigerweise in radialer Richtung.
Besonders zweckmässig ist es, den von den Wälz- körpern beeinflussten Teil der Membran nicht in eine Einspannebene der Membran zu legen; so kann dieser Teil zu der oder den Einspannebenen parallel liegen oder zu den Einspannebenen unter einem Winkel verlaufen.
Während die die Membran gegen über dem Gehäuse festlegenden Mittel bei dem im genannten Hauptpatent veranschaulichten Vorrich- tungen aus mehreren ebenen Ringscheiben bestan den, werden solche Mittel im vorliegenden Falle zweckmässig mit Ansätzen versehen, die sich in einer zur Scheibenebene senkrechten Richtung erstrecken. Die Membrananliegefläche der Ansätze wird zweck mässigerweise abgerundet gestaltet. Man kann darüber hinaus an den Ansätzen der Scheiben vier Anlage flächen für den die Wälzkörper führenden Käfig vorsehen und auch durch entsprechende Gestaltung der Ansätze dafür sorgen, dass die Membran bei über druck im Arbeitsraum nicht unerwünscht ausbeult.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Einrichtung gemäss der Erfindung, deren elastisch verformbare Membran so verformt ist, dass ihre eingespannten und ihre durch die Wälzkörper beeinflussten Teile in zwei zueinander parallelen Ebenen liegen, Fig.2 einen Schnitt durch ein weiteres Aus führungsbeispiel, dessen Membran so verformt ist, dass ihre eingespannten und ihre durch Wälzkörper be einflussten Teile unter einem Winkel zueinander liegen.
Gleiche bzw. gleichartig wirkende Teile der beiden Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen - Bezugs ziffern versehen. In einem Gehäuse 1 ist ein Arbeitsraum in Gestalt einer ringförmigen Rinne 2 vorgesehen, deren Erzeu gende, wie bei der Einrichtung nach dem erwähnten Hauptpatent, wenigstens annähernd aus einem mitt leren Kreisbogen besteht, an dem sich zwei Kurven stücke so anschliessen, dass die durch die An schlusspunkte bestimmte gemeinsame Tangente als Wendetangente erscheint.
Die Rinne 2 wird an den Stellen durch die Mem bran ganz abgeschlossen, an denen sich die Wälz- körper 3, beispielsweise drei, gerade befinden, die die Membran 4 beeinflussen. Die Wälzkörper 3 werden durch einen einteiligen Käfig 5 geführt und durch eine Scheibe 6 angetrieben, die in zwangläufiger Verbin dung mit der umlaufenden Welle 7 steht, beispiels weise durch Anordnung von Mitnehmern, Nasen oder dergleichen, die in Schlitze der Scheibe 6 eingreifen.
Die Wälzkörper 3 und ihr Käfig 5 laufen also mit der halben Winkelgeschwindigkeit der Welle 7 um deren Achse um. Die Scheibe 6 steht unter Wirkung eines oder mehrerer elastischer Mittel, wie beispiels weise einer Feder 8, die sich einerseits an der Scheibe 6, anderseits an dem Flansch 9 der Welle 7 ab stützt, die z. B. über das Axiallager 10 im Deckel 11 gelagert ist. Die Scheibe 6 ist an der den Wälz- körpern 3 zugewandten Seite mit einer Scheibe 12 aus einem Werkstoff, der dem Werkstoff der Membran ähnlich ist, versehen, um das Auftreten von Schlupf zu verhindern.
Die Welle 7 steht senkrecht zur Mem- branfläche bzw. zu einer gedachten mittleren Mem- branfläche, indem sie senkrecht zur Mittelpartie der Membran steht.
Die Membran 4 wird einerseits durch den Ring 13, anderseits durch die Scheibe 14 und den Ring 15 beeinflusst. Die Ringscheibe 13 legt die Membran 4 an ihrem Umfangsteil gegenüber dem Gehäuse 1 fest, während die Scheibe 14 und die Ringscheibe 15 mit ihren Ansätzen 16, 17 die Mem bran 4 aus der Ebene herausdrücken, in der ihr Um fangsteil durch die Ringscheibe 13 festgelegt ist. Die der Membran 4 zugewandten Flächen der Ansätze 16, 17 sind gekrümmt, vorzugsweise abgerundet, um ein Einschneiden in die Membran zu verhindern.
Das Verformen der Membran 4 durch die Ansätze 16, 17 erzeugt in ihr eine radiale Vorspannung im Bereich der Wälzkörpereinwirkung, so dass sie, nachdem sie durch einen Wälzkörper aus der Normallage ausge- lenkt wurde, beschleunigt in diese wieder zurück kehrt. Die Membran ist so geformt, dass sie dort, wo die Wälzkörper auf sie einwirken, am stärksten ist. Ihre Dicke verringert sich mit zunehmender Annähe rung an die Ansätze 16, 17. Die Ansätze 16, 17 wei sen ausserdem Anlageflächen 18, 19 auf, an denen der einteilige Käfig 5 anliegen kann.
Die Ringe 13, 14, 15 werden durch Schrauben gegenüber dem vorzugsweise aus Aluminium gefer tigten Gehäuse 1 festgelegt. In der Zeichnung ist lediglich dargestellt, wie die Scheiben 13 und 14 durch in die selbstschneidenden Gewindebuchsen 20 ein- greifende Schrauben 21 festgelegt werden. Die die Ringscheibe 15 festlegenden Schrauben, die nicht dargestellt sind, sind gegenüber den Schrauben 21 versetzt am Umfang des Gehäuses 1 angeordnet. Lediglich die den Gehäusedeckel 11 mit dem Gehäuse 1 bzw. dessen Teilen festlegenden Schrauben 22 sind an den gleichen Umfangsstellen vorgesehen, an denen sich die Schrauben 21 befinden.
Die Membran unter bricht die ringförmige Rinne 2 dort, wo die Schraube 23 im Gehäuse 1 angeordnet ist. Die Schraube 23 zieht die Membran 4 so in die Rinne 2 hinein, dass die Wälzkörper 3 die Membran dort nicht erst verformen müssen, um die Rinne abzuschliessen. Die Zuleitungs öffnung zur Rinne 2 liegt auf der einen Seite der durch die Schraube 32 erzeugten Unterbrechung der Rinne 2, während die Abführungsöffnung auf der andern Seite in die Rinne mündet. Die zu bewegenden Gase oder Füssigkeiten treten also durch eine dieser Öffnungen in die ringförmige Rinne ein, werden durch die umlaufenden Wälzkörper bewegt und treten durch die andere Öffnung aus. Als Gasdichtungen dienen die Ringnuten 24, 25.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die elastisch verformbare Membran 4 so verformt ist, dass seine eingespannten Teile in einer Ebene liegen und der von den Wälzkörpern beeinflusste Teil in einer dazu parallelen Ebene verläuft, so dass also die Ring scheibe 13 und die Scheibe 14 in einer Ebene liegen, ist die elastisch verformbare Membran 4' nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 durch entsprechende Gestaltung des Gehäuseteils l' und der andern Teile so verformt, dass die Einspannung des äussern Teils der Membran 4' in einer Ebene,
die Einspannung des innern Teils in einer dazu parallel liegenden Ebene erfolgt und der von den Wälzkörpern beeinflusste Teil unter einem Winkel zu den Einspannungsebenen ver läuft. Die Membran 4' ist also stellenweise kegel- stumpfmantelartig verformt.
Dementsprechend liegen auch der Käfig 5', ein Teil der Scheibe 6' und die Scheibe 12' je auf einem Kegelstumpfmantel. Die Ansätze 16', 17' sind ebenfalls der Form der Mem bran angepasst und darüber hinaus noch in Richtung auf die umlaufenden Wälzkörper 3 hin verlängert, so dass sie nicht nur als Druckmittel zur Erzeugung einer Vorspannung der Membran im Bereich der Wälz- körpereinwirkung dienen, sondern auch ein zu starkes Ausbeulen der Membran 4' verhindern, falls im Ar beitsraum 2' erheblicher Überdruck auftritt.
Die dem Käfig 5' zugewandten Flächen 18 und 19 der auf die Wälzkörper hin verlängerten Ansätze 16', 17' können als Anlageflächen für den Käfig 5' dienen, der durch einen Ring 26 gesichert wird.
Man kann den Arbeitsraum auch an mehreren Stellen permanent unterbrechen, muss dann allerdings auch die entsprechende Anzahl von Zuführungs- und Abführungsöffnungen vorsehen.
Weiterhin können Merkmale eines Ausführungs beispiels mit Merkmalen des andern Ausführungsbei spiels kombiniert werden.