DE10306547B4 - Rotary engine - Google Patents

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Abstract

Drehkolbenmaschine (1), umfassend:
mindestens zwei Drehkolben (2, 4), die jeweils auf einer Welle (2', 4') montiert sind, von denen zumindest eine (2') in Drehrichtung antreibbar ist,
ein Gehäuse (6), in dem die Wellen (2', 4') jeweils drehbar gelagert sind und das einen Ölraum (8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Zentrifuge (10) zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Ölraum (8) vorgesehen ist, und dass
die Zentrifuge (10) in Drehrichtung durch mindestens eine der Wellen (2', 4'), insbesondere eine Antriebswelle (2'), angetrieben ist.Rotary piston machine (1), comprising:
at least two rotary pistons (2, 4) which are each mounted on a shaft (2 ', 4'), of which at least one (2 ') can be driven in the direction of rotation,
a housing (6), in which the shafts (2 ', 4') are each rotatably mounted and which has an oil chamber (8),
characterized in that
a centrifuge (10) for generating a negative pressure in the oil chamber (8) is provided, and that
the centrifuge (10) is driven in the direction of rotation by at least one of the shafts (2 ', 4'), in particular a drive shaft (2 ').

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenmaschine, umfassend mindestens zwei Drehkolben, die jeweils auf einer Welle montiert sind, von denen zumindest eine in Drehrichtung anteibbar ist, ein Gehäuse, in dem die Wellen jeweils drehbar gelagert sind und das einen Ölraum aufweist, und eine Zentrifuge zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Ölraum.The The present invention relates to a rotary engine, comprising at least two rotary pistons, each on a shaft are mounted, of which at least one in the direction of rotation anteibbar is, a case, in which the shafts are each rotatably mounted and which has an oil space, and a centrifuge for generating a negative pressure in the oil space.

Drehkolbenmäschinen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Bei derartigen Drehkolbenmaschinen sind die Drehkolben in einem Förderraum angeordnet, der gegenüber einem Ölraum abgedichtet sein muss. Die Welle eines Drehkolbens ist dabei derart verlängert, dass sie durch den Ölraum hindurch an die Atmosphäre führt und dem Antrieb der Drehkolbenmaschine dient.Drehkolbenmäschinen of the type mentioned above are well known in the art. In such rotary engines, the rotary pistons are in one delivery chamber arranged, opposite an oil room must be sealed. The shaft of a rotary piston is so extended that she through the oil room through to the atmosphere leads and the drive of the rotary piston machine is used.

An den Durchtrittsstellen der Wellen vom Förderraum in den Ölraum befinden sich üblicherweise Dichtungen, um ein Eindringen von Öl in den Förderraum zu verhindern. Die Dichtungen sind insbesondere für gasförmige Fördermedien meist in einer schwimmenden Ausführung gebildet, da der Druck des Förderraumes im Überdruckbetrieb einem Übertreten des Öles aus dem Ölraum entgegenwirkt.At the passage points of the waves from the pumping chamber into the oil chamber usually Gaskets to prevent oil from entering the pumping chamber. The Seals are especially for gaseous fluids usually in a floating version formed, as the pressure of the delivery chamber in overpressure mode a trespassing of the oil from the oil room counteracts.

Eine weitere Dichtstelle befindet sich im Durchtrittsbereich der Antriebswelle vom Ölraum zur Atmosphäre, wo ein Austreten von Öl verhindert werden muss. Dabei ist zu beachten, dass im Ölraum üblicherweise ein gewisser Überdruck (im Vergleich zum atmosphärischen Druck) herrscht.A another sealing point is located in the passage area of the drive shaft from the oil room to the atmosphere, where an escape of oil must be prevented. It should be noted that in the oil room usually a certain overpressure (compared to the atmospheric Pressure) prevails.

Die eingesetzten berührenden Dichtungen sind aufgrund der Rotation der Drehkolbenwellen einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt, insbesondere bei hohen Drehzahlen. Dies führt dazu, dass die mögliche Betriebsdauer der Drehkolbenmaschine durch die Dauerhaftigkeit der Wellendichtungen begrenzt wird.The used touching Seals are due to the rotation of the rotary lobes one exposed to considerable wear, especially at high speeds. This causes the possible operating time the rotary piston machine by the durability of the shaft seals is limited.

Die DE 68 905 026 T2 beschreibt eine mehrstufige Roots-Vakuumpumpe mit einem Gehäuse und einem Stator, der aufeinanderfolgende Kompressionskammern aufweist, wobei eine Rotoreinheit, die aus zwei parallelen Wellen besteht, im Inneren des Stators angeordnet ist. Ein Abdichtungsmodul, das zwischen einem an der Seite des Gehäuses befindlichen Endschild und der dem Gehäuse benachbarten Kompressionskammer eingefügt ist, umfasst eine Trennwand, die im Bereich um jede Welle ein feststehendes Teil einer Labyrinthdichtung aufweist, wobei jede Welle mit dem beweglichen, komplementären Teil der Labyrinthdichtung ausgestattet ist.The DE 68 905 026 T2 describes a multi-stage Roots vacuum pump with a housing and a stator having successive compression chambers, wherein a rotor unit consisting of two parallel shafts, is arranged inside the stator. A sealing module interposed between an end shield located on the side of the housing and the compression chamber adjacent to the housing comprises a divider wall having a fixed portion of a labyrinth seal in the region around each shaft, each shaft connected to the moveable complementary portion of the labyrinth seal Is provided.

In der DE 69 409 678 T2 ist ein Entlüfter für einen Auflader offenbart, insbesondere ein Auslass für eine Getriebekammer für ein Gebläse der sogenannten Roots-Bauart. Der Auslass ist in der Eingangsantriebswelle angeordnet, wobei sich ein Ende des Auslasses zur Getriebekammer hin und ein gegenüberliegendes Ende davon nach außen von dem Gehäuse hin öffnet, und die Enden durch einen langgestreckten Durchlass verbunden werden.In the DE 69 409 678 T2 discloses a breather for a supercharger, in particular an outlet for a gear chamber for a fan of the so-called Roots type. The outlet is disposed in the input drive shaft with one end of the outlet opening toward the transmission chamber and an opposite end thereof opening outwardly from the housing and the ends being connected by an elongate passage.

In der EP 0 649 997 A1 wird ein Verfahren und eine Einrichtung zur Trennung von Gas-Flüssigkeitsgemischen offenbart. Die Einrichtung weist eine Kammer auf, in der künstlich ein Überdruck aufgebaut wird, der das Gas-Flüssigkeitsgemisch durch einen Filter in einen Schaft drückt. Der dem Schaft vorgeschaltete Filter schleudert unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft Öl aus dem Gas-Flüssigkeitsgemisch zurück in die Kammer, während das Gas infolge des Überdrucks der Kammer durch den Schaft strömt.In the EP 0 649 997 A1 For example, a method and apparatus for separating gas-liquid mixtures is disclosed. The device has a chamber in which an artificial pressure is built up, which presses the gas-liquid mixture through a filter into a shaft. The stem upstream filter, by utilizing centrifugal force, hurls oil from the gas-liquid mixture back into the chamber while the gas flows through the stem due to the overpressure of the chamber.

Die DE 30 47 699 A1 beschreibt eine Wälzkolbenpumpe mit Druckausgleichskammer, bei der Durchführungen zwischen einem Schöpfraum und Getrieberäumen durch Spaltabdichtungen getrennt sind. Die Spaltabdichtungen werden durch Druckausgleichskammern geteilt und der Druckausgleich zwischen den Druckausgleichskammern und den Getrieberäumen erfolgt über separate Ölfilter. Ein Evakuieren der Druckausgleichskammern kann beispielsweise über mit dem Schöpfraum verbundene Leitungen, die mit Zeolithfallen ausgestattet sind, erfolgen.The DE 30 47 699 A1 describes a Roots pump with pressure compensation chamber, are separated in the passages between a pumping chamber and gear chambers by gap seals. The gap seals are divided by pressure equalization chambers and the pressure equalization between the pressure compensation chambers and the gear chambers takes place via separate oil filters. An evacuation of the pressure compensation chambers, for example, via connected to the suction chamber lines, which are equipped with zeolite traps, take place.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Drehkolbenmaschine bereitzustellen, die ein Austreten von Öl aus dem Ölraum in andere Maschinenbereiche oder die Atmosphäre auf einfache und wirksame Weise verhindert.It Object of the present invention, a generic rotary piston machine provide an escape of oil from the oil room to other machine areas or the atmosphere up prevents simple and effective way.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 gelöst.These Problem is in accordance with the present invention achieved by a rotary piston machine according to claim 1.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein Druckgefälle zum Ölraum hin dadurch zu erzielen, dass die Zentrifuge zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Ölraum durch mindestens eine der Wellen der Drehkolbenmaschine, insbesondere die Antriebswelle, und nicht durch eine aufwändige Zusatzvorrichtung oder dergleichen angetrieben ist.Of the The present invention is based on the idea of a pressure gradient towards the oil chamber to achieve that the centrifuge to generate a negative pressure in the oil room by at least one of the shafts of the rotary piston engine, in particular the drive shaft, and not by a complicated additional device or the like is driven.

Dementsprechend bestehen die mit der vorliegenden Erfindung erzielten Vorteile insbesondere darin, dass die Konstruktion der Drehkolbenmaschine erheblich vereinfacht wird und die Maschine kompakter ausgeführt werden kann. Gleichzeitig wird jedoch mittels der vorliegenden Erfindung auch ein erheblich größeres Druckgefälle zwischen dem Ölraum und der Förderraum bzw. der Atmosphäre erzielt, da die Wellen von Drehkolbenmaschinen mit erheblich höheren Drehzahlen rotieren als die bisher eingesetzten Zusatzantriebe, wie beispielsweise Elektromotoren. Daher wird ein Austreten von Öl aus dem Ölraum in andere Maschinenbereiche, insbesondere den Förderraum, auf besonders einfache und wirksame Weise verhindert.Accordingly In particular, the advantages achieved by the present invention are that the construction of the rotary piston machine considerably simplified and the machine can be made more compact. simultaneously However, by means of the present invention, a considerable larger pressure gradient between the oil room and the pump room or the atmosphere scored because the waves of rotary engines with significantly higher speeds rotate as the previously used auxiliary drives, such as Electric motors. Therefore, leakage of oil from the oil room to other machine areas, in particular the delivery room, prevented in a particularly simple and effective manner.

Hierdurch wird nicht nur eine Beeinträchtigung des Förderraumes durch Öl wirkungsvoll ausgeschlossen, sondern es werden auch erheblich geringere Anforderungen an die Abdichtung zwischen Ölraum und Förderraum bzw. Atmosphäre gestellt. Auf diese Weise wird die Konstruktion der Drehkolbenmaschine weiter vereinfacht, die im Hinblick auf die Abdichtung maximal möglichen Drehzahlen der Drehkolbenmaschine werden erhöht und die mögliche Betriebsdauer wird verlängert.hereby not just an impairment of the pumping room through oil effectively excluded, but it will also be considerably lower Requirements placed on the seal between oil chamber and pumping chamber or atmosphere. On this way, the construction of the rotary engine continues simplified, the maximum possible in terms of sealing Speeds of the rotary engine are increased and the possible operating time will be extended.

Ferner können dank der erhöhten Drehzahlen Zentrifugen mit erheblich geringerem Durchmesser eingesetzt werden, was die Konstruktion der Maschine weiter vereinfacht. Nicht zuletzt ergeben sich aus all diesen mit der Erfindung erzielten Vorteilen auch erhebliche wirtschaftliche Vorteile.Further can thanks to the raised Speeds centrifuges with significantly smaller diameter used which further simplifies the construction of the machine. Not Lastly, all these achieved with the invention Benefits also significant economic benefits.

Obgleich die Zentrifuge durch die mindestens eine Welle beispielsweise mittels eines Getriebes oder dergleichen angetrieben sein kann, ist gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Zentrifuge auf einer der Wellen montiert ist. Dies wird durch die hohen Drehzahlen der Wellen der Drehkolbenmaschine ermöglicht und führt zu einer sehr einfachen und kostengünstigen Konstruktion der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Zentrifuge auf derjenigen Welle montiert ist, die mit der höchsten Drehzahl rotiert, um eine möglichst hohe Wirksamkeit der Zentrifuge mit den oben genannten Vorteilen sicherzustellen.Although the centrifuge through the at least one shaft, for example by means of a transmission or the like can be driven, is in accordance with a Further development of the present invention that the centrifuge mounted on one of the shafts. This is due to the high speeds of the Shafts of the rotary engine allows and leads to a very simple and inexpensive construction the rotary piston engine according to the invention. It is particularly preferred that the centrifuge on that Shaft is mounted, which rotates at the highest speed the highest possible To ensure effectiveness of the centrifuge with the above advantages.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Zentrifuge durch ein Laufrad gebildet, das einen porösen Filterabschnitt aufweist. Dank des porösen Filterabschnitts erfüllt die Zentrifuge eine Doppelfunktion, indem sie einerseits zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Ölraum und andererseits zur Umwandlung von die Zentrifuge passierenden Ölpartikeln in Öltröpfchen dient. Genauer gesagt saugt die Zentrifuge Ölnebel, d.h. ein Öl-Luft-Gemisch, aus dem Ölraum an und stößt diesen nach dem Passieren durch die Zentrifuge wieder aus. Dabei passiert der Ölnebel die poröse Struktur des Filterabschnitts, was dazu führt, dass die Ölpartikel des Ölnebels in den Poren niedergeschlagen werden. Durch die Zentrifugalkraft der Zentrifuge wird der niedergeschlagene Nebel nach außen geführt, wobei sich in den Poren Öltropfen bilden, die schließlich am Ausgang der Zentrifuge abgeschleudert werden und nun in den Ölraum zurückgeführt werden können. Auf diese Weise wird nicht nur der Ölbestand der Drehkolbenmaschine erhalten, sondern auch die Atmosphäre vor Ölverschmutzungen geschützt.According to one Further development of the present invention is the centrifuge formed an impeller having a porous filter section. thanks of the porous one Filter section met the centrifuge has a dual function of being on the one hand to produce a negative pressure in the oil space and on the other hand, to convert oil particles passing through the centrifuge used in oil droplets. More specifically, the centrifuge sucks oil mist, i. an oil-air mixture, from the oil room and push it after passing through the centrifuge again. It happens the oil mist the porous one Structure of the filter section, which causes the oil particles of the oil mist be deposited in the pores. By the centrifugal force the centrifuge, the precipitated mist is led to the outside, wherein oil drops in the pores form that finally be centrifuged at the output of the centrifuge and now returned to the oil room can. In this way, not only the oil inventory of the rotary engine but also protects the atmosphere from oil spills.

Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Filterabschnitt aus Metallschaum besteht, der insbesondere auf dem Werkstoff Nickel oder Legierungen wie Nickel/Chrom bzw. Nickel/Chrom/Aluminium basiert. So haben die Erfinder festgestellt, dass dieses Material hochwirksam zur Tröpfchenbildung ist, eine hohe Dauerhaftigkeit besitzt und wirtschaftlich einsetzbar ist. Besonders günstige Eigenschaften haben die Erfinder dabei bei einem Hohlraumanteil des porösen Filterabschnitts von mindestens 95% festgestellt. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der poröse Filterabschnitt eine sehr hohe Zugfestigkeit besitzt, insbesondere um einen zuverlässigen und dauerhaften Betrieb der Zentrifuge sicherzustellen.there it is particularly preferred that the filter section of metal foam which consists in particular of the material nickel or alloys such as Nickel / chrome or nickel / chromium / aluminum based. So have the inventors found that this material is highly effective for droplet formation is, has a high durability and can be used economically is. Especially cheap Properties, the inventors have a void fraction of the porous one Filter section of at least 95% detected. Furthermore is it preferred according to the invention that the porous one Filter section has a very high tensile strength, in particular a reliable one and ensure permanent operation of the centrifuge.

Im Hinblick auf eine vorteilhafte konstruktive Ausbildung der Zentrifuge ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der poröse Filterabschnitt ein Filterring ist, der auf einen äußeren Umfang des Laufrades angeordnet ist. Bei dieser Konfiguration wird der Ölnebel aus dem Ölraum durch die Zentrifuge angesaugt und anschließend durch die in der rotierenden Zentrifuge wirkende Zentrifugalkraft durch den Filterabschnitt hindurch ausgestoßen.in the With regard to an advantageous structural design of the centrifuge is it preferred according to the invention that the porous one Filter section is a filter ring, which on an outer circumference the impeller is arranged. In this configuration, the oil mist is off the oil room aspirated through the centrifuge and then through the in the rotating centrifuge acting centrifugal force expelled through the filter section.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehkolben in einem Förderraum angeordnet sind, der gegenüber dem Ölraum und/oder der Atmosphäre mittels mindestens einer Labyrinthdichtung je Welle abgedichtet ist. Der Einsatz einer Labyrinthdichtung, d.h. einer berührungslosen Dichtung, ist bei der Drehkolbenmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung überraschenderweise möglich, da die durch mindestens eine Welle angetriebene Zentrifuge ein ausreichendes Druckgefälle zwischen dem Ölraum und dem Förderraum erzeugt. Hierdurch kann auf die berührenden Dichtungen des Standes der Technik verzichtet werden, und es können verschleißarme und dauerhafte, berührungslose Labyrinthdichtungen zum Einsatz kommen. Hierdurch wird nicht nur die Dauerhaftigkeit der gesamten Drehkolbenmaschine verbessert, sondern es werden auch deutlich höhere Drehzahlen als bei bisherigen Drehkolbenmaschinen möglich, die beispielsweise in der Größenordnung von 24.000 U/min oder höher liegen können.According to one Further development of the present invention is provided that the Rotary piston in a pump room are arranged opposite to the oil space and / or the atmosphere is sealed by means of at least one labyrinth seal per shaft. The use of a labyrinth seal, i. a non-contact Seal is surprisingly in the rotary piston machine according to the present invention possible, since the driven by at least one shaft centrifuge sufficient pressure drop between the oil room and the pump room generated. This can affect the contacting seals of the state The technology can be dispensed with, and it can be low-wear and durable, non-contact Labyrinth seals are used. This will not only improves the durability of the entire rotary engine, but it will also significantly higher speeds than previous ones Rotary machines possible, for example of the order of 24,000 rpm or higher can lie.

Dieses Konzept wird erfindungsgemäß auch dahingehend fortgebildet, dass der Ölraum gegenüber der Atmosphäre mittels mindestens einer Labyrinthdichtung abgedichtet ist.This Concept according to the invention also to the effect trained that the oil room across from the atmosphere is sealed by at least one labyrinth seal.

Um ein mögliches Austreten von Ölpartikeln aus der Drehkolbenmaschine weiter zu minimieren, ist gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass die Drehkolbenmaschine auf der Ausgangsseite der Zentrifuge einen Demister aufweist. Hierdurch werden etwaige Restölpartikel, die in dem aus der Zentrifuge austretenden Ölnebel noch enthalten sein können, wirksam ausgefiltert und können ebenfalls in den Ölraum zurückgeführt werden. Dabei hat sich gezeigt, dass sich der Demister und die erfindungsgemäße Zentrifuge vorteilhaft ergänzen, sodass sich eine sehr weitreichende Beseitigung der Ölpartikel aus dem die Zentrifuge passierenden Ölnebel mit den entsprechenden wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen erzielen lässt.Around a possible one Escape of oil particles to further minimize the rotary engine is according to a Further development of the present invention provided that the rotary piston machine on the output side of the centrifuge having a demister. hereby be any residual oil particles, the be contained in the emerging from the centrifuge oil mist still can, effectively filtered out and can also in the oil room to be led back. It has been shown that the demister and the centrifuge according to the invention supplement beneficial, so that a very far-reaching elimination of oil particles from which the centrifuge passing oil mist with the corresponding economic and ecological Benefits can be achieved.

Zur einfachen und zügigen Zurückführung von Öl in den Ölraum ist gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuse entsprechende Einrichtungen, insbesondere Bohrungen, aufweist, welche Öl von der Zentrifuge und/oder dem Demister in den auf der Saugseite der Zentrifuge liegenden Ölraum zurückführen.to simple and quick Return of oil into the oil room is according to a Further development of the present invention provided that the housing corresponding Facilities, in particular bores, which oil from the Centrifuge and / or the demister in the on the suction side of the centrifuge lying oil room traced.

Obgleich die erfindungsgemäße Zentrifuge bei beliebigen Drehzahlen der Drehkolbenmaschine vorteilhaft eingesetzt werden kann, hat sich gezeigt, dass eine Betriebsdrehzahl der Zentrifuge von mindestens 6.000 U/min, bevorzugt mindestens 10.000 U/min besonders vorteilhaft ist.Although the centrifuge according to the invention used any speed of the rotary piston machine advantageous It has been shown that an operating speed of the centrifuge of at least 6,000 rpm, preferably at least 10,000 rpm especially is advantageous.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Drehkolbenmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 shows a schematic sectional view of a rotary engine according to a preferred embodiment of the present invention;

2 zeigt eine teilweise Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Zentrifuge als Teil einer Drehkolbenmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 shows a partial sectional view of a preferred embodiment of a centrifuge as part of a rotary piston machine according to the present invention.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter AusführungsformenFull Description of preferred embodiments

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.preferred embodiments The present invention will be described in detail below With reference to the accompanying drawings.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine. Die in 1 gezeigte Drehkolbenmaschine 1 besitzt zwei Drehkolben 2, 4, die jeweils auf einer Welle 2', 4' montiert sind. Darüber hinaus besitzt die Drehkolbenmaschine 1 ein Gehäuse 6, in welchem die Wellen 2', 4' jeweils mittels Wälzlagern 3 drehbar gelagert sind. Ein freies Ende der Welle 2' durchdringt die Wandung des Gehäuses 6 und ragt nach außerhalb des Gehäuses 6 hervor, um dort mit einem geeigneten Drehantrieb in Eingriff gebracht zu werden. Darüber hinaus sind beide Wellen 2', 4' jeweils mit einem Zahnrad 28 versehen, die miteinander in Eingriff sind, sodass ein auf die Welle 2' aufgebrachtes Antriebsdrehmoment auch auf die Welle 4' übertragen wird. 1 shows a schematic sectional view of a first preferred embodiment of the rotary piston engine according to the invention. In the 1 shown rotary engine 1 has two rotary pistons 2 . 4 , each on a wave 2 ' . 4 ' are mounted. In addition, owns the rotary piston engine 1 a housing 6 in which the waves 2 ' . 4 ' each by means of rolling bearings 3 are rotatably mounted. A free end of the wave 2 ' penetrates the wall of the housing 6 and sticks out of the case 6 to be engaged there with a suitable rotary drive. In addition, both are waves 2 ' . 4 ' each with a gear 28 provided, which are engaged with each other, so that one on the shaft 2 ' applied drive torque also on the shaft 4 ' is transmitted.

Die Drehkolben 2, 4 befinden sich gemeinsam in einem Förderraum 16, durch welchen ein Fördermedium während des Betriebes der Drehkolbenmaschine passiert. Ferner ist innerhalb des Gehäuses 6 ein Ölraum 8 vorgesehen, in welchem sich die Zahnräder 28 und die Wälzlager 3 zu Schmierzwecken befinden.The rotary pistons 2 . 4 are together in a pump room 16 through which a fluid passes during operation of the rotary engine. Furthermore, inside the housing 6 an oil room 8th provided in which the gears 28 and the rolling bearings 3 for lubrication purposes.

Weiterhin weist die Drehkolbenmaschine 1 eine Zentrifuge 10 auf, die auf der Welle 2 angebracht ist, und zwar auf dem dem Antriebsende gegenüberliegenden Ende der Welle 2'. Die Zentrifuge 10 ist durch ein Laufrad 12 gebildet, das als Grundkörper eine Scheibe mit Ventilatorrippen besitzt. Darüber hinaus weist das Laufrad 12 einen porösen Filterabschnitt 14 in Form eines Filterringes auf, der auf einem äußeren Umfang des Laufrades 12 angeordnet ist. Der Filterabschnitt 14 besteht in der vorliegenden Ausführungsform aus Metallschaum, der einen Hohlraumanteil von mindestens 95% und eine hohe Zugfestigkeit besitzt. Derartige Metallschäume, die bevorzugt auf dem Werkstoff Nickel oder Legierungen wie Nickel/Chrom bzw. Nickel/Chrom/Aluminium basieren können, sind beispielsweise bei der Fa. Recemat International BV, 2920 AC Krimpen aan den Ijssel, Niederlande in verschiedenen Ausführungsformen erhältlich. Es ist jedoch selbstverständlich, dass obwohl sich Metallschäume als besonders vorteilhaft erwiesen haben, auch andere geeignete Werkstoffe als poröse Filterabschnitte zum Einsatz kommen können.Furthermore, the rotary piston machine 1 a centrifuge 10 on that on the shaft 2 is mounted, on the opposite end of the drive end of the shaft 2 ' , The centrifuge 10 is through an impeller 12 formed as a base body has a disk with fan ribs. In addition, the impeller points 12 a porous filter section 14 in the form of a filter ring located on an outer periphery of the impeller 12 is arranged. The filter section 14 consists in the present embodiment of metal foam, which has a void content of at least 95% and a high tensile strength. Such metal foams, which may preferably be based on the material nickel or alloys such as nickel / chromium or nickel / chromium / aluminum, are available, for example, from the company Recemat International BV, 2920 AC Krimpen aan den Ijssel, Netherlands in various embodiments. However, it is understood that although metal foams have been found to be particularly advantageous, other suitable materials may be used as the porous filter sections.

Zwischen dem Förderraum 16 und dem Ölraum 8 sind für jede Welle 2', 4' auf beiden Seiten der Drehkolben 2, 4 eine erste Labyrinthdichtung 18 und eine zweite Labyrinthdichtung 20 vorgesehen, die mit ihrem inneren Umfang dem äußeren Umfang der Wellen 2', 4' zugewandt sind. Bei den Labyrinthdichtungen 18, 20 handelt es sich somit um berührungslose Dichtungen.Between the pump room 16 and the oil room 8th are for every wave 2 ' . 4 ' on both sides of the rotary pistons 2 . 4 a first labyrinth seal 18 and a second labyrinth seal 20 provided with their inner circumference the outer circumference of the waves 2 ' . 4 ' are facing. In the labyrinth seals 18 . 20 So these are non-contact seals.

Sie stellen sicher, dass ein Eindringen von Öl aus dem Ölraum 8 in den Förderraum 16 sicher vermieden wird. Darüber hinaus ist zwischen den Labyrinthdichtungen 18 und 20 jeweils ein sogenannter neutraler Raum vorgesehen, der mit der Atmosphäre kommuniziert.They make sure that oil is getting in from the oil room 8th in the pump room 16 safely avoided. In addition, between the labyrinth seals 18 and 20 each provided a so-called neutral space, with the atmosphere communicated.

Weiterhin ist der Ölraum 8 gegenüber der Atmosphäre mittels mindestens einer Labyrinthdichtung abgedichtet, die im Bereich des Austretens der Antriebswelle 2' aus dem Gehäuse 6 der Welle 2' zugewandt ist, sodass das Austreten von Öl aus dem Ölraum 8 in die Atmosphäre vermieden wird.Furthermore, the oil room 8th sealed to the atmosphere by means of at least one labyrinth seal in the area of the exit of the drive shaft 2 ' out of the case 6 the wave 2 ' is facing, allowing the escape of oil from the oil chamber 8th is avoided in the atmosphere.

Auf der Ausgangsseite der Zentrifuge 10 weist die Drehkolbenmaschine 1 ferner einen Demister 24 auf.On the output side of the centrifuge 10 has the rotary piston machine 1 also a demister 24 on.

2 zeigt eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zentrifuge 10, die gegenüber der in 1 gezeigten Zentrifuge geringfügig abgewandelt ist. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die Zentrifuge 10 in einem eigenen Gehäuseabschnitt 6' montiert, der neben der Zentrifuge 10 auch den Demister 24 aufnimmt. Der Demister 24 ist in 2 unmittelbar nach der Zentrifuge 10 angeordnet, und durch zwei Gitter 24' eingeschlossen. Unterhalb der Zentrifuge 10 und des Demisters 24 ist jeweils eine Bohrung 26 vorgesehen, die zum Zurückführen kondensierter Ölpartikel in den Ölraum 8 dient, beispielsweise über in 2 nicht dargestellte Leitungen oder Kanäle. 2 shows a partial sectional view of a centrifuge according to the invention 10 that face the in 1 shown centrifuge is slightly modified. In the in 2 The embodiment shown is the centrifuge 10 in a separate housing section 6 ' mounted next to the centrifuge 10 also the demister 24 receives. The demister 24 is in 2 immediately after the centrifuge 10 arranged, and by two grids 24 ' locked in. Below the centrifuge 10 and the demister 24 is each a hole 26 provided for returning condensed oil particles into the oil space 8th serves, for example, over in 2 not shown lines or channels.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine vollzieht sich wie folgt. Bei Aufbringen eines Antriebsdrehmoments auf die Antriebswelle 2' rotieren die Drehkolben 2, 4 synchron mit einer bestimmten Drehzahl, die beispielsweise im Bereich von 6.000 bis 24.000 U/min liegen kann. Gemeinsam mit der Welle 2' rotiert auch die Zentrifuge 10 und saugt dabei aus dem Ölraum 8 kontinuierlich Ölnebel, d.h. ein Luft-Öl-Gemisch, an. Durch die Saugwirkung der Zentrifuge 10 wird in dem Ölraum 8 im Vergleich zur Atmosphäre ein Unterdruck erzeugt, der in Zusammenwirken mit den Labyrinthdichtungen 18, 20 und 22 ein Austreten von Öl aus dem Ölraum 8 in den Förderraum 16 oder die Atmosphäre verhindert.The operation of the rotary piston engine according to the invention takes place as follows. When applying a drive torque to the drive shaft 2 ' rotate the rotary pistons 2 . 4 synchronous with a certain speed, which may for example be in the range of 6,000 to 24,000 rpm. Together with the wave 2 ' also rotates the centrifuge 10 and sucks out of the oil room 8th continuously oil mist, ie an air-oil mixture, to. Due to the suction effect of the centrifuge 10 is in the oil room 8th creates a negative pressure compared to the atmosphere, in cooperation with the labyrinth seals 18 . 20 and 22 an escape of oil from the oil room 8th in the pump room 16 or the atmosphere prevents.

Der in die Zentrifuge 10 eintretende Ölnebel wird aufgrund der in der Zentrifuge vorherrschenden Zentrifugalkraft radial nach außen geschleudert, um anschließend durch den porösen Abschnitt 14 des Laufrades 10 zu passieren. Dabei wird der Ölnebel in den Poren des porösen Abschnitt 14 niedergeschlagen. Der niedergeschlagene Nebel wird durch die Zentrifugalkraft nach außen geführt, wobei sich in den Poren Tropfen bilden, die am Außendurchmesser der Zentrifuge 10 bzw. des porösen Filterabschnitts 14 abgeschleudert werden. Die von der Zentrifuge abgeschleuderten Tropfen können dann beispielsweise unter Ausnutzung der Schwerkraft in den Ölraum 8 zurückgeführt werden, beispielsweise durch die Bohrungen 26 und entsprechende Leitungen hindurch.The one in the centrifuge 10 entering oil mist is thrown radially outward due to the centrifugal force prevailing in the centrifuge, and then through the porous section 14 of the impeller 10 to happen. In doing so, the oil mist in the pores of the porous section 14 dejected. The precipitated mist is guided by the centrifugal force to the outside, forming in the pores drops, which are at the outer diameter of the centrifuge 10 or the porous filter section 14 be thrown off. The centrifugal thrown off drops can then, for example, taking advantage of gravity in the oil space 8th be returned, for example, through the holes 26 and corresponding lines through.

Der aus der Zentrifuge austretende Fluidstrom tritt anschließend in den Demister 24 ein, wo etwaige Restanteile von Ölpartikeln weiter vermindert und ebenfalls über die Bohrungen 26 oder dergleichen in den Ölraum zurückgeführt werden können.The fluid stream leaving the centrifuge then enters the demister 24 one, where any residual oil particles further reduced and also through the holes 26 or the like can be returned to the oil room.

Claims (12)

Drehkolbenmaschine (1), umfassend: mindestens zwei Drehkolben (2, 4), die jeweils auf einer Welle (2', 4') montiert sind, von denen zumindest eine (2') in Drehrichtung antreibbar ist, ein Gehäuse (6), in dem die Wellen (2', 4') jeweils drehbar gelagert sind und das einen Ölraum (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrifuge (10) zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Ölraum (8) vorgesehen ist, und dass die Zentrifuge (10) in Drehrichtung durch mindestens eine der Wellen (2', 4'), insbesondere eine Antriebswelle (2'), angetrieben ist.Rotary piston machine ( 1 ), comprising: at least two rotary pistons ( 2 . 4 ), each on a wave ( 2 ' . 4 ' ), at least one of which ( 2 ' ) is drivable in the direction of rotation, a housing ( 6 ), in which the waves ( 2 ' . 4 ' ) are each rotatably mounted and the one oil space ( 8th ), characterized in that a centrifuge ( 10 ) for generating a negative pressure in the oil space ( 8th ) and that the centrifuge ( 10 ) in the direction of rotation through at least one of the shafts ( 2 ' . 4 ' ), in particular a drive shaft ( 2 ' ), is driven. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge (10) auf einer der Wellen (2', 4') montiert ist, insbesondere auf derjenigen Welle, die mit der höchsten Drehzahl rotiert.Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the centrifuge ( 10 ) on one of the waves ( 2 ' . 4 ' ) is mounted, in particular on that shaft which rotates at the highest speed. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge (10) durch ein Laufrad (12) gebildet ist, das einen porösen Filterabschnitt (14) aufweist.Rotary piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the centrifuge ( 10 ) by an impeller ( 12 ) is formed, which has a porous filter section ( 14 ) having. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Filterabschnitt (14) aus Metallschaum besteht, der bevorzugt auf Nickel oder Legierungen wie Nickel/Chrom oder Nickel/Chrom/Aluminium basiert.Rotary piston machine according to claim 3, characterized in that the porous filter section ( 14 ) is made of metal foam, which is preferably based on nickel or alloys such as nickel / chromium or nickel / chromium / aluminum. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Filterabschnitt (14) einen Hohlraumanteil von mindestens 95% besitzt.Rotary piston machine according to claim 3 or 4, characterized in that the porous filter section ( 14 ) has a void content of at least 95%. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Filterabschnitt (14) eine sehr hohe Zugfestigkeit besitzt.Rotary piston machine according to one of claims 3 to 5, characterized in that the porous filter section ( 14 ) has a very high tensile strength. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Filterabschnitt (14) ein Filterring ist, der auf einem äußeren Umfang des Laufrades (12) angeordnet ist.Rotary piston machine according to one of claims 3 to 6, characterized in that the porous filter section ( 14 ) is a filter ring on an outer periphery of the impeller ( 12 ) is arranged. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkolben (2, 4) in einem Förderraum (16) angeordnet sind, der gegenüber dem Ölraum (8) und/oder der Atmosphäre mittels mindestens einer Labyrinthdichtung (18, 20) je Welle abgedichtet ist.Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary pistons ( 2 . 4 ) in a delivery room ( 16 ), which are opposite the oil space ( 8th ) and / or the atmosphere by means of at least one Labyrinth seal ( 18 . 20 ) is sealed per shaft. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölraum (8) gegenüber der Atmosphäre mittels mindestens einer Labyrinthdichtung (22) abgedichtet ist.Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the oil space ( 8th ) relative to the atmosphere by means of at least one labyrinth seal ( 22 ) is sealed. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf der Ausgangsseite der Zentrifuge (10) einen Demister (24) aufweist.Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that it is located on the outlet side of the centrifuge ( 10 ) a demister ( 24 ) having. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) Einrichtungen, insbesondere Bohrungen (26), zum Rückführen von Öl von der Zentrifuge (10) und/oder dem Demister (24) in den auf der Saugseite der Zentrifuge (10) liegenden Ölraum (8) aufweist.Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 6 ) Facilities, in particular drilling ( 26 ), for returning oil from the centrifuge ( 10 ) and / or the demister ( 24 ) in the on the suction side of the centrifuge ( 10 ) lying oil space ( 8th ) having. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsdrehzahl der Zentrifuge (10) mindestens 6.000 U/min, bevorzugt mindestens 10.000 U/min beträgt.Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the operating speed of the centrifuge ( 10 ) is at least 6,000 rpm, preferably at least 10,000 rpm.
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