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Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenmaschine zum Verdichten und Fördern von gasförmigen und flüssigen Medien aller Art, vorzugsweise zum Verdichten der Luft vor dem Eintritt in den Verbrennungsraum von Brennkraftmaschinen, mit einem kreiszylindrischem Rotor, in dem mehrere rohrförmige Rotoren und Gehäuse ineinander verschachtelt sind, die exzentrisch um das Gehäusemittel rotieren und es jeweils längs einer gemeinsamen Erzeugenden zwischen Rotor und Gehäuse zu einer Berührung kommt oder ein kleiner Spalt freigelassen wird, und mindestens einem Trennelement zwischen Saugraum und Druckraum, das mit einem Ende auf dem Innenrohr und mit dem anderen Ende auf dem Aussenrohr aufliegt und im Zwischenrohr geführt ist, und axial mit Scheiben, die mit den Gehäusen einen Ringdichtspalt bilden, abgedichtet sind.
Nach CH107. 449 (Weber) ist eine Drehkolbenmaschine mit zwangsgesteuerten Schiebern dargestellt, die im rohrförmigen Zwischengehäuse geführt sind und mit je einem Ende an dem Innenzylinder des äusseren Rotors sowie dem Aussenzylinder des Innenrotors anliegen. Die Schieber bestehen aus mehreren Einzelteilen. Durch das Reibmoment an den Dichtstellen kippt der Schieber in seiner Führung im Zwischengehäuse, erhöht die Führungsreibung und beansprucht den Schieber auf Biegung. Die Abdichtung an den Kontaktstellen erfolgt mit Leisten die mit Federn angepresst werden. Das rotierende, rohrförmige Aussengehäuse ist gegen den feststehenden Zwischengehäusezylinder mit einem vorgespannten Gleitschuh abgedichtet.
Ebenfalls mit mehreren zwangsgesteuerten Schiebern, die in einem zentrisch rotierenden Rohr geführt sind, ist der Drehkolbenverdichter nach DE528170 (Schellerer) bekannt. Die insgesamt acht Schieber verursachen durch die Gleitbewegung an den angrenzenden Rohren beachtliche Reibung. Der mehrstufige Verdichter ist mit einer, ausserhalb der Maschine angeordneten, Kühlschlange für die Kühlung der Luft zwischen zwei Verdichtungsstufen ausgeführt. Die langen Rohrleitungen zum Kühler verursachen einen erheblichen Druckverlust, der durch eine Mehrarbeit in der nächsten Stufe ausgeglichen werden muss.
Es ist nach DE3536714 (Hitachi) eine Drehkolbenmaschine bekannt, wo zwei ineinander verschachtelte Rohre konzentrisch um die Antriebsachse angeordnet sind, und mit jeweils einer Erzeugenden die Innenzylinder der zugehörigen, exzentrisch zur Antriebsachse angeordneten, Gehäuserohre berühren. Die Abdichtung der Arbeitsräume erfolgt mit Drehschiebern, die in den Rotoren geführt sind und mit einer Feder gegen die Innenzylinder der Gehäuse gedrückt werden. Die Reibung zwischen Drehschieber und Zylinderwand ist besonders bei grossen Verdichtungsdrücken und Drehzahlen hoch, da mit zunehmender Drehzahl die Fliehkraft grösser wird. Die Drehschieber werden durch das Reibmoment gegen die Führung im Rotor gepresst und vergrössern die Gleitreibung in der Führung.
Die notwendigen Federn stellen durch die hohe auftretenden Schwingbelastung, besonders bei hohen Drehzahlen, ein Betriebsnsiko dar.
Alle oben genannten Drehkolbenmaschinen sind mit einer axialen Abdichtung der Rotoren gegen eine feststehende Wand abgedichtet, wobei die Rotorstirnflachen eine schleifende Bewegung ausführen. Es sind auch Drehkolbenmaschinen bekannt, die für die axiale Abdichtung Dichtschel- ben, die mit dem Gehäusezylinder einen Ringdichtspalt bilden, verwenden. Die Güte der Abdichtung der Arbeiträume in axialer Richtung mit Dichtscheiben ist überwiegend von der betriebsfähigen Spalthöhe und von der Spaltlänge abhängig. Zufolge von Wärmedehnungen, Fertigungstoleranzen aber auch der Verformung der Antriebswelle ist eine verlustarm Abdichtung nur mit gro- ssem Aufwand möglich.
Im Dampfturbinenbau, Chemiepumpenbau, Gasverdichterbau ist die Unterstützung der Dichtwirkung von Packungsdichtungen Im Antriebswellenbereich durch Sperrdampf, Sperrwasser, Sperrgas, Sperröl bekannt. Es werden dabei Leckmengen von der Hochdruckseite als Sperrmedium für die Niederdruckseite verwendet und in den Dichtspalt im Bereich der Packungsdichtung geleitet. Oder mit einer Beschaufelung auf der Rückseite eines Radialrades Unterdruck erzeugt, der ein Austreten von Fördermedium durch die Packungsdichtung verhindert Für besonders sichere Abdichtungen wird auch eine externe Förderpumpe verwendet. Weiters sind sogenannte Zentrifugaldichtungen bekannt, die die Fliehkraft von rotierenden Flüssigkeitsringen als hydrodynamische Sperrschicht Im Spalt zwischen Gehäuse und rotierendem Ring nutzen.
Dieser Ring wird fallweise auch mit gekrümmten Rippen zur Stabilisierung des Flüssigkeitsringes ausgeführt. Für die Dichtscheibenabdichtung von erfindungsgemässer Drehkolbenmaschine ist ein rotierender Flüssigkeitsring nicht geeignet und die Abdichtung mit der Unterstützung einer externen Sperrluftpumpe zu kostenintensiv. Aufgabe der Erfindung ist es, den Gesamtwirkungsgrad von Drehkolbenmaschinen der oben beschriebenen Art zu verbessern. Durch die Verminderung der Reibungsverluste zwischen den aneinander gleitenden Bauteilen, welche die Arbeits-
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räume begrenzen Vorzugsweise mit berührungslosen Dichtungen, mit intern erzeugtem Sperrmedium, oder abrollenden Dichtelementen. Durch die Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrad auf Grund einer wirksamen Kühlung des verdichteden Mediums innerhalb der Maschine, mit geringem Druckverlust.
Vorliegende Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass die rotierende Dichtscheibe zweigeteilt ist und dazwischen mehrere Leisten konzentrisch und radialsymmetrisch angeordnet sind, sodass in den Zwischenräumen Strömungskanäle entstehen, die die Luft in den axialen Umfangsdichtspalt und über Verbindungsbohrungen in den radialen Spalt an der Stirnfläche der Stufendichtscheiben fördern, wobei der Druck in den Dichtspalten erhöht wird, und die Nut mit Bohrungen in der Rotorwand derart versorgt wird, dass die Lagernadeln umströmt, gegen den Gehäusezylinder gedrückt, und schwimmend gelagert werden. Der Dichtspalt zwischen Scheibenumfang und Zylinder kann aus Gewichtsgründen und zu Gunsten eines kleinen Massenträgheitsmomentes, sowie von kompakten Abmessungen nur sehr kurz ausgeführt werden.
Ein enger Spalt ist nur mit wärmedehnungsarmen Werkstoffen und sehr genauer Bearbeitung Im Betrieb einzuhalten. Auf Grund von Drosselwirkung durch die Bewegungsenergie des Luftstrahles, der mit hohem Druck und grosser Geschwindigkeit austritt, kann die Leckmenge auch bei weitem und kurzem Spalt gering gehalten werden. Die Druckluft wird in vorteilhafter Weise in geringer Menge von der letzten Druckstufe abgeleitet und zu den Dichtspalten mit einer weiteren Druckerhöhung, ohne externe SperrluftFörderpumpe, gefördert. Das Strömungsgitters kann in einfacher Weise auch mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln und einem schaufellosen Ringraum, für besseren Wirkungsgrad und guter Verteilung der Sperrluft über dem Ringspaltumfang, ausgeführt werden.
Nach AT 365202 ist bekannt, dass im Bereich der Kontaktfläche zwischen Rotor und Gehäusezylinder am Rotorumfang ein oder mehrere Nuten eingearbeitet sind, die als Lagerung für Lagernadeln dienen. Es wird auf diese Weise im Bereich der Kontaktfläche die Reibungskraft vermindert. Diese Verminderung ist abhängig von der Güte der Lagerung in der Nut. Die Reibung der Lagernadeln kann weiter reduziert werden, wenn Luft mit hohem Druck über Bohrungen in der Rotorwand in den Raum zwischen Lagernadein und Nutgrund einströmt, sodass diese schwimmend gelagert und gegen den Gehäusezylinder gedrückt wird. Da die Lagernadeln zufolge der Rotorbewegung und der Reibkraft mit dem Gehäusezylinder stets näher an der saugseitigen Nuthälfte liegt, strömt der Grossteil der Lagerdruckluft zur Druckseite und geht daher nicht verloren.
Es kann die verdichtete Luft im Innenraum des rohrförmigen Rotors für die Umströmung verwendet werden. Um aber sicher zu gehen, dass die Kraft auf die Nadel ausserhalb stets kleiner als auf der Seite der Einblasung ist, muss die Luftlagerkraft stets durch eine Federkaft unterstützt werden. Dies kann erfindungsgemäss dadurch erreicht werden, wenn die Lagernadel über bombierte, federbelastete Stifte, die in radialen Bohrungen in der Rohrwand geführt sind, gegen den Gehäusezylinder gepresst wird. Die federbelasteten Stifte, vorzugsweise zwei pro Lagernadel drücken diese, unabhängig von der Andrückkraft des Rotors, gegen den Gehäusezylinder. Da nur zwei punktförmige Kontaktflächen entstehen, wird die Eigendrehung der Lagernadeln erleichtert.
Auftretende Wnkelfehler in der Anlage des Rotors am Gehäusezylinder werden mit der federbelasteten Zweipunktiagerung der Lagernadel ausgeglichen.
Die Wirkung einer Sperrmediumförderpumpe kann auch in einer vereinfachten und kostengünstigeren Form mit radialen Bohrungen in der Dichtscheibe, die vom Scheibenumfang zur Mitte in den Innenraum des innersten Rotors ausgeführt sind, erreicht werden.
Die Luftlagerung der Lagernadeln erfordert hohe Drücke. Weiters benötigt der moderne Fahrzeugmotor nicht nur für die Aufladung Druckluft. Eine kompakte Kombination einer Sperrluftverdichters und eines Verdichters mit gegenüber dem Motorladedruck erhöhtem Druckniveau kann erreicht werden, wenn die letzte, innerste Stufe als ein, von den übrigen Stufen strömungstechnisch unabhängiger, Hochdruckverdichter ausgelegt ist, der mit einem Teilstrom Druckluft für die Nadeluftlagerung und im Hauptstrom Druckluft, für die Zerstäubung von Kraftstoff, liefert. Eine geringe Menge hochverdichter Luft strömt über beispielsweise zwei Bohrungen im Rotormantel in den Nutgrund, presst die Lagernadel gegen den Gehäusezylinder und umströmt diese. Bei genügend hohem Druckunterschied zwischen der Hochdruckseite und dem äusseren Druckraum kann auf eine Feder verzichtet werden.
Bei der Verdichtung erfährt die Luft eine, vom Druckgrad abhangige Temperaturerhöhung. Für die Anwendung der Drehkolbenmaschine als Lader für Brennkraftmaschinen, ist eine möglichst niedrige Eintrittstemperatur der Luft in den Brennraum entscheidend für niedrigen Verbrauch, gute Abgaswerte und hohe Leistung. Eine wirksame Kühlung der Ladeluft
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kann dadurch erreicht werden, wenn eine Stufe vorzugsweise die erste, äussere Stufe als eine, von den übrigen Stufen strömungstechnisch unabhängige, Kühlmittelpumpe ausgelegt ist, die einen Kühimittelstrom um das äussere Gehäuserohr des Verdichters und die Seitenwände der Drehkolbenmaschine liefert.
In vorteilhafter Weise strömt das Kühlmittel aus dem Lader, in einen mit dem Fahrtwind gekühlten Wärmetauscher, und von dort wieder zurück in den Lader. Damit die Brennkraftmaschine möglichst rasch auf Betriebstemperatur kommt, muss bei kaltem Motor die Durchströmung des Ladeluftkühler gedrosselt oder weggeschaltet werden. Dies kann bei vorliegender Erfindung auf einfache Weise dadurch geschehen, dass das Trennelement der Kühlmittelpumpe in Abhängigkeit von der Temperatur vom Rotor abgehoben und in die Einlassöffnung bewegt wird und diese verschliesst.
Das Abheben des Trennelementes schafft eine Verbindung zwischen Druckraum und Saugraum, und die Förderung von Kühlmittel wird stark reduziert, oder durch das Verschliessen der Eintrittsöffnung ganz aufgehoben. In vorteilhafter Weise wird die Drehkolbenmaschine mit zwei gegenüberliegenden Trennelementen und je einem Rückschlagventil im Zwischenrohr ausgeführt, weil dadurch besonders das Ansaugen und Verdichten im Raum zwischen zwei Stufen verbessert wird. Es wird mit fortschreitender Drehung dieser Raum zuerst verkleinert und damit die Füllung des Saugraumes der nächsten Stufe erleichtert. Nach dem Schliessen des Rückschlagventiles wird dieser Raum vergrössert und ein geringer Unterdruck erzeugt, der nach Freigabe der Einlassöffnung in die nächste Stufe die Füllung unterstützt.
Wenn das Rückschlagventil als eine am äusseren Rohr fixierte Blattfeder ausgeführt ist, die mit einem federnden Anschlag, der am freien Ende befestigt ist, durch die Drehung des innenliegenden Rohres in die Öffnung im aussenliegenden Rohr gedrückt wird und dadurch diese verschliesst, kann ein frühes Schliessen ca. 90Grad vor dem Überschleifen durch den Rotor erreicht werden. Es wird auch eine bessere Haltbarkeit und ein geringeres Geräusch, im Vergleich zu einem Flatterventil oder Kugelventil erreicht, weil die Öffnung nicht plötzlich bei Erreichen eines definierten Druckes, sondern über einen federnden Anschlag freigegeben wird.
Um Fertigungsungenauigkeiten und Wärmedehnungen auszugleichen, können die Rotoren oder die rohrförmigen Gehäuse mit radialelastischen Elementen innerhalb der Rohrwand ausgeführt sein und eine Durchgangsbohrung für das Befestigungselement aufweisen. Für die Anwendung der Drehkolbenmaschinen für hohe Drücke und Drehzahlen ist es vorteilhaft Trennelemente einzubauen, die ohne die Schliesskraft einer Feder auskommen. Die Reibungsverluste und die Belastungen der zwangsgesteuerten Trennelemente können gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden wenn, das oder die Trennelemente aus jeweils zwei nadelförmigen Rollen bestehen, die durch eine druckelastische Einlage und durch zwei an den Enden bombierte Stifte voneinander getrennt sind, und Führungsbleche aufweisen.
Die Ladernadeln sind radial durch die bombierte Gegenfläche der Stifte und seitlich durch die Führungsbleche gelagert und werden im Betrieb in Drehung versetzt. In einer weiteren Ausführung kann, das oder die Trennelemente aus einem elastischen, verschleissfestem Zylinder oder einem dünnwandigen Rohr ausgeführt ist, das vom Aussenzylinder des innenliegenden Rohres oder vom Innenzylinder des nächstliegenden äusseren Rohres durch Reibschluss mitgedreht wird und im Zwischenrohr geführt sein.
Durch die Reibungskraft wird das Rohr oder der Zylinder in Drehung versetzt und die Gleitbewegung auf dem Rotorzylinder in eine Abrollbewegung gewandelt.
Auf Grund von Reaktionskräften und der Gaskraft wird das Rohr, biegemomentfrei gegen die Führung gedrückt. Es tritt daher kein Verklemmen, wie bei Flachschiebern, in der Führung auf Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus nachfolgenden Zeichnungen und Erläuterungen von Ausführungsbeispielen hervor.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt der erfindungsgemässen Ausführung eines Drehkolbenverdichters mit exzentrischen Rotoren und einem Trennelement pro Stufe.
Fig. 2a, 2b, 2c zeigt den Querschnitt der erfindungsgemässen Ausführung eines Drehkolbenverdichters mit drei verschiedenen Drehstellungen der Rotoren mit zwei Trennelementen pro Stufe.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt der erfindungsgemässen Ausführung eines Drehkolbenverdichters mit zwei in Achsrichtung aneinandergereihten, und um 180Grad zueinander verdrehten Rotorsätze.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt, entlang der Linie A-A, durch die mittlere Dichtscheibe des Drehkolbenverdichters mit integrierten Strömungskanälen.
Fig. 5a, 5b zeigt das Detail von zwei erfindungsgemässen Ausführungen des Trennelementes
Fig. 6 zeigt das Detail der Abdichtung an der Kontaktstelle zwischen Rotor und Gehäuse.
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Fig. 7, 7a zeigt den Querschnitt der erfindungsgemässen Ausführung eines Drehkolbenverdichters mit einem integrierten Hochdruckverdichter und das vergrösserte Detail D, der luftgelagerte Lagernadel.
Fig. 8 zeigt den Querschnitt der erfindungsgemässen Ausführung eines Drehkolbenverdichters mit einer integrierten Kühlmittelpumpe.
Fig. 1 : Die rohrförmigen Rotoren (1), (2), (3), sind konzentrisch um den Punkt (4) angeordnet, der einen radialen Abstand e zur gemeinsamen Mitte (5) der rohrförmigen Gehäuse (6), (7), (8) aufweist.
In dieser Ausführungsform liegen die Rotoren (1), (2), (3) nur leicht an den Gehäusen (6), (7), (8) an.
Die eigentliche Abdichtung zwischen Saugraum (9) und Druckraum (10) der ersten Stufe, weiters Saugraum (H) und Druckraum (12) der zweiten Stufe, sowie Saugraum (13) und Druckraum (14) der dritten Stufe erfolgt durch die Lagernadeln(15), die mit den Blattfedern(16) über Stifte (17) gegen die Gehäuse (6), (7), (8) gepresst werden. Bei der Annahme einer Drehbewegung der Rotoren (1), (2), (3), im Uhrzeigersinn um die Mitte (5) wird die Luft über die Einlassöffnung (18) der ersten Stufe angesaugt. Bei der ersten Stufe genügt auf Grund des geringen Druckniveaus eine Trennung zwischen Saugraum (9) und Druckraum(10) mit einer Blattfeder (19), die mit dem beweglichen Ende (20) am Rotor (1) angepresst wird und mit dem fixen Ende (21) am Gehäuse (6) befestigt ist.
Zur Verbesserung der axialen Abdichtung sind hier biegsame Dichtschnüre (19') auf der Blattfeder (19) befestigt. Die Blattfeder (19) wird durch die Drehbewegung des Rotors (1) in die Einlassöffnung (18) gedrückt und verschliesst diese kurzzeitig und verhindert dadurch ein Rückströmen während des Überschleifens der Einlassöffnung. Der momentane Gesamtdruckraum besteht aus dem Druckraum (10) der ersten Stufe, der Einlassöffnung(22) im Rotor (1), dem ersten Zwischenraum (23) (gebildet aus dem Aussenzylinder des Gehäuses (7) der zweiten Stufe und dem Innenzylinder des Rotors (1)), der Öffnung (24) im Gehäuse (7) der zweiten Stufe und dem Saugraum (H) der zweiten Stufe.
Mit zunehmender Drehung kommt es zu einer Verdichtung der eingeschlossenen Luft, bis die Einlassöffnung(25) im Rotor (2) den Bereich des Trennelementes(34) überschliffen hat. Die verdichtete Luft verbleibt nun im Raum zwischen Rotor (2) und Gehäuse (7) in dem nun verdichtet wird und über die Eintrittsöffnung (25) der zweite Zwischenraum (27) gefüllt wird. Kurz nachdem die Eintrittsöffnung (29) im Rotor (3) den Bereich des Rückschlagventiles(30) überschliffen hat, öffnet dieses und der Saugraum (13) wird gefüllt, bis die Einlassöffnung(29) den Bereich des Trennele- mentes (30) überschliffen hat und die verdichtete Luft durch diese ausströmen kann und über die Offnungen (31) und die Bohrung (33) in der Antriebswelle (32) zum Verbraucher strömt.
Der höhere Druck der zweiten und dritten Stufe macht den Einbau eines Trennelementes (34), das im Gehäuse (7 oder 8) geführt ist und unter Vorspannung mit dem linken Ende am Aussenzylinder des Rotors (2 oder 3) und mit dem rechten Ende am Innenzylinder des Rotors (1 oder 2) anliegt, notwendig. Um ein Rückströmen der bereits verdichteten oder geförderten Luft zu verhindern sind in
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zwei Teile (23' und 23") teilt. Die Lagernadeln (15) der Rotoren (2, 3) stehen ungefähr 120Grad nach Förderbeginn (FB). Der Saugraum (H) hat erst ungefähr 1/4 seiner maximalen Grösse erreicht. Der momentane Gesamtdruckraum setzt sich zusammen aus dem Druckraum (12), der Einlassöffnung (25) im Rotor (2), dem unteren Zwischenraum (23'), der Öffnung(28) im Gehäuse (8), und dem Raum (13').
Fig. 2b : Der Saugraum (H) hat ungefähr die Hälfte seiner maximalen Grösse erreicht und die Verbindung des Druckraumes (12) zum unteren Zwischenraum (23') ist unterbrochen, denn es wird nun der obere Zwischenraum(23") gefüllt. Der momentane Druckraum besteht aus dem unteren Zwischenraum (23'), aus der Öffnung(28) und dem Raum (13').
Fig. 2c : Der Saugraum (H) hat fast seine maximale Grösse erreicht. Das Trennelement (19) ist
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(25)ges (38), geschlossen und trennt somit den Raum (13), wo eine Verdichtung stattfindet, vom Zwischenraum (23'), in dem ein Unterdruck aufgebaut wird. Nach Überschleifen des Trennelementes (34) durch die Eintrittsöffnung (29) strömt die verdichtete Luft in den Innenraum des Rotors (3) und durch die Öffnungen (31).
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Fig. 3 : Der Antrieb erfolgt über die Riemenscheibe (39) auf die Antriebswelle (32). Die mittlere Dichtscheibe (40) ist hier zweiteilig ausgeführt und wird mit der Antriebswelle (32) kraftschlüssig verbunden. Dazwischen sind mehrere schaufelförmige Leisten (41) so angeordnet, dass ein Strömungsgitter ähnlich eines Radialverdichters entsteht, wobei der saugseitige Eintritt über die Öff- nungen (42) erfolgt. Die verdichtete Luft wird über die Bohrungen (43) zu den Radialspal- ten (44, 45, 46) gefördert und erhöht den Strömungswiderstand im Dichtspalt. Die Radialspalte (47, 48) zwischen den Gehäuserohren (7, 8) und der mittleren Dichtscheibe (40) werden durch die Bohrungen (49, 50) mit Druckluft beaufschlagt.
Zur besseren Verteilung der, mit hohem Druck und kleiner Menge eingeblasenen Luft sind ringförmige Einstiche (51, 52) eingearbeitet. Der radiale Austritt aus dem Strömungsgitter mündet zuerst in einen schaufellosen Ringraum (53), und dann im axialen Spalt (54). Weiters ist die Scheibe (40) mit mehreren Bohrungen (79), ausgehend vom Scheibenumfang und mündend in der Offnung (42), ausgeführt. Wobei Sperrluft, unter der Wirkung der Fliehkraft beschleunigt, zusätzlich in den Spalt (54) gefördert wird. Diese einfache Ausführung eines Sperrluftverdichters kann für untergeordnete Anwendungen statt der Strömungsgitterausführung angewendet werden.
Die Rotoren (1, 2, 3) und die seitlichen Stufendichtscheiben (55, 56, 57) sind hier beispielsweise gemeinsam mit Schrauben (58) mit der mittleren Dichtscheibe (40) verbunden. Um Fertigungsungenauigkeiten und unterschiedliche Wärmedehnungen auszugleichen sind elastische Ringe (59) eingebaut, die eine geringe radiale Beweglichkeit der Rotoren (1, 2, 3) ermögli- chen. Die Rotoren (1', 2', 3') links von der mittleren Dichtscheibe (40) sind, aus Gründen des Massenausgleiches und im Sinne eines gleichförmigen Druckverlaufs pro Umdrehung, um 180 Grad verdreht zu den rechtsseitigen angeordnet.
Die Gehäuserohr (7, 8) sind hier mit Schrauben (60) mit der Gehäusewand (61) verbunden, können aber ebenfalls, oder an Stelle der exzentrischen Rotoren radialelastisch befestigt werden.
Fig. 4 : Die hochverdichtete Luft der letzten Stufe tritt aus dem Innenraum des Rotors (3) über sichelförmige Öffnungen (42) in den Querschnitt zwischen zwei schaufelförmigen Leisten (41) ein, wird weiter verdichtet und tritt in den schaufellosen Ringraum (53) aus. Ober axiale Bohrun- gen (43, 49, 50) innerhalb der Strömungskanäle werden die radialen Dichtspalte mit Druckluft versorgt. Die Bohrungen (79) münden direkt im Spalt (54), wobei die austretende Luft eine zusätzliche Sperre für die Spaltströmung bildet.
Fig. 5a : Ein dünnwandiges Rohr (62) ist in einem Schlitz im mittleren Rohr (8) radial geführt und liegt unter einer geringen Eigenspannung gleichzeitig auf dem inneren Rohr (3) und dem äusseren Rohr (2) an. Da die Reibfläche am äusseren Rohr (2) grösser ist, wird sich das Rohr (62) mit gleicher Drehrichtung mitdrehen. Die Reibungsverluste und der Verschleiss werden gegenüber einem schleifenden Element verbessert.
Fig. 5b : Zwei Rollen (63) werden mit einer elastischen Einlage (64) mit zwei bombierte Lei- sten (65) jeweils gegen das innere Rohr (3) und das äussere Rohr (2) gedrückt und über Reibschluss mitgedreht. Die seitlichen Führungsbleche (66) dienen als Lagerung für die beiden Rollen (63) und machen das Trennelement biegesteif.
Fig. 6 : Die Lagernadel (15) ist in einer Nut im Rotor (1) eingelegt und schliesst axial mit den Stirnwänden der Dichtscheiben (40, 55) ab. Durch Bohrungen (71) im Rotor (1) tritt Luft mit hohem Druck, beispielsweise von einem Hochdruckverdichter in dem Raum zwischen Nadel (15) und Nutgrund. In radialen Bohrungen In der Rohrwand sind zwei Stifte (17) geführt, die mit den Federn (16) die Lager- nadel (15) gegen den Gehäusezylinder (nicht gezeichnet) presst. Die Reaktionskraft auf die Relb- kraft zwischen Lagernadel (15) und Gehäusezylinder, sowie der Verdichtungsdruck drücken die Lagernadel (15) gegen die saugseltige Seitenwand (67) der Nut.
Im entstandenen Spalt an der oberen Seitenwand (68) kann nun Druckluft eintreten, und den Anpressdruck verstärken. Die Reibung zwischen der Lagernadel (15) den bombierten Stiften (17) einerseits und der ebenen Seitenwand (67) der Nut ist kleiner als die, zwischen Lagernadel (15) und der Gehäusezylinderwand Es wird daher zu einem Mitdrehen der Lagernadel (15) kommen und die Reibungsverhältnisse werden begünstigt, der Verschleiss vermindert.
Fig. 7 und 7a : Die letzte, innerste Stufe besteht aus dem Rotor (3) und dem Gehäuse (8). Sie ist für wesentlich höheren Druck und geringerer Fördermenge ausgelegt, als die erste Stufe (bestehend aus dem Rotor (1) und dem Gehäuse (6)) und die zweite Stufe (bestehend aus dem Rotor (2) und dem Gehäuse (7)).
Der Austritt aus der zweiten Stufe erfolgt über die axiale Öffnung (69) im Rotor (2) zum Verbrau-
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cher. Bel einer Drehung aller Rotoren im Uhrzeigersinn um den Punkt (5) wird der Raum (13') grö- sser. Es entsteht dabei ein Unterdruck, der ein Ansaugen von Luft über die Öffnungen(31) und die Eintrittsöffnung (29) bewirkt. Ober die radialen Offnungen (28', 28") gelangt die Luft in den Zwischenraum (23', 23"), und tritt durch die aXialen Austrittsöffnungen (70) aus. Die Austrittsöffnungen (70) werden, um ein Rückströmen zu verhindern, mit der Stirnseite des geschlossenen Rückschlagven- tiles (30) abgedichtet.
Die Lagernadel (15) wird über die Bohrung (71), abwechselnd vom Zwischenraum (23') oder (23") mit Druckluft beaufschlagt und schwimmend gelagert. Es wird nur ein kleiner Teilstrom für die Luftlagerung benötigt, der Rest kann fur einen anderen Druckluftverbraucher am Motor oder Fahrzeug verwendet werden.
Fig. 8 : Das Kühlmittel wird, bei einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn über die Eintrittsöffnung (18) in den Saugraum (9) angesaugt. Durch die Verkleinerung des Druckraumes (10) wird Kühlmittel durch die Öffnung (72) im Rotor (1) und die Offnung (73) im Gehäuse (6) verdrängt. Es kommt zu einer Umströmung und Abkühlung des Gehäuses (7) und der verdichteten Luft. Über den Ringraum (74) und der Austrittsöffnung (75) strömt das Kühlmittel wieder ab. Bei tiefen Kühlmittel- temperaturen wird das Trennelement (19) durch ein Dehnstoffelement (76) Ober einen Seilzug (77) vom Rotor (1) mehr oder weniger abgehoben, oder in die Eintrittsöffnung (18) gezogen.
Je nach Temperatur des Kühlmittels wird der Zufluss und die Förderung gedrosselt oder ganz abgeschalten. Der eigentliche Drehkolbenverdichter besteht hier beispielsweise aus zwei Stufen, wobei die Luft über die axialen Offnungen (78) im Gehäuse (7) angesaugt wird und durch die Offnungen (31) nach einer zweistufigen Verdichtung wieder austritt.