DE102011001693A1 - rotary engine - Google Patents
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- F02B57/00—Internal-combustion aspects of rotary engines in which the combusted gases displace one or more reciprocating pistons
- F02B57/02—Fuel or combustion-air supply
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Rotationsmaschine mit mindestens einem Statorgehäuse mit einer Mittelachse, einem in dem Statorgehäuse drehbar um dessen Mittelachse gelagerten Zylinderkranz, der mindestens einen Zylinder aufweist, in dem ein Kolben abgedichtet und linear bewegbar ist, wobei der Kolben gelenkig mit einem Pleuel verbunden ist, das drehfest mit einer Antriebs- oder Abtriebswelle verbunden ist, die um eine zu der Mittelachse des Statorgehäuses parallele Drehachse drehbar gelagert ist, die in einem Abstand von der Mittelachse angeordnet ist, wobei eine Längsachse des Zylinders in einem Abstand zu der Mittelachse des Statorgehäuses und der Drehachse des Pleuels verläuft. Um eine gattungsgemäße Rotationsmaschine dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine Zu- und Abfuhr verschiedener fließfähiger Medien wie beispielsweise Kraftstoff, Frisch- beziehungsweise Abluft beziehungsweise Abgas, Schmiermittel und Kühlmittel einfach und effizient durchführbar ist, wird mindestens ein durch das Statorgehäuse (2) und den Zylinderkranz (3) verlaufender Kanal (10, 15, 16, 18) zur Führung eines fließfähigen Mediums genutzt, der zwei Kanalabschnitte aufweist, von denen ein erster Kanalabschnitt in dem Zylinderkranz (3) verläuft und mit einem in dem Statorgehäuse (2) verlaufenden zweiten Kanalabschnitt so korrespondiert, dass bei sich drehendem Zylinderkranz (3) ein Übertritt des Mediums von dem Statorgehäuse (2) zu dem Zylinderkranz (3) und/oder umgekehrt über einen zwischen diesen befindlichen Spaltbereich (8) ermöglicht ist.The invention relates to a rotary machine having at least one stator housing with a central axis, a cylinder ring rotatably mounted in the stator housing about its central axis, which has at least one cylinder in which a piston is sealed and can be moved linearly, the piston being articulated to a connecting rod, which is rotatably connected to a drive or output shaft, which is rotatably mounted about an axis of rotation parallel to the central axis of the stator housing, which is arranged at a distance from the central axis, a longitudinal axis of the cylinder at a distance from the central axis of the stator housing and the The axis of rotation of the connecting rod runs. In order to further develop a generic rotary machine in such a way that the supply and discharge of various flowable media such as fuel, fresh or exhaust air or exhaust gas, lubricant and coolant can be carried out simply and efficiently, at least one through the stator housing (2) and the cylinder ring (3 ) running channel (10, 15, 16, 18) used to guide a flowable medium, which has two channel sections, of which a first channel section runs in the cylinder ring (3) and thus corresponds to a second channel section running in the stator housing (2) that when the cylinder ring (3) is rotating, the medium can pass from the stator housing (2) to the cylinder ring (3) and / or vice versa via a gap area (8) located between them.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotationsmaschine mit mindestens einem Statorgehäuse mit einer Mittelachse, einem in dem Statorgehäuse drehbar um dessen Mittelachse gelagerten Zylinderkranz, der mindestens einen Zylinder aufweist, in dem ein Kolben abgedichtet und linear bewegbar ist, wobei der Kolben gelenkig mit einem Pleuel verbunden ist, das drehfest mit einer Antriebs- oder Abtriebswelle verbunden ist, die um eine zu der Mittelachse des Statorgehäuses parallele Drehachse drehbar gelagert ist, die in einem Abstand von der Mittelachse angeordnet ist, wobei eine Längsachse des Zylinders in einem Abstand zu der Mittelachse des Statorgehäuses und der Drehachse des Pleuels verläuft.The invention relates to a rotary machine having at least one stator housing with a center axis, a cylinder ring mounted rotatably in the stator housing about its center axis, which has at least one cylinder in which a piston is sealed and linearly movable, wherein the piston is pivotally connected to a connecting rod, which is non-rotatably connected to a drive or output shaft which is rotatably mounted about an axis parallel to the central axis of the stator housing axis of rotation which is spaced from the central axis, wherein a longitudinal axis of the cylinder at a distance from the central axis of the stator housing and the The axis of rotation of the connecting rod runs.
Wird eine solche Rotationsmaschine als Kraftmaschine betrieben, so liegt ein Rotationsmotor vor, der nach dem Diesel oder Otto-Prinzip arbeiten kann. Mechanische Arbeit wird in diesem fall über die Abtriebswelle abgegeben. Im Fall einer Arbeitsmaschine liegt zum Beispiel ein Rotationsverdichter oder eine Rotationspumpe vor. Eine Zufuhr mechanischer Arbeit erfolgt in diesem Fall über die Antriebswelle.If such a rotary machine operated as an engine, so there is a rotary engine, which can operate on the diesel or Otto principle. Mechanical work is delivered in this case via the output shaft. In the case of a work machine, for example, there is a rotary compressor or a rotary pump. A supply of mechanical work takes place in this case via the drive shaft.
Stand der TechnikState of the art
Eine Rotationsmaschine der eingangs beschriebenen Art ist bereits aus der
Andere Druckschriften wie beispielsweise die
Ähnlich verhält es sich mit der Offenlegungsschrift
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rotationsmaschine dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine Zu- und Abfuhr verschiedener fließfähiger Medien wie beispielsweise Kraftstoff, Frisch- beziehungsweise Abluft beziehungsweise Abgas, Schmiermittel und Kühlmittel einfach und effizient durchführbar ist.The invention has for its object to further develop a generic rotary machine to the effect that a supply and removal of various flowable media such as fuel, fresh or exhaust air or exhaust gas, lubricant and coolant is simple and efficient feasible.
Lösungsolution
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch mindestens einen durch das Statorgehäuse und den Zylinderkranz verlaufenden Kanal zur Führung eines fließfähigen Mediums, der zwei Kanalabschnitte aufweist, von denen ein erster Kanalabschnitt in dem Zylinderkranz verläuft und mit einem in dem Statorgehäuse verlaufenden zweiten Kanalabschnitt so korrespondiert, dass bei sich drehendem Zylinderkranz ein Übertritt des Mediums von dem Statorgehäuse zu dem Zylinderkranz und/oder umgekehrt über einen zwischen diesen befindlichen Spaltbereich ermöglicht ist.The object is achieved by at least one extending through the stator housing and the cylinder barrel channel for guiding a flowable medium having two channel sections, of which a first channel section extends in the cylinder ring and with a running in the stator housing second channel portion so that at rotating cylinder ring is a transfer of the medium from the stator to the cylinder casing and / or vice versa on a gap between these gap area is made possible.
Auf diese Weise ist es besonders einfach möglich, den rotierenden und somit nicht feststehenden Zylinderkranz mit den nötigen Medien zu versorgen.In this way, it is particularly easy to provide the rotating and thus not fixed cylinder ring with the necessary media.
Eine Installation des zweiten Kanalabschnitts in dem Statorgehäuse ist dabei verhältnismäßig einfach durchführbar, da das Statorgehäuse fest steht und keine Bewegungen ausführt. Der Zylinderkranz hingegen rotiert gemäß dem Prinzip der Rotationsmaschine, so dass eine übliche, fest installierte, durchgehende Leitung beispielsweise von einem Speicher oder einer Quelle bis in den Zylinderkranz nicht möglich ist. Der Zylinderkranz weist hingegen einen unabhängigen ersten Kanalabschnitt auf, welcher relativ zum Zylinderkranz fest steht, jedoch relativ zum Stator beziehungsweise zum zweiten Kanalabschnitt gemeinsam mit dem Zylinderkranz rotiert und somit im Betrieb ständig in Bewegung ist. Eine Verbindung der Kanalabschnitte wird entsprechend über besagten Spaltbereich realisiert, der zwischen dem Statorgehäuse und dem Zylinderkranz auftritt und beide Teile räumlich voneinander trennt. Die Medien gelangen demnach jeweils durch einen fest im Stator installierten zweiten Kanalabschnitt bis an den Spaltbereich und im Folgenden über den Spaltbereich in jeweils einen ersten Kanalabschnitt, der – je nach Medium – zu unterschiedlichen Bereichen im Zylinderkranz führen kann. So führt beispielsweise ein Kanal für Brennstoff üblicherweise zu einem Brennraum.An installation of the second channel section in the stator housing is relatively simple to carry out, since the stator housing is fixed and does not perform any movements. The cylinder ring, however, rotates according to the principle of the rotary machine, so that a conventional, permanently installed, continuous line, for example, from a memory or a source to the cylinder ring is not possible. The cylinder ring, however, has an independent first channel section, which is fixed relative to the cylinder ring, but rotates relative to the stator or to the second channel section together with the cylinder ring and thus is constantly in motion during operation. A connection of the channel sections is realized in accordance with said gap region which occurs between the stator housing and the cylinder ring and separates both parts spatially from each other. Accordingly, the media in each case pass through a second channel section fixedly installed in the stator up to the gap area and subsequently over the gap area into a respective first channel section which, depending on the medium, can lead to different regions in the cylinder crown. So leads For example, a channel for fuel usually to a combustion chamber.
Eine Möglichkeit den Spaltbereich auszubilden besteht darin, dass selbiger die Form eines Zylindermantels besitzt und eine Achse des Zylindermantels mit der Mittelachse des Statorgehäuses zusammenfällt. Alternativ ist eine Ausgestaltung des Spaltbereiches in Form eines Kreisrings denkbar, der in einer senkrecht zu der Mittelachse des Statorgehäuses ausgerichteten Ebene angeordnet ist.One possibility of forming the gap region is that the same has the shape of a cylinder jacket and an axis of the cylinder jacket coincides with the central axis of the stator housing. Alternatively, an embodiment of the gap region in the form of a circular ring is conceivable which is arranged in a plane oriented perpendicular to the central axis of the stator housing.
Beide vorgenannten Formen – Zylindermantel und Kreisring – sind jeweils rotationssymmetrisch um die Mittelachse des Statorgehäuses angeordnet Der Spaltbereich ist dabei definitionsgemäß immer vollständig umlaufend, da korrespondierende Stirnwände des Statorgehäuses und des Zylinderkranzes, die den Spaltbereich begrenzen, vollständig entkoppelt sind.Both aforementioned forms - cylinder jacket and annulus - are each arranged rotationally symmetrical about the central axis of the stator housing The gap region is by definition always completely circumferential, since corresponding end walls of the stator housing and the cylinder ring, which limit the gap region, are completely decoupled.
Die erste Variante einer Ausbildung des Spaltbereichs als Zylindermantel sollte im Besonderen dann angewendet werden, wenn eine Orientierung des zweiten Kanalabschnitts im Statorgehäuse am Spaltbereich ebenso wie eine Orientierung des ersten Kanalabschnitts im Zylinderkranz am Spaltbereich ungefähr senkrecht zu der Mittelachse des Statorgehäuses vorliegen, also korrespondierende Stirnwände sowohl des Statorgehäuses als auch des Zylinderkranzes in etwa eine Form eines Zylindermantels mit einer Mittelachse aufweisen, die parallel zu der Mittelachse des Statorgehäuses ist. Die Ausbildung des Spaltbereichs als Zylindermantel bedeutet in diesem Fall, dass der Spaltbereich eine in Richtung der Mittelachse des Statorgehäuses gemessene Breite aufweist, die es ihm ermöglicht, ein jeweiliges fließfähiges Medium von dem ersten an den zweiten Kanalabschnitt oder umgekehrt zu übertragen.The first variant of a design of the gap region as a cylinder jacket should be used in particular when there is an orientation of the second channel section in the stator housing at the gap region as well as an orientation of the first channel section in the cylinder ring at the gap region approximately perpendicular to the central axis of the stator housing, thus corresponding end walls both of the stator housing and the cylinder ring in approximately a shape of a cylinder jacket having a central axis which is parallel to the central axis of the stator housing. The formation of the gap region as a cylinder jacket in this case means that the gap region has a width measured in the direction of the central axis of the stator housing, which allows it to transfer a respective flowable medium from the first to the second channel section or vice versa.
Für den Fall allerdings, dass beide Kanalabschnitte am Spaltbereich in etwa parallel zu der Mittelachse des Statorgehäuses ausgerichtet sind und korrespondierende Stirnwänden sowohl des Statorgehäuses als auch des Zylinderkranzes entsprechend ungefähr senkrecht zu besagter Mittelachse angeordnet sind, sollte der Spaltbereich die Form des Kreisrings annehmen. Dieser weist im Gegensatz zum Zylindermantel nicht eine Ausdehnung in Form einer in Richtung der Mittelachse des Statorgehäuses gemessenen Breite auf, sondern vielmehr eine solche Breite, die sich in eine Richtung senkrecht zur Mittelachse des Statorgehäuses erstreckt.In the event, however, that both channel sections are aligned at the gap region approximately parallel to the central axis of the stator housing and corresponding end walls of both the stator housing and the cylinder ring are arranged approximately perpendicular to said central axis, the gap region should take the form of the annulus. In contrast to the cylinder jacket, this does not have an extension in the form of a width measured in the direction of the central axis of the stator housing, but rather such a width which extends in a direction perpendicular to the central axis of the stator housing.
Eine Ausbildung des Spaltbereichs als Zylindermantel oder Kreisring hängt folglich davon ab, wie die beiden Kanalabschnitte am Spaltbereich in der Rotationsmaschine orientiert sind.An embodiment of the gap region as a cylinder jacket or circular ring consequently depends on how the two channel sections are oriented at the gap region in the rotary machine.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Rotationsmaschine dann, wenn unter Verwendung eines zylindermantelförmigen Spaltbereichs zwischen dem Statorgehäuse und dem Zylinderkranz selbiger einseitig von einem Lagerzapfen begrenzt wird, wobei dieser Lagerzapfen als ein Teil des Statorgehäuses zu verstehen ist, der von einer Stirnwand desselben ausgeht und axial in ein Inneres des Statorgehäuses vorsteht.Particularly advantageous is the rotary machine according to the invention, when using a cylinder jacket-shaped gap region between the stator and the cylinder ring selbiger is bounded on one side by a journal, said bearing pin is to be understood as a part of the stator housing, which emanates from an end wall of the same and axially into a Interior of the stator housing protrudes.
Der zweite Kanalabschnitt verläuft unter Verwendung einer derart ausgestalteten Rotationsmaschine folglich zumindest teilweise im Lagerzapfen. Der Lagerzapfen erfüllt dabei eine Funktion einer Lagerung des Zylinderkranzes, indem er ein Radiallager bildet, das den Zylinderkranz in eine Richtung senkrecht zur Mittelachse des Statorgehäuses unverschieblich lagert. Als Teil des Statorgehäuses ist der Lagerzapfen starr und bewegt sich im Betrieb der Rotationsmaschine nicht. Entsprechend ist er zur Aufnahme des zweiten Kanalabschnitts geeignet.The second channel section thus runs at least partially in the journal using a rotary machine designed in this way. The bearing pin fulfills a function of a bearing of the cylinder ring, by forming a radial bearing, which stores the cylinder ring immovably in a direction perpendicular to the central axis of the stator housing. As part of the stator housing, the journal is rigid and does not move during operation of the rotary machine. Accordingly, it is suitable for receiving the second channel section.
Für den Fall, dass der Spaltbereich als Kreisring ausgebildet ist und eine Führung des Kanals im Bereich des Spaltbereichs ungefähr parallel zu der Mittelachse des Statorgehäuses verläuft, sollte der Spaltbereich einseitig von einer Stirnwand des Statorgehäuses begrenzt sein.In the event that the gap region is formed as a circular ring and a guide of the channel in the region of the gap region extends approximately parallel to the central axis of the stator housing, the gap region should be bounded on one side by an end wall of the stator housing.
Diese Stirnwand ist folglich so angeordnet, dass die Mittelachse des Statorgehäuses in etwa senkrecht auf einer Ebene steht, die die Stirnwand beinhaltet.This end wall is thus arranged so that the central axis of the stator housing is approximately perpendicular to a plane which includes the end wall.
Unabhängig von der Art der Anordnung des Kanals und der Art der den Spaltbereich begrenzenden Stirnwänden ist die erfindungsgemäße Rotationsmaschine dann besonders geeignet, wenn mindestens ein Kanal an ein Brennstoff-Versorgungssystem, insbesondere ein Einspritzsystem, angeschlossen ist, das außerhalb des Statorgehäuses angeordnet ist und zur Zufuhr eines Brennstoffs zu dem Zylinder dient.Regardless of the nature of the arrangement of the channel and the nature of the gap area limiting end walls, the rotary machine according to the invention is particularly suitable if at least one channel to a fuel supply system, in particular an injection system is connected, which is arranged outside the stator housing and for feeding serves a fuel to the cylinder.
Über ein derartiges System kann ein Brennraum des mindestens einen Zylinders des Zylinderkranzes mit einem Brennstoff versorgt werden, wobei gängige Techniken aus dem Motorbau, wie beispielsweise eine (Hochdruck-)Kraftstoffeinspritzung, vorzugsweise direkt in den Brennraum, ohne weiteres zum Einsatz kommen könnten.By means of such a system, a combustion chamber of the at least one cylinder of the cylinder ring can be supplied with a fuel, wherein common techniques of engine construction, such as a (high-pressure) fuel injection, preferably directly into the combustion chamber, could easily be used.
Besonders von Vorteil ist eine solche Rotationsmaschine, bei der mindestens ein Kanal zur Zufuhr eines Schmierstoffs zu dem Zylinder und/oder den Kolben dient. Dies sollte vorgesehen werden, um eine erhöhte Reibung sich relativ zueinander bewegender Teile zu vermeiden, die zu einem sehr schnellen Verschleiß der beteiligten Teile führen würde, so dass eine entsprechende Rotationsmaschine nicht praxistauglich wäre.Particularly advantageous is such a rotary machine, wherein at least one channel for supplying a lubricant to the cylinder and / or the piston is used. This should be provided in order to avoid increased friction of relatively moving parts, which would lead to a very rapid wear of the parts involved, so that a corresponding rotary machine would not be practicable.
Vorzugsweise sollte mindestens ein Kanal der Zufuhr eines Kühlmediums zu dem Zylinderkranz dienen. Aufgrund eines in dem mindestens einen Zylinder stattfindenden Verbrennungsprozesses und einer trotz Schmierung stattfindenden Reibung des Zylinderkranzes, kommt es zu einer erheblichen Wärmeentwicklung der Rotationsmaschine, welcher mittels einer Kühlung in Form einer Zu- und Abfuhr eines Kühlmittels entgegengewirkt werden sollte.Preferably, at least one channel should serve to supply a cooling medium to the cylinder crown. Due to a combustion process taking place in the at least one cylinder and a friction of the cylinder ring taking place despite lubrication, there is a considerable heat development of the rotary machine, which should be counteracted by cooling in the form of a supply and removal of a coolant.
Ein weiterer Kanal sollte vorteilhafterweise der Abfuhr eines Abgases vom dem Zylinder dienen. Derartiges Abgas fällt stets bei einem Verbrennungsprozess des Brennstoffes in dem Zylinder an und sollte folglich abgeleitet werden.Another channel should advantageously serve the removal of an exhaust gas from the cylinder. Such exhaust gas always accumulates in a combustion process of the fuel in the cylinder and should therefore be discharged.
Eine Möglichkeit zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Rotationsmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal einer Rotationsmaschine einen zylindrischen Spaltbereich zwischen dem Statorgehäuse und der Antriebs- oder Abtriebswelle durchdringt und ein dritter Kanalabschnitt sich teilweise in axiale Richtung der Antriebs- oder Abtriebswelle erstreckt.One possibility for forming the rotary machine according to the invention is characterized in that the channel of a rotary machine penetrates a cylindrical gap region between the stator housing and the drive or driven shaft and a third channel section extends partially in the axial direction of the drive or driven shaft.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotationsmaschine dieser Art bietet die Möglichkeit, den Kanal über die Antriebs- oder Abtriebswelle aus dem Statorgehäuse herauszuführen beziehungsweise in das Statorgehäuse hineinzuführen. Ein Übergang des fließfähigen Mediums vom Statorgehäuse zu der Antriebs- oder Abtriebswelle sollte dabei ähnlich realisiert werden, wie bei einem Übergang des Kanals vom Statorgehäuse zum Zylinderkranz. Außerhalb des Statorgehäuses kann der dritte Kanalabschnitt der Antriebs- oder Abtriebswelle mit einem Speicher oder dergleichen verbunden werden, um den Kanal mit einem fließfähigen Medium zu versorgen beziehungsweise ein im Kanal befindliches Medium zu entsorgen. Der dritte Kanalabschnitt sollte sich zu diesem Zweck so weit in axiale Richtung der Antriebs- oder Abtriebswelle erstrecken, so dass dieser bis außerhalb des Statorgehäuses reicht.An embodiment of the rotary machine of this type according to the invention offers the possibility of leading out the channel via the drive or output shaft from the stator housing or into the stator housing. A transition of the flowable medium from the stator housing to the drive or output shaft should be realized similar, as in a transition of the channel from the stator to the cylinder ring. Outside the stator housing, the third channel portion of the drive or output shaft can be connected to a memory or the like in order to supply the channel with a flowable medium or to dispose of a medium located in the channel. The third channel section should extend for this purpose so far in the axial direction of the drive or output shaft, so that it extends to outside the stator housing.
Eine ferner vorteilhafte Ausgestaltung der Rotationsmaschine sieht vor, dass das Statorgehäuse durch mindestens einen Versorgungsblock begrenzt ist, der von der Antriebs- oder Abtriebswelle durchdrungen ist und vorzugsweise einen vierten Kanalabschnitt des Kanals aufweist.A further advantageous embodiment of the rotary machine provides that the stator housing is limited by at least one supply block, which is penetrated by the drive or output shaft and preferably has a fourth channel portion of the channel.
Ein derartiger Versorgungsblock kann für verschiedene Ausgestaltungsvarianten der erfindungsgemäßen Rotationsmaschine besonders von Vorteil sein. Einerseits kann er genutzt werden, um den vorstehend genannten dritten Kanalabschnitt mittels des vierten Kanalabschnitts mit einem Medium zu versorgen beziehungsweise um das Medium aus dem dritten Kanalabschnitt abzuleiten. Dies ist bei einer solchen Rotationsmaschine von Vorteil, deren Kanal einen zylindrischen Spaltbereich zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle und dem Versorgungsblock durchdringt, so dass das fließfähige Medium von dem dritten in den vierten Kanalabschnitt oder umgekehrt leitbar ist. In dieser Konstellation bietet der Versorgungsblock einen feststehenden Körper außerhalb des Statorgehäuses, dessen vierter Kanalabschnitt besonders einfach mit einem Speicher oder dergleichen verbindbar ist und so optimal als Zwischenelement geeignet ist, um das fließfähige Medium mit dem dritten Kanalabschnitt in der rotierenden Antriebs- oder Abtriebswelle auszutauschen.Such a supply block may be particularly advantageous for various design variants of the rotary machine according to the invention. On the one hand, it can be used to supply the above-mentioned third channel section by means of the fourth channel section with a medium or to derive the medium from the third channel section. This is advantageous in such a rotary machine, whose channel penetrates a cylindrical gap region between the drive and the output shaft and the supply block, so that the flowable medium from the third to the fourth channel portion or vice versa is conductive. In this configuration, the supply block provides a fixed body outside of the stator housing, the fourth channel portion of which is particularly easy to connect to a memory or the like and is optimally suitable as an intermediate element to exchange the fluid medium with the third channel section in the rotating drive or output shaft.
Andererseits kann der Versorgungsblock auch genutzt werden, um direkt mit dem zweiten Kanalabschnitt im Statorgehäuse zu korrespondieren, indem der Kanal einer Rotationsmaschine einen kreisförmigen Spaltbereich zwischen dem Statorgehäuse und dem Versorgungsblock durchdringt, so dass ein fließfähiges Medium von dem zweiten in den vierten Kanalabschnitt oder umgekehrt leitbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, den dritten Kanalabschnitt in der Abtriebs- oder Antriebswelle vollständig zu umgehen und folglich insgesamt nur zwei Spaltbereiche zu durchlaufen. Außerdem ist unter Verwendung dieser Ausführung lediglich ein Transfer des Mediums von einem fest stehenden zu einem anderen fest stehenden Körper (Versorgungsblock zu Statorgehäuse beziehungsweise umgekehrt) notwendig. Im Vergleich zu einer Verbindung zweier Kanalabschnitte, die sich relativ zueinander bewegen, ist dies erheblich einfacher durchführbar.On the other hand, the supply block can also be used to correspond directly to the second channel section in the stator housing by the channel of a rotary machine penetrates a circular gap region between the stator housing and the supply block, so that a flowable medium from the second to the fourth channel section or vice versa conductive is. In this way, it is possible to completely bypass the third channel section in the output or drive shaft, and consequently only to go through a total of two gap regions. In addition, using this embodiment, only a transfer of the medium from one fixed to another fixed body (supply block to stator housing or vice versa) is necessary. In comparison to a connection of two channel sections, which move relative to each other, this is much easier to carry out.
Eine besondere Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Rotationsmaschine liegt darin, dass die Spaltbereiche, die einen fest stehenden Kanalabschnitt mit einem solchen Kanalabschnitt verbinden, der in einem Bauteil rotiert oder sich anderweitig bewegt, so ausgeführt sind, dass eine Verbindung der jeweiligen Kanalabschnitte während einer vollständigen Umdrehung des jeweiligen rotierenden Bauteils nicht durchgehend besteht.A particular embodiment of the rotary machine according to the invention is that the gap areas connecting a fixed channel section with such a channel section which rotates or otherwise moves in a component, are designed so that a connection of the respective channel sections during a complete revolution of the respective rotating component is not continuous.
Im Einzelnen kann es sich dabei um die folgenden Spaltbereiche handeln:
- – zwischen dem ersten und dem zweiten Kanalabschnitt (zwischen Statorgehäuse und Zylinderkranz; das Statorgehäuse steht fest und der Zylinderkranz rotiert),
- – zwischen dem zweiten und dem dritten Kanalabschnitt (zwischen Statorgehäuse und Antriebs- oder Abtriebswelle; das Statorgehäuse steht fest und die Antriebs- oder Abtriebswelle rotiert) und
- – zwischen dem dritten und dem vierten Kanalabschnitt (zwischen der Antriebs- oder Abtriebswelle und dem Versorgungsblock; die Antriebs- oder Abtriebswelle rotiert und der Versorgungsblock steht fest).
- Between the first and the second channel section (between the stator housing and the cylinder ring, the stator housing is fixed and the cylinder ring rotates),
- - between the second and the third channel section (between the stator housing and the drive or output shaft, the stator housing is fixed and the input or output shaft is rotated) and
- Between the third and fourth sections of the duct (between the input or output shaft and the supply block, the drive or output shaft rotates and the supply block is fixed).
Lediglich abschnittweise Verbindungen der Kanalabschnitte während einer vollständigen Rotation des jeweilig zugehörigen rotierenden Bauteils können beispielsweise über Teilnuten erreicht werden, welche in dem rotierenden Bauteil nicht über einen vollständigen Umfang sondern lediglich auf einem Teilumfang vorgesehen werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass ein Endquerschnitt des zweiten Kanalabschnitts im Bereich des Spaltbereichs zwischen dem Statorgehäuse und dem Zylinderkranz lokal eine Stirnwand des Statorgehäuses am Spaltbereich durchstößt, so dass ein Kanalquerschnitt des zweiten Kanalabschnitts identisch zu dem Endquerschnitt ist. Ein Endquerschnitt des korrespondierenden, ersten Kanalabschnitts in dem Zylinderkranz hingegen kann beispielsweise als eine Teilnut ausgeführt sein, die in die Stirnwand des Zylinderkranzes am Spaltbereich beispielsweise auf einem halben Umfang eingebracht ist. Gelangt das fließfähige Medium beispielsweise aus dem zweiten Kanalabschnitt in den Spaltbereich zwischen den Stirnwänden des Statorgehäuses und des Zylinderkranzes, so kann es nicht weiter fließen, sofern die Teilnut des Zylinderkranzes gerade so positioniert ist, dass eine Projektion des Endquerschnitts des ersten Kanalabschnitts in eine Richtung senkrecht zu der Stirnwand des Statorgehäuses nicht auf die Teilnut trifft sondern lediglich auf die Stirnwand des Zylinderkranzes. Dies ist unter Verwendung einer auf halbem Umfang des Zylinderkranzes eingebrachten Teilnut genau während einer halben Umdrehung des Zylinderkranzes der Fall. Der umgekehrte Fall einer Verbindung des ersten mit dem zweiten Kanalabschnitt funktioniert umgekehrt entsprechend während der anderen halben Umdrehung des Zylinderkranzes.Only sections connections of the channel sections during a complete rotation of the respective associated rotating component can be achieved for example via sub-grooves, which are not provided in the rotating component over a complete circumference but only on a partial circumference. Thus, it is conceivable, for example, for an end cross section of the second channel section in the region of the gap region between the stator housing and the cylinder ring to pierce locally an end wall of the stator housing at the gap region, so that a channel cross section of the second channel section is identical to the end cross section. An end cross-section of the corresponding, first channel section in the cylinder ring, however, can be designed, for example, as a partial groove, which is introduced into the end wall of the cylinder ring at the gap region, for example, on half the circumference. If the fluid medium, for example, from the second channel portion in the gap region between the end walls of the stator and the cylinder ring, so it can not continue to flow, provided that the sub-groove of the cylinder ring is just positioned so that a projection of the end cross-section of the first channel section in a direction perpendicular does not meet the partial groove to the end wall of the stator housing but only on the end wall of the cylinder ring. This is the case using a half-circumference of the cylinder ring introduced partial groove exactly during half a revolution of the cylinder ring. The reverse case of a connection of the first with the second channel portion works the other way around in reverse during the other half turn of the cylinder ring.
Durch eine vorsätzliche, periodische Unterbrechung der Kanalabschnitte kann eingestellt werden, wie viel eines fließfähigen Mediums pro Umdrehung des Zylinderkranzes und/oder der Antriebs- oder Abtriebswelle durch den Kanal geleitet wird.By an intentional, periodic interruption of the channel sections can be adjusted, how much of a fluid medium per revolution of the cylinder ring and / or the drive or output shaft is passed through the channel.
Ausführungsbeispieleembodiments
Eine erfindungsgemäße Rotationsmaschine wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert.A rotary machine according to the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment which is illustrated in the drawings.
Es zeigtIt shows
Eine in
In einer in
Die Antriebs- oder Abtriebswelle
Die in
Eine in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1', 1''1, 1 ', 1' '
- Rotationsmaschinerotary engine
- 22
- Statorgehäusestator
- 33
- Zylinderkranzcylinder ring
- 44
- Antriebs- oder AbtriebswelleDrive or output shaft
- 55
- Versorgungsblocksupply block
- 66
- Kolbenpiston
- 77
- Pleuelpleuel
- 88th
- Spaltbereichgap region
- 99
- KühlmittelraumCoolant space
- 1010
- Kanalchannel
- 1414
- Lagerzapfenpivot
- 1515
- Kanalchannel
- 1616
- Kanalchannel
- 1717
- Zylindercylinder
- 1818
- Kanalchannel
- 1919
- Spaltbereichgap region
- 2020
- Spaltbereichgap region
- 2121
- Bohrungdrilling
- 2222
- Bohrungdrilling
- 2323
- Bohrungdrilling
- 2424
- Bohrungdrilling
- 2525
- Teilnutpartial groove
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007034941 A1 [0003] DE 102007034941 A1 [0003]
- DE 2406855 A [0004] DE 2406855 A [0004]
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- DE 4224074 A1 [0005] DE 4224074 A1 [0005]
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