DE19744812A1 - Rotary piston engine for use as a drive or a pump - Google Patents

Rotary piston engine for use as a drive or a pump

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DE19744812A1 DE1997144812 DE19744812A DE19744812A1 DE 19744812 A1 DE19744812 A1 DE 19744812A1 DE 1997144812 DE1997144812 DE 1997144812 DE 19744812 A DE19744812 A DE 19744812A DE 19744812 A1 DE19744812 A1 DE 19744812A1
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Hans-Ullrich Herold
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Abstract

The rotary piston engine or a paddle cell pump operated at one side, uses paddle blades (4) of a compound material using a carbon skeleton with carbon fiber reinforcement and a plastics matrix also enriched with carbon. The paddle blades (4) are structured to lie at a tangent to the dia. of a projected circle round the rotor (2), and through the rotor center, at an angle of 25-35 deg , so that the paddle axis forms a dia. which is 0.4-0.6 times the rotor radius.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine, die als Rotationskolben­ motor oder einseitig betreibbare Flügelzellenpumpe betrieben werden kann und mit wenigstens je einem radial angeordneten Ein- und Auslaßkanal versehen ist.The invention relates to a rotary piston machine, which acts as a rotary piston motor or one-sided vane pump can be operated and provided with at least one radially arranged inlet and outlet channel is.

Rotationskolbenmaschinen werden als Antriebsmaschinen oder als Pumpen eingesetzt. Prinzipiell bestehen diese aus einem exzentrisch gelagertem inne­ ren Rotor mit relativ geringem Durchmesser im Verhältnis zum umgebenden Außengehäuse. Der Rotor trägt wenigstens einen Flügel, der in seiner Lage im Verhältnis zum Rotor an diesem verschieblich ausgeführt ist. Durch die exzen­ trische Lagerung des Rotors und wenigstens einen verstellbaren verschiebli­ chen Flügel entsteht bei Einleiten einer Rotationsbewegung im Moment des Ausfahrens des Flügels ein Entspannen des Innenraumes, so daß dieser sich über einen in dieser Stellung angeordneten Einlaßkanal füllt. Im weiteren wird eine Stellung erreicht, bei der der Flügel sich wieder nach innen bewegt. Dabei wird ein mitgeführtes Medium mit Druck beaufschlagt. Über einen in dieser Stellung angebrachten Auslaßkanal verläßt dieses Medium den Innenraum mit Druck. Die projektierte Leistung wird insbesondere durch das Durchmesser­ verhältnis Rotor zu Innengehäuse sowie Länge des Rotors und des Gehäuses bestimmt. Auch die Zahl der Flügel beeinflußt die Leistung mit. So haben Rota­ tionskolbenmaschinen mit einem oder geringfügig mehreren Flügeln relativ ge­ ringe Leistungen. Rotary piston machines are used as prime movers or as pumps used. In principle, these consist of an eccentrically mounted inner ren rotor with a relatively small diameter in relation to the surrounding Outer housing. The rotor carries at least one wing, which in its position in the Relationship to the rotor is designed to be slidable. By the exzen trical storage of the rotor and at least one adjustable displaceable Chen wing arises when a rotational movement is initiated at the moment of Extending the wing relax the interior so that it is fills via an inlet duct arranged in this position. In the further reached a position in which the wing moves back inwards. Here a carried medium is pressurized. About one in this Position attached outlet channel leaves this medium with the interior Pressure. The projected performance is particularly due to the diameter ratio of rotor to inner casing and length of the rotor and casing certainly. The number of wings also influences the performance. So have Rota tion piston machines with one or slightly more wings relatively ge wrestling achievements.  

Ein Abdichten der Flügel im Verhältnis zum Gehäuse erfolgt entweder durch die auf die Flügel wirkende Fliehkraft oder eine zwangsweise Führung dieser Flügel. Damit unterliegen diese Flügel einem relativ starken Verschleiß. Dieser Verschleiß äußert sich in Spaltverlusten und damit in einer Verringerung des Wirkungsgrades, der bis zur völligen Funktionsuntüchtigkeit führen kann. In Ab­ hängigkeit vom Medium, mit dem die Rotationskolbenmaschine zu beaufschla­ gen ist, wird eine volle Leistungsfähigkeit erst bei höheren Drehzahlen erreicht, und oftmals dient bei einer Verwendung als Pumpe ein Anheben der Drehzah­ len dazu, einen bereits durch Verschleiß eingetretenen Leistungsverlust zu kompensieren.The wings are sealed in relation to the housing either by the centrifugal force acting on the wings or a forced guidance of these Wing. These wings are therefore subject to relatively heavy wear. This Wear manifests itself in gap losses and thus in a reduction in Efficiency that can lead to complete inoperability. In Ab dependence on the medium with which the rotary piston machine is to be pressurized full performance is only achieved at higher speeds, and often, when used as a pump, serves to increase the speed to reduce the loss of power that has already occurred due to wear compensate.

Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die Einbauverhältnisse im Sinne einer Verbesserung des Verschleißverhaltens zu verändern.There was therefore no lack of attempts, the installation conditions in the sense an improvement in wear behavior.

So beschreibt die DE-OS 25 42 699 eine Lösung, bei der zum Zweck der Ver­ besserung des Verschleißverhaltens Einlaß- und Auslaßkanal stirnseitig ange­ ordnet sind. Damit wird die Fliehkraft zur Verbesserung des Füllungsgrades und damit zur Verbesserung der Effizienz nicht genutzt, obwohl sich ein relativ günstiges Verschleißverhalten insoweit ergibt, als die Flügel nicht über eine Übergangszone streichen und ständig vollflächig aufliegen.DE-OS 25 42 699 describes a solution in which, for the purpose of ver Improvement of wear behavior on the inlet and outlet channels on the front are arranged. This is the centrifugal force to improve the degree of filling and thus not used to improve efficiency, although a relative favorable wear behavior results in that the wings do not have a Delete the transition zone and always lie on the entire surface.

Um den proportional dem Anpreßdruck der Flügel sich einstellenden Verschleiß zu vermindern, werden nach der in der DE-OS 37 38 943 vorgeschlagenen Lö­ sung die Flügel durch einen sogenannten Begrenzer gehalten, der das Rei­ bungsverhalten günstig beeinflussen soll. Diese Lösung zeigt daß es proble­ matisch ist, die projektierte Leistungsfähigkeit über einen längeren Zeitraum zu erhalten. Um diesen Zustand zu überwinden, weisen nach der DE-OS 44 25 293 die Flügel sogenannte Gleitschuhe auf, die bei Erreichen eines nicht mehr hinnehmbaren Verschleißgrades ausgewechselt werden können. The wear that occurs proportionally to the contact pressure of the sash to reduce, according to the proposed in DE-OS 37 38 943 Lö The wing is held by a so-called limiter, which keeps the reins should influence exercise behavior favorably. This solution shows that it is problematic is matically, the projected performance over a longer period of time receive. To overcome this condition, according to DE-OS 44 25 293 the wings have so-called sliding shoes, which no longer reach when one is reached acceptable degree of wear can be replaced.  

Die in der DE-OS 34 23 276 vorgeschlagene Lösung sieht vor, die Flügel kur­ zerhand scharnierartig am Rotor zu befestigen. Damit werden sie adäquat einer durch die Betriebsdrehzahl bestimmten Fliehkraft an die Innenwandung des Gehäuses gedrückt. Die Absicht besteht darin, ein optimales Dichtungsverhal­ ten der Flügel im Verhältnis zum Innengehäuse zu erreichen. Durch das ständi­ ge Schleifen ist zwar recht schnell auch bei niedrigen Drehzahlen die Dichtheit gegeben. Das Verschleißverhalten ist jedoch sehr ungünstig.The solution proposed in DE-OS 34 23 276 provides for the wing cure to be attached to the rotor by means of a hinge. This makes them adequately one centrifugal force determined by the operating speed on the inner wall of the Housing pressed. The intent is to have an optimal sealing behavior to reach the wing in relation to the inner housing. By the constant Grinding is very quick, even at low speeds given. However, the wear behavior is very unfavorable.

Um Dichtungsprobleme zu überwinden, werden in der DE-OS 30 25 652 im Be­ reich der Gehäusewandung zweilippig ausgeführte Flügel verwendet, die recht aufwendig sind und die Lebensdauer zwar erhöhen, ohne den grundsätzlichen Mangel, daß Undichtheiten recht schnell durch den aus dem Betrieb resultie­ renden Verschleiß verhindert werden, zu beseitigen.In order to overcome sealing problems, DE-OS 30 25 652 in Be richly used the housing wall double-lip wings, the right are complex and increase the lifespan without the basic Lack that leaks result quickly from the operation prevent wear and tear.

Oftmals wurde versucht, verschleißbedingte Mängel durch zweckmäßige Mate­ rialkombinationen zu überwinden. Nach der DE-OS 37 24 089 werden deshalb die Flügel aus Kunststoff ausgeführt. Die relativ geringe Masse eines Flügels führt zu einem nicht immer hinreichendem Abdichten gegenüber der Gehäuse­ wandung und damit zu Leistungsverlusten. Das DE-Gm 85 36 125 schlägt hier­ für thermoplastisches Polyätherimid mit Füllstoffanteil vor. Eine Rotationskol­ benmaschine dieser Art weist jedoch bei hoher Belastung nur selten längere Laufzeiten auf.Attempts have often been made to eliminate wear-related defects with appropriate mate overcoming combinations. Therefore, according to DE-OS 37 24 089 the wings made of plastic. The relatively small mass of a wing leads to a not always sufficient sealing against the housing wall and thus to loss of performance. DE-Gm 85 36 125 strikes here for thermoplastic polyetherimide with filler content. A rotary column However, benmachine of this type seldom shows longer ones under high load Terms on.

Gerade diese Lösungen zeigen, daß offensichtlich Schmierungsprobleme ein Hindernis von erheblicher Relevanz bei der Auslegung einer Rotationskolben­ maschine im Hinblick auf ihre Lebensdauer sind. So sind auf dem Markt aktuell ausschließlich kleinere öllose Typen im Angebot, die Leistungen um die 200 bis 300 l/min bei 50 kPa (U) aufweisen und die-ach Erfahrungen eine Laufzeit in einer Größenordnung von ca. 3000 Betriebsstunden erreichen. Regelmäßig werden deshalb besondere Vorkehrungen getroffen, die Langlaufzeit zu ver­ bessern. Beispielhaft wird deshalb in der DE-OS 34 36 741 eine Lösung vor­ geschlagen, nach der das Schmierungsverhalten verbessert werden und eine Erhöhung der Lebensdauer erreicht werden soll.These solutions show that there are obvious lubrication problems Obstacle of considerable relevance when designing a rotary piston machine with regard to their lifespan. So are current on the market only smaller oil-free types on offer, the performance around 200 to 300 l / min at 50 kPa (U) and the experience of a running time in  reach an order of magnitude of approx. 3000 operating hours. Regularly special precautions are therefore taken to reduce the cross-country time improve. A solution is therefore proposed in DE-OS 34 36 741 as an example struck, after which the lubrication behavior are improved and a Increasing the lifespan should be achieved.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Konstruktion einer Rotationskolben­ maschine vorzuschlagen, die im Laufverhalten auch bei höherer leistungsseiti­ ger Auslegung eine hohe Zeitstandsfestigkeit bei großer Stabilität der Bauteile aufweist und durch langanhaltende Dichtheit mit kontinuierlich hohem Wir­ kungsgrad arbeitet.The object of the invention is therefore to design a rotary piston propose machine that will run even at higher power levels a high creep rupture strength with great stability of the components has and through long-lasting tightness with continuously high We efficiency works.

Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Rotationskolbenmaschine mit wenig­ stens je einem radial angeordneten Ein- und Auslaßkanal, aus einem Gehäuse mit Innenbohrung bestehend, ein Rotor mit Innenflügeln läuft, diese Flügel aus einem Verbundwerkstoff bestehen, der aus einem kohlefaserverstärkten Koh­ lenstoffskelett und einer Kunststoffmatrix besteht und der zusätzlich mit Kohlen­ stoff angereichert worden ist, des weiteren bezogen auf einen in den Rotor hin­ einprojizierten Kreis die Flügel im Rotor tangential so angeordnet sind, daß sie zu einer den Mittelpunkt des Rotors schneidenden Durchmesserlinie einen Win­ kel zwischen 25 und 35 Winkelgrad bilden sowie der bereits erwähnte in den Rotor hineinprojizierte Kreis, an dem die verlängerte innere Kante der Flügel tangential anliegt, in seinem Durchmesser damit dem 0,6- bis 0,4-fachen des Radius des Rotors entspricht.The task is solved by using a rotary piston machine with little at least one radially arranged inlet and outlet channel, from one housing with inner bore, a rotor with inner blades runs, these blades out a composite material consisting of a carbon fiber reinforced Koh lenstoffskelett and a plastic matrix and the additional with carbon has been enriched, further related to one in the rotor projected circle the blades in the rotor are arranged tangentially so that they a win to a diameter line intersecting the center of the rotor angle between 25 and 35 degrees and the already mentioned in the Rotor projected into a circle on which the elongated inner edge of the wing is tangential, with a diameter of 0.6 to 0.4 times that Radius of the rotor corresponds.

Zusätzlich ist Kohlenstoff in modifizierter Form vorzugsweise als Graphit im Ma­ terial der Flügel angelagert. Die Flügel sind hinsichtlich ihres Schlankheitsgra­ des vorzugsweise so bemessen, daß das Höhen-/Dickenverhältnis 12 zu 1 bis 13 zu 1 beträgt. Damit sind diese hinreichend steif, ohne schnell zu verschleißen. In addition, carbon in modified form is preferably graphite in size material attached to the wing. The wings are in terms of their slenderness des preferably dimensioned so that the height / thickness ratio 12 to 1 to Is 13 to 1. This means that they are sufficiently stiff without quickly wearing out.  

Die am Gehäuse anliegende Kante der Flügel kann üblicherweise in Form eines Radius gebrochen sein, um das Einlaufen zu erleichtern, insbesondere durch im Bereich von Auslaß- und Einlaßkanal vorhandene Aussparungen.The edge of the wing lying against the housing can usually be in shape of a radius should be broken to facilitate break-in, in particular through recesses in the area of the outlet and inlet channels.

Alle Gehäusebauteile sowie der Rotor sind aus Material mit gleichem Wärme­ ausdehnungskoeffizienten gefertigt.All housing components and the rotor are made of material with the same heat expansion coefficient manufactured.

Für einen günstigen Massenausgleich bei relativ hoher Leistung ist das Ver­ hältnis der Durchmesser von Rotor und Innengehäuse zueinander vorzugswei­ se auf 0,85 bis 0,9 festgelegt.For a cheap mass balance with relatively high performance, the Ver ratio of the diameter of the rotor and inner housing to each other preferably se set to 0.85 to 0.9.

Die Länge des Gehäusewandbogens an der Stelle des geringsten Spieles, das ist die Kreisbogenlänge (Kbl) der durchgehenden Wandung zwischen Auslaß und Einlaß im Gehäuse, wird üblicherweise durch die Formel
The length of the housing wall arch at the point of least play, that is the circular arc length (Kbl) of the continuous wall between outlet and inlet in the housing, is usually determined by the formula

Dabei ist
R = Gehäusehalbmesser,
Z = Anzahl der Flügel.It is
R = housing half-knife,
Z = number of wings.

Unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäß vorgeschlagene Konzeption mit ihren materialspezifischen Komponenten hat es sich erwiesen, diesen Faktor mit 4,2 festzulegen, da diese Dimensionierung für das Langlaufverhalten einer erfindungsgemäß aufgebauten Rotationskolbenmaschine sehr zweckmäßig ist.With reference to the concept proposed according to the invention with its material-specific components, this factor has been proven to be set at 4.2, because this dimensioning for the cross-country behavior of a Rotary piston machine constructed according to the invention is very useful.

Eine nach diesen vorgeschlagenen Konstruktionsprinzipien erstellte Rotations­ kolbenmaschine hoher Leistung weist ausgezeichnete Langlaufeigenschaften bei geringem Verschleiß und daraus resultierender hoher Langzeitdichtheit auf. A rotation created according to these proposed design principles high performance piston machine has excellent cross-country properties with low wear and resulting high long-term tightness.  

So sind Baugrößen bis 2000 L/min bei 50 KPa (U) und Laufzeiten von 6000 Betriebsstunden erreichbar. Bereits im Anlauf ist eine ausreichende Dichtheit gegeben, um der projektierten Leistung entsprechend zu arbeiten.So sizes are up to 2000 L / min at 50 KPa (U) and run times of 6000 Operating hours attainable. Sufficient tightness is already in the start-up given to work according to the planned performance.

Damit ist die vorgeschlagene Rotationskolbenmaschine auch für Zwecke ge­ eignet, bei denen kontinuierlich eine hohe Leistung bei geringem Instandhaltungsaufwand erforderlich ist, wie das beispielsweise bei einer Pumpe für die der Vakuumerzeugung, wie das zum Beispiel in der Milchwirtschaft der Fall ist, die im Dichtungsbereich zusätzlichen Beanspruchungen unterliegt.So that the proposed rotary piston machine is also ge for purposes Suitable for those who continuously achieve high performance with low maintenance is required, as is the case, for example, with a pump for the vacuum generation, as is the case for example in the dairy industry, which is subject to additional stresses in the sealing area.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment become. In the accompanying drawing shows

Fig. 1 den Querschnitt durch eine erfindungsgemäß aufge­ baute als Pumpe eingesetzte Rotationskolbenma­ schine, Fig. 1 a cross section through a machine according to the invention be used as a pump built Rotationskolbenma,

Fig. 2 den Rotor gemäß der Darstellung in Fig. 1. Fig. 2 shows the rotor as shown in FIG. 1.

Eine Rotationskolbenmaschine weist ein Gehäuse 1 und einen Rotor 2 auf. Der Rotor 2 besitzt, bezogen auf einen integrierten Kreis D1, dessen Durchmesser dem 0,51-fachen des Rotors entspricht, Aussparungen 3, in denen Flügel 4 tangential angeordnet sind. Durch diese Anordnung, bezogen auf einen ge­ dachten Kreis definierten Durchmessers der erläuterten Dimension, ergibt sich, daß die Mittellinie der für die Aufnahme der Flügel 4 bestimmten Aussparungen 3 zu einer den Mittelpunkt des Rotors 2 schneidenden Durchmesserlinie in die­ sem Fall einen Winkel von 30 Winkelgrad bildet. A rotary piston machine has a housing 1 and a rotor 2 . The rotor 2 , based on an integrated circle D 1 , the diameter of which corresponds to 0.51 times the rotor, has recesses 3 in which the vanes 4 are arranged tangentially. This arrangement, based on a ge-defined circle defined diameter of the dimension explained, results in that the center line of the recesses 3 intended for receiving the vanes 4 to a diameter line intersecting the center of the rotor 2 in this case an angle of 30 degrees forms.

Die Flügel 4 sind in die Aussparungen 3 des Rotors 2 fliegend eingeschoben. Die Flügel 4 bestehen aus einem Verbundwerkstoff, der aus einem kohlefaser­ verstärkten Kohlenstoffskelett und einer Kunststoffmatrix besteht und der zu­ sätzlich mit Kohlenstoff angereichert worden ist. Der Kohlenstoff ist beispielhaft in modifizierter Form als Graphit im Material der Flügel 4 angelagert. Damit er­ gibt sich eine erheblich verringerte Eigenreibung der Flügel 4 auf dem Grund­ werkstoff des Gehäuses 1. Um günstige Voraussetzungen für eine erwünschte hohe Stabilität und ein gutes Verschleißverhalten zu schaffen, ist der Schlank­ heitsgrad der Flügel so bemessen, daß die Stärke ein Zwölftel der Höhe be­ trägt.The blades 4 are inserted into the recesses 3 of the rotor 2 in a floating manner. The wings 4 consist of a composite material which consists of a carbon fiber reinforced carbon skeleton and a plastic matrix and which has been additionally enriched with carbon. The carbon is deposited as an example in a modified form as graphite in the material of the wings 4 . So that there is a significantly reduced intrinsic friction of the wing 4 on the base material of the housing 1st In order to create favorable conditions for a desired high stability and good wear behavior, the slenderness degree of the wing is dimensioned such that the strength is a twelfth of the height.

Die am Gehäuse 1 schleifende Kante der Flügel 4 weist eine Radius auf, der von der Stärke der Flügel 4 abhängig. Im konkreten Fall wurde bei einer Stärke der Flügel 4 ein Radius von 1 mm gewählt.The edge of the wing 4 that is rubbing on the housing 1 has a radius that depends on the thickness of the wing 4 . In the specific case, a radius of 1 mm was chosen for a thickness of the wings 4 .

Alle Bauteile des Gehäuses 1 sind beispielhaft aus Grauguß gefertigt, demge­ genüber ist der Rotor 2 aus Stahl gefertigt. Die Gründe sind in der Materialkom­ bination der auf jeden Fall in Stahl zu fertigenden Wellenzapfen begründet. Da­ mit sind nicht nur alle Wärmeausdehnungskoeffizienten identisch, vielmehr weist die erfindungsgemäß gestaltete Rotationskolbenmaschine eine relativ ho­ he Eigenmasse auf, die sich andererseits in hoher Laufruhe äußert.All components of the housing 1 are made of cast iron, for example, the rotor 2 is made of steel. The reasons are in the material combination of the shaft journals, which are to be manufactured in steel in any case. Since with not only all thermal expansion coefficients are identical, rather the rotary piston machine designed according to the invention has a relatively high weight, which on the other hand manifests itself in smooth running.

Das Durchmesserverhältnis von Rotor 4 zur Innenbohrung des Gehäuses 1 wurde im Hinblick auf eine hinreichend günstiges Leistungsverhalten beispiel­ haft auf 0,87 festgelegt. Damit ergeben sich günstige Verhältnisse hinsichtlich der Eigenreibung der Flügel 4 in den Aussparungen des Rotors 2. The diameter ratio of the rotor 4 to the inner bore of the housing 1 was, for example, set to 0.87 with regard to a sufficiently favorable performance. This results in favorable conditions with regard to the intrinsic friction of the blades 4 in the cutouts of the rotor 2 .

Die Länge des Gehäusewandbogens an der Stelle des geringsten Spieles, das ist die Kreisbogenlänge (Kbl) der durchgehenden Wandung zwischen Auslaß und Einlaß im Gehäuse, wird üblicherweise durch die Formel
The length of the housing wall arch at the point of least play, that is the circular arc length (Kbl) of the continuous wall between outlet and inlet in the housing, is usually determined by the formula

Dabei ist
R = Gehäusehalbmesser,
Z = Anzahl der Flügel.It is
R = housing half-knife,
Z = number of wings.

Unter Hinweis auf die erfindungsgemäß gewählte Materialkombination und die erstrebte Langlebigkeit der Rotationskolbenmaschine hat sich der Faktor 4,2 als günstig erwiesen und beispielhaft wurde dieser Faktor auch verwendet.With reference to the material combination chosen according to the invention and the The desired longevity of the rotary piston machine has been a factor of 4.2 this factor has also been found to be favorable and has been used as an example.

Die beispielhaft erfindungsgemäß gestaltete Rotationskolbenmaschine ist als Verdichter sowohl in der Vakuumerzeugung von 0 bis 70 kPA (U) als auch in der Drucklufterzeugung bis 150 kPa (U) eingesetzt. Vorteilhaft ist des weiteren, daß durch die Verwendung geeigneter selbstschmierender Flügel die Umwelt­ verträglichkeit verbessert wird, da ölfreie ökologisch unbedenkliche Druckluft beziehungsweise Abluft erzeugt wird.The rotary piston machine designed as an example according to the invention is as Compressors both in vacuum generation from 0 to 70 kPA (U) and in compressed air generation up to 150 kPa (U). It is also advantageous that by using suitable self-lubricating wings the environment compatibility is improved because oil-free, ecologically harmless compressed air or exhaust air is generated.

Für einen Einsatz einer erfindungsgemäß gestalteten Rotationskolbenmaschine als Antriebsmaschine ist die vorgeschlagene Ausbildung der Flügel und des Rotors ebenso geeignet. For use of a rotary piston machine designed according to the invention as the prime mover, the proposed design of the wing and Rotor also suitable.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Gehäuse
casing

22nd

Rotor
rotor

33rd

Aussparungen
Recesses

44th

Flügel
D1 wing
D 1

Durchmesser
diameter

Claims (11)

1. Rotationskolbenmaschine, die als Rotationskolbenmotor oder einseitig betreibbare Flügelzellenpumpe mit wenigstens je einem radial angeord­ neten Ein- und Auslaßkanal, aus einem Innengehäuse bestehend aus­ gebildet, in dem ein Rotor mit Innenflügeln läuft, bei der
  • - die Flügel aus einem Verbundwerkstoff bestehen, der aus einem kohlefaserverstärkten Kohlenstoffskelett und einer Kunststoffma­ trix besteht und der zusätzlich mit Kohlenstoff angereichert worden ist,
  • - bezogen auf einen in den Rotor hineinprojizierten Kreis die Flügel an diesem tangential so angeordnet sind, daß sie zu einer den Mittelpunkt des Rotors schneidenden Durchmesserlinie einen Winkel zwischen 25 und 35 Winkelgrad bilden und damit der in den Rotor hineinprojizierte Kreis, an dem die verlängerte Achse der Flügel tangential anliegt, in seinem Durchmesser dem 0,4 bis 0,6-fachen des Radius des Rotors entspricht.
1. Rotary piston machine, which is formed as a rotary piston engine or one-sided vane pump with at least one radially angeord Neten inlet and outlet channel, consisting of an inner housing, in which a rotor with inner vanes runs in the
  • - The wings consist of a composite material consisting of a carbon fiber reinforced carbon skeleton and a plastic matrix and which has been additionally enriched with carbon,
  • - Based on a circle projected into the rotor, the vanes are arranged tangentially on this in such a way that they form an angle between 25 and 35 degrees of angle to a diameter line intersecting the center of the rotor and thus the circle projected into the rotor, on which the elongated axis the blade is tangent, its diameter corresponds to 0.4 to 0.6 times the radius of the rotor.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, bei der
  • - der Kohlenstoff in modifizierter Form verwendet ist.
2. Rotary piston machine according to claim 1, wherein
  • - The carbon is used in a modified form.
3. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der
  • - der Kohlenstoff Graphit ist.
3. Rotary piston machine according to one of claims 1 or 2, in which
  • - The carbon is graphite.
4. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der
  • - die Flügel in ihrer Dimension so bemessen sind, daß das Höhen-/Dicken­ verhältnis 1 zu 12 bis 1 zu 13 beträgt.
4. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 3, in which
  • - The wings are dimensioned so that the height / thickness ratio is 1 to 12 to 1 to 13.
5. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der
  • - die Flügel fliegend angeordnet sind.
5. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 4, in which
  • - The wings are arranged flying.
6. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der
  • - bezogen auf den in den Rotor hineinprojizierten Kreis die Flügel an diesem tangential so angeordnet sind, daß sie zu einer den Mittelpunkt des Rotors schneidenden Durchmesserlinie einen Winkel von 30 Winkelgrad bilden.
6. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 5, in which
  • - With respect to the circle projected into the rotor, the vanes are arranged tangentially on this in such a way that they form an angle of 30 degrees to a diameter line intersecting the center of the rotor.
7. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der
  • - die am Innengehäuse anliegenden Flügelkanten gebrochen ist.
7. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 6, in which
  • - The wing edges lying against the inner housing are broken.
8. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 7, bei der
  • - die Brechung der Flügelkante in Form einer Rundung erfolgt ist.
8. Rotary piston machine according to claim 7, wherein
  • - The wing edge is broken in the form of a curve.
9. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der
  • - das Gehäuse mit den Seitenteilen und der Rotor aus Material mit gleichem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.
9. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 8, in which
  • - The housing with the side parts and the rotor consists of material with the same coefficient of thermal expansion.
10. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der
  • - das Verhältnis der Durchmesser von Rotor und Innengehäuse zueinander 0,85 bis 0,9 beträgt.
10. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 9, in which
  • - The ratio of the diameter of the rotor and inner housing to each other is 0.85 to 0.9.
11. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Länge des Gehäusewandbogens an der Stelle des geringsten Spie­ les zwischen Rotor und Gehäusebohrung und zwischen Auslaß und Ein­ laß befindlich aus dem mit dem einem Faktor multiplizierten bekannten Quotienten aus dem Radius der Gehäusebohrung multipliziert mit dividiert durch die Anzahl der Flügel ermittelt wird und der
  • - Faktor den Wert 4,2 hat.
11. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 10, in which the length of the housing wall arch at the point of the smallest Spie les between the rotor and the housing bore and between outlet and A let is multiplied by the known factor multiplied by a factor from the radius of the housing bore with divided by the number of wings and the
  • - The factor has the value 4.2.
DE1997144812 1997-10-02 1997-10-02 Rotary piston engine for use as a drive or a pump Withdrawn DE19744812A1 (en)

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