DE19920289C1 - Rotationskolbenmaschine - Google Patents
RotationskolbenmaschineInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Rotationskolbenmaschine (1), insbesondere Rotationskolben-Brennkraftmaschine, mit einem im Querschnitt ovalen Rotationskolben (5), der in einer Kammer (4) in einem Gehäuse (2, 3, 31) drehbar gelagert ist, an den Stirnseiten Endscheiben (6, 7) aufweist und eine Abtriebswelle (18) antreibt, die um eine Rotationsachse (17) drehbar gelagert ist, wobei die Kammer (4) einen dreibogigen, dem Rotationskolben (5) angepaßten Querschnitt hat und mit dem Rotationskolben (5) zwei Arbeitsräume (32, 33) bildet, die sich mit fortschreitender Drehung des Rotationskolbens (5) vergrößern und verkleinern sowie durch Dichtmittel gegeneinander und nach außen abgedichtet sind, und wobei je Umfangsbogen (38, 39, 40) in einem Gehäusemantel (2) mindestens ein Einlaßkanal (26) und ein Auslaßkanal (27) radial angeordnet sind. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß der Rotationskolben (5) eine seiner Querschnittskontur (43) entsprechende ovale Längsbohrung (25) hat, deren längere Querachse in Richtung der kürzeren Querachse der Querschnittskontur (43) verläuft und die ein ovales Hohlrad (24) aufweist, das mit mindestens einem Ritzel (22, 23) auf der Abtriebswelle (18) kämmt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der US 3 996 901 ist eine Rotationskolbenmaschine
bekannt, die je nach Auslegung als Brennkraftmaschine,
Hydraulikmotor oder Pumpe und dgl. arbeiten kann. Sie
besitzt einen Gehäusemantel mit einer Kammer, deren Mantel
fläche im wesentlichen durch drei gleiche, bogenförmige
Wandabschnitte gebildet wird. In der Kammer ist ein längli
cher Kolben, z. B. mit einer ovalen oder elliptischen
Querschnittkontur, drehbar gelagert. Der Rotationskolben
unterteilt die Kammer in zwei Arbeitsräume, die sich mit
fortschreitender Rotation des Rotationskolbens verkleinern
bzw. vergrößern. Die Arbeitsräume sind nach außen und
gegeneinander durch axiale und radiale Dichtungen abgedich
tet.
Das Arbeitsmedium in den Arbeitsräumen wird über
Einlaßkanäle mit Einlaßöffnungen und über Auslaßkanäle mit
Auslaßöffnungen gewechselt. Die Einlaß- und Auslaßkanäle
werden durch selbsttätige Steuermittel, insbesondere bei
Pumpen, oder durch Steueröffnungen gesteuert, deren Steuer
zeiten sich aus ihrer Lage und der Drehung des Rotations
kolbens ergeben. Ferner sind beliebig ansteuerbare Ventile
und Steuerschieber für den Wechsel des Arbeitsmediums im
Arbeitsraum im allgemeinen bekannt. Derartige Steuerein
richtungen können durch elektronische Steuermittel, z. B.
mit einem Mikroprozessor, angesteuert werden. Zweckmäßiger
weise verlaufen die entsprechenden Einlaß- und Auslaßkanäle
im wesentlichen radial zur Mantelfläche der Kammer, so daß
ihre Einlaßöffnungen bzw. Auslaßöffnungen in der Mantelflä
che liegen.
Der Rotationskolben ist über einen Gleitstein auf
einer Kurbel einer Kurbelwelle drehbar gelagert, wobei die
Kurbelwelle ihrerseits exzentrisch in einer Abtriebswelle
gelagert ist. Der Gleitstein ist in einer Längsführung des
Rotationskolbens geführt, die in Richtung der längeren
Querschnittsachse des Rotationskolbens verläuft. Während
der Rotation des Rotationskolbens gleitet der Gleitstein in
der Führung von einem Ende zum anderen. Zur kinematischen
Führung des Rotationskolbens ist ein Getriebe vorgesehen,
dessen Ritzel auf der Kurbelwelle sitzt und mit einem am
Gehäuse befestigten Hohlrad kämmt.
Die Kraftübertragung vom Rotationskolben auf die
Abtriebswelle und das Getriebe zur kinematischen Führung
des Rotationskolbens ergeben einen komplexen Aufbau der
Rotationskolbenmaschine. Ferner verursachen die zahlreichen
Gleitbewegungen der Triebwerksteile erhebliche Reibungsver
luste, insbesondere wenn mit hohen Spitzendrücken zu
rechnen ist, wie sie bei Rotationskolben-Brennkraft
maschinen auftreten. Ferner hängt der Wirkungsgrad bei
Brennkraftmaschinen wesentlich von der thermischen Belast
barkeit der Bauteile ab, die den Arbeitsraum einschließen,
insbesondere von der thermischen Belastbarkeit des Rotati
onskolbens, der keine eigenen Kühlflächen zur Umgebung hat.
Bei der bekannten Brennkraftmaschine ist keine Kühlung des
Rotationskolbens vorgesehen. Aufgrund des Aufbaus der
Rotationskolbenmaschine ist der notwendige Bauraum für eine
wirksame Kühlung des Rotationskolbens nicht vorhanden.
Eine Rotationskolbenmaschine ähnlicher Bauart ist
durch die DE-PS 340 826 bekannt. Dort kämmt ein in dem
Rotationskolben angeordnetes Hohlrad mit einem auf der
Abtriebswelle angeordneten Ritzel. Hohlrad und Ritzel haben
die übliche Kreisgeometrie. Bedingt durch die Kinematik
ergibt sich ein Kolbenquerschnitt, dessen Kontur im wesent
lichen aus zwei Kreisbögen gebildet wird, die sich unter
einem spitzen Winkel schneiden. Dadurch ergibt sich in der
oberen Totpunktlage ein zweigeteilter Arbeitsraum, der für
eine Brennkraftmaschine ungünstig ist.
Durch die DE 92 03 489 U1 ist ferner eine Rotations
kolbenmaschine bekannt, bei der ein ovaler Rotationskolben
ein ovales Hohlrad aufweist. Die längere Querachse des
Ovals weist in die Richtung der längeren Querachse der
ovalen Querschnittskontur des Rotationskolbens. Dadurch
bedingt bewegt sich das innere Ritzel auf einer orbitalen
Laufbahn um den jeweiligen Gehäusemittelpunkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotati
onskolbenmaschine, insbesondere eine Rotationskolben-
Brennkraftmaschine zu schaffen, die einfach im Aufbau ist
und einen guten Wirkungsgrad hat. Sie wird gemäß der
Erfindung durch die Merkmaie des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Oval im Sinne der Erfindung ist eine flache,
geschlossene, nichtanalytische Figur, die aus mehreren
Kreisbögen in der Regel verschiedener Radien besteht,
während alle Kreisbögen miteinander stetig konjugiert sind.
Die Konjugierungspunkte sind die nichtanalytischen Punkte
des Ovals, in welchen die Tangente stetig verläuft und die
Krümmung einen Sprung erlebt. Ein einfaches Oval ist ein
konvexes Oval mit endlicher Symmetrie.
In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein
einfaches Oval der Symmetrie zweiter Ordnung in der Form
des Kolbens und in der Längsform der Längsbohrung reali
siert. Es besteht aus vier stetig konjugierten Kreisbögen,
die alternierend zwei verschiedene Radien aufweisen. Der
Querschnitt der Innenoberfläche des Gehäusemantels ist das
einfache Oval mit der Symmetrie dritter Ordnung. Es besteht
aus sechs stetig konjugierten Kreisbögen, die alternierend
zwei verschiedene Radien aufweisen.
Das Oval in diesem Sinne ist keine Ellipse und darf
mit dieser nicht verwechselt werden, da diese völlig
verschiedene geometrische und dynamische Eigenschaften hat.
Der Wirkungsgrad von zyklisch arbeitenden thermomecha
nischen Kraftmaschinen mit geschlossenen Brennräumen
veränderlicher Größe ist in quasistatischer Näherung unter
anderem direkt proportional der relativen Themperaturvaria
tion (Tmax - Tmin)/Tmax und dem Logarithmus der relativen
Volumenvariation lg{Vmax - Vmin)/Vmax}. Für die Erhöhung des
Wirkungsgrads und damit für die Senkung des Verbrauchs ist
es deswegen nützlich, das minimale Volumen Vmin und die
minimale Temperatur Tmin möglichst klein und die Verbren
nungstemperatur Tmax sowie das maximale Volumen Vmax mög
lichst groß zu machen.
Die hier vorgeschlagene Erfindung bietet eine solche
Geometrie der Rotationskolbenmaschine, bei welcher die
Möglichkeit, beliebig hohe Verbrennungstemperatur und
unendlich kleines Minimalvolumen und damit einen guten
Wirkungsgrad zu erzeugen, nur durch die Materialeigenschaf
ten der Bauteile begrenzt ist.
Nach der Erfindung hat der Rotationskolben eine seiner
Querschnittkontur entsprechende ovale Längsbohrung, deren
längere Querachse in Richtung der kürzen Querachse der
Querschnittkontur des Rotationskolbens verläuft. Die
Längsbohrung weist ein ovales Hohlrad auf, das mit minde
stens einem Ritzel kämmt, das drehfest mit der Abtriebswel
le verbunden ist. Die Achse der Abtriebswelle verläuft
gerade und durch das Zentrum der Kammer der Rotationskol
benmaschine. Dabei sind die Endscheiben fest mit dem
Rotationskolben verbunden und tauchen in Ausgleichsräume
des Gehäusemantels ein. Dadurch ergibt sich eine ausrei
chende stirnseitige Überdeckung zwischen den Endscheiben
und dem Gehäusemantel, um stirnseitige Dichtungen vorsehen
zu können.
Der Rotationskolben wird an seinem äußeren Umfang in
der Kammer und durch das Hohlrad und das Ritzel über die
Abtriebswelle geführt. Dadurch ergibt sich ein sehr einfa
cher Aufbau, bei dem die Gleitflächen der bewegten Teile
und damit die Reibung auf ein Minimum reduziert ist.
Eine derartige Rotationskolbenmaschine eignet sich
besonders als Rotationskolben-Brennkraftmaschine, bei der
in dem Gehäusemantel in Umfangsrichtung zwischen einer
Einlaßöffnung eines Einlaßkanals und einer Auslaßöffnung
eines Auslaßkanals eine zu der Kammer hin offene Brennraum
mulde vorgesehen ist. Der Einlaßkanal sowie der Auslaßkanal
werden durch separate Steuermittel angesteuert. Da das
Verdichtungsverhältnis der Rotationskolbenmaschine theore
tisch unbegrenzt ist, kann die Brennraummulde so gestaltet
werden, daß ein guter Verbrennungswirkungsgrad erzielt
wird. Außerdem können die Einlaßöffnungen und die Auslaß
öffnungen zur Beeinflussung des Gaswechsels optimal gestal
tet werden, insbesondere können sie in Längsrichtung der
Kammer länglich ausgebildet werden. Durch eine leichte
Neigung der Einlaßöffnung und/oder der Auslaßöffnung zur
Längsrichtung der Kammer kann die Strömung im Arbeitsraum
beeinflußt und die Verbrennung sowie der Gaswechsel verbes
sert werden.
Die Verzahnung als Oval ist gekennzeichnet durch eine
Innenverzahnung mit Veränderung der Abwälzung durch unter
schiedliche Wälzdurchmesser. Das innere, die Kraft übertra
gende Antriebsrad bzw. Abtriebsrad wird so angepaßt, daß
bei 360° Gesamtabwälzung geteilt in vier Sektoren, deren
Grenzen mit den nichtanalytischen Punkten des Ovals über
einstimmen, minimale Abwälzfehler entstehen.
Die Auslegung der Verzahnungen erfolgt durch das
Evolventen-Prinzip mit entsprechenden Zahnkopf- und Zahn
fußrücknahmen mit je nach Form des Ovals angepaßten Korrek
turen sowie zusätzlichen Verzahnungsprinzipien nach Novikov
und Symmarc (Kugelverzahnung) unter Anpassung des inneren
Antriebsrads bzw. Abtriebsrads, um den Bewegungsablauf in
sanfter Form zu gewährleisten.
Die Fertigung kann noch dadurch vereinfacht werden,
daß die Verzahnung des Hohlrads einzelne Segmentbereiche
mit jeweils gleicher Verzahnung enthält. Dabei kann in
vorteilhafter Weise auf die Verzahnung des Hohlrads in
Segmentbereichen mit dem kleinsten Krümmungsradius verzich
tet werden, da das Ritzel in diesem Bereich eine große
Überdeckung mit dem Hohlrad hat. Segmentbereiche, die einen
Übergang zwischen zwei Segmentbereichen mit einer unter
schiedlichen Verzahnung bilden, weisen entsprechend unter
schiedliche Zähne auf, die sich entsprechend dem Übergang
ändern.
Um die Übertragung großer Drehmomente zu ermöglichen,
ist es zweckmäßig, mehrere Ritzel parallel anzuwenden,
wobei zweckmäßigerweise zwischen den einzelnen Ritzeln
Mittel zum Lastausgleich vorgesehen werden. Um die Kräfte
besser auf die Abtriebswelle zu übertragen und Geräusche zu
vermeiden, ist es zweckmäßig, daß die Ritzel schräg ver
zahnt sind. Werden zwei Ritzel mit Schrägverzahnung vorge
sehen, ist es vorteilhaft, sie entgegengesetzt schräg zu
verzahnen, damit die Axialkräfte innerhalb des Hohlrads
ausgeglichen werden und sich nicht auf die Lagerung auswir
ken. Schließlich ist es vorteilhaft, zwischen mehreren
Ritzeln Mittel zum Lastausgleich vorzusehen, damit das
Drehmoment über alle Ritzel relativ gleichmäßig übertragen
wird.
Der einfache Aufbau der Rotationskolbenmaschine läßt
an den Stirnseiten des Rotationskolbens genügend Freiraum,
um Kühlkanäle vorzusehen, die in Längsrichtung des Rotati
onskolbens verlaufen, in den Stirnseiten der Endscheiben
münden und über Sammelkanäle mit einem Kühlmitteleinlaß
bzw. Kühlmittelauslaß verbunden sind. Durch eine intensive
Kühlung des Rotationskolbens können höhere Brennraumtempe
raturen und damit ein besserer Wirkungsgrad erzielt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß die Kühlmittelkanäle auf der Seite des Kühlmittelein
lasses einen kleineren Abstand von der Abtriebswelle haben
als auf der Seite des Kühlmittelauslasses. Dadurch wird bei
Rotation des Rotationskolbens das Kühlmittel durch die
Zentrifugalkraft von der Einlaßseite zur Auslaßseite
gefördert. Diese Förderwirkung kann in vielen Fällen zur
Kühlmittelförderung ausreichen. Auf jeden Fall unterstützt
sie die sonst vorgesehenen Mittel zur Kühlmittelförderung.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahl
reiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrie
ben. Der Fachmann wird die kombinierten Merkmale zweckmäßi
gerweise im Sinne der zu lösenden Aufgaben auch einzeln
betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam
menfassen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin
dung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Ro
tationskolben-Brennkraftmaschine entspre
chend der Linie I-I in Fig. 2 und
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer Ro
tationskolben-Brennkraftmaschine entspre
chend der Linie II-II in Fig. 1.
Ein Gehäuse einer Rotationskolbenmaschine 1, im
vorliegenden Fall einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine
1, besteht im wesentlichen aus einem Gehäusemantel 2 und
zwei stirnseitigen Gehäusedeckeln 3 und 31. Der Gehäuseman
tel 2 bildet eine Kammer 4, deren Querschnitt im wesentli
chen durch drei gleiche Umfangsbögen 38, 39, 40 bestimmt
wird. In der Kammer 4 dreht sich ein Rotationskolben 5. Er
besitzt eine längliche, ovale Querschnittkontur 43, die zu
den Umfangsbögen 38, 39, 40 paßt, und eine ovale Längsboh
rung 25, deren längste Querschnittachse in Richtung der
kurzen Querschnittachse des Rotationskolbens 5 liegt. In
die Längsbohrung 25 ist ein Hohlrad 24 eingearbeitet oder
eingesetzt, das mit zwei Ritzeln 22 und 23 kämmt. Das
Hohlrad 24 kann aus mehreren Segmentbereichen mit gleich
bleibender Verzahnung zusammengesetzt sein. Dabei kann in
Segmentbereichen 41, 42 mit dem kleinsten Krümmungsradius
auf eine Verzahnung verzichtet werden, so daß sich hier
eine größere Lücke ergibt. Die Ritzel 22, 23 unterstützen
zum einen die Führung des Rotationskolbens 5 und übertragen
zum anderen das Drehmoment der Rotationskolben-Brennkraft
maschine 1 auf eine Abtriebswelle 18, deren Rotationsachse
17 durch das Zentrum der Kammer 4 verläuft. Die Abtriebs
welle 18 ist drehbar über Lager 19, 20 in den Gehäusedec
keln 3, 31 gelagert. Die Lager 19, 20 können als Gleitlager
oder Wälzlager, insbesondere als Kugellager, Rollenlager
oder Nadellager ausgebildet sein. Zur Abnahme des Drehmo
ments besitzt die Abtriebswelle 18 an einem Ende ein
Mitnahmeprofil 21.
Über die verlängerte Abtriebswelle 18 können zwei oder
mehrere Rotationskolben 5 und entsprechende Gehäuseeinhei
ten miteinander so winkelversetzt gekoppelt werden, daß die
Rotationskolbenmaschine 1 bei jeder Drehung der Abtriebs
welle um zum Beispiel 60° einen Arbeitsgang hat. Dies würde
zu außergewöhnlicher Laufruhe und gleichmäßiger Verteilung
der Belastungen führen.
Im Gehäusemantel 2 sind im wesentlichen radial verlau
fende Einlaßkanäle 26 und Auslaßkanäle 27 vorgesehen, die
zur Kammer 4 hin Einlaßöffnungen 35 bzw. Auslaßöffnungen 36
haben. Einem Umfangsbogen 38, 39, 40 sind jeweils eine
Einlaßöffnung 35 und eine Auslaßöffnung 36 zugeordnet,
zwischen denen eine zur Kammer 4 hin offene Brennraummulde
29 im Gehäusemantel 2 angeordnet ist. Jeder Brennraummulde
29 ist mindestens eine Zündhilfe und/oder Kraftstoffein
spritzvorrichtung 28 zugeordnet.
An den Stirnseiten des Rotationskolbens 5 sind End
scheiben 6 und 7 befestigt. Sie tauchen bei einer Umdrehung
des Rotationskolbens 5 in Ausgleichsräume 15, 16 zwischen
dem Gehäusemantel 2 und den Gehäusedeckeln 3 bzw. 31 ein.
Die Endscheiben 6 und 7 überdecken den Gehäusemantel 2
stirnseitig in radialer Richtung soweit, daß ein ausrei
chender Platz für axiale Dichtungen vorgesehen werden kann.
Eine axiale Dichtzone 30 ist in Fig. 2 gestrichelt einge
zeichnet.
In dem Gehäusedeckel 3 ist ein Kühlmitteleinlaß 8
vorgesehen, der über einen Sammelkanal 10 mit einem Sam
melkanal 12 in der gegenüberliegenden Stirnfläche der
Endscheibe 6 verbunden ist. Von diesem gehen Kühlmittelka
näle 14 aus, die in Längsrichtung 34 des Rotationskolbens 5
verlaufen und in einen Sammelkanal 13 in der äußeren
Stirnfläche der Endscheibe 7 münden. Der Sammelkanal 13 ist
mit einem Sammelkanal 11 in dem gegenüberliegenden Gehäuse
deckel 31 verbunden, der an einen Kühlmittelauslaß 9
angeschlossen ist. Die Kühlmittelkanäle 14 haben an der
Seite zum Kühlmitteleinlaß 8 hin einen kleineren Abstand
zur Rotationsachse 17 als an der gegenüberliegenden Seite,
die dem Kühlmittelauslaß 9 zugewandt ist. Bei der Rotation
des Rotationskolbens 5 übt die Zentrifugalkraft auf das
Kühlmittel eine Förderwirkung aus, so daß das Kühlmittel
vom Kühlmitteleinlaß 8 zum Kühlmittelauslaß 9 gefördert
wird. Diese Förderwirkung kann bereits in vielen Anwen
dungsfällen für die Kühlung ausreichen. Auf jeden Fall
unterstützt sie die Förderwirkung von Kühlmittelpumpen, die
dann entsprechend kleiner ausgelegt werden können.
Für die kleineren, bis zu Miniaturvarianten der Rotati
onskolbenmaschine 1 wird man auf die Kühlung des Kolbens in
einigen Fällen verzichten können, da der Wärmeaustausch
über die Außenoberfläche in Relation zur Wärmeproduktion im
Volumen umgekehrt proportional zur Größe der Maschine
steigt. Dies wird zu einer weiteren wesentlichen Vereinfa
chung der Konstruktion ohne Minderung des wirtschaftlichen
Nutzens für die miniaturen Auslegungen der Rotationskolben
maschine 1 führen.
Der Rotationskolben 5 unterteilt die Kammer 4 in zwei
Arbeitsräume 32, 33. Nach der Darstellung in Fig. 2 besitzt
der Arbeitsraum 33 sein kleinstes Volumen, während der
Arbeitsraum 32 sein größtes Volumen hat. Mit fortschreiten
der Rotation in Drehrichtung 37 vergrößert sich der Ar
beitsraum 33, während sich der Arbeitsraum 32 verkleinert.
Bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine findet während der
Vergrößerung des Arbeitsraums 33 ein Expansionshub bzw. ein
Ansaughub statt. Demgegenüber wird während der Verkleine
rung des Arbeitsraums 32 die angesaugte Verbrennungsluft
verdichtet oder das Abgas ausgeschoben. Der Gaswechsel der
Arbeitsräume 32, 33 wird zweckmäßigerweise durch separate
Steuermittel gesteuert, die allerdings in der Zeichnung
nicht dargestellt sind. Derartige Steuermittel, z. B.
Ventile oder Steuerschieber, können entsprechend den
Erfordernissen in Abhängigkeit von Betriebs-, Umwelt- oder
Fahrparametern durch elektronische Steuereinrichtungen
geregelt werden. Ferner kann die Strömung in den Arbeits
kammern durch die Gestaltung der Einlaßöffnungen 35 und der
Auslaßöffnungen 36 beeinflußt werden, so daß die Verbren
nungsluft und die Abgase eine gewünschte Richtung einneh
men, um den Verbrennungsablauf günstig zu beeinflussen.
Um eine gute, spielfreie Kraftübertragung zwischen dem
Rotationskolben 5 und der Abtriebswelle 18 zu erreichen,
ist es zweckmäßig, mindestens zwei Ritzel 22, 23 vorzuse
hen, die in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt werden
können. Ferner wirken sich Mittel auf die Drehmomentüber
tragung und auf die Lebensdauer der Bauteile günstig aus,
durch die das zu übertragende Drehmoment möglichst gleich
mäßig auf die Ritzel 22, 23 verteilt wird. Solche Mittel
sind im einzelnen nicht dargestellt, da sie im Getriebebau
hinreichend bekannt sind.
Claims (14)
1. Rotationskolbenmaschine (1), insbesondere Rotations
kolben-Brennkraftmaschine, mit einem im Querschnitt ovalen
Rotationskolben (5), der in einer Kammer (4) in einem
Gehäuse (2, 3, 31) drehbar gelagert ist, an den Stirnseiten
Endscheiben (6, 7) aufweist und eine Abtriebswelle (18)
antreibt, die um eine Rotationsachse (17) drehbar gelagert
ist, wobei die Kammer (4) einen dreibogigen, dem Rotations
kolben (5) angepaßten Querschnitt hat und mit dem Rotati
onskolben (5) zwei Arbeitsräume (32, 33) bildet, die sich
mit fortschreitender Drehung des Rotationskolbens (5)
vergrößern und verkleinern sowie durch Dichtmittel gegen
einander und nach außen abgedichtet sind, und wobei je
Umfangsbogen (38, 39, 40) in einem Gehäusemantel (2)
mindestens ein Einlaßkanal (26) und ein Auslaßkanal (27)
radial angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rotationskolben (5) eine seiner Querschnittkontur (43)
entsprechende ovale Längsbohrung (25) hat, deren längere
Querachse in Richtung der kürzeren Querachse der Quer
schnittkontur (43) verläuft und die ein ovales Hohlrad (24)
aufweist, das mit mindestens einem Ritzel (22, 23) auf der
Abtriebswelle (18) kämmt.
2. Rotationskolbenmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Gehäusemantel (2) in Umfangs
richtung zwischen einer Einlaßöffnung (35) eines Einlaßka
nals (26) und einer Auslaßöffnung (36) eines Auslaßkanals
(27) eine zu der Kammer (4) hin offene Brennraummulde (29)
vorgesehen ist und der Einlaßkanal (26) sowie der Auslaßka
nal (27) durch separate Steuermittel ansteuerbar sind.
3. Rotationskolbenmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (35) und/oder
die Auslaßöffnung (36) in Längsrichtung (34) der Kammer (4)
länglich gestaltet sind.
4. Rotationskolbenmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (35) und/oder die
Auslaßöffnung (36) zur Längsrichtung (34) der Kammer (4)
leicht geneigt verlaufen.
5. Rotationskolbenmaschine (1) nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzah
nung des Hohlrads (24) Segmentbereiche mit jeweils gleicher
Verzahnung enthält.
6. Rotationskolbenmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß einige der Segmentbereiche unterschied
liche Zähne aufweisen.
7. Rotationskolbenmaschine (1) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß Segmentbereiche (41, 42) mit
dem kleinsten Krümmungsradius keine Verzahnung aufweisen.
8. Rotationskolbenmaschine (1) nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel
(22, 23) schräg verzahnt ist.
9. Rotationskolbenmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Ritzel (22, 23) vorgesehen sind,
die zueinander entgegengesetzt schräg verzahnt sind.
10. Rotationskolbenmaschine (1) nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwen
dung mehrerer Ritzel (22, 23) Mittel zum Lastausgleich
vorgesehen werden.
11. Rotationskolbenmaschine (1) nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwen
dung mehrerer Ritzel (22, 23) diese gegeneinander spielfrei
verspannt sind.
12. Rotationskolbenmaschine (1) nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzah
nung des Hohlrads (24) in der ovalen Längsbohrung (25)
entlang den längeren Kreisbögen mit größeren Radien des
Ovals an die Verzahnung des Ritzels (22, 23) optimal
angepaßt ist, während die Verzahnung der Kreisbögen mit
kleineren Radien aus den Zähnen gleicher Teilung wie die
Zähne der Kreisbögen mit den größeren Radien, jedoch
verschiedener Höhe des Traganteils besteht, so daß die
Zahnhöhe ab der Umgebung des Konjugationspunktes der
Kreisbögen bis zur Symmetrieachse der Längsbohrung (25) in
dem Maße stetig abnimmt, in welchem die Abrollfähigkeit
verzahnter Teile gewährleistet wird.
13. Rotationskolbenmaschine (1) nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotati
onskolben (5) in Längsrichtung (34) verlaufende Kühlmit
telkanäle (14) aufweist, die in den Stirnseiten der End
scheiben (6, 7) münden und über Sammelkanäle (10, 11, 12,
13) mit einem Kühlmitteleinlaß (8) bzw. Kühlmittelauslaß
(9) verbunden sind.
14. Rotationskolbenmaschine (1) nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (14) auf der Seite
des Kühlmitteleinlasses (8) einen kleineren Abstand von der
Abtriebswelle (18) haben als auf der Seite des Kühlmitte
lauslasses (9).
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DE1999120289 Expired - Fee Related DE19920289C1 (de) | 1999-05-04 | 1999-05-04 | Rotationskolbenmaschine |
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