DE2505113B2 - Parallel- und aussenachsige rotationskolbenmaschine - Google Patents

Description

(US-PS 3414189), Dabei hat man zwar angestrebt, die Dichtlinie zu verkflraen und ggf. vorhandene Durchblas- «ffnungen insbesondere der innerhalb des Tefl&reises des Rippenrotors !fegenden Pereiche m verringern, jedoch ist dazu efcn
technischer Aufwand erforderlich, weil

pp

unmittelbar angetriebenen schraubverzbiaüen Nutenrotor, deren Rippen kzw. Siege über ihre Teilkreise hinausragen, wobei jeweils die — b Drehrichtung gesehen — voreilende Nutflanke des to Nuteorotors eisen vom achsfernen Punkt der Rippe des Rippenrotors erzeugten und sieb vom Nutgrand bis zum Teilkreis des Nutearotors erstreckenden ersten Abschnitt some einen außerhalb des Teilkreises liegenden, sich bis zur achsfemen Zone der Nutflanke erstreckenden zweiten Abschnitt aufweist iind die nacheilende Rippenflanke des Rippenrotors eiaea außerhalb des Teilkreises des. Rippenrotors liegenden ersten Abschnitt, dor von der tfoergangssfelle vom ersten zum zweiten Abschnitt der entsprechenden Nutflanke des Notenrotors erzeugt ist, sowie einen innerhalb des Teilkreises liegenden, mit dem zweiten Abschnitt der Nutflanke des Nutenrotors zusammenwirkenden zweiten Abschnitthat, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der zweite Abschnitt (22—23) der jeweils nacheilenden Rippenflanke radiale Richtung hat,

b) Jer zweite Abschnitt der jeweils nacheilenden Nutflanke eine achsferne Kante (31) hat und daß

c) die achsferne Kante (31) der jeweils nacheilenden Nutflanke einen gekrümmten Abschnitt (21—22) erzeugt, der vom zweiten Abschnitt (22—23) der entsprechenden nacheilenden Rippenflanke in den achsnahen Bereich des Rippenrotors (2) übergeht

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die achsferne Kante (31) der jeweils nacheilenden Nutflanke eine Dichtrippe (39) anschließt.

Die Erfindung betrifft eine parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem schraubverzahnten Rippenrotor und einem von diesem unmittelbar angetriebenen schraubverzahnten Nutenrotor, deren Rippen bzw. Stege über ihre Teilkreise hinausragen, wobei jeweils die — in Drehrichtung gesehen — voreilende Nutflanke des Nutenrotors einen vom achsfemen Punkt der Rippe des Rippenrotors erzeugten und sich vom Nutgrund bis zum Teilkreis des Nutenrotors erstreckenden ersten Abschnitt sowie einen außerhalb des Teilkreises liegenden, sich bis zur achsfernen Zone der Nutflanke erstreckenden zweiten Abschnitt aufweist und die nacheilende Rippenflanke des Rippenrotors einen außerhalb des Teilkreises des Rippenrotors liegenden ersten Abschnitt, der von der Übergangsstelle vom ersten zum zweiten.Abschnitt der entsprechenden Nutflanke des Nütenro'tors erzeugt ist, sowie einen innerhalb des Teilkreises liegenden, mit dem zweiten Abschnitt der Nutflanke des Nutenrotors zusammenwirkenden zweiten Abschnitt hat

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist bekannt

achsfernen Bereiche der Nutflanken des Nutenrotors bogenartig gekrümmt sind und deswegen die v&s ihnen erzeugten achsnahen Flankenbereiche der Rippen des Rippenrotors komplizierte geometrische Formen aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf herstellKngstechnisch einfache Weise die Durchblasöffhung möglichst klein zu halten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß

a> der zweite Abschnitt der jeweils nacheilenden Rippenflanke radiale Richtung hat,

b) der zweite Abschnitt der jeweils nacheilenden Nutflanke eine achsferne Kante hat und daß

c) die achsferne Kante der jeweils nacheilenden Nutflanke einen gekrümmten Abschnitt erzeugt, der vom zweiten Abschnitt der entsprechenden nacheilenden Rippenflanke in den achsnahen Bereich des Rippenrotors übergeht

Aufgrund dieser Ausbildung kann die erfindungsgemäUe Rotationskolbenmaschine sowohl als Verdichter, als Pumpe oder auch als Motor arbeiten, wobei jeweils die Durchblasöffnung minimal bleibt Insbesondere kann alt erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine sowohl mit Flüssigkeitseinspritzung ohne Synchronisiergetriebe als auch mit Synchronisiergetriebe arbeiten.

Die bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine erzielbaren geringen Durchblasöffnungen werden auch bei einer bekannten Rotationskolbenmaschine mit innerhalb bzw. außerhalb des Teilkreises liegenden Rippen bzw. Nuten (DT-AS 20 46 541) nicht erreicht weil dieser insbesondere das Merkmal c) fehlt

Aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben sich einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine parallel- und außenp.chsige Rotationskolbenmaschine mit schrägverzahntem Kämmeingriff,

F i g. 2 einen Schnitt durch F i g. 1 längs der Linie 2-2,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch zwei erfindungsgemäß ausgebildete Rotoren,

F i g. 4 einen Teilschnitt durch einen Kompressor, bei welchem die sogenannte Durchblasöffnung sichtbar wird,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch zwei Rotoren, bei denen der Kämmeingriff sichtbar wird,

Fig.6 einen Schnitt durch zwei Rotoren gemäß einem zweiten Ausführungsbetspiel der Erfindung und

F i g. 7 einen Teilschnitt durch zwei Rotoren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der in den F i g. 1 und 2 im Längs- bzw. im Querschnitt dargestellte parallel- und außenachsige Rotationskolbenkompressor besitzt ein Kompressorgehäuse 1, in welchem ein Rippenrotor 2 und ein Nutenrotor 3 durch Lager 7,8 und 9 gelagert sind. Dabei sind allerdings nur die Lager für den Rippenrotpr 2 zu sehen. Dieser Rippenrotor 2 besitzt vier schraubenförmig verlaufende Rippen 28 mit dazwischenliegenden, ebenfalls schraubenförmig verlaufenden Lücken. Der Nutenrotor 3 besitzt sechs schraubenförmige Stege 37 und dazwischenliegende Lücken. Der Rlppenrptor 2 besitzt eine Welle 6, an welche ein Antriebsmotor

entweder direkt oder über ein Getriebe zum Antrieb des Kompressors angeschlossen werden kann. Der Nutenrotor 3 wird fiber den Rippenrotor durch Kämmeingriff ■der schraubenförmig«» Rippen 28 bzw. Stege 37 angetrieben. Während des Betriebes des Kompressor s wird das Arbeitsmedium ram Ansaugstutzen 4 zum Auslaßstutzen 5 gefördert und gleichzeitig dabei verdichtet

Ke spezielle erruidungsgemaße Profilform der beiden Rotoren soll nachstehend anhand der Fig. 3,4 und 5 durch ein erstes Ausflihrungsbeispiel im einzelnen erläutert werden. Die schraubenförmigen Rippen 28 des Rippenrotors 2 besitzen eine in Drehrichtung gesehen nacheilende Rippenflanke, welche sich vom innerhalb des Teilkreises 12 liegenden Punkt 21 zu dem außerhalb des Teilkreises liegenden Punkt 24 erstreckt, und eine zweite Rippenflanke, welche sich vom Punkt 24 zum Punkt 27 erstreckt Zwischen den Rippen erstrecken sich Abschnitte 29 eines Fußkreises. Die nacheilende Rippenflanke des Rippennotors 2 besitzt einen ersten Abschnitt, welcher sich von der KopfUtha bzw. der Spitze 42 der Rippen, die in diesem Beispiel die scharfe Kante 24 aufweisen, bis zürn Punkt 23 auf dem Teilkreis 12 erstreckt Dieser Abschnitt wird durch die Kante 32 des Nutenrotors 3 erzeugt Die in Drehrichtung gesehen nacheilende Rippenflanke des Rippenrotors weist außerdem einen zweiten Abschnitt auf, welcher sich zwischen den Punkten 22 und 23 erstreckt Dieser Abschnitt verläuft geradlinig zum Drehmittelpunkt 20 des Rippenrotors 2. Des weiteren weist diese in Drehrichtung gesehen nacheilende Rippenflanke des Rippenrotors einen gekrümmten Abschnitt zwischen den Punkten 21 und 22 auf, welcher durch 'ie achsferne Kante 31 des Nutenrotors 3 erzeugt wird. Die andere Flanke einer jeden Rippe verläuft zwischen den Punkten 24 und 25 in einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt im Punkt 15 auf dem Teilkreis 12 liegt. Der Abschnitt zwischen den Punkten 25 und 26 wird durch den geradlinigen Abschnitt zwischen den Punkten 34 und 35 des Nutenrotors 3 erzeugt. Außerdem weist diese zweite Flanke einer Rippe eine kreisbogenförmige Hohlkehle zwischen dien Punkten 26 und 27 auf, deren Mittelpunkt auf dem Teilkreiis 12 liegt.

Die schraubenförmigen Muten 37 des Nutenrotors 3 besitzen eine in Drehrichtung gesehene nacheilende Flanke, welche sich von» Punkt 31 außerhalb des Teilkreises 13 bis zum Punkt 33 innerhalb des Teilkreises 13 an der tiefsten Stelle der Nuten des Nutenrotors erstreckt. Die andere Flanke dieser Nuten 37 erstreckt sich vom Punkt 33 zum Punkt 36. Da die Nuten des Nutenrotors das Komplementärprofil der Stege bilden, gilt die Profilboschreibung sowohl für die Stege wie für die Nuten. Die in Drehrichtung gesehen nacheilende Nutflanke des Nutenrotors 'veisi einen ersten Abschnitt auf, welcher sich vom Punkt 32 bis zum Punkt 33 erstreckt und durch die Kante 24 der Rippe 28 erzeugt wird. Ein zweiter Abschnitt dieser Nutflanke des Nutenrotors erstnsckt sich vom Punkt 31 zum Punkt 32 und wird durch den geradlinigen Abschnitt zwischen den Punkten 22 und 23 des Rippenrotors 2 erzeugt Die Kante 32 bildet eine Übergangsstelle 43 zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt dieser in Drehrichtung gesehen nacheilenden Nurflanke des Nutenrotors. Die andere Nutflanke des Nutenrotors verläuft zwischen den Punkten 33 und 34 kreisbogenförmig, wobei der Mittelpunkt im Punkt 15 des Teilkreises 13 liegt, und vom Punkt 34 aus geradlinig in radialer Richtung bis zum Punkt 35. Dieser geradlinige Abschnitt 34, T5 dieses Nutflankenprofils verläuft daher in Richtung auf den Drehmittelpunkt 30 des Nutenrotors. Vom Punkt 35 aus verläuft diese Nvtflanke dann bis zu einem Punkt 36 in einein Kreistogen, dessen Mittelpunkt auf dem Teilkreis 13 liegt und an den sich die Kopfbahn 38 anschließt

Fig.4 zeigt die Stellung der beiden Rotoren 2 und 3 in dem Augenblick, in welchem die Kante 24 einer Rippe 28 ihre abdichtende Wirkungslage an der Innenwandung des Kompressorgehäuses 1 verlassen bat, jedoch bevor sie ihre abdichtende Wirkungslage am Steg 37 erreicht hat In dieser Stellung fließt Gas von der Kammer 17 in die Kammer 18 durch die Durchblasöffnung zwischen der Rippe 28 und dem Steg 37. Die vorbeschriebenen Profilausbildungen der Rotoren ergeben einen Minimalwert für diese Durchblasöffnung. Die gestrichelten Linien 40 und 41 in Fig.4 zeigen eine bekannte Ausbildung der Rotorprofile, bei denen der Kämmeingriff innerhalb des Teilkreises des Nutenrotors und außerhalb des Teilkreises des Rippenrotors vor sich geht Aus F i g. 4 ist deutlich zu sehen, daß in diesem Fall die Durchblasöffnung wesentlich größer ist als der erfindungegemäßen Profilgebung.

F1 g. 5 zeigt das Zusammenwirken des geradlinigen Abschnittes zwischen den Punkten 22 und 23 des Rippenrotcrs mit dem Abschnitt zwischen den Punkten 31 und 32 des Nutenrotors, welcher dadurch erzeugt wird, während gleichzeitig die Kante 31 des Nutenrotors den gekrümmten Abschnitt zwischen den Punkten 21 und 22 des Rippenrotors erzeugt Dieser Kämmeingriff hängt von dem Gasdruck in der Kammer 17 ab, di-.rch welchen der Nutenrotor 3 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird.

Bei dem in F i g 6 dargestellten Ausführungsbeispiel trägt der Steg 37 eine Dichtrippe 39 am Übergang zwischen der Kopfbahn 38 in die in Drehrichtung gesehen nacheilende Flanke der Nut Die eine Seite dieser Dichtrippe 39 besteht aus dem radial äußersten Teil des Abschnittes zwischen den Punkten 31 und 32 im achsfernen Bereich der Nutflanke des Nutenrotors. Der Rippenrotor 2 besitzt eine Auskehlung 19 für diese Dichtrippe 39. Bei dieser Ausbildung des Nutenrotors kann ein mit Dichtrippen versehener Rotor in einer Anzahl von Arbeitsgängen entsprechend der Anzahl der Nuten im Nutenrotor auf endgültige Form gefräßt werden.

Bei dem in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Nutenrotor 3 einen abgerundeten Bereich 45 als Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt dier nacheilenden Nutflanke. Der Rippenrotor 2 besitzt hierbei eine abgerundete Kopfbahn 46. Mit diesen abgerundeten Teilen wird die sogenannte »Laufbildung« erreicht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   25

   i-ParaUd-undaiißeiwchsigeRolationskolbeinnamit Kämmeingriff zwischen einem schraub-Hippeorotor und einem von diesem rib

   113