DE3229916A1

DE3229916A1 - Drehschieber-rotationsmaschine

Info

Publication number: DE3229916A1
Application number: DE19823229916
Authority: DE
Inventors: Isao Katsuta Hayase; Kenichi Niihari Ibaraki Kawashima; Atsuo Katsuta Kishi; Atsushi Mito Suginuma
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1982-08-11
Publication date: 1983-03-10
Also published as: JPS63636B2; DE3229916C2; US4515514A; JPS5827895A

Description

O _

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Drehschieber-Rotationsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehschieber-Rotationsmaschine, die als Verdichter_r Pumpe od. dgl. einsetzbar ist.

Drehschieber-Rotationsmaschinen sind bekannt und werden normalerweise als Verdichter, Pumpen od. dgl. eingesetzt. Eine solche Maschine umfaßt einen Nockenring irät einem Innenumfangsprofil, das durch eine Epitrochoide mit ή Bogen (n = natürliche ganze Zahl) repräsentiert ist, sowie einen im Nockenring aufgenommenen umlaufenden zylindrischen Rotor, der an η Stellen den Nockenring kontaktiert. Der Rotor ist mit einer Mehrzahl von radialen Schiebernuten ausgebildet, die an ihrem Nutgrund miteinander kommunizieren, und weist ferner Schieber auf, die in entsprechenden Schiebernuten hin- und hergleitend aufnehmbar und an ihren Außenenden gegen die Innenumfangsfläche des Nockenrings drückbar sind.

Fig. 1 zeigt den beispielsweisen Aufbau einer Drehschieber-Rot at ionsraasch ine mit drei Bogen. Dabei hat ein Nockenring 1 eine Innenumfangsflache, deren Profil eine Epitrochoide mit mehreren Bogen, in diesem Fall drei, ist. Ein zylindrischer Rotor 3 mit einer Mehrzahl Schiebernuten 2 ist in dem Nockenring 1 in Kontakt mit diesem angeordnet. Schiebernuten 2 nehmen Schieber 4 auf, die in federndem Kontakt mit der Innenumfangsflache des Nockenrings 1 gehalten sind. Wenn diese Drehschieber-Rotationsmaschine als Verdichter arbeitet, gehen die Schieber 4 in ihren Schiebernuten 2 hin und her unter Gleitkontakt mit der Innenumfangsflache des Nockenrings 1 während der Rotation des Rotors 1. Infolgedessen werden die Volumina der von den Schiebern 4, dem Rotor 3 und dem Nockenring 1 gebildeten Zellen 5 zyklisch verändert, so daß eine Verdichtung stattfindet.

Es ist bekannt, daß bei diesem normalen Drehschieber-Verdichter der.zwischen der Hin- und Herbewegungsrichtung des Schiebers 4 und der zum Nockenring 1 am Kontaktpunkt mit dem Ende des Schiebers 4 senkrechten Linie gebildete Winkel ·Χ bevorzugt klein ist, um dadurch den reibungsbedingten Energieverlust während der Hin- und Herbewegung des Schiebers zu verringern. Wenn dieser Winkel Oi zu groß ist, tritt eine hohe Reibung zwischen dem Schieber 4 und den Wandungen der Schiebernut 2 auf infolge eines den Schieber 4 beaufschlagenden Moments, da die Richtung der von dem Nockenring 1 auf den Schieber 4 ausgeübten Gegenkraft nicht mit der Richtung der Schiebernut koinzidiert. Zur Vermeidung dieses Problems wurde bereits vorgeschlagen, die Schiebernuten 2 unter einer gewissen Versetzung D relativ zum Zentrum des

Rotors 3 anzuordnen, um dadurch den Winkel (X zu verkleinern.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer bekannten Drehschieber-Rotationsmaschine mit der genannten Versetzung D. Dabei verlaufen die Schiebernuten 2 tangential zu einem gedachten Kreis, der einen Durchmesser 2D hat und konzentrisch mit dem Rotor 3 ist, wodurch der genannte Winkel Cx. während der Rückkehr des Schiebers verringert wird, was zu einer Verminderung der Reibung zwischen den Schiebern 4 und den Schiebernuten 2 führt.

Die versetzte Anordnung der Schieber 4 vermindert zwar den reibungsbedingten Energieverlust, resultiert jedoch in einem anderen Problem. Wie aus den Fig. 3a, 3b und 3c ersichtlich ist, ist das Innenumfangsprofil des Nockenrings 1 der bekannten Drehschieber-Rotationsmaschine symmetrisch in bezug auf die senkrechte Halbierende der Linie, die zwei benachbarte Kontaktpunkte zwischen dem Nockenring 1 und dem Rotor 3 in aneinandergrenzenden Bogen (n = 1, 2, 3) verbindet. Wenn somit die Schieberversetzung D Null ist, sind die Schieberbewegung während des Vorwärtshubs und die Schieberbewegung während des Rückhubs, die längs der Schiebernut 2 bei umlaufendem Rotor stattfinden, vollständig symmetrisch zueinander in bezug auf die genannte senkrechte Halbierende. Wenn jedoch die Schieberversetzung D nicht Null ist, sind die Schieberbewegung beim Vorwärtshub und diejenige beim Rückwärtshub nicht symmetrisch zueinander. Die Bewegung des Schiebers 4 in bezug auf den Drehwinkel des Rotors wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4a-d näher erläutert. Wenn man von einer Drehschieber-Rotationsmaschine mit einem dreibogi-

gen Nockenring 1 ausgeht, dessen Innenumfangsprofil ausgedrückt wird durch r = 40 - 5 cos 3 θ (Kim), so zeigt Fig. 4a den Betrag ^_v(0) der Projektion des Schiebers 4 vom Rotor in bezug auf den Rotationswinkel θ desselben. Die Fig. 4b bis 4d zeigen jeweils die differenzierten Werte ersten, zweiten und dritten Grads des Projektionsbetrags r (Θ). In diesen Figuren zeigen die Vollinienkurven die resultierenden Werte, wenn die Versetzung D Null ist, während die Strichlinienkurven die resultierenden Werte bei einer Versetzung D von 15 mm zeigen. So zeigt r_y in Fig. 4a die Lage des Schiebers 4, dr /de in Fig. 4b bezeichnet die Bewegungsgeschwindigkeit des Schiebers 4, d r /de in Fig. 4c bezeichnet die Beschleunigung oder Trägheit des Schiebers 4, und d^r /^q in Fig. 4d bezeichnet die Trägheitsänderungsrate, die üblicherweise als Stoßen bezeichnet wird. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, sind bei einer Versetzung D - Null sämtliche Kurven normale Sinuskurven aufgrund des symmetrischen Innenumfangsprofils des Nockenrings 1 entsprechend r = 40 - 5 cos Θ. Das bedeutet, daß sich der Schieber 4 gleichmäßig und zyklisch bewegen kann. Wenn dagegen eine merkliche Versetzung D vorhanden ist, weichen die Kurven stark von Sinuskurven ab. Das bedeutet, daß sich der Schieber 4 in unregelmäßiger Weise bewegt. Insbesondere ist die Trägheitsänderungsrate sehr groß. Diese unregelmäßige Trägheitsänderungsrate bewirkt nicht nur eine normalerweise als Rattern bekannte Erscheinung, bei der der Schieber 4 schwingend in und außer Kontakt mit dem Nockenring gelangt, sondern bringt auch verschiedene weitere Probleme mit sich, z. B. eine Unterbrechung des Ölfilms an der Innenumfangsflache des Nockenrings. Ferner ändert sich das Volumen der Zellen hinter den jeweiligen Schiebern, die sämtlich

miteinander kommunizieren, unregelmäßig, wodurch die Tendenz zum Rattern und der damit einhergehende Wärmeverlust verstärkt werden.

Wenn die Versetzung der Schiebernuten 2 nicht mit einer geeigneten Änderung des Innenumfangsprofils des Nockenrings 1 einhergeht, wird die Bewegung der Schieber 4 sehr unregelmäßig, wodurch sich verschiedene Probleme wie ein erhöhter Reibungsverlust und ein höherer Störgeräuschpegel durch die Schieber ergeben. Infolgedessen wird der vorgenannte Vorteil der versetzten Anordnung, d. h. die Verminderung der Reibungsverluste durch Verringerung der am Kontaktpunkt zwischen dem Schieberende und der Innenumfangsflache des Nockenrings erzeugten Gegenkraft, vollständig aufgehoben, so daß die versetzte Schieberanordnung bedeutungslos wird. Eine starke Versetzung der Schiebernuten bringt also keine wesentlichen Vorteil mit sich. Dieses Problem ist insbesondere dann schwerwiegend, wenn die Anzahl Bogen des Nockenrings gesteigert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Drehschieber-Rotationsmaschine, die mit verminderten Verlusten und verringertem Störgeräuschpegel arbeiten kann, indem die vorgenannten Probleme, die sich durch die versetzte Anordnung der Schiebernuten ergeben, beseitigt werden und gleichzeitig der Vorteil der versetzten Anordnung, also eine Verringerung der Reibungsverluste während der Gleitbewegung der Schieber, voll genutzt wird, so daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden.

Die Drehschieber-Rotationsmaschine nach der Erfindung mit einem Nockenring, dessen Innenumfangsprofil eine Epitrochoide mit η Bogen (n = natürliche ganze Zahl) ist, mit einem zylindrischen Rotor, der eine Mehrzahl Schiebernuten aufweist und die Innenumfangsflache des Nockenrings kontaktiert, und mit in den Schiebernuten gleitend aufnehmbaren Schiebern, die bei umlaufendem Rotor an der Innenumfangsflache des Nockenrings gleiten, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Innenumfangsprofil des Nockenrings so modifiziert ist, daß der Zentriwinkel, der um den Rotormittelpunkt und zwischen der Stelle, an der der Rotor den Nockenring kontaktiert, und einem Punkt, der die Stelle der maximalen Projektion des Schiebers an der Vorderseite des Kontaktpunkts gesehen in Rotor-Umlaufrichtung - ist, gebildet ist, einen Winkel T?/n entsprechend dem Versetzungsbetrag der Schieber übersteiqt.

Dadurch wird eine unregelmäßige Schieberbewegung ausgeschlossen. Infolgedessen ist es gemäß der Erfindung möglich, den Vorteil der versetzten Schieberanordnung voll zu nutzen, ohne daß dabei irgendwelche nachteiligen Auswirkungen infolge dieser Versetzung auftreten.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer typischen bekannten Drehschieber-Rotationsmaschine;

Fig.	3a
bis	3c
Fig.	4

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren bekannten Drehschieber-Rotationsmaschine, deren Schieber in bezug auf das Zentrum des Rotors versetzt angeordnet sind;

Profile bekannter Nockenringe mit einem, zwei bzw. drei Bogen;

eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Versetzung eines Schiebers und dem Rotationswinkel des Rotors der Maschine nach Fig. 2 zeigt;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Nockenrings, wobei der Formationspunkt der größten Projektion des Schiebers gezeigt ist;

Fig. 6 das Prinzip der Bestimmung des Nockenringprofils für ein Ausführungsbeispiel der Drehschieber-Rotationsmaschine;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines praktischen Ausführungsbeispiels der Drehschieber-Rotationsmaschine;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 ein anderes Ausführungsbeispiel dor Erfindung; und

Fig. 10 eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem

Rotationswinkel des Rotors und dem Winkel zeigt, der zwischen dem Schieber und der Innenumfangsfläche des Nockenrings gebildet ist.

Gemäß Fig. 4a ergibt sich die größte Projektion des Schiebers nicht in der Mitte des Rotationswinkels des Rotors, sondern an einem Punkt, der an der - in Drehrichtung des Rotors gesehen - Hinterseite des Mittelpunkts liegt, wenn

die Schiebernuten versetzt sind, wie aus der Strichlinienkurve von Fig; 4a hervorgeht. Dies scheint der Grund dafür zu sein, daß die Strichlinienkurven in den Fig. 4b-d von Sinuskurven abweichen.

Es ist möglich·, den Punkt der größten Schieber-Projektion in Drehrichtung des Rotors dadurch zu verschieben, daß der Punkt, an dem die Entfernung zwischen dem Nockenring und dem Rotationsmittelpunkt des Rotors den Höchstwert r annimmt, in dieselbe Richtung verschoben wird. Dadurch wird der Scheitel der Strichlinienkurve von Fig. 4a ebenfalls in Drehrichtung des Rotors, d. h. nach rechts in Fig. 4a, verschoben und der Vollinien-Sinuskurve angenähert. Das gleiche gilt für die Strichlinienkurven der Fig. 4b, 4c und 4d. In diesen Figuren werden die Strichlinienkurven verformt, so daß sie den Vollinien-Sinuskurven angenähert werden. Das bedeutet, daß eine Bewegungsunregelmäßigkeit der Schieber vermieden wird und damit die auf die Versetzung der Schieber zurückgehenden Probleme beseitigt werden.

Gemäß der Erfindung wird die Epitrochoide des Innenumfangsprofils des Nockenrings so modifiziert, daß der Betrag der Projektion des Schiebers 4 den Höchstwert annimmt, wenn der Rotor 3 um ΊΤ/η vom Kontaktpunkt P_c zwischen dem Nockenring 10 und dem Rotor gedreht wird, so daß die Öffnung der Schiebernut 2 in diese Lage gelangt. Infolgedessen nimmt die Projektion des Schiebers 4 immer dann den Höchstwert an, wenn der Rotor 3 eine TT/n-Rotation ausführt, so daß die Strichlinienkurven der Fig. 4a-d den Sinuskurven angenähert werden. Dadurch wird die Unregelmäßigkeit der Schieberbewegung auffallend stark unterdrückt.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Drehsohieber-Rotationsmaschine mit verbessertem Nockenring. Der Nockenring 10 dieser Rotationsmaschine wird gemäß dem folgenden Verfahren konstruiert.

Ein gedachter Kreis hat einen Radius C und einen Mittelpunkt Pq(Xq, Yq), der auf einer Linie L liegt, die vom Mittelpunkt O des Rotors 3 einen Abstand D aufweist. Eine zu der Linie L senkrechte Linie, die den Mittelpunkt O des Rotors 3 durchsetzt, schneidet die Linie L an'einem Punkt H. Der Abstand 1 zwischen dem Punkt H und dem Mittelpunkt P₀ des Kreises mit dem Radius C macht eine einzelne Schwingung zu einer Funktion des Rotationswinkels θ des Rotors 3 gemäß der folgenden Gleichung:.

I=A-B cos (ηθ) (1)

mit A und B = Konstanten und

η = eine natürliche ganze Zahl, die mit der Anzahl Bogen koinzidiert.

In einem solchen Fall wird der Kontaktpunkt P(x,y) zwischen dem Kreis mit dem Radius C und der äußeren Hüllkurve der Kreise mit einem Radius C mit den Mittelpunkten P_Q entsprechend den jeweiligen Winkeln θ als eine Funktion des Rotationswinkels θ des Rotors gemäß der folgenden Gleichung bestimmt.

X β Bsin θ + (A - Bcos n9)*cos 9

Dsin9 + (A - Bcosn9)cos9 + nBsinn9'sin9

2 2 2 2 2

+ (A - Bcos ηθ) +η B sin ηθ+ 2nB-D*sinn9

.. (2) Y = -DCOS0+ (A - Bcosn9)sine

-Dcos9+ (A-Bcosn9)sin9 - nBsinn9*cosQ

' ~2 ^: 2 2 2 2

+ (A - Bcosn9) +n B sin ηθ+ 2nB D«sinn0

Andererseits drückt die Gleichung (2) die Form der Kurve aus, die die Hüllkurve der vorgenannten Kreise ist, die durch Verwendung des Winkels θ als Parameter gezeichnet werden. Der Schieber 4 kann sich auf einer Sinuskurve korrekt bewegen, wenn das InnenuniEangsprofil des Nockenrings nach Maßgabe der wie vorstehend definierten Koordinatenwerte χ und y ausgebildet ist.

Der Punkt, an dem die Stelle der größten Schieber-Projektion gebildet wird, kann wie folgt als Rotationswinkel des Rotors 3 und Anzahl Bogen ausgedrückt werden.

Der Punkt, an dem der Rotor 3 und der Nockenring 10 einander kontaktieren, ist mit P (x ,y ) bezeichnet, und der

trf C \—

Punkt, an dem die Stelle der größten Schieber-Projektion gebildet wird, d. h., der Punkt auf dem Nockenring, der vom Rotormittelpunkt 0 am weitesten entfernt ist, ist mit P_m(x_m,y_ni) bezeichnet. In Fig. 6 liegt der Punkt P an

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der Stelle des Punkts P^. Unter Substitution von 0 (Null) für G in Gleichung (2) ergeben sich die Koordinatenpositionen χ und y_r, des Punkts P₀ wie folqt:

χ = (A- B) · Γ1 +

^C /d²+ (A - B)

(3)

Daher wird der Einheitsvektor P in der Richtung von P durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt:

y.

(A - B)

-D

(A-B)² ', ^D² + (A-B)

Wenn man in der Gleichung (2) 7r/n für θ substituiert, werden die Koordinatenwerte χ ,y des Punkts zur Bildung der Position der maximalen Schieber-Projektion wie folgt bestimmt:

χ = fDsin- + (A + B)cos£} · (1+ m ^{n n}

π π

= t-Dcos- + (A + B) sin-}

Der Einheitsvektor P_m in der Richtung von P_m ergibt sich wie folgt :

Pm = ( —)

'mm m m ... (6)

Dsin-+ (A+ B) cos- -Dcos-+ (A + B) sin-. ri n__ η η

7d² + (α + β)² , Vd² + (α + β)²

Wenn der Zentriwinkel ^ P_cOP_m mit <f bezeichnet wird, wird die folgende Gleichung (7) abgeleitet:

sin 9 = PcxPm

(A² - B² +D²)sin^+ ^

7(A² - B² +D²) ² + 4D²B^:

Der Zentriwinkel ¹Y wird durch die folgende Gleichung (8) bestimmt, die durch Transformation der Gleichung (7) erhalten wird:

. \ (A² - B² + D² ) sin- + 2DBCOS-

φ= sin" ¹^ - \ ... (8)

J 7A² -B² +D²)² + 4D²B² ^?

Gemäß der Erfindung wird das Innenumfangsprof11 des Nockenrings 10, das durch eine Epitrochoide mit η Bogen gegeben ist, gemäß der vorstehenden Gleichung (2) bestimmt, d. h. derart, daß der zwischen dem Punkt, an dem die Projektion des Schiebers 4 Null ist, und dem Punkt P zur Bildung der Stelle der maximalen Projektion des Schiebers 4 gebildete Zentriwinkel <f nach Maßgabe der Gleichung (8) bestimmt wird.

Wenn dieser Nockenring 10 verwendet wird, wird die Versetzung D durch die folgende Gleichung (9) gegeben unter der Annahme, daß das Ende des Schiebers die Form eines Bogens mit einem Radius C hat, wobei die Versetzung des Mittelpunkts des vorgenannten Bogens zur Halbierenden des Schiebers 4 in Dickenrichtung mit ΔΌ und der Abstand der Nullachse der Schiebernut 2 vom Mittelpunkt des Rotors 3 mit D- bezeichnet sind.

D = D₁-^D (9).

Aus der Gleichung (1) ist ersichtlich, daß unter der Voraussetzung, daß die Versetzung in der vorstehend erläuterten Weise bestimmt wird, der mit seinen Enden längs der Innenumfangsflache des Nockenrings 10 gleitende Schieber 4 eine einzelne Schwingung korrekt entsprechend einer Sinuskurve in der Schiebernut 2 ausführt.

Fig. 7 zeigt praktische Beispiele für die Konfiguration des Innenumfangsprofils des Nockenrings 10 für verschiedene Werte der Versetzung D. Dabei ist das Innenumfangsprofil des Nockenrings 10 bei einer Versetzung D=O mm, 10 mm bzw. 20 mm unter der Bedingung gezeigt, daß η = 3, B = 5 mm, d (Rotordurchmesser) = 70 mm und c = 5,5 mm.

Die in den obigen Gleichungen auftretende Konstante A wird wie folgt ausgedrückt:

A = /(d/2 -c)'· -D* +B ... (10)

Aus Fig. 7 geht hervor, daß der Betrag der Verschiebung der Position der maximalen Entfernung r in Umlaufrichtung des Rotors 3 vergrößert wird, wenn der Betrag D der Versetzung der. Schiebers 4 vergrößert wird. Der Zentriwinkel, der entsprechend der Vergrößerung des Versetzungsbetrags D einen

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progressiv größeren Wert ^₀, ^₁₀ und ^₂₀ annimmt, ist leicht mittels der Gleichung (8) zu bestimmen.

Bei der Drehschieber-Rotationsmaschine mit dem wie vorstehend angegeben aufgebauten Nockenring 10 beendet der Schieber 4 einen Hin- und Herbewegungszyklus, während der Rotor 3 zwischen zwei benachbarten Kontaktpunkten mit dem Nockenring 10 umläuft. Der Projektionsbetrag des Schiebers 4 ist am größten, wenn der Rotor 3 um einen Winkel ~ft~/n aus der Position, in der er die Innenumfangsfläche des Nockenrings 10 kontaktiert, gedreht ist. Der Punkt zur Bildung der Stelle maximaler Schieber-Projektion ist so bestimmt, daß der Zentriwinkel ψ dieses Punkts TT/η übersteigt. Infolgedessen wird der Betrag der Schieber-Projektion r entsprechend der Strichlinienkurve von Fig. 4a der Smuskurve angenähert, und dementsprechend werden die übrigen Strichlinienkurven der Fig. 4b, 4c und 4d den Sinuskurven angenähert. Das bedeutet, daß der Schieber sich korrekt auf einer Sinuskurve bewegt, und somit wird jede Unregelmäßigkeit der Schieberbewegung beseitigt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, und zwar zeigen sie die Innenumfangsprofile eines Nockenrings 10A mit einem einzigen Bogen (n = 1) bzw. eines Nockenrings mit zwei Bogen (n = 2), wobei diese Profile unter den gleichen Bedingungen wie das erste Ausführungsbeispiel erhalten wurden, nämlich mit B = 5 mm, d (Rotoraußendurchmesser) = 70 mm und C = 5,5 mm, und zwar jeweils für den Fall von D = 0 mm und D = 20 mm. Aus diesen Ausführungsbeispielen ist ersichtlich, daß die Stelle der maximalen Entfernung r von der Position "^"/n in Umlauf richtung

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des Rotors verschoben ist, und zwar unabhängig von der Anzahl η der Bogen, unter der Bedingung D> 0.

Wenn sämtliche Schieber 4 entsprechend Sinuskurven schwingen, kann jegliche Schwankung des Gesamtvolumens der Zellen hinter den Schiebern 4 vollständig ausgeschlossen werden, so daß jeglicher Energieverlust infolge der Verdichtung oder Expansion des Gases in diesen Zellen vollständig dadurch vermieden werden kann, daß die Kombination der Anzahl Schieber 4 und der Bogenzahl η in geeigneter Weise gewählt wird.

Wie vorstehend angegeben wurde, wird die Lage des Punkts auf dem Nockenring, der vom Rotormittelpunkt am weitesten entfernt ist, in Umlaufrichtung des Rotors um einen Betrag entsprechend dem Versetzungsbetrag der Schieber verschoben. Dadurch wird jegliche Unregelmäßigkeit in der Schieberbewegung infolge der versetzten Anordnung vollständig ausgeschlossen, und die Schieber können eine sinusförmige Schwingung oder eine ähnliche gleichmäßige Bewegung ausführen. Infolgedessen kann eine Drehschieber-Rotationsmaschine erhalten werden, die mit verringerten Reibungsverlusten und vermindertem Störgeräuschpegel arbeitet und eine längere Standzeit hat.

Fig. 10 zeigt die Kennlinien der Drehschieber-Rotationsmaschine in bezug auf den vorgenannten Winkel ^rx , der einer der Faktoren für die Erhöhung der Reibungsverluste während der Gleitbewegung der Schieber ist. Die Kennlinien sind in Verbindung mit einem Nockenring mit zwei Bogen aufgetragen. Die Abszisse bezeichnet den Rotationswinkel des Rotors, und

die Ordinate bezeichnet den Winkel tX , der zwischen dem Schieber und der zum Nockenring am Kontaktpunkt zwischen dem Schieberende und dem Nockenring senkrechten Ebene gebildet wird. Insbesondere zeigt die Vollinienkurve, wie sich der Winkel (X in bezug auf den Rotationswinkel ^X des Rotors bei einer Rotationsmaschine ändert, die keine Versetzung der Schieber und keine Verschiebung des Nockenrings aufweist. Dagegen zeigt die Strichlinienkurve den Winkel CX bei einer Rotationsmaschine, deren Schieber versetzt angeordnet sind, bei der jedoch keine Verschiebung des Innenumfangsprofils des Nockenrings vorgesehen ist; und die Kettenlinienkurve zeigt den Winkel CxT bei der Rotationsmaschine nach der Erfindung, wobei die Schieber versetzt angeordnet sind und das Innenumfangsprofil des Nockenrings in Umlaufrichtung des Rotors verschoben ist. Es ist ersichtlich, daß die Kettenlinienkurve der Strichlinienkurve gut angenähert ist. Somit nimmt der Winkel (X bei der Rotationsmaschine nach der Erfindung keine so großen Werte an wie bei der konventionellen Rotationsmaschine, deren Schieber nicht versetzt sind. Das bedeutet, daß die Reibungsverluste während des Gleitens der Schieber bei der angegebenen Rotationsmaschine ausreichend verringert werden.

Claims

Ansprüche

, Drehschieber-Rotationsmaschine mit:

einem Nockenring, dessen Innenumfangsprofil eine Epitrochoide mit η Bogen (n = natürliche ganze Zahl) ist; einem zylindrischen Rotor, der eine Mehrzahl Schiebernuten aufweist und die Innenumfangsfläche des Nockenrings kontaktiert; und

in den Schiebernuten gleitend aufnehmbaren Schiebern, die bei umlaufendem Rotor an der Innenumfangsflache des Nockenrings gleiten;

adurch gekennzeichnet, daß das Innenumfangsprofil des Nockenrings (10; 10A) so modifiziert ist, daß der Zentriwinkel (^), der um den Rotormittelpunkt und zwischen der Stelle, an der der Rotor den Nockenring (10; 10A) kontaktiert, und einem Punkt, der die Stelle der maximalen Projektion des Schiebers (4) an der Vorderseite des Kontaktpunkts gesehen in Rotor-Umlaufrichtung - ist, gebildet ist, einen Winkel Tr/n entsprechend dem Versetzungsbetrag der Schieber (4) übersteigt.

81-(A 6726-02)-Schö
2. Drehschieber-Rotationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der zwischen dem Kontaktpunkt zwischen Nockenring (10; 10A) und Rotor (3) und dem Punkt, der die Stelle maximaler Projektion des Schiebers (4) bildet, gebildete Zentriwinkel ((Jj) als eine Punktion des Betrags (D) der Versetzung der Schieber nach Maßgabe der folgenden Gleichung gegeben ist:

, (A² -B² +D²) sin- + 2DBCOS- ψ = sin^i ^J

- B² +D²)² + 4D²B²

mit A und B = Konstanten und η = Anzahl der Bogen.