DE3231754C2 - Rotationskolbenmaschine für kompressible Medien - Google Patents

Abstract

Verdrängermaschine für kompressible Medien mit Ringkolben, dessen druckseitiges Ende einer Zylinderwand bei der Verdrängerbewegung zur Entleerung der äußeren und/oder der inneren Teilräume mit der die konzentrisch angeordneten Zylinderwände verbindenden Längswand bzw. einem durch den Auslaßschlitz in der inneren Zylinderwand gebildetes Ende zusammenwirkt, so daß das Fördermedium vor dem Ausstoß komprimiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine für kompressible Medien mit einem Ringkolben in einem aus konzentrisch angeordneten Zylinderwänden eines Gehäuses gebildeten Ringraum, in dem zwischen einer Ansaugöffnung und einer Auslaßöffnung eine Trennwand angeordnet ist und in dem der von einer Zylinderwand gebildete und mit einer Ausnehmung für die Trennwand versehene Ringkolben von einem Kurbeltrieb auf einer geschlossenen Kreisbahn und von einer einerseits am Gehäuse und andererseits am Ringkolben angelenkten Kurbelschwinge auf einer nicht geschlossenen Linie geführt wird und dabei äußere und so innere sichelförmige Arbeitskammern bildet

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist durch die FR-PS 3 53 315, 2. Zusatz 7156, bekannt. Diese weist stromab der Auslaßöffnung für die innere und äußere Arbeitskammer ein Druckventil auf, das verhindern soll, daß der Ringkolben während des gesamten Fördervorgangs mit dem stromauf des Druckventils herrschenden Druckes der Atmosphäre bzw. des Verbrauchers beaufschlagt wird.

Dieses Ventil verhindert jedoch nicht das Zurückschlagen des in der teilentleerten Arbeitskammer herrschenden Druckes in die ihr größtes Volumen aufweisende, gerade zur Auslaßöffnung hin öffnende Arbeitskammer, wodurch Druckverluste bzw. Leistungsverluste entstehen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rotationskolbenmaschine eingangs genannter Art so zu gestalten, daß zur Kompensation der Druckverluste und zur Wirki'Jigsgradverbesserung eine innere Verdichtung während des Fördervorgangs erreichbar ist, bevor das Medium durch den Auslaß abgegeben wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trennwand in einem radial äußeren Bereich eine Kontur aufweist, die einer durch ein auslaßseitiges Ende des Ringkolbens beschriebene Hüllkurve zuzüglich eines minimalen Spaltes entspricht, wodurch die auslaßseitige äußere Arbeitskammer zur Auslaßcffnung hin abgesperrt ist and/oder daß ein auslaßseitiges 7.nde der inneren Zylinderwand des Gehäuses in einem Teilbereich eine Kontur aufweist, die einer durch einen Ansatz des auslaßseitigen Endes des Ringkolbens beschriebenen HüUfcurve zuzüglich eines minimalen Spaltes entspricht, wodurch die auslaßseitige innere Arbeitskammer zur Auslaßöffnung hin abgesperrt ist

Mit der Erfindung sind neben der erreichbaren Wirkungsgradverbesserung folgende Vorteile erzielbar: Entfall eines im Auslaß angeordneten Druckventils, wodurch die Verwendung der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine als Kompressor mit variierenden Auslaßdrücken möglich geworden ist wobei beispielsweise in Verbindung mit einer Regelung durch Abblasen oder Abkoppeln die Auswahl zwischen einer inneren Verdichtung für beide Arbeitskammern oder ffir eine möglich geworden ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine mit innerer Verdichtung in einem Förderraum,

Fig.2 eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine mit innerer Verdichtung in beiden Förderräumen,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Kontaktstellen des Ringkolbens der Rotationskolbenmaschine nach F i g. 1 bis F i g. 2.

F i g. 1 und F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine im Querschnitt und im Längsschnitt, bestehend aus zwei Gehäuseteilen 1, 2, die mit konzentrisch angeordneten Zylinderwänden 3, 4 einen Ringraum 5 bilden, wobei das Gehäuseteil 1 für die Lagerung einer Kurbelwelle 6 gestaltet ist, die außerhalb des Gehäuses eine Riemenscheibe 7 aufweist

Der exzentrische Kurbelzapfen 8 der Kurbelwelle 6 ist in einer Nabe 9 eines im Ringraum 5 angeordneten Ringkolbens 10 gelagert, die auf einer Scheibe 11, ebenso wie eine Zylinderwand 12 beidseitig axial davon abstehend angeordnet ist, wobei die Scheibe 11 öffnungen 13 aufweist die so angeordnet sind, daß sie den durch die Zylinderwand 3 gebildeten inneren Raum 14 bei der Verdrängerbewegung nicht überschreiten.

Das Gehäuseteil 2 weist in Axialrichtung mittig einen Anschlußtrakt 15 für einen Verbraucher auf. Ein Ansaugtrakt 16 für die Zuführung tritt radial in das Gehäuse ein und ist aus den beiden Gehäuseteilen 1,2 gebildet Der Ringraum 10 weist eine Ausnehmung 17 für die Aufnahme einer die konzentrisch angeordneten Zylinderwände 3, 4 verbindenden Trennwand 18 auf, wobei die Ausnehmung 17 bzw. die Trennwand IS einen saugseitigen Anfang 19 und ein auslaßseitiges Ende 20 der Zylinderwand 12 bilden. Im Bereich des Anschlußtraktes 16 für die Zuführung des Fördermediums ist auf einer Achse 21 eine Kurbelschwinge 22 gelagert, an die andererseits der Ringkolben 10 mit einer radialen Erweiterung 23 der Scheibe 11 zwischen dem Anfang 19

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; und dem Ende 20 der Zylinderwand 12 und einer darin angeordneten Bohrung 24 mittels eines Stiftes 25 ange- ;; lenkt ist, wobei die Kurbelschwinge 22 die radiale Er-Weiterung 23 mit einer Gabel 26 erfaßt
il Der Ringkolben 10 weist immer spaltbehaftete Kon-

:' taktstellen 27, 28 zu der äußeren Zylinderwand 4 und ■ der inneren Zylinderwand 3 auf, wodurch in Verbindung ; mit der Trennwand 18 der verbleibende Ringraum 5 in : vier sichelförmige Arbeitskammern 29,30,31,32 aufgeteilt wird, von denen zwei immer auf Ansaugen und zwei auf Druck arbeiten. Die Arbeitskammern 29,30 arbeiten : auf Ansaugen und sind über den Ansaugtrakt 16 und die Ausnehmung 17 in der Zyünderwand 12 des Ringkolbens 10 mit der Atmosphäre bzw. dem Mediumreservoir verbunden. Die Arbeitskammern 31,32 arbeiten auf Druck und sind über den zwischen dem auslaßseitigen Ende 20 der Zyünderwand 12 des Ringkolbens 10 und der Trennwand 18 sich bildenden Spalt 33 und eine Auslaßöffnung 34 der inneren Zyünderwand 3 mit Raum 14 verbunden, der den Anschlußtrakt 15 für den Verbraueher aufweist

Bei einem Umlauf des Ringkolbens 10 der Rotationskolbenmaschine nach F i g. 1 wird das Medium durch die innere Arbeitskammer 31 ohne innere Verdichtung gefördert Die äußere Arbeitskammer 32 fördert mit innerer Verdichtung, da das auslaßseitige Ende 20 der Zyünderwand 12 des Ringkolbens 10 bei der Verdrängerbewegung von der äußeren Zyünderwand 4 zur inneren Zylinderv/and 3, bei der bei bekannten Maschinen bereits ein Ausstoß des Mediums möglich ist, aus der Umfassung durch die Trennwand 18 erst ab einer vorbestimmten Stellung zwischen der äußeren und der inneren Zyünderwand 4,3 austritt und damit das Ausstoßen des Mediums, das durch das verhinderte Ausstoßen bei Verringerung des Kammervolumens komprimiert wurde, durch den dann entstehenden Spalt 33 zwischen dem Ende 20 der Zyünderwand 12 und der Trennwand 18 geschieht

In F i g. 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt, bei der durch die innere Arbeitskammer 31 mit innerer Verdichtung gefördert wird, d. h. dadurch daß das auslaßseitige Ende 20 der Zyünderwand 12 einen Ansatz 35 aufweist, der bei der Verdrängerbewegung von der inneren Zyünderwand 3 zur äußeren Zyünderwand 4, bei der bei bekannten Maschinen bereits ein Ausstoß des Mediums möglich ist, erst ab einer vorbestimmten Stellung einen Spalt zwischen dem Ansatz 35 und ein durch die Auslaßöffnung 34 bestimmtes Ende 38 der inneren Zyünderwand 3 des Gehäuses zuläßt, ao daß auch hier das Medium vor dem Ausstoßen komprimiert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rotationskolbenmaschine für kompressible Medien mit einem Ringkolben in einem aus konzen- s trisch angeordneten Zylinderwäiiden eines Gehäuses gebildeten Ringraum, in dem zwischen einer Ansaugöffnung und einer Auslaßöffnung eine Trennwand angeordnet ist und in dem der von einer Zylinderwand gebildete und mit einer Ausnehmung für die Trennwand versehene Ringkolben von einem Kurbeltrieb auf einer geschlossenen Kreisbahn und von einer einerseits am Gehäuse und andererseits am Ringkolben angelenkten Kurbelschwinge auf einer nicht geschlossenen Linie geführt wird und dabei äußere und innere sichelförmige Arbeitskammern bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (18) in einem radial äußeren Bereich eine Kontur aufweist, die einer durch ein auslaßseitiges Ende (20) des Ringkolbens (10) beschriebener. Hüllkurve zuzüglich eines minimalen Spaltes (33) entspricht, vrsdurch die aissiaßseitige äußere Arbeitskammer (32) zur Auslaßöffnung (34) hin abgesperrt ist.

2. Rotationskolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auslaßseitiges Ende (38) der inneren Zylinderwand (3) des Gehäuses (1, 2) in einem Teilbereich eine Kontur aufweist, die einer durch einen Ansatz (35) des auslaSseitigen Endes (20) des Ringkolbens (10) beschriebenen Hüllkurve zuzüglich eines minimalen Spaces entspricht, wodurch die auslaßseitige innere Arbeitskammer (31) zur Auslaßöffnung (34) hin abgesperrt ist

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