DE3436205A1

DE3436205A1 - Parallel- und aussenachsiges im kaemmeingriff arbeitendes rotationskolbengeblaese

Info

Publication number: DE3436205A1
Application number: DE19843436205
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 7988 Wangen Sohler
Original assignee: Wankel GmbH
Current assignee: Wankel GmbH
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1986-04-03

Description

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Parallel- und außenachsiges im Kämmeingriff arbeitendes Rotationskolbengebläse

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein parallel- und außenachsiges im Kämmeingriff arbeitendes Rotationskolbengebläse mit einem Kapselgehäuse, das aus einem Mantelteil besteht, das zwei sich überschneidende zylindrische, untereinander formgleiche achsparallele Mantellaufbahnen sowie Ein- und Auslaßöffnungen im Bereich der Überschneidungen dieser Mantellaufbahnen aufweist, sowie aus zwei Seitenteilen, die koaxial zu den Mantellaufbahnen senkrecht von zwei mit gleicher Drehgeschwindigkeit im Gegensinn umlaufenden Wellen durchsetzt sind, auf denen mit ihnen fest verbundene untereinander formgleiche Kolben umlaufen, die aus je zwei koaxialen Halbzylindern mit verschiedenen Radien gebildet sind, die mit ihren Basisflächen aneinanderliegen, von denen die Halbzylinder mit dem großen Radius mit ihren Zylinderflächen an den jeweiligen Mantellaufbahnen und an den Zylinderflächen der Hall·zylinder mit dem kleinen Radius des anderen !Kolbens berührungsfrei anlaufen, wobei der Halbzylinder mit dem großen Radius an seinen Kanten um 120° zur Basisfläche der Halbzylinder in Übergangsflächen radial nach innen_i abgeschrägt ist, die in einer Abrundung in die Basisfläche der Halbzylinder umbiegen, wobei die eine Abrundung der Ubergangsflache des einen Kolbens mit der Abrundung der Übergangsfläche des anderen Kolbens dann in Eingriff ist, wenn die Zylinderflächen der Kolben unter sich nicht mehr im Eingriff sind.

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Derartige Gebläse, wie sie in DE-Pat.Anmeldung 33 40 202 beschrieben sind, müssen insbesondere für ihren Anwendungszweck als Lader für Verbrennungsmotoren aus .Raumgründen und um geringe Fliehkräfte zu erzeugen, mit kleinem Durchmesser gebaut werden. Die gewünschten Liefermengen lassen sich dann jedoch nur durch größere axiale Länge der Maschinen erzielen. Dies bringt jedoch die Gefahr des Durchbiegens der Wellen durch Wirkung der Zentrifugalkräfte und damit eines Anlaufens der Kolben unter sich und an der Gehäuselaufbahn mit sich, das die Maschine zerstören würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannten Maschinen mit größeren axialen Längen unter Vermeidung der Gefahr eines Durchbiegens der Wellen zu 'bauen.

Diese Aufgabe wird gemäß .der Erfindung bei den eingangs genannten Maschinen dadurch gelöst, daß das Gehäuse durch ein Mittelteil in zwei Arbeitsaräume geteilt ist, in denen je ein Kolbenpäar umläuft, dessen Kolben gleiche Querschnitte aufweisen und die jeweils untereinander um 180° versetzt mit in Bohrungen im Mittelteil mit engstem Spalt umlaufenden runden Zwischenscheiben miteinander koaxial und fest verbunden sind.

Weitere Ausgestaltungen und Verwendungen ergeben sich aus den Ansprüchen.

Das eingangs genannte Gebläse kann zweistufig dadurch ausgebildet sein, daß das Gehäuse in Kammern verschiedener axialer Länge aufgeteilt ist, deren Länge den Druckverhältnissen in den einzelnen Kammern entspricht.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in

Fig. 1 einen Radialschnitt durch

ein erfindungsgemäßes Gebläse in Ebene I-I in Fig. 2;

Fig. 2 ' einen Axialschnitt durch das

gleiche Gebläse in Ebene II-II in Fig. 1 mit teilweisen Aufbrüchen.

Das Gehäuse 1 des Gebläses besteht aus einem Mantelteil

2 mit sich überschneidenden zylindrischen Mantellaufbahnen

3 und 4 und den Seitenteilen 5 und 6 sowie einem Mitteilteil 7, durch das das Gehäuse 1 in zwei gleich große Arbeitsräume 8 und 9 geteilt ist, in denen jeweils zwei miteinander kämmende Kolben 10,11,12,13 umlaufen. Die Kolben sind in den Seitenteilen 5 und 6 in Lagern 14,15,16,17 mit den Wellenstümpfen 18,19,20,21 gelagert, wobei die Wellenstümpfe 18 und 19 durch ein aus den Zahnrädern 22 und 23 bestehendes Getriebe kraftschlüssig im Übersetzungsverhältnis 1:1 verbunden sind. Der in Lager 17 in dem Seitenteil 6 gelagerte Wellenstumpf 21 bildet den Antriebs zapfen 24.

Die Kolben 10,11,12,13 sind aus einem Halbzylinder 25 mit großem Radius, der aus Leichtmetall besteht und hohl ist, und einem Halbzylinder 26 mit kleinem Radius zusammengesetzt, wobei letzterer aus Stahl besteht und mit einer Bleieinlage 27 zur Auswuchtung des Kolbens versehen ist.

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Die Kolben 10 und 12 und ebenso die Kolben 11 und 13 sind untereinander um 180° um ihre Drehachse versetzt und bei 28 und 29 miteinander koaxial an kreisrunden Zwischenscheiben 30 und 31 durch Verschraubung fest verbunden. Die beiderseitigen Halbzylinder 25 und 26 ergänzen sich in ihrer Flucht damit zu Vollzylindern, so daß eine gegenseitige Auswuchtung der beiden Kolbenpaare 10,-12 und 11 , 1 unter sich erfolgt. Zur weiteren Auswuchtung sind Schwungscheiben 32,33τ34,35 vorgesehen, die jeweils mit den Wellenstümpfen 18,19,20,21 fest verbunden sind und die in Ausdrehungen 36,37,38,39 in den Seitenteilen 5 und 6 mit kleinstem radialen Spiel zum Zweck■der Abdichtung der Lager 14,15,16,17 umlaufen. Diese Schwungscheiben weisen in ihrer den Halbzylindern 25 mit großem Radius anliegenden Hälften Ausnehmungen 40 auf.

In den im Mittelteil 7 liegenden Mittelpunkten 28 und 29 zwischen den Lagern 14,16 und 15,17 können somit keinerlei AusSchwingungen der Kolbenachsen auftreten, so daß die Zwischenscheiben 30,31 nicht im Zwischenteil 7 gelagert zu werden brauchen, sondern in diesem in Bohrungen 41 und 42 mit kleinstem radialen Spiel anlaufen können.

Im Bereich der Überschneidungen deren Mantellaufbahnen 3 und 4 sind je ein Einlaß 43 und ein Auslaß 44 für jeden der beiden Arbeitsräume 8 und 9 vorgesehen, wobei der Einlaß 43 eine größere Weite als der Auslaß 44 hat. Durch einen in Fig. 2 nicht gezeigten Krümmer können die Auslässe 44 der beiden Arbeitsräume 4 und 5 zu einer Druckleitung verbunden werden. Dadurch ergibt sich zudem ein ruhigerer Lauf und eine gleichmäßige Lieferung des Druckgases, da je Umdrehung nicht 2 sondern 4 sich überschneidende Ausschubtaktc erfolgen.

EPO

— © —

Bei einem Lader für Verbrennungsmotoren oder für ent- -_ sprechende Verwendungen kann es zweckmäßig sein ', nur einen Teil der geförderten Luft oder des geförderten Arbeitsmittels, z.B.bei Teillast oder Leerlauf eines Verbrennungsmotores zu nutzen. Der vorbeschriebene Lader ermöglicht eine solche Quantitätsregelung durch zeitweises Abschalten eines der beiden Arbeitsräume 8,9, z. B. durch freies Abblasen seiner Ladung.

Des weiteren läßt sich mit der hier beschriebenen Bauweise ein zweistufiges Gebläse herstellen, wenn die Arbeitsräume 8 und 9 in ihrer axialen Länge nicht.im Verhältnis 1:1 aufgeteilt werden, sondern bei sonst gleicher Bauweise in einem solchen, das dem Druck in den jeweiligen Stufen entspricht, und wenn der Auslaß der ersten Stufe mit dem \ Einlaß der zweiten Stufe mit einem Krümmer verbunden ist.

ι Es ist jedoch notwendig, zu ihrer gegenseitigen Auswuchtung

** den entsprechend der Länge der beiden Kammern verschieden

langen Kolben 'gleiches Gewicht zu geben.

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Bezugszeichenverzeichnis:

1 Gehäuse

2 Mantelteil

3,4 Mantellaufbahnen

5,6 Seitenteile

7 Mittelteil

8,9 Arbeitsräume

10,11,12,13 Kolben

14,15 Lager in Seitenteil 5

16,17 Lager in Seitenteil 6

18,19 Wellenstümpfe in Seitenteil 5

20,21 Wellenstümpfe in Seitenteil 6

22,23 Zahnräder

24 Antriebszapfen

25 Halbzylinder mit großem Radius"

26 ' Halbzylinder mit kleinem Radius

27 Bleieinlagen

28,29 Verbindungspunkt der Kolbenachsen

30,31 Zwischenscheiben 32,33,34,35 Schwungscheiben 36,37,38,39 Ausnehmung in 5 und 6 für Schwungscheiben

40 Ausnehmungen für Schwungscheiben

41,42 Bohrungen für Zwischenscheiben

43 Einlaß

44 Auslaß

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Claims

v 1. Parallel- und außenachsiges im Kämmeingriff arbeitendes Rotationskolbengebläse mit einem Kapselgehäuse, das aus einem¹ Mantelteil besteht, das zwei sich überschneidende zylindrische, untereinander formgleiche achsparallele Mantellaufbahnen sowie Ein- und Auslaßöffnungen im Bereich der Überschneidungen dieser Mantellaufbahnen aufweist, sowie aus zwei Seitenteilen, die koaxial zu den Mantellaufbahnen senkrecht von zwei mit gleicher Drehgeschwindigkeit im Gegensinn umlaufenden Wellen durchsetzt sind, auf denen mit ihnen fest verbundene untereinander formgleiche Kolben umlaufen, die aus je zwei koaxialen Halbzylindern mit verschiedenen Radien gebildet sind, die mit ihren Basisflächen aneinanderliegen, von denen die Halbzylinder mit dem großen Radius mit ihren Zylinderflächen an den jeweiligen Mantellaufbahnen und an den Zylinderflächen der Halbzylinder mit dem kleinen "Radius des anderen Kolbens berührungsfrei anlaufen, wobei der Halbzylinder mit dem großen

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Radius an seinen Kanten um 120° zur Basisfläche der Halbzylinder mit in Übergangsflächen radial nach innen abgeschrägt ist, die in einer Abrundung in die Basisfläche der Halbzylinder umbiegen, wobei die eine Abrundung der Übergangsfläche des einen Kolbens mit der Abrundung der Übergangsfläche des anderen Kolbens dann in Eingriff ist, wenn die Zylinderflächen der Kolben unter sich nicht mehr im Eingriff sind/ dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) durch ein Mittelteil (7) in zwei Arbeitsräume (8,9) geteilt ist, in denen je ein Kolbenpaar umläuft, dessen Kolben (10,11,12,13.) gleiche Querschnitte aufweisen und die jeweils untereinander um 180° versetzt mit in Bohrungen (41,42) im Mitteilteil (7) mit engstem Spalt umlaufenden runden Zwischenscheiben (30,31) miteinander koaxial und fest verbunden sind.
2. Gebläse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzylinder (25) mit großem Radius aus Leichtmetall und hohl sind und daß die aus Vollmetall bestehenden Halbzylinder "(26) mit kleinem Radius Bleieinlagen (27) aufweisen und daß in den Seitenteilen (5,6) runde Ausnehmungen . (36,37,38,39) vorgesehen sind, in denen mit den Kolben (10,11,12,13) koaxiale Schwungscheiben (32,33,34,35) radial mit engstem Spalt umlaufen, die auf ihren den Halbzylindern (25) mit großem Radius anliegenden Seiten Seitenausnehmungen (40) aufweisen.
3. Gebläse nach Anspruch Λ, 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsräume (8,9) gleiche axiale Länge aufweisen-
4. Gebläse nach Anspruch 1,2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (44) eines ersten Arbeitsraumes (8) mit dem Auslaß (44) eines zweiten Arbeitsraumes (9) verbunden ist und daß die axiale Lange des zweiten Arbeitsraumes (9) entsprechend dem Druck der in ihn überschobenen Ladung kleiner ist als die axiale Länge des ersten Arbeitsraumes (8) .

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