DE3514230A1

DE3514230A1 - Vorrichtung zum steuern einer rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE3514230A1
Application number: DE19853514230
Authority: DE
Inventors: Manfred 4000 Düsseldorf Brandstädter
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-10-23

Description

Vorrichtung zum Steuern einer Rotationskolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung liegt mit dem Gegenstand der DE-OS 32 16 146 vor, einer Verdrängermaschine für kompressible Medien, bei der zwischen den Umfangswänden der Verdrängerkanmer und den Verdrägungskörper gebi 1 -dete sichelförmige Arbeitsräume unter Verringerung des von Ihnen eingeschlossenen Volumens von einem Einlaß zu einem Auslaß verschoben werden.
Um eine innere Druckbegrenzung herbeiführen zu können, sollem im Bereich zwischen dem Ein- und dem Auslaß die Arbeitsräume und unmittelbar mit dem Auslaß verbindende, steuerbare Verbindungsleitungen vorgesehen sein.
Diese Verbindungsleitungen sollen durch Absperrvorrichtungen In Abhängigkeit von der Belastung einer Brennkraftmaschine steuerbar sein, d. h.
die Verdrängermaschine soll hier als Ladekompressor eingesetzt sein, wobei unterhalb einer eine Aufladung erfordernden Belastung die Absperrvorrichtung in Offnungsrichtung und oberhalb derselben in Schließrichtung betätigt werden. Hierdurch soll eine Reduzierung der Antriebsleistung bei Teillast der Brennkraftmaschine zu erreichen sein.
Eine weitere Reduzierung der Antriebsleistung wäre jedoch gegeben, wenn mit der Begrenzung der inneren Druckerhöhung gleichzeitig eine Verringerung des Fördervolumens erreicht werden könnte.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart zu gestalten, daß die weitere Reduzierung der Antriebsleistung erreichbar ist.
Diese Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen genannt.
Durch die Erfindung ist einmal eine Reduzierung der Antriebsleistung für eine als Ladekompressor einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine betriebenen Rotationskolbenmaschine erreicht worden und zweitens eine Steuerung des Fördervolumens, so daß eine gleichbleibende, drehzahlunab hängige Fördermenge erreichbar ist, wodurch der Nachteil von Rotationskolbenmaschinen gegenüber anderen Pumpenformen -geringe Förderleistung bei niedrigen Antriebsdrehzahlen- beseitigbar ist.
Letzteres ermöglicht den Einsatz von Rotationskolbenmaschinen als Ladekompressoren auch für Diesel-Brennkraftmaschinen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Rotationskolbenmaschine mit Kanälen für die äußere Förderkamner, Fig. 2 eine Rotationskolbenmaschine nach Fig. 1 mit alternativ angeordneten Abströmkanälen für die äußere und die innere Förderkammer.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine mit einem geöffneten Gehäuse 1, d. h. ohne die obere Gehäusehälfte, mit einem aus einer Spiralrippe 2 gebildeten Rotationskolben 3. Dieser wird von einem Kurbeltrieb 4 angetrieben und von einer am Gehäuse 1 angelenkten Kurbelschwinge 5 gehalten und führt eine Verdrängungsbewegung aus, deren Hüllkurve von einer Gehäusewand 6 umschlungen ist. An dieser Gehäusewand 6 gleitet die Spiralrippe 2 des Rotationskolbens 3 mit linienförmigen Kontaktstellen 7, 8 entlang, zwischen denen sich sichelförmige Förderkammern 9, 10, 11 bilden, die.von einem Einlaß 12 zu einem Auslaß 13 verschoben werden, so daß ein kompressibles Medium infolge dessen einsinnig gefördert werden kann.
Die dargestellte Rotationskolbenmaschine weist am einlaßseitigen Anfang 14 der Gehäusewand 6 eine Anzahl von Kanälen 15 auf, die in eine ringförmige Ausnehmung 16 einmünden, die mit dem Einlaß 12 verbunden ist und einen segmentförmigen Schieber 17 aufweist, der durch einen aus dem Gehäuse 1 herausragenden Hebel 18 verschoben werden kann, so daß die Kanäle 15 querschnittsmäßig nacheinander verschlossen werden können.
Gleitet nun die Kontaktstelle 7, die gerade die äußere Förderkammer 10 gegegnüber dem Einlaß 12 verschließt (dargestellte Position), zum Auslaß 13, wird eine Druckerhöhung durch Volumenverringerung der Förderkamm mer dadurch verhindert, daß das Medium solange über die Kanäle 15 in die Ausnehmung 16 abströmen kann, bis die Kontaktstelle 7 alle Kanäle 15 überfahren hat und somit keine Verbindung mehr über die Ausnehmnung 16 zum Einlaß 12 besteht.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Kanäle 15 nur bis zu der Stelle angeordnet sind, an der die Kontaktstelle 7 zwischen Gehäusewand 6 und der Spiralrippe 2 des Rotationskolbens 3 gerade entlanggleitet, wenn die andere Kontaktstelle 8 zum Auslaß 13 hin gerade aufgehoben wird. Durch diese Maßnahme wird ein Durchschlagen des im Auslaß 13 herrschenden Drucks in den Einlaß 12 verhindert. Es kann jedoch beim Vorliegen anderer Umstände durchaus vorteilhaft sein, die Kanäle 15 noch weiter zum Auslaß 13 hin anzuordnen.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Rotationskolbenmaschine nach Fig. 1, wobei die Kanäle in der Gehäusewand 6 und die Ausnehmung mit Verbindung zum Einlaß fehlen.
Hier weist die Förderkammer 10 nahe der Stelle, an der die eine Kontaktstelle7geradeentlanggleitet, wenn die andere Kontaktstelle 8 zum Auslaß 13 hin gerade aufgehoben wird, in der Stirnwand des Gehäuses 1 einen Kanal 19 und in der inneren Förderkammer 9 entgegengesetzt angeordnet, dicht an der inneren Gehäusewand 6 einen Kanal 20 auf, die beide in eine Ausnehmung 21 einmünden und dort querschnittsmäßig von einem durch einen Hebel 23 drehbaren Drehschieber 22 gleichzeitig gesteuert werden.
Durch diese Ausführungsvariante ist ein Ausströmen aus der sich volumenmäßig verringernden Förderkammer 10 über den Kanal 19 in die Ausnehmung 21 und von dieser aus ein Einströmen in die sich gerade bildende, noch mit dem Einlaß 12 verbundene Förderkammer 9 über den Kanal 20 gegeben und umgekehrt, wenn sich die Förderkammer 9 später volumenmäßig verringert und die Förderkammer 10 neu bildet.
Bei Einsatz der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Rotationskolbenmaschine als Ladekompressor für Brennkraftmaschinen können die Schieber 17, 22 über die Hebel 18, 23 von beliebigen Stellelementen (elektrisch, pneumatisch, hydraulisch usw.) in Abhängigkeit von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine (Saugdruck, Last, Drehzahl etc.) zur Erreichung einer gewünschten Fördercharaktertistlk verstellt werden.
Die Kanäle 15, 19, 20 beider Ausführungsfoniien können in den Stirnwänden des Gehäuses 1 oder in der spiralförmigen Gehäusewand 6 angeordnet sein. Die Steuerung erfolgt durch Drosselung durch den Schieber 17, 22 und durch Überfahren der Kanäle 15, 19, 20 durch die Spiralrippe 2 des Rotationskolbens 3.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Steuern einer Rotationskolbenmaschine des Spiraltyps, bei der zwischen der Gehäusewand und der Spiralrippe des Rotationskolbens gebildete Förderkammern von einem Einlaß zu einem Auslaß laufen und sich dabei volumenmäßig verringern, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß mindestens eine der Förderkammern (9, 10) -bei geschlossenem Zustand und volumenmäßiger Verringerung- über in ihrem Strömungsquerschnitt steuerbare Kanäle (15, 19, 20) mit wenigstens einer der sich dabei neu bildenden Förderkammern (9, 10) verbindbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Kanäle (15) in der äußeren Gehäusewand (6) angeordnet sindund in eine zum Einlaß (12) führende Ausnehmung (16) des Gehäuses (1) einmünden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Kanäle (19, 20) in der Stirnwand zwischen der äußeren und der inneren Gehäusewand (6) angeordnet sind und in eine gemeinsame Ausnehmung (21) einmünden, so daß sie Abstränkanäie aus der geschlossenen oder Zuführkanäle in die sich bildende Förderkammer (9, 10) darstellen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kanäle (15, 19, 20) durch einen Schieber (17) gesteuert sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kanäle (19, 20) durch einen Drehschieber (22) gesteuert sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5 zur Steuerung einer als Ladekompressor einer Brennkraftmaschine eingesetzten Rotationskolbermaschine, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schieber (17, 22) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl in der Weise steuerbar ist, daß die Kanäle (15, 19, 20) bei niedriger Drehzahl geschlossen und bei hoher geöffnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5 zur Steuerung einer als Ladekompressor einer Brennkraftmaschine eingesetzten Rotat ionskolbenmaschine, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schieber (17, 22) in Abhängigkeit von der Motorbelastung gesteuert ist.