DE3717849A1 - Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern - Google Patents
Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine mit zwei
parallel zueinander angeordneten Zylindern, in denen zwei
exzentrisch angeordnete Kolben mit einem gemeinsamen Trenn
element zusammenwirken, das in jedem der Zylinder Saug- und
Druckraum voneinander trennt. Solche Rotationskolbenmaschinen
können insbesondere zur Aufladung von Kraftfahrzeugmotoren
dienen, aber auch als Vakuumpumpe oder zur Förderung von
Fluiden aller Art eingesetzt werden.
Aus den deutschen Patentschriften 6 96 469, 7 17 611 und
7 31 144 sind Drehkolbenmaschinen mit zwei in miteinander
verbundenen Zylindern umlaufenden Drehkolben der oben ge
nannten Art bekannt. Die zwei Exzenterwellen der Maschine haben
gegenläufigen Drehsinn, um die Lage der Saug- und Druckseite
jedes Arbeitszylinders auf der gleichen Gehäuseseite zu
erreichen.
Betrachtet man im Querschnitt die Schnittpunkte der Drehkolben
mit der Verbindungslinie der beiden Zylinder-Mittenachsen,
dann erkennt man, daß der Abstand der Drehkolben-Schnittpunkte
voneinander während einer Exzenterwellenumdrehung nicht kon
stant bleibt. Er erreicht sein Maximum bei 90° Exzenterwellen
drehwinkel und sein Minimum bei 0° bzw. 180°. Der Unterschied
kann beispielsweise 2 mm betragen. Dies bedeutet, daß Vor
kehrungen getroffen werden müssen, um die Leckverluste zwischen
dem Trennelement und den beiden Drehkolben während eines Um
laufs im Gehäuse minimal zu halten. Als Lösung dieser Pro
blematik werden in den genannten Patentschriften folgende
Konstruktionen angeführt, die die Leckage erzeugenden Spiele
(Spalte) über dem gesamten Drehwinkel klein halten sollen:
- a) Geringfügige, außermittige Anordnung der Antriebszahnräder (DRP 6 96 469), um eine Vor- bzw. Nacheilung eines Dreh kolbens gegenüber dem anderen zu erzwingen, und zusätzlich ein
- b) besonders ausgebildetes Trennelement zwischen den Arbeits kolben (DRP 7 17 611) oder zusätzlich ein
- c) Trennelement mit speziellen Dichtverzahnung (DRP 7 31 144).
Die außermittige Anordnung der Antriebszahnräder führt beson
ders bei hohen Drehzahlen zu stark pulsierenden Beschleuni
gungs- und Verzögerungskräften aus den Läufermassen.
Der Einsatz im Bereich der Motorenaufladung erfordert jedoch
geringes Maschinen-Bauvolumen und somit hohe Drehzahlen. Bei
kleiner werdendem Kolbendurchmesser nimmt zudem auch noch bei
konstant gehaltener Exzentrizität die Abstandsvergrößerung
zwischen den Rollkolben zu und müßte durch eine Vergrößerung
der Zahnradexzentrizitäten ausgeglichen werden. Das im
DRP 7 17 611 vorgestellte Trennelement kann bestenfalls bei
spielfreiem Einbau die Entstehnung eines Spaltes verhindern.
Gleichlaufschwankungen der Kolben und elastische Verformungen
aus Betriebskräften können aber dennoch zu einer Spaltbildung
oder zu Schäden wegen Verklemmung führen.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine andere Lösung des
Dichtungsproblems, das sich aus dem variierenden Abstand der
beiden Rollkolben ergibt. Die neue Lösung soll technisch
einfach und dennoch zuverlässiger als die bekannten Kon
struktionen sein.
Erfindungsgemäß ist bei einer Rotationskolbenmaschine der
eingangs genannten Art vorgesehen, daß das Trennelement Dicht
elemente umfaßt, die mit Vorspannung an den beiden Kolben
anliegen.
Die vorgespannten Dichtelemente scheinen eine Komplizierung
der bekannten Maschinen zu ergeben, bei denen als bewegliche
Teile nur die Rollkolben und das Trennelement vorhanden sind.
Tatsächlich aber können die Dichtelemente viel kleiner und
leichter als das Trennelement sein und deshalb den Kolben
bewegungen so viel besser folgen, daß Vereinfachungen gegen
über den bekannten, mehr als vierzig Jahre alten Drehkolben
maschinen den Aufwand für die zusätzlichen Dichtelemente
mehr als wett machen. Vor allem aber wird mit der größeren
Dichtigkeit der Wirkungsgrad unerwartet um 10% und mehr
erhöht.
Die erfindungsgemäßen Dichtelemente können vorteilhaft Kol
benflächen zur Aufbringung der Vorspannung durch den mit
den Rollkolben erzeugten Druck aufweisen. Hierbei steigt die
Dichtkraft mit dem Druck, während bei geringem Druck eine vor
teilhaft geringe Reibung vorhanden ist. Die Kolbenflächen
können zugleich Lippendichtungen bilden, die sich besonders
innig an die Rollkolben anlegen. Eine dafür geeignete große
Elastizität kann man vorteilhaft mit Hilfe von Kunststoffen
erreichen, die die Kolbenflächen bzw. die ganzen Dicht
elemente bilden.
Die Dichtelemente können auch durch elastische Federglieder
angedrückt werden. Die Federcharakteristik ist beispielsweise
so zu wählen, daß auch bei der höchsten Drehzahl (z.B.
6000 Ump) die Federkraft in jeder Drehwinkelstellung größer
ist als die Trägheitskraft des zugehörigen Dichtelements.
Die hohen Beschleunigungen können die Gewichtskraft eines
Dichtelementes um den Faktor 300 und mehr steigern.
Die Federglieder können vorteilhaft eine progressive Feder
charakteristik aufweisen, d.h., die Federkraft steigt stärker
als proportional mit der elastischen Verformung. Besonders
günstig ist es, wenn die Federglieder mit ihrer Blocklänge die
Länge des Trennelements auf den kleinsten Abstand zwischen den
beiden Kolben begrenzen. Bei dieser Ausführungsform wird das
Trennelement in den Grenzlagen durch die auf Blocklänge zu
sammengedrückte und damit praktisch starre Feder zwangsläufig
bewegt. Die Federglieder sind dann nur für die Dichtkraft zu
bemessen, nicht aber für die Beschleunigung des im Vergleich
zu den Dichtelementen weit schwereren Trennelements.
Die Federglieder können auch durch elastisch gestaltete
Bereiche des Trennelementes selbst gebildet werden. Eine be
sonders günstige Ausführungsform hierfür besteht darin, daß
das Trennelement ein Hohlkörper mit rechteckigem Querschnitt
ist. Die relativ dünnen Wände des Hohlkörpers ergeben dann
die gewünschte Elastizität. Dabei kann im Inneren des Hohl
körpers ein feststehender Führungszapfen angeordnet sein.
Er sorgt einmal dafür, daß die Verformungen des Hohlkörpers
in bestimmten Bereichen auf gewünschte Werte begrenzt sind,
während andere Bereiche unverformt gewünschte Bewegungen aus
führen. Vorteilhaft kann der Führungszapfen den Weg des Hohl
körpers auf den Bereich der Zylinderinnenwand begrenzen.
Hiermit wird vermieden, daß der Hohlkörper vom Rollkolben über
den Bereich der Zylinderinnenwand hinaus nach außen gedrückt
wird.
Günstig ist es ferner, wenn die Breite des rechteckigen Quer
schnitts annähernd doppelt so groß ist wie die Exzentrizität
der Rollkolben. Damit erreicht man eine weitgehende Zwangs
führung des Trennelements, wie später anhand der Ausführungs
beispiele noch näher beschrieben wird. Die eingangs erwähnten
Abstandunterschiede zwischen den Drehkolben werden hierdurch
geometrisch minimiert.
Das Trennelement kann auch axial wirkende Dichtelemente auf
weisen, die an den Stirnseiten der Kolben und/oder Zylinder
anliegen. Mit einer Kombination von radialen und axial
wirkenden Dichtelementen kann eine besonders hohe Dichtheit
erreicht werden.
Das Trennelement kann vorteilhaft ein Schieber mit starren
Führungsflächen sein, die sich rechtwinklig zu seiner Be
wegungsrichtung von der Mitte der Anlagefläche über annähernd
die Exzentrizität der Kolben erstrecken. Damit wird erreicht,
daß das Trennelement über den maximal möglichen Weg von den
Rollkolben spielarm und unmittelbar betätigt wird, so daß die
Dichtelemente nicht für die Verschiebung des Trennelements
benötigt werden, sondern nur für den Ausgleich zusätzlicher
Bewegungen zwischen dem Trennelement und jeweils einem der
beiden Kolben. Die Führungsflächen stellen in der Regel eine
Verbreiterung des im übrigen schmalen, leichten Schiebens
dar, die sich vorzugsweise an den beiden längsseitigen Enden
des Schiebers über eine begrenzte Länge von jeweils z.B.
8% der gesamten Schieberlänge erstreckt.
Die relative Lage der Rollkolben zu den Dichtelementen kann
durch eine Verzahnung von mit den Rollkolben verbundenen
Scheiben festgelegt sein. Dabei kann die Verzahnung durch einen
mit zwei Scheiben kämmenden Zahnriemen gebildet werden. Dieser
ist vorteilhaft beidseitig verzahnt, wobei die eine Verzahnung
mit der Scheibe des einen Rollkolbens und die andere Verzahnung
mit der Scheibe des anderen Rollkolbens kämmt. Insgesamt wird
mit solchen Verzahnungen bewirkt, daß die mit den
Dichtelementen ausgeglichene Veränderung des Abstandes zwischen
den Rollkolben so klein wie möglich gehalten ist. Im Extremfall
kann die Erfindung so weitergebildet werden, daß die Verzahnung
rotationsunsymmetrisch ist, damit die Kolben mit
ungleichförmiger Relativbewegung auf einem gleichmäßigen
Abstand voneinander gehalten werden.
Zur Erleichterung der Montage und für Reperaturen ist es
günstig, wenn die Scheiben zusätzlich mit einer Verzahnung
ineinandergreifen, die ein wesentlich größeres Spiel als die
den Zahnriemen umfassende Verzahnung hat. Mit der größeren
Verzahnung ist erreicht, daß die Scheiben und damit die
Rollkolben nicht vollständig gegeneinander verdreht werden
können, sondern eine gewünschte Lage im groben beibehalten.
Andererseits ist mit dem Zahnriemen ein ruhigerer Lauf gewähr
leistet, als dies mit einer direkt kämmenden Verzahnung der
beiden Scheiben möglich wäre, zudem wird eine Schmierung,
etwa im Ölbad, überflüssig.
Die Scheiben können vorteilhaft Lüfterschaufeln tragen, um
eine Kühlung der Rotationskolbenmaschine zu erreichen, die
die Lebensdauer von Kunststoffen für die Dichtelemente und
von Wälzlagern erhöht. Die Kühlluft kann durch das Innere der
Rotationskolbenmaschine und/oder über ihre Außenoberfläche
gesaugt bzw. gedrückt werden.
Die den Stirnseiten der Zylinder zugekehrten Flächen des
Trennelements einschließlich der Dichtelemente können mit
einem Radius von annähernd der halben Trennelementläng ge
rundet sein. Dies ist deshalb günstig, weil damit ein Ver
klemmen des Trennelementes bei Schrägstellung vermieden wird,
das als Schubladeneffekt bezeichnet werden kann.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der
Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Rotationskolbenmaschine
nach der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung, aus der die Veränderungen
des Abstandes zwischenden beiden Rollkolben ersichtlich sind,
Fig. 3 eine Ausbildung des Trennelements mit Lippendichtungen
und Kolbenflächen,
Fig. 4 eine Ausführung des Trennelements mit Führungsflächen,
Fig. 5 eine ausschnittsweise Darstellung des Trennelements mit
Führungsflächen, in der axiale Dichtelemente zu sehen sind,
Fig. 6 eine Ausbildung des Trennelements, das mit elastischen
Bereichen selbst Dichtelemente bildet,
Fig. 7 eine Darstellung von Scheiben zur Verbindung der beiden
Rollkolben mit dem Ziel, die richtige Lage der Dichtelemente zu
den Rollkolben sicherzustellen,
Fig. 8 eine andere Ausführungsform, bei der die richtige Lage
der Rollkolben zueinander und zu den Dichtelementen mit
einer Verzahnung sichergestellt wird,
Fig. 9 eine Ausbildung des Trennelementes mit Dichtelementen,
mit der ein Verkanten und Verklemmen vermieden wird.
Die in Fig. 1 in einem Querschnitt dargestellte Rotations
kolbenmaschine 1 bildet mit einem Gehäuse 2, das z.B. aus
Aluminiumguß besteht, zwei Zylinder 3 und 4, die parallel
zueinander angeordnet sind. Die Zylinder 3 und 4 sind vonein
ander durch einem gemeinsamen Gehäuseteil 6 getrennt, in dem
ein Schieber als Trennelement 7 auf einer Geraden durch die
Zylinderachsen verschiebbar angeordnet ist.
Das Trennelement 7 liegt mit seinen Stirnseiten an zwei Roll
kolben 9 und 10 an, die in den Zylindern 3 und 4 exzentrisch
umlaufen. Die Exzentrizität der Rollkolben 9 und 10 ist größer
als die halbe Differenz des Zylinderdurchmessers (z.B. 105 mm)
und des Rollkolbendurchmessers (85 mm), nämlich 10,3 mm.
Deshalb liegen die Rollkolben 9 und 10 mit einer durch die
elastische Verformung der dünnen Kolbenwand (1 mm Stahl)
gegebenen Vorspannung linienförmig an der Innenseite der
Zylinder 3 und 4 an.
Die Rollkolben 9 und 10 werden von zwei Antriebswellen
gegensinnig zueinander angetrieben, von denen in Fig. 1 nur die
Mittelpunkte bei 11 und 12 dargestellt sind. Dabei ist der
gewünschte Gleichlauf der Rollkolben 9 und 10 durch Zahn
scheiben gewährleistet, die außerhalb des Gehäuses 2 auf den
nicht gezeichneten Antriebswellen sitzen.
Das Gehäuse 2 bildet mit einem oberen Zwickelraum 14 zwi
schen den Zylindern 3 und 4, an den ein Ansaugrohr 15 ange
schlossen ist, einen Gaszuführungskanal. Von diesem führen
Bohrungen 16 in den Wänden 17 der Zylinder 3 und 4 als Ein
laßöffnungen für das zu fördernde Gas in die Zylinder.
Der untere Zwickelraum 20 zwischen den Zylindern 3, 4 ist als
Druckraum ausgebildet, an den eine Auslaßleitung 21 ange
schlossen ist. In dem Zwickelraum 20 sind zwei Leisten 23 und
24 mit Zungenventilen untergebracht, die Auslaßöffnungen 25 in
den Wänden der Zylinder 3 und 4 abdecken.
Das Trennelement 7 in dem Schlitz 26 des als Trennwand zwischen
den Zylindern 3,4 wirkenden gemeinsamen Gehäuseteils 6 zwischen
den Zylindern 3 und 4 trennt Saug- und Druckraum in den Zylin
dern 3 und 4. Es umfaßt ein Dichtelement 27, das als Leiste in
einer Ausnehmung 28 des Trennelements 7 angeordnet ist. Die
Leiste 27 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 29. Die
Federkraft ist über die Länge der Leiste möglichst gleichmäßig
verteilt, damit die für die Abdichtung gewünschte Vorspannung
ohne hohe lokale Reibkräfte erhalten wird.
In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, daß der Abstand A
zwischen den Rollkolben 9 und 10 in den Zylindern 3 und 4 wegen
der Exzentrizität E bei der Rotation nicht gleich bleibt,
sondern sich pro Kolben maximal um den Betrag δ = r · (1-cos α )
vergrößert. Drückt man den Winkel α durch die Exzentrizität E
aus, so läßt sich die gesamte Abstandsvergrößerung 2δ vereinfacht
schreiben mit δ = . Dies führt zu den eingangs er
wähnten Dichtungsproblemen. Sie werden erfindungsgemäß dadurch
behoben, daß das Trennelement 7 mit dem Dichtungselement 27
versehen wird.
In der Fig. 3 ist vereinfacht dargestellt, daß in der Trenn
wand 6 ein Trennelement 7 sitzt, das wiederum als Schieber
ausgeführt, aber an seinen beiden Enden mit rechtwinklig zur
Schieberlängsrichtung verlaufenden Vorsprüngen 32 und 33
versehen ist. Die Vorsprünge bilden Kolbenflächen, auf denen
der in den Zylindern 3 und 4 von den Kolben 9 und 10 erzeugte
Druck eine Kraft auf das Trennelement 7 ausübt, die als
Vorspannung zur Erzielung einer erhöhten Abdichtung genutzt
wird. Die Vorsprünge 32 und 33 sind dabei so flexibel, daß sie
als Lippendichtungen wirken. Dies erreicht man zweckmäßiger
weise durch die Verwendung von Kunststoff als Material für das
Trennelement 7, das durch Ausnehmungen 35 massearm gestaltet
ist. Zusätzlich können in dem Trennelement aber auch noch
Dichtungselemente in Form von Leisten 27, 27′ angeordnet sein.
In der Trennwand 6 sind zur Aufnahme der Vorsprünge 32 und 33
Ausnehmungen 36 und 37 vorgesehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 besitzt das in der Trenn
wand 6 verschiebbar angeordnete Trennelement 7 als Führungs
flächen wirkende Rippen 40 und 41, die sich symmetrisch nach
beiden Seiten von dem Mittelstück 42 weg erstrecken. Die
Führungsflächen haben eine Breite B, die annähernd so groß wie
die doppelte Exzentrizität der Rollkolben 9 und 10 ist. Mit den
als Führungsflächen wirkenden Rippen 40 und 41 wird erreicht,
daß das Trennelement spielarm geführt und nahezu immer in
Kontakt mit den Rollkolben 9 und 10 ist, weil die vorstehend
behandelte Abstandsänderung "überbrückt" ist. Das Trenn
element prallt deshalb nicht auf den zweiten Rollkolben auf,
nachdem es vom ersten beschleunigt worden ist. Vielmehr über
nimmt der zweite Rollkolben nahtlos, verzögert das Trenn
element und beschleunigt es wieder in Gegenrichtung. Zusätzlich
sind aber auch hier Dichtelemente 27, 27′ vorgesehen, die in
radialer Richtung mit Vorspannung an den Kolben 9, 10 anliegen.
Außerdem ist das Trennelement 7 aber auch mit axial wirkenden
Dichtelementen versehen. In Fig. 5 ist dargestellt, daß im
Bereich der Rippe 41 eine axiale Dichtung 45 vorgesehen ist,
die das Trennelement 7 gegenüber der Trennwand 6 zusätzlich
abdichtet. Ein weiteres axiales Dichtelement 46 ergibt eine
Verbesserung der Abdichtung an den in Fig. 5 nicht dargestellten
Stirnwänden der Zylinder 3 und 4.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist das Trennelement 7
ein Schieber, der als elastisch deformierbares Hohlprofil 48
mit einem rechteckigen Querschnitt ausgeführt ist. Das
Hohlprofil 48 umschließt einen metallischen Führungszapfen 49.
Die Dicke D der Wände 47 des Hohlprofils 48, das aus Kunst
stoff, z.B. Polytetrafluoräthylen, besteht, ist so bemessen,
daß eine elastische Verformung der Wände 47 zur Erzeugung der
Vorspannung für eine Dichtkraft möglich ist, mit der die
Stirnflächen 50 und 51 als Dichtelement an den Rollkolben 9 und
10 anliegen. Die Länge L des Querschnittes des Führungszapfens
49, der symmetrisch zu den Zylindern 3 und 4 in der Trennwand 6
angeordnet ist, ist so groß bemessen, daß die Stirnflächen 50
bzw. 51 die Innenseite der Zylinderwand tangieren, wenn sich
das Hohlprofil 48 bei der maximalen Auslenkung an dem
Führungszapfen 49 anlegt. Die Breite B des Hohlprofils 48 ist
wieder annähernd so groß wie die doppelte Exzentrizität E der
Rollkolben 9, 10 gegenüber den Antriebswellen 11 und 12.
In Fig. 7 ist schematisch dargestellt, daß die relative Lage der
nicht gezeichneten Trennelemente mit ihren Dichtelementen zu
den ebenfalls nicht dargestellten Rollkolben durch Scheiben 54
und 55 festgelegt werden kann, die auf den Antriebswellen 11
und 12 außerhalb des Gehäuses 2 sitzen, Verzahnungen aufwei
sen und mit einem Zahnriemen 56 verbunden sind. Der Zahnriemen
56 umschlingt die Scheiben 54 und 55 im Gegensinn, weil er auf
beiden Seiten Verzahnungen trägt, wie bei 58 angedeutet ist.
Über eine Umlenkscheibe 59 ist der Zahnriemen 56 mit einer
nicht weiter dargestellten Motorwelle verbunden, die zu einem
Verbrennungsmotor gehört, der mit der Rotationskolbenmaschine 1
aufgeladen wird.
In Fig. 8 ist zu sehen, daß die Scheiben 54 und 55 zusätzlich zu
der mit dem Zahnriemen 56 kämmenden Verzahnung eine vorzugs
weise als Gußteil ausgeführte grobe Verzahnung 60 aufweisen,
mit der sie mit großem Spiel von 2 mm am Umfang miteinander
kämmen. Das Spiel ist so groß, daß bei aufgelegtem Zahnriemen
56 die Zähne der Verzahnung 60 nicht in Eingriff stehen. Die
Verzahnung 60 soll nur bewirken, daß sich die Rollkolben 9 und
10 beim Abnehmen des Zahnriemens nicht undefinierbar gegen
einander und gegenüber den Dichtelementen 27, 27′ des Trenn
elements 7 verstellen. Die Zähne der Verzahnung 60 können
in axialer Richtung einseitig breiter gemacht sein, um eine
Bewegung der Umgebungsluft hervorzurufen. Zusätzlich können sie
aber auch mit Lüfterschaufeln 62 kombiniert werden, damit die
Temperatur im Gehäuse 2 auf ein Niveau gebracht wird, bei dem
Kunststoff für die Dichtelemente 27, 27′ mit langdauernder
Betriebsfestigkeit verwendet werden kann.
In Fig. 9 ist vereinfacht dargestellt, daß das Trennelement 7
in Form eines Schiebers gegenüber den Stirnwänden des Gehäuses
2 mit axialen Dichtelementen 64, 64′ abgedichtet ist. Das
Dichtelement 64 steht unter der Wirkung einer Wellfeder 65.
Das Dichtelement 64′ wird mit zwei versetzten Spiralfedern 66
angedrückt. Im Bereich des Dichtelementes 64 ist ein Spiel S
in der Größe von etwa 0,3 mm vorgesehen, um ein Verklemmen
des Trennelementes 7 zwischen den Stirnwänden des Gehäuses 2
zu vermeiden. Im Bereich des Dichtelementes 64′ ist als
Alternative dargestellt, daß die Stirnfläche 68 des Trenn
elementes 7 mit einem Radius R gerundet ist, der gleich der
halben Länge L des Trennelementes 7 ist.
Wegen der mit der Erfindung erreichten großen Dichtigkeit
eignet sich die Rotationskolbenmaschine nach der Erfindung
besonders zur Aufladung von Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren,
insbesondere von Dieselmotoren. Zur Aufladung eines 1,6 l
Vierzylinder-Dieselviertaktmotors kann die Rotationskolben
maschine nach der Erfindung z.B. mit folgenden Gehäuseab
messungen ausgeführt werden: Breite 115 mm, Höhe 245 mm, Länge
245 mm. Die Zylinderbohrung hat einen Durchmesser von 105 mm,
der unverformte Rollkolbendurchmesser beträgt 85 mm. Für eine
solche Rotationskolbenmaschine ergibt sich ein Hubvolumen von
1,35 dm3 je Umdrehung. Bei einer Drehzahl von Lader gleich
Motor von 5000 Umdrehung/Min. ergibt sich eine Steigerung der
Motorleistung von etwa 40% netto nach Abzug der Lader
leistung. Bei der Ausführung in Aluminiumguß hat die
Rotationskolbenmaschine ein Gewicht von unter 10 Kilogramm.
Claims (22)
1. Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander ange
ordneten Zylindern, in denen zwei exzentrisch angeordnete
Kolben mit einem gemeinsamen Trennelement zusammenwirken, das
in jedem der Zylinder Saug- und Druckraum voneinander trennt,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Trennelement (7) Dichtelemente (27) umfaßt, die mit Vorspannung
an den beiden Rollkolben (9, 10) anliegen.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dichtelemente Kolben
flächen (32, 33) zur Aufbringung der Vorspannung durch den mit
den Rollkolben (9, 10) erzeugten Druck aufweisen (Fig. 3).
3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kolbenflächen
(32, 33) Lippendichtungen bilden.
4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (27)
durch elastische Federglieder (29) angedrückt werden.
5. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federglieder (29) eine
progressive Federcharakteristik aufweisen.
6. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federglieder (29) mit
ihrer Blocklänge die Länge des Trennelementes (7) auf den
kleinsten Abstand (A) zwischen den beiden Rollkolben (9, 10)
begrenzen.
7. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 4, 5 oder
6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federglieder durch elastisch gestaltete Bereiche (47) des
Trennelementes (7) gebildet werden (Fig. 6).
8. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trennelement ein Hohl
körper (48) mit rechteckigem Querschnitt ist.
9. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß im Inneren des Hohlkörpers
(48) ein feststehender Führungszapfen (49) angeordnet ist.
10. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Führungszapfen (49)
den Weg des Hohlkörpers (48) auf den Bereich der Zylinder
innenwand begrenzt.
11. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Breite
(B) des rechteckigen Querschnitts annähernd doppelt so groß wie
Exzentrizität (E) der Rollkolben (9, 10) ist.
12. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trenn
element (7) axial wirkende Dichtelemente (45, 46) aufweist, die
an den Stirnseiten der Rollkolben und/oder Zylinder anliegen
(Fig. 4, 5).
13. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trenn
element (7) ein Schieber mit starren Führungsflächen (40, 41)
ist, die sich in tangentialer Richtung von der Mitte (42) der
Anlagefläche über annähernd die Exzentrizität (E) der Roll
kolben (9, 10) erstrecken (Fig. 4).
14. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die rela
tive Lage der Rollkolben (9, 10) zu den Dichtelementen (27,
27′) durch eine Verzahnung (60) von mit den Rollkolben (9, 10)
verbundenen Scheiben (54, 55) festgelegt ist (Fig. 8).
15. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
zahnung durch einen mit zwei Scheiben (54, 55) kämmenden
Zahnriemen (56) gebildet wird (Fig. 7).
16. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn
riemen (56) beidseitig verzahnt ist und daß die eine Verzahnung
(58) mit der Scheibe (54) des einen Rollkolbens (9) und die
andere Verzahnung (58) mit der Scheibe (55) des anderen Roll
kolbens (10) kämmt.
17. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 14, 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Verzahnung rotationsunsymmetrisch ist, so daß die Roll
kolben mit ungleichförmiger Relativbewegung auf einem
gleichmäßigen Abstand voneinander gehalten werden.
18. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheiben (54, 55) zusätzlich mit einer Verzahnung (60)
ineinander greifen, die ein wesentlich größeres Spiel als die
den Zahnriemen (56) umfassende Verzahnung hat (Fig. 8).
19. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheiben (54, 55) Lüfterschaufeln (62) tragen.
20. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß den
Stirnseiten der Zylinder (3, 4) zugekehrten Flächen des Trenn
elementes (7) mit einem Radius von annähernd der halben Trenn
elementlänge gerundet sind (Fig. 9).
21. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Exzentrizität der Wellen (11, 12) um mindestens 0,1 mm größer
ist als die halbe Durchmesserdifferenz zwischen den Zylindern
(3, 4) und den mit den Dichtelementen (27) zusammenwirkenden
elastisch ovalisierbaren dünnwandigen Rollkolben (9, 10).
22. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 21
zur Verwendung als Lader für einen 4-Zylinder-4-Takt-Ver
brennungsmotor, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl der Rollkolben (9, 10) gleich der Motor
drehzahl ist und daß die Stellung der Rollkolben (9, 10) zu
den Dichtelementen (27) phasenrichtig so synchronisiert ist,
daß je zwei Ladedruckimpulse pro Umdrehung die optimale Füllung
der Zylinder des Verbrennungsmotors ergeben.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873717849 DE3717849A1 (de) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern |
EP88105648A EP0292680A3 (de) | 1987-05-27 | 1988-04-08 | Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten Zylindern |
JP12690788A JPS63306202A (ja) | 1987-05-27 | 1988-05-24 | 回転ピストン機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873717849 DE3717849A1 (de) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3717849A1 true DE3717849A1 (de) | 1988-12-08 |
Family
ID=6328519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873717849 Withdrawn DE3717849A1 (de) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern |
Country Status (3)
Country | Link |
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EP (1) | EP0292680A3 (de) |
JP (1) | JPS63306202A (de) |
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KR100438959B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2004-07-03 | 주식회사 엘지이아이 | 압축기의 베인 구조 |
KR100455191B1 (ko) * | 2002-04-16 | 2004-11-06 | 엘지전자 주식회사 | 압축기의 베인 구조 |
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NL29644C (de) * | ||||
DE87912C (de) * | ||||
FR708155A (fr) * | 1929-12-21 | 1931-07-21 | Perfectionnements apportés aux machines rotatives, notamment aux pompes | |
US3162139A (en) * | 1963-05-20 | 1964-12-22 | William D Hewit | Rotary piston pump |
GB2057059A (en) * | 1979-08-28 | 1981-03-25 | K B Engineering Co | Rotary positive-displacement fluid-machines |
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-
1988
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- 1988-05-24 JP JP12690788A patent/JPS63306202A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP0292680A3 (de) | 1989-12-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |