DE3717849A1 - Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern - Google Patents

Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern

Info

Publication number
DE3717849A1
DE3717849A1 DE19873717849 DE3717849A DE3717849A1 DE 3717849 A1 DE3717849 A1 DE 3717849A1 DE 19873717849 DE19873717849 DE 19873717849 DE 3717849 A DE3717849 A DE 3717849A DE 3717849 A1 DE3717849 A1 DE 3717849A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machine according
rotary piston
piston machine
separating element
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19873717849
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Peter Schabert
Klaus Zach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19873717849 priority Critical patent/DE3717849A1/de
Priority to EP88105648A priority patent/EP0292680A3/de
Priority to JP12690788A priority patent/JPS63306202A/ja
Publication of DE3717849A1 publication Critical patent/DE3717849A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3562Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F01C1/3564Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

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.
DE19873717849 1987-05-27 1987-05-27 Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern Withdrawn DE3717849A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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
DE19873717849 DE3717849A1 (de) 1987-05-27 1987-05-27 Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3717849A1 true DE3717849A1 (de) 1988-12-08

Family

ID=6328519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873717849 Withdrawn DE3717849A1 (de) 1987-05-27 1987-05-27 Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0292680A3 (de)
JP (1) JPS63306202A (de)
DE (1) DE3717849A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU910860D0 (en) * 1991-03-18 1991-09-30 Gyoezoe Baki Energy converting machine, engin compressor and/or pump
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

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE87912C (de) *
NL29644C (de) *
DE318688C (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

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63306202A (ja) 1988-12-14
EP0292680A2 (de) 1988-11-30
EP0292680A3 (de) 1989-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE212014000032U1 (de) Vorrichtung für eine Verdrängungsmaschine, Steuergetriebeanordnung für diese Vorrichtung, und Verwendung der Steuergetriebeanordnung
DE1136532B (de) Rotationskolben-Brennkraftmaschine
DE3432915A1 (de) Innenachsige drehkolbenmaschine
DE4110647C2 (de) Kolbenverdichter
EP0644981B1 (de) Kolbenmaschine
EP0011762B1 (de) Rotationskolbenmotor
EP0063240A2 (de) Rotationskolbenmaschine
DE3717849A1 (de) Rotationskolbenmaschine mit zwei parallel zueinander angeordneten zylindern
DE2340059A1 (de) Drehkolbenmotor
DE60016890T2 (de) Brennkraftmaschine
DE3528139A1 (de) Verbrennungsmotor
DE19740133A1 (de) Kreiskolbenmotor
DE2306225A1 (de) Steuerungssystem fuer rotationsmaschine
DE3804411A1 (de) Mittelachsige drehkolbenartige umlaufkolbenmaschine
WO1979000157A1 (en) Rotary pistons machine
DE2909715A1 (de) Verbrennungsmotor mit scheibenfoermigen kolben
DE3335742A1 (de) Umlaufkolben-brennkraftmaschine
DE4419559C1 (de) Kompressorlader für Brennkraftmaschine
DE19521528B4 (de) Rotationskolben-Brennkraftmaschine
DE2830349A1 (de) Volumetrische maschine mit kugelfoermigem arbeitsraum
DE4315155C2 (de) Drehkolbenmaschine mit periodisch volumenveränderlichen Arbeitskammern
DE2427062A1 (de) Kreiskolbenmaschine
DE2838000C3 (de) Parallel- und innenachsige Kreiskolben-Brennkraftmaschine in mechanischer Parallelschaltung mit einem Kreiskolben-Ladeluftverdichter
DE2343909A1 (de) Rotationskolbenmotor
DE1926552A1 (de) Rotationskolbenmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee