DE3911540C1 - - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine innenachsige Drehkolben maschine gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an inner-axis rotary lobe machine according to the preamble of claim 1 specified features.
Eine derartige Drehkolbenmaschine ist aus der EP 2 90 864 A2 bekannt. In einem Gehäuse sind ein Außenrotor sowie ein Innenrotor angeordnet, welche miteinander in Kämmeingriff stehen. Der Außenrotor weist zwischen Eingriffsteilen n+1 Ausnehmungen auf. Der Innenrotor und der Außenrotor drehen mit einem Drehzahlverhältnis (n+1) : n gleichförmig. Zwischen inneren Seitenflächen der Eingriffsteile des Außenrotors und Seitenflächen des Innenrotors besteht eine zahnflankenartige Berührung, wobei Arbeitsräume gebildet werden, die sich an Ein- und Auslaßöffnungen des Gehäuses vorbeibewegen. An dem einen axialen Ende des Außenrotors ist in einem Getrieberaum ein Getriebe angeordnet, mittels welchem die getriebliche Ankopplung des Außenrotors an den Innenrotor erfolgt. Zur Abdichtung zwischen den Arbeitsräumen und dem Getrieberaum sind Kolbenringe sowie Labyrinthspalte vorgesehen. Eine vollständige Abdichtung des Getrieberaums wird hierdurch nicht erreicht und der im Getrieberaum vorherrschende Druck ist abhängig vom Druck in den Arbeitsräumen. Wird die innenachsige Drehkolbenmaschine zur Aufladung von Kraftfahr zeugmotoren eingesetzt, so hängt der im Getrieberaum herrschende Druck vom Ladedruck ab. In dem Arbeitsraum, in welchem gerade Luft angesaugt wird, ist demgegenüber ein geringerer Druck vorhanden, so daß aufgrund des Druckgefälles vom Getrieberaum zur Saugkammer Schmiermittel aus dem Getriebe raum gelangen kann. In der Saugkammer herrschen im wesentlichen die gleichen Druckverhältnisse wie in der Außenatmosphäre, sofern die Förderleistung gering ist oder ein vorgeschalteter Luftfilter keinen zu hohen Druckabfall bedingt. Mit einer Ausgleichsleitung zwischen dem Getrieberaum und dem Saugraum kann zwar das Druckgefälle abgebaut werden, doch wird gleich wohl mit der Leckageluft aus dem Getrieberaum Schmiermittel zum Saugraum gefördert. Die Ausgleichsleitung führt allgemein gesprochen zu einem Raum mit einem niedrigeren Druck und sie kann daher in gleicher Weise, beispielsweise auch an einen Anschluß der Motorentlüftung angeschlossen sein.Such a rotary piston machine is known from EP 2 90 864 A2. An outer rotor and an inner rotor are arranged in a housing and mesh with one another. The outer rotor has n +1 recesses between engagement parts. The inner rotor and the outer rotor rotate uniformly at a speed ratio ( n +1): n . There is a tooth flank-like contact between inner side surfaces of the engagement parts of the outer rotor and side surfaces of the inner rotor, working spaces being formed which move past inlet and outlet openings of the housing. At one axial end of the outer rotor, a gear is arranged in a gear space, by means of which the gear coupling of the outer rotor to the inner rotor takes place. Piston rings and labyrinth gaps are provided for sealing between the working areas and the gearbox area. This does not completely seal the gearbox and the pressure prevailing in the gearbox depends on the pressure in the workrooms. If the internal-axis rotary lobe machine is used to charge automotive engines, the pressure prevailing in the gearbox depends on the boost pressure. In the work area in which air is being sucked in, on the other hand, a lower pressure is present, so that lubricant can get out of the gear chamber due to the pressure drop from the gear chamber to the suction chamber. Essentially the same pressure conditions prevail in the suction chamber as in the outside atmosphere, provided the delivery rate is low or an upstream air filter does not cause an excessive pressure drop. The pressure drop can be reduced with a compensating line between the gear chamber and the suction chamber, but lubricant is probably conveyed to the suction chamber with the leakage air from the gear chamber. Generally speaking, the compensating line leads to a room with a lower pressure and it can therefore be connected in the same way, for example also to a connection of the engine ventilation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die innenachsige Drehkolbenmaschine der genannten Art dahingehend weiterzu bilden, daß eine funktionssichere Schmiermittelversorgung des Getriebes für eine lange Lebensdauer gewährleistet wird.The invention has for its object the inner-axis Rotary piston machine of the type mentioned continue to this effect form that a reliable lubricant supply of Gearbox is guaranteed for a long service life.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.This problem is solved in accordance with the characteristics of Features specified claim 1.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Drehkolbenmaschine zeichnet sich durch eine funktionsgerechte Konstruktion aus und mittels der Beruhigungskammer wird zuverlässig die Förderung von Schmiermittel aus dem Getrieberaum unterbunden. Das mit der Leckageluft aus dem Getrieberaum in die Beruhigungskammer geförderte Schmiermittel wird in der Beruhigungskammer von der Leckageluft getrennt. Der konstruktive Aufwand und das Bauvolu men für die Beruhigungskammer sind gering und der Getrieberaum ist gleichwohl in einfacher Weise zugänglich. The rotary piston machine designed according to the invention draws by means of a functionally appropriate construction The calming chamber will reliably promote Lubricant from the gearbox prevented. The one with the Leakage air from the gearbox into the calming chamber pumped lubricant is in the calming chamber of the Leakage air separated. The construction effort and the volume men for the calming chamber are small and the gearbox is nevertheless easily accessible.
Als Schmiermittel kann sowohl Fett oder Öl zum Einsatz ge langen, wobei die Beruhigungskammer im Rahmen der Erfindung auch als Reservoir für das Schmiermittel dienen kann und lange Zeitintervalle zwischen Inspektionsarbeiten vorgegeben werden können. Das Volumen bzw. die von der Leckageluft durchströmte Querschnittsfläche der Beruhigungskammer ist wesentlich größer als der Querschnitt der Verbindungsleitung zwischen dem Ge trieberaum und der Beruhigungskammer. In der Beruhigungskammer wird die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich reduziert, so daß Schmiermittel abgeschieden wird und in der Beruhigungskammer sich sammelt. Wird die Drehkolbenmaschine zur Aufladung von Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt, so erfolgt über die Beruhi gungskammer zur Saugkammer eine Entlüftung des Getrieberaumes, wobei die in die Saugkammer gelangenden Gase über die Drehkol benmaschine dem Kraftfahrzeugmotor zur Nachverbrennung zuge führt werden.Both grease and oil can be used as lubricants long, the calming chamber within the scope of the invention can also serve as a reservoir for the lubricant and last for a long time Time intervals between inspection work can be specified can. The volume or the flow of leakage air The cross-sectional area of the calming chamber is considerably larger than the cross section of the connecting line between the Ge drive room and the calming chamber. In the calming chamber the flow rate is significantly reduced, so that Lubricant is deposited and in the calming chamber gathers. If the rotary lobe machine is used to charge Motor vehicle engines used, takes place via the Beruhi ventilation chamber to the suction chamber, ventilation of the gearbox, the gases entering the suction chamber via the rotary piston benmaschine the motor vehicle engine for afterburning leads.
Die Verbindungsleitung ist zweckmäßig in der Weise angeordnet, daß durch sie das in die Beruhigungskammer gelangte Schmier mittel wieder zurück in den Getrieberaum fließen kann. Die Beruhigungskammer steht mit dem Getrieberaum über die genannte Verbindungsleitung in Verbindung und ist zweckmäßig in einem Getriebedeckel angeordnet, welcher zur Inspektion oder Wartung des Getriebes abnehmbar ist, ohne hierbei das Getriebe oder die Drehkolbenmaschine insgesamt auseinander bauen zu müssen. Um die Geschwindigkeit in der Verbindungsleitung zu verringern, können zweckmäßig noch zusätzliche Bohrungen zwischen dem Getrieberaum und der Beruhigungskammer angeordnet werden. Weist die Drehkolbenmaschine einen Gehäusedeckel auf, so enthält dieser zweckmäßig eine Bohrung, in welcher der genannte Ge triebedeckel mit der Beruhigungskammer eingesetzt ist. Der Ge häusedeckel weist sowohl die Verbindungsleitung zum Getriebe raum als auch einen Teil der Ausgleichsleitung auf.The connecting line is expediently arranged in such a way that through them the grease got into the calming chamber medium can flow back into the gearbox. The Calming chamber stands above the above with the gearbox Connection line in connection and is useful in one Gear cover arranged, which for inspection or maintenance the gear is removable, without the gear or Overall disassembly of the rotary lobe machine. Around reduce the speed in the connecting line, can be useful additional holes between the Gearbox and the calming chamber can be arranged. Know the rotary lobe machine has a housing cover on it this expediently a hole in which said Ge drive cover is inserted with the calming chamber. The Ge housing cover has both the connecting line to the gearbox space as well as part of the compensation line.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on the in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. It shows
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch den Endteil der Drehkolbenmaschine mit dem Getrieberaum, Fig. 1 is an axial section through the end part of the rotary engine with the transmission chamber,
Fig. 2 einen Schnitt entlang Schnittlinie A-B gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a section along section line A -. B of Figure 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang Schnittlinie C-D gemäß Fig. 2. Fig. 3 is a section along section line C - D of FIG. 2.
In Fig. 1 ist nur der eine axiale Endbereich der Drehkolben maschine mit einem Gehäuse 2 dargestellt. In dem Gehäuse 2 ist ein Außenrotor 4 um eine Längsachse 6 mittels eines Lagers 8 drehbar gelagert. Das Gehäuse 2 ist topfförmig ausgebildet und mit einem Gehäusedeckel 10 dicht und fest abgeschlossen. Der Innenring des Lagers 8 ist innen auf dem Gehäusedeckel 1 0 abgestützt. Der Außenrotor 4 enthält an seinen beiden axialen Enden jeweils einen Ring 12. Mit diesem Ring sind über den Umfang verteilt drei Eingriffsteile 14 mittels Schrauben 16 fest verbunden, wobei gemäß Fig. 1 nur das eine Eingriffsteil 14 zu erkennen ist. Zur Abdichtung sind zwei Kolbenringe 18 in Ringnuten in der Außenfläche des Ringes 12 vorgesehen. Desweiteren wird eine Abdichtung aufgrund der engen Ausbil dung der Spalte zwischen dem Außenrotor, dem Gehäuse 2 sowie dem Gehäusedeckel 10 erreicht.In Fig. 1, only the one axial end region of the rotary lobe machine with a housing 2 is shown. In the housing 2 , an outer rotor 4 is rotatably mounted about a longitudinal axis 6 by means of a bearing 8 . The housing 2 is pot-shaped and sealed tightly and firmly with a housing cover 10 . The inner ring of the bearing 8 is supported on the inside of the housing cover 1 0 . The outer rotor 4 contains a ring 12 at each of its two axial ends. With this ring, three engagement parts 14 distributed over the circumference are firmly connected by means of screws 16 , only one engagement part 14 being visible according to FIG. 1. For sealing, two piston rings 18 are provided in ring grooves in the outer surface of the ring 12 . Furthermore, a seal is achieved due to the narrow training of the gap between the outer rotor, the housing 2 and the housing cover 10 .
Zum Außenrotor 4 gehört ferner ein innenverzahntes Hohlrad 20, das gleichfalls mit den genannten Schrauben 16 auf dem Außenrotor festgelegt ist. Dieses Hohlrad 20 steht im Kämm eingriff mit einem außenverzahnten Zahnrad 22 des Innenrotors 24. Der Innenrotor 24 ist exzentrisch zum Außenrotor um eine Achse 26 drehbar. Das Hohlrad 20 und das Zahnrad 22 befinden sich in einem Getrieberaum 28 zwischen dem Gehäusedeckel 10 und dem Außenrotor bzw. dessen Ring 12. Der Gehäusedeckel 10 weist eine Bohrung 30 auf, welche mit einem Getriebedeckel 32 abgeschlossen ist. Der Getriebedeckel 32 enthält im Inneren eine Hohlkammer 34, welche als Beruhigungskammer für Schmier mittel und Leckageluft ausgebildet ist. Der Getriebedeckel 32 weist einen topfförmig ausgebildeten ersten Teil 36 auf, der mit einem zweiten Teil 38 dicht verbunden ist. Der Gehäuse deckel 32 kann im Rahmen der Erfindung auch einteilig, zweckmäßig aus Kunststoff, gefertigt sein. Der erste Teil 36 enthält koaxial zur Achse 26 eine Ausnehmung, in welche das freie Ende der Welle des Innenrotors 26 hineinragt. Gegebe nenfalls kann die genannte Welle die beiden Teile 36, 38 vollständig durchdringen und somit frei nach außen geführt sein. Der Getriebedeckel 32 kann abgenommen werden, so daß der Getrieberaum 28 frei zugänglich ist. Im Gehäusedeckel 10 ist eine Verbindungsleitung 40 vorgesehen, welche die Ver bindung zwischen dem Getrieberaum 28 und der Beruhigungs kammer 34 darstellt. Der Getriebedeckel 32 bzw. dessen topfförmiger Teil 36 weist eine der Verbindungsleitung 40 zugeordnete Öffnung 42 auf. Die Öffnung 42 und die Ver bindungsleitung 40 sind in der normalen Einbaulage der innenachsigen Drehkolbenmaschine derart angeordnet, daß sie an der tiefsten Stelle liegen und das Abfließen von Schmier mittel, aus der Beruhigungskammer 34 in den Getrieberaum 28 ermöglichen. Der Gehäusedeckel 10 enthält ferner einen Leitungsteil 44, welchem eine zweite Öffnung 46 des Getriebe deckels 32 bzw. dessen Teils 36 zugeordnet ist. An den Leitungsteil 44 schließt im Gehäuse 2 eine weitere Leitung 48 an, welche in den Saugraum der Drehkolbenmaschine mündet. Der Leitungsteil 44 weist eine im Vergleich mit der Verbindungs leitung 40 kleinere Querschnittsfläche auf. Entsprechend kann auch die Leitung 48 im Gehäuse 2 eine reduzierte Quer schnittsfläche aufweisen. Der Leitungsteil 44 und/oder die Leitung 48 bilden somit eine Drosselstelle.The outer rotor 4 also includes an internally toothed ring gear 20 , which is likewise fixed on the outer rotor with the screws 16 mentioned. This ring gear 20 is meshed with an externally toothed gear 22 of the inner rotor 24 . The inner rotor 24 can be rotated eccentrically to the outer rotor about an axis 26 . The ring gear 20 and the gear 22 are located in a gear chamber 28 between the housing cover 10 and the outer rotor or its ring 12 . The housing cover 10 has a bore 30 , which is closed with a gear cover 32 . The gear cover 32 contains a hollow chamber 34 inside, which is designed as a calming chamber for lubricant and leakage air. The gear cover 32 has a cup-shaped first part 36 which is tightly connected to a second part 38 . The housing cover 32 can also be made in one piece, expediently from plastic within the scope of the invention. The first part 36 contains, coaxially with the axis 26, a recess into which the free end of the shaft of the inner rotor 26 projects. If necessary, said shaft can completely penetrate the two parts 36 , 38 and thus be guided freely to the outside. The gear cover 32 can be removed so that the gear space 28 is freely accessible. In the housing cover 10 , a connecting line 40 is provided, which represents the connection between the transmission chamber 28 and the calming chamber 34 . The gear cover 32 or its cup-shaped part 36 has an opening 42 assigned to the connecting line 40 . The opening 42 and the Ver connection line 40 are arranged in the normal installation position of the inner-axis rotary lobe machine so that they are at the lowest point and allow the flow of lubricant from the calming chamber 34 into the gear chamber 28 . The housing cover 10 also includes a line part 44 , which is assigned a second opening 46 of the gear cover 32 or its part 36 . A further line 48 connects to the line part 44 in the housing 2 and opens into the suction chamber of the rotary lobe machine. The line part 44 has a smaller cross-sectional area in comparison with the connecting line 40 . Accordingly, the line 48 in the housing 2 can have a reduced cross-sectional area. The line part 44 and / or the line 48 thus form a throttle point.
Beim Betrieb der Drehkolbenmaschine gelangt Leckageluft vermischt mit Schmiermittel aus dem Getrieberaum 28 durch die Verbindungsleitung 40 in die Beruhigungskammer 34. Aufgrund des vergleichsweise großen Volumens der Beruhigungskammer vermindert sich dort die Strömungsgeschwindigkeit der Leckageluft derart, daß das Schmiermittel nicht mehr weiter gefördert wird und in der Beruhigungskammer 34 sich an sammelt. Durch den Leitungsteil 44 gelangt die von Schmier mittel befreite Leckageluft und weiter durch die Leitung 48 zur Saugkammer. Der mit einer kleinen Querschnittsfläche ausgebildete Leitungsteil 44 bildet eine Drosselstelle und der Druck in der Beruhigungskammer 34 ist im wesentlichen gleich groß wie der Druck im Getrieberaum 28.When the rotary lobe machine is operating, leakage air mixed with lubricant from the gear chamber 28 reaches the calming chamber 34 through the connecting line 40 . Due to the comparatively large volume of the calming chamber, the flow velocity of the leakage air is reduced there in such a way that the lubricant is no longer conveyed and accumulates in the calming chamber 34 . Leakage air freed from lubricant passes through line part 44 and further through line 48 to the suction chamber. The line part 44 formed with a small cross-sectional area forms a throttle point and the pressure in the settling chamber 34 is essentially the same as the pressure in the transmission space 28 .
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang Schnittlinie A-B gemäß Fig. 1, wobei mit dem Pfeil 50 die Drehrichtung des Zahnrades 22 des Innenrotors angegeben ist. Der Gehäusedeckel 10 enthält einen sichelartig ausgebildeten Teil 52, welcher in Drehrichtung vor dem Zahneingriff des Hohlrades 20 mit dem Zahnrad 22 des Innenrotors endet. Zwischen dem Zahnrad 22 und der Innenfläche des sichelförmigen Teils 52 ist nur ein enger Ringspalt 51 vorhanden, welcher die Ausbildung von Luft wirbeln verhindert. Auch zwischen der radialen Außenfläche des sichelförmigen Teils 52 und dem Hohlrad 22 ist nur ein enger Ringspalt 53 vorhanden, welcher dem Entstehen von Luftwirbeln entgegenwirkt. Ohne diesen sichelartigen Teil 52 könnten bei der hohen Drehzahl des Hohlrades umlaufende Luftwirbel erzeugt werden, welche die Benetzung der Zähne des Hohlrades mit Schmiermittel verhindern. Das Schmiermittel würde dann an den Wänden des Getrieberaumes ablagern und eine Mangelschmierung zwischen Hohlrad 20 und Zahnrad 22 wäre die Folge. Mit dem sichelförmigen Teil 52 und den damit erzeugten engen Spalten 51, 53 wird die Ausbildung derartiger äußerst nachteiliger Luftwirbel verhindert. FIG. 2 shows a section along section line A - B according to FIG. 1, arrow 50 indicating the direction of rotation of the gear wheel 22 of the inner rotor. The housing cover 10 contains a crescent-shaped part 52 which ends in the direction of rotation before the tooth engagement of the ring gear 20 with the gear 22 of the inner rotor. Between the gear 22 and the inner surface of the crescent-shaped part 52 there is only a narrow annular gap 51 , which prevents the formation of air swirl. Even between the radial outer surface of the crescent-shaped part 52 and the ring gear 22 there is only a narrow annular gap 53 which counteracts the formation of air vortices. Without this sickle-like part 52 , at the high speed of the ring gear, rotating air vortices could be generated, which prevent the teeth of the ring gear from being wetted with lubricant. The lubricant would then deposit on the walls of the gear chamber and insufficient lubrication between ring gear 20 and gear 22 would result. With the crescent-shaped part 52 and the narrow gaps 51 , 53 thus produced, the formation of such extremely disadvantageous air vortices is prevented.
In Drehrichtung hinter dem Zahneingriff ist hingegen der Getrieberaum vergleichsweise groß ausgebildet. Hierzu ist zwischen dem Hohlrad 20 und dem radial innenliegenden Teil 54 ein sichelartiger Spalt 56 vorhanden, dessen Spaltbreite 58 mit zunehmendem Abstand vom Zahneingriff verkleinert ist. Unmittelbar hinter dem Zahneingriff ist die größte Spalt breite vorhanden. Durch das drehende Hohlrad 22 wird in dem sichelförmigen Spalt 56 das Schmiermittel angesaugt und in die Zahnlücken des Hohlrades gedrückt. Da aus den oben bereits genannten Gründen bei der weiteren Drehung des Hohlrades 22 infolge der engen Spaltbreite im Ringspalt 53 dort keine Verwirbelung ermöglicht wird, bleibt das Schmier mittel in den Zahnlücken, so daß im Zahneingriff eine ord nungsgemäße Schmiermittelversorgung gewährleistet ist.In the direction of rotation behind the tooth engagement, however, the gear chamber is comparatively large. For this purpose, a sickle-like gap 56 is present between the ring gear 20 and the radially inner part 54 , the gap width 58 of which decreases with increasing distance from the tooth engagement. The largest gap width is present immediately behind the tooth mesh. The rotating ring gear 22 draws in the lubricant in the crescent-shaped gap 56 and presses it into the tooth gaps of the ring gear. Since, for the reasons already mentioned above, during the further rotation of the ring gear 22 due to the narrow gap width in the annular gap 53 there is no swirling, the lubricant remains in the tooth spaces, so that a proper lubricant supply is ensured in the tooth engagement.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang Schnittlinie C-D gemäß Fig. 2. Es sind auf der einen Seite der vergleichsweise große sich vom Zahneingriff weg verkleinernde Sichelspalt 56 und andererseits die schmalen Spalten 51, 53 zwischen dem sichel förmigen Teil 52 und dem Zahnrad 22 bzw. dem Hohlrad 20 zu erkennen. In axialer Richtung neben dem vergleichsweise breiten sichelförmigen Spalt 56 weist der Gehäusedeckel 10 eine Ausnehmung 60 auf. Diese Ausnehmung 60 weist hinter dem Zahneingriff eine vergleichsweise große Querschnittsfläche auf und bildet dort eine Vergrößerung des Getrieberaumes. In Drehrichtung des Zahnrads 22, also gemäß Fig. 2 vertikal nach unten, nimmt die Querschnittsfläche dieser Ausnehmung 60 ab. Hierdurch wird die Förder- und Saugwirkung des sichel artig ausgebildeten Spaltes 56 erheblich verbessert. Die in die Beruhigungskammer 34 mündende Öffnung 42 des topfartig ausgebildeten Teiles 36 des Getriebedeckels 32 ist gut zu erkennen. FIG. 3 shows a section along section line C - D according to FIG. 2. On the one hand there is the comparatively large sickle gap 56 which diminishes away from the tooth engagement and on the other hand the narrow gaps 51 , 53 between the sickle-shaped part 52 and the gear wheel 22 or to recognize the ring gear 20 . In the axial direction next to the comparatively wide crescent-shaped gap 56 , the housing cover 10 has a recess 60 . This recess 60 has a comparatively large cross-sectional area behind the tooth engagement and forms an enlargement of the gear space there. The cross-sectional area of this recess 60 decreases in the direction of rotation of the gear wheel 22 , ie vertically downward according to FIG. 2. As a result, the conveying and suction effect of the sickle-like gap 56 is considerably improved. The opening 42 of the pot-shaped part 36 of the gear cover 32 opening into the calming chamber 34 is clearly visible.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |