DE69818429T2 - Kontrollsystem für eine wälzkolbenmaschine - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine drehbare Vorrichtung.
  • Die WO-A-91/06747 offenbart eine drehbare Vorrichtung mit aufeinander einwirkenden Rotoren, die in ihrer axialen Richtung eine schraubenförmige Form haben. Bei einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung (Verbrennungsmotor), die eine solche drehbare Vorrichtung verwendet, gibt es separate Drehkompressions- und -Expansionsabschnitte.
  • Bei einem Fluidkompressor dienen die Rotorpaare zum Komprimieren und Zuführen von komprimierbaren Fluiden in Druckbehälter, in welchen der Behälterdruck wesentlich größer ist als der der Fluidquelle. Leistung wird über einen externen Primärantrieb zugeführt, um das Rotorpaar anzutreiben und somit das Fluid zu komprimieren, wobei sein Druck von dem der Zufuhrquelle auf den des Druckbehälters erhöht wird. Für einen effektiven Betrieb eines Verdrängerkompressors ist es erwünscht, den Druck der Fluidladung auf eine Höhe gleich der des Druckbehälters anzuheben, bevor die Ladung in den Druckbehälter geführt wird. Bei dem in der WO-A-91/06747 offenbarten Rotorsystem ist ein Port in einer Seitenwand. Der Port wird geöffnet, wenn die Vorderkante eines Transferdurchgangs in dem Rotor über die Annäherungsseite des Ports in der Seitenwand gelangt. Der Zeitpunkt des Öffnens des Ports zum Starten der Zufuhr der Ladung wird deshalb von der Stelle des Durchgangs an einer vorbestimmten Position in der Aussparung eines Rotors bestimmt und kann deshalb nicht während des Betriebs des Kompressors eingestellt werden. Es ist erwünscht, eine Einrichtung vorzusehen zum Einstellen des Anfangsladungsvolumens, um einen Ausgleich des Ladungsdruckes mit dem des Druckbehälters zu dem Zeitpunkt sicherzustellen, wenn der Port beginnt, sich zu öffnen. Dies ist besonders wichtig, wenn der Kompressor nicht mit einem Zungenventil betrieben wird und wenn die Drücke der Fluidzufuhrquelle und/oder des Druckbehälters nicht konstant sind.
  • Bei einer rotierenden Verbrennungskraftmaschine (Verbrennungsmotor), die Rotorsysteme hat wie in der WO-A-91/06747 offenbart, dienen die Rotoren als Verdrängungs- und Saug-Systeme und bewirken dadurch die Volumenänderungen, die in dem Arbeitsfluid während des gesamten thermodynamischen Zyklus der Kraftmaschine stattfinden. Die meisten Anwendungen von Verbrennungsmotoren erfordern die Zufuhr von Leistung über einen Bereich von Wellengeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Drehmomentbelastungen. Bei anderen Verbrennungsmotoren als den Kompressions- Zündungs-Typen wird eine Variation der Ausgangsleistung und Motordrehzahl bewirkt durch Variieren der Masse des Arbeitsfluids, die während des Zyklus verwendet wird. Es ist deshalb erwünscht, eine Einrichtung bereitzustellen zum Variieren des Volumens und somit der Masse von Arbeitsfluid, das zu Beginn des Zyklus eingeschlossen ist.
  • Bei beiden drehbaren Vorrichtungen dieser Art, d. h. bei Kompressor- und Verbrennungsmotor-Anwendungen, ist es erwünscht, dass es möglich ist, das maximale Volumen oder Masse der Ladung während des Betriebs der Rotoren zu variieren.
  • Die EP-A-0162157 offenbart einen Schraubenkompressor mit einem Schieberventil.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine drehbare Vorrichtung vorgesehen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen ersten Rotor, der um eine erste Achse drehbar ist und an seinem Umfang eine Aussparung aufweist, die von einer gekrümmten Oberfläche begrenzt ist; einen zweiten Rotor, der entgegen dem ersten Rotor um eine zweite Achse parallel zu der genannten ersten Achse drehbar ist und einen radialen Vorsprung aufweist, der durch eine gekrümmte Oberfläche begrenzt ist; wobei der erste und zweite Rotor für eine Rotation gekoppelt sind und ineinander eingreifen; und ein Gehäuse, in welchem die Rotoren eingeschlossen sind, wobei das Gehäuse eine erste bogenförmige Aussparung aufweist, die koaxial zu dem ersten Rotor ist, wobei eine Kante der Aussparung des ersten Rotors eine Gleitdichtung mit der ersten bogenförmigen Aussparung während eines Abschnitts der Rotation des ersten Rotors bildet, und das Gehäuse eine zweite bogenförmige Aussparung koaxial zu dem zweiten Rotor aufweist, wobei der Vorsprung des zweiten Rotors eine Gleitdichtung mit der zweiten bogenförmigen Aussparung während eines Abschnitts der Rotation des ersten Rotors bildet, so dass für einen Abschnitt der Rotation der Rotoren zwischen dem ersten und zweiten Rotor und den bogenförmigen Aussparungen des Gehäuses eine vorübergehend vorhandene Kammer eines Volumens begrenzt ist, welches progressiv bei Rotation der Rotoren abnimmt; wobei die Rotoraussparung, der Rotorvorsprung und die bogenförmigen Aussparungen des Gehäuses sich schraubenförmig in axialer Richtung erstrecken, gekennzeichnet dadurch, dass die bogenförmigen Aussparungen des Gehäuses in einem Abschnitt des Gehäuses gebildet sind, der relativ zu dem Gehäuse und den Rotoren bewegbar ist, um dadurch das maximale Volumen der vorübergehend vorhandenen Kammer zu variieren.
  • Somit kann das maximale Volumen der vorübergehend vorhandenen Kammer variiert werden, wodurch der Druck und/oder das Volumen eines in der vorübergehend vorhandenen Kammer eingeschlossenen Fluids vor Transfer des Fluids aus der vorübergehend vorhandenen Kammer variiert werden kann. Das Anfangs-Ladevolumen kann so angepasst werden, dass eine Gleichsetzung des Ladungsdrucks mit dem des Druckbehälters sichergestellt wird, in dem Moment, in welchem sich der Port zu öffnen beginnt; dies ist besonders nützlich, wenn die drehbare Vorrichtung in einem Kompressor verwendet wird. Das Volumen und somit die Masse des Arbeitsfluids, das zu Beginn des Zyklus eingesperrt ist, kann variiert werden. Dies ist besonders nützlich, wenn die drehbare Vorrichtung in einem Verbrennungsmotor verwendet wird.
  • Der bewegliche Abschnitt mag in bequemer Weise an einem linearen Lager für eine Hin- und Herbewegung parallel zu den Achsen beider Rotoren montiert sein.
  • Die drehbare Vorrichtung hat vorzugsweise Seitenwände, die mit den Rotoren die vorübergehend vorhandene Kammer definieren, wobei die Seitenwände Aussparungen haben, in welche der bewegliche Abschnitt bewegt werden kann.
  • Eine Steuereinrichtung mag vorgesehen sein zum Steuern der Bewegung des beweglichen Abschnitts.
  • Wenn die drehbare Vorrichtung ein Kompressor ist, mag eine Druck-Messeinrichtung vorgesehen sein zum Messen des Drucks eines Arbeitsfluids in der vorübergehend vorhandenen Kammer und des Drucks in einem Druckbehälter, der mit komprimiertem Fluid von der vorübergehend vorhandenen Kammer beliefert wird. Die Steuereinrichtung kann vorgesehen sein zum Steuern der Bewegung des beweglichen Abschnitts, so dass der Druck in der vorübergehend vorhandenen Kammer im wesentlichen gleich dem Druck in einem genannten Druckbehälter direkt vor Transfer des Arbeitsfluids von der vorübergehend vorhandenen Kammer zu dem Druckbehälter ist.
  • Ein Zungenventil mag in einem Zufuhrport zwischen der vorübergehend vorhandenen Kammer und dem Druckbehälter vorgesehen sein.
  • Die Steuereinrichtung mag vorgesehen sein zum Überwachen des Unterschieds zwischen dem Druck eines Arbeitsfluids in dem Druckbehälter und dem maximal erlaubten Druck in dem Druckbehälter und zum Steuern der Bewegung des beweglichen Abschnitts zum Einstellen der Zufuhrflussrate des Arbeitsfluids von der vorübergehend vorhandenen Kammer an den Druckbehälter entsprechend der Verwendung des komprimierten Fluids.
  • Wenn die drehbare Vorrichtung einen Abschnitt eines Verbrennungsmotors bildet, mag eine Operator-Steuereinrichtung für die Operator-Steuerung der Position des beweglichen Abschnitts vorgesehen sein.
  • Die gekrümmten Oberflächen mögen eine solche Kontur haben, dass während des Durchgangs des Rotorvorsprungs durch die Rotoraussparung die Aussparungsoberfläche kontinuierlich von sowohl einer Spitze des Vorsprungs als auch einer beweglichen Stelle an dem Vorsprung überstrichen wird, welche Stellen entlang der Vorsprungfläche fortschreiten, um die vorübergehend vorhandene Kammer zu bilden.
  • Die Rotationsgeschwindigkeit des ersten Rotors mit Aussparungen ist vorzugsweise um ein Verhältnis von kleiner als 1 : 1 von ganzen Zahlen niedriger als die Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Rotors mit Vorsprüngen.
  • Beide Rotoren mögen jeweils gleichwinklig beabstandete Aussparungen und Vorsprünge haben, wobei das Verhältnis von Aussparungen zu Vorsprüngen mit dem Geschwindigkeitsverhältnis übereinstimmt. Bei einem besonderen Beispiel hat der erste Rotor drei gleichwinklig angeordnete Aussparungen und der zweite Rotor hat zwei diametral gegenüberliegende Vorsprünge und das Verhältnis ihrer Rotationsgeschwindigkeiten ist 2 : 3.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft in Bezug auf die beilegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht im Querschnitt eines Beispiels einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, betrachtet von einer ersten Seite;
  • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht von der ersten Seite des Beispiels von 1, wobei eine Seitenwand und ein Gehäuse zur Klarheit entfernt wurden;
  • 3 ist eine Ansicht von der anderen Seite entsprechend 2;
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht des Beispiels der Vorrichtung, die beide Seitenwände zeigt; und
  • 5 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Beispiels, wobei Seitenwand und Gehäuse aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt sind.
  • Die grundlegende drehbare Vorrichtung 30 der Erfindung ist ähnlich zu der in der WO-A-91/06747 offenbarten. Als solche hat die Vorrichtung 30 zwei jeweilige gekehlte Kompressionsrotoren 3, 5. Der erste Rotor 3 hat drei gleichwinklig beabstandete Aussparungen 4 an seinem Umfang, wobei jede Aussparung 4 von einer gekrümmten Oberfläche 41 des ersten Rotors 3 begrenzt ist. Der zweite Rotor 5 hat diametral gegenüberliegende Vorsprünge 6, die sich von diesem erstrecken, wobei jeder Vorsprung 6 von einer gekrümmten Fläche 61 des zweiten Rotors 5 begrenzt ist. Die Vorsprünge 6 passen in die Aussparungen 4 des ersten Rotors und wirken mit diesen zusammen.
  • Die Rotoren 3, 5 sind an entsprechenden Wellen 7, 8 montiert. Die Wellen 7, 8 sind miteinander durch Getriebe (nicht gezeigt) in einem Geschwindigkeitsverhältnis von ganzen Zahlen verbunden. Vorzugsweise beträgt das Geschwindigkeitsverhältnis 2 : 3, wobei der erste Rotor 3 drei Aussparungen 4 und der zweite Rotor 5 zwei Vorsprünge 6 hat.
  • Die Wellen 7, 8 sind für eine Rotation in Lager montiert, die in jeweiligen Seitenwänden 9, 10 angeordnet sind, die auf jeder Seite und parallel zu den Rotoren 3, 5 befestigt sind. Die Rotoren 3, 5 bilden eine im wesentlichen gasdichte Gleitpassung mit den Seitenwänden 9, 10.
  • Die Rotoren 3, 5 sind von einem Gehäuse 20 eingeschlossen. Eine oder beide Seitenwände 9, 10 mögen Teil des Gehäuses 20 sein. Das Gehäuse 20 hat eine solche Form, dass es eine erste gebogene Aussparung 21 hat, die so geformt ist, dass die Hinterkante 42 jeder Aussparung 4 des ersten Rotors 3 eine Gleitpassung mit der ersten bogenförmigen Aussparung 21 bildet. Das Gehäuse 20 ist ebenfalls so geformt, dass es eine zweite bogenförmige Aussparung 22 hat, die so geformt ist, dass die Vorderkante 62 eines Vorsprungs 6 des zweiten Rotors 5 eine Gleitpassung mit der zweiten bogenförmigen Aussparung 22 des Gehäuses 20 bildet.
  • Eine vorübergehend vorhandene (transiente) Kammer 23, die in 1 schattiert ist, ist zwischen einer Aussparung 4 des ersten Rotors 3, einem Vorsprung 6 des zweiten Rotors 5 und den bogenförmigen Aussparungen 21, 22 des Gehäuses 20 gebildet, wenn die Hinterkante und Vorderkante 42, 62 einer Aussparung 4 bzw. Vorsprungs 6 in die bogenförmigen Aussparungen 21, 22 eintreten. Die vorübergehend vorhandene Kammer 23 wird zum Komprimieren eines Arbeitsfluids verwendet. Das Arbeitsfluid mag einfach ein Fluid sein, das komprimiert wird, wenn die Vorrichtung ein Kompressor ist. Andererseits mag das Arbeitsfluid Luft oder ein Luft/Gas-Gemisch sein, wenn die drehbare Vorrichtung der Kompressionsabschnitt eines rotierenden Verbrennungsmotors ist.
  • Das Volumen der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 nimmt ab, wenn die Rotation der Rotoren 3, 5 fortschreitet von der Position von 1, in welcher die Vorderkante 62 eines Vorsprungs 6 des zweiten Rotors 5 gerade in die zweite bogenförmige Vertiefung 22 des Gehäuses 20 eintritt und die Hinterkante 42 einer Aussparung 4 gerade in die erste bogenförmige Aussparung 21 eintritt. Wie insbesondere aus 2 und 3 erkennbar ist, erstrecken sich die Rotoren 3, 5 schraubenförmig parallel zu ihren entsprechenden Achsen. Die Schraubenwinkel der Rotoren 3, 5 passen zu ihren jeweiligen Drehgeschwindigkeiten so, dass das Verhältnis der Schraubenwinkel gleich ist wie das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten der Rotoren 3, 5. Der Schraubenwinkel für den ersten Rotor 3 mit Aussparung mag z. B. 20° sein und der Schraubenwinkel für den zweiten Rotor mit Vorsprüngen mag 30° sein. Die bogenförmigen Aussparungen 21, 22 sind schraubenförmig, so dass sie an die Schraubenformen der Aussparungen 4 und Vorsprünge 6 angepasst sind.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist zumindest ein Teil oder Abschnitt 1 des Gehäuses 20, welches die bogenförmigen Aussparungen 21, 22, definiert, parallel zur Rotationsachse der Rotoren 3, 5 beweglich. Der bewegliche Abschnitt 1 hat eine größere axiale Länge als die Rotoren 3, 5 und erstreckt sich in Aussparungen, die in den Seitenwänden 9, 10 vorgesehen sind, um den beweglichen Abschnitt 1 aufzunehmen. Der bewegliche Abschnitt 1 hat Außenkanten 14, 15, die entsprechend geformt sind, dass sie jeweils und gleichzeitig mit der gesamten axialen Länge der Hinterkante 42 einer Aussparung 4 an dem ersten Rotor 3 und der entsprechenden gesamten axialen Länge der Spitze oder Vorderkante 62 eines Vorsprungs 6 an dem zweiten Rotor 5 übereinstimmen. Mit anderen Worten hat der bewegliche Abschnitt 1 des Gehäuses 20 eine Wandsegmentkante 14, die mit der gesamten Länge der Vorderkante 41 einer Aussparung 4 des ersten Rotors 3 ausgerichtet ist, und eine Wandsegmentkante 15, die gleichzeitig mit der gesamten Länge der Spitze oder Vorderkante 62 eines Vorsprungs des zweiten Rotors 5 ausgerichtet ist.
  • Der bewegliche Abschnitt 1 ist an einem linearen Lager 13 für eine Hin- und Herbewegung in und aus entsprechenden Aussparungen in den Seitenwänden 9, 10 befestigt. Eine Steuervorrichtung 2 ist vorgesehen, um eine Hin- und Herbewegung des beweglichen Abschnitts 1 zu steuern. Die Steuervorrichtung 2 mag z. B. eine mechanische oder elektromechanische Vorrichtung sein. Bei dem gezeigten Beispiel beinhaltet die Steuereinrichtung 2 eine Stange 11 mit Schraubgewinde, die in einem mit entsprechendem Gewinde versehenen Block gedreht werden kann, welcher an dem beweglichen Abschnitt 1 des Gehäuses 20 befestigt ist. Ein Motor oder Elektromagnet zum Hin- und Hertreiben des beweglichen Abschnitts 1 ist in den Zeichnungen nicht gezeigt. Der radiale Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Rotoren 3, 5 wird während der gesamten Hin- und Herbewegung des beweglichen Abschnitts 1 beibehalten.
  • Während sich der bewegliche Abschnitt 1 parallel zu den Achsen der Rotoren 3, 5 (d. h. parallel zu den rotierenden Wellen 7, 8 an welchen die Rotoren 3, 5 montiert sind) hin- und herbewegt, variiert das maximale Volumen der vorübergehend vorhandenen Kammer 23, die zwischen den Rotoren 3,5 und den bogenförmigen Aussparungen 21, 22 des Gehäuses 20 definiert ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wenn die Rotoren 3, 5 und die bogenförmigen Aussparungen 21, 22 des Gehäuses sich schraubenförmig in axialer Richtung erstrecken, findet diese Variation des maximalen Volumens der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 einfach durch eine Hin- und Herbewegung des beweglichen Abschnitts 1 statt. Wie aus einer Betrachtung der Zeichnungen erkennbar ist, werden, je mehr der bewegliche Abschnitt 1 sich in Richtung von der Wand 10 weg bewegt, gezeigt in 2, umso früher die Kanten 42, 62 der Aussparung 4 des ersten Rotors 3 und des Vorsprungs 6 des zweiten Rotors 5 jeweils mit den bogenförmigen Aussparungen 21, 22 des Gehäuses 20 übereinstimmen. Dies entspricht einem größeren Volumen des Arbeisfluids, das in der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 eingeschlossen ist an diesem Punkt des Zyklus der Vorrichtung 30. Einstellung der axialen Position des beweglichen Abschnitts 1 in Richtung der Wand 10, gezeigt in 2, ergibt umgekehrt ein kleineres maximales Volumen der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 während eines Zyklus der Vorrichtung 30.
  • Nach einer endgültigen Kompression des Arbeitsfluids in der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 wird das Arbeitsfluid bei einem Kompressor an einen Druckbehälter über einen Zufuhrport 18 und einen Durchgang 19 geführt, welche in einer der Seitenwände 10 angeordnet ist; der Durchgang 19 behält in diesem Fall vorzugsweise dieselbe Querschnittsform und -größe wie der Zufuhrport 18 bei. Bei einem Verbrennungsmotor stellt der Durchgang 19 die Verbrennungskammer bereit und kann eine Querschnittsform und -größe haben, die von der des Zufuhrports 18 gemäß den Erfordernissen des Verbrennungsmotors variiert.
  • Eine Öffnung 16 ist neben dem Zufuhrport 18 vorgesehen. Die Öffnung 16 führt zu einem Druckwandler (nicht gezeigt), dessen Membran mit der Innenfläche der Seitenwand 10 so ausgerichtet ist, dass der Druckwandler den maximalen Druck überwachen kann, welcher in der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 erreicht wurde. Der maximale Druck wird kurz vor dem Öffnen des Zufuhrports 18 erreicht.
  • 5 zeigt die Position direkt vor dem Öffnen des Zufuhrports 18, bei welchem der Druck des Fluids in der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 maximal ist. Bei einem Kompressor ist der Druck in der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 im wesentlichen gleich dem Druck in dem Druckbehälter. Somit überquert bei einem Kompressor, wenn sich die Rotoren 3, 5 weiter drehen, die Vorderkante einer abgeschrägten Nut 17 in der Aussparung 4 des ersten Rotors 4 die Zugangsseite des Zufuhrports 18 und Fluid kann durch den Zufuhrport 18 ohne jegliche Druckänderung zugeführt werden. Weitere Bewegung der Rotoren 3, 5 gibt eine zunehmend große Strömungsfläche des Zufuhrports 18 frei, bis die Hinterkante der abgeschrägten Nut 17 die Zugangsseite des Zufuhrports 18 überquert. Bei weiterer Rotation der Rotoren 3, 5 nimmt der Bereich des Zufuhrports allmählich auf Null ab, wenn die Hinterkante der abgeschrägten Nut 17 die zurückgezogene Seite des Zufuhrports 18 überquert. Vorzugsweise ist das Schließen des Zufuhrports 18 zeitlich so abgestimmt, dass es mit der Reduktion auf ein minimales (Zwischenraum) Volumen der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 übereinstimmt.
  • Bei einer Kraftmaschine ist das Design der Vorderkante der abgeschrägten Nut 17 und das Design des Profils des Zufuhrports 18 so, dass eine Zufuhr des Fluids von der vorübergehend vorhandenen Kammer 23 in die Verbrennungskammer zu einem früheren Zeitpunkt in dem Zyklus möglich ist, wenn der restliche Druck in der Verbrennungskammer vor dem Laden nahe dem Umgebungsdruck ist.
  • Ein Zungenventil mag in dem Zufuhrport 18 verwendet werden, wenn sowohl der Behälterdruck als auch die Verwendungsrate des komprimierten Fluids stark variieren, wie bei einem Werkstatt-Druckluft-Versorgungssystem, das für einen breiten Bereich von Werkzeugen dient, von welchen keines enge Grenzen bezüglich Zufuhrdruck erfordert. In einem solchen Fall dient der bewegliche Abschnitt 1 der Gehäusewand hauptsächlich zum Variieren des Zufuhrmasseflusses zum Angleichen an den der variablen Rate der Fluidverwendung. Wenn andererseits der Druck in dem Druckbehälter sehr wenig variiert, wie bei einem Präzisions-Luftkompressorversorgungssystem, mag kein Zungenventil erforderlich sein, da der bewegliche Teil 1 des Gehäuses ausreichen mag, um jegliche erforderliche Variation bei der Zufuhr bereitzustellen, die erforderlich ist, um wiederholtes Stoppen und Starten der drehbaren Vorrichtung zu vermeiden, während sie eine hohe Effektivität bei allen Zufuhrraten beibehält.
  • Wenn die drehbare Vorrichtung bei einem Verbrennungsmotor verwendet wird, kann die Steuervorrichtung 2, die die axiale Bewegung des beweglichen Teils 1 steuert, direkt mit einer Leistungs- und/oder Geschwindigkeitssteuerung für Verwendung durch den Betreiber des Motors verbunden werden.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde mit besonderem Bezug auf das gezeigte Beispiel beschrieben. Es ist jedoch klar, dass Variationen und Modifikationen an dem im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Beispiel erfolgen können, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (12)

  1. Drehbare Vorrichtung (30), wobei die Vorrichtung (30) umfasst: einen ersten Rotor (3), der um eine erste Achse drehbar ist und an seinem Umfang eine Aussparung (4) aufweist, die von einer gekrümmten Oberfläche (41) begrenzt ist; einen zweiten Rotor (5), der entgegen dem ersten Rotor (3) um eine zweite Achse parallel zu der genannten ersten Achse drehbar ist und einen radialen Vorsprung (6) aufweist, der durch eine gekrümmte Oberfläche (61) begrenzt ist; wobei der erste und zweite Rotor (3, 5) für eine Rotation gekoppelt sind und ineinander eingreifen; und ein Gehäuse (20), in welchem die Rotoren (3, 5) eingeschlossen sind, wobei das Gehäuse (20) eine erste bogenförmige Aussparung (21) aufweist, die koaxial zu dem ersten Rotor (3) ist, wobei ein Rand (42) der Aussparung (4) des ersten Rotors (3) eine Gleitdichtung mit der ersten bogenförmigen Aussparung (21) während eines Abschnitts der Rotation des ersten Rotors (3) bildet, und das Gehäuse (20) eine zweite bogenförmige Aussparung (22) koaxial zu dem zweiten Rotor (5) aufweist, wobei der Vorsprung (6) des zweiten Rotors (5) eine Gleitdichtung mit der zweiten bogenförmigen Aussparung (22) während eines Abschnitts der Rotation des ersten Rotors (3) bildet, so dass für einen Abschnitt der Rotation der Rotoren (3, 5) zwischen dem ersten und zweiten Rotor (3, 5) und den bogenförmigen Aussparungen (21, 22) des Gehäuses (20) eine vorübergehend vorhandene Kammer (23) eines Volumens begrenzt ist, welches progressiv bei Rotation der Rotoren (3, 5) abnimmt; wobei die Rotoraussparung (4), der Rotorvorsprung (6) und die bogenförmigen Aussparungen (21, 22) des Gehäuses sich schraubenförmig in axialer Richtung erstrecken, gekennzeichnet dadurch, dass die bogenförmigen Aussparungen (21, 22) des Gehäuses in einem Abschnitt (1) des Gehäuses (20) gebildet sind, der relativ zu dem Gehäuse (20) und den Rotoren (3, 5) bewegbar ist, um dadurch das maximale Volumen der vorübergehend vorhandenen Kammer (23) zu variieren.
  2. Drehbare Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Abschnitt (1) an einem linearen Lager (13) für eine Hin- und Herbewegung parallel zu den Achsen beider Rotoren (3, 5) angebracht ist.
  3. Drehbare Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit Seitenwänden (9, 10), die mit den Rotoren (3, 5) die vorübergehend vorhandenen Kammern (23) definieren, wobei die Seitenwände (9, 10) Aussparungen haben, in welche der bewegliche Abschnitt (1) bewegt werden kann.
  4. Drehbare Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Steuereinrichtung (2) zum Steuern der Bewegung des beweglichen Abschnitts (1).
  5. Drehbare Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorrichtung ein Kompressor ist, mit einer Druckmesseinrichtung zum Messen des Drucks eines Arbeitsfluids in der vorübergehend vorhandenen Kammer (23) und des Drucks in einem Druckbehälter, dem komprimiertes Fluid von der vorübergehend vorhandenen Kammer (23) zugeführt werden soll.
  6. Drehbare Vorrichtung nach Anspruch 5, mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Bewegung des beweglichen Abschnitts (1), so dass der Druck in der vorübergehend vorhandenen Kammer (23) im wesentlichen gleich dem Druck in einem genannten Druckbehälter direkt vor Übertragung des Arbeitsfluids von der vorübergehend vorhandenen Kammer (23) zu einem genannten Druckbehälter ist.
  7. Drehbare Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, mit einem Zungenventil (Reed-Ventil) in einer Lieferöffnung (18) zwischen der vorübergehend vorhandenen Kammer (23) und einem genannten Druckbehälter.
  8. Drehbare Vorrichtung nach Anspruch 7, mit einer Steuereinrichtung zum Überwachen des Unterschieds zwischen dem Druck eines Arbeitsfluids in einem genannten Druckbehälter und dem maximal zulässigen Druck in einem genannten Druckbehälter und zum Steuern der Bewegung des beweglichen Abschnitts (1) zum Einstellen der Zufuhrflussrate des Arbeitsfluids von der vorübergehend vorhandenen Kammer (23) zu einem Druckbehälter gemäß der Verwendung des komprimierten Fluids.
  9. Drehbare Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die drehbare Vorrichtung einen Abschnitt eines Motors mit innerer Verbrennung bildet, wobei die Vorrichtung eine Operator-Steuereinrichtung zur Operatorsteuerung der Position des beweglichen Abschnitts (1) aufweist.
  10. Drehbare Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die gekrümmten Oberflächen (41, 61) eine solche Kontur haben, dass während des Durchlaufs des Rotorvorsprungs (6) durch die Rotoraussparung (4) die Aussparungsoberfläche (41) kontinuierlich überstrichen wird, durch sowohl eine Spitze (62) des Vorsprungs (6) als auch eine bewegliche Stelle an dem Vorsprung (6), welche Stelle entlang der Vorsprungsfläche (61) fortschreitet, um die vorübergehend vorhandene Kammer (23) zu definieren.
  11. Drehbare Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des ersten, ausgesparten, Rotors (3) um ein Verhältnis von kleiner als 1 : 1 von ganzen Zahlen niedriger ist als die Rotationsgeschwindigkeit des zweiten, mit Vorsprüngen versehenen, Rotors (5).
  12. Drehbare Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei beide Rotoren (3, 5) jeweils gleichwinklig beabstandete Aussparungen (4) und Vorsprünge (6) haben, wobei das Verhältnis zwischen Aussparungen (4) und Vorsprüngen (6) dem Geschwindigkeitsverhältnis entspricht.
DE69818429T 1997-02-05 1998-02-04 Kontrollsystem für eine wälzkolbenmaschine Expired - Lifetime DE69818429T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9702342 1997-02-05
GBGB9702342.8A GB9702342D0 (en) 1997-02-05 1997-02-05 Rotary device
PCT/GB1998/000345 WO1998035136A1 (en) 1997-02-05 1998-02-04 Control of a lobed rotor machine

Publications (2)

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