EP0249178A1 - Innenachsige Drehkolbenmaschine - Google Patents

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EP0249178A1
EP0249178A1 EP87108236A EP87108236A EP0249178A1 EP 0249178 A1 EP0249178 A1 EP 0249178A1 EP 87108236 A EP87108236 A EP 87108236A EP 87108236 A EP87108236 A EP 87108236A EP 0249178 A1 EP0249178 A1 EP 0249178A1
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/103—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49231—I.C. [internal combustion] engine making
    • Y10T29/49234—Rotary or radial engine making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/1987—Rotary bodies
    • Y10T74/19893—Sectional

Definitions

  • the invention relates to an internal-axis rotary lobe machine according to the preamble of patent claim 1.
  • a machine of this type is known for example from DE-PS 1024196 from Lück. It is comparable to the arrangement of a hollow gear and a pinion arranged in it.
  • the parts of the external rotor are usually relatively thin-walled in addition to its control openings in the radial direction and can therefore be bent out by the pressure of the working medium and in particular by centrifugal forces.
  • the entire engaging parts of the external rotor especially when the machine is elongated, are subjected to bending forces.
  • the diameter of the outer rotor can be increased. However, this also leads to an increase in the harmful spaces present in the control openings.
  • the outer rotor diameter is therefore not increased overall, but rather only by ring-like webs which connect the engagement parts of the outer rotor to one another and which are preferably narrow, i.e. like an annular disc.
  • the inside diameter of the Housing shell are brought up to the unexpanded outer diameter of the outer rotor, so that no additional harmful spaces are created.
  • the stiffening web or webs bring about a small reduction in the control cross sections of the external rotor, very high rotational speeds and any axial extension of the rotary piston machine are possible due to the invention.
  • the at least one stiffening web can be an integral part of the outer rotor or can consist of a ring which is freely placed, for example shrunk on.
  • the latter is either designed in a split manner or sleeve-shaped filler pieces are inserted axially into the spaces on both sides of the stiffening web and between the circumference of the outer rotor and the housing shell.

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Abstract

Die Eingriffsteile des Aussenläufers (a) einer Drehkolben­maschine sind zwischen ihren Enden durch einen umlaufenden Steg (s) miteinander verbunden, der zu einer wesentlichen Vergrösserung der Belastbarkeit des Aussenläufers durch Fliehkräfte führt, ohne dass sich eine Vergrösserung der schädlichen Räume der Maschine ergibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine innenachsige Drehkolbenmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine Maschine dieser Art ist beispielsweise bekannt durch die DE-PS 1024196 von Lück. Sie ist vergleichbar mit der Anord­nung eines Hohlzahnrades und einem in ihm angeordneten Rit­zel. Bei diesen Maschinen sind die Teile des Aussenläufers neben seinen Steueröffnungen in radialer Richtung meist ver­hältnismässig dünnwandig und können somit durch den Druck des Arbeitsmittels und insbesondere durch Fliehkräfte aus­gebogen werden. Ausserdem sind die gesamten Eingriffsteile des Aussenläufers,besonders bei langgestreckter Gestaltung der Maschine,Biegekräften ausgesetzt. Um die genannten dünn­wandigen Bereiche zu vermeiden, kann zwar der Durchmesser des Aussenläufers vergrössert werden. Dies führt aber auch zu einer Vergrösserung der in den Steueröffnungen vorhande­nen schädlichen Räume.
  • Um eine Versteifung der fliehkraftbelasteten Eingriffsteile des Aussenläufers ohne Vergrösserung der schädlichen Räume zu erhalten, wird erfindungsgemäss eine Drehkolbenmaschine gemäss dem Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Aufgrund der Er­findung wird somit der Aussenläuferdurchmesser nicht gesamt­haft, sondern nur durch ringartige, die Eingriffsteile des Aussenläufers miteinander verbindende Stege vergrössert, die vorzugsweise schmal, d.h. ringscheibenartig, ausgeführt sind.
  • Neben oder zwischen den Stegen kann der Innendurchmesser des Gehäusemantels bis an den unvergrösserten Aussendurchmesser des Aussenläufers herangeführt werden, so dass keine zusätz­lichen schädlichen Räume geschaffen werden. Der oder die Versteifungsstege bewirken zwar eine kleine Verringerung der Steuerquerschnitte des Aussenläufers, jedoch sind auf­grund der Erfindung sehr hohe Drehgeschwindigkeiten und ei­ne beliebige axiale Verlängerung der Drehkolbenmaschine mög­lich.
  • Der mindestens eine Versteifungssteg kann fester Bestandteil des Aussenläufers sein oder aus einem frei aufgesetzten, bei­spielsweise aufgeschrumpften Ring bestehen. Um die Montage des Aussenläufers in dem Gehäusemantel zu ermöglichen, ist dieser entweder geteilt ausgeführt oder es werden hülsen­förmige Füllstücke in die beidseitig zu dem Versteifungs­steg und zwischen dem Umfang des Aussenläufers und dem Ge­häusemantel vorhandenen Räume axial eingeschoben.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die zeich­nerische Darstellung von Ausführungsbeispielen verwiesen.
    • Abb. 1 zeigt einen Radialquerschnitt einer bekannten innen­achsigen Drehkolbenmaschine, mit durch Fliehkraft verbiegungsgefährdeten Stellen v des Aussenläufers a und verhältnismässig kleinen schädlichen Räumen r.
    • Abb.2 zeigt eine zu Abb.1 vergleichbare Maschine, jedoch mit vergrössertem Durchmesser des Aussenläufers a, so dass die fliehkraftgefährdeten Bereiche verstärkt sind, da­ für aber auch die schädlichen Räume r entsprechend er­heblich vergrössert sind.
    • Abb.3 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Drehkolbenmaschine, bei der der Gehäusemantel g,gʹ quergeteilt ist, damit der Aussenläufer a einen auf­geschrumpften Versteifungssteg s tragen kann.
    • Abb.4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Aussenläu­fers a ohne seine Endteile e, d.h. seine drei von dem Steg s umschlossenen Eingriffsteile.
    • Abb.5 zeigt eine Drehkolbenmaschine im Längsschnitt, wobei der Versteifungssteg s einstückig am Aussenläufer an­geformt ist und der Gehäusemantel g ungeteilt ist. Beiderseits des Versteifungssteges s sind in das Ma­schinengehäuse hülsenförmige Füllstücke eingebaut.
    • Abb.6 zeigt im Längsschnitt eine Drehkolbenmaschine mit mehreren Versteifungsstegen s,sʹ,sʺ, wobei aus der
    • Abb.7 entsprechend einem zugehörigen Radialschnitt die Längsteilung des Gehäusemantels g,gʹ ersichtlich ist.
  • Der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise der in den genannten Abbildungen dargestellten Drehkolbenmaschinen sind an sich durch die DE-PS 34 32 915 des gleichen Anmelders bekannt und für die vorliegende Erfindung nur von indirekter Bedeutung, so dass sich eine detaillierte Beschreibung er­übrigt.

Claims (10)

1. Innenachsige Drehkolbenmaschine, mit einem Aussenläufer und einem Innenläufer, die von einem gemeinsamen Gehäuse umschlossen sind, wobei die Läufer durch ihren gegenseiti­gen Eingriff Arbeitsräume mit veränderlichem Volumen bilden und Oeffnungen am Umfang des Aussenläufers den Ladungswech­sel steuern, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenläufer (a) zur Versteifung mindestens einen ringartigen Steg (s,sʹ,sʺ) trägt, der in Umfangsrichtung verläuft, zwischen den beiden Endteilen (e) des Aussenläufers (a) angeordnet ist und radial über den Läuferumfang übersteht.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, dass der Innendurchmesser der beidseitig zu dem Steg (s,sʹ,sʺ) angeordneten Teile des Gehäusemantels bis an den Umfang des Aussenläufers (a) heranreicht.
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, dass der Gehäusemantel quer (Abb.3) oder längs (Abb.7) geteilt ist.
4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Gehäusemantel ungeteilt ist und die beid­seitig an den Steg (s) angrenzenden Räume zwischen dem Um­fang des Aussenläufers (a) und dem Gehäusemantel durch hülsenförmige Füllstücke (f,fʹ) ausgefüllt sind.
5. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenläufer (a) mehrere ringartige Stege (s,sʹ,sʺ) trägt, wobei diese Stege durch Füllstücke (f,fʹ) eingeschlossen sind, deren Aussendurch­messer grösser ist als derjenige der ringartigen Stege.
6. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ringartige Steg (s,sʹ,sʺ) den Aussenläufer (a) umspannt.
7. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ringartige Steg (s,sʹ,sʺ) als fester Bestandteil des Aussenläufers (a) ausgeführt ist.
8. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ringartige Steg (s,sʹ,sʺ) mit den Eingriffsteilen des Aussenläufers in einem Stück gegossen ist.
9. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­durch gekennzeichnet, dass der mindestens eine ringartige Steg (s,sʹ,sʺ) einen radial ausgerichteten länglichen Quer­schnitt aufweist.
10. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn­zeichnet, dass mindestens ein ringartiger Steg (s,sʹ,sʺ) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
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