EP0339034B1 - Rotationskolbenmaschine mit dichtleisten - Google Patents

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EP0339034B1
EP0339034B1 EP88900348A EP88900348A EP0339034B1 EP 0339034 B1 EP0339034 B1 EP 0339034B1 EP 88900348 A EP88900348 A EP 88900348A EP 88900348 A EP88900348 A EP 88900348A EP 0339034 B1 EP0339034 B1 EP 0339034B1
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EP
European Patent Office
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gap
rotary
sealing
piston machine
rotary piston
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP88900348A
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English (en)
French (fr)
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EP0339034A1 (de
Inventor
Dietrich Dipl.-Ing. Densch
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Individual
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Publication date
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    • 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
    • F01C1/24Rotary-piston machines or engines of counter-engagement type, i.e. the movement of co-operating members at the points of engagement being in opposite directions
    • F01C1/28Rotary-piston machines or engines of counter-engagement type, i.e. the movement of co-operating members at the points of engagement being in opposite directions of other than internal-axis type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/044Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/02Pistons for reciprocating and rotating

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston machine with sealing strips according to the preamble of claim 1.
  • the rotors are elliptical in cross-section and the sealing strips are made up of round sealing rods which extend over the Connection part are connected to each other. Because of this construction, generally only one of the two sealing rods of a sealing strip rests on the outer surfaces of the rotors, the other sealing rod is free and without contact, this is shown in FIG. 8 of the patent mentioned.
  • the sealing strips are therefore not guided and must be brought into the sealing position by additional aids, such as the internal pressure.
  • sealing strips are simply designed and thus also easy to manufacture parts, they can be inserted axially into the gap between two adjacent rotary pistons and are therefore easy to assemble. They can also be easily replaced by removing an end wall of the housing.
  • sealing strips are not firmly connected to the rotary pistons, which seal them against one another, rather they are held in place by the fact that one sealing rod is located on one side of the gap, the other on the other side of the gap, both of which are of identical design
  • sealing rods have such large cross-sectional dimensions that they cannot be moved through the gap. Because of the connecting part connecting them, they cannot move away from each other. They are therefore generally inserted or removed axially between two adjacent rotary pistons.
  • the connecting part releasably on at least one side with the sealing rod located there.
  • the one sealing rod can be connected to the connecting part, for example via a screw connection, via hooks, a clip connection or the like.
  • Such removable sealing strips are inexpensive for special assembly and disassembly purposes.
  • the gap between two adjacent rotary pistons is limited by the circular arcs with different radii from which the rotary pistons are generated.
  • the gap is limited by an arc with a large radius R on one side and an arc with a smaller radius r on the other, a mixed form of both arcs in the area of the connection points, or an arc with a small radius r on one side and an arc with the large radius R on the other side.
  • the shape of the gap is constantly changing. Although the gap width at the narrowest point always remains constant, the distance between the curved surfaces of the adjacent rotary pistons changes at a certain distance from this gap. In other words, the access to the gap periodically becomes narrower and wider, but the actual gap width remains unchanged.
  • the distance between the two sealing rods which is determined by the connecting part, is selected transversely to their longitudinal direction so that the sealing strips always have some play transversely to the gap in all positions of the rotary pistons.
  • a piston arrangement 20 of a rotary piston machine is shown in a sectional view, which is located in a gas-tight interior 22 of a housing 24. It is formed by three identical rotary pistons 26, which are designed as straight prisms.
  • the end faces are identical.
  • the end faces are delimited by a total of six circular arc pieces 28, 30 (or four circular arc pieces 28, 30 in FIG. 5) which have different radii, namely a larger radius R and a smaller radius r.
  • the circular arc pieces with the same radius R or r each have the same arc length.
  • the circular arc pieces 28, 30 are placed alternately at connection points, in which they merge tangentially.
  • Each rotary piston 26 has an associated shaft, which is connected to it in a rotationally fixed manner and rotatably supported in the housing 24 and runs through its geometric central axis.
  • the individual shafts are rotationally synchronized with one another by means of a gear so that the relative angular position of the individual rotary pistons 26 in relation to one another is maintained.
  • the rotary pistons 26 can be rotated in the same direction as an arrow 36.
  • the end faces of the rotary pistons 26 are arranged in alignment with one another, that is to say they are located in the same planes.
  • the three rotary pistons 26 laterally delimit an inner working space 38 through their curved peripheral surfaces, which is delimited at their end regions by surfaces of the housing 24.
  • the radial distance between axis lines 40 of the shafts 34 of adjacent rotary pistons 26 is greater by the dimension of a splice S than the sum of the two different radii, that is to say R + r.
  • said gap S between adjacent rotary pistons 26 remains free. Its gap width S 'at the narrowest point is constant due to the shape of the rotary pistons 26 and their geometric arrangement on the shafts 34.
  • the seal between adjacent rotary pistons 26 is achieved by sealing strips 42; a total of as many sealing strips 42 are provided as gaps S between the rotary pistons 26.
  • the sealing strips are composed of two mutually parallel sealing rods 44, 46 and a connecting part 48 connecting them.
  • the sealing rods 44, 46 are preferably of identical design and have the length of the rotary pistons 26. They have a cross-sectional width Q which is greater than the width of the gap S, which prevents them from sliding through the gap S.
  • the two sealing rods 44, 46 of a sealing strip are located on both sides of the gap S.
  • the connecting part 48 which is narrower than the width of the gap S, crosses the gap itself.
  • the sealing rods 44, 46 have a truncated triangular profile, the connecting part is formed by a narrow web which has recesses 50 for the purpose of saving weight.
  • the large radius R is 60 millimeters small radius r equal to 15 millimeters.
  • the two sealing rods 44, 46 are tubes which are also used for the supply of a lubricant.
  • the connecting parts 48 are transverse tubes which have openings for the escape of lubricant.
  • this sealing strip 42 has the shape of a ladder with bars, which have a truncated triangular profile, and round webs.
  • a sealing strip 42 is shown, in which the two sealing rods 44, 46 have a truncated triangular cross section. The blunted tips point towards each other.
  • the connecting part 48 is again designed in the form of round rungs, which are rigidly connected to the lower sealing rod 44 at one end region, but protrude through their openings in the upper sealing rod 46 at their other end region. They end at the top in plates 52.
  • helical compression springs 54 are arranged, which press the two sealing rods 44, 46 against each other.
  • the rotary pistons 26 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 have a 120 degree rotational symmetry.
  • Rotary pistons 26 with other rotational symmetries can also be used, for example with 180 degree rotational symmetry, for this purpose reference is made to FIG. 5 and at the same time to the application by the same applicant on the same day "Stirling engine ", the content of which is fully comprehensive in order to disclose the present application heard, DE-A-3644833.8, Dec. 31, 86.
  • the construction of the end faces or cross-sectional areas of the rotary pistons 26 can be seen from FIG. 5 in the case of a 180 degree rotational symmetry.
  • the Rotary piston cross sections shown there are essentially elliptical.
  • the ellipse gap two main ball axes and two main secondary axes, each of which originate from the center, this is the intersection of the axis line 40 of the associated shaft 34 with the paper plane.
  • the two main axes are 180 degrees to each other, they run from top to bottom in the illustration.
  • the two secondary half axes are also at an angle of 180 degrees to each other, they run from left to right and at an angle of 90 degrees to the two main axis.
  • a circle with the radius r T is formed around the axis line 40, which intersects the two main and secondary axis lines, which are at 90 degrees to each other, in a total of four points 56 to 62.
  • a circular arc with the coarse radius R is made around the intersection points 56, 58 with the secondary axis lines.
  • circles with the smaller radius r are formed.
  • n is three, in the exemplary embodiment according to FIG. 5, n is two.
  • the sealing rods 44, 46 of the sealing strip 42 each have the profile of an isosceles triangle or truncated triangle.
  • the tips of both triangles point towards one another, the bases 64 run parallel to one another and at right angles to a connecting line 65 of the tips opposite them. Both triangles are congruent.
  • the advantage of the arrangement acc. Fig. 6 lies in the exact fit.
  • the connecting part 48 can be, for. B. as in the previously discussed embodiments.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenmaschine mit Dichtleisten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei der aus der US-A-3 809 026 vorbekannten Rotationskolbenmaschine mit Dichtleisten dieser Art sind die Rotoren im Querschnitt elliptisch und die Dichtleisten aus runden Dichtstangen aufgebaut, die über das Verbindungsteil miteinander verbunden sind. Aufgrund dieser Konstruktion liegt im allgemeinen nur eine der zwei Dichtstangen einer Dichtleiste an den Mantelflächen der Rotoren an, die andere Dichtstange steht frei und ohne Anlage vor, in Figur 8 der genannten Patentschrift ist dies dargestellt. Die Dichtleisten sind somit nicht geführt und müssen durch zusätzliche Hilfsmittel, wie beispielsweise den Innendruck, in die Dichtposition gebracht werden.
  • Hier setzt die Erfindung ein. Sie hat es sich zum Ziel gemacht, das Dichtsystem einer speziellen Rotationskolbenmaschine, die einen inneren, radial nur durch mindestens drei Drehkolben begrenzten Arbeitsraum aufweist, zu verbessern.
  • Hiervon ausgehend schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß die Stirnflächen der Drehkolben durch mehrere Kreisbögen begrenzt sind, die zwei unterschiedliche Radien R, r haben, von denen die Kreisbogenstücke mit gleichem Radius R bzw. r untereinander jeweils gleiche Bogenlänge haben, die abwechselnd an Verbindungspunkten aneinandergesetzt sind und an diesen tangential ineinander übergehen, wobei der radiale Abstand der Achslinien der Wellen um das Maß des Spältes S zwischen den benachbarten Drehkolben größer ist als die Summe (R + r) aus den beiden unterschiedlichen Radien R, r und die Dichtstangen jeweils das Profil eines gleichschenkligen, abgestumpften Dreiecks haben, anbei die Spitzen der Dreiecke aufeinanderweisen, die Basen parallel zueinander verlaufen und für den Winkel phi zwischen der Verbindungslinie der gegenüberliegenden, abgestumpften Spitzen der gleichschenkligen Dreiecke und ihren Schenkeln die Beziehung gilt cos phi = r + R r + R + S′ - K
    Figure imgb0001
    wobei K der auf eine Parallele zu den Basen projizierte Abstand der jeweils parallelen Schenkel ist und K positiv, negativ und Null sein kann.
  • Derartige Dichtleisten sind einfach ausgebildete und damit auch einfach herzustellende Teile, sie lassen sich axial in den Spalt zwischen zwei benachbarten Drehkolben einschieben und somit einfach montieren. Sie können dadurch auch einfach ausgetauscht werden, indem eine Stirnwand des Gehäuses entfernt wird.
  • Die Dichtleisten sind mit den Drehkolben, die sie gegeneinander abdichten, nicht fest verbunden, vielmehr werden sie dadurch an ihrem Platz gehalten, daß sich die eine Dichtstange auf der einen Seite des Spaltes, die andere auf der anderen Seite des Spaltes befindet, beide identisch ausgebildete Dichtstangen aber so große Querschnittsabmessungen haben, daß sie nicht durch den Spalt hindurchbewegt werden können. Auf Grund des sie verbindenden Verbindungsteils können sie sich auch nicht voneinander entfernen. Sie werden daher im allgemeinen axial zwischen zwei benachbarte Drehkolben eingeschoben oder entfernt. In einer bevorzugten Ausbildung wird vorgeschlagen, das Verbindungsteil an mindestens einer Seite lösbar mit der dort befindlichen Dichtstange auszubilden. Hierbei kann die eine Dichtstange mit dem Verbindungsteil beispielsweise über eine Schraubverbindung, über Haken, eine Klippsverbidung oder dergleichen verbunden sein. Derartige demontierbare Dichtleisten sind für spezielle Montage- und Demontagezwecke günstig.
  • Der Spalt zwischen zwei benachbarten Drehkolben wird durch die Kreisbögen mit unterschiedlichen Radien begrenzt, aus denen die Drehkolben erzeugt sind. Je nach Relativposition zweier benachbarter Drehkolben zueinander wird der Spalt begrenzt durch einen Kreisbogen mit großen Radius R auf der einen Seite und einem Kreisbogen mit kleinerem Radius r auf der anderen Seite, einer Mischform beider Kreisbögen im Bereich der Verbindungspunkte, oder einem Kreisbogen mit kleiner Radius r auf der einen Seite und einem Kreisbogen mit dem großen Radius R auf der anderen Seite. Beim praktischen Betrieb verändert sich also die Form des Spaltes ständig. Zwar bleibt seine Spaltbreite an der engsten Stelle stets konstant, es ändert sich aber der Abstand der gekrümmten Flächen der benachbarten Drehkolben in einem gewissen Abstand von diesem Spalt. Anders ausgedrückt wird der Zugang zum Spalt periodisch enger und weiter, wobei die eigentliche Spaltbreite aber ungeändert bleibt.
  • Diesen Veränderungen des Spaltes muß durch die Gestaltung der Dichtleisten Rechnung getragen werden. Hierzu ist der durch das Verbindungsteil bestimmte Abstand der beiden Dichtstangen quer zu ihrer Längsrichtung so gewählt, daß die Dichtleisten stets und in allen Positionen der Drehkolben zueinander etwas Spiel quer zum Spalt aufweisen. Dies bedeutet aber, daß sich die Dichtleisten beim praktischen Betrieb stets etwas hin- und herbewegen. Dabei spielen sich folgende Vorgänge ab: Wird der von dem Drehkolben eingeschlossene innere Arbeitsraum mit Druck beaufschlagt, so wird die in ihm befindliche Dichtstange jeder Dichtleiste nach außen gedrückt und bewirkt eine Abdichtung. Bei umlaufendem Motor kommen zudem Massenträgheitskräfte hinzu, die eine Anlage der einen oder der anderen Dichtstange der Dichtleiste bewirken - je nachdem, ob sich der Spalt auf Grund der Drehung der benachbarten Drehkolben vom Mittelpunkt des inneren Verbrennungsraumes entfernt oder sich diesem nähert.
  • Alternativ wird vorgeschlagen, die beiden Dichtstangen jeder Dichtleiste durch Federn gegeneinander zu ziehen, durch die sichergestellt wird, daß beide Dichtstangen sich zwar entsprechend der Verformung des Spaltes jeweils voneinander entfernen und aufeinander zubewegen können, aber dennoch beide stets dichtend anliegen. Hierdurch wird zugleich bei einer Abnutzung der Dichtstangen und gegebenenfalls der Umfangsflächen der Drehkolben erreicht, daß trotz verringerter Abmessungen auf Grund Abnutzung stets eine dichtende Anlage erzielt wird.
  • Weitere Vorteile und Nerkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:
    • Fig. 1 ein Schnittbild durch eine Rotationskolbenmaschine nach der Erfindung mit eingelegten Dichtleisten,
    • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Dichtleiste,
    • Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Figur 2,
    • Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Dichtleiste mit elastischem Verbindungsteil,
    • Fig. 5 eine Stirnansicht eines Drehkolbens
    • Fig. 6 ein Schnittbild durch zwei Drehkolben einer Rotationskolbenmaschine mit Dichtleiste, die durch Geraden begrenzt ist.
  • In Figur 1 ist schnittbildlich eine Kolbenanordnung 20 einer Rotationskolbenmachine gezeigt, die sich in einem gasdichten Innenraum 22 eines Gehäuses 24 befindet. Sie ist durch drei untereinander gleich ausgebildete Drehkolben 26 ausgebildet, die als gerade Prismen ausgeführt sind. In der Figur 1 sieht man ihre Querschnittsflächen, die Stirnflächen sind identisch. Die Stirnflächen sind durch insgesamt sechs Kreisbogenstücke 28, 30, (bzw. vier Kreisbogenstücke 28, 30 in Figur 5) begrenzt, die unterschiedliche Radien, nämlich einen größeren Radius R und einen kleineren Radius r, haben. Die Kreisbogenstücke mit gleichem Radius R bzw. r haben untereinander jeweils gleiche Bogenlänge. Die Kreisbogenstücke 28, 30 sind abwechselnd an Verbindungspunkten aneinandergesetzt, in diesen gehen sie tangential ineinander über.
  • Jeder Drehkolben 26 hat eine ihm zugeordnete, mit ihm drehfest verbundene, im Gehäuse 24 drehgelagerte Welle, die durch seine geometrische Mittelachse verläuft. Die einzelnen Wellen sind durch ein Getriebe miteinander drehsynchronisiert, so daß die relative Winkelstellung der einzelnen Drehkolben 26 zueinander erhalten bleibt. Die Drehkolben 26 sind im Sinne eines Pfeils 36 in gleichem Drehsinn drehbar. Die Stirnflächen der Drehkolben 26 sind miteinander fluchtend angeordnet, befinden sich also in jeweils gleichen Ebenen.
  • Die drei Drehkolben 26 begrenzen seitlich durch ihre gekrümmten Umfangsflächen einen inneren Arbeitsraum 38, der an seinen Endbereichen durch Flächen des Gehäuses 24 begrenzt ist.
  • Der radiale Abstand von Achslinien 40 der Wellen 34 benachbarter Drehkolben 26 ist um das Maß eines Splates S größer als die Summe aus den beiden unterschiedlichen Radien, also R + r. Dadurch bleibt der genannte Spalt S zwischen benachbarten Drehkolben 26 frei. Seine Spaltbreite S′ an der engsten Stelle ist auf Grund der Formgebung der Drehkolben 26 und ihrer geometrischen Anordnung auf den Wellen 34 konstant.
  • Die Abdichtung zwischen benachbarten Drehkolben 26 wird durch Dichtleisten 42 erreicht, insgesamt sind ebenso viele Dichtleisten 42 vorgesehen wie Spalten S zwischen den Drehkolben 26. Die Dichtleisten sind aus zwei zueinander parallelen Dichtstangen 44, 46 und einem diese verbindenden Verbindungsteil 48 zusammengesetzt. Die Dichtstangen 44, 46 sind vorzugsweise identisch ausgebildet und haben die Länge der Drehkolben 26. Sie weisen eine Querschnittsbreite Q auf, die größer ist als die Breite des Spaltes S, wodurch verhindert wird, daß sie durch den Spalt S rutschen können. Die beiden Dichtstangen 44, 46 einer Dichtleiste befinden sich beidseits des Spaltes S. Den Spalt selbst durchquert das Verbindungsteil 48, das schmaler ist als die Breite des Spaltes S.
  • Im Ausführungsbeispeil nach den Figuren 1 und 2 haben die Dichtstangen 44, 46 ein abgestumpftes Dreiecksprofil, das Verbindungsteil wird durch einen schmalen Steg gebildet, der zum Zwecke der Gewichtsersparnis Ausnehmungen 50 hat. In einem praktischen Beispiel beträgt der große Radius R gleich 60 Millimeter, der kleine Radius r gleich 15 Millimeter.
  • Im Ausführungsbeispeil nach Figur 3 sind die beiden Dichtstangen 44, 46 Rohre, die zugleich für die Zufuhr eines Schmiermittels verwendet werden. Die Verbindungsteile 48 sind querlaufende Rohre, die Öffnungen für den Austritt von Schmiermittel haben. Insgesamt hat diese Dichtleiste 42 die Form einer Leiter mit Holmen, die ein abgestumpftes Dreiecksprofil haben, und runden Stegen.
  • Im Ausführungsbeispeil nach Figur 4 ist schließlich eine Dichtleiste 42 gezeigt, bei der die beiden Dichtstangen 44, 46 abgestumpften Dreiecksquerschnitt haben. Die abgestumpften Spitzen weisen zueinander. Das Verbindungsteil 48 ist wiederum in Form von runden Sprossen ausgeführt, diese sind an ihrem einen Endbereich starr mit der unteren Dichtstange 44 verbunden, ragen aber mit ihrem anderen Endbereich durch Öffnungen in der oberen Dichtstange 46 hindurch. Sie enden oben in Tellern 52. Zwischen diesen und der ebenen Oberfläche der oberen Dichtstange 46 sind Schraubendruckfedern 54 angeordnet, die die beiden Dichtstangen 44, 46 gegeneinenader pressen. Dadurch wird - wie oben beschrieben - bewirkt, daß die beiden Dichtstangen 44, 46 jeweils in Anlage an den Mantelflächen der Drehkolben 26 sind und kein Spiel auftritt, wie es im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 zwangsläufig vorhanden ist.
  • Die Drehkolben 26 im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 haben eine 120 Grad-Drehsymmetrie. Es können auch Drehkolben 26 mit anderen Drehsymmetrien verwendet werden, beispielsweise mit 180 Grad-Drehsymmetrie, hierzu wird auf Figur 5 und zugleich auf die Anmeldung vom gleichen Tag desselben Anmelders "Stirlingmaschine ..." verwiesen, deren Inhalt voll umfänglich zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gehört, DE-A-3644833.8, 31. Dez. 86.
  • Die Konstruktion der Stirnseiten bzw. Querschittsflächen der Drehkolben 26 ist aus Figur 5 für den Fall einer 180 Grad-Drehsymmetrie ersichtlich. Die dort gezeigten Drehkolbenquerschnitte sind im wesentlichen ellipsenförmig. Die Ellipse Spalt zwei Hauptbalbachsen und zwei Hauptnebenachsen, die jeweils von dem Mittelpunkt ausgehen, dieser ist der Schnittpunkt der Achslinie 40 der zugehörigen Welle 34 mit der Papierebene. Die beiden Haupthalbachsen stehen 180 Grad zueinander, sie verlaufen in der Abbildung von oben nach unten. Die beiden Nebenhalbachsen stehen ebenfalls im Winkel von 180 Grad zueinander, sie verlaufen von links nach rechts und im Winkel von 90 Grad zu den beiden Haupthalbachsen.
  • Für die Konstruktion wird um die Achslinie 40 ein Kreis mit dem Radius rT geschlagen, der die beiden 90 Grad zueinander stehenden Haupt- und Nebenachslinien in insgesamt vier Punkten 56 bis 62 schneidet. Um die Schnittpunkte 56, 58 mit den Nebenachslinien wird ein Kreisbogen mit dem groben Radius R geschlagen. Um die beiden Punkte 60, 62, die die Schnittpunkt des Kreises mit dem Radius rT mit den beiden Hauptachslinien sind, werden Kreise mit dem kleineren Radius r geschlagen. Die Radien hängen über die folgende Formel miteinander zusammen: R - r = 2r T x cos 90 n
    Figure imgb0002
  • Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist n gleich drei, im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist n gleich zwei.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 haben die Dichtstangen 44, 46 der Dichtleiste 42 jeweils das Profil eines gleichschenkligen Dreiecks bzw. abgestumpften Dreiecks. Die Spitzen beider Dreiecke weisen aufeinander, die Basen 64 verlaufen parallel zueinander und rechtwinklig zu einer Verbindungslinie 65 der ihnen gegenüberliegenden Spitzen. Beide Dreiecke sind deckungsgleich. Mit K ist der auf eine Parallele zu den Basen 64 projizierte Abstand der jeweils parallenen Schenkel 66, 67 bezeichnet, phi ist der Winkel zwischen der Verbindungslinie 65 und den Schenkeln 66, 67. Es gilt cos φ = r + R r + R + S′ - K
    Figure imgb0003
    K kann positiv, negativ und null sein, der positive Fall ist in Fig. 6 gezeigt. Der Vorteil der Anordnung gem. Fig. 6 liegt in der exakten Passung. Der Verbindungsteil 48 kann beliebig, z. B. wie in den zuvor besprochenen Ausführungsbeispielen, ausgeführt sein.

Claims (10)

1. Rotationskolbenmaschine
A. mit einer in einem gasdichten Innenraum (22) eines Gehäuses (24) untergebrachten Kolbenanordnung (20), die aus mindestens drei einzelnen Drehkolben (26) aufgebaut ist,
- welche untereinander gleich ausgebildet sind,
- die als gerade Prismen ausgebildet sind, deren Stirnflächen von Bögen begrenzt sind,
- die mit ihnen jeweils zugeordneten, im Gehäuse (24) drehgelagerten, durch ihre geometrische Mittelachse verlaufenden und über ein Getriebe miteinander drehsynchronisierten Wellen (34) drehfest verbunden sind, mit denen sie im gleichen Drehsinn (36) drehbar sind,
- die miteinander fluchtend angeordnete Stirnflächen haben, und
- die einen inneren Arbeitsraum (38) seitlich durch ihre gekrümmten Umfangsflächen begrenzen,
wobei zwischen benachbarten Drehkolben (26) in jeder Position ein Spalt S mit einer Breite S′ vorliegt,
B. und mit Dichtleisten (42), wobei jedem Spalt S eine Dichtleiste (42) zugeordnet ist, die jeweils zwei zueinander parallele Dichtstangen (44, 46) aufweist,
- die eine Querschnittsbreite haben, die größer ist als die Breite S′ des Spaltes S und
- die jeweils deckungsgleich sind, die durch ein Verbindungsteil (48) miteinander verbunden sind, das schmaler ist als die Breite S′ des Spaltes S und
- die eine Länge aufweisen, die im wesentlichen der Länge der Drehkolben (26) entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Drehkolben (26) durch mehrere Kreisbögen (28) begrenzt sind, die zwei unterschiedliche Radien R, r haben, von denen die Kreisbogenstücke mit gleichem Radius R bzw. r untereinander jeweils gleiche Bogenlänge haben, die abwechselnd an Verbindungspunkten (32) aneinandergesetzt sind und an diesen tangential ineinander übergehen, wobei der radiale Abstand der Achslinien (40) der Wellen (34) um das Maß des Spaltes S zwischen den benachbarten Drehkolben (26) größer ist als die Summe (R + r) aus den beiden unterschiedlichen Radien R, r und die Dichtstangen (44, 46) jeweils das Profil eines gleichschenkligen, abgestumpften Dreiecks haben, wobei die Spitzen der Dreiecke aufeinanderweisen, die Basen (64) parallel zueinander verlaufen und für den Winkel phi zwischen der Verbindungslinie (65) der gegenüberliegenden, abgestumpften Spitzen der gleichschenkligen Dreiecke und ihren Schenkeln (66, 67) die Beziehung gilt cos phi = r + R r + R + S′ - K
Figure imgb0004
wobei K der auf eine Parallele zu den Basen (64) projizierte Abstand der jeweils parallelen Schenkel (66, 67) ist und K positiv, negativ und Null sein kann.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (48) elastisch ist und eine die beiden Dichtstangen (44, 46) gegeneinander ziehende Vorspannung hat.
3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Verbindungsteils (48) fünf Prozent bis fünfzig Prozent kleiner ist als die Breite S′ des Spaltes S.
4. Rotationskolbenmaschinenach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstangen (44, 46) eine Ölbohrung für die Zufuhr von Schmieröl in den Dichtbereich zwischen den Drehkolben (26) aufweisen.
5. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Dichtstange (44 oder 46) der Dichtleiste (42) mit dem Verbindungsteil (48) lösbar verbunden ist.
6. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ebenso viele Dichtleisten (42) wie Drehkolben (26) vorgesehen sind.
7. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (26) eine 180 Grad- oder 120 Grad-Drehsymmetrie haben.
8. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstangen (44, 46) mittels Druckfedern (54) an die Drehkolben angedrückt werden.
9. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstangen in Längsrichtung ebene Dichtflächen aufweisen und mit diesen an den Drehkolben anliegen.
10. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien R und r der Kreisbögen (28, 30) über die Formel R - r = 2r T x cos 90 n
Figure imgb0005
miteinander zusammenhängen, wobei die Mittelpunkte der Kreisbögen (28, 30) auf Haupt- und Nebenachslinien des ellipsenähnlichen Drehkolbenquerschnittes liegen und von Schnittpunkten (56, 58, 60, 62) dieser Haupt- und Nebenachslinien einen Abstand rT haben und wobei n ganzzahlig ist.
EP88900348A 1986-12-31 1987-12-31 Rotationskolbenmaschine mit dichtleisten Expired - Lifetime EP0339034B1 (de)

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