WO1997013957A1 - Drehkolbenmaschine - Google Patents

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WO1997013957A1
WO1997013957A1 PCT/EP1996/004408 EP9604408W WO9713957A1 WO 1997013957 A1 WO1997013957 A1 WO 1997013957A1 EP 9604408 W EP9604408 W EP 9604408W WO 9713957 A1 WO9713957 A1 WO 9713957A1
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WO
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tooth
rotor
disks
control rotor
outlet opening
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/004408
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English (en)
French (fr)
Inventor
Adolf Hupe
Original Assignee
Adolf Hupe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adolf Hupe filed Critical Adolf Hupe
Publication of WO1997013957A1 publication Critical patent/WO1997013957A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/14—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F01C1/20—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with dissimilar tooth forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
    • F01C1/084—Toothed wheels

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston machine with a disk-shaped main rotor, an axially parallel, disk-shaped control rotor rotating in the opposite direction to the main rotor, a housing receiving both rotors, at least one outlet opening which is arranged in the housing in the region of an axial end of the control rotor and from This can be closed depending on the angle of rotation, and at least one tooth projecting radially from the main rotor, which in the compression mode includes a compression chamber with decreasing volume during a compression phase with the control rotor and with the peripheral wall and the end walls of the housing when the outlet opening is closed and, during the progressive rotation, engages in a tooth recess of the control rotor which exposes the outlet opening and forms with it two axially parallel sealing lines which can be moved towards one another and which form a remainder connected to the outlet opening Include extension space.
  • a rotary lobe machine of this type can be used, for example, as a compressor, as an expansion engine or as a vacuum pump for compressible media.
  • a rotary lobe machine of this type can be used, for example, as a compressor, as an expansion engine or as a vacuum pump for compressible media.
  • the machine as a compressor is to be considered in this application, without any intention to limit it to this special application.
  • the subject of the invention is a so-called transverse compressor, in which the compression space extends over the entire axial length of the rotors and an internal compression is achieved in that the volume of the compression space is caused by the opposite rotation of the main rotor and the control rotor is reduced in the circumferential direction of the rotors, while the outlet opening is kept closed by the control rotor.
  • a rotary piston machine with the features specified in the preamble of claim 1 is known from DE-OS 20 50 956.
  • a thin outer disk is attached to the opposite ends of the main rotor and the control rotor, the profile of which is different differs from that of the central part of the rotor.
  • the outer disks of the control rotor projecting further in the radial direction serve to keep the outlet opening formed in the end wall of the housing closed.
  • the leading edge of the tooth recess of the control rotor in the outer pane is set back further in order to keep the outlet opening closed for a longer time in the compression phase.
  • a comparable rotary piston machine is described in GB-PS 992 226.
  • the outlet opening is also formed there in an end wall of the housing.
  • the two rotors roll against each other with their base circles.
  • the main rotor has two teeth projecting from the base circle, which engage in corresponding tooth recesses of the control rotor.
  • the housing has a peripheral wall which surrounds the tip circles of the two rotors and in which an inlet opening is formed at the point at which the two tip circles overlap.
  • the enclosed volume is also limited by the circumference of the control rotor, and the trapped tooth of the main rotor compresses the enclosed gas.
  • the next tooth trough of the control rotor moves past the region of the end wall of the housing in which the outlet opening is located, the compressed gas is pushed out through the outlet opening.
  • the tooth of the main rotor enters the tooth recess of the control rotor.
  • the tooth is then virtually in contact with the contour of the tooth recess on two axially parallel sealing lines, so that an extension space is formed which has a connection to the outlet opening but is separated from the other peripheral regions of the rotors.
  • the volume of the ejection chamber is practically reduced to zero, so that the compressed gas is completely pushed out into the outlet opening.
  • a problem with this prior art is that the flow cross-section of the outlet opening and the remaining extension space towards the end of the extension phase through the control rotor and the tooth of the main rotor is increasingly narrowed, so that the flow resistance to be overcome when the remaining volume is pushed out becomes greater.
  • the thickness of the rotor disks cannot therefore be increased arbitrarily, because otherwise the ratio between the volume of the extension space and the flow cross-section would become so unfavorable that high energy losses and high thermal loads would occur.
  • the same difficulty arises when the speed of the machine is increased. There is therefore a limit to an increase in performance in machines of this type.
  • the problem can be alleviated by enlarging the outlet opening, but this generally leads to the fact that the flow conditions are improved in the initial phase of the extension, but the constrictions remain in the remaining extension phase .
  • DE 28 35 826 AI describes a machine in which an additional outlet opening is provided at the base of the toothed trough of the control rotor, through which part of the compressed medium can be discharged with the aid of a control cylinder which engages axially in the control rotor.
  • the rotors each consist of a larger number of disks which follow one another in the axial direction and are each rotated relative to one another by a certain angle, so that they form screw-shaped, coherent compression spaces.
  • the last pair of discs is in constant communication with the outlet of the compressor and there is none Possibility to shut off the outlet opening in phases using a control rotor.
  • Internal compression is achieved here in that the volume of the compression spaces decreases in the axial direction of the rotors from the inlet side to the outlet side. This can be achieved, for example, by reducing the disk thickness, the inside diameter of the housing or the profile depth of the rotor teeth.
  • the gas volume initially enclosed by the first pair of disks is passed on axially from pair of disks to pair of disks and is thereby compressed in stages.
  • the mode of operation of these machines is similar to that of screw compressors, with the only difference that the continuous screw profile is replaced by individual disks which are rotated relative to one another and which are easier to manufacture. Examples of machines of this type are described in DE-OS 15 03 663, DE 29 34 065 AI, DE 29 44 714 and DE 33 32 707.
  • a disadvantage of these machines is that a relatively large number of disk pairs is required in order to achieve high compression.
  • the object of the invention is to provide a rotary piston machine of the type mentioned at the outset in which the discharge of the compressed medium is improved, in particular in the final phase of the discharge process.
  • the machine according to the invention remains a transverse compressor in which the compression takes place uniformly over the entire axial length of the rotors, while the outlet opening is kept closed by the outer disk of the control rotor . Due to the twisted arrangement of the outer disks, the time of closing the outlet opening is delayed. The compressed medium is therefore first ejected in the area the base plate, so that the medium is first displaced from the tooth recess of the base plate into the tooth recess of the outer plate and is then pushed out of phase into the outlet opening.
  • the volume of the remaining push-out space is thus reduced in two steps, so that the medium that is displaced from the part of the residual push-out space delimited by the base disks only needs to cover the relatively short distance to the subsequent part of the remaining push-out space that passes through the outer disks is limited.
  • the total time available for ejecting the medium from the ejection space is increased in this way by an amount that corresponds to the angle of rotation between the base and outer disks. This results in a significant improvement in the extension behavior, so that operation at a higher speed becomes possible for a given total thickness of the disk-shaped rotors.
  • the delayed opening of the outlet opening has the effect that the compression ratio is increased.
  • FIG. 1 shows a radial section through a rotary piston machine according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows an axial section along the line III-III in FIG. 2; 4 shows a further development of the machine according to FIGS. 2 and 3;
  • FIG. 5 u. 6 perspective views of a control rotor and one
  • FIG. 7 shows a modification of the machine according to FIG. 4.
  • FIG. 10 shows a section through a machine according to a further exemplary embodiment
  • FIG. 11 shows a section through a machine according to a further embodiment
  • FIG. 12 is a perspective view of a main rotor
  • Fig. 14 shows a modification of the embodiment of FIG.
  • FIG. 16 shows a section along the line XVI -XVI in FIG. 15;
  • FIG. 17 shows a section through a machine according to a further embodiment
  • 19 is a schematic section through a rotary piston machine with oil injection
  • FIG. 20 shows a perspective view of a rotor of the machine according to FIG. 19;
  • FIG. 22 shows a section through a rotary piston machine according to a further exemplary embodiment
  • FIG. 23 shows an axial partial section through the machine according to FIG.
  • FIG. 24 is a perspective view of the control rotor of FIG.
  • Fig. 25 to 35 diagrams of different rotor designs.
  • the rotary lobe machine shown in FIG. 1 has a housing 10 which accommodates two disk-shaped rotors, namely a main rotor 12 and a control rotor 14.
  • the rotors can be rotated about parallel axes 16, 18 and roll with their base circles 20, 22 to form at least one sealing line from.
  • the end faces at the opposite axial ends of the rotors are close to the end walls of the housing 10 and portions of the outer periphery of the rotors seal against the inner surface of the peripheral wall 24 of the housing so that the interior of the housing 10 is divided into several by the rotors separate rooms with variable shape and variable volume is divided.
  • the term "tight" means that the parts which are movable relative to one another either come into contact with one another via sliding seals or move past one another without contact and thereby form a sealing gap which is dimensioned such that a gas exchange between the separated ones Broaching is prevented except for negligible leakage flows.
  • the main rotor 12 has two diametrically opposed teeth 26, each of which is in one of three toothed troughs 28 during the rolling movement Control rotor 14 engage.
  • the diameters of the partial circles 20 and 22 of the main rotor and the control rotor are accordingly in a ratio of 2: 3.
  • the main rotor 12 rotates clockwise in Figure 1 and the control rotor 14 rotates counterclockwise as indicated by arrows in Figure 1.
  • the teeth 26 of the main rotor are each adjoined in the direction of rotation by an elevated plateau 30, which corresponds to a corresponding flat recess 32 in the peripheral surface of the control rotor 14.
  • the housing 10 has in its peripheral wall 24 on the right side in Figure 1 an inlet opening 34 for the gas to be compressed.
  • This inlet opening is connected to an inlet volume 36 delimited by the housing 10 and the two rotors.
  • the tooth 26 of the main rotor 12, which faces the control rotor 14, moves toward the inlet opening 34.
  • This tooth has passed the inlet opening 34, it separates a partial volume from the inlet volume 36 which is delimited by the two teeth 26 of the main rotor and is transported to the opposite side of the housing with the rotation of the main rotor.
  • the control rotor 14 separates a further partial volume from the inlet volume 36 which is delimited by the tooth recess 28 and the recess 32.
  • the partial volumes delimited by the two rotors unite to form a compression space 38, in which the gas is compressed as the rotors continue to rotate.
  • the main rotor 12 and the control rotor 14 do not have a uniform profile over their entire axial length, but they can be thought of as being divided into a plurality of axially successive disks, each having a slightly different profile.
  • the profiles of the disks are each rotated relative to one another by a certain angle.
  • the respective middle slices of the The main rotor 12 and the control rotor 14 are shown in section in FIG. 1 and are to be referred to as base plates 42 and 44, respectively. These base disks 42, 44 are connected to an outer disk 46 and 48 at each axial end.
  • the outer disks 48 of the control rotor 14 control the opening and closing of the outlet openings 40 provided in the two opposite end walls of the housing 10.
  • the outer disks 46, 48 are arranged rotated relative to the respective base disks 42, 44 against the direction of rotation of the rotors.
  • the compression phase is therefore only finished when a control edge 50 on the leading flank of the tooth recess 28 in the outer pane 48 sweeps over the outlet opening 40.
  • the tooth profiles of the teeth 26 of the main rotor lie completely outside the pitch circle 20 of this main rotor.
  • the part of each tooth 26 belonging to the base disk 42 has a convex, approximately quarter circle-shaped leading flank and a convex, epicycloid-shaped trailing flank, which form an axis-parallel edge P with the plateau 30 and an axis-parallel edge Q with the pitch circle 20. Between these flanks there is a tip circle surface 52 at the apex of the tooth, which extends over a central angle ⁇ .
  • the leading flank merges smoothly into the tip circle surface 52, while an axially parallel edge R is formed between the trailing flank and the tip circle surface (see lower tooth 26 in FIG. 1).
  • the part of the tooth 26 belonging to the outer disk 46 has the same profile, but rotated by an angle ⁇ .
  • each tooth recess 28 belonging to the base plate 44 of the control rotor 14 is delimited by axially parallel edges S and T and has concave epicycloidal or arcuate flanks, between which there is a circular footprint (without reference number) at the base of the tooth recess.
  • This base circle surface extends over the central angle ⁇ '.
  • the profile of the tooth recesses 28 in the outer disks is rotated by the angle ⁇ '.
  • the plateau 30 of the main rotor enters the recess 32 of the main rotor in the area of the base plates 42 and 44 Control rotor, so that the gas is displaced axially from the area of the base disks into the areas of the outer disks with increasing compression.
  • the plateau 30 also enters the recess 32 in the outer disks, so that the gas is displaced further in the direction of the tooth recess 28.
  • the compression phase has ended and the extension phase begins when the control edge 50 on the toothed recess of the control rotor reaches the outlet opening 40.
  • tooth 26 enters tooth recess 28.
  • edge R on the tip circle surface 52 of the tooth 26 and the trailing edge T of the tooth recess 28 meet on the projecting nose 54 of the housing wall 24 (on the left in FIG. 1).
  • the edge P of the tooth 26 coincides with the leading edge S of the tooth recess 28.
  • two sealing lines are formed, which enclose the compressed gas volume in the tooth recess 28.
  • the edge R of the tooth 26 sweeps along the trailing flank of the tooth recess 28, so that the corresponding sealing line shifts in the direction of rotation of the two rotors.
  • the leading flanks of the tooth 26 and the tooth recess 28 roll against each other, so that the sealing line there shifts against the direction of rotation.
  • the displacement process described above also takes place in the area of the outer disks, so that the compressed gas is completely pushed out into the outlet opening 40 (or the outlet openings 40 at both axial ends of the machine).
  • FIG. 1 illustrates the state shortly before the end of the extension phase, in which the extension space 56 has shrunk to a small crescent-shaped volume in the region of the outer disks which overlaps the outlet opening 40.
  • the crescent-shaped cross-sectional area of this extension space also forms the still free opening cross-section of the outlet opening 40 through which the remaining before gas has to be pushed out. As the rotation continues, this cross-sectional area decreases to zero. If the rotors 12, 14 were not subdivided into base or outer disks, but instead had a uniform profile over their entire axial length, the relatively small passage cross section would be offset by a relatively large remaining volume of the extension space 56, and the result would be a very high one Flow resistance.
  • the remaining volume to be pushed out is not determined by the total thickness of the rotor disks, but only by the substantially smaller thickness of the outer disks.
  • the ratio between flow cross-section and volume is therefore considerably more favorable, and the flow resistance to be overcome is correspondingly lower.
  • the recesses 32 of the control rotor are formed here only in the base disc 44, while the outer discs 48 extend over their entire circumference - with the exception of the tooth troughs 28 - to the inner surface of the peripheral wall 24 of the housing. This makes it possible to extend the outlet opening 40 in the radial direction beyond the base of the recesses 32 and Allow to reach close to the housing wall so that a larger outlet cross-section is available at least at the beginning of the extension phase.
  • FIG. 3 shows the disk-shaped structure of the control rotor 14 and the arrangement of the outlet openings 40 in both end walls 60 of the housing 10.
  • a gear housing 62 can be seen, which receives a drive pinion 64 for the control rotor 14.
  • the base disk 44 and the two outer disks 48 are formed here as separate disks which are mounted in a rotationally fixed manner on a common shaft 66 mounted in the end walls 60 of the housing and are locked to one another in a manner known per se by wedges, bolts and the like.
  • This design allows the disks to be manufactured separately first, so that the tooth profiles can be machined easily and with high precision. The same applies analogously to the control rotor.
  • the outlet cross section is enlarged even further in that a part 40 ′ of the outlet opening 40 is formed in the peripheral wall 24 of the housing 10.
  • the part 40 'of the outlet opening lying in the peripheral wall is kept closed by the outer disk 48 until the toothed cavity 28 reaches the outlet opening.
  • a further special feature of the embodiment according to FIG. 4 is that a groove 68 is formed in the trailing flanks of the teeth 26 in the area of the base plate and the outer discs, which briefly connects the above-mentioned sickle space 58 to the compression space 38, in order to ensure a defined gas pressure in the sickle space, which is approximately equal to the suction pressure. The content of this sickle room is thus conveyed back to the suction bar without loss.
  • FIGS. 5 and 6 show perspective views of the control rotor 14 and of the main rotor 12 of the machine according to FIG. 4. The position of the outlet opening 40 immediately before opening is shown in broken lines.
  • a narrow intermediate plate 70 is inserted between the base plate 44 and the outer plates 48.
  • the recesses 32 are formed only in the base plate 44.
  • the leading flanks of the tooth trough 28 are flush with the corresponding flanks of the tooth trough in the base disk 44, while the trailing flanks are flush with the trailing flanks of the tooth trough in the outer disks 48.
  • the main rotor 12 has washers 42 with a correspondingly adapted contour.
  • the intermediate disks 70, 72 improve the transfer of the compressed gas from the area of the base disks 42, 44 into the area of the outer disks 46, 48 during the ejection process. It is therefore possible to rotate the outer disks relatively far relative to the base disks without the axial gas flow from the base disks to the outer disks being throttled too much.
  • FIG. 7 shows an embodiment variant in which the tooth profile of the base disks differs from that of the outer disks.
  • the leading tooth flank is connected to the adjacent plateau 30 by a rectilinear rolling zone 74, which forms a tangent to the tooth flank and the plateau 30.
  • the tooth recess in the base plate 44 of the control rotor accordingly has a rounded rolling zone 76 instead of the edge S in FIG. 1. This profile shape results in a more uniform course of the compression and extension process.
  • the teeth of the main rotor have rectilinear trailing flanks which, similar to the grooves 68 according to FIG. 4, allow ventilation of the sickle space 58.
  • the tooth profile is selected such that the edges Q and T form a new sealing line before the sealing line between the edge R of the tooth and the base of the tooth recess is removed.
  • FIG. 8 shows an enlarged partial section of an embodiment in which the axially parallel edges of the main rotor 12 and the control rotor 14, which form a sealing line with an opposite surface of the respective other rotor, are not formed with sharp edges, but are rounded off.
  • the center of curvature of the rounding lies on the part circle line 20 and 22, respectively.
  • FIG. 9 shows an embodiment in which the pitch circle ratio of the main and control rotor is 1: 1 and consequently the two teeth 26 of the main rotor 12 are opposed by only two tooth recesses 28 of the control rotor 14.
  • FIG. 10 Base plate and the outer panes increase considerably.
  • two intermediate disks 72 and 78 see the base plate 42 and each outer disc 46 that each tooth of the main rotor 12 extends over an angular range of 170 °. This angular range is measured from the foot of the leading flank of the tooth in the base plate to the foot of the trailing flank of the tooth in the outer plate.
  • the base plate 42 and the intermediate plates 72 and 78 each have an extended tip circle surface 52 or 52 'with a relatively large center angle oc, and the rotation from disk to disk is chosen so large that the tip circle surfaces of adjacent disks are just level still overlap.
  • the outer disk 46 in turn has only a relatively short tip circle area 52.
  • the perspective illustration in FIG. 12 conveys an idea of the geometric shape of the main rotor 12 according to FIG. 10, although the total rotation there is smaller.
  • FIG. 11 shows an embodiment in which two main rotors 12 are arranged diametrically opposite one another on a common control rotor 14.
  • Each main rotor 12 is assigned a separate inlet opening 34 and two outlet openings 40 (at the opposite axial ends of the housing), and the arrangement of the inlet and outlet openings is axially symmetrical with respect to the axis of the control rotor 14.
  • the not only in the Rotors, but also completely symmetrical construction in the housing offers the advantage that the housing hardly warps due to the operational heating and therefore longer machines can be realized.
  • the main rotors 12 of the embodiment according to FIG. 1 1 have the shape shown in FIG. Between the base plate 42 and each outer plate 46, two intermediate plates 72 and 78 are again provided. The teeth of the base plate 42 have only a short tip surface 52, while the intermediate plates have longer tip surfaces 52 '.
  • the thickness of the outer disks 46 is significantly smaller than that of the base disks 42.
  • the thickness of the intermediate disks 72 which directly adjoin the base disk 42 is greater than the thickness of the outer disks 46, while the thickness of the other intermediate disks 78 is smaller than that of the base disks 46.
  • the axial length and thus the volume of the ejection spaces caused by the base disk 42, the intermediate disks 72 and the Outer disks 46 are defined, thus gradually decreases towards the outlet openings.
  • the narrow intermediate washers 78 essentially have the function of closing the gap between the tip circular surfaces of the intermediate washer 72 and the outer washer 46.
  • FIG. 13 illustrates a first exemplary embodiment of a design in which the teeth 26 and tooth troughs 28 are formed both on the main rotor 12 and on the control rotor 14 and the profile depth of the teeth and tooth troughs is 50% inside and 50% outside the Pitch circle 20 or 22 of the rotor in question.
  • the pitch circle diameter is thus the arithmetic mean of the tip circle diameter and the root circle diameter.
  • the leading flanks of the teeth in this case are convex in the main rotor 12 and concave in the control rotor 14, while conversely the trailing flanks in the teeth in the main rotor 12 are concave and convex in the control rotor 14.
  • the concave tooth flanks each flow smoothly into the immediately adjacent tooth depression 28.
  • the main rotor 12 and the control rotor 14 are identical in construction, and they each have only one tooth and one tooth recess.
  • the main rotor 12 has a base disk 42, two intermediate disks 72 and two outer disks 46. All disks each have the same tooth profile and are rotated relative to one another in such a way that the tip circle surfaces of the tooth 26 just overlap in the successive disks.
  • FIG. 14 shows a variant of this design, in which the main rotor 12 and the control rotor 14 are again designed differently.
  • the main rotor 12 here has the entire circumference outside the tooth and the tooth recess has an outside diameter that is smaller than the pitch circle diameter, while the control rotor 14 has a correspondingly larger outside diameter.
  • the outer edge of the outlet opening 40 formed in the end wall of the housing 10 can therefore be placed radially further outwards, so that a larger opening cross section is obtained.
  • FIG. 14 shows the state in which the extension phase in the plane of the base disks 42, 44 has just ended and the sealing line between the main rotor tooth and the tooth recess of the control rotor 14 has just been released becomes.
  • the tooth of the control rotor 14 has formed a new sealing line with the tooth recess 28 of the main rotor.
  • a lenticular volume 80 is therefore temporarily enclosed between these sealing lines.
  • this inclusion has not yet occurred in the plane of the outer disks 46, 48, so that the volume 80 still has a connection via the outer disks to the space surrounding the two rotors, which in its entirety is still under the suction pressure.
  • FIG. 15 there is a greater twist between the base and outer disks, and the teeth have correspondingly longer tip circles.
  • the compression begins when the tip circular surfaces of the teeth reach the nose of the peripheral wall 24 of the housing or the rear edge of the inlet opening 34 in the direction of rotation. If the outer disks are rotated more, the case could arise that the volume 80 enclosed between the concave tooth flanks still has a connection to the compression space when compression has already started. Since this volume 4 then opens again to the side of the inlet opening 34, compression energy would thus be lost. This can be avoided by moving the inlet opening 34 in the direction of rotation of the main rotor 12, so that the compression does not begin until a later point in time. However, this reduces the initial volume of the compression space. In practice, this design will therefore only work with moderate twists between the outer and base plates.
  • the outlet opening 40 extends again to the peripheral wall 24 of the housing, and it extends with a part 40 'into this peripheral wall, as can be seen in FIG. 16.
  • the diameter of the outer disks 48 outside the tooth recess 28 is increased to the inside diameter of the housing.
  • the inlet opening 34 has a step 82. If, in the plane of the base plate 42, the tooth of the main rotor 12 reaches the rear edge 84 of the outlet opening in the direction of rotation, the tooth just reaches step 82 in the plane of the outer plate 46, so that the compression chamber is completely separated from the inlet opening 34 at this moment, despite the rotation of the outer disk 46.
  • FIG. 17 shows an embodiment in which the main rotor 12 and the control rotor 14 each have two teeth and two tooth recesses.
  • the inlet opening 34 is not formed in the peripheral wall 24, but also in the end walls of the housing 10. It is adapted to the contour of the housing and has the shape of a number "3" in the example shown.
  • a sealing compound or spacer 86 is inserted between the adjoining disks, the outline of which is shown in dotted lines in FIG.
  • the main rotor 12 from FIG. 17 is shown as a representative of this figure.
  • the spacer disk 86 extends over the overlap area of the base disk and the outer disk.
  • control rotor 14 and to the rotors according to the other embodiments, and where appropriate also to the transitions between the base plate and the intermediate plate or between the intermediate plate and the outer plate.
  • the spacer can also be part of one of the two adjacent disks.
  • FIG. 19 shows an example of an embodiment in which a plurality of spray nozzles 88 are arranged in the end wall of the housing 10. Some of these spray nozzles open directly into the compression space 38 outside the circumference of the rotors. Further spray nozzles 88 are arranged close to the outlet opening 40 and are only released by the control rotor 14 when they are swept by the toothed recess 28 thereof.
  • coolant for example oil or water
  • an axial groove 90 is provided at the bottom of the toothed troughs 28 of the control rotor 14, which has a connection to an extension 92 of the outlet opening 40 in the region of the outer disks.
  • the base disc 44 also has an axial groove 94 at the base of the tooth recess 28, which, however, is offset relative to the groove 90 of the outer disc due to the twisted arrangement of the discs.
  • a transfer of liquid from the area of the base plate into the area of the outer plate is made possible by the fact that a further groove 96 is provided in the base plate 48 which axially adjoins the end of the groove 94 of the base plate. If the gas is gradually displaced from the extension spaces in the area of the base disks and then in the area of the outer disks, the liquid can thus first through the grooves 94 and 96 and then, if the extension space also narrows in the area of the outer pane, through the groove 90 can be derived into the outlet opening 40.
  • FIG. 21 illustrates a further design, which represents an intermediate form between the designs according to FIG. 9 and FIG. 17.
  • the profile depth of the tooth profile is 68% outside the pitch circle 20 of the main rotor 12.
  • the leading flanks of the teeth 26 in the base plate 42 and in the outer plate 46 are flush with one another, and only the rectilinear trailing flanks of the teeth are rotated against each other.
  • the concave trailing flanks of the tooth troughs are rotated relative to one another in the control rotor 14, while the leading flanks of the tooth troughs in the base disk 46 and the outer disk 48 are flush with one another.
  • FIGS. 22 to 24 finally illustrate yet another possibility of increasing the usable cross section of the outlet opening 40.
  • the control rotor 14 has at its axial end facing the end wall of the housing a cylindrical concentric recess 97 (FIG. 24) into which a control cylinder 98 fixed to the housing projects.
  • a further part 40 "of the outlet opening 40 is formed, so that part of the ejected gas can be discharged radially inwards via the part 40" of the outlet opening and then axially through the control cylinder 98.
  • the tooth recess 28 has in the area of the outer disc 48 has a recess 102 at its base, as can be seen in the perspective view in FIG.
  • the contour of the outlet opening 40 is shown in dashed lines there. It can be seen that this outlet opening 40 is not only opposite the end face of the outer pane 48, but also the part 40 "mentioned on the inner periphery of the outer pane and the part 40 'mentioned earlier on the outer periphery of the outer pane 48.
  • the intermediate disk 70 has the same outer diameter as the outer disk 48, and the outlet opening 40 also has a part 40 '' which lies opposite the circumference of the intermediate disk 70.
  • the contour of the outlet opening 40 is selected such that all of its parts are released simultaneously through the recess 102 or through the tooth recess 28 in the region of the outer pane and the intermediate pane.
  • the outlet opening can also be formed entirely in the control cylinder 98.
  • the cutting plane lies at the level of the outer disks 46, 48.
  • the successive disks are each rotated relative to one another by the same angle.
  • the control rotor 14 has four tooth troughs 28, while the main rotor 12 has only two teeth 26. In this case, the ratio of the pitch circle diameters is 1: 2.
  • FIGS. Various basic types of the rotor configuration are shown once again in summary in FIGS. These figures each show a development of the peripheral surface of the main rotor.
  • the direction of rotation is the direction perpendicular upwards in the drawing plane.
  • the tip circles of the teeth in the base plate, the outer plates and, if appropriate, the intermediate plates are shown as rectangles.
  • the axial center lines of the tip circular surfaces are shown in dash-dot lines.
  • FIGS. 25 to 27 each show a rotor with three disks, namely a base disk 42 and two outer disks 46.
  • the leading edges of the tip circular surfaces are flush, and only the trailing edges of the outer disks 46 are offset against the direction of rotation .
  • the tip circular surfaces in the base plate and in the outer plates have the same length (in the circumferential direction), and the outer plates are offset overall from the base plate.
  • both the leading edges and the trailing edges are offset, but the tip circular surfaces in the outer disks 46 have a smaller length in the circumferential direction than in the base disk.
  • the axial length of the base plate 42 relative to the axial length of a single outer plate 46 is 8: 3.
  • FIGS. 28 to 31 show rotors with five disks, namely a base disk 42, two intermediate disks 72 and two outer disks 46.
  • the leading edges of the tip circular surfaces in the base disk and the intermediate disks 72 are flush, while the leading edges of the tip circular surfaces lie further back in the outer disks 46.
  • the trailing edges are offset from pane to pane.
  • the base plate 42, the intermediate plates 72 and the outer plates 46 are each offset by the same angle, so that their top circular surfaces still overlap.
  • the leading edges of the tip circular surfaces are evenly offset from disk to disk, while the trailing edges of the tip circular surfaces are flush with the intermediate disks 72 and the outer disks 46.
  • the configuration according to FIG. 31 differs from that according to FIG.
  • the ratio of the axial lengths of the base plate 42, the intermediate plate 72 and the outer plate 46 is 3: 1: 1 in each case.
  • the intermediate disks 72 are considerably narrower than the outer disks 46, while their circumferential tip area is considerably longer in the circumferential direction than in the case of the base disk and the outer disks. In the circumferential direction (in the vertical direction in the drawing) there is no longer any overlap between the tip circular surfaces of the base plate 42 and the outer plates 46. The gap is bridged by the tip circular surfaces of the washers 72.
  • FIG. 33 two intermediate disks 72 and 78 are provided between the base disk 42 and each outer disk 46. This configuration corresponds approximately to that according to FIG. 12.
  • a further intermediate disc 72 ' is inserted between the wide intermediate discs 72 and the narrow intermediate discs 78 according to FIG. 34, the width of which corresponds to that of the intermediate disc 72.
  • the base plate 42 and the intermediate plates 72, 72 'and 78 are evenly offset from one another.
  • the configuration according to FIG. 35 differs from that according to FIG. 34 in the thickness and in the degree of rotation of the disks.
  • the base plate 42 is kept somewhat narrower here, while the intermediate plates 72 and 72 'have a somewhat larger thickness which corresponds to half the thickness of the base plate.
  • the thickness of the outer washer 78 is equal to the thickness of the outer washer 46.
  • the base washer 42 and all the washers have the same length in the circumferential direction, and their offset corresponds in each case to half this length.
  • the disks are rotated with respect to one another in such a way that the center lines drawn in dash-dotted lines of their tip circular surfaces are offset in relation to one another in the circumferential direction.

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Abstract

Drehkolbenmaschine mit einem scheibenförmigen Hauptrotor (12), einem dazu achsparallelen, gegensinnig zu dem Hauptrotor rotierenden scheibenförmigen Steuerrotor (14), einem beide Rotoren aufnehmenden Gehäuse (10), mindestens einer Auslaßöffnung (40), die in dem Gehäuse im Bereich eines axialen Endes des Steuerrotors (14) angeordnet und von diesem rotationswinkelabhängig verschließbar ist, und mindestens einem radial von dem Hauptrotor (12) vorspringenden Zahn (26), der im Verdichtungsbetrieb während einer Verdichtungsphase mit dem Steuerrotor (14) und mit der Umfangswand (24) und den Stirnwänden (60) des Gehäuses (10) bei verschlossener Auslaßöffnung (40) einen Verdichtungsraum (38) mit abnehmendem Volumen einschließt und während der weiter fortschreitenden Roatation in eine die Auslaßöffnung (40) freigebende Zahnmulde (28) des Steuerrotors (14) eingreift und mit dieser zwei achsparallele, sich auf einander zu bewegende Dichtlinien bildet, die einen mit der Auslaßöffnung in Verbindung stehenden Restausschubraum (56) einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrotor (12) und der Steuerrotor (14) jeweils in eine Grundscheibe (42, 44) und mindestens eine an der Auslaßöffnung (40) gelegene Außenscheibe (46, 48) unterteilt sind und der Zahn (26) und die Zahnmulde (28) in den Außenscheiben (46, 48) gegenüber dem Zahn bzw. der Zahnmulde in den Grundscheiben (42, 44) derart verdreht angeordnet sind, daß die Ausschubphase in den Außenscheiben gegenüber der Ausschubphase in den Grundscheiben verzögert ist.

Description

Drehko lbenma s chine
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit einem scheibenförmigen Hauptrotor, einem dazu achsparallelen, gegensinnig zu dem Hauptrotor rotie- renden scheibenförmigen Steuerrotor, einem beide Rotoren aufnehmenden Gehäuse, mindestens einer Auslaßöffnung, die in dem Gehäuse im Bereich ei¬ nes axialen Endes des Steuerrotors angeordnet und von diesem rotationswin- kelabhängig verschließbar ist, und mindestens einem radial von dem Haupt¬ rotor vorspringenden Zahn, der im Verdichtungsbetrieb während einer Ver- dichtungsphase mit dem Steuerrotor und mit der Umfangswand und den Stirnwänden des Gehäuses bei verschlossener AuslaJ3öffnung einen Verdich¬ tungsraum mit abnehmendem Volumen einschließt und während der weiter fortschreitenden Rotation in eine die Auslaßöffnung freigebende Zahnmulde des Steuerrotors eingreift und mit dieser zwei achsparallele, sich auf einan- der zu bewegende Dichtlinien bildet, die einen mit der Auslaßöffnung in Ver¬ bindung stehenden Restausschubraum einschließen.
Eine Drehkolbenmaschine dieser Art kann beispielsweise als Kompressor, als Expansions-Kraftmaschine oder als Vakuumpumpe für kompressible Medien eingesetzt werden. Zur Vereinfachung der Darstellung soll in dieser Anmel¬ dung lediglich der Betrieb der Maschine als Kompressor betrachtet werden, ohne daß damit eine Beschränkung auf diesen speziellen Anwendungsfall be¬ absichtigt ist.
Im Unterschied zu bekannten Schraubenkompressoren handelt es sich beim Gegenstand der Erfindung um einen sogenannten Querkompressor, bei dem sich der Verdichtungsraum über die gesamte axiale Länge der Rotoren er¬ streckt und eine innere Verdichtung dadurch zustandekommt, daß das Volu¬ men des Verdichtungsraums durch die gegensinnige Drehung des Haupt- rotors und des Steuerrotors in Umfangsrichtung der Rotoren reduziert wird, während die Auslaßöffnung durch den Steuerrotor verschlossen gehalten wird.
Eine Drehkolbenmaschine mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an- gegebenen Merkmalen ist aus der DE-OS 20 50 956 bekannt. Bei dieser Ma¬ schine ist an den entgegengesetzten Enden des Hauptrotors und des Steuer¬ rotors jeweils eine dünne Außenscheibe angebracht, deren Profil sich von dem des Mittelteils des Rotors unterscheidet. Die in Radialrichtung weiter vorstehenden Außenscheiben des Steuerrotors dienen dazu, die in der Stirn¬ wand des Gehäuses ausgebildete Auslaßöffnung geschlossen zu halten. Bei ei¬ ner speziellen Ausführungsform dieser bekannten Maschine ist die voreilende Kante der Zahnmulde des Steurrotors in der Außenscheibe weiter zurückver¬ setzt, um die Auslaßöffnung in der Verdichtungsphase noch länger geschlos¬ sen zu halten.
Eine vergleichbare Drehkolbenmaschine wird in der GB-PS 992 226 beschrieben. Die Auslaßöffnung ist dort ebenfalls in einer Stirnwand des Ge¬ häuses ausgebildet. Die beiden Rotoren wälzen mit ihren Grundkreisen an¬ einander ab. Der Hauptrotor besitzt zwei vom Grundkreis vorspringende Zäh¬ ne, die in entsprechende Zahnmulden des Steuerrotors eingreifen. Das Ge¬ häuse besitzt eine Umfangswand, die die Kopfkreise der beiden Rotoren um- schließt und in der eine Einlaßöffnung an der Stelle ausgebildet ist, an der sich die beiden Kopfkreise überschneiden. Wenn sich ein Zahn des Hauptro- tQrs an der Einlaßöffnung vorbeibewegt, wird ein bestimmtes Gasvolumen zwischen den Zähnen des Hauptrotors und der Umfangswand des Gehäuses eingeschlossen. Wenn bei der Weiterdrehung der Rotoren der vorauslaufende Zahn des Hauptrotors in die Zahnmulde des Steuerrotors eintritt, wird das eingeschlossene Volumen auch durch den Umfang des Steuerrotors begrenzt, und durch den nachlaufenden Zahn des Hauptrotors wird das eingeschlosse¬ ne Gas verdichtet. Wenn die nächste Zahnmulde des Steuerrotors sich an dem Bereich der Stirnwand des Gehäuses vorbeibewegt, in dem sich die Aus- laßöffnung befindet, wird das verdichtete Gas durch die Auslaßöffnung ausge¬ schoben. Gegen Ende dieser Ausschubphase tritt der Zahn des Hauptrotors in die Zahnmulde des Steuerrotors ein. Der Zahn steht dann mit der Kontur der Zahnmulde an zwei achsparallelen Dichtlinien quasi in Berührung, so daß ein Ausschubraum gebildet wird, der Verbindung zu der Auslaßöffnung hat, aber von den übrigen Umfangsbereichen der Rotoren getrennt ist. Beim weiteren Eindringen des Zahnes in die Zahnmulde wird das Volumen des Ausschubrau¬ mes praktisch auf null verringert, so daß das verdichtete Gas vollständig in die Auslaßöffnung ausgeschoben wird.
Ein Problem bei diesem Stand der Technik besteht darin, daß der Strö¬ mungsquerschnitt der Auslaßöffnung und des Restausschubraumes gegen En¬ de der Ausschubphase durch den Steuerrotor und den Zahn des Hauptrotors zunehmend verengt wird, so daß der beim Ausschub des Restvolumens zu überwindende Strömungswiderstand größer wird. Die Dicke der Rotorschei¬ ben kann deshalb nicht beliebig vergrößert werden, weil sonst das Verhältnis zwischen dem Volumen des Ausschubraumes und dem Strömungsquerschnitt so ungünstig würde, daß hohe Energieverluste und eine hohe thermische Be¬ lastung einträten. Dieselbe Schwierigkeit ergibt sich, wenn die Drehzahl der Maschine erhöht wird. Einer Steigerung der Leistung sind deshalb bei Ma¬ schinen dieses Typs Grenzen gesetzt.
Zwar läßt sich das Problem im Prinzip dadurch mildern, daß die Auslaßöff¬ nung vergrößert wird, doch führt dies in der Regel dazu, daß die Strömungs¬ verhältnisse zwar in der Anfangsphase des Ausschubs verbessert werden, je¬ doch die Verengungen in der Restausschubphase bestehen bleiben.
Aus DE 24 18 032 B2 ist es beispielsweise bekannt, die Auslaßöffnungen nicht nur in den Stirnseiten des Gehäuses auszubilden, sondern teilweise auch in die Umfangswände des Gehäuses hineinreichen zu lassen. Die in den Umfangsflächen liegenden Teile der Auslaßöffnungen werden dann in der Verdichtungsphase durch scheibenartige Strukturen an den axialen Enden des Steuerrotors geschlossen gehalten.
In DE 28 35 826 AI wird eine Maschine beschrieben, bei der am Grund der Zahnmulde des Steuerrotors eine zusätzliche Auslaßöffnung vorgesehen ist, über die ein Teil des verdichteten Mediums mit Hilfe eines axial in den Steuerrotor eingreifenden Steuerzylinders abgeführt werden kann.
Auch der durch diese Maßnahmen geschaffene zusätzliche Auslaßquerschnitt wird jedoch gegen Ende der Ausschubphase auf null reduziert, so daß der Ausschub des hochverdichteten Restvolumens aus der Zahnmulde behindert wird.
Bei einer anderen Bauform von Drehkolbenmaschinen bestehen die Rotoren jeweils aus einer größeren Anzahl in Axialrichtung aufeinanderfolgender Scheiben, die jeweils um einen bestimmten Winkel gegeneinander verdreht sind, so daß sie schraubengangf örmige, zusammenhängende Verdichtungs¬ räume bilden. Bei diesen Maschinen steht jedoch das letzte Scheibenpaar ständig mit dem Auslaß des Verdichters in Verbindung, und es besteht keine Möglichkeit, die Auslaßöffnung phasenweise mit Hilfe eines Steuerrotors ab¬ zusperren. Eine innere Verdichtung wird hier dadurch erreicht, daß das Vo¬ lumen der Verdichtungsräume in Axialrichtung der Rotoren von der Einla߬ seite zur Auslaßseite hin abnimmt. Dies kann beispielsweise durch Verringe- rung der Scheibendicke, des Innendurchmessers des Gehäuses oder der Pro¬ filtiefe der Rotorzähne erreicht werden. Das zunächst von dem ersten Schei¬ benpaar eingeschlossene Gasvolumen wird in Axialrichtung von Scheibenpaar zu Scheibenpaar weitergegeben und dabei stufenweise verdichtet. Die Wir¬ kungsweise dieser Maschinen ähnelt insofern derjenigen von Schraubenver- dichtem, lediglich mit dem Unterschied, daß das kontinuierliche Schrauben¬ profil durch einzelne gegeneinander verdrehte Scheiben ersetzt ist, die sich einfacher herstellen lassen. Beispiele für Maschinen dieses Typs werden be¬ schrieben in DE-OS 15 03 663, DE 29 34 065 AI , DE 29 44 714 und DE 33 32 707.
Ein Nachteil dieser Maschinen besteht darin, daß eine verhältnismäßig große Anzahl von Scheibenpaaren erforderlich ist, um eine hohe Verdichtung zu er¬ reichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehkolbenmaschine der eingangs genann¬ ten Art zu schaffen, bei der der Ausschub des verdichteten Mediums insbe¬ sondere in der Endphase des Ausschubvorgangs verbessert ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Drehkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Zahn und die Zahnmulde in den Außenscheiben gegenüber dem Zahn bzw. der Zahnmulde in den Grundschei¬ ben derart verdreht angeordnet sind, daß das Ende der Ausschubphase in den Außenscheiben gegenüber dem Ende der Ausschubphase in den Grund¬ scheiben verzögert ist.
Die erfindungsgemäße Maschine bleibt trotz der Verdrehung der Außen¬ scheiben relativ zu den Grundscheiben ihrer Art nach ein Querkompressor, bei dem die Verdichtung einheitlich auf der gesamten axialen Länge der Ro¬ toren erfolgt, während die Auslaßöffnung durch die Außenscheibe des Steuer- rotors geschlossen gehalten wird. Aufgrund der verdrehten Anordnung der Außenscheiben ist der Zeitpunkt des Schließens der Auslaßöffnung verzögert. Der Ausschub des verdichteten Mediums erfolgt deshalb zunächst im Bereich der Grundscheibe, so daß das Medium zunächst aus der Zahnmulde der Grundscheibe in die Zahnmulde der Außenscheibe verdrängt und dann von dort aus phasenversetzt in die Auslaßöffnung ausgeschoben wird. Die Volu¬ menverringerung des Restausschubraumes erfolgt somit in zwei Schritten, so daß das Medium, das aus dem durch die Grundscheiben begrenzten Teil des Restausschubraumes verdrängt wird, zunächst nur den relativ kurzen Weg bis in den anschließenden Teil des Restausschubraumes zurückzulegen braucht, der durch die Außenscheiben begrenzt wird. Die Zeit, die insgesamt für den Ausschub des Mediums aus dem Ausschubraum zur Verfügung steht, verlän- gert sich auf diese Weise um einen Betrag, der dem Verdrehwinkel zwischen Grund- und Außenscheibe entspricht. Hierdurch wird eine wesentliche Ver¬ besserung des Ausschubverhaltens erreicht, so daß bei gegebener Gesamt¬ dicke der scheibenförmigen Rotoren ein Betrieb mit höherer Drehzahl mög¬ lich wird. Andererseits ist es auch möglich, bei gegebener Drehzahl die Ge- samtdicke der Rotoren zu vergrößern und auf diese Weise den Durchsatz des Verdichters zu steigern. Da das Gesamtvolumen des teilweise durch die Qrundscheiben und teilweise durch die Außenscheiben begrenzten Restaus¬ schubraumes durch die verdrehte Anordnung der Außenscheiben nicht geän¬ dert wird, hat das verzögerte Öffnen der Auslaßöffnung darüberhinaus den Ef- fekt, daß das Verdichtungsverhältnis erhöht wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnun¬ gen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen radialen Schnitt durch eine Drehkolbenmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Maschine in einer modifizier¬ ten Ausführungsform;
Fig. 3 einen axialen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 2; Fig. 4 eine Weiterbildung der Maschine nach Figuren 2 und 3;
Fign. 5 u. 6 perspektivische Ansichten eines Steuerrotors und eines
Hauptrotors der Maschine nach Figur 4;
Fig. 7 eine Abwandlung der Maschine gemäß Figur 4;
Fig. 8 eine Detaildarstellung einer Maschine gemäß einer weiteren Abwandlung;
Fig. 9 einen Schnitt durch eine Maschine gemäß einem ande¬ ren Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 einen Schnitt durch eine Maschine gemäß einem weite- ren Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 einen Schnitt durch eine Maschine gemäß einer weite¬ ren Ausführungsform;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Hauptrotors;
Fig. 13 ein Beispiel für eine weitere Bauform der Drehkolben¬ maschine;
Fig. 14 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur
13;
Fig. 15 eine Weiterbildung der Maschine nach Figur 14;
Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie XVI -XVI in Figur 15;
Fig. 17 einen Schnitt durch eine Maschine gemäß einer weite¬ ren Ausführungsform;
Fig. 18 eine Stirnansicht eines Rotors;
Fig. 19 einen schematischen Schnitt durch eine Drehkolben- maschine mit Öleinspritzung;
Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines Rotors der Maschine nach Figur 19;
Fig. 21 ein Beispiel für eine weitere Bauform der Drehkolben¬ maschine;
Fig. 22 einen Schnitt durch eine Drehkolbenmaschine gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
Fig. 23 einen axialen Teilschnitt durch die Maschine nach Figur
22;
Fig. 24 eine perspektivische Ansicht des Steuerrotors der
Maschine nach Figuren 22 und 23; und
Fign. 25 bis 35 Diagramme verschiedener Rotorgestaltungen.
Die in Figur 1 gezeigte Drehkolbenmaschine besitzt ein Gehäuse 10, das zwei scheibenförmige Rotoren aufnimmt, nämlich einen Hauptrotor 12 und einen Steuerrotor 14. Die Rotoren sind um parallele Achsen 16, 18 drehbar und wälzen mit ihren Grundkreisen 20, 22 unter Bildung mindestens einer Dichtlinie aneinander ab. Die Stirnflächen an den entgegengesetzten axialen Enden der Rotoren schließen sich dicht an die Stirnwände des Gehäuses 10 an, und Teile des äußeren Umfangs der Rotoren dichten an der Innenfläche der Umfangswand 24 des Gehäuses ab, so daß das Innere des Gehäuses 10 durch die Rotoren in mehrere getrennte Räume mit variabler Gestalt und va¬ riablem Volumen unterteilt wird. Der Begriff "dicht" bedeutet in diesem Zu- sammenhang, daß die relativ zueinander beweglichen Teile entweder über Gleitdichtungen miteinander in Berührung stehen oder sich berührungslos aneinander vorbei bewegen und dabei einen Dichtspalt bilden, der so dimen¬ sioniert ist, daß ein Gasaustausch zwischen den getrennten Räumen bis auf vernachlässigbare Leckströmungen unterbunden wird.
Der Hauptrotor 12 besitzt zwei einander diametral gegenüberliegende Zähne 26, die bei der Wälzbewegung jeweils in eine von drei Zahnmulden 28 des Steuerrotors 14 eingreifen. Die Durchmesser der Teilkreise 20 und 22 des Hauptrotors und des Steuerrotors stehen demgemäß im Verhältnis 2:3.
Der Hauptrotor 12 rotiert im Uhrzeigersinn in Figur 1 , und der Steuerrotor 14 rotiert in Gegenuhrzeigersinn, wie durch Pfeile in Figur 1 angegeben wird. An die Zähne 26 des Hauptrotors schließt sich jeweils in Drehrichtung nach vom ein erhöhtes Plateau 30 an, das mit einer entsprechenden flachen Aus¬ nehmung 32 in der Umfangsflache des Steuerrotors 14 korrespondiert.
Das Gehäuse 10 besitzt in seiner Umfangswand 24 auf der rechten Seite in Figur 1 eine Einlaßöffnung 34 für das zu verdichtende Gas. Diese Einlaßöff¬ nung steht mit einem durch das Gehäuse 10 und die beiden Rotoren be¬ grenzten Einlaß volumen 36 in Verbindung. Der Zahn 26 des Hauptrotors 12, der dem Steuerrotor 14 zugewandt ist, bewegt sich auf die Einlaßöffnung 34 zu. Wenn dieser Zahn die Einlaßöffnung 34 passiert hat, trennt er von dem Einlaßvolumen 36 ein Teilvolumen ab, das durch die beiden Zähne 26 des Hauptrotors begrenzt wird und mit der Drehung des Hauptrotors zur entge¬ gengesetzten Seite des Gehäuses transportiert wird. Der Steuerrotor 14 trennt von dem Einlaßvolumen 36 ein weiteres Teilvolumen ab, das durch die Zahnmulde 28 und die Ausnehmung 32 begrenzt wird. Auf der Seite des Ge¬ häuses 10, die der Einlaßöffnung 34 gegenüberliegt, vereinigen sich die durch die beiden Rotoren begrenzten Teilvolumen zu einem Verdichtungs¬ raum 38, in dem das Gas bei fortschreitender Rotation der Rotoren verdich¬ tet wird.
In der Stirnwand des Gehäuses 10, die in Figur 1 hinter dem Steuerrotor 14 liegt, ist eine Auslaßöffnung 40 ausgespart, die während der Verdichtungs¬ phase durch den Steuerrotor 14 verschlossen gehalten wird. Sobald die Zahnmulde 28 die Auslaßöffnung 40 erreicht, wird das verdichtete Gas durch die Auslaßöffnung ausgeschoben.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung haben der Hauptrotor 12 und der Steuerrotor 14 nicht auf ihrer gesamten axialen Länge ein einheitli¬ ches Profil, sondern man kann sie sich in mehrere axial aufeinanderfolgende Scheiben aufgeteilt denken, die jeweils ein etwas anderes Profil besitzen. Im gezeigten Beispiel sind die Profile der Scheiben jeweils um einen bestimm¬ ten Winkel gegeneinander verdreht. Die jeweiligen mittleren Scheiben des Hauptrotors 12 und des Steuerrotors 14 sind in Figur 1 geschnitten darge¬ stellt und sollen als Grundscheibe 42 bzw. 44 bezeichnet werden. An diese Grundscheiben 42, 44 schließt sich zu jedem axialen Ende hin eine Außen¬ scheibe 46 bzw. 48 an. Die Außenscheiben 48 des Steuerrotors 14 steuern das Öffnen und Schließen der in beiden gegenüberliegenden Stirnwänden des Gehäuses 10 vorgesehenen Auslaßöffnungen 40.
Die Außenscheiben 46, 48 sind gegenüber den jeweiligen Grundscheiben 42, 44 entgegen der Drehrichtung der Rotoren verdreht angeordnet. Die Ver- dichtungsphase ist somit erst dann beendet, wenn eine Steuerkante 50 an der vorauslaufenden Flanke der Zahnmulde 28 in der Außenscheibe 48 die Auslaßöffnung 40 überstreicht. Je größer die Verdrehung der Außenscheiben gegenüber den Grundscheiben ist, desto größer ist folglich das Verdichtungs¬ verhältnis der Maschine.
Im gezeigten Beispiel liegen die Zahnprofile der Zähne 26 des Hauptrotors vollständig außerhalb des Teilkreises 20 dieses Hauptrotors. Der zur Grund¬ scheibe 42 gehörende Teil jedes Zahnes 26 besitzt eine konvexe, etwa Vier¬ telkreisförmige vorauslaufende Flanke und eine konvexe, epizykloidenförmige nachlaufende Flanke, die mit dem Plateau 30 eine achsparallele Kante P und mit dem Teilkreis 20 eine achsparallele Kante Q bilden. Zwischen diesen Flanken liegt am Scheitel des Zahnes eine Kopfkreisfläche 52, die sich über einen Mittelpunktswinkel α erstreckt. Die vorauslaufende Flanke geht flie¬ ßend in die Kopfkreisfläche 52 über, während zwischen der nachlaufenden Flanke und der Kopfkreisfläche eine achsparallele Kante R gebildet wird (sie¬ he unterer Zahn 26 in Figur 1). Der zur Außenscheibe 46 gehörende Teil des Zahnes 26 besitzt dasselbe Profil, jedoch um einen Winkel ß verdreht.
Der zur Grundscheibe 44 des Steuerrotors 14 gehörende Teil jeder Zahnmul- de 28 wird begrenzt durch achsparallele Kanten S und T und besitzt konkave epizykloidenförmige bzw. kreisbogenförmige Flanken, zwischen denen am Grund der Zahnmulde eine Fußkreisfläche (ohne Bezugszeichen) liegt. Diese Fußkreisfläche erstreckt sich über den Mittelpunktswinkel α' . Das Profil der Zahnmulden 28 in den Außenscheiben ist um den Winkel ß' verdreht.
Im Verlauf der Verdichtungsphase tritt zunächst im Bereich der Grundschei¬ ben 42 und 44 das Plateau 30 des Hauptrotors in die Ausnehmung 32 des Steuerrotors ein, so daß das Gas unter zunehmender Verdichtung axial aus dem Bereich der Grundscheiben in die Bereiche der Außenscheiben ver¬ drängt wird. Kurze Zeit später tritt auch bei den Außenscheiben das Plateau 30 in die Ausnehmung 32 ein, so daß das Gas weiter in Richtung auf die Zahnmulde 28 verdrängt wird. Die Verdichtungsphase ist beendet, und die Ausschubphase beginnt, wenn die Steuerkante 50 an der Zahnmulde des Steuerrotors die Auslaßöffnung 40 erreicht. Kurze Zeit später tritt, wiederum zunächst im Bereich der Grundscheiben, der Zahn 26 in die Zahnmulde 28 ein. Die Kante R an der Kopfkreisfläche 52 des Zahns 26 und die nachlaufen- de Kante T der Zahnmulde 28 treffen an der vorspringenden Nase 54 der Ge¬ häusewand 24 (links in Figur 1) zusammen. Etwa gleichzeitig trifft die Kante P des Zahns 26 mit der vorauslaufenden Kante S der Zahnmulde 28 zusam¬ men. Auf diese Weise werden zwei Dichtlinien gebildet, die das verdichtete Gasvolumen in der Zahnmulde 28 einschließen. Im weiteren Verlauf der Dre- hung streicht die Kante R des Zahns 26 an der nachlaufenden Flanke der Zahnmulde 28 entlang, so daß sich die entsprechende Dichtlinie in Dreh¬ richtung der beiden Rotoren verlagert. Gleichzeitig wälzen die vorauslaufen¬ den Flanken des Zahns 26 und der Zahnmulde 28 aneinander ab, so daß sich die dortige Dichtlinie entgegen der Drehrichtung verlagert. Danach wälzt die Kopfkreisfläche 52 des Zahns an der entsprechenden Fußkreisfläche am Grund der Zahnmulde 28 ab, bis schließlich die beiden Dichtlinien zusam¬ menfallen und das Ausschubvolumen in der Zahnmulde auf null reduziert wird. Auf diese Weise wird das eingeschlossene Gas vollständig aus dem Be¬ reich der Grundscheiben in die sich axial anschließenden Bereiche der Au- ßenscheiben verdrängt. An den Außenscheiben hat zu diesem Zeitpunkt die Zahnmulde 28 noch Verbindung zu der Auslaßöffnung 40.
Mit gewisser zeitlicher Verzögerung vollzieht sich der oben beschriebene Verdrängungsprozeß dann auch im Bereich der Außenscheiben, so daß das verdichtete Gas vollständig in die Auslaßöffnung 40 (bzw. die Auslaßöffnungen 40 an beiden axialen Enden der Maschine) ausgeschoben wird.
Figur 1 illustriert den Zustand kurz vor Ende der Ausschubphase, in dem der Ausschubraum 56 auf ein kleines sichelförmiges, mit der Auslaßöffnung 40 überlappendes Volumen im Bereich der Außenscheiben geschrumpft ist. Die sichelförmige Querschnittsfläche dieses Ausschubraumes bildet zugleich den noch freien Öffnungsquerschnitt der Auslaßöffnung 40, durch den das restli- ehe Gas ausgeschoben werden muß. Im weiteren Verlauf der Drehbewegung nimmt diese Querschnittsfläche auf null ab. Wenn die Rotoren 12, 14 nicht in Grund- oder Außenscheiben unterteilt wären, sondern auf ihrer gesamten axialen Länge ein einheitliches Profil hätten, so stünde dem verhältnismäßig kleinen Durchlaßquerschnitt ein relativ großes Restvolumen des Ausschub¬ raumes 56 gegenüber, und es ergäbe sich ein sehr hoher Strömungswider¬ stand. Da jedoch der Gasausschub in der oben beschriebenen Weise in zwei Phasen erfolgt, ist das auszuschiebende Restvolumen nicht durch die Gesamt¬ dicke der Rotorscheiben bestimmt, sondern nur durch die wesentlichen kleinere Dicke der Außenscheiben. Das Verhältnis zwischen Strömungsquer¬ schnitt und Volumen ist deshalb wesentlich günstiger, und der zu überwin¬ dende Strömungswiderstand ist entsprechend geringer.
In dem in Figur 1 gezeigten Zustand hat die vorauslaufende Kante S der Zahn- mulde sich bereits von der vorauslaufenden Flanke des Zahns 26 gelöst, so daß der betreffende Teil der Zahnmulde wieder Verbindung zur Einlaßöff- riung 34 hat.
Während sich bei den oben beschriebenen Vorgängen die Kante R des Zahns 26 an der nachlaufenden Flanke der Zahnmulde 28 entlangbewegt, über¬ streicht die nachlaufende Kante T der Zahnmulde die nachlaufende Flanke des Zahns 26. Zwischen den nachlaufenden Flanken des Zahns 26 und der Zahnmulde 28 bildet sich dabei ein Sichelraum 58, der weder mit der Aus¬ laßöffnung 40 noch mit der Einlaßöffnung 34 noch mit dem Verdichtungs- räum 38 in Verbindung steht und in dem deshalb ein allenfalls durch Leck¬ strömungen gemilderter Unterdruck herrscht. Aufgrund der konvexen Form der nachlaufenden Zahnflanke ist das Volumen dieses Sichelraums 58 jedoch relativ klein.
Die in Figuren 2 und 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in folgendem:
Die Ausnehmungen 32 des Steuerrotors sind hier nur in der Grundscheibe 44 ausgebildet, während die Außenscheiben 48 auf ihrem gesamten Umfang - mit Ausnahme der Zahnmulden 28 - bis an die Innenfläche der Umfangswand 24 des Gehäuses heranreichen. Dies gestattet es, die Auslaßöffnung 40 in Ra¬ dialrichtung über den Grund der Ausnehmungen 32 hinaus zu verlängern und bis dicht an die Gehäusewand heranreichen zu lassen, so daß zumindest zu Beginn der Ausschubphase ein größerer Auslaßquerschnitt zur Verfügung steht.
In Figur 3 sind der scheibenförmige Aufbau des Steuerrotors 14 und die An¬ ordnung der Auslaßöffnungen 40 in beiden Stirnwänden 60 des Gehäuses 10 zu erkennen. Außerdem ist ein Getriebegehäuse 62 zu erkennen, das ein An¬ triebsritzel 64 für den Steuerrotor 14 aufnimmt.
Die Grundscheibe 44 und die beiden Außenscheiben 48 sind hier als separate Scheiben ausgebildet, die drehfest auf einer gemeinsamen, in den Stirnwän¬ den 60 des Gehäuses gelagerten Welle 66 montiert und in an sich bekannter Weise durch Keile, Bolzen und dergleichen miteinander verriegelt sind. Diese Bauweise gestattet es, die Scheiben zunächst getrennt herzustellen, so daß die Zahnprofile einfach und mit hoher Präzision bearbeitet werden können. Entsprechendes gilt sinngemäß auch für den Steuerrotor.
In Figur 4 ist der Auslaßquerschnitt dadurch noch weiter vergrößert, daß ein Teil 40' der Auslaßöffnung 40 in der Umfangswand 24 des Gehäuses 10 aus- gebildet ist. Der in der Umfangswand liegende Teil 40' der Auslaßöffnung wird durch die Außenscheibe 48 verschlossen gehalten, bis die Zahnmulde 28 die Auslaßöffnung erreicht.
Eine weitere Besonderheit der Ausführungsform nach Figur 4 besteht darin, daß in den nachlaufenden Flanken der Zähne 26 im Bereich der Grundschei¬ be und der Außenscheiben jeweils eine Nut 68 ausgebildet ist, die den oben erwähnten Sichelraum 58 kurzzeitig mit dem Verdichtungsraum 38 verbin¬ det, um in dem Sichelraum einen definierten, noch etwa dem Saugdruck gleichenden Gasdruck sicherzustellen. Der Inhalt dieses Sichelraumes wird somit verlustfrei wieder zur Saugseiste zurückgefördert.
Figuren 5 und 6 zeigen perspektivische Ansichten des Steuerrotors 14 und des Hauptrotors 12 der Maschine nach Figur 4. Die Lage der Auslaßöffnung 40 unmittelbar vor dem öffnen ist gestrichelt eingezeichnet.
Gemäß Figur 5 ist zwischen der Grundscheibe 44 und den Außenscheiben 48 jeweils noch eine schmale Zwischenscheibe 70 eingefügt. Die Ausnehmungen 32 sind nur in der Grundscheibe 44 ausgebildet. In den Zwischenscheiben 70 sind die vorauslaufenden Flanken der Zahnmulde 28 mit den entsprechenden Flanken der Zahnmulde in der Grundscheibe 44 bündig, während die nach¬ laufenden Flanken mit den nachlaufenden Flanken der Zahnmulde in den Au- ßenscheiben 48 bündig sind. Der Hauptrotor 12 besitzt gemäß Figur 6 Zwi¬ schenscheiben 42 mit einer entsprechend angepaßten Kontur. Durch die Zwischenscheiben 70, 72 wird bei dem Ausschubprozeß der Transfer des verdichteten Gases aus dem Bereich der Grundscheiben 42, 44 in den Be¬ reich der Außenscheiben 46, 48 verbessert. Es ist deshalb möglich, die Au- ßenscheiben relativ weit zu den Grundscheiben zu verdrehen, ohne daß die axiale Gasströmung von den Grundscheiben zu den Außenscheiben zu stark gedrosselt wird.
Außerdem ist es bei dieser Ausführungsform anders als bei den Ausführungs- formen nach Figuren 1 und 2 nicht erforderlich, daß die Kopfkreisflächen 52 der Zähne der Grundscheibe 42 und der Außenscheiben 46 überlappen, da die Lücke zwischen diesen Kopfkreisflächen durch die Kopfkreisflächen 52' der Zwischenscheiben 72 überbrückt wird. Die Kopfkreisflächen 52 können deshalb relativ kurz gehalten werden (kleiner Mittelpunktswinkel α). Wie ein Vergleich der Figuren 2 und 4 zeigt, ergibt sich hierdurch ein größeres An¬ fangsvolumen des Verdichtungsraumes 38. Da auch die Fußkreisflächen der Zahnnuten 28 in den Außenscheiben entsprechend verkürzt sind, werden die Auslaß Öffnungen 40 erst zu einem späteren Zeitpunkt freigegeben, und somit wird die Verdichtungsphase verlängert. Auf diese Weise erreicht man insge- samt eine beträchtliche Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses.
Figur 7 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der sich das Zahnprofil der Grund¬ scheiben von dem der Außenscheiben unterscheidet. In der Grundscheibe 42 des Hauptrotors ist die vorauslaufende Zahnflanke mit dem angrenzenden Plateau 30 durch eine geradlinige Abwälzzone 74 verbunden, die eine Tan¬ gente an die Zahnflanke und das Plateau 30 bildet. Die Zahnmulde in der Grundscheibe 44 des Steuerrotors besitzt dementsprechend anstelle der Kante S in Figur 1 eine abgerundete Abwälzzone 76. Durch diese Profilform wird ein gleichmäßigerer Ablauf des Verdichtungs- und Ausschubprozesses erreicht.
Außerdem besitzen bei dieser Ausführungsform die Zähne des Hauptrotors geradlinige nachlaufende Flanken, die ähnlich wie die Nuten 68 nach Figur 4 eine Belüftung des Sichelraumes 58 ermöglichen. Das Zahnprofil ist so ge¬ wählt, daß die Kanten Q und T eine neue Dichtlinie bilden, bevor die Dichtli¬ nie zwischen der Kante R des Zahnes und dem Grund der Zahnmulde aufge- hoben wird.
Figur 8 zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt eine Ausführungsform, bei der die achsparallelen Kanten des Hauptrotors 12 und des Steuerrotors 14, die mit einer gegenüberliegenden Fläche des jeweiligen anderen Rotors eine Dichtlinie bilden, nicht scharfkantig ausgebildet, sondern abgerundet sind. Dies betrifft insbesondere die nachlaufende äußere Kante R des Hauptrotor¬ zahnes sowie sämtliche Profilteile, die in der Nähe des Teilkreistreffpunktes aneinander abwälzen wie etwa T und Q. Bei den letztgenannten Profilteilen liegt der Krümmungsmittelpunkt der Abrundung jeweils auf der Teilkreisli- nie 20 bzw. 22.
Bei dieser Lösung nimmt man in Kauf, daß an der Nase 54 des Gehäuses kurzfristig ein Blasloch auftritt, wenn die abgerundeten Kanten R und T an dieser Nase zusammentreffen. Dem steht jedoch der Vorteil gegenüber, daß während der gesamten übrigen Zeit, während der die Dichtlinien bestehen, eine bessere Abdichtung erreicht wird. Wenn beispielsweise die abgerundete Kante R des Zahns 26 die nachlaufende Flanke der Zahnmulde überstreicht, so hat wegen der Abrundung der Kante R der zwischen dieser Kante und der Flankenfläche der Zahnmulde gebildete Spalt eine größere Länge, und folg- lieh wird der Leckströmung ein höherer Widerstand entgegengesetzt. Ent¬ sprechendes gilt auch für die an den übrigen abgerundeten Kanten gebildeten Dichtlinien.
Figur 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Teilkreisverhältnis von Haupt- und Steuerrotor 1 : 1 beträgt und folglich den zwei Zähnen 26 des Hauptrotors 12 nur zwei Zahnmulden 28 des Steuerrotors 14 gegenüberste¬ hen.
Die Verwendung von mehreren Zwischenscheiben nach dem in Figuren 5 und 6 illustrierten Prinzip gestattet es, die Gesamtverdrehung zwischen der
Grundscheibe und den Außenscheiben beträchtlich zu erhöhen. In Figur 10 wird auf diese Weise mit Hilfe von zwei Zwischenscheiben 72 und 78 zwi- sehen der Grundscheibe 42 und jeder Außenscheibe 46 erreicht, daß sich je¬ der Zahn des Hauptrotors 12 insgesamt über einen Winkelbereich von 170° erstreckt. Dieser Winkelbereich wird gemessen vom Fuß der vorauslaufenden Flanke des Zahns in der Grundscheibe bis zum Fuß der nachlaufenden Flanke des Zahns in der Außenscheibe. Die Grundscheibe 42 und die Zwischenschei¬ ben 72 und 78 besitzen jeweils eine ausgedehnte Kopfkreisfläche 52 bzw. 52' mit einem relativ großen Mittelpunktswinkel oc, und die Verdrehung von Scheibe zu Scheibe ist so groß gewählt, daß sich die Kopfkreisflächen be¬ nachbarter Scheiben gerade eben noch überlappen. Die Außenscheibe 46 be- sitzt wiederum nur eine relativ kurze Kopfkreisfläche 52. Eine Vorstellung von der geometrischen Gestalt des Hauptrotors 12 nach Figur 10 vermittelt die perspektivische Darstellung in Figur 12, obgleich dort die Gesamtverdre¬ hung kleiner ist.
Figur 1 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei Hauptrotoren 12 einander diametral gegenüberliegend an einem gemeinsamen Steuerrotor 14 angeord¬ net sind. Jedem Hauptrotor 12 sind eine gesonderte Einlaßöffnung 34 und zwei Auslaß Öffnungen 40 (an den entgegengesetzten axialen Enden des Ge¬ häuses) zugeordnet, und die Anordnung der Einlaß- und Auslaßöffnungen ist achsensymmetrisch in bezug auf die Achse des Steuerrotors 14. Der nicht nur in den Rotoren, sondern auch im Gehäuse vollständig symmetrische Aufbau bietet den Vorteil, daß sich auch das Gehäuse infolge der betriebsbedingten Erwärmungen kaum verzieht und daher längere Maschinen realisiert werden können.
Die Hauptrotoren 12 der Ausführungsform nach Figur 1 1 haben die in Figur 12 gezeigte Form. Zwischen der Grundscheibe 42 und jeder Außenscheibe 46 sind wieder zwei Zwischenscheiben 72 und 78 vorgesehen. Die Zähne der Grundscheibe 42 haben nur eine kurze Kopfkreisfläche 52, während die Zwi- schenscheiben längere Kopfkreisflächen 52' besitzen.
Die Dicke der Außenscheiben 46 ist deutlich kleiner als die der Grundschei¬ be 42. Die Dicke der Zwischenscheiben 72, die unmittelbar an die Grund¬ scheibe 42 angrenzen, ist größer als die Dicke der Außenscheiben 46, wäh- rend die Dicke der anderen Zwischenscheiben 78 kleiner ist als die der Grundscheiben 46. Die axiale Länge und somit das Volumen der Ausschubräu¬ me, die durch die Grundscheibe 42, die Zwischenscheiben 72 und die Außenscheiben 46 definiert werden, nimmt somit zu den Auslaßöffnungen hin schrittweise ab. Die schmalen Zwischenscheiben 78 haben im wesentli¬ chen die Funktion, die Lücke zwischen den Kopfkreisflächen der Zwischen¬ scheibe 72 und der Außenscheibe 46 zu schließen.
Figur 13 illustriert ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bauform, bei der die Zähne 26 und Zahnmulden 28 sowohl am Hauptrotor 12 als auch am Steuer¬ rotor 14 ausgebildet sind und die Profiltiefe der Zähne und Zahnmulden je¬ weils zu 50 % innerhalb und zu 50 % außerhalb des Teilkreises 20 bzw. 22 des betreffenden Rotors liegt. Der Teilkreisdurchmesser ist somit das arith¬ metische Mittel aus dem Kopfkreisdurchmesser und dem Fußkreisdurchmes¬ ser. Die vorauslaufenden Flanken der Zähne sind in diesem Fall beim Haupt¬ rotor 12 konvex und beim Steuerrotor 14 konkav, während umgekehrt die nachlaufenden Flanken der Zähne beim Hauptrotor 12 konkav und beim Steuerrotor 14 konvex sind. Die konkaven Zahnflanken gehen jeweils flie¬ ßend in die unmittelbar angrenzende Zahnmulde 28 über.
Bei dem in Figur 13 gezeigten Beispiel sind der Hauptrotor 12 und der Steu¬ errotor 14 baugleich, und sie besitzen jeweils nur einen Zahn und eine Zahn- mulde. Der Hauptrotor 12 besitzt eine Grundscheibe 42, zwei Zwischenschei¬ ben 72 und zwei Außenscheiben 46. Sämtliche Scheiben haben jeweils das¬ selbe Zahnprofil und sind so gegeneinander verdreht, daß die Kopfkreis¬ flächen des Zahns 26 in den aufeinanderfolgenden Scheiben gerade noch überlappen.
Figur 14 zeigt eine Variante dieser Bauform, bei der der Hauptrotor 12 und der Steuerrotor 14 wieder unterschiedlich gestaltet sind. Der Hauptrotor 12 besitzt hier auf seinem gesamten Umfang außerhalb des Zahns und der Zahn¬ mulde einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Teilkreisdurchmes- ser, während der Steuerrotor 14 einen entsprechend größeren Außendurch¬ messer besitzt. Der Außenrand der in der Stirnwand des Gehäuses 10 ausge¬ bildeten Auslaßöffnung 40 kann deshalb radial weiter nach außen gelegt wer¬ den, so daß man einen größeren Öffnungsquerschnitt erhält.
Figur 14 zeigt den Zustand, in dem die Ausschubphase in der Ebene der Grundscheiben 42, 44 gerade beendet ist und die Dichtlinie zwischen dem Hauptrotorzahn und der Zahnmulde des Steuerrotors 14 gerade aufgelöst wird. Kurz zuvor hat der Zahn des Steuerrotors 14 mit der Zahnmulde 28 des Hauptrotors eine neue Dichtlinie gebildet. Zwischen diesen Dichtlinien wird deshalb kurzfristig ein linsenförmiges Volumen 80 eingeschlossen. In der Ebene der Außenscheiben 46, 48 ist dieser Einschluß jedoch noch nicht voll- zogen, so daß das Volumen 80 über die Außenscheiben noch Verbindung mit dem die beiden Rotoren umgebenden Raum hat, der in seiner Gesamtheit noch unter dem Saugdruck steht.
In Figur 15 besteht zwischen den Grund- und Außenscheiben eine größere Verdrehung, und die Zähne besitzen entsprechend längere Kopfkreisflächen. Die Verdichtung beginnt, wenn die Kopfkreisflächen der Zähne die Nase der Umfangswand 24 des Gehäuses bzw. den in rotationsrichtung hinteren Rand der Einlaßöffnung 34 erreichen. Bei stärkerer Verdrehung der Außenschei¬ ben könnte der Fall eintreten, daß das zwischen den konkaven Zahnflanken eingeschlossene Volumen 80 noch Verbindung zu dem Verdichtungsraum hat, wenn die Verdichtung bereits begonnen hat. Da sich dieses Volumen 4ann wieder zur Seite der Einlaßöffnung 34 öffnet, würde somit Verdich¬ tungsenergie verlorengehen. Dies läßt sich dadurch vermeiden, daß die Ein¬ laßöffnung 34 in Drehrichtung des Hauptrotors 12 verlagert wird, damit die Verdichtung erst zu einem späteren Zeitpunkt beginnt. Allerdings reduziert sich dadurch das Anfangsvolumen des Verdichtungsraumes. In der Praxis wird man deshalb bei dieser Bauform nur mit mäßigen Verdrehungen zwi¬ schen Außen- und Grundscheibe arbeiten.
In Figur 15 erstreckt sich die Auslaßöffnung 40 wieder bis an die Umfangs¬ wand 24 des Gehäuses, und sie reicht mit einem Teil 40' in diese Umfangs¬ wand hinein, wie in Figur 16 zu erkennen ist. Um die Auslaßöffnung während der Verdichtungsphase geschlossen zu halten, ist der Durchmesser der Au¬ ßenscheiben 48 außerhalb der Zahnmulde 28 auf den Innendurchmesser des Gehäuses vergrößert.
Gemäß Figur 15 besitzt die Einlaßöffnung 34 eine Stufe 82. Wenn in der Ebe¬ ne der Grundscheibe 42 der Zahn des Hauptrotors 12 die in Drehrichtung hintere Kante 84 der Auslaßöffnung erreicht, so erreicht in der Ebene der Außenscheibe 46 der Zahn gerade die Stufe 82, so daß der Verdichtungsraum trotz der Verdrehung der Außenscheibe 46 bereits in diesem Augenblick voll¬ ständig von der Einlaßöffnung 34 getrennt wird. Figur 17 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Hauptrotor 12 und der Steuerrotor 14 jeweils zwei Zähne und zwei Zahnmulden besitzen. Die Ein¬ laßöffnung 34 ist in dieser Ausführungsform nicht in der Umfangswand 24, sondern ebenfalls in den Stirnwänden des Gehäuses 10 ausgebildet. Sie ist der Kontur des Gehäuses angepaßt und hat im gezeigten Beispiel die Form einer Ziffer "3".
Für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele gilt, daß zwischen den gegenein¬ ander verdrehten Scheiben des Hauptrotors und des Steuerrotors jeweils ein gewisses Axialspiel bestehen sollte, damit sich die Zähne des Hauptrotors und des Steuerrotors aneinander vorbeibewegen können, ohne zu verklem¬ men. Zu diesem Zweck ist zwischen den aneinanderliegenden Scheiben je¬ weils eine Dichtungsmasse oder Distanzscheibe 86 eingefügt, deren Grund¬ rißform in Figur 18 punktiert dargestellt ist. In dieser Figur ist stellvertre- tend der Hauptrotor 12 aus Figur 17 gezeigt. Die Distanzscheibe 86 ersteckt sich über den Überlappungsbereich der Grundscheibe und der Außenscheibe. Entsprechendes gilt sinngemäß auch für den Steuerrotor 14 sowie für die Rotoren nach den anderen Ausführungsformen und dort gegebenenfalls auch für die Übergänge zwischen Grundscheibe und Zwischenscheibe bzw. Zwi- schenscheibe und Außenscheibe. Die Distanzscheibe kann auch Teil einer der beiden benachbarten Scheiben sein.
Obgleich Drehkolbenmaschinen der hier beschriebenen Art häufig zur Erzeu¬ gung von ölfreier Druckluft eingesetzt werden, kann es auch Anwendungen geben, in denen es zweckmäßig ist, Kühlflüssigkeit (z. B. Öl oder Wasser) in den Verdichtungsraum einzuspritzen. Figur 19 zeigt als Beispiel eine Ausfüh¬ rungsform, bei der in der Stirnwand des Gehäuses 10 mehrere Sprühdüsen 88 angeordnet sind. Einige dieser Sprühdüsen münden unmittelbar in den Verdichtungsraum 38 außerhalb des Umfangs der Rotoren. Weitere Sprühdü- sen 88 sind dicht vor der Auslaßöffnung 40 angeordnet und werden durch den Steuerrotor 14 erst dann freigegeben, wenn sie von dessen Zahnmulde 28 überstrichen werden.
Zusammen mit dem verdichteten Gas und den öldämpfen muß während der Ausschubphase auch das verbliebene flüssige Öl in die Auslaßöffnung 40 abge¬ führt werden. Da sich, wie beschrieben, der Durchlaßquerschnitt im Ausschu¬ braum und der Auslaßöffnung 40 gegen Ende der Ausschubphase auf null re- duziert, muß durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, daß die re¬ lativ viskose Restflüssigkeit störungsfrei abgeleitet werden kann. Zu diesem Zweck ist gemäß Figur 19 am Grund der Zahnmulden 28 des Steuerrotors 14 jeweils eine axiale Nut 90 vorgesehen, die im Bereich der Außenscheiben Verbindung zu einem Fortsatz 92 der Auslaßöffnung 40 hat. Wie in Figur 20 zu erkennen ist, weist auch die Grundscheibe 44 am Grund der Zahnmulde 28 jeweils eine axiale Nut 94 auf, die jedoch wegen der verdrehten Anordnung der Scheiben gegenüber der Nut 90 der Außenscheibe versetzt ist. Ein Flüs¬ sigkeitsübertritt aus dem Bereich der Grundscheibe in den Bereich der Au- ßenscheibe wird dadurch ermöglicht, daß in der Grundscheibe 48 eine wei¬ tere Nut 96 vorgesehen ist, die sich axial an das Ende der Nut 94 der Grund¬ scheibe anschließt. Wenn das Gas schrittweise aus den Ausschubräumen im Bereich der Grundscheiben und dann im Bereich der Außenscheiben ver¬ drängt wird, kann somit die Flüssigkeit zunächst durch die Nuten 94 und 96 und dann, wenn sich auch der Ausschubraum im Bereich der Außenscheibe verengt, durch die Nut 90 in die Auslaßöffnung 40 abgeleitet werden.
Figur 21 illustriert eine weitere Bauform, die eine Zwischenform zwischen den Bauformen nach Figur 9 und Figur 17 darstellt. Die Profiltiefe des Zahn- profils liegt hier zu 68 % außerhalb des Teilkreises 20 des Hauptrotors 12. Bei dem Hauptrotor sind die vorauslaufenden Flanken der Zähne 26 in der Grundscheibe 42 und in der Außenscheibe 46 miteinander bündig, und nur die geradlinigen nachlaufenden Flanken der Zähne sind gegeneinander ver¬ dreht. Entsprechend sind in dem Steuerrotor 14 die konkaven nachlaufen- den Flanken der Zahnmulden gegeneinander verdreht, während die voraus¬ laufenden Flanken der Zahnmulden in der Grundscheibe 46 und der Außen¬ scheibe 48 miteinander bündig sind.
Figuren 22 bis 24 illustrieren schließlich noch eine weitere Möglichkeit, den nutzbaren Querschnitt der Auslaßöffnung 40 zu vergrößern. Der Steuerrotor 14 besitzt an seinem der Stirnwand des Gehäuses zugewandten axialen Ende eine zylindrische konzentrische Ausnehmung 97 (Figur 24), in die ein gehäu¬ sefester Steuerzylinder 98 hineinragt. In der Wand dieses Steuerzylinders ist ein weiterer Teil 40" der Auslaßöffnung 40 ausgebildet, so daß ein Teil des ausgeschobenen Gases radial nach innen über den Teil 40" der Auslaßöffnung und dann axial durch den Steuerzylinder 98 hindurch abgeführt werden kann. Die Zahnmulde 28 besitzt zu diesem Zweck im Bereich der Außen- scheibe 48 an ihrem Grund eine Ausnehmung 102, wie in der perspektivi¬ schen Ansicht in Figur 24 zu erkennen ist. Die Kontur der Auslaßöffnung 40 ist dort gestrichelt eingezeichnet. Es ist zu erkennen, daß diese Auslaßöff¬ nung 40 nicht nur der Stirnseite der Außenscheibe 48 gegenüberliegt, son- dem darüberhinaus noch den erwähnten Teil 40" am inneren Umfang der Außenscheibe sowie den bereits früher erwähnten Teil 40' am äußeren Um¬ fang der Außenscheibe 48 aufweist. Im gezeigten Beispiel hat die Zwischen¬ scheibe 70 denselben Außendurchmesser wie die Außenscheibe 48, und die Auslaßöffnung 40 besitzt weiterhin noch einen Teil 40'", der dem Umfang der Zwischenscheibe 70 gegenüberliegt. Insgesamt ist die Kontur der Ausla߬ öffnung 40 so gewählt, daß all ihre Teile gleichzeitig durch die Ausnehmung 102 bzw. durch die Zahnmulde 28 im Bereich der Außenscheibe und der Zwischenscheibe freigegeben werden.
In einer modifizierten Ausführungsform kann die Auslaßöffnung auch ganz in dem Steuerzylinder 98 ausgebildet sein.
In Figur 22 liegt die Schnittebene in Höhe der Außenscheiben 46, 48. Die aufeinanderfolgenden Scheiben sind jeweils um gleiche Winkel gegeneinan- der verdreht angeordnet. Der Steuerrotor 14 besitzt vier Zahnmulden 28, während der Hauptrotor 12 nur zwei Zähne 26 aufweist. Das Verhältnis der Teilkreisdurchmesser beträgt somit in diesem Fall 1 :2.
In Figuren 25 bis 35 sind zusammenfassend noch einmal verschiedene Grundtypen der Rotorkonfiguration dargestellt. Diese Abbildungen zeigen je¬ weils eine Abwicklung der Umfangsflache des Hauptrotors. Die Drehrichtung ist jeweils die Richtung senkrecht nach oben in der Zeichenebene. Die Kopf¬ kreisflächen der Zähne in der Grundscheibe, den Außenscheiben und gege¬ benenfalls den Zwischenscheiben sind als Rechtecke dargestellt. Die axialen Mittellinien der Kopfkreisflächen sind jeweils strichpunktiert eingezeichnet.
Figuren 25 bis 27 zeigen jeweils einen Rotor mit drei Scheiben, nämlich ei¬ ner Grundscheibe 42 und zwei Außenscheiben 46. In Figur 25 sind die vor¬ auslaufenden Kanten der Kopfkreisflächen bündig, und nur die nachlaufenden Kanten sind bei den Außenscheiben 46 entgegen der Drehrichtung versetzt. In Figur 26 haben die Kopfkreisflächen in der Grundscheibe und in den Außenscheiben dieselbe Länge (in Umfangsrichtung), und die Außenscheiben sind insgesamt gegenüber der Grundscheibe versetzt. In Figur 27 sind sowohl die vorauslaufenden Kanten als auch die nachlaufenden Kanten versetzt, doch haben die Kopfkreisflächen in den Außenscheiben 46 in Umfangsrichtung ei¬ ne kleinere Länge als in der Grundscheibe. In allen drei Fällen verhält sich die axiale Länge der Grundscheibe 42 zur axialen Länge einer einzelnen Außenscheibe 46 wie 8:3.
Figuren 28 bis 31 zeigen Rotoren mit fünf Scheiben, nämlich jeweils einer Grundscheibe 42, zwei Zwischenscheiben 72 und zwei Außenscheiben 46. In Figur 28 sind die vorauslaufenden Kanten der Kopfkreisflächen in der Grund¬ scheibe und den Zwischenscheiben 72 bündig, während die vorauslaufenden Kanten der Kopfkreisflächen in den Außenscheiben 46 weiter zurückliegen. Die nachlaufenden Kanten sind jeweils von Scheibe zu Scheibe versetzt. In Fi¬ gur 29 sind die Grundscheibe 42, die Zwischenscheiben 72 und die Außen- Scheiben 46 jeweils um gleiche Winkel versetzt, so daß ihre Kopfkreisflächen noch überlappen. In Figur 30 sind die vorauslaufenden Kanten der Kopfkreis¬ flächen von Scheibe zu Scheibe gleichmäßig versetzt, während die nachlau¬ fenden Kanten der Kopfkreisflächen bei den Zwischenscheiben 72 und den Außenscheiben 46 bündig sind. Die Konfiguration nach Figur 31 unterschei- det sich von derjenigen gemäß Figur 29 nur dadurch, daß die Kopfkreisflä¬ chen in den Außenscheiben 46 in Umfangsrichtung eine geringere Länge auf¬ weisen. In Figuren 28 bis 31 beträgt das Verhältnis der axialen Längen der Grundscheibe 42, der Zwischenscheibe 72 und der Außenscheibe 46 jeweils 3: 1: 1.
In Figur 32 sind die Zwischenscheiben 72 wesentlich schmaler als die Au¬ ßenscheiben 46, während ihre Kopfkreisfläche in Umfangsrichtung wesent¬ lich länger ist als bei der Grundscheibe und den Außenscheiben. In Umfangs¬ richtung (in vertikaler Richtung in der Zeichnung) besteht zwischen den Kopfkreisflächen der Grundscheibe 42 und der Außenscheiben 46 keine Überlappung mehr. Der Zwischenraum wird durch die Kopfkreisflächen der Zwischenscheiben 72 überbrückt.
In Figur 33 sind zwischen der Grundscheibe 42 und jeder Außenscheibe 46 zwei Zwischenscheiben 72 und 78 vorgesehen. Diese Konfiguration ent¬ spricht etwa derjenigen nach Figur 12. In Figur 34 ist zwischen den breiten Zwischenscheiben 72 und den schmale¬ ren Zwischenscheiben 78 nach Figur 34 jeweils noch eine weitere Zwischen¬ scheibe 72' eingefügt, deren Breite derjenigen der Zwischenscheibe 72 ent¬ spricht. Die Grundscheibe 42 und die Zwischenscheiben 72, 72' und 78 sind gleichmäßig gegeneinander versetzt.
Die Konfiguration nach Figur 35 unterscheidet sich von derjenigen nach Figur 34 in der Dicke und in dem Grad der Verdrehung der Scheiben. Die Grund¬ scheibe 42 ist hier etwas schmaler gehalten, während die Zwischenscheiben 72 und 72' eine etwas größere Dicke haben, die der Hälfte der Dicke der Grundscheibe entspricht. Die Dicke der äußeren Zwischenscheibe 78 ist gleich der Dicke der Außenscheibe 46. Die Grundscheibe 42 und sämtliche Zwischenscheiben haben in Umfangsrichtung dieselbe Länge, und ihr Versatz entspricht jeweils der Hälfte dieser Länge.
Bei allen Figuren 25 bis 35 sind die Scheiben in dem Sinne gegeneinander verdreht, daß die strichpunktiert eingezeichneten Mittellinien ihrer Kopf¬ kreisflächen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Drehkolbenmaschine mit einem scheibenförmigen Hauptrotor (12), - einem dazu achsparallelen, gegensinnig zu dem Hauptrotor rotierenden scheibenförmigen Steuerrotor (14), einem beide Rotoren aufnehmenden Gehäuse (10), mindestens einer Auslaßöffnung (40), die in dem Gehäuse im Bereich ei¬ nes axialen Endes des Steuerrotors (14) angeordnet und von diesem rota- tionswinkelabhängig verschließbar ist, und mindestens einem radial von dem Hauptrotor ( 12) vorspringenden Zahn (26), der im Verdichtungsbetrieb während einer Verdichtungsphase mit dem Steuerrotor ( 14) und mit der Umfangswand (24) und den Stirnwänden (60) des Gehäuses ( 10) bei verschlossener Auslaßöffnung (40) einen Verdich- tungsraum (38) mit abnehmendem Volumen einschließt und während der weiter fortschreitenden Rotation in eine die Auslaßöffnung (40) freigebende Zahnmulde (28) des Steuerrotors (14) eingreift und mit dieser zwei achspa¬ rallele, sich aufeinander zu bewegende Dichtlinien bildet, die einen mit der Auslaßöffnung in Verbindung stehenden Restausschubraum (56) einschließen, - wobei der Hauptrotor ( 12) und der Steuerrotor ( 14) jeweils in eine Grundscheibe (42, 44) und mindestens eine an der Auslaßöffnung (40) gele¬ gene Außenscheibe (46, 48) unterteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahn (26) und die Zahnmulde (28) in den Außenscheiben (46, 48) gegenüber dem Zahn bzw. der Zahnmulde in den Grundscheiben (42, 44) derart verdreht angeordnet sind, daß das Ende der Ausschubphase in den Außenscheiben (46, 48) gegenüber dem Ende der Aus¬ schubphase in den Grundscheiben (42, 44) verzögert ist.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Ausschubphase in den Außenscheiben (46, 48) verzögert ist.
3. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrotor (12), der Steuerrotor (14) und die Aus¬ laßöffnungen (40) symmetrisch zu einer senkrecht zu den Drehachsen der Rotoren durch die Mitte der Grundscheibe (42, 44) verlaufenden Ebene aus¬ gebildet sind.
4. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Grundscheibe (42, 44) und der Außen¬ scheibe (46, 48) jeweils mindestens eine Zwischenscheibe (70; 72, 72', 78) angeordnet ist, deren Zahn (26) bzw. Zahnmulde (28) gegenüber der Grund- scheibe (42, 44) in der selben Richtung, jedoch um einen kleineren Betrag verdreht angeordnet ist als bei der Außenscheibe (46, 48).
5. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (26) in der Grundscheibe (42) und der Au- ßenscheibe (46) des Hauptrotors (12) so weit gegeneinander verdreht ange¬ ordnet sind, daß ihre Kopfkreisflächen (52) in Umfangsrichtung nicht über¬ lappen und daß die Kopfkreisfläche (52 ) des Zahns in der Zwischenscheibe (72, 72', 78) in Umfangsrichtung jeweils mit den Kopfkreisflächen der bei¬ den angrenzenden Scheiben überlappt.
6. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfkreisfläche (52) des Zahns (26) in der Außen¬ scheibe (46) des Hauptrotors (12) in Umfangsrichtung gemessen kürzer ist als die Kopfkreisfläche (50, 52') des Zahns in der Grundscheibe (42) oder ei- ner der Zwischenscheiben (72, 72', 78).
7. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Zahns (26) des Hauptrotors ( 12) in Radialrichtung zu mehr als 90 % außerhalb des Teilkreises (20) des Hauptro- tors (12) liegt.
8. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Steuerrotor (14) mindestens einen radial nach außen über seinen Teilkreis (22) vorspringenden Zahn (26) aufweist und der Hauptrotor (12) mindestens eine zugehörige Zahnmulde (28) besitzt.
9. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil (40') der Auslaßöffnung (40) in der Umfangswand (24) des Gehäuses (10) angeordnet ist und dem Außenumfang der Außenscheibe (48) des Steuerrotors (14) gegenüberliegt.
10. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Teil (40'") der Auslaßδffnung (40) so in der Umfangswand (24) des Gehäuses angeordnet ist, daß er der Umfangsflache einer Zwischenscheibe (70) des Steuerrotors (14) gegenüberliegt.
1 1. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Grund der Zahnmulde (28) in der Außenscheibe (48) des Steuerrotors (14) eine Ausnehmung (102) ausgebildet ist und daß mindestens ein Teil (40") der Auslaßöffnung (40) gegenüberliegend zu der Ausnehmung (102) in einem axial in den Steuerrotor eingreifenden Steuerzy¬ linder (98) ausgebildet ist.
12. Drehkolbenmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit Einspritzdüsen (88) für Kühlflüs- sigkeit versehen ist, daß am Grund der Zahnmulde (28) im Bereich der Grundscheibe (44) und gegebenenfalls jeder Zwischenscheibe des Steuerro¬ tors (14) eine axiale Nut (94) ausgebildet ist, an die sich in Richtung auf die Stirnwand des Gehäuses eine axiale Nut (96) der angrenzenden Scheibe (Au¬ ßenscheibe 48) anschließt, und daß am Grund der Zahnmulde (28) in der Au- ßenscheibe (48) des Steuerrotors eine weitere axiale Nut (90) vorgesehen ist, die am Ende der Ausschubphase mit der Auslaßöffnung (40) in Verbindung steht.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2560913A (en) * 2017-03-27 2018-10-03 Edwards Ltd A claw pump

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2213906A3 (de) * 1999-06-14 2014-07-02 Wei Xiong Getriebe und Fluidmaschine mit einem Zahnradpaar
RS50951B (sr) * 2001-02-23 2010-08-31 Ateliers Busch Sa. Mašina sa obrtnim klipom za kompresibilni medijum

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1503663A1 (de) * 1965-06-14 1969-06-19 Paul Wormser & Co Rotationskolbenmaschine
US3894822A (en) * 1974-04-22 1975-07-15 Alfred Ibragimovich Abaidullin Interengaging rotor displacement machine
DE2944714A1 (de) * 1979-11-06 1981-05-14 Helmut 1000 Berlin Karl Rotationskolbenmaschine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB992226A (en) * 1963-05-16 1965-05-19 Hermann Mahle Improvements in or relating to blowers
AT261792B (de) * 1965-06-15 1968-05-10 Paul Wormser & Co Rotationskolbenmaschine
DE2050956A1 (de) * 1970-10-16 1972-06-15 Brown, Arthur E , Corning, N Y (V St A) Verdrangungsmaschine mit rotierenden Verdrangern, beispielsweise Kompressor, Vakuumpumpe oder Expansionsmaschine
GB1448157A (en) * 1973-04-17 1976-09-02 Abaidullin A I Rotary positive displacement machines
DK367177A (da) * 1977-08-17 1979-02-18 E Jensen Rotationskompressor med samarbejdende rotorer
CH635403A5 (de) * 1978-09-20 1983-03-31 Edouard Klaey Schraubenspindelmaschine.
DE3332707A1 (de) * 1983-09-10 1985-03-28 Dietrich Dipl.-Ing. 5206 Neunkirchen-Seelscheid Densch Brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1503663A1 (de) * 1965-06-14 1969-06-19 Paul Wormser & Co Rotationskolbenmaschine
US3894822A (en) * 1974-04-22 1975-07-15 Alfred Ibragimovich Abaidullin Interengaging rotor displacement machine
DE2944714A1 (de) * 1979-11-06 1981-05-14 Helmut 1000 Berlin Karl Rotationskolbenmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2560913A (en) * 2017-03-27 2018-10-03 Edwards Ltd A claw pump

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