WO2013020869A2 - Drehkolbenmaschine, die als pumpe, verdichter oder motor arbeitet - Google Patents

Drehkolbenmaschine, die als pumpe, verdichter oder motor arbeitet Download PDF

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WO2013020869A2
WO2013020869A2 PCT/EP2012/065016 EP2012065016W WO2013020869A2 WO 2013020869 A2 WO2013020869 A2 WO 2013020869A2 EP 2012065016 W EP2012065016 W EP 2012065016W WO 2013020869 A2 WO2013020869 A2 WO 2013020869A2
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rotor
axis
rotation
rotary piston
piston machine
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PCT/EP2012/065016
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Inventor
Stefan Klenge
Martin Wackenhut
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C3/00—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type
    • F04C3/06—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees
    • F04C3/08—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/001—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/02—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for several machines or pumps connected in series or in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2230/00—Manufacture
    • F04C2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings

Definitions

  • the present invention relates to a rotary piston machine which operates as a pump, compressor or motor, with a rotor, an intermediate rotor and a counter rotor. From DE 42 41 320 AI a rotary piston machine is known which, as a pump,
  • Compressor or engine is working.
  • this run combs of teeth of a rotating drive member for limiting work spaces on a cycloid surface of a likewise toothed output member and thereby drive this output member.
  • the said work spaces are formed, which are increased or reduced during the rotation of the parts for their work or to produce the conveying effect on a gaseous or liquid medium.
  • Such drive and driven parts run in a common housing, whose interior is spherical.
  • a rotary piston machine operating as a pump, compressor or motor is provided with a first rotor, a second rotor and an intermediate rotor, wherein the intermediate rotor is arranged between the first and the second rotor.
  • the first rotor has a first end face with a first toothing.
  • the intermediate rotor has a second end face with a second toothing and a third end face with a third toothing.
  • the second rotor has a fourth end face with a fourth toothing.
  • Each gearing is formed from at least one tooth. The teeth are engaged with each other such that first working spaces are formed by meshing the teeth of the first teeth and the teeth of the second teeth.
  • the first rotor has a first axis of rotation and the second rotor has a second axis of rotation.
  • the intermediate rotor has a third axis of rotation.
  • the first axis of rotation and the third axis of rotation include a first angle and the second axis of rotation and the third axis a second angle.
  • the first and the second angle are each not equal to 0 °.
  • Rotary axis arranged substantially in alignment.
  • first angle and the second angle will be equal.
  • Rotor be rotatably connected to an output shaft, wherein the drive shaft and the output shaft are formed either as a common shaft or the drive shaft and the output shaft are separated from each other.
  • the drive of the rotary piston engine can take place in that one component from the group of first rotor, second rotor and intermediate rotor is driven.
  • the rotary piston machine can also be designed such that by a Drive the intermediate rotor is placed in a tumbling. Due to the aligned arrangement of the first axis of rotation and the second axis of rotation respectively of the drive shaft and the output shaft, the coupling capability of the rotary piston machine can be additionally improved.
  • Rotary piston machine is rotatably connected, results in an arrangement of rotary piston machines along an axis. According to the state of the art, in this case only one arrangement could be realized in which the individual
  • Output shafts could be arranged only along an arc.
  • Adaptation to the required operating point can take place in that the individual rotary piston machines used different diameter of the rotors or a different number of teeth in the teeth
  • Rotary engines of different sizes can be a needs-based
  • volume flow can be provided with minimal power loss.
  • Rotary machines are limited.
  • the first working spaces formed between the first and the second toothing have no connection to the second working spaces formed between the third and the fourth toothing.
  • the rotary piston machine can be operated in two stages or two columns.
  • Multi-flow means that the first work spaces displace a first fluid and the second work spaces displace a second fluid, wherein the first fluid may be different from the second fluid. In general, however, will the first fluid and the second fluid be the same.
  • the fluid to be displaced may be gaseous or liquid.
  • At least one component from the group of first rotor, second rotor and intermediate rotor is integrally formed.
  • the first axis of rotation and the second axis of rotation are formed in a common shaft.
  • the drive shaft and the output shaft can be made in one piece.
  • a stack arrangement of rotary engines can be done on a common shaft passing through all rotary engines.
  • the intermediate rotor is mounted on a joint, wherein the joint is fixedly connected to the common shaft in the rotational and translational direction.
  • the joint can be designed such that it tilts the
  • the joint can be configured such that upon rotation of the common shaft of the intermediate rotor is driven or alternatively, the intermediate rotor relative to the common shaft is relatively rotatable.
  • the joint is spherical.
  • This spherical design of the joint can serve to seal the first working spaces of the second working spaces in the direction of the axis of rotation.
  • An assembly of the intermediate rotor on the spherical joint can be effected in that the intermediate rotor is divided transversely to its third axis of rotation into a first and a second counter-rotor.
  • these two counter-rotors are arranged on the spherical joint and firmly connected to each other in translational and rotational direction of rotation.
  • this can be done by appropriate clips.
  • the intermediate rotor may be divided so that its third axis of rotation lies in the parting plane.
  • the joint is displaceable along the common axis in a predetermined position.
  • the proposed rotary piston engine can be connected directly to an output shaft of a drive unit such as an electric motor.
  • the spherical joint can for example be pressed onto the common shaft.
  • the joint is integrally formed with the common axis.
  • the spherical joint is formed in the common axis. If the common shaft is formed, for example, as a hollow shaft, the formation of the spherical joint, for example, by
  • the joint is designed as a constant velocity joint, when the intermediate rotor is driven by means of the common shaft.
  • Such a constant velocity joint also called homokinetic joint
  • first grooves are formed in the spherical joint in the direction of the first, respectively second, axis of rotation.
  • parallel to the first grooves in the hollow spherical ring-shaped inner wall of the intermediate rotor parallel to the first grooves extending second grooves are formed.
  • the intermediate rotor with the spherical Joint are connected by the fact that in each pair of grooves consisting of a first grooves and a second grooves, a ball is arranged. This causes by a rotation of the common shaft over the balls of the
  • a housing having an inner wall receives the rotors, wherein the rotors are rotatably guided in the housing.
  • the inner wall is largely modeled on an outer contour of the rotors.
  • the inner wall is a spherical ring around a
  • a component from the group outer contour of the intermediate rotor and inner wall has a circumferential groove.
  • the respective other component from the group outer contour of the intermediate rotor and inner wall has at least in a partial area a spring, wherein the groove and the spring lie in one plane.
  • the center lies in the plane, wherein the plane is perpendicular to the third axis of rotation.
  • the groove and the spring cooperate such that the intermediate rotor is rotatable about the third axis of rotation.
  • the housing is in a first housing half and a second housing half along a
  • Cutting plane divisible.
  • the third axis of rotation lies in the cutting plane.
  • the housing halves may be designed such that a connection of the first
  • Housing half to the second housing half by means of the housing halves trained clips can be done.
  • the two can be done.
  • Housing halves are also connected by fasteners such as screws to each other.
  • the first housing half and the second housing half may be identical.
  • the intermediate rotor is divided transversely to the third axis of rotation into a first counter rotor and a second counter rotor. Between the first counter rotor and the second
  • Counter rotor is arranged a separating element, wherein the first counter-rotor and the second counter-rotor are rotatable relative to the separating element.
  • a housing having an inner wall receives the rotors, wherein the rotors are rotatably guided in the housing.
  • the inner wall is largely modeled on an outer contour of the rotors.
  • the inner wall seals the first working spaces and the second working spaces from each other towards the housing.
  • first rotation axis and the second rotation axis are aligned with each other.
  • the first axis of rotation may also be at an angle to the second axis of rotation, as known in the art. Furthermore, that can
  • Separating element also be wedge-shaped, so that the first
  • Counter rotor rotates about a fourth axis of rotation and the second counter rotor about a fifth axis of rotation. Due to the wedge, the fourth axis of rotation and the fifth axis of rotation may enclose a third angle to one another, the third angle being not equal to 0 °.
  • Counter rotor and the second counter rotor formed identical.
  • first rotor and the second rotor may be identical.
  • Such a design with similar rotors or counter-rotors enables a particularly cost-saving production.
  • the separating element is firmly connected to the inner wall in the rotational and translational direction.
  • the rotary piston machine is divided into two separate chambers, wherein in one chamber, the first rotor and the first counter rotor and in the second chamber, the second rotor and the second counter rotor are.
  • the first rotor or the first counter rotor and the second rotor or the second counter rotor are rotated by means of a common drive device, only the common shaft protrudes through the separator.
  • the common shaft has a circular cross-section, a seal of the common shaft with respect to the separating element is easy to implement with, for example, O-rings, shaft seals or glands.
  • Such a configuration of the rotary piston engine can be known from the prior art
  • a drive of the first and the second counter-rotor by means of the common axis wherein the first and the second rotor are entrained by means of the counter-rotors.
  • the drive can also take place by means of the first and the second rotor, so that in this case the first and the second counter-rotor are entrained by the respective rotors.
  • an embodiment is also possible such that in the first chamber of the first rotor and in the second chamber of the second counter rotor, respectively in the first chamber of the first counter rotor and in the second chamber of the second rotor, by means of
  • the separating element is disc-shaped.
  • Counter rotor at least parallel.
  • Stack arrangement provided with a first rotary piston machine and with a second rotary piston machine.
  • a first axis of rotation and a second axis of rotation of the first rotary piston machine and a first axis of rotation and a second axis of rotation of the second rotary piston machine are arranged substantially in alignment.
  • first axis of rotation of the first rotary machine and the second axis of rotation of the second rotary machine are substantially aligned. Small angular deviations in the flight are possible here
  • the first axis of rotation and the second axis of rotation of the first rotary-piston machine and the first axis of rotation and the second axis of rotation of the second rotary-piston machine are formed in a common axis.
  • the embodiment is not limited to two rotary piston machines, but it can be further formed rotary piston machines to a corresponding stacking arrangement.
  • any number of rotary piston machines can ultimately be arranged on a single common axis.
  • An efficiency optimization can be done by disconnecting and connecting individual modules, for example by means of solenoid valves. It is also possible to provide needs-based volume flows with demand-based pressures.
  • the individual rotary piston machines as already shown, can be used either as a displacer or as a compressor.
  • different sized modules can be combined with each other in the stacking arrangement.
  • gaseous fluid and multi-stage compressors can be realized.
  • gaseous fluid such as air
  • Rotary piston machine to the radii of the intermediate rotor and the first and second rotors of the second rotary piston machine vary. This is based on the consideration that with an increase in pressure of a gaseous module, the volume is reduced. In order to further increase the pressure of the already reduced volume, the work spaces to be filled, respectively their volumes, of the subsequent rotary piston machines can be designed such that the precompressed fluid can not relax within the work spaces to be filled. Depending on the number of operated
  • the length of the common axis may be designed such that all to be operated by the common shaft rotors are fastened to the common shaft. Also, the length of the common shaft may be such that it protrudes through all the rotary piston machines used in the stacking arrangement.
  • the second rotor of the first rotary piston machine is rotatably connected to the first rotor of the second rotary piston machine, which is adjacent to the second rotor.
  • the functional density can be additionally increased.
  • Rotary piston machine integrally formed.
  • the rotors of the first rotary piston engine and the rotors of the second rotary piston engine are arranged in a common housing.
  • Housing arranged electrical actuators such as solenoid valves, or sensors, such as flow meters, are electrically connected to a corresponding control unit. According to a further embodiment of the invention, a method for
  • Assembly of a rotary engine provided with the following steps: First, a joint displaced to a predetermined position on a common shaft. Then mount an intermediate rotor on the joint. Then mount the first and second rotors to the shaft. Furthermore, mounting a housing, wherein the housing is divided along a third axis of rotation into a first and a second housing half.
  • a method for assembling a rotary-piston machine is provided with the following method steps: First, displacement of a bearing into a predetermined position on a common shaft. Then mount a first and a second counter-rotor on opposite sides of the bearing. Subsequently, mounting a first and a second rotor on the common shaft (38) Finally mounting a housing, wherein the housing is divided along a plane defined by a first axis of rotation, respectively a second axis of rotation, and a third axis of rotation separating plane in a first and a second housing half , wherein the housing encloses the bearing fluid-tight.
  • FIG. 1 shows a rotary piston engine with a housing and with a first rotor, second rotor and intermediate rotor arranged on a common shaft in a 3-D view;
  • Figure 2 shows the rotary piston machine of Figure 1 without intermediate rotor in a 3-D view
  • Figure 3 shows the rotary piston machine of Figure 1 without housing in a 3-D view
  • FIG. 4 shows the housing of another rotary piston machine, in which the
  • Housing is radially divided by a disc, in a 3-D view;
  • Figure 5 shows the housing of Figure 4 with a second counter rotor in a 3-D view;
  • FIG. 6 shows a stack arrangement of three already known from FIG.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a method for assembling the rotary piston machine shown in FIG.
  • Figure 1 shows a rotary piston machine 2, which operates as a pump, compressor or motor in a 3-D view.
  • an intermediate rotor 8 is arranged between a first rotor 4 and a second rotor 6.
  • the first rotor 4 has a first end face 10 with a first toothing 12, which is formed from first teeth 14.
  • the intermediate rotor 8 has a first rotor 4
  • the intermediate rotor 8 of the second end face 16 has opposite a third end face 22 with a third toothing 24, which is formed from third teeth 26.
  • the second rotor 6 has a fourth end face 28 facing the third end face 22 of the intermediate rotor 8 with a fourth toothing 30, which is formed from fourth teeth 32.
  • the toothings 12, 18, 24, 30 are engaged with one another in such a way that first working spaces 34 are formed by combing the first teeth 14 of the first toothing 12 and the second teeth 20 of the second toothing 18.
  • Workrooms 36 formed.
  • the volumes formed by the first 34 and second working spaces 36 are changed by the meshing of the teeth 14, 20, 26, 32.
  • the number of teeth of the first rotor 4 and the second rotor 6 is identical.
  • the first rotor 4 can rotate about a first axis of rotation I and the second rotor 6 to a second axis of rotation II.
  • the intermediate rotor 8 can rotate about a third axis of rotation III.
  • the first axis of rotation I and the third axis of rotation III include a first angle ⁇ .
  • the second rotation axis II and the third rotation axis III include a second angle ⁇ 2.
  • the first ⁇ and the second angle ⁇ 2 are not equal to 0 °.
  • the first axis of rotation I and the second axis of rotation II are formed in a common shaft 38.
  • the two angles ⁇ and ⁇ 2 are the same size.
  • the first working spaces 34 and the second working spaces 36 are separated from each other and can not exchange a fluid to be conveyed or compressed.
  • these are bounded by an inner wall 42 of the housing 40, which is annularly an outer contour 44 of the rotors 4, 6, 8, radially outwardly bounded.
  • Radially inwardly the work spaces 34, 36 by a spherical thickening 46 which is fixedly connected to the common shaft 38, in translational and rotational direction, limited.
  • Figure 2 shows the rotary piston machine 2 of Figure 1 without the intermediate rotor 8 in a 3-D view.
  • This spherical thickening 46 is formed as a spherical joint 46 which has been displaced along the common shaft 38 to a predetermined position. In the present embodiment, the spherical joint 46 has been on the common
  • This spherical joint 46 when the intermediate rotor, not shown here, is driven by means of the common shaft 38, as a constant velocity joint, which is also called homokinetic joint, may be formed.
  • the spherical joint 46 has a center M, which is also the center of the hollow spherical ring-shaped inner wall 42.
  • a spring 48 is circumferentially formed on the inner wall 42.
  • the spring 48 biases a plane which is perpendicular to the third axis of rotation III and includes the center M. This spring 48 engages in a groove 50, which in the
  • Outer contour 44 of the intermediate rotor 8 is formed and is clearly visible in Figure 3.
  • the spring 48 and the groove 50 of the intermediate rotor 8 cooperate such that the intermediate rotor 8 is rotatable about the third axis of rotation III.
  • the plane spanned by the groove 50 is equal to the plane spanned by the spring 48 level.
  • the intermediate rotor 8 in the through the groove 50th spanned plane in a first intermediate rotor half 52 and a second rotor half 54 divided.
  • the intermediate rotor 8 is fixed in the translational direction along the longitudinal extent of the common shaft 38, but can rotate about the spherical joint 46.
  • the coupling of the intermediate rotor 8 to the common shaft 38 can be done by means of a homokinetic joint. If the intermediate rotor 8 is to be carried along only by one of the two rotors 4, 6, either the first rotor 4 or the second rotor 6 or both rotors 4, 6 can be firmly connected to the common axle 38 in the rotational direction.
  • the first rotor 4, the second rotor 6 and the intermediate rotor 8 are enclosed by the housing 40, not shown here, wherein the housing 40 in a first housing half and a second housing half along a third axis of rotation III containing dividing plane is divisible.
  • FIG. 4 shows the housing 40 of a further rotary piston machine 2.
  • the spring 48 known from FIG. 2 is formed by a separating element 56 in the form of a
  • a bearing 62 in the translational and rotational direction is firmly connected.
  • the bearing 62 is fluid-tight, so that the fluid to be compressed or displaced can not pass through the bearing.
  • This bearing 62 passes through the separator 60 and is sealed to the separator 60 such that no fluid can be exchanged between the first chamber 58 and the second chamber 60.
  • a second counter rotor 64 which is arranged on the bearing 62, is located in the second chamber 60.
  • a spherical recess 66 is formed, in which a spherical not shown here elevation of a second rotor, also not shown here projects.
  • the arrangement of the second counter-rotor 64 in conjunction with the bearing 62 and the second rotor in the second chamber 60 is formed symmetrically to the partition member 56 and in the first chamber 58.
  • the first rotor arranged in the first chamber 58 and the second rotor arranged in the second chamber 60 are driven by means of the common shaft 38, wherein the first counter rotor and the second counter rotor 64 are entrained by the two rotors. Due to the different number of teeth of the counter-rotor and the rotor, the angular velocity of the counter-rotor is different from the angular velocity of the rotor.
  • FIG. 6 shows a stack arrangement of a first rotary-piston machine 2, a second rotary-piston machine 102 and a third rotary-piston machine 202.
  • the second rotary-piston machine 102 and third are
  • Rotary piston engine 202 constructed identical to the first rotary piston machine 2, which has already been described in detail in Figures 1 to 3. In this arrangement, it is possible to connect exhaust ports of, for example, the second rotary engine 102 with intake ports of the third rotary engine 202. Furthermore, it is possible to switch inlet and / or outlet channels of these three rotary piston machines 2, 102, 202 with valves such as solenoid valves, so that the efficiency of this stack arrangement can be optimized by connecting and / or switching off individual modules.
  • the common shaft 38 is adapted to the spatial extent of the three serially arranged rotary piston engines 2, 102, 202.
  • the housings 40 of the three rotary piston engines 2, 102, 202 are designed separately for each rotary piston engine.
  • the functional density can be increased by the fact that individual rotors 4, 6, 8 may be used twice, in particular if, for example, the second rotor 6 of the second rotary piston machine 102 and the first rotor 4 of the third rotary piston machine 202 are firmly connected to each other in the rotational and translational direction are.
  • the rotors 4, 6, 8 are designed as an injection molded part, be it plastic or metal, the second rotor 6 of the second
  • Rotary piston engine 102 and the first rotor 4 of the third rotary piston machine 202 may be integrally formed.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a method for assembling a rotary-piston machine 2 according to FIGS. 1 to 3.
  • a method step S1 the ball-shaped joint 46 is displaced, respectively pressed, on the common shaft 38 into a predetermined position.
  • Process step S2 becomes that of the first 52 and second intermediate rotor halves 54 existing intermediate rotor 8 mounted on the spherical joint 46.
  • first 4 and the second rotor 6 are mounted on the common shaft 38.
  • the housing 40 is mounted, wherein the housing 40 is divided into the first and the second housing half along a parting plane containing the third axis of rotation III.
  • Figure 8 shows a schematic representation of a method for assembling a rotary piston engine 2 according to the figures 1, 4 and 5.
  • Step S1 ' the bearing 62 is displaced in a predetermined position on a common shaft 38 and fixed there in rotational and translational direction. This can be done, for example, by pressing the bearing 62 onto the common shaft 38.
  • the first and the second counter-rotor 64 are mounted on opposite sides of the bearing 62.
  • the two counter-rotors 64 are usually attached to the camp.
  • the first 4 and the second rotor 6 are mounted on the common shaft 38. This is usually done by a pressing process, but can also by additional
  • Housing 40 along a by a first axis of rotation I, respectively a second axis of rotation II, and a third axis of rotation III spanned dividing plane is divided into a first and a second housing half, wherein the housing 40, the bearing 62 surrounds fluid-tight.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Drehkolbenmaschine, die als Pumpe, Verdichter oder Motor arbeitet, mit einem ersten Rotor (4), einem zweiten Rotor (6) und einem Zwischenrotor (8), wobei der Zwischenrotor (8) zwischen dem ersten (4) und dem zweiten Rotor (6) angeordnet ist. Der erste Rotor (4) weist eine erste Stirnfläche (10) mit einer ersten Verzahnung (12) auf. Der Zwischenrotor (8) weist eine zweite Stirnfläche (16) mit einer zweiten Verzahnung (18) und eine dritte Stirnfläche (22) mit einer dritten Verzahnung (24) auf. Der zweite Rotor (6) weist eine vierte Stirnfläche (28) mit einer vierten Verzahnung (30) auf. Jede Verzahnung (12, 18, 24, 30) ist aus zumindest einem Zahn (14, 20, 26, 32) gebildet. Die Verzahnungen (12, 18, 24, 30) stehen miteinander derart in Eingriff, dass durch Kämmen der Zähne (14) der ersten Verzahnung (12) und der Zähne (20) der zweiten Verzahnung (18) erste Arbeitsräume (34) ausgebildet werden. Durch Kämmen der Zähne (26) der dritten Verzahnung (24) und der Zähne (32) der vierten Verzahnung (30) werden zweite Arbeitsräume (36) ausgebildet. Durch die ersten (34) und die zweiten Arbeitsräume (36) gebildete Volumina werden durch das Kämmen der Zähne (14, 20, 26, 32) verändert. Der erste Rotor (4) weist eine erste Drehachse (I) auf. Der zweite Rotor (6) weist eine zweite Drehachse (II) auf. Der Zwischenrotor (8) weist eine dritte Drehachse (III) auf. Die erste Drehachse (I) und die dritte Drehachse (III) schließen einen ersten Winkel (φ1 ) ein. Die zweite Drehachse (II) und die dritte Drehachse (III) schließen einen zweiten Winkel (φ2) ein. Der erste (φ1) und der zweite Winkel (φ2) sind jeweils ungleich 0°. Erfindungsgemäß sind die erste Drehachse (I) und die zweite Drehachse (II) im Wesentlichen fluchtend angeordnet.

Description

Beschreibung
Drehkolbenmaschine, die als Pumpe, Verdichter oder Motor arbeitet Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine, die als Pumpe, Verdichter oder Motor arbeitet, mit einem Rotor, einem Zwischenrotor und einem Gegenrotor. Aus der DE 42 41 320 AI ist eine Drehkolbenmaschine bekannt, die als Pumpe,
Verdichter oder Motor arbeitet. Bei dieser laufen Kämme von Zähnen eines rotierenden Antriebsteils zur Begrenzung von Arbeitsräumen auf einer zykloiden Fläche eines ebenfalls verzahnten Abtriebsteils und treiben dabei dieses Abtriebsteil an. Zwischen den Zähnen von Antriebsteil und Abtriebsteil werden die genannten Arbeitsräume gebildet, die während des Rotierens der Teile für ihre Arbeit vergrößert bzw. verkleinert werden, um die Förderwirkung auf ein gasförmiges oder flüssiges Medium zu erzeugen. Derartige Antriebs- und Abtriebsteile laufen in einem gemeinsamen Gehäuse, dessen Innenraum kugelförmig ausgebildet ist.
In der Regel wird die Leistungsfähigkeit derartiger Drehkolbenmaschinen auf einen vom Kunden vorgegebenen Betriebspunkt hin optimiert. Damit besitzen diese Drehkolbenmaschinen ein festgelegtes Design, das sich von dem Design einer für einen anderen Kunden gewünschten Drehkolbenmaschine
beispielsweise durch den Durchmesser der Rotoren unterscheiden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Somit kann ein Bedürfnis bestehen, die Anzahl unterschiedlicher Designs der Drehkolbenmaschinen zu begrenzen. Das Bedürfnis kann befriedigt werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Gegenständen der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Drehkolbenmaschine, die als Pumpe, Verdichter oder Motor arbeitet, mit einem ersten Rotor, einem zweiten Rotor und einem Zwischenrotor bereitgestellt, wobei der Zwischenrotor zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor angeordnet ist. Der erste Rotor weist eine erste Stirnfläche mit einer ersten Verzahnung auf. Der Zwischenrotor weist eine zweite Stirnfläche mit einer zweiten Verzahnung und eine dritte Stirnfläche mit einer dritten Verzahnung auf. Der zweite Rotor weist eine vierte Stirnfläche mit einer vierten Verzahnung auf. Jede Verzahnung ist aus zumindest einem Zahn gebildet. Die Verzahnungen stehen miteinander derart in Eingriff, dass durch Kämmen der Zähne der ersten Verzahnung und der Zähne der zweiten Verzahnung erste Arbeitsräume ausgebildet werden. Durch Kämmen der Zähne der dritten Verzahnung und der Zähne der vierten Verzahnung werden zweite Arbeitsräume ausgebildet. Durch die ersten und zweiten Arbeitsräume gebildete Volumina werden durch das Kämmen der Zähne verändert. Der erste Rotor weist eine erste Drehachse und der zweite Rotor eine zweite Drehachse auf. Der Zwischenrotor weist eine dritte Drehachse auf. Die erste Drehachse und die dritte Drehachse schließen einen ersten Winkel und die zweite Drehachse und die dritte Achse einen zweiten Winkel ein. Der erste und der zweite Winkel sind jeweils ungleich 0°. Hierbei sind die erste Drehachse und die zweite
Drehachse im Wesentlichen fluchtend angeordnet.
Im Wesentlichen bedeutet hier, dass geringe Winkelabweichungen zwischen der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse aufgrund von Toleranzen möglich sind. In der Regel werden der erste Winkel und der zweite Winkel gleich groß sein. Beispielsweise kann der erste Rotor mit einer Antriebswelle und der zweite
Rotor mit einer Abtriebswelle drehfest verbunden sein, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle entweder als eine gemeinsame Welle ausgebildet sind oder die Antriebswelle und die Abtriebswelle voneinander getrennt sind. Der Antrieb der Drehkolbenmaschine kann dadurch erfolgen, dass eine Komponente aus der Gruppe erster Rotor, zweiter Rotor und Zwischenrotor angetrieben wird.
Die Drehkolbenmaschine kann auch derart gestaltet sein, dass durch einen Antrieb der Zwischenrotor in ein Taumeln versetzt wird. Durch die fluchtende Anordnung der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse respektive der Antriebswelle und der Abtriebswelle kann zusätzlich die Koppelbarkeit der Drehkolbenmaschine verbessert werden. Bei einem Verbinden von zwei oder mehr Drehkolbenmaschinen hintereinander derart, dass die Abtriebswelle der ersten Drehkolbenmaschine an die Antriebswelle der zweiten
Drehkolbenmaschine drehfest verbunden wird, ergibt sich eine Anordnung von Drehkolbenmaschinen entlang einer Achse. Nach dem Stand der Technik wäre hierbei lediglich eine Anordnung realisierbar, bei der die einzelnen
Drehkolbenmaschinen aufgrund der zueinander verkippten An- und
Abtriebswellen lediglich entlang eines Bogens angeordnet werden könnten.
Durch die Anordnung der Drehkolbenmaschinen entlang einer Achse ist eine optimale Anpassung an existierende Raumvorgaben möglich. Weiterhin kann eine Wirkungsgradoptimierung dadurch erfolgen, dass einzelne hintereinander geschaltete Drehkolbenmaschinen zu- oder abgeschaltet werden. Eine weitere
Anpassung an den geforderten Betriebspunkt kann dadurch erfolgen, dass die einzelnen verwendeten Drehkolbenmaschinen unterschiedliche Durchmesser der Rotoren oder eine unterschiedliche Anzahl der in den Verzahnungen
verwendeten Zähne aufweisen. Durch die Verwendung der
Drehkolbenmaschinen unterschiedlicher Größe kann ein bedarfsgerechter
Volumenstrom bei minimalem Leistungsverlust zur Verfügung gestellt werden. Somit kann auch die Anzahl der unterschiedlichen Designs der
Drehkolbenmaschinen begrenzt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die zwischen der ersten und der zweiten Verzahnung gebildeten ersten Arbeitsräume keine Verbindung zu den zwischen der dritten und der vierten Verzahnung gebildeten zweiten Arbeitsräumen auf. So ist die Drehkolbenmaschine zweistufig oder zweiflutig betreibbar.
Zweistufig bedeutet, dass ein zu verdichtendes Fluid mittels der ersten
Arbeitsräume vorverdichtet und mittels der zweiten Arbeitsräume nach verdichtet wird. Mehrflutig bedeutet, dass die ersten Arbeitsräume ein erstes Fluid verdrängen und die zweiten Arbeitsräume ein zweites Fluid, wobei das erste Fluid von dem zweiten Fluid unterschiedlich sein kann. In der Regel wird jedoch das erste Fluid und das zweite Fluid gleich sein. Das zu verdrängende Fluid kann gasförmig oder flüssig sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist wenigstens eine Komponente aus der Gruppe erster Rotor, zweiter Rotor und Zwischenrotor einstückig ausgebildet.
Durch die einstückige Ausbildung können oben genannte Komponenten als Spritzgussteil ausgeformt werden. Diese Art der Herstellung ist besonders kostengünstig. Auch kommt neben der Gestaltung aus Metall auch eine
Gestaltung der Komponenten aus Kunststoff in Betracht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die erste Drehachse und die zweite Drehachse in einer gemeinsamen Welle ausgebildet.
Damit sind die eingangs erwähnte Antriebswelle und Abtriebswelle in
rotatorischer und translatorischer Richtung fest miteinander verbunden. Damit kann die Antriebswelle und die Abtriebswelle einstückig ausgeführt sein. Auch kann eine Stapelanordnung von Drehkolbenmaschinen an einer durch alle Drehkolbenmaschinen hindurchgehenden gemeinsamen Welle erfolgen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zwischenrotor an einem Gelenk gelagert, wobei das Gelenk an der gemeinsamen Welle in rotatorischer und translatorischer Richtung fest verbunden ist.
Das Gelenk kann derart ausgestaltet sein, dass es ein Kippen des
Zwischenrotors zu der ersten, respektive der zweiten, Drehachse erlaubt. Somit ist der Zwischenrotor bezüglich der gemeinsamen Achse in translatorischer Richtung mit der gemeinsamen Achse fest verbunden. Weiterhin kann das Gelenk derart ausgestaltet sein, dass bei einer Rotation der gemeinsamen Welle der Zwischenrotor angetrieben wird oder alternativ der Zwischenrotor gegenüber der gemeinsamen Welle relativ drehbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gelenk kugelförmig ausgebildet. Diese kugelförmige Ausbildung des Gelenkes kann dazu dienen, um in Richtung der Drehachse die ersten Arbeitsräume von den zweiten Arbeitsräumen abzudichten. Eine Montage des Zwischenrotors auf dem kugelförmigen Gelenk kann dadurch erfolgen, dass der Zwischenrotor quer zu seiner dritten Drehachse in einen ersten und einen zweiten Gegenrotor geteilt ist. Zur Montage werden diese beiden Gegenrotoren an dem kugelförmigen Gelenk angeordnet und miteinander in translatorischer und rotatorischer Drehrichtung fest miteinander verbunden. Insbesondere bei einer Ausgestaltung als Kunststoffteil kann dies durch entsprechende Clipse erfolgen. Auch kann der Zwischenrotor derart geteilt sein, dass seine dritte Drehachse in der Trennebene liegt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gelenk entlang der gemeinsamen Achse in eine vorbestimmte Position verlagerbar. Somit kann beispielsweise die vorgeschlagene Drehkolbenmaschine direkt an einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit beispielsweise eines Elektromotors verbunden werden. Das kugelförmige Gelenk kann beispielsweise auf die gemeinsame Welle aufgepresst werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gelenk mit der gemeinsamen Achse einstückig ausgebildet.
Hierbei ist das kugelförmige Gelenk in der gemeinsamen Achse ausgebildet. Wenn die gemeinsame Welle beispielsweise als Hohlwelle ausgebildet ist, kann die Ausformung des kugelförmigen Gelenks beispielsweise auch durch
Umformen erfolgen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gelenk als ein Gleichlaufgelenk ausgebildet, wenn der Zwischenrotor mittels der gemeinsamen Welle angetrieben ist.
Ein derartiges Gleichlaufgelenk, auch homokinetisches Gelenk genannt, kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass in dem kugelförmigen Gelenk in Richtung der ersten, respektive zweiten, Drehachse erste Nuten ausgebildet sind. Weiterhin werden parallel zu den ersten Nuten in der hohlkugelringförmigen Innenwandung des Zwischenrotors parallel zu den ersten Nuten verlaufende zweite Nuten ausgebildet. Nun kann der Zwischenrotor mit dem kugelförmigen Gelenk dadurch verbunden werden, dass in jedem Nutpaar bestehend aus einer ersten Nuten und einer zweiten Nuten eine Kugel angeordnet wird. Dies bewirkt, dass durch eine Rotation der gemeinsamen Welle über die Kugeln der
Zwischenrotor gedreht wird. Die Drehbewegung des Zwischenrotors um die dritte Drehachse erfolgt gleichförmig und ist unabhängig von der Auslenkung der dritten Drehachse gegenüber der Drehachse der gemeinsamen Welle. Das bedeutet, dass die Winkelgeschwindigkeit der gemeinsamen Welle nicht von der Winkelgeschwindigkeit des Zwischen rotors abweicht. Somit kann ein Pulsieren des zu verdichtenden oder zu verdrängenden Fluids aufgrund variierender Winkelgeschwindigkeit des Zwischenrotors vermieden werden, wie dies ohne homokinetisches Gelenk möglich wäre.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nimmt ein Gehäuse mit einer Innenwandung die Rotoren auf, wobei die Rotoren drehbar in dem Gehäuse geführt sind. Die Innenwandung ist weitgehend einer Außenkontur der Rotoren nachgebildet. Die Innenwandung ist kugelringförmig um einen
Mittelpunkt ausgebildet. Eine Komponente aus der Gruppe Außenkontur des Zwischenrotors und Innenwandung weist eine umlaufende Nut auf. Die jeweils andere Komponente aus der Gruppe Außenkontur des Zwischen rotors und Innenwandung weist zumindest in einem Teilbereich eine Feder auf, wobei die Nut und die Feder in einer Ebene liegen. Der Mittelpunkt liegt in der Ebene, wobei die Ebene senkrecht zu der dritten Drehachse steht. Die Nut und die Feder wirken derart zusammen, dass der Zwischenrotor um die dritte Drehachse drehbar ist.
Somit wird über das Zusammenwirken der Nut und der Feder letztlich bestimmt, wie groß der erste, respektive zweite, Winkel ist, den die dritte Drehachse gegenüber der ersten, respektive der zweiten, Drehachse einnimmt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gehäuse in eine erste Gehäusehälfte und eine zweite Gehäusehälfte entlang einer
Schnittebene teilbar. Hierbei liegt die dritte Drehachse in der Schnittebene.
Insbesondere wenn das Gehäuse aus Kunststoff hergestellt ist, können die Gehäusehälften derart gestaltet sein, dass eine Verbindung der ersten
Gehäusehälfte an die zweite Gehäusehälfte mittels an den Gehäusehälften ausgebildeten Clipsen erfolgen kann. Natürlich können die beiden
Gehäusehälften auch durch Verbindungselemente wie beispielsweise Schrauben aneinander verbunden werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung können die erste Gehäusehälfte und die zweite Gehäusehälfte identisch ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zwischenrotor quer zu der dritten Drehachse in einen ersten Gegenrotor und einen zweiten Gegenrotor geteilt. Zwischen dem ersten Gegenrotor und dem zweiten
Gegenrotor ist ein Trennelement angeordnet, wobei der erste Gegenrotor und der zweite Gegenrotor relativ zu dem Trennelement drehbar sind. Ein Gehäuse mit einer Innenwandung nimmt die Rotoren auf, wobei die Rotoren drehbar in dem Gehäuse geführt sind. Die Innenwandung ist weitgehend einer Außenkontur der Rotoren nachgebildet.
Die Innenwandung dichtet die ersten Arbeitsräume und die zweiten Arbeitsräume voneinander zum Gehäuse hin ab. In dieser Anordnung ist es nicht notwendig, dass die erste Drehachse und die zweite Drehachse miteinander fluchten. Die erste Drehachse kann auch einen Winkel zu der zweiten Drehachse einnehmen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Weiterhin kann das
Trennelement auch keilförmig ausgebildet sein, so dass sich der erste
Gegenrotor um eine vierte Drehachse und der zweite Gegenrotor um eine fünfte Drehachse dreht. Aufgrund des Keils können die vierte Drehachse und die fünfte Drehachse zueinander einen dritten Winkel einschließen, wobei der dritte Winkel ungleich 0° ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der erste
Gegenrotor und der zweite Gegenrotor identisch ausgebildet.
Natürlich können auch der erste Rotor und der zweite Rotor identisch ausgebildet sein. Eine derartige Ausgestaltung mit gleichartigen Rotoren bzw. Gegenrotoren ermöglicht eine besonders kostensparende Fertigung.
Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist das
Trennelement mit der gemeinsamen Welle in rotatorischer und translatorischer Richtung fest verbunden, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor mit dem Gehäuse drehfest verbunden sind.
Durch die Neigung des Trennelements gegenüber der ersten, respektive der zweiten, Drehachse und durch die drehfeste Fixierung des ersten und des zweiten Rotors taumeln der erste Gegenrotor und der zweite Gegenrotor, wenn die gemeinsame Welle gedreht wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Trennelement an der Innenwandung in rotatorischer und translatorischer Richtung fest verbunden.
Durch das Trennelement wird die Drehkolbenmaschine in zwei voneinander getrennte Kammern unterteilt, wobei sich in der einen Kammer der erste Rotor und der erste Gegenrotor und in der zweiten Kammer der zweite Rotor und der zweite Gegenrotor befinden. Wenn der erste Rotor oder der erste Gegenrotor und der zweite Rotor oder der zweite Gegenrotor mittels einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung gedreht werden, ragt lediglich die gemeinsame Welle durch das Trennelement hindurch. Insbesondere, wenn die gemeinsame Welle einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ist eine Abdichtung der gemeinsamen Welle gegenüber dem Trennelement leicht zu realisieren mit beispielsweise O-Ringen, Wellendichtringen oder auch Stopfbuchsen. Eine derartige Ausgestaltung der Drehkolbenmaschine kann gegenüber dem Stand der Technik bekannte
Leckagen zwischen den Arbeitsräumen entlang der Außenkontur der Rotoren unterbinden oder zumindest wirkungsvoll reduzieren. Möglich ist auch ein Antrieb des ersten und des zweiten Gegenrotors mittels der gemeinsamen Achse, wobei der erste und der zweite Rotor mittels der Gegenrotoren mitgeschleppt werden. Weiterhin kann der Antrieb auch mittels des ersten und des zweiten Rotors erfolgen, so dass hierbei der erste und der zweite Gegenrotor durch die jeweiligen Rotoren mitgeschleppt werden. Weiterhin ist auch eine Ausgestaltung derart möglich, dass in der ersten Kammer der erste Rotor und in der zweiten Kammer der zweite Gegenrotor, respektive in der ersten Kammer der erste Gegenrotor und in der zweiten Kammer der zweite Rotor, mittels der
gemeinsamen Achse angetrieben werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Trennelement scheibenförmig ausgebildet.
Durch die scheibenförmige Ausbildung des Trennelements verlaufen die vierte Drehachse des ersten Gegenrotors und die fünfte Drehachse des zweiten
Gegenrotors zumindest parallel. Durch eine entsprechende Ausgestaltung können die vierte Drehachse und die fünfte Drehachse auch zu einer
gemeinsamen Drehachse zusammenfallen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine
Stapelanordnung mit einer ersten Drehkolbenmaschine und mit einer zweiten Drehkolbenmaschine bereitgestellt. Hierbei sind eine erste Drehachse und eine zweite Drehachse der ersten Drehkolbenmaschine und eine erste Drehachse und eine zweite Drehachse der zweiten Drehkolbenmaschine im Wesentlichen fluchtend angeordnet.
Somit fluchten die erste Drehachse der ersten Drehkolbenmaschine und die zweite Drehachse der zweiten Drehkolbenmaschine im Wesentlichen. Geringe Winkelabweichungen in der Flucht sind hierbei auf eventuelle
Fertigungstoleranzen zurückzuführen. Auch können, wie bereits erwähnt, die
Antriebs- und Abtriebswellen der jeweiligen Rotoren voneinander getrennt oder aneinander verbunden sein. Die entsprechenden Vorteile sowie
Ausgestaltungsmöglichkeiten sind bereits in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die erste Drehachse und die zweite Drehachse der ersten Drehkolbenmaschine und die erste Drehachse und die zweite Drehachse der zweiten Drehkolbenmaschine in einer gemeinsamen Achse ausgebildet.
Natürlich ist die Ausgestaltung nicht auf zwei Drehkolbenmaschinen begrenzt, sondern es können noch weitere Drehkolbenmaschinen zu einer entsprechenden Stapelanordnung ausgebildet werden. Somit können letztlich an einer einzigen gemeinsamen Achse beliebig viele Drehkolbenmaschinen angeordnet werden. Eine Wirkungsgradoptimierung kann durch Ab- und Zuschalten einzelner Module beispielsweise mittels Magnetventilen erfolgen. Auch ist es möglich, bedarfsgerechte Volumenströme mit bedarfsgerechten Drücken bereitzustellen. Hierbei können die einzelnen Drehkolbenmaschinen, wie bereits dargestellt, entweder als Verdränger oder als Verdichter eingesetzt werden. Auch lassen sich in der Stapelanordnung unterschiedlich große Module miteinander kombinieren. Damit lassen sich beispielsweise bei Verwendung von gasförmigem Fluid auch mehrstufige Kompressoren realisieren. Um gasförmiges Fluid wie beispielsweise Luft zu verdichten, können beispielsweise die Radien des Zwischenrotors und des ersten und zweiten Rotors der ersten
Drehkolbenmaschine zu den Radien des Zwischenrotors und des ersten und zweiten Rotors der zweiten Drehkolbenmaschine variieren. Hierbei liegt die Überlegung zugrunde, dass bei einer Druckerhöhung eines gasförmigen Moduls das Volumen verkleinert wird. Um den Druck des bereits verkleinerten Volumens weiterhin zu erhöhen, können die zu befüllenden Arbeitsräume, respektive deren Volumina, der nachfolgenden Drehkolbenmaschinen derart gestaltet sein, dass sich das vorverdichtete Fluid nicht innerhalb der zu befüllenden Arbeitsräume entspannen kann. In Abhängigkeit von der Anzahl der betriebenen
Drehkolbenmaschinen in der Stapelanordnung kann die Länge der gemeinsamen Achse derart ausgelegt sein, dass alle mittels der gemeinsamen Welle zu betreibenden Rotoren an der gemeinsamen Welle befestigbar sind. Auch kann die Länge der gemeinsamen Welle derart sein, dass sie durch alle in der Stapelanordnung verwendeten Drehkolbenmaschinen hindurchragt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zweite Rotor der ersten Drehkolbenmaschine an dem zu dem zweiten Rotor benachbarten ersten Rotor der zweiten Drehkolbenmaschine drehfest verbunden.
Durch die mögliche Doppelnutzung einzelner Rotoren kann die Funktionsdichte zusätzlich erhöht werden.
Hierdurch wird die Anzahl der Rotoren, die mit der gemeinsamen Achse drehfest verbunden werden müssen, reduziert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der zweite Rotor der ersten Drehkolbenmaschine und der erste Rotor der zweiten
Drehkolbenmaschine einstückig ausgebildet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Rotoren der ersten Drehkolbenmaschine und die Rotoren der zweiten Drehkolbenmaschine in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Durch die Unterbringung der Rotoren der ersten Drehkolbenmaschine und der
Rotoren der zweiten Drehkolbenmaschine in einem gemeinsamen Gehäuse kann die Stapelanordnung der Drehkolbenmaschinen optimal an den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden. Außerdem können in dem
gemeinsamen Gehäuse zusätzlich Magnetventile untergebracht werden, die entsprechend Kundenvorgaben die Beschickung der einzelnen
Drehkolbenmaschinen mit dem zu verdichtenden oder transportierenden Fluid entsprechend unterbrechen oder zuschalten. Weiterhin können in dem
gemeinsamen Gehäuse die die einzelnen Drehkolbenmaschinen miteinander verbindenden Kanäle integriert werden, so dass bei der Verwendung eines gemeinsamen Gehäuses auf zusätzliche Verbindungsstutzen, die die
Arbeitsräume der ersten Drehkolbenmaschine mit den Arbeitsräumen der zweiten Drehkolbenmaschine verbinden, verzichtet werden. Somit kann ein Gehäuse für die Stapelanordnung geschaffen werden, die lediglich einen
Eingangs- und einen Ausgangskanal aufweist sowie möglicherweise einen elektrischen Steckkontakt, mittels dem beispielsweise in dem gemeinsamen
Gehäuse angeordnete elektrische Aktuatoren, wie beispielsweise Magnetventile, oder Sensoren, wie beispielsweise Durchflussmesser, mit einem entsprechenden Steuergerät elektrisch verbindbar sind. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zur
Montage einer Drehkolbenmaschine mit folgenden Verfahrensschritten bereitgestellt: Zuerst Verlagern eines Gelenks in eine vorbestimmte Position auf einer gemeinsamen Welle. Anschließend Montieren eines Zwischenrotors an dem Gelenk. Anschließend Montieren des ersten und des zweiten Rotors an der Welle. Weiterhin Montieren eines Gehäuses, wobei das Gehäuse entlang einer dritten Drehachse in eine erste und eine zweite Gehäusehälfte geteilt ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zur Montage einer Drehkolbenmaschine mit folgenden Verfahrensschritten bereitgestellt: Zuerst Verlagern eines Lagers in eine vorbestimmte Position auf einer gemeinsamen Welle. Anschließend Montieren eines ersten und eines zweiten Gegenrotors auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lagers. Anschließend Montieren eines ersten und eines zweiten Rotors an der gemeinsamen Welle (38) Abschließend Montieren eines Gehäuses, wobei das Gehäuse entlang einer durch eine erste Drehachse, respektive eine zweite Drehachse, und eine dritte Drehachse aufgespannte Trennebene in eine erste und eine zweite Gehäusehälfte geteilt ist, wobei das Gehäuse das Lager fluiddicht umschließt.
Es wird angemerkt, dass Gedanken zu der Erfindung hierin im Zusammenhang sowohl mit einer Drehkolbenmaschine, einer Stapelanordnung mit einer ersten und einer zweiten Drehkolbenmaschine als auch mit einem Verfahren zur Montage einer Drehkolbenmaschine beschrieben sind. Einem Fachmann ist hierbei klar, dass die einzelnen beschriebenen Merkmale auf verschiedene Weise miteinander kombiniert werden können, um so auch zu anderen
Ausgestaltungen der Erfindung zu führen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.
Figur 1 zeigt eine Drehkolbenmaschine mit einem Gehäuse und mit einem auf einer gemeinsamen Welle angeordneten ersten Rotor, zweiten Rotor und Zwischenrotor in einer 3- D- Ansicht;
Figur 2 zeigt die Drehkolbenmaschine aus Figur 1 ohne Zwischenrotor in einer 3-D-Ansicht;
Figur 3 zeigt die Drehkolbenmaschine aus Figur 1 ohne Gehäuse in einer 3- D-Ansicht;
Figur 4 zeigt das Gehäuse einer weiteren Drehkolbenmaschine, bei der das
Gehäuse mittels einer Scheibe radial unterteilt ist, in einer 3-D- Ansicht; Figur 5 zeigt das Gehäuse aus Figur 4 mit einem zweiten Gegenrotor in einer 3- D- Ansicht;
Figur 6 zeigt eine Stapelanordnung von drei bereits aus Figur 1 bekannten
Drehkolbenmaschinen in einer 3-D-Ansicht; und
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Montage der in Figur 1 dargestellten Drehkolbenmaschine.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Figur 1 zeigt eine Drehkolbenmaschine 2, die als Pumpe, Verdichter oder Motor arbeitet in einer 3-D-Ansicht. Hierbei ist zwischen einem ersten Rotor 4 und einem zweiten Rotor 6 ein Zwischenrotor 8 angeordnet. Der erste Rotor 4 besitzt eine erste Stirnfläche 10 mit einer ersten Verzahnung 12, die aus ersten Zähnen 14 gebildet wird. Der Zwischenrotor 8 besitzt eine dem ersten Rotor 4
zugewandte zweite Stirnfläche 16 mit einer zweiten Verzahnung 18, welche zweite Zähne 20 aufweist. Weiterhin besitzt der Zwischenrotor 8 der zweiten Stirnfläche 16 gegenüberliegend eine dritte Stirnfläche 22 mit einer dritten Verzahnung 24, welche aus dritten Zähnen 26 gebildet ist. Der zweite Rotor 6 besitzt eine der dritten Stirnfläche 22 des Zwischenrotors 8 zugewandte vierte Stirnfläche 28 mit einer vierten Verzahnung 30, welche aus vierten Zähnen 32 gebildet ist. Die Verzahnungen 12, 18, 24, 30 stehen miteinander derart in Eingriff, dass durch Kämmen der ersten Zähne 14 der ersten Verzahnung 12 und der zweiten Zähne 20 der zweiten Verzahnung 18 erste Arbeitsräume 34 ausgebildet werden. Durch Kämmen der dritten Zähne 26 der dritten Verzahnung 24 und der vierten Zähne 32 der vierten Verzahnung 30 werden zweite
Arbeitsräume 36 ausgebildet. Durch die ersten 34 und zweiten Arbeitsräume 36 gebildete Volumina werden durch das Kämmen der Zähne 14, 20, 26, 32 verändert. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Zähnezahl des ersten Rotors 4 und des zweiten Rotors 6 identisch. Die Zähnezahl des
Zwischenrotors 8, respektive die Anzahl der zweiten 20 und dritten Zähne 26, ist um einen Zahn größer als die Zähnezahl des ersten Rotors 4, respektive des zweiten Rotors 6. Der erste Rotor 4 kann um eine erste Drehachse I rotieren und der zweite Rotor 6 um eine zweite Drehachse II. Der Zwischenrotor 8 kann um eine dritte Drehachse III rotieren. Die erste Drehachse I und die dritte Drehachse III schließen einen ersten Winkel φΐ ein. Die zweite Drehachse II und die dritte Drehachse III schließen einen zweiten Winkel φ2 ein. Hierbei sind der erste φΐ und der zweite Winkel φ2 jeweils ungleich 0°. Die erste Drehachse I und die zweite Drehachse II sind in einer gemeinsamen Welle 38 ausgebildet. Somit sind die beiden Winkel φΐ und φ2 gleich groß. Die ersten Arbeitsräume 34 und die zweiten Arbeitsräume 36 sind voneinander getrennt und können ein zu beförderndes oder verdichtendes Fluid nicht miteinander austauschen. Neben der Begrenzung der Arbeitsräume 34, 36 durch die einzelnen Verzahnungen 12, 18, 24, 30 werden diese durch eine Innenwandung 42 des Gehäuses 40, welches kreis ringförmig einer Außenkontur 44 der Rotoren 4, 6, 8 nachgebildet ist, radial nach außen begrenzt. Radial nach innen werden die Arbeitsräume 34, 36 durch eine kugelförmige Verdickung 46, welche mit der gemeinsamen Welle 38, in translatorischer und rotatorischer Richtung fest verbunden ist, begrenzt. Figur 2 zeigt die Drehkolbenmaschine 2 aus Figur 1 ohne den Zwischenrotor 8 in einer 3-D-Ansicht. Hierdurch wird der Blick auf die kugelförmige Verdickung 46 durch das Gehäuse 40 ermöglicht. Diese kugelförmige Verdickung 46 ist als ein kugelförmiges Gelenk 46 ausgebildet, welches entlang der gemeinsamen Welle 38 in eine vorbestimmte Position verlagert wurde. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde das kugelförmige Gelenk 46 auf die gemeinsame
Welle 38 aufgepresst. Dieses kugelförmige Gelenk 46 kann, wenn der hier nicht dargestellte Zwischenrotor mittels der gemeinsamen Welle 38 angetrieben wird, als ein Gleichlaufgelenk, das auch homokinetisches Gelenk genannt wird, ausgebildet sein.
Das kugelförmige Gelenk 46 besitzt einen Mittelpunkt M, welcher zugleich der Mittelpunkt der hohlkugelringförmig ausgebildeten Innenwandung 42 ist. An der Innenwandung 42 ist umlaufend eine Feder 48 ausgebildet. Hierbei spannt die Feder 48 eine Ebene auf, welche senkrecht zu der dritten Drehachse III steht und den Mittelpunkt M beinhaltet. Diese Feder 48 greift in eine Nut 50, welche in der
Außenkontur 44 des Zwischenrotors 8 ausgebildet ist und in Figur 3 deutlich sichtbar ist. Hierbei wirken die Feder 48 und die Nut 50 des Zwischenrotors 8 derart zusammen, dass der Zwischenrotor 8 um die dritte Drehachse III drehbar ist. Weiterhin ist die durch die Nut 50 aufgespannte Ebene gleich der durch die Feder 48 aufgespannten Ebene. Zur Montage in dem hier vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird der Zwischenrotor 8 in der durch die Nut 50 aufgespannten Ebene in eine erste Zwischenrotorhälfte 52 und eine zweite Rotorhälfte 54 geteilt. Durch ein Verbinden der beiden Zwischenrotorhälften 52, 54 wird das kugelförmige Gelenk 46 im Inneren des Zwischen rotors 8
aufgenommen. Damit ist der Zwischenrotor 8 in translatorischer Richtung entlang der Längserstreckung der gemeinsamen Welle 38 fixiert, kann sich jedoch um das kugelförmige Gelenk 46 drehen. Wenn der Zwischenrotor 8 angetrieben ist, kann die Kopplung des Zwischenrotors 8 an die gemeinsame Welle 38 mittels eines homokinetischen Gelenks erfolgen. Falls der Zwischenrotor 8 lediglich durch einen der beiden Rotoren 4, 6 mitgeschleppt werden soll, können entweder der erste Rotor 4 oder der zweite Rotor 6 oder auch beide Rotoren 4, 6 an der gemeinsamen Achse 38 in rotatorischer Richtung fest verbunden werden. Der erste Rotor 4, der zweite Rotor 6 und der Zwischenrotor 8 werden von dem hier nicht dargestellten Gehäuse 40 umschlossen, wobei das Gehäuse 40 in eine erste Gehäusehälfte und eine zweite Gehäusehälfte entlang einer die dritte Drehachse III beinhaltenden Trennebene teilbar ist. Somit wird durch das
Montieren der beiden Gehäusehälften die Drehkolbenmaschine 2 gemäß Figur 1 erzeugt.
Figur 4 zeigt das Gehäuse 40 einer weiteren Drehkolbenmaschine 2. Hierbei ist die aus Figur 2 bekannte Feder 48 durch ein Trennelement 56 in Form einer
Scheibe in eine erste Kammer 58 und eine zweite Kammer 60 unterteilt. Mit der gemeinsamen Achse 38 ist ein Lager 62 in translatorischer und rotatorischer Richtung fest verbunden. Zudem ist das Lager 62 fluiddicht, so dass das zu verdichtende oder zu verdrängende Fluid nicht durch das Lager hindurch gelangen kann. Dieses Lager 62 tritt durch das Trennelement 60 hindurch und ist gegenüber dem Trennelement 60 derart gedichtet, dass das zwischen der ersten Kammer 58 und der zweiten Kammer 60 kein Fluid ausgetauscht werden kann.
Wie in Figur 5 ersichtlich ist, befindet sich in der zweiten Kammer 60 ein zweiter Gegenrotor 64, welcher an dem Lager 62 angeordnet ist. Im Zentrum des zweiten Gegenrotors 64 ist eine kugelförmige Vertiefung 66 ausgebildet, in die eine kugelförmige hier nicht dargestellte Erhebung eines ebenfalls hier nicht dargestellten zweiten Rotors ragt. Die Anordnung des zweiten Gegenrotors 64 in Verbindung mit dem Lager 62 sowie dem zweiten Rotor in der zweiten Kammer 60 ist symmetrisch zu dem Trennelement 56 auch in der ersten Kammer 58 ausgebildet. In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel werden somit der sich in der ersten Kammer 58 angeordnete erste Rotor sowie der in der zweiten Kammer 60 angeordnete zweite Rotor mittels der gemeinsamen Welle 38 angetrieben, wobei der erste Gegenrotor sowie der zweite Gegenrotor 64 durch die beiden Rotoren mitgeschleppt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Anzahl der Zähne des Gegenrotors und des Rotors ist die Winkelgeschwindigkeit des Gegenrotors unterschiedlich zu der Winkelgeschwindigkeit des Rotors.
Figur 6 zeigt eine Stapelanordnung von einer ersten Drehkolbenmaschine 2, einer zweiten Drehkolbenmaschine 102 sowie einer dritten Drehkolbenmaschine 202. Hierbei sind die zweite Drehkolbenmaschine 102 und dritte
Drehkolbenmaschine 202 identisch zu der ersten Drehkolbenmaschine 2 aufgebaut, welche bereits in den Figuren 1 bis 3 ausführlich beschrieben worden ist. In dieser Anordnung ist es möglich, Auslasskanäle beispielsweise der zweiten Drehkolbenmaschine 102 mit Einlasskanälen der dritten Drehkolbenmaschine 202 zu verbinden. Weiterhin ist es möglich, Einlass- und/oder Auslasskanäle dieser drei Drehkolbenmaschinen 2, 102, 202 mit Ventilen wie beispielsweise Magnetventilen zu schalten, so dass der Wirkungsgrad dieser Stapelanordnung durch ein Zu- und/oder Abschalten einzelner Module optimiert werden kann. Die gemeinsame Welle 38 ist an die räumliche Ausdehnung der drei seriell angeordneten Drehkolbenmaschinen 2, 102, 202 angeglichen. Die Gehäuse 40 der drei Drehkolbenmaschinen 2, 102, 202 sind für jede Drehkolbenmaschine separat ausgeführt. Die Funktionsdichte kann dadurch erhöht werden, dass einzelne Rotoren 4, 6, 8 möglicherweise doppelt genutzt werden, insbesondere, wenn beispielsweise der zweite Rotor 6 der zweiten Drehkolbenmaschine 102 und der erste Rotor 4 der dritten Drehkolbenmaschine 202 aneinander in rotatorischer und translatorischer Richtung fest aneinander verbunden sind. Insbesondere, wenn die Rotoren 4, 6, 8 als Spritzgussteil ausgeführt sind, sei es aus Kunststoff oder Metall, können der zweite Rotor 6 der zweiten
Drehkolbenmaschine 102 und der erste Rotor 4 der dritten Drehkolbenmaschine 202 einstückig ausgebildet sein.
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Montage einer Drehkolbenmaschine 2 gemäß den Figuren 1 bis 3. In einem Verfahrensschritt Sl wird das kugelförmig ausgebildete Gelenk 46 auf der gemeinsamen Welle 38 in eine vorbestimmte Position verlagert, respektive gepresst. In einem
Verfahrensschritt S2 wird der aus der ersten 52 und zweiten Zwischenrotorhälfte 54 bestehende Zwischenrotor 8 an dem kugelförmigen Gelenk 46 montiert. In einem Verfahrensschritt S3 wird der erste 4 und der zweite Rotor 6 an der gemeinsamen Welle 38 montiert. In einem dem Verfahrensschritt S3 folgenden Verfahrensschritt S4 wird das Gehäuse 40 montiert, wobei das Gehäuse 40 entlang einer die dritte Drehachse III beinhaltende Trennebene in die erste und die zweite Gehäusehälfte geteilt ist.
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Montage einer Drehkolbenmaschine 2 gemäß den Figuren 1, 4 und 5. In einem
Verfahrensschritt Sl' wird das Lager 62 in eine vorbestimmte Position auf einer gemeinsamen Welle 38 verlagert und dort in rotatorischer und translatorischer Richtung fixiert. Dies kann beispielsweise durch ein Aufpressen des Lagers 62 auf die gemeinsame Welle 38 erfolgen. In einem Verfahrensschritt S2' wird der erste und der zweite Gegenrotors 64 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lagers 62 montiert. Hierzu werden die beiden Gegenrotoren 64 in der Regel auf das Lager aufgesteckt. In einem Verfahrensschritt S3 werden der erste 4 und der zweite Rotors 6 an der gemeinsamen Welle 38 montiert. Dies erfolgt in der Regel durch einen Pressvorgang, kann aber auch durch zusätzliche
Befestigungsmittel wie beispielsweise mittels einer Schraubverbindung erfolgen. In einem Verfahrensschritt S4' wird das Gehäuse 40 montiert, wobei das
Gehäuse 40 entlang einer durch eine erste Drehachse I, respektive eine zweite Drehachse II, und eine dritte Drehachse III aufgespannte Trennebene in eine erste und eine zweite Gehäusehälfte geteilt ist, wobei das Gehäuse 40 das Lager 62 fluiddicht umschließt.

Claims

Ansprüche
1 . Drehkolbenmaschine, die als Pumpe, Verdichter oder Motor arbeitet,
- mit einem ersten Rotor (4), einem zweiten Rotor (6) und einem
Zwischenrotor (8), wobei der Zwischenrotor (8) zwischen dem ersten (4) und dem zweiten Rotor (6) angeordnet ist,
- wobei der erste Rotor (4) eine erste Stirnfläche (10) mit einer ersten
Verzahnung (12) aufweist, wobei der Zwischenrotor (8) eine zweite Stirnfläche (16) mit einer zweiten Verzahnung (18) und eine dritte Stirnfläche (22) mit einer dritten Verzahnung (24) aufweist, wobei der zweite Rotor (6) eine vierte Stirnfläche (28) mit einer vierten
Verzahnung (30) aufweist, wobei jede Verzahnung (12, 18, 24, 30) aus zumindest einem Zahn (14, 20, 26, 32) gebildet ist,
- wobei die Verzahnungen (12, 18, 24, 30) miteinander derart in Eingriff stehen, dass durch Kämmen der Zähne (14) der ersten Verzahnung (12) und der Zähne (20) der zweiten Verzahnung (18) erste Arbeitsräume (34) ausgebildet werden und dass durch Kämmen der Zähne (26) der dritten Verzahnung (24) und der Zähne (32) der vierten Verzahnung (30) zweite Arbeitsräume (36) ausgebildet werden, wobei durch die ersten (34) und zweiten Arbeitsräume (36) gebildete Volumina durch das Kämmen der Zähne (14, 20, 26, 32) verändert werden,
- wobei der erste Rotor (4) eine erste Drehachse (I) aufweist, wobei der zweite Rotor (6) eine zweite Drehachse (II) aufweist, wobei der
Zwischenrotor (8) eine dritte Drehachse (III) aufweist, wobei die erste Drehachse (I) und die dritte Drehachse (III) einen ersten Winkel (φ1 ) einschließen, wobei die zweite Drehachse (II) und die dritte
Drehachse (III) einen zweiten Winkel (φ2) einschließen und wobei der erste (φ1 ) und der zweite Winkel (φ2) jeweils ungleich 0° sind, dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Drehachse (I) und die zweite Drehachse (II) im Wesentlichen fluchtend angeordnet sind. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Drehachse (I) und die zweite Drehachse (II) in einer gemeinsamen Welle (38) ausgebildet sind.
Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zwischenrotor (8) an einem Gelenk (46) gelagert ist, wobei das
Gelenk (46) an der gemeinsamen Welle (38) in rotatorischer und
translatorischer Richtung fest verbunden ist.
Drehkolbenmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gelenk (46) als ein Gleichlaufgelenk ausgebildet ist, wenn der
Zwischenrotor (8) mittels der gemeinsamen Welle (38) angetrieben ist.
Drehkolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Gehäuse (40) mit einer Innenwandung (42) die Rotoren (4, 6, 8) aufnimmt, wobei die Rotoren (4, 6, 8) drehbar in dem Gehäuse (40) geführt sind, wobei die Innenwandung (42) weitgehend einer Außenkontur (44) der Rotoren (4, 6, 8) nachgebildet ist, wobei die Innenwandung (42)
kugelringförmig um einen Mittelpunkt (M) ausgebildet ist, wobei eine Komponente aus der Gruppe Außenkontur (44) des Zwischenrotors (8) und Innenwandung (42) eine umlaufende Nut (50) aufweist, wobei die jeweils andere Komponente aus der Gruppe Außenkontur (44) des
Zwischenrotors (8) und Innenwandung (42) zumindest in einem Teilbereich eine Feder (48) aufweist, wobei die Nut (50) und die Feder (48) in einer Ebene liegen, wobei der Mittelpunkt (M) in der Ebene liegt, wobei die Ebene senkrecht zu der dritten Drehachse (III) steht, wobei die Nut (50) und die Feder (48) derart zusammenwirken, dass der Zwischenrotor (8) um die dritte Drehachse (III) drehbar ist.
Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenrotor (8) quer zu der dritten Drehachse (III) in einen ersten Gegenrotor und einen zweiten Gegenrotor (64) geteilt ist, wobei zwischen dem ersten Gegenrotor und dem zweiten Gegenrotor (64) ein
Trennelement (56) angeordnet ist, wobei der erste Gegenrotor und der zweite Gegenrotor (64) relativ zu dem Trennelement (56) drehbar sind, wobei ein Gehäuse (40) mit einer Innenwandung (42) die Rotoren (64) aufnimmt, wobei die Rotoren (64) drehbar in dem Gehäuse (40) geführt sind, wobei die Innenwandung (42) weitgehend einer Außenkontur (44) der Rotoren (64) nachgebildet ist.
Drehkolbenmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennelement (56) mit der gemeinsamen Welle (38) in rotatorischer und translatorischer Richtung fest verbunden ist, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor mit dem Gehäuse (40) drehfest verbunden sind.
Drehkolbenmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trennelement (56) an der Innenwandung (42) in rotatorischer und translatorischer Richtung fest verbunden ist.
Stapelanordnung mit einer ersten Drehkolbenmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer zweiten Drehkolbenmaschine (102, 202) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Drehachse (I) und eine zweite Drehachse (II) der ersten
Drehkolbenmaschine (2) und eine erste Drehachse (I) und eine zweite Drehachse (II) der zweiten Drehkolbenmaschine (102, 202) im Wesentlichen fluchtend angeordnet sind.
0. Stapelanordnung nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Drehachse (I) und die zweite Drehachse (II) der ersten
Drehkolbenmaschine (2) und die erste Drehachse (I) und die zweite
Drehachse (II) der zweiten Drehkolbenmaschine (102, 202) in einer gemeinsamen Achse (38) ausgebildet sind. Stapelanordnung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Rotor (6) der ersten Drehkolbenmaschine (2) an dem zu dem zweiten Rotor (6) benachbarten ersten Rotor (4) der zweiten
Drehkolbenmaschine (102) drehfest verbunden ist.
Stapelanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotoren (4, 6, 8) der ersten Drehkolbenmaschine (2) und die Rotoren (4, 6, 8) der zweiten Drehkolbenmaschine (102, 202) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
13. Verfahren zur Montage einer Drehkolbenmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis 5 und 10 bis 12, das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweisend:
Verlagern eines Gelenks (46) in eine vorbestimmte Position auf einer gemeinsamen Welle (38),
Montieren eines Zwischenrotors (8) an dem Gelenk (46),
- Montieren des ersten (4) und des zweiten Rotors (6) an der
gemeinsamen Welle (38),
Montieren eines Gehäuses (40), wobei das Gehäuse (40) entlang einer eine dritte Drehachse (III) beinhaltende Trennebene in eine erste und eine zweite Gehäusehälfte geteilt ist.
14. Verfahren zur Montage einer Drehkolbenmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis 2 und 6 bis 12, das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweisend:
Verlagern eines Lagers (62) in eine vorbestimmte Position auf einer gemeinsamen Welle (38),
Montieren eines ersten und eines zweiten Gegenrotors (64) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Lagers (62),
Montieren eines ersten (4) und eines zweiten Rotors (6) an der gemeinsamen Welle (38), Montieren eines Gehäuses (40), wobei das Gehäuse (40) entlang einer durch eine erste Drehachse (I), respektive eine zweite Drehachse (II), und eine dritte Drehachse (III) aufgespannte Trennebene in eine erste und eine zweite Gehäusehälfte geteilt ist, wobei das Gehäuse (40) das Lager (62) fluiddicht umschließt.
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