EP0007535A1

EP0007535A1 - Zweischeiben-Rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: EP0007535A1
Application number: EP79102440A
Authority: EP
Inventors: Peter B. c/o Rae Dirksen Morgen Kathmann
Original assignee: RMC Rotary-Motor Co AG
Current assignee: RMC Rotary-Motor Co AG
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1979-07-13
Publication date: 1980-02-06

Abstract

Rotationskolbenmaschine mit Hubeingriff zwischen zwei in einem ortsfesten Gehäuse exzentrisch gelagerten Rotationskolben (Rotoren) und je einem einen jeden Rotor radial durchsetzenden verschieblichen Leistungsteil (2) sowie mit Schlupfeingriff zwischen dem Gehäusemantel und den Leistungsteilen. Jeder Rotor ist auf einem ortsfesten Lagerzapfen gelagert und an jedem Lagerzapfen ist exzentrisch ein ortsfester Führungszapfen (8, 28) ausgebildet, der in eine im Leistungsteil ausgebildete Führungsnut (31) eingreift. Die beiden Führungszapfen sind um 180° zueinander versetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweischeiben-Rotationskolben maschine mit Hubeingriff zwischen exzentrisch in einem stationären Gehäuse drehbar gelagerten Rotoren und je einem einen jeden Rotor radial durchsetzenden Leistungeteil sowie mit Schlupfeingriff zwischen dem Gehäusemantel und den Leistungsteilen, die innerhalb des Rotors radial zum Gehäusemantel geführt sind, derart, daß sie mit ihren Enden an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen mit dem Gehäusemantel je zwei Arbeitskammern bildend in dichtender Gleitanlage gehalten sind.
Eine Zweischeiben-Rotationskolbenmaschine der vorstehend genannten Gattung ist bereits aus der DD-PS 46 761 bekannt. Bei dieser bekannten Rotationskolbenmaschine ist im Inneren eines jeden Rotors eine Ausnehmung vorgesehen, in welcher eine geschlossene Öse untergebracht ist, von welcher an einander gegenüberliegenden Seiten sich je ein Arm des Leistungsteils erstreckt. Die in jedem Rotorinnenraum aufgenommene Öse umgibt einen in einem Seitenteil angeordneten, feststehenden Führungszapfen, so daß die als Führungsbahn dienende Innenoberfläche der Öse sich gleitend um den Führungszapfen zu drehen vermag. Zwischen den beiden Rotoren ist ein Ausgleichsgewicht vorgesehen.
Die bekannte Rotationskolbenmaschine kann nur mit recht großen mechanischen Verlusten betrieben werden, weil die Lagerung der Leistungsteile viele Reibungsflächen aufweist und das Ausgleichsgewicht eine tote Masse darstellt, die leistungsvermindernd in Drehung versetzt werden muß. Ein weiterer Nachteil der bekannten Maschine liegt darin, daß die als geschlossenes Oval ausgebildete Führungsbähn für den Führungszapfen einen geteilten Rotor erfordert, da anderweitig ein Zusammenbau der Teile nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der vorstehend genannten Gattung so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau der Maschine die mechanischen Verluste klein gehalten werden und Gewichte zum Massenausgleich entbehrlich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die folgenden Merkmale.

a) Jeder Rotor ist mit je einem mit dem Gehäuse drehfest verbundenen Lagerzapfen gelagert,
b) die Leistungsteile sind jeweils mit Hilfe eines mit dem Lagerzapfen drehfest verbundenen Führungszapfens, der in eine Führungsnut der Leistungsteile eingreift, geführt, wobei die Führungszapfen um 1800 zueinander versetzt angeordnet sind,
c) in den Endbereichen der Leistungsteile sind in an sich bekannter Weise federbeaufschlagte Dichtelemente eingelassen.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß durch die Ausbildung der Leistungsteil-Lagerung und durch die Versetzung der Führungszapfen um 180° relativ zueinander erheblich weniger Leistung als bei der bekannten Vorrichtung in der Maschine verzehrt wird, so daß an der Abtriebswelle eine höhere Leistung abnehmbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Maschine und
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Maschine.

Wie in der Zeichnung dargestellt, besitzt die Maschine zu beiden Seiten der Rotoren 1, 21 Seitengehäuse 5, 25 sowie zwischen den Seitengehäusen angeordnete Gehäusemäntel 3, 23. Die Rotoren 1,21 sind mit einem Abtriebskörper 50 verschraubt und drehen sich um eine gemeinsame Achse. Die Gehäuseteile sind durch Paßstifte zentriert und werden durch Zuganker 18,38, die auf der einen Seite in ein Einlaßgehäuse 49 fest eingeschraubt sind, und an dem Seitengehäuse 5, 25 durch Muttern zusammengehalten. An den den Rotoren gegenüberliegenden Stirnseiten sind Lagerflansche 4, 24 angeschraubt, die durch Lager 6, 26 mit Lagerzapfen 7,27 drehbar verbunden sind.
Jeder der Rotoren 1, 21 hat quer zu seiner Drehachse eine durchgehende Bohrung, in welcher jeweils ein Leistungsteil 2,22 in Längsrichtung verschieblich aufgenommen ist. Jedes Leistungsteil 2, 22 weist in der Mitte seiner Längsabmessung eine quer zur Leistungsteil-Längsachse verlaufende Führungsnut 31 auf, deren Breite und Tiefe so an einen Führungszapfen 8, 28 angepaßt ist, daß die Leistungsteilevon den Führungszapfen sicher geführt sind. Die Achsen dieser Führungszapfen sind, bezogen auf die Rotorachse, um 180° zueinander versetzt. Dadurch, daß die Führungszapfen um 180° zueinander verdreht sind, ist ein Massenausgleich gewährleistet, ohne daß dafür zusätzliche Ausgleichsgewichte benötigt werden. Jeder Führungszapfen 8, 28 ist drehfest und exzentrisch mit dem zugeordneten Lagerzapfen 7, 27 verbunden. Jeder Lagerzapfen 7,27 erstreckt sich in eine axiale Ausnehmung in einer Rotorflanke hinein. Die Achsen der Lagerzapfen sind exzentrisch zur Achse der Innenradiung des Gehäusemantels angeordnet, so daß die Rotoren innerhalb des Gehäuses exzentrisch gelagert sind.
Es besteht somit ein Hubeingriff zwischen den exzentrisch im Gehäuse gelagerten Rotoren 1, 21 und den Leistungsteilen 2,22, welche die Rotoren radial durchsetzen. Ferner besteht Schlupfeingriff zwischen dem Gehäusemantel und den Leistungsteilen, welche innerhalb der Rotoren radial zum Gehäusemantel geführt sind. An den einander gegenüberliegenden Enden der Leistungsteile sind Dichtelemente 41 und 42 sowie Ölabstreifringe 43 vorgesehen, so daß je Rotor die beiden Enden der Leistungsteile, die an der Gehäuselauffläche in Anlage sind, mit dem Gehäusemantel zwei Arbeitskammern bilden. Die erfindungsgemäße Maschine besitzt somit je Rotor zwei getrennte Arbeitskammern, d.h. insgesamt 4 Kammern, in denen der ArbeitsprozeB abläuft. Da der Arbeitsprozeß über 720° läuft, d.h. Ansaugen 180°, Verdichten 180°, Arbeiten 180° und Ausstoßen 180⁰, ist durch die vier Arbeitskammern ein gleichmäßiger Rundlauf gewährleistet.
Bei der Drehung der Rotoren drehen sich diese um ihre eigene Achse, wohingegen die Leistungsteile sich mit Hilfe ihrer Führungsnuten um die jeweiligen Führungszapfen drehen. Bei der Umdrehung der Rotoren um ihre Lagerzapfen bewegen sich die im Querschnitt zylindrischen Leistungsteile um ihre Führungszapfen, wodurch die Leistungsteile derart radial zum Gehäusemantel geführt sind, daß die in den Enden der Leistungsteile angeordneten Dichtelemente ständig in dichtender Gleitanlage an den Gehäuselaufflächen gehalten sind.
Die bereits erwähnten Dichtelemente 41, 42 und 43 werden mit Hilfe von Federn an die Rotorbohrung, bzw. die seitliche Gehäuselaufbahn 46, die mittlere Gehäuselaufbahn 47 und die einlaßseitige Gehäuselaufbahn 48 gedrückt.
In Richtung zum Abtriebskörper 50 befindet sich in jedem Rotor für jede Kammer ein Einlaßkanal 11 und an der Lagerflanschseite ein Auslaßkanal 12. Das Frischgas gelangt durch einen Einlaßregler 53, ein Einlaßgehäuse 49 und den Einlaßkanal 11 in die Kammer. Das Abgas strömt durch den Auslaßkanal 12 aus der Kammer und über einen Auslaßringkanal 13, 33 aus dem Gehäuse 5, 25.
Zur Steuerung des Gaswechsels ist auf den Lagerzapfen 7, 27 jeweils ein Abrollkranz 10, 30 vorgesehen, auf welchem jeweils ein Zwischenzahnrad 20, 40 abrollt, welche jeweils eine Steuerwelle 9, 29 antreiben. Diese Steuerwelle betätigt die an sich bekannten Steuerorgane, wie Ventile, Schieber usw. Zu Schmierungs- und Kühlzwecken wird Öl durch Öleintrittsbohrungen 14, 34 zugeführt und mit Hilfe von Bohrungen 32 jeweils einem Ölringkanal 19, 39 zugeführt, von wo es durch Ölaustrittsbohrungen 15, 35 aus den Gehäuseabschnitten 5, 25 heraustritt.
An den Lagerflanschen 4, 24 ist jeweils ein Öldichtring 45 vorgesehen, der einen Ölübertritt vom Triebswerkraum in die Auslaßringkanäle 13, 33 verhindert.
Die in den Kammern erzeugte Drehkraft wird vom Antriebskörper 50 mit Hilfe eines Zahnkranzes 51 auf ein Zwischenzahnrad 55 abgegeben, welches in einem Zwischenradlager 54, das mit dem Einlaßgehäuse 49 verschraubt ist, gelagert ist.
Zur Kühlung sind KÜhlwasserkanäle 16,17,36,37 sowie 52 vorgesehen, obgleich statt dessen auch Luftkühlung möglich ist.

Claims

Zweischeiben-Rotationskolbenmaschine mit Hubeingriff zwischen zwei exzentrisch in einem stationären Gehäuse drehbar gelagerten Rotoren und je einem einen jeden Rotor radial durchsetzenden Leistungsteil sowie mit Schlupfeingriff zwischen dem Gehäusemantel und den Leistungsteilen, die innerhalb des Rotors zentrisch zum Gehäusemantel geführt sind, derart, daß sie mit ihren Enden an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen mit dem Gehäusemantel je zwei Arbeitskammern bildendin dichtender Gleitlage gehalten sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) jeder Rotor (1,21) ist mit je einem mit dem Gehäuse (5,25) drehfest verbundenen Lagerzapfen (7,27) gelagert;

b) die Teeistungsteile (2,22) sind jeweils mit Hilfe eines mit den Lagerzapfen drehfest verbundenen Führungszapfens (8,28), der in eine Führungsnut (31) in jedem der Leistungsteile eingreift, geführt, wobei die Führungszapfen um 180° zueinander versetzt angeordnet sind;

c) in den Endbereichen der Leistungsteile sind in an sich bekannter Weise federbeaufschlagte Dichtelemente (41) eingelassen.