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DE2604665A1 - Drehkolbenmaschine - Google Patents

Drehkolbenmaschine

Info

Publication number
DE2604665A1
DE2604665A1 DE19762604665 DE2604665A DE2604665A1 DE 2604665 A1 DE2604665 A1 DE 2604665A1 DE 19762604665 DE19762604665 DE 19762604665 DE 2604665 A DE2604665 A DE 2604665A DE 2604665 A1 DE2604665 A1 DE 2604665A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotary piston
rotor
housing
machine according
piston machine
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19762604665
Other languages
English (en)
Inventor
Rudolf Ing Grad Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sullair Europe SARL
Original Assignee
Sullair Europe SARL
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 Sullair Europe SARL filed Critical Sullair Europe SARL
Priority to DE19762604665 priority Critical patent/DE2604665A1/de
Priority to BE174649A priority patent/BE851071A/xx
Priority to GB4398/77A priority patent/GB1571011A/en
Priority to FR7703198A priority patent/FR2340447A1/fr
Priority to JP1124877A priority patent/JPS52105315A/ja
Priority to US05/766,383 priority patent/US4137019A/en
Publication of DE2604665A1 publication Critical patent/DE2604665A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B25/00Multi-stage pumps
    • F04B25/02Multi-stage pumps of stepped piston type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/103Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B27/06Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
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    • F04B27/0657Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary having cylinders in star- or fan-arrangement, the connection of the pistons with an actuating element being at the inner ends of the cylinders rotary cylinder block
    • F04B27/0663Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary having cylinders in star- or fan-arrangement, the connection of the pistons with an actuating element being at the inner ends of the cylinders rotary cylinder block the rotary cylinder being provided with only one piston, reciprocating within this cylinder
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    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/02Lubrication
    • F04B39/0223Lubrication characterised by the compressor type
    • F04B39/023Hermetic compressors
    • F04B39/0238Hermetic compressors with oil distribution channels
    • F04B39/0246Hermetic compressors with oil distribution channels in the rotating shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/10Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member

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Description

Dr. F. Zumstein son. Dr. E. Asstrann Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauei Cipl -Ing F. Kiinc-sfiisen - Dr. F. Zumstein jun.
PATENTANWÄLTE
S 1517
Sullair Europe Corporation 8192 Geretsried
Drehkolbenmaschine
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine, insbesondere einen Verdichter, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Kolben sowie Ein-und Auslaßb'ffnungen im Gehäuse.
Es sind verschiedene Ausgestaltungen von Drehkolbenmaschinen dieser Art bekannt, wobei jeweils eine aufwendige Formgebung des Innenumfangs des Gehäuses oder des Drehkolbens erforderlich ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau sehr einfache Drehkolbenmaschine der eingangs angegebenen Art auszubilden, die sich insbesondere als Verdichter für kleine Liefermengen eignet, jedoch auch als Pumpe, Druckluftmotor und dergleichen eingesetzt werden kann.
Nach der Erfindung ist im Gehäuse ein Rotor drehbar gelagert, der eine sich diametral erstreckende Ausnehmung aufweist, in der der Drehkolben angeordnet ist, wobei der Drehkolben zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung in der Ausnehmung exzentrisch zur Drehachse des Rotors gelagert ist und sich in der gleichen Richtung wie tier Rotor dreht.
Durch die Anordnung eines Rotors in dem einen festen äußeren Mantel bildenden Gehäuse und eines umlaufenden Kolbens innerhalb
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dieses Rotors ist ein sehr einfacher Aufbau der Drehkolbenmaschine möglich. Die diametral verlaufende Ausnehmung im Rotor kann durch gerade, parallele Flächenabschnitte im Mittelbereich und durch gekrümmte Flächenabschnitte an den Enden begrenzt werden, die dem Radius des kreisförmigen Drehkolbens entsprechen.
Zur Erzielung der Hin- und Herbewegung des Drehkolbens in der langgestreckten Ausnehmung im Rotor wird der Drehkolben exzentrisch auf einer Welle angeordnet, die exzentrisch zur Drehachse des Rotors im Gehäuse gelagert ist. Das Drehzahlverhältnis zwischen Drehkolben und Rotor beträgt vorteilhafterweise 2:1, wobei diese beiden umlaufenden Bauteile durch ein Synchrongetriebe miteinander in Verbindung stehen, das keine Leistung überträgt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den Unteransprüchen wiedergegeben. Eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen
Fig. 1 schEmatisch einen Längsschnitt durch einen Verdichter
zeigt
Fig. 2 stellt eine Querschnittsansicht dieses Verdichters dar, wobei mit I-I die Schnittlinie der Fig. 1 bezeichnet
ist.
Fig. 3 gibt schematisch eine abgewandelte Bauweise nach der Erfindung wieder.
Das Gehäuse des Verdichters wird durch einen ringförmigen Mantel 1 und deckeiförmige Seitenteile 2 und 3 gebildet, die mit dem ringförmigen Mantel 1 durch nicht dargestellte Schrauben verbunden sind. Gegebenenfalls kann eine geeignete Abdichtung zwischen diesen Bauteilen vorgesehen werden. In diesem feststehenden Gehäuse ist ein Rotor 4 drehbar gelagert, dessen kreisförmiger Außenumfang dem gleichfalls kreisförmigen Innenumfang des Gehäuses entspricht. Dieser Rotor 4 ist in der gleichen Weise wie das Gehäuse durch ein Mittelteil 5 und mit diesem verschraubte Seitenteile 6 und 7 ausgebildet. Mit 8 sind Lager
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bezeichnet, durch welche der Rotor 4 an den Seitenteilen 6 und drehbar im Gehäuse bzw. den Gehäusedeckeln 2 und 3 gelagert ist. Zur Fixierung des Rotors 4 in Achsrichtung im Gehäuse ist zwischen einem der Lager 8 und dem Gehäusedeckel eine Feder, beispielsweise eine Tellerfeder 9 angeordnet,durch welche der Rotor 4 am gegenüberliegenden Gehäusedeckel bzw. Lager 8 anliegend gehalten wird.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Mittelteil 5 des Rotors 4 mit einer sich diametral erstreckenden Ausnehmung 10 versehen, die im Mittelbereich durch gerade, parallele Abschnitte und an den Enden durch Halbkreisbögen begrenzt wird. Im Bereich dieser Kreisbogenabschnitte der Ausnehmung 10 ist das ringförmige Mittelteil 5 mit gegenüberliegenden Durchbrechungen 11 versehen, welche die Form einer Bohrung oder eines sich in Achsrichtung des Rotors erstreckenden Schlitzes haben können.
In dieser Ausnehmung 10 des Rotors 4 ist ein Drehkolben 12 angeordnet, dessen Breitenabmessung in Achsrichtung der des Rotormittelteils 5 entspricht. Der Durchmesser des kreisförmigen Drehkolbens 12 entspricht dem Abstand der einander gegenüberliegenden parallelen Mittelabschnitte der Ausnehmung 10 im. Rotor 4, wie auch die kreisbogenförmigen Endabschnitte dieser Ausnehmung dem Radius des Drehkolbens 12 entsprechen. Dieser Drehkolben 12 ist auf einer Welle 13 exzentrisch angeordnet, die wiederum außermittig im Gehäuse und damit exzentrisch zur Drehachse 14 des Rotors 4 gelagert ist, wie Fig. 2 zeigt. Der Drehkolben 12 und der Rotor 4 stehen über ein Synchrongetriebe miteinander in Verbindung, das durch ein Rissel 15 auf der Welle 13 des Drehkolbens und einen innen verzahnten Ringkörper 16 gebildet wird, der mittels nicht dargestellter Schrauben an dem Seitenteil 6 des Rotors 4 befestigt ist. Das Verhältnis der Teilkreisdurchmesser beträgt 2 : 1, so daß der über die Welle 13 angetriebene Drehkolben 12 doppelt so schnell wie der Rotor 4 umläuft. Der Teilkreis des Ritzels 15 verläuft durch den Mittelpunkt des Drehkolbens 12 und die Drehachse 14 des Rotors 4. In Fig. 2
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ist der Teilkreis desRitzels 15 mit 17 und der der Innenverzahnung 16 mit 18 bezeichnet.
Wird der Drehkolben12 in der in Fig. 2 durch einen Pfeil wiedergegebenen Drehrichtung angetrieben, so führt der auf Grund dieser Anordnung in der Ausnehmung 10 des Rotors 4, der mit der halben Drehzahl des Drehkolbens in der gleichen Drehrichtung umläuft, eine Hin- und Herbewegung aus. Die Ausnehmung 10 dient hierbei als Arbeitskammer für den Drehkolben 12, wobei abwechselnd in den einander gegenüberliegenden Endbereichen der Ausnehmung 10 eine Volumenverringerung bzw. Verdichtung erfolgt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines Verdichters wird die Luft im Nabenbereich durch Öffnungen 19 angesaugt, die im Sei tenteil 3 des Gehäuses ausgebildet sind und mit dem Innenraum des im Querschnitt Doppel- T-förmig ausgebildeten Drehkolbens 12 stehen. Durch einen in Achsrichtung verlaufenden Schlitz 20 auf dem Umfang des Drehkolbens 12 gelangt die angesaugte Luft in die Arbeitskammer 10 im Rotor 4. Der Stegabschnitt des Drehkolbens 12 kann mit einer oder mehreren Durchbrechungen 21 versehen sein,wie es inden Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die in der Arbeitskammer 10 komprimierte Luft wird durch die Durchbrechungen 11 im Rotor 4 ausgestossen, wobei im Bereich der jeweiligen Kompression eine Auslaßöffnung 22 im Gehäuse im Mittelteil 1 ausgebildet ist. Die Ansaugöffnungen 19 haben die in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutete etwa nierenförmige Querschnittsform und diese ergibt sich durch den zur Verfügung stehenden Raum zwischen dem Lager 8 für den Rotor 4 und einem Lager 23, durch welches die Drehkolbenwelle 13 im Seitenteil 3 des Gehäuses gelagert ist, sowie durch einen Steg zwischen diesen beiden Öffnungen 19, der zur Versteifung des Lagerbereichs im Seitenteil 3 dient. Die Ansaugöffnung könnte auch sichelförmig ausgebildet sein. Anstelle der wiedergegebenen Ausgestaltung kann die Ansaugöffnung auch dem Auslaß 22 etwa diametral gegenüberliegend auf dem Außenumfang des Gehäusemittelsteiles 1 ausgebildet werden .
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Der Drehkolben 12 ist durch die Lager 23 auf beiden Seiten in den Gehäusedeckeln 2 und 3 gelagert, wobei auf der Seite der Feder 9» welche das Lager 8 des Rotors beaufschlagen, gleich-
s IxXu.
falls Tellerfedern 24 angeordnet^welche das Lager 23 beaufschlagen und damit den Drehkolben 12 in die gleiche Richtung drücken wie die Tellerfedern 9 den Rotor 4. Bei der dargestellten Ausgestaltung ist der Drehkolben 12 zwischen den Seitenteilen 6 und 7 des Rotors 4 geführt und durch die Anordnung der Federn 9 und 23 auf der gleichen Seite kann der Drehkolben eventuellen geringfügigen Verschiebebewegungen des Rotors in Achsrichtung ungehindert folgen.
Zur Abdichtung der durch die Ausnehmung 10 im Rotor 4 gebildeten Arbeitskammer sind auf den einander gegenüberliegenden geraden Abschnitten dieser Ausnehmung Dichtplatten 25 angeordnet, die durch Federkraft oder ein unter Druck stehendes Fluid beaufschlagt sein können. Ebenso ist es möglich, auf diesen Abschnitten eine entsprechende Beschichtung aus einem Dichtwerkstoff vorzusehen, der gute Einlauf- und Notlaufeigenschaften aufweist, wie beispielsweise eine Weißmetallschicht. Die kreisbogenförmigen Endabschnitte der Ausnehmung 10 können praktisch unbearbeitet bleiben, wenn ein ausreichend großes Spiel zwischen dem Drehkolben und dem Rotor in den Extremstellungen vorhanden ist, von denen eine in Fig. 2 wiedergegeben ist. Die Umfangsflache des Drehkolbens 12 wird dagegen zur Ausbildung einer glatten Gleitfläche entsprechend bearbeitet, da der Drehkolben während seiner Umlaufbewegung mit dem gesamten Umfang längs der geraden Abschnitte der Ausnehmung 10 entlanggleitet.
Auf den Stirnseiten des ringförmigen, den Drehkolben 12 bildenden Körpers sind Ringnuten 26 (Fig. 1) ausgebildet, in denen eine Dichtleiste oder ein entsprechender Dichtwerkstoff angeordnet werden kann. Die Innenflächen der Seitenteile 6 oder 7 des Rotors 4 werden zur Ausbildung einer guten Abdichtung entsprechend bearbeitet. Gegebenenfalls kann auch die in der Ringnut 26 angeordnete Abdichtung nur über einen Teil des Umfangs
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des Drehkolbens ausgebildet sein, beispielsweise etwa über die in Fig. 2 rechte Hälfte des Drehkolbens 12, da dieser Teil des Drehkolbens jeweils die Verdichtung ausführt.
Um die Durchbrechungen 11 im Rotor 4 sind auf dessen Außenumfang gleichsfalls Dichtleisten 27 oder Dichtwerkstoffbeschichtungen vorgesehen, damit die Arbeitskammer 10 im Bereich einer Kompression auch an dieser Stelle abgedichtet ist. Zusätzlich kann auf dem Innenumfang des Gehäuses um die Auslaßöffnung 22 eine Dichtleiste 28 vorgesehen werden, welche den Druckstutzen gegenüber dem Innenumfang des Gehäuses abdichtet. Die Außenkante dieses Dichtringes 28 , der wiederum federbelastet oder mit einem Druckfluid beaufschlagt sein kann, ist abgeschrägt, damit die um die Durchbrechungen 11 am Rotor 4 angeordneten Dichtleisten 27 ohne die Gefahr des Verkantens an dieser Dichtleiste 28 vorbeistreichen können.
Die Abdichtung 29 zwischen dem Ringkörper 16 mit der Innenverzahnung und dem Stegabschnitt des Drehkolbens 12 dient im wesentlichen dazu, den von dem Betriebsmedium durchströmten Bereich des Drehkolbens gegenüber dem Synchrongetriebe abzudichten, das
durch OeI oder Fett geschmiert ist. Dieses Synchrongetriebe 15, 16 überträgt keine Leistung, es dient lediglich dazu, die Steuerbewegungen des Rotors gegenüber den Drehkolben zu synchronisieren. Gegebenenfalls kann auch eine entsprechende Abdichtung der Lager 8 und 23 gegenüber dem vom Betriebsmedium durchströmten Raum vorgesehen werden.
Werden keine Dichtleisten vorgesehen, so kann der Verdichter mit Öleinspritzung arbeiten . Hierfür können im Gehäusemittelteil 1 über den Innenumfang verteilt Bohrungen 30 vorgesehen werden, die über Kanäle in Achsrichtung mit einer Ringnut 31 in einem oder beiden Gehäuseseitenteilen 2 und 3 in Verbindung stehen. Diese Ringnut, die als Sammelleitung dient, steht mit einer geeigneten Quelle für unter Druck stehendes Öl in Verbindung.
Eine Weiterbildung nach der Erfindung ist schematisch in Fig. 3
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wiedergegeben. An diametral gegenüberliegenden Stellen sind :
in der Achse der langgestreckten Ausnehmung 10 im Rotor 4 '
Zylinderbohrungen 32 ausgebildet, in denen Kolben 33 geführt : sind, welche auf dem Außenumfang des Drehkolbens 12 direkt gleiten können, welcher in diesem Falle als Antriebsexzenter für die Kolben 32 dient, wie es bei Hydraulikmotoren bekannt ist.
'Vorzugsweise wird jedoch ein den Drehkolben 12 konzentrisch um- ■
gebender Ringkörper 34 vorgesehen, der auf dem Drehkolben 12 ;
gleitet und mit den Kolben 33 starr verbunden ist. i
Eine solche Ausgestaltung kann gegebenenfalls als zweistufiger Verdichter vorgesehen werden, wobei die erste Stufe der Verdichtung im Arbeitsraum 10 und die zweite Stufe in den Zylinderbohrungen 32 erfolgt. Zweckmäßigenveise werden an den Kolben 33 Kolbenringe 35 vorgesehen. Bei einer solchen Betriebsweise kann der Verdichtungsraum 10 ölüberflutet werden, während die Kolben 32 trocken laufen, so daß man ein höheres Druckverhältnis erzielen kann. Die Kolben 33 können einen kreisförmigen Querschnitt oder einen in anderer Weise gestalteten Querschnitt haben.
Wird eine Öleinspritzung im Verdichtungsraum 10 vorgesehen, so kann das Öl über die auf dem Innenumfang des Gehäuses verteilten Bohrungen 30 unter Druck eingeleitet werden, wobei diese Bohrungen 30 zweckmäßigerweise nur auf vorbestimmten Abschnitten des Innenumfangs ausgebildet sind, so daß beispielsweise kurz vor Beginn der Verdichtung durch die Durchbrechung 11 im Rotor 4 das Öl eingespritzt wird. Die Anordnung der Bohrungen 30 hängt somit von der Anordnung der einzelnen Bauteile des Verdichters relativ zueinander ab. Die Durchbrechung 11 überstreicht zu Beginn der Verdichtung im Arbeitsraum 10 einen Abschnitt auf dem Innenumfang des Gehäuses 1, auf dem die Bohrungen 30 angeordnet sind und durch die Öl unter Druck eingespritzt wird, worauf dann der Verdichtungsvorgang ohne weitere Öleinspritzung abgeschlossen werden kann. In Fig. 2 ist die Anordnung der Bohrungen 30 lediglich schematisch wiedergegeben. 8
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Wird beispielsweise der Verdichter so aufgebaut, daß der
Rotor 4 und der Drehkolben 12 mit den Seitenflächen an
feststehenden Gehäuseteilen oder den Seitenwänden des Gehäuses 1 anliegen, so können in diesen Seitenwänden die
Ölzufuhrbohrungen vorgesehen werden, wie sie in Pig. 2
schematisch bei 36 angedeutet ist. Diese Ölzufuhrbohrungen 36 ; werden vorzugsweise so angeordnet, daß zu Beginn einer Ter- j dichtung das Öl im Bereich der geraden Flächen des Verdichtungsräumes 10 eingespritzt wird, da an dieser Fläche einerseits
eine Abdichtung und andererseits eine Schmierung beabsichtigt
ist. In Fig. 2 sind lediglich schematisch nebeneinanderliegende
Bohrungen 36 angedeutet, jedoch können entsprechend dem Bewegungsablauf des Rotors 4 relativ zum Drehkolben 12 solche Öleinspritzbohrungen 36 über einen Kurvenabschnitt angeordnet
werden, welcher sich durch die Relativbewegung zwischen Rotor 4
und Drehkolben 12 ergibt. Die Öleinspritzung kann somit über
einen gewissen Bereich der Verdichtung den sich bewegenden geraden Dichtflächen des Verdichtungsraumes 10 folgen. ■ ; i
Es kann auch zweckmäßig sein, das Öl über ein nicht dargestelltes Steuergerät intermittierend in den Verdichtungsraum 10 einzuspritzen, so daß jeweils nur dann der erforderliche Öldruck
an den Einspritzbohrungen vorhanden ist, wenn diese zum Verdichtungsraum 10 hin freiliegen. Das eingespritzte Öl wird mit
der komprimierten Luft über die Auslaßöffnung 22 abgezogen,
worauf durch einen Ölabscheider die Druckluft vom Öl wieder
gereinigt wird. :
Eine weitere Möglichkeit der Öleinspritzung ergibt sich durch
die Welle des Drehkolbens 12, wobei solche nicht dargestellte j
Ölkanäle von der Welle aus zum Umfang des Drehkolbens führen '
und an diesem münden. Hierdurch kann das Öl direkt in den j Dichtspalt zwischen Außenumfang des Drehkolbens 12 und geraden
Abschnitten des Verdichtungsraumes 10 eingespritzt werden. <
Die optimale Menge der Flüssigkeitseinspritzung, die von der ; Auslegung und den Betriebsdaten des jeweiligen Verdichters sowie :
- 9 709832/0499
yon der Art der eingespritzen Flüssigkeit und dergleichen abhängt, kann entsprechend den jeweiligen Erfordernissen
vorgesehen werden. Vorzugsweise wird sie nach der Formel !
c C '
mf = m . c ermittelt, wobei der Faktor £ in dem Be- ί reich von O bis 12 liegen kann und m die Masse der Flüssigkeit bzw. der luft pro Zeiteinheit ist. j
: I
Wie die Figuren zeigen, kann ein Verdichter, der sich insbeson- : dere für kleine Liefermengen eignet, in sehr einfacher Weise ; ausgebildet werden. Die Einzelteile des Verdichters sind einfach gestaltet und sie können auch in einfacher Weise bearbeitet ■ werden. So können beispielsweise die Seitenteile 6 und 7 des \ Rotors und gegebenenfalls auch die Seitenteile 2 und 3 des Gehäuses identisch ausgebildet werden, wenn die Ansaugöffnungen auf den Außenumfang verlegt werden. Ebenso ist eine äußerst einfache Montage des Verdichters möglich, wie aus der Schnittansicht in Fig. 1 hervorgeht. Der Drehkolben 12 kann durch eine geeignete Anordnung von Gewichten oder durch eine entsprechend verdickte Wandstärke frei von Massenkräften gemacht werden. Eine solche Maßnahme ist am Rotor wegen dessen symmetrischer Ausgestaltung nicht erforderlich. Die Anpassung an verschiedene Liefermengen kann durch eine entsprechend schmale oder breite Ausgestaltung des Drehkolbens 12 und des Rotors erfolgen. Auch können in einfacher Weise zwei oder mehrere solcher Verdichter hintereinander geschaltet werden. Insbesondere eignet sich ein solcher Verdichter für eine Integralbauweise. Bei dem darge3tell7 ten Ausführungsbeispiel kann ein Luftfilter in Achsrichtung des Gehäuses angesetzt werden. Ebenso kann ein Ölabscheider im Fall einer Öleinspritzung unmittelbar angrenzend in Achsrichtung am Gehäuse angebaut werden.
In Fig. 1 ist im Gehäusedeckel 2 eine Gewindebohrung 37 in der Verlängerung der Wellenachse ausgebildet, durch welche eine : nicht dargestellte Schraube mit Kontermutter zum Verstellen der Lager und damit des Drehkolbens mit Rotor in Achsrichtung der Welle eingesetzt werden kann. Diese Schraube drückt auf eine Scheibe 38 mit einer Ringschulter, welche an dem Lager 23 anliegt.
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'Auf der gegenüberliegenden Seite sind an dem Lager 23 :die Druckfedern 24 vorgesehen. Mit 39 ist ein Simmerring bezeichnet.
Es sind verschiedene Abwandlungen der beschriebenen Bauweise möglich. So kann beispielsweise bei einer vereinfachten Ausgestaltung der Drehkolben 12 direkt zwischen den Seitenteilen des Gehäuses geführt und die Lagerung des Rotors nach außen verlegt werden. Auf dem Umfang des Gehäuses können Kühl- ;rippen im Bereich der Auslaßöffnung 22 vorgesehen werden. !Das Prinzip der Drehkolbenmaschine nach der Erfindung mit -In einem Gehäuse drehbarem Rotor und einem zur Ausführung !einer Hin- und Herbewegung in diesem Rotor exzentrisch gelagerten Drehkolben kann auch als Druckluftmotor oder als Expansionsmaschine arbeiten. Bei einer Ausgestaltung als Flüssigkeitspumpe kann sich der Ansaug entsprechend weit über den Umfang des Rotors erstrecken. Im Falle einer Öleinspritzung können die Ölbohrungen auch mit regulierbaren Drosseln versehen werden und auch über den gesamten Umfang verteilt sein.
Anstelle der dargestellten Anordnung der verschiedenen ίÖffnungen und Durchbrechungen, wobei die Durchbrechungen ;auf der Längsachse der Ausnehmung 10 liegen und die schlitz-'förmige Öffnung 20 am Drehkolben so angeordnet ist, daß sie !nach Abschluß des Ansaugvorgangs von dem Dichtbereich abge-■ deckt und auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors wieder [freigegeben wird (Fig. 2), können auch andere Anordnungen ,dieser Öffnungen vorgesehen werden. I
Auch kann der jeweilige Arbeitsraum im Rotor 4 eine andere als die wiedergegebene Form mit kreisbogenförmigen Endabschnitten haben, wobei vorzugsweise die geraden Flächenab-.schnitte beibehalten werden, deren Abmessung in Längsrichtung der Ausnehmung durch den Durchmesser des Teilkreises der Innenverzahnung bestimmt ist. Beispielsweise kann an- :grenzend an diese geraden Flächen eine Ausbauchung gegenüber der dargestellten Formgebung vorgesehen werden, so daß in
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^der in Pig. 2 dargestellten rechten Endstellung des Dreh- j •kolbens noch ein Restvolumen im Verdichtungsbereich vorhanden ; 'ist. Ebenfalls kann der Innenumfang des Gehäuses eine andere Formgebung haben. Wesentlich ist bei der dargestellten Ausgestaltung, daß der Rotor im Bereich der Auslaßöffnung zur Abidichtung am Gehäuseinnenumfang anliegt. Je nach Verwendungs-'zweck der Drehkolbenmaschine kann die Ausnehmung 10 in den _Endbereichen und der Innenumfang des Gehäuses verschiedene ' ;Formgebungen annehmen.
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Claims (16)

  1. Patentansprüche
    ;1 .\ Drehkolbenmaschine, insbesondere Verdichter, mit einem V-' in einem Gehäuse drehbar gelagerten Kolben sowie Ein- und Auslaßöffnungen im Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1-3) ein Rotor (4) drehbar gelagert ist, der eine sich diametral erstreckende Ausnehmung (10) aufweist, daß in dieser Ausnehmung (10) ein Drehkolben ; (12) angeordnet ist und dieser zur Ausführung einer Hin- ' : und Herbewegung in der Ausnehmung exzentrisch zur Drehachse (14) des Rotors (12) gelagert ist, wobei sich der ; Drehkolben (12) in der gleichen Richtung wie der Rotor ; (4) dreht. j
  2. 2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (12) exzentrisch auf einer ■ Welle (13) befestigt ist, die exzentrisch bzw. außermittig zur Drehachse (14) des Rotors (4) im Gehäuse gelagert ist.
  3. ,3. Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahlverhaltnis von Drehkolben (12) und Rotor (4) 2 : 1 beträgt. !
  4. 4. Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) im Rotor (4) durch gerade, parallel verlaufende Flächenabschnitte im Mittelbereich und durch kreisbogenförmige Flächenab- ; schnitte an den Enden begrenzt ist, die dem Radius des ; Drehkolbens (12) entsprechen. '
  5. 5- Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (12) und der Rotor (4) über ein Synchrongetriebe miteinander in Verbindung stehen, wobei der Drehkolben auf seiner Welle (13) mit einem Ritzel (15) und der Rotor (4) mit einer Innenverzahnung (16)
    709832/0499 original" in"
    versehen ist.
  6. 6. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkreis des Ritzels (15) durch die Drehachse (14) des Rotors (4) und den Mittelpunkt des Drehkolbens (12) verläuft, durch den auch der Teilkreis der Innenverzahnung (16) mit der Drehachse (14) verläuft.
  7. 7. Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich im Bereich der geraden Flächenabschnitte der Ausnehmung (10) im Rotor (4) Dichtleisten (25) oder Beschichtungen aus einem Dichtwerkstoff vorgesehen sind.
  8. 8. Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (22) im Gehäuse auf dessen Innenumfang und/oder die an diametral gegenüberliegenden Stellen des Rotors (4) ausgebildeten Durchbrechungen (11) auf dessen Außenumfang mit Dichtleisten (27, 28) oder Dichtringen versehen sind, wobei der kreisförmige Innenumfang des Gehäuses (1) dem kreisförmigen Außenumfang des Rotors (4) entspricht.
  9. 9· Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über den Innenumfang des Gehäuses (1) verteilt Bohrungen (30) für die Ölzufuhr ausgebildet sind, die über eine gemeinsame Ringleitung (31) miteinander in Verbindung stehen.
  10. 10. Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (12) auf seinen Stirnseiten mit Dichtleisten oder Dichtringen zur Abdichtung gegenüber der Seitenv/and des Gehäuses oder Seitenteilen (6, 7) des Rotors (4) versehen ist.
    - H 709812/0499
  11. 11. Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) auf dem Umfang im Bereich der Endabschnitte der Ausnehmung (10) jeweils mit einer als Auslaßöffnung dienenden Durchbrechung (11) und der Drehkolben (12) auf dem Umfang mit einer Durchbrechung (20) versehen ist, die über den Innenraum des Drehkolbens (12) mit Einlaßöffnungen (19) im Bereich der Welle (13) in Verbindung steht, wobei die Auslaßöffnung (22) auf dem Außenumfang des Gehäuses angeordnet ist.
  12. 12. Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (12) durch entsprechende Gewichtsverteilung frei von Massenkräften und auf beiden Seiten im Gehäuse gelagert ist.
  13. 13. Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) und der Drehkolben (12) auf der gleichen Seite über das zugeordnete Lager (8, 23) von einer Druckfeder (9, 24) in der gleichen Richtung beaufschlagt sind.
  14. 14. Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Drehkolben (12) an diametral gegenüberliegenden Stellen Kolben (33) anliegen, die in radialen Zylinderbohrungen (32) des Rotors (4) geführt sind und in diesem Verdichtungsräume begrenzen.
  15. 15· Drehkolbenmaschine nach Anspruch 14» dadurch gekennzeich- ' net, daß die Kolben (33) an einem Ringkörper (34) befestigt sind, welcher den Drehkolben (12) konzentrisch umgibt. ;
    - 15 -
    709832/0A99
  16. 16. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzufuhrbohrungen (3θ) über einen Abschnitt des Innenumfangs des Gehäuses (1) ausgebildet sind, welchen die Durchbrechung (11) im Rotor (4) zu Beginn einer Verdichtung in dem Raum (10) überstreicht.
    17· Drehkolbenmaschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder beiden Seitenteilen des Gehäuses, an denen der Rotor (4) und der Drehkolben (12) anliegen, Ölzufuhrbohrungen (36) ausgebildet und so angeordnet sind, daß sie im Bereich der geraden Begrenzungsflächen des Verdichtungsraumes (10) liegen.
    709832/0 4 99
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