[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckwellenmaschine zur Aufladung von Verbrennungsmotoren
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs l.
[0002] Zu den Massnahmen, mit denen man den Wirkungsgrad von Druckwellenmaschinen zu verbessern
trachtet, gehört eine Verringerung der Spiele zwischen den Stirnseiten des Rotorkörpers
und dem Gasgehäuse bzw. dem Luftgehäuse. Um die Leckverluste so gering wie möglich
zu halten, trachtet man, diese Spiele möglichst klein zu halten, wobei sie im ganzen
Betriebsbereich möglichst konstant bleiben sollen.
[0003] Die Einhaltung dieser Bedingungen sucht man zu erreichen durch Wahl geeigneter, bezüglich
ihrer Wärmedehnzahlen aufeinander abgestimmter Werkstoffe, die aber gleichzeitig den
im Betrieb auftretenden thermischen und dynamischen Beanspruchungen genügen müssen.
Dies gilt insbesondere für den Rotor, für den nur hochwarmfeste Materialien in Frage
kommen.
[0004] Bis anhin hatte sich dafür u.a. eine Invar-Legierung hoher Warmfestigkeit und bis
zu einer Temperatur von etwa 350°C (Curie-Punkt) gleichbleibend kleiner Wärmedehnzahl
als geeignet erwiesen. Oberhalb dieser Temperatur aber nimmt die Wärmedehnzahl dann
sprunghaft zu, so dass, wenn nicht spezielle, die Herstellung verteuernde konstruktive
Massnahmen getroffen werden, der Laderwirkungsgrad stark abnimmt. Für diese höheren
Temperaturen ist diese Legierung also nur mehr bedingt geeignet. Mit dem Streben nach
noch höheren Abgastemperaturen, beispielsweise bei Ottomotoren, genügen auch sonstige
legierte Stähle oder metallische Superlegierungen den besagten Anforderungen nicht
mehr.
[0005] Die Forderung nach möglichst kleinen Spielen zwischen den rotierenden und den stationären
Komponenten im ganzen Lastbereich des Motors ist mit den bisher dafür verwendeten
Werkstoffen nur sehr unvollkommen zu erfüllen. Denn bei schnellen Lastwechseln erleidet
jeweils der Rotor die schnellste Temperaturänderung und damit Durchmesser- und Längenänderung.
Die anderen Teile erfahren die Aenderung der Temperatur und damit ihrer Abmessungen
mit Verzug, so dass die Spiele vorübergehend - beim Beschleunigen - ganz aufgehoben
werden können, der Rotor also anzustreifen beginnt oder - beim Drosseln - der Rotor
sich schneller abkühlt und die Spiele damit vorübergehend sehr gross werden und der
Wirkungsgrad entsprechend abnimmt.
[0006] Um diese Spieländerungen in möglichst engen Grenzen zu halten, führt man die Wandstärke
des Rotorgehäuses möglichst dünn aus, so dass sich dieses bei Lastwechseln rasch erwärmt
bzw.abkühlt und damit den schnellen Längen-und Durchmesseränderungen des Rotors genügend
rasch zu folgen vermag. Kleine Wandstärken des Rotorgehäuses bedeuten aber grössere
Wärmeverluste und damit eine Wirkungsgradeinbusse.
[0007] Die vorliegende, im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierte Erfindung
entstand aus der Aufgabe, eine Ausführung für den Rotor und das Rotorgehäuse einer
Druckwellenmaschine zu finden, bei der die vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden
sind, d.h., bei der bei allen Betriebszuständen und speziell bei Laständerungen für
die erwähnten Spiele zwischen den Rotorstirnseiten und den Stirnseiten des Gas- bzw.
des Luftgehäuses gleichbleibend kleine Werte gewahrt bleiben, um Spülverluste bzw.
das Anstreifen zu vermeiden, und bei der dank höherer thermischer Belastbarkeit ein
besserer Wirkungsgrad erreichbar und eine bessere Beschleunigungsfähigkeit erzielt
wird.
[0008] Dies wird gemäss der Erfindung-durch die Verwendung keramischer Werkstoffe für den
Rotor und das Gehäuse und den Eigenschaften dieses für Druckwellenmaschinen neuartigen
Werkstoffs angepasste konstruktive Gestaltung dieser Teile und der Mittel zu ihrer
Verbindung mit der Rotorwelle bzw. mit dem Gas- und dem Luftgehäuse verwirklicht.
[0009] Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher beschrieben. In der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1, 3 und 4 drei Ausführungsformen von erfindungsgemässen Druckwellenmaschinen
in teilweise geschnittener Ansicht,
Fig. 2 ein Detail der Ausführung nach Fig. l, die
Fig. 5 bis 8 zwei Ausführungsbeispiele für die Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen
Rotorgehäuse und Luft- bzw. Gasgehäuse, die
Fig. 9 und 10 einen Rotor der erfindungsgemässen Bauart in einem Längsschnitt und
in einer Seitenansicht, und die
Fig. 11 bis 17 verschiedene Möglichkeiten für eine werkstoffgerechte Verbindung des
Rotors aus Keramik mit seiner Antriebswelle aus Stahl.
[0010] In den Fig. 1 sowie 3 und 4 ist das Gasgehäuse für die Zu-und Abfuhr der Abgase des
Motors in den bzw. aus dem Rotor 1 mit 2 und das Luftgehäuse für das Ansaugen der
Verbrennungsluft und Zuführen der verdichteten Ladeluft in den Motor mit 3 bezeichnet.
Der Rotor 1 ist mit seiner Rotorwelle 4 im Luftgehäuse 3 fliegend gelagert. Ausserhalb
desselben sitzt am Wellenende eine Keilriemenscheibe 5 zum zwangsläufigen Antrieb
des Rotors 1 durch den Motor.
[0011] Der Rotor 1 besteht ebenso wie das ihn umgebende Rotorgehäuse 6 aus keramischem Material,
z.B. aus reaktionsgesinterter Siliziumnitridkeramik oder Siliziumkarbid, das in bekannter
Weise nach dem Pressen, Giessen oder Extrudieren und Trocknen des Grünlings, d.h.,des
rohen ungebrannten Formkörpers, gebrannt und einem chemischen Härtungsprozess unterworfen
wird. Gegenüber einem Rotorgehäuse aus Metall ergibt sich bei diesem Gehäuse 6 aus
Keramik das Problem, wegen der unterschiedlichen Wärmedehnzahlen des Gehäusewerkstoffs
und der metallischen Verbindungselemente, mit denen das Gehäuse 6 mit dem aus Metall
bestehenden Gasgehäuse 2 und Luftgehäuse 3 verbunden ist, diese Verbindungselemente
so zu gestalten, dass unzulässig hohe Wärmespannungen, insbesondere Zugspannungen
in der Keramik, als Folge von Dehnungsdifferenzen mit Sicherheit vermieden werden.
[0012] Bei der Ausführung des Gehäuses nach Fig. 1 bestehen diese Verbindungsmittel aus
über den Umfang in gleichem Abstand verteilten Dehnstiftschrauben 7, die an beiden
Enden Gewinde aufweisen und am Einschraubende mit einem Bund 8 mit Schlüsselflächen
zum Anziehen und Verspannen gegen das Gasgehäuse 2 versehen sind. Am freien Gewindeende,
mit dem das Luftgehäuse 3 an das Rotorgehäuse 6 angeschraubt ist, ist, wie aus dem
in Fig. 2 grösser gezeichneten Ausschnitt A deutlicher hervorgeht, unter der Mutter
9 eine Tellerfeder 10 vorgesehen, welche die im Betrieb auftretenden Dehnungsunterschiede
zwischen den Dehnstiftschrauben 7 und dem Rotorgehäuse 6 ausgleicht.
[0013] Durch diese elastischen Verbindungsmittel 7, 9, 10 wird in axialer Richtung ein ständiger
Formschluss zwischen den beiden Stirnflächen des Gehäuses 6 und dem Gasgehäuse 2 sowie
dem Luftgehäuse 3 gewährleistet und das Auftreten unzulässig hoher Spannungen vermieden,
wobei aber die relative Verschiebung zwischen den Stirnflächen des Gas- und des Luftgehäuses
einerseits und den beiden Stirnflächen des Gehäuses 6 nicht wesentlich behindert wird.
Das Rotorgehäuse 6 besteht bei dieser Ausführung aus einem einfachen kreiszylindrischen
Mantel mit den Längsbohrungen für die Dehnstiftschrauben 7. Die Herstellung eines
solchen Mantels aus Keramik bereitet keinerlei Schwierigkeiten. Bei einer Serienherstellung
käme dafür sogar das wirtschaftliche Strangpressen in Frage.
[0014] Zur Abdichtung sind an den beiden Stirnflächen des Rotorgehäuses duktile metallische
Dichtungsringe 11 vorgesehen, die eine'unbehinderte radiale Verschiebung der Dichtungsringflächen
gegen den metallischen Sitz des Gas- bzw. Luftgehäuses ermöglichen. Statt solcher
separater Ringe kann auch eine duktile Metallschicht auf die Stirnflächen des keramischen
Rotorgehäuses 6 aufgespritzt werden. Um ihre gegenseitige radiale Verschieblichkeit
zu erleichtern, könnten diese Sitze mit einem Gleitmittel behandelt werden. Dadurch
lassen sich schädliche Verspannungen infolge unterschiedlicher radialer Ausdehnungen
des metallischen Gas- bzw. Luftgehäuses gegenüber dem keramischen Rotorgehäuse vermeiden.
[0015] Noch einfacher ist die Herstellung eines keramischen Rotorgehäuses 12 bei der Ausführung
nach Fig. 3. Dieses Rotorgehäuse wird von einem einfachen kreiszylindrischen Rohr
gebildet. Zur Verbindung des Rotorgehäuses 12 mit dem Gasgehäuse 2 und dem Luftgehäuse
3 dient hier eine zweiteilige Spannmanschette 13, deren beide Teile mit durch ihre
Mittellinien angedeutete Schrauben und Flanschen 14 unter Vorspannung in Längsrichtung
zusammengezogen werden. Zum Ausgleich der Wärmedehnungen im Betrieb sind die beiden
Hälften der Spannmanschette mit nachgiebigen Umfangssicken 15 versehen, wodurch das
Auftreten unzulässiger Längsspannungen vermieden wird. Um den Zusammenbau mit dem
Gas- und dem Luftgehäuse zu ermöglichen, sind die beiden Hälften der Spannmanschette
auch in Längsrichtung geteilt. Die beiden Ränder der Trennfuge sind in bekannter,
nicht dargestellter Weise, z.B. durch Schrauben oder Spannbänder, miteinander verbunden.
[0016] Bei der Ausführung einer Druckwellenmaschine nach Fig. 4, die ebenfalls ein kreisringzylindrisches
Rotorgehäuse 12 aufweist, ist eine ebenfalls zweiteilige, in der Längsrichtung geteilte
Spannmanschette 16 vorgesehen. Sie besitzt zum Ausgleich der Längsdehnungen eine einzige
Umfangssicke 17 und ihre Befestigung erfolgt mittels Spanndrähten 18, die in Hohlbördeln
19 an den beiden Rändern der Spannmanschette liegen und durch bekannte, nicht dargestellte
Mittel, beispielsweise Spannschrauben oder Spannschlösser, um die Anschlussflanschen
des Gasgehäuses 2 bzw. des Luftgehäuses 3 herum gezogen werden und eine axiale Verspannung
der Gehäuse 2 und 3 gegen das Rotorgehäuse 12 bewirken.
[0017] Die Spannmanschetten 13 bzw. 16 bilden gleichzeitig einen Schutz für das stossempfindliche
Rotorgehäuse aus Keramik.
[0018] Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Abdichtung der Fugen zwischen dem Rotorgehäuse 6 und
dem Gasgehäuse 2 bzw. Luftgehäuse 3 durch Doppellippendichtringe 46, die, wie deutlicher
aus Fig. 6 hervorgeht, in Nuten 47-an der Innenseite des Rotorgehäuses 6 eingelassen
sind. Diese Dichtringe passen sich infolge ihrer grossen Elastizität allen thermisch
bedingten Aenderungen der Nutabmessungen bestens an und . sie liefern auch keinen
Beitrag zur Behinderung der radialen Verschiebung-des Rotorgehäuses 6 gegenüber dem
Gasgehäuse bzw. dem Luftgehäuse infolge der unterschiedlichen Wärmedehnungen dieser
Teile.
[0019] Eine in Fig. 7 dargestellte Variante dieser Abdichtung weist einen Ausgleichsring
48 auf, von dem ein Teil seiner Abwicklung in Fig. 8 gezeigt ist. Sein Umfang ist
auf der dem Rotorgehäuse 6 zugewandten Seite durch eine Reihe von Schlitzen 49 in
elastische Lappen 50 aufgeteilt, die eine leichte radiale Verschieblichkeit zwischen
dem Gas- bzw. Luftgehäuse und dem Rotorgehäuse ermöglichen. Diese leichte Verschieblichkeit
ist zusätzlich dadurch gewährleistet, dass der Ring als Distanzring fungiert, der
zwischen den Stirnflächen des Gehäuses und des Luft- bzw. Gasgehäuses einen Spalt
51 freilässt. Damit ist jegliche Stirnflächenreibung ausgeschaltet.
[0020] Eine Ausführungsform eines zweiflutigen keramischen Rotors 20, der mit einem keramischen
Rotorgehäuse gepaart werden kann, zeigen die Fig. 9 und 10 in einem Axialschnitt bzw.
in der Seitenansicht, wobei in letzterer einfachheitshalber nur einige der Kanäle
eingezeichnet sind.
[0021] Bei diesem Rotor bestehen die Fluten und die Nabe aus einem Stück. Zur Gewichtsreduktion
kann die Nabe mit einem Steg 21 ausgeführt werden und Löcher 22 aufweisen. Auf die
Verbindung der Nabe mit der Welle wird bei den Rotorausführungen nach den Fig. 11
- 17 eingegangen.
[0022] Bei diesen Rotoren werden die Naben vom Rotorkörper, der hier in allen Fällen zweiflutig
ausgeführt ist, getrennt hergestellt und mit letzterem keramisch verbunden, so dass
diese Rotorkörper bei Massenfertigung auf wirtschaftliche Weise durch Strangpressen
hergestellt werden können.
[0023] Bei dem in Fig. 11 dargestellten Rotor 23 ist die Rotornabe 25 ohne Anschlag in die
durchgehend gleich grosse Bohrung des Rotorkörpers 24 eingesetzt. Die Verbindungsfuge
ist mit 26 bezeichnet.
[0024] Die Verbindung der metallischen Welle 52 mit dem Rotorkörper erfolgt immer unter
dem Gesichtspunkt, dass in den keramischen Komponenten nennenswerte Zugspannungen
zu vermeiden sind. Zu diesem Zweck ist hier eine in der Welle 52 verschraubte Dehnschraube
53 vorgesehen und zur Zentrierung der Welle gegenüber dem Rotor dient ein am Wellenende
von einer Eindrehung gebildeter Zentrierring 54. Eine Justierscheibe 55 innerhalb
des Zentrierringes 54 dient dazu, von Fall zu Fall durch entsprechende Bemessung ihrer
Dicke die genaue axiale Position des Rotorkörpers 24 in Bezug auf die inneren Stirnflächen
des Gas- und des Luftgehäuses und damit das axiale Laufspiel des Rotors gegenüber
diesen Stirnflächen einzustellen. Die Zentrierung der Rotornabe 25 gegenüber der Welle
52 besorgt der Zentrierring 54 im Zusammenwirken mit einer gegenüber dem Aussendurchmesser
des Rotorkörpers 24 konzentrisch geschliffenen Aussenfläche 56 der Nabe 25. Zur axialen
Fixierung des Rotorkörpers dienen eine Mutter 57 mit einer Scheibe 58.
[0025] Bei der in Fig. 12 dargestellt.en Verbindung dient zur Zentrierung der Nabe 59 auf
einem Zentrierzapfen 60 der Welle 61 ein handelsüblicher sogenannter "Toleranzring"
62, der in der Fig. 13 in grösserem Massstab dargestellt ist. Dieser Toleranzring
weist achsparallele, radial nachgiebige Längssicken auf, deren Gesamtheit einen aus
der Fig. 13 ersichtlichen wellenförmigen Querschnitt bildet. Der umschriebene und
der eingeschriebene Kreis dieses Querschnitts besitzen ein geringes Uebermass bzw.
Untermass gegenüber der Nabenbohrung bzw. der Welle. Die inneren und äusseren Kuppen
der Sicken verformen sich beim Einbau und ergeben eine schwache zentrierende Presspassung,
die das keramische Material der Nabe entsprechend der oben erwähnten Forderung nur
geringfügig auf Zug beansprucht. Zur Einstellung der seitlichen Laufspiele des Rotors
und zu seiner axialen Fixierung auf der Welle dienen wie beim vorhergehenden Beispiel
eine Justierscheibe 55, eine Mutter 57 und eine Scheibe 58.
[0026] Bei der Verbindung nach Fig. 14 ist zur Zentrierung der Rotornabe gegenüber der Wellenachse
eine mit enger Passung auf einem Zentrierzapfen 63 sitzende Zentrierscheibe 64 vorgesehen,
wiederum in Verbindung mit einer Justierscheibe 55 und einer Mutter 57.
[0027] Bei der Ausführung nach Fig. 15 erfolgt die Verbindung der Welle 27 mit dem Rotor
23 durch eine in der Welle verschraubte Dehnschraube 28, einen am Wellenende vorgesehenen
Zentrierzapfen 29, ein Scheibenpaar 30, 31 mit zusammenwirkenden konkaven bzw. konvexen
balligen Flächen; und eine Mutter 32. Analog zu den vorgängig beschriebenen Verbindungen
kann auch noch eine Justierscheibe erforderlich sein.
[0028] Die in Fig. 16 dargestellte Verbindung der Welle 27 mit dem Rotor 23, der sich wiederum
aus dem zweiflutigen Rotorkörper 24 und einer Nabe 33 zusammensetzt, weist ebenfalls
eine Dehnschraube 34 auf. Die Zentrierung der Welle 27 gegenüber der Nabe 33 erfolgt
hier durch einen langen Zentrierzapfen 35 mit Spiel gegenüber der Bohrung der Nabe
33 und eine Scheibe 36 mit Innenkegel, die spielfrei auf dem Zentrierzapfen 35 sitzt
und durch eine Mutter 37 gegen einen kegelstumpfförmigen Ansatz 38 der Nabe 33 verspannt
wird.
[0029] Zur Gewichtserleichterung kann die Nabe 33 mit Löchern 39 oder sonstigen Aussparungen
versehen sein.
[0030] Bei der in Fig. 17 dargestellten Verbindung von Nabe 40 und Welle 41 wird die Nabe
durch einen kurzen Zentrierzapfen 42 gegenüber der Welle zentriert und durch eine
Dehnschraube 43, eine planparallele Scheibe 44 und eine Mutter 45 verspannt. Je nach
Fertigungsgenauigkeit können auch bei diesen beiden letztgenannten Ausführungen Justierscheiben
erforderlich werden.
[0031] Mit den vorbeschriebenen konstruktiven Massnahmen erreicht man für den Rotor neben
dem eingangs erwähnten thermodynamischen Gewinn noch den Vorteil, dass die Dichte
der Keramik mit f = 2,4-3,2 g/cm nur 30-40 % der Dichte jener Metalle beträgt, die
gegenwärtig für Rotoren verwendet werden. Im gleichen Verhältnis sind das Massenträgheitsmoment
und damit die instationären Drehmomente des Keramikrotors kleiner. Damit verbessert
sich die Beschleunigungsfähigkeit des Motors. Entsprechend geringer werden damit auch
Riemenvorspannung und -schlupf, also die Riemenbeanspruchung und die Lagerbelastung
der Druckwellenmaschine.
[0032] Da bei einer Druckwellenmaschine das heisse Gas und die kalte Luft mit dem selben
Rotor in Berührung kommen, tritt zwischen Rotor und Ladeluft ein regenerativer Wärmeaustausch
auf, der den Wirkungsgrad verschlechtert. Bei einem keramischen Rotor sind infolge
der geringeren spezifischen Wärmekapazität der keramischen Werkstoffe der regenerative
Wärmeaustausch zwischen Rotor und Ladeluft und damit die Wirkungsgradeinbusse kleiner.
[0033] Allgemein kann bei Verwendung von Keramikwerkstoffen für die Serienfertigung auch
mit niedrigeren Materialkosten als bei metallischen Superlegierungen gerechnet werden.
Bezeichnungsliste
[0034]
1 Rotor
2 Gasgehäuse
3 Luftgehäuse
4 Rotorwelle
5 Keilriemenscheibe
6 Rotorgehäuse
7 Dehnstiftschrauben
8 Bund
9 Mutter
10 Tellerfeder
11 Dichtungsringe
12 Rotorgehäuse
13 Zweiteilige Spannmanschette
14 Flanschen
15 Umfangssicken
16 Spannmanschette
17 Umfangssicke
18 Spanndrähte
19 Hohlbördel
20 Rotor
21 Steg der Nabe
22 Löcher in der Nabe
23 Rotor
24 Rotorkörper
25 Rotornabe
26 Klebfuge
27 Rotorwelle
28 Dehnschraube
29 Zentrierzapfen
30 Konkave ballige Scheibe
31 Konvexe ballige Scheibe
32 Mutter
33 Nabe aus Keramik
34 Dehnschraube
35 Zentrierzapfen
36 Scheibe mit Innenkegel
37 Mutter
38 Kegelstumpfförmiger Ansatz von 33
39 Löcher in der Nabe 33
40 Nabe
41 Rotorwelle
42 Zentrierzapfen
43 Dehnschraube
44 Planparallele Scheibe
45 Mutter
46 Doppellippendichtringe
47 Nuten im Rotorgehäuse 6
48 Ausgleichsring
49 Schlitze im Ausgleichsring 48
50 Lappen des Ausgleichsringes 48
51 Spalt zwischen Rotorgehäuse und Luft- bzw. Gasgehäuse
52 Welle
53 Dehnschraube
54 Zentrierring
55 Justierscheibe
56 Aussenfläche der Nabe 25
57 Mutter
58 Scheibe
59 Nabe
60 Zentrierzapfen an der Welle 61
61 Welle
62 "Toleranzring"
63 Zentrierzapfen
64 Zentrierscheibe
1. Druckwellenmaschine zur Aufladung von Verbrennungsmotoren, mit einem Rotorgehäuse,
einem innerhalb desselben angeordneten Rotor mit Rotorwelle zur Verdichtung der Verbrennungsluft
durch die Auspuffgase des Motors sowie mit je einem Gas- und einem Luftgehäuse, die
das Rotorgehäuse an seinen beiden Stirnseiten nach aussen abschliessen, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest der Rotor und das ihn umschliessende Rotorgehäuse aus keramischem Werkstoff
bestehen und dass die Verbindungsmittel für die Verbindung des Rotors mit der metallischen
Rotorwelle sowie des Rotorgehäuses mit dem Gas- bzw. dem Luftgehäuse federelastische
Elemente aufweisen, die über den ganzen, im Betrieb auftretenden Temperaturbereich
eine zur Achse der Rotorwelle parallel wirkende Vorspannkraft auf die zu verbindenden
Teile ausüben.
2. Druckwellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse
(6) als kreisringzylindrischer Mantel mit achsparallelen Bohrungen ausgebildet ist,
dass die Verbindungsmittel zur Verbindung des Rotorgehäuses (6) mit dem Gas- bzw.
Luftgehäuse (2 bzw. 3) zur Rotorwellenachse parallele Dehnstiftschrauben (7) aufweisen,
die von den genannten Bohrungen im Rotorgehäuse (6) aufgenommen werden, dass die Dehnstiftschrauben
(7) als weitere Verbindungsmittel je eine Tellerfeder (10) und eine Mutter (9) aufweisen,
und dass als Verbindungsmittel zwischen dem Rotor (23) und der Rotorwelle (27) eine
Dehnschraube (28) an der mit einem Zentrierzapfen (29) für die Nabenbohrung des Rotors
(23) versehenen Stirnseite der Rotorwelle (27), sowie eine konkave und eine konvexe
ballige Scheibe (30 bzw. 31) und eine Mutter (32) vorgesehen sind.
3. Druckwellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse
(12) als kreisringzylindrischer Mantel ausgebildet ist, dass die Verbindungsmittel
zur Verbindung des Rotorgehäuses (12) mit dem Gas- bzw. Luftgehäuse (2 bzw. 3) eine
zweiteilige Spannmanschette (13) aufweisen, deren zwei Teile je mindestens eine Umfangssicke
(15) aufweisen und in Längsrichtung getrennt sind, wobei die beiden Ränder der Trennstelle
in an sich bekannter Art und Weise in Längsrichtung miteinander verbunden sind, dass
die zwei Teile der Spannmanschette ferner je einen radial einwärts gerichteten Bördelrand
und einen radial auswärts gerichteten Flansch (14) aufweisen, wobei die Bördelränder
an den Anschlussflanschen des Gas- bzw. Luftgehäuses anliegen und die beiden Teile
der Spannmanschette durch Schrauben an den Flanschen (14) in Längsrichtung gegeneinander
verspannt sind, und dass zur Verbindung der Rotorwelle (27) mit dem keramischen Rotor
(23) eine Dehnschraube (34) an der mit einem Zentrierzapfen (35) für die Nabenbohrung
des Rotors (23) versehenen Stirnseite der Rotorwelle (27) sowie eine Scheibe (36)
mit Innenkegel, deren Bohrung spielfrei auf dem Zentrierzapfen (35) sitzt und deren
Innenkegel durch eine Mutter (37) gegen einen kegelstumpfförmigen Ansatz der Nabe
(33) verspannt ist, vorgesehen sind.
4. Druckwellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse
(12) als kreisringzylindrischer Mantel ausgebildet ist, dass die Verbindungsmittel
zur Verbindung des Rotorgehäuses (12) mit dem Gas- bzw. Luftgehäuse (2 bzw. 3) aus
einer einteiligen, in Längsrichtung geschlitzten, mit mindestens einer Umfangssicke
(17) und radial einwärts gebogenen Hohlbördeln (19) versehenen Spannmanschette (16)
bestehen, wobei die Hohlbördel an den Anschlussflanschen des Gas- bzw. Luftgehäuses
anliegen und in den Hohlbördeln (19) Spanndrähte (18) eingelassen sind, die durch
Spannmittel bekannter Bauart in Umfangsrichtung gespannt sind, und dass die Mittel
zur Verbindung der Rotorwelle (41) mit dem keramischen Rotor (23) eine Dehnschraube
(43) an der mit einem Zentrierzapfen (42) für die Nabenbohrung des Rotors (23) versehenen
Stirnseite der Rotorwelle (41), eine planparallele Scheibe (44) und eine Mutter (45)
umfassen.
5. Druckwellenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das Rotorgehäuse (6, 12) und der Rotorkörper (24) des Rotors (23) als Strangpressteile
ausgeführt sind und dass die Nabe (25, 33, 40) des Rotors (23) als separat hergestellter
Teil mit dem Rotorkörper (24) keramisch verbunden ist.
6. Druckwellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur
Verbindung der Rotorwelle (52) mit dem keramischen Rotor (23) aus einer Dehnschraube
(53) mit Mutter (57) und Scheibe (58) sowie aus einem an der Stirnseite der Rotorwelle
(52) vorgesehenen Zentrierring (54), der zum Zusammenwirken mit einer zylindrischen
Aussenfläche (56) der Nabe (25) bestimmt ist, und einer Justierscheibe (55) bestehen.
7. Druckwellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur
Verbindung der Rotorwelle (61) mit dem keramischen Rotor (23) aus einem mit der Welle
(61) aus einem Stück bestehenden Zentrierzapfen (60), einem Toleranzring (62), einer
Dehnschraube mit Mutter und Scheibe sowie aus einer Justierscheibe (55) bestehen.
8. Druckwellenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur
Verbindung der Rotorwelle mit dem keramischen Rotor aus einem mit der Rotorwelle aus
einem Stück bestehenden Zentrierzapfen (63), einer Dehnschraube mit Scheibe und Mutter,
einer Zentrierscheibe (64), die mit einer zylindrischen Aussenfläche der Rotornabe
und dem Zentrierzapfen (63) eine enge Passung bildet, sowie aus einer Justierscheibe
(55) bestehen (Fig. 14).
9. Druckwellenmaschine nach einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch Doppellippendichtringe
(46) in Nuten (47) des Rotorgehäuses (6).
10. Druckwellenmaschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Doppellippendichtringe
(46) aussen umgebende Ausgleichsringe (48), die an ihrer dem Rotorgehäuse (6) zugewandten
Seite durch über ihren Umfang gleichmässig verteilte Schlitze (49) in elastisch nachgiebige
Lappen (50) unterteilt ist.