Drehkolbenmaschine

Abstract

 1. Drehkolbenmaschine mit innenachsig gelagerten und ungleicher Dreh­zahl laufenden Innen- und Außenläufer.
2.1. Es sind Drehkolbenmaschinen mit Außenläufer bekannt, der in der Mantelfläche Öffnungen aufweist, durch die die Arbeitskammern mit dem Einlaß oder Auslaß verbunden sind, wenn sie aus einer den Außen­läufer teilweise umschlingenden Gehäuseausnehmung- deren Wände die Öffnungen verschließen - austreten. Dieser weist bei Herstellung aus Leichtbaustoffen keine ausreichende Festigkeit auf.
2.2. Bei der Drehkolbenmaschine ist daher vorgesehen, daß mindestens eines der zwischen den Öffnungen (9) bestehenden Bänder (13) der Mantelfläche (12) eine in einer umlaufenden Nut (14) eingelegte Bandage (15) mit höherer Festigkeit und gegebenenfalls geringerer Wärmeausdehnung als der den Außenläufer (3) bildende Werkstoff aufweist.
2.3. Die Bandage (15) verhindert eine Verformung des Außenläufers (3) bei hohen Temperaturen und hohen Drehzahlen der Drehkolbenmaschine und ermöglicht deren Einsatz bei Brennkraftmaschinen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Eine derartige Drehkolbenmaschine ist aus der DE-OS 15 o3 56o be­kannt und für den Einsatz als Ladegebläse bei Brennkraftmaschinen geeignet, bei der die Läufer vorzugsweise aus gezogenem Blechprofil bzw. -rohr bestehen sollen, wobei durch Ziehwerkzeuge eine genaue Kalibrierung und durch Aufsetzen von Endstücken eine genaue Zentrie­rung möglich sein soll. Hierbei handelt es sich um eine Drehkolben­maschine mit einer zum Läuferdurchmesser größeren Baubreite, die für hohe Drehzahlen geeignet ist. Als Nachteil erscheint jedoch die axiale Einleitung und Ausleitung (Einlassen - Auslassen) des Fördermediums, wodurch lange Wege für das Fördermedium gegeben sind, die einem wirt­schaftlichen Betrieb mit hohen Drehzahlen entgegen stehen.

[0003] Aus der DE-AS 24 56 252 ist eine Drehkolbenmaschine bekannt, die bereits Öffnungen in der Mantelfläche des Außenläufers aufweist, wodurch kurze Wege für das ein- und ausströmende Fördermedium erreichbar sind, wobei die Öffnungen durch umlaufende Bänder der Mantelfläche unterbrochen sind, um eine höhere Festigkeit des Außenläufers zu erreichen. Hierbei wird als Material für den Außenläufer hochwarmfester Stahl genannt.

[0004] Für den in Kraftfahrzeugen angestrebten Leichtbau, d.h. Herstellung aus Aluminium- oder Magnesium-Legierungen ist diese Konstruktion nicht geeig­net, da diese Leichtbau-Werkstoffe keine ausreichende Festigkeit aufwei­sen, um einer Verformung des Außenläufers bei Pumpenbetrieb zu wider­stehen, um Anschlagen an das Gehäuse und Zerstörung der Maschine aus­zuschließen.

Vorteile der Erfindung

[0005] Durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale - aus der Mantelfläche austretende Öffnungen und in zwischen den Öffnungen bestehende Bänder der Mantelfläche,in eine umlaufende Nut eingelegte Bandage mit höherer Festigkeit als der Außen­läufer - ist eine gattungsbildende Drehkolbenmaschine derart zu verfestigen, daß durch Temperatur- und Fliehkrafteinflüsse ver­ursachte Verformungen innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten sind, so daß ein Betrieb mit sehr hohen Drehzahlen möglich wird, wodurch Bauraum- und Gewichtsreduzierung erreichbar werden. Gemäß den in Unteransprüchen angegebenen Merkmalen kann die Bandage aus Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfaser bestehen, die als Faden oder Gewebeband aufgewickelt ist, wobei der zwischen Faden oder Gewebe­band bestehende Hohlraum der Bandage mit einem ausgehärteten Kunst­stoff, z.B. auf Basis Epoxidharz, gefüllt sein kann.

[0006] Die Auswahl der Faser kann so getroffen werden, daß die Faser eine geringe Wärmeausdehnung bzw. -schrumpfung aufweist, wodurch die Tem­peraturausdehnung des Außenläufers unterdrückt werden kann.

[0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­stellt und wird im folgenden beschrieben.

[0008] Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt einer Drehkolbenmaschine

Fig. 2 einen Außenläufer ohne Stirnwände als Einzelteil.

[0009] Fig. 1 zeigt eine Drehkolbenmaschine im Querschnitt, mit einem auf einer Innenläuferwelle 1 angeordneten Innenläufer 2 und einem exzen­trisch zu diesem gelagerten Außenläufer 3, deren Profilzähne 4, 5 im Eingriff sind und dabei mit den zwischen den Profilzähnen 5 des Außenläufers 3 bestehenden Zahnlücken 6 Arbeitskammern bilden, die unter Volumenveränderung bei Drehung des Innen- oder Außenläu­fers 2, 3 von einem Einlaß 7 zu einem Auslaß 8 wandern. Die Dreh­zahlen des Innen- und Außenläufers 2, 3 verhalten sich umgekehrt wie deren Zähnezahlen, d.h. der Innenläufer 2 dreht sich 4mal, wenn sich der Außenläufer 3 3mal dreht. Zur Vermeidung von Reibung zwischen den Profilzahnflanken sind die Läufer 2,3 über ein nicht dargestelltes Zahnradpaar miteinander gekoppelt.

[0010] Der Außenläufer 3 weist radiale Öffnungen 9 auf, die das Ein- und Ausströmen des Fördermediums in die Zahnlücken bzw. Arbeitskammern 6 immer dann ermöglichen, wenn diese Öffnungen 9 aus einer den Außenläufer 3 teilweise umschlingenden Gehäuseausnehmung 1o - in der die Öffnungen 9 von der Gehäusewand geschlossen sind - in den Einlaß 7 bzw. Auslaß 8 eintreten.

[0011] Fig. 2 zeigt den in bekannter Weise aus gepreßtem, gezogenem oder gegossenem Werkstoff bestehenden Außenläufer 3 als Einzelteil ohne Stirnwände, dessen Innenkontur die Profilzähne 5 und Lücken 6 bildet sowie die Aussparungen 11 zur Materialreduzierung aufweist.

[0012] Zwischen den in Axialrichtung hintereinander angeordneten Öffnungen 9 verbleibt ein Band 13 der Mantelfläche 12, in dem eine umlaufende Nut 14 angeordnet ist. Diese Nut 14 ist mit einer Bandage 15 ausge­füllt, die aus einer Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfaser besteht. Hierbei ist die Faser als Faden oder Gewebeband aufgewickelt und mit einem ausgehärteten Kunststoff ausgefüllt.

[0013] Die Seitenwände des Außenläufers 3 - nicht dargestellt - können an­geschraubt oder angeschweißt sein.

Ansprüche

1.) Drehkolbenmaschine mit innenachsig gelagerten, mit ungleicher Drehzahl laufenden Innen- und Außenläufer, deren zusammen­wirkende Profilzähne und Zahnlücken nach den Regeln der Ver­zahnungslehre ausgebildet sind und Arbeitskammern bilden, die unter Volumenänderung von einem Einlaß zu einem Auslaß wandern, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenläufer (3) aus der Man­telfläche (12) austretende Öffnungen (9) aufweist, durch die die Arbeitskammern (6) mit dem Einlaß (7) oder Auslaß (8) ver­bunden sind, wenn sie aus einer den Außenläufer (3) teilweise umschlingenden Gehäuseausnehmung (10) deren Wände die Öffnungen (9) verschließen - austreten und daß mindestens eines der zwischen den Öffnungen (9) bestehenden Bänder (13) der Mantelfläche (12) eine in einer umlaufenden Nut (14) eingelegte Bandage (15) mit höherer Festigkeit als der den Außenläufer (3) bildenden Werk­stoff aufweist.

2.) Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (15) aus einer Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfaser besteht.

3.) Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage (15) als Faden oder Gewebeband aufgewickelt ist.

4.) Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Faden oder Gewebeband bestehende Hohlraum der Bandage (15) mit einem ausgehärteten Kunststoff, z.B. auf Basis Epoxidharz, gefüllt ist.

5.) Drehkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser eine geringere Wärmeausdehnung als der den Außenläufer bildende Werkstoff aufweist oder sogar eine Wärmeschrumpfung.

Zeichnung