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(11) |
EP 1 664 540 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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24.01.2007 Patentblatt 2007/04 |
| (22) |
Anmeldetag: 10.09.2004 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE2004/002033 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2005/024236 (17.03.2005 Gazette 2005/11) |
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| (54) |
DREHKOLBENMASCHINE
ROTATING PISTON MACHINE
MACHINE A PISTON ROTATIF
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR
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| (30) |
Priorität: |
11.09.2003 DE 10342342
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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07.06.2006 Patentblatt 2006/23 |
| (73) |
Patentinhaber: Cor Pumps + Compressors AG |
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70173 Stuttgart (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- ARNOLD, Felix
70190 Stuttgart (DE)
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| (74) |
Vertreter: Schuster, Müller & Partner |
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Patentanwälte
Wiederholdstrasse 10 70174 Stuttgart 70174 Stuttgart (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A1- 1 551 081 US-A- 3 236 186
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DE-A1- 4 241 320
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Drehkolbenmaschine, nach der Gattung des Hauptanspruches.
Eine derartige Drehkolbenmaschine ist bekannt (DE-PS 4241320) als Pumpe, Verdichter
oder Motor, bei dem die Kämme von Zähnen, eines rotierenden Antriebsteils zur Begrenzung
von Arbeitsräumen auf einer zykloiden Fläche eines ebenfalls verzahnten Abtriebsteils
laufen und dieses dabei antreiben. 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 Medium
zu erzeugen.
[0002] Es ist auch schon vorgeschlagen worden (Patentanmeldung DE 103 35 939.7 vom 02. August
2003) einen Teil des Maschinengehäuses "schwimmend" zu lagern, um dadurch besser Spaltverluste
udgl. ausgleichen zu können. Eine derartige schwimmende Anordnung hat allerdings den
Nachteil, dass auf Kosten einer Abnahme der Verluste durch Spalte die Gefahr von Unwuchten
entsteht. Die Bedeutung dieses Nachteils hängt vom praktischen Einsatz des Gegenstandes
ab, wobei die dann tatsächlich ausgeübte Drehzahl und der angestrebte Druck eine wesentliche
Rolle spielen.
[0003] US 3236186 offenbart ebenfalls eine Drehkolbenmaschine nach der Gattung das Anspruchs
1.
Die Erfindung und ihre Vorteile
[0004] Die erfindungsgemäße Drehkolbenmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 sowie der Ansprüche 11 und 13, hat demgegenüber den Vorteil, dass die Erfindung
insbesondere im Kraftstofförderwesen von Brennkraftmaschinen, beispielsweise als Vorförderpumpe
bei Dieseleinspritzanlagen oder als Vorförderpumpe bzw. als Druck und Zuführpumpe
von Benzineinspritzanlagen, dienen kann. Die Kombination als Baueinheit, zwischen
Motorgehäuse und Maschinengehäuse, bietet die Möglichkeit eine solche Förder- bzw.
Druckpumpe klein zu gestalten, da der Elektromotor unmittelbar an dem Antriebsteil
der Rotoren angreifen kann, ohne zusätzliche aufwendige Lagerung. Die Verbindung der
Gehäuse kann in unterschiedlichster Weise gegeben sein, beispielsweise als Schraubverbindung
zwischen zwei "Töpfen" die einerseits die Pumpe und andererseits den Elektromotor
umgreifen, oder es kann eine Verbörtelung zwischen einem Deckelteil und einem Topfteil
gegeben sein, je nach dem wie dies für den praktischen Einsatz und vor allem eine
günstige Fertigung sinnvoll erscheint. Maßgebend für die Erfindung ist, dass in dem
Motorgehäuse, die den Elektromotor betreffenden Teil angeordnet sind, wie die Magnete
sowie die Lagerung des Läufers und dass im Maschinengehäuse die Pumpteile untergebracht
sind, einschließlich der Zu- und Abströmeinrichtung für das Medium.
[0005] Durch die feststehende Hauptachse wird eine gute vor allem achsgleiche Führung der
rotierenden Teile, nämlich dem Läufer des Elektromotors, dem Antriebsteil und dem
Abtriebsteil erzielt, so dass selbst wenn das Innengehäuse schwimmend gelagert wäre
eine radiale Anpassung gegeben wäre. Außerdem kann eine solche Achse auch zur axialen
Einbindung der Teile dienen und nicht zuletzt Vorteile bieten bei einer automatischen
Montage in der Großserienproduktion. Die bei den bekannten Lagerungen gegebene verhältnismäßig
kurze Lagerbreite wird bei der feststehenden Hauptachse, insbesondere beim Läufer
des Elektromotors um ein Vielfaches verbreitert, wodurch die spezifischen Radialkräfte
entsprechend der größeren Lagerfläche verkleinert werden, was der Langlebigkeit der
Drehkolbenmaschine zugute kommt. Besonders bei der Anwendung als Kraftstoffpumpe im
Fahrzeugwesen spielt die Langlebigkeit sowie die Zuverlässigkeit eine außerordentlich
hohe Rolle.
[0006] Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass besonders im Fahrzeugbau und dem
Einsatz einer Kraftstoffförderpumpe in einem Kraftfahrzeug, ein Minimum an Geräuschentwicklung
angestrebt ist. Schon die geringsten Unwuchten würden jedoch zu zum erheblichen Geräuschen
führen, was das Problem, das der Erfindung zugrunde liegt, noch stärker verdeutlicht.
Durch die Verwendung einer durchgehenden feststehenden Hauptachse wird das Entstehen
von Unwuchten unterbunden. So ist es auch bei Kraftstofföderpumpen anderer Art bekannt
(Fa. Robert Bosch GmbH) eine feststehende Hauptachse zu verwenden.
[0007] Die beanspruchte Lagerbuchse ist zwar schon früher vorgeschlagen worden, gehört aber
nicht zum Stand der Technik. Sie spielt jedoch in Verbindung der einzelnen Merkmale
des Anspruchs 1 und deren Ausgestaltungen eine erhebliche Rolle.
[0008] Eine solche erfindungsgemäße "Elektropumpe" ist in ihrer Anwendung nicht eingeschränkt
als Kraftstofföderpumpe, sondern kann je nach Größe und Leistung für flüssige oder
gasförmige Medien eingesetzt werden, wobei wesentlich höhere Drücke erzeugbar sind
als bei den bekannten Kraftstofföderpumpen (Fa. Robert Bosch GmbH odgl.).
[0009] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist durch Relativverdrehung
der Lagerbuchse des Abtriebsteils auf der Hauptachse eine Veränderung der Drehlage
der Arbeitsräume zu Saug- und Druckkanal und damit zur Arbeitsphase der Arbeitsräume
in Bezug auf Saugkanal und Druckkanal vorhanden. Hierdurch ist in einfacher Weise
eine Fördermengenänderung erzielbar.
[0010] Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung, ist die Lagerbuchse mit einem
Bodenlager für das Abtriebsteil verbunden, an welchem sich das Abtriebsteil auf seiner
dem Antriebsteil abgewandten Seite abstützt und welches ebenfalls verdrehbar auf der
Hauptachse angeordnet ist. Hierbei weisen Lagerbuchse und Bodenlager die gleiche Achse
auf, die senkrecht auf der Lagerfläche steht, auf der sich das Abtriebsteil abstützt.
Durch Verdrehen dieses Bodenlagers auf der Hauptachse innerhalb des Maschinengehäuses,
erfolgt die oben genannte Relativverstellung von Förderbeginn zu Zu-und Abflusskanälen,
mit der Folge, einer Veränderung der Förderleistung der Maschine.
[0011] Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, laufen die Rotoren
in einem Innengehäuse, in welchem zu den Rotoren hin offen der Saugkanal und der Druckkanal
angeordnet sind. Dieses Innengehäuse ist drehfest und nicht schwimmend innerhalb des
übrigen Maschinengehäuses angeordnet und insbesondere gegenüber dem Bodenlager verdrehgesichert.
Hierbei kann das Innengehäuse in einer zusätzlichen Gehäusebuchse angeordnet sein
und dort gegen Sichverdrehen gesichert sein. Diese Gehäusebuchse wiederum, kann in
dem äußeren Maschinengehäuse gelagert sein.
[0012] Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, laufen die Rotoren
in einer Ausnehmung (des Innengehäuses), die zur Abtriebseite hin offen und zylindrisch,
und zur Antriebsseite hin geschlossen und sphärisch ausgebildet ist. An dieser sphärischen
Fläche stützt sich das Antriebsteil ab, während das Abtriebsteil auf der zylindrischen
Seite durch die Lagerbuchse und das Bodenlager in seiner Arbeitslage gehalten wird.
[0013] Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Antriebsteil
einen inneren sphärischen Bereich auf, an dem sich das Abtriebsteil mit einer entsprechend
gestalteten Stirnseite, bzw. die Lagerbuchse des Abtriebsteils abstützt. Hierdurch
wird der ohnehin weniger effektive innere Bereich der Rotoren, nahe der Hauptachse,
als axiales Abstützmittel verwendet, so dass die radial weiter außen liegenden, effektiveren
Abschnitte der Rotoren die Arbeitsräume bilden.
[0014] Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Abtriebsteil
in Richtung Antriebsteil axial belastet.
[0015] Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, ist das Abtriebsteil
durch einer Federkraft in Richtung Antriebsteil belastet. Eine solche Federkraft kann
insbesondere in der Startphase einer solchen Pumpe von Vorteil sein, um die für die
Förderung erforderliche Dichtheit zwischen den Arbeitsflanken der ineinandergreifenden
Zähne zu erreichen.
[0016] Nach einer möglichen zusätzlichen diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung, ist
der Druckkanal der Maschine mit einem Raum zwischen Abtriebsteil und Gehäuse (Bodenlager)
auf der dem Antriebsteil abgewandten Seite verbunden. Hierdurch wird erreicht, dass
wenn das Medium im Druckkanal einen gewissen Druck erreicht hat, das Abtriebsteil
derart gegen das Antriebsteil gepresst wird, dass die oben genannte Dichtheit zwischen
den Flanken durch diesen Druck erzielbar ist.
[0017] Nach einer zusätzlichen für sich geltend gemachten vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung, sind an den Rotoren die Übergänge zwischen den einander zugewandten der
axialen Abstützung dienenden sphärischen Auflageflächen und den den Arbeitsraum begrenzenden
Zahnflächen abgerundet. Durch eine solche Abrundung wird einerseits eine höhere Dichtheit
zwischen den Begrenzungen der Arbeitsräume erreicht, was zu einer Verbesserung der
effektiven Druck- und Förderwirkung der Pumpe führt und es wird andererseits die Bearbeitung
der Pumpenteile in diesen Abschnitten bei der Fertigung vereinfacht, ganz abgesehen
davon, dass die bei scharfkantigen Teilen gegebene Gefahr von Spänebildung vermieden
wird. Der Radius derartiger Abrundungen weist vorzugsweise mindestens 1 mm auf. Grundsätzlich
ist dieser Radius abhängig von der Größe der Pumpenteile.
[0018] Nach einer zusätzlichen, jedoch auch für sich geltend gemachten Ausgestaltung der
Erfindung, sind in der Bodenfläche der Rotoren Kurzschlusskanäle, bzw. Kurzschlussnuten
angeordnet, über welche während des Rotierens und insbesondere vor dem Aufsteuern
eines Saug- oder Druckkanals benachbarte Arbeitsräume miteinander verbindbar sind,
um bei den sich ändernden Volumina der Arbeitsräume einen Druckausgleich zu erzielen.
Während des Rotierens von Antriebsteil und Abtriebsteil und vor Aufsteuern des Saugkanals
ändern sich die Förderräume zwischen den Teilen, wobei die zugeordneten Flanken der
Zähne des einen Teils über die entsprechenden Flächen des anderen Teils gleiten, so
dass die zwischen den Zähnen liegenden Räume, aus denen die tatsächlichen Arbeitsräume
entstehen, hier als schädliche Räume wirken. Während in dem einen schädlichen Raum
ein Überdruck entstehen würde, würde in dem benachbarten Raum ein Unterdruck entstehen.
Durch die Erfindung erfolgt ein Druckausgleich der Räume, was dem Pumpenwirkungsgrad
zugute kommt.
[0019] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
[0020] Ein Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- Eine erfindungsgemäße Kraftstofförderpumpe im Längsschnitt entsprechend dem Pfeil
I in Figur 2;
- Fig. 2
- Einen Längsschnitt durch die Förderpumpe entsprechend der Linie II-II in Figur 1;
- Fig. 3
- Die einander zugeordneten Rotoren der Pumpe im Längsschnitt im vergrößerten Maßstab,
sowie in Explosionsdarstellung;
- Fig. 4
- Das Innengehäuse der Pumpe im Längsschnitt;
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0021] Die dargestellte Kraftstofförderpumpe weist eine Drehkolbenpumpe 1 und einen diese
antreibenden Elektromotor 2 auf, die in einem Motorgehäuse 3 und einen darauf aufgeschraubten
Gehäusedeckel 4 angeordnet sind. Hierbei ist besonders der Elektromotor stark vereinfacht
darstellt mit einem Läufer 5 und einem Magnetring 6, sowie einem axialem Verschlussteil
7 des Motorgehäuses 3, welches mit dem Motorgehäuse 3 verbunden und zu diesem abgedichtet
ist. Außerdem ist an diesem Verschlussteil 7 eine feststehende Achse 8 (Hauptachse)
des Läufers 5, sowie der mögliche Druckanschluss 9 für die Kraftstoffableitung angeordnet.
Die Kraftstofföderpumpe ist als Tauchpumpe ausgebildet, bei der über Saugöffnungen
10, die hier nur angedeutet sind, der Kraftstoff in die Pumpe gelangt um dann über
den Druckanschluss 9 die Pumpe wieder zu verlassen. Hierbei ist der Elektromotor 5,
6 vom Kraftstoff innerhalb des Motorgehäuses 3 umströmt.
[0022] Das zweite Festlager 11 des Läufers 5 ist am Gehäuse der Pumpe 1 angeordnet, welcher
in einer entsprechenden Bohrung an der Stirnseite eines Innengehäuses 12 der Drehkolbenpumpe
1 angeordnet ist. Dieses Innengehäuse 12 ist außen in einer Gehäusebuchse 13 angeordnet,
die wiederum zum Motorgehäuse 3 hin abgedichtet, teilweise in diesem und teilweise
innerhalb des Gehäusedeckels 4 eingespannt ist.
[0023] Wie besonders Figur 4 entnehmbar ist, ist im Inngehäuse 12 eine Ausnehmung 14 vorgesehen,
mit einem zylindrischen Abschnitt 15 und einem sphärischen Abschnitt 16.
[0024] In dieser Ausnehmung 14 arbeiten zwei Pumprotoren nämlich ein Antriebsteil 17 und
ein Abtriebsteil 18. Das Antriebsteil 17 wird eine Klauenkupplung 20 vom Läufer 5
des Elektromotors 2 angetrieben und überträgt dessen Drehbewegung auf das Abtriebsteil
18. Auf den Stirnseiten des Antriebsteil 17 und des Abriebsteils 18 sind zykloide
Verzahnungen vorgesehen, wie sie in Figur 3 erkennbar sind, und die entsprechende
einander zugewandte Arbeitsflächen 19 aufweisen. Hierdurch werden zwischen den Arbeitsflächen
19 und der Innenwand der Ausnehmung 14 Pumparbeitsräume 21 gebildet, wie es in Figur
2 erkennbar ist.
[0025] Die Ausnehmung 14 ist abtriebsseitig durch ein Bodenlager 22 verschlossen, welches
zur Achse der Ausnehmung 14 schräg angeordnet ist, um den erforderlichen Förderwinkel
zu erzielen und welches bei 23 zur Gehäusebuchse 13 hin abgedichtet ist. Auf diesem
Bodenlager 22 ist ein Lagerzapfen 24 angeordnet und zwar senkrecht zur der Ausnehmung
14 zugewandten Stirnseite des Bodenlagers 22, auf welchem über eine Bohrung 25 (Fig.
3) das Abtriebsteil 18 gelagert ist.
[0026] Das Abtriebsteil 18 stützt sich über eine dem Antriebsteil 17 zugewandte Kugelfläche
29 an einer entsprechenden sphärischen Ausnehmung 30 des Antriebsteils 17 ab (Fig.
3).
[0027] In der Figur 4 ist erkennbar wie der Fördervorgang erfolgt. Die Arbeitsräume 21 (Figur
2) werden über Fördernieren 31 die in den Wänden des Innengehäuses 12 angeordnet sind,
mit Kraftstoff versorgt bzw. entsorgt. Druckseitig wird der Kraftstoff dann auf die
Unterseite des Abtriebsteils 18 geleitet, wodurch dieses in Richtung Antriebsteil
17 belastet wird, was allerdings nur funktioniert wenn die Pumpe bereits Druck erzeugt
hat.
[0028] Alle hier dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination
miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste
[0029]
- 1
- Drehkolbenpumpe
- 2
- Elektromotor
- 3
- Motorgehäuse
- 4
- Gehäusedeckel
- 5
- Läufer
- 6
- Magnetring
- 7
- Verschlussteil (axial)
- 8
- Hauptachse
- 9
- Anschlüsse
- 10
- Sauganschluss
- 11
- Druckanschluss
- 12
- Innengehäuse
- 13
- Gehäusebuchse
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Zylindrischer Abschnitt
- 16
- sphärischer Abschnitt
- 17
- Antriebsteil
- 18
- Abtriebsteil
- 19
- Arbeitsflächen
- 20
- Klauenkupplung
- 21
- Pumparbeitsräume
- 22
- Bodenlager
- 23
- Abdichtung
- 24
- Lagerzapfen
- 25
- Sackbohrung
- 26
- Schraubenfeder
- 27
- Kugel
- 28
- Sackbohrung
- 29
- Kugelfläche
- 30
- sphärische Ausnehmung
- 31
- Fördernieren
1. Drehkolbenmaschine mit mindestens zwei aus Antriebsteil (17) und Abtriebsteil (18)
zusammenwirkenden Rotoren, die durch stirnseitige Verzahnung Arbeitsräume (21) begrenzen
und unter einem axialen Winkel ihrer Drehachsen zueinander angeordnet sind,
- mit einem die Rotoren (17, 18) aufnehmenden Maschinengehäuse (12, 13)
- mit einem Saugkanal (31) und einem Druckkanal (31), welche beim Laufen der Rotoren
(17, 18) intermittierend mit den Arbeitsräumen (21) verbindbar sind und
- mit einer Antriebseinrichtung (2, 5) der Maschine (1)
dadurch gekennzeichnet
- dass als Antriebseinrichtung (2, 5) ein in einem Motorgehäuse (3) angeordneter Elektromotor
dient, der achsgleich zum Antriebsteil (17) angeordnet ist,
- dass das Maschinengehäuse (4, 12, 13) und das Motorgehäuse (3) miteinander verbunden sind,
- dass der Elektromotor (2, 3, 5) und die Rotoren (17, 18) auf einer gemeinsamen im Motorgehäuse
(3, 7) und Maschinengehäuse (13, 22) angeordneten feststehenden Hauptachse (8) laufen
und
- dass das Abtriebsteil (18) auf einer Lagerbuchse (24) rotierbar angeordnet ist, welche
einen entsprechenden axialen Winkel zur Hauptachse (8) aufweist.
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch Relativverdrehung der Lagerbuchse (24) des Abtriebsteils (18) auf der Hauptachse
(8) eine Veränderung der Drehlage der Arbeitsräume (21) zu Saug- und Druckkanal (31)
und damit zur Arbeitsphase der Arbeitsräume in Bezug auf Saugkanal und Druckkanal
vorhanden ist.
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerbuchse (24) mit einem Bodenlager (22) für das Abtriebsteil (18) verbunden
ist, an welchem sich das Abtriebsteil (18) auf seiner dem Antriebsteil (17) abgewandten
Seite abstützt und welches ebenfalls verdrehbar auf der Hauptachse (8) angeordnet
ist.
4. Drehkolbenmaschine nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rotoren (17, 18) in einem Innengehäuse (12) laufen, in welchem zu den Rotoren
hin offen der Saugkanal (31) und Druckkanal (31) angeordnet sind.
5. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Innengehäuse (12) in einer Gehäusebuchse (13) angeordnet und gegen Sichverdrehen
gesichert ist.
6. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rotoren zwar (17, 18) in einer Ausnehmung (14) laufen, die zur Abtriebsseite
hin offen und zylindrisch (15) und zur Antriebsseite (16) hin sphärisch ausgebildet
ist.
7. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebsteil (17) einen inneren sphärischen Bereich (30) aufweist, an dem sich
das Abtriebsteil (18), bzw. die Lagerbuchse (24) des Abtriebsteils (18) mit einer
entsprechend gestalteten Stirnseite (29) abstützt.
8. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abtriebsteil (18) in Richtung Antriebsteil (17) axial belastet ist.
9. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abtriebsteil (18) durch eine Federkraft in Richtung Antriebsteil (17) belastet
ist.
10. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 8 oder 9, ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckkanal der Maschine mit einem Raum zwischen Abtriebsteil und Gehäuse auf
der dem Antriebsteil abgewandten Seite verbunden ist.
11. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass an den Rotoren die Ubergänge zwischen den einander zugewandten der axialen Abstützung
dienenden sphärischen Auflageflächen und den den Arbeitsraum begrenzenden Zahnflächen,
abgerundet sind.
12. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abrundung einen Radius von mindestens 1 mm aufweist.
13. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Bodenflächen der Rotoren Kurzschlusskanäle, bzw. Kurzschlussnuten angeordnet
sind, über die während des Rotierens und insbesondere vor Aufsteuern eines Saug- oder
Druckkanals benachbarte Arbeitsräume miteinander verbindbar sind, um bei den sich
ändernden Volumina der Arbeitsräume einen Druckausgleich zu erzielen.
1. A rotary piston engine with at least two cooperating rotors comprising a driving part
(17) and a driven part (18), which rotors demarcate working spaces (21) by end-face
toothing, and are arranged relative to each angle forming an axial angle between their
axes of rotation,
- with an engine housing (12, 13) receiving the rotors (17, 18)
- with an suction duct (31) and a pressure duct (31), which ducts can be connected
intermittently to the working spaces (21) when the rotors (17, 18) are running, and
- with a drive device (2, 5) of the engine (1)
characterised in that
- an electric motor arranged in a motor housing (3) serves as a drive device (2, 5),
which motor is arranged on the same axis as the driving part (17),
- the engine housing (4, 12, 13) and the motor housing (3) are connected to each other,
- the electric motor (2, 3, 5) and rotors (17, 18) run on a common fixed main axis
(8) arranged in the motor housing (3, 7) and engine housing (13, 22), and
- the driven part (18) is arranged rotatably on a bearing bush (24), which bush has
a corresponding axial angle to the main axis (8).
2. The rotary piston engine according to Claim 1,
characterised in that
there is a variation in the rotary position of the working spaces (21) relative to
the suction and pressure duct (31), and hence to the working phase of the working
spaces in respect to the suction duct and pressure duct due to the relative torsion
of the bearing bush (24) of the driven part (18) on the main axis (8).
3. The rotary piston engine according to Claim 1 or 2,
characterised in that
the bearing bush (24) is connected to a bottom bearing (22) for the driven part (18),
on which bearing the driven part (18) is supported on its side facing away from the
driving part (17), and which is also arranged rotatably on the main axis (8).
4. The rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterised in that
the rotors (17, 18) run in an inner housing (12) in which the suction duct (31) and
the pressure duct (31) are arranged so that they are open towards the rotors.
5. The rotary piston engine according to Claim 4,
characterised in that
the inner housing (12) is arranged in a housing bushing (13) and is protected against
twisting.
6. The rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterised in that
the rotors (17, 18) in fact run in a recess (14) which is designed so that it is open
towards the driven side and is cylindrical (15), and which is of spherical design
towards the driving side (16).
7. The rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterised in that
the driving part (17) has an inner spherical region (30) on which the driven part
(18) or the bearing bush (24) of the driven part (18) is supported with a correspondingly
designed end face (29).
8. The rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterised in that
the driven part (18) is loaded axially in the direction of the driving part (17).
9. The rotary piston machine according to Claim 8,
characterised in that
the driven part (18) is loaded by a spring force in the direction of the driving part
(17).
10. The rotary piston machine according to Claim 8 or 9,
characterised in that
the pressure duct of the engine is connected to a space between the driven part and
the housing on the side facing away from the driving part.
11. The rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterised in that
the transitions between the spherical contact faces facing each other and serving
as an axial support and the toothed surfaces demarcating the working space are rounded
on the rotors.
12. The rotary piston engine according to Claim 11,
characterised in that
the rounding has a radius of at least 1 mm.
13. The rotary piston engine according to one of the preceding claims, characterised in that
short-circuit ducts, or short-circuit grooves are arranged in the bottom surfaces
of the rotors, via which ducts adjacent working spaces can be connected to each other
during rotation and, in particular, before the raising of a suction or pressure duct
in order to achieve pressure equalisation in the case of varying volumes of the working
spaces.
1. Machine à piston rotatif avec au moins deux rotors coopérant composés par élément
d'entraînement (17) et un élément de sortie (18) qui par un endentement côté frontal
délimitent des espaces fonctionnels (21) et qui sont disposés l'une par rapport à
l'autre sous un angle axial de leurs axes de rotation,
- avec un carter machine (12, 13) réceptionnant les rotors (17, 18),
- avec un conduit d'aspiration (31) et un conduit sous pression (31), qui lorsque
les rotors (17, 18) fonctionnement, peuvent être reliés par intermittence avec les
espaces fonctionnels (21);
- avec un dispositif d'entraînement (2, 5) de la machine (1),
caractérisée en ce que
- un moteur électrique disposé dans un carter moteur (3) qui est disposé dans le même
axe que l'élément d'entraînement (17) fait office de dispositif d'entraînement (2,
5),
- le carter machine (4, 12, 13) et le carter moteur (3) sont reliés entre eux,
- le moteur électrique (2, 3, 5) et les rotors (17, 18) fonctionnent sur un axe principal
(8) commun stationnaire disposé dans le carter moteur (3, 7) et dans le carter machine
(13, 22) et
- l'élément de sortie (18) est disposé de façon rotative sur un coussinet (24) présentant
un angle axial correspondant par rapport à l'axe principal (8).
2. Machine à piston rotatif selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une rotation relative du coussinet (24) de l'élément de sortie (18) sur l'axe principal
(8) donne naissance à une modification de la position de rotation des espaces fonctionnels
(21) par rapport au conduit d'aspiration et de refoulement (31) et donc à la phase
de fonctionnement des espaces fonctionnels par rapport au conduit d'aspiration et
conduit de refoulement.
3. Machine à pistons rotatifs selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que,
le coussinet (24) est relié à un palier de fond (22) pour l'élément de sortie (18)
sur lequel l'élément de sortie (18) s'appuie par son côté opposé à l'élément d'entraînement
(17) et qui est disposé également de façon rotative sur l'axe principal (8).
4. Machine à pistons rotatifs selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que,
les rotors (17, 18) fonctionnent dans un carter intérieur (12) dans lequel est disposé
le conduit d'aspiration (31) et conduit de refoulement (31).
5. Machine à pistons rotatifs selon la revendication 4,
caractérisée en ce que
le carter intérieur (12) est disposé dans un coussinet de carter (13) et est bloqué
en rotation
6. Machine à pistons rotatifs selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
les rotors (17, 18) fonctionnent dans un évidement (14) conçu pour être ouvert et
sous forme cylindrique (15) en direction du côté sortie et sous forme sphérique en
direction du côté entraînement (16).
7. Machine à pistons rotatifs selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
l'élément d'entraînement (17) comporte une zone intérieure sphérique (30) sur lequel
l'élément de sortie (18) ou le coussinet (24) de l'élément de sortie (18) s'appuie
par une face frontale (29) conçue en conséquence.
8. Machine à pistons rotatifs selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
l'élément de sortie (18) est soumis à une contrainte axiale en direction de l'élément
d'entraînement (17).
9. Machine à pistons rotatifs selon la revendication 8,
caractérisée en ce que
l'élément de sortie (18) est contraint par la force d'un ressort en direction de l'élément
d'entraînement (17).
10. Machine à pistons rotatifs selon la revendication 8 ou 9,
caractérisée en ce que
sur le côté opposé à l'élément d'entraînement, le conduit de refoulement de la machine
est relié avec un espace entre l'élément de sortie et le carter.
11. Machine à pistons rotatifs selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que sur les rotors, les passages entre les surfaces d'appui sphériques qui se font face,
servant au soutien axial et les surfaces dentées délimitant l'espace fonctionnel sont
arrondis.
12. Machine à pistons rotatifs selon la revendication 11,
caractérisée en ce que
l'arrondi a un rayon d'au moins 1 mm.
13. Machine à pistons rotatifs selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
dans les surfaces du fond des rotors sont disposés des conduits de court-circuit ou
rainures de court-circuit, par l'intermédiaire desquel(le)s, pendant la rotation et
notamment avant la mise à contribution d'un conduit d'aspiration ou de refoulement,
on peut relier entre eux des espaces fonctionnels voisins pour obtenir une compensation
de pression, avec les volumes en variation des espaces fonctionnels.
