DE19812222C2 - Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine - Google Patents
Doppelwellen-RotationskolbenmaschineInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-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
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft eine Doppelwellen-
Rotationskolbenmaschine, die beispielsweise für ein Gebläse
und einen Verdichter, insbesondere für einen Turbolader eines
Fahrzeuges verwendet wird.
Ein Rootsverdichter 201 oder eine Doppelwellen-
Rotationskolbenmaschine, wie in Fig. 1 gezeigt, ist in der
japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer JP 6-212987 A
beschrieben.
Der Rootsverdichter 201 weist ein Paar Rotoren 203, 205,
die mittels Zähnen in Eingriff stehen, deren Flanken parallel
zu einer zentralen Drehachse ausgebildet sind, ein Gehäuse 209
zum drehbaren Aufnehmen der Rotoren in einer Rotorkammer 207,
einen Satz Synchronisierräder 211, die jeweils die Rotoren
203, 205 synchron drehen und derart miteinander in Eingriff
bringen, daß sie nicht in Kontakt miteinander gelangen, und
eine Antriebsriemenscheibe 213 auf.
Die Antriebsriemenscheibe 213 ist an der Rotorwelle 215
des antriebsseitigen Rotors 203 festgelegt und mit der
motorseitigen Riemenscheibe über einen Riemen verbunden. Wenn
die Rotoren 203, 205 gedreht werden, wird Ansaugluft in die
Rotorkammer 207 von einer Fluideinlaßöffnung des Gehäuses 209
angesaugt, aus einer Fluidauslaßöffnung ausgelassen und einer
Ansaugseite des Motors zugeführt.
Bei dem Rootsverdichter 201 ist es notwendig, um den
Kontakt der Rotoren 203, 205 miteinander zu verhindern, einen
geeigneten Spalt zwischen ihnen zu schaffen, und ferner ist es
erwünscht, den Spalt so eng wie möglich zu gestalten, um die
Luftleckage zu verringern.
Beim Stand der Technik wird eine dicke Beschichtung mit
einer Gesamtdicke von etwa 0,4 mm auf die gesamte Fläche der
jeweiligen Rotoren 203, 205 aufgetragen, und die Rotoren 203,
205 werden gedreht und dadurch einander so angepaßt, daß die
Beschichtungen in Kontakt miteinander geraten und abgetragen
werden, so daß eine Behandlung zum Bilden eines geeigneten
Spaltes durchgeführt wird.
Da jedoch die Beschichtung des Rotors kostspielig ist, ist
es erwünscht, die Kosten durch Aufbringen einer dünnen
Beschichtung zu verringern. Wenn jedoch die Beschichtung dünn
ist, tritt ein Freilegen einer Fläche des Rotors infolge eines
leichten Kontaktes auf, und es besteht die Gefahr, daß ein
Festfressen und Verschweißen erzeugt wird.
Ein bestimmtes Maß des Spaltes ist zwischen den Enden der
jeweiligen Rotoren 203, 205 und zwischen den Enden der
jeweiligen Rotoren 203, 205 und der Rotorkammer 207
vorgesehen, um einen Kontakt zu verhindern, wie oben erwähnt.
Da jedoch der Spalt zwischen den Enden des Rotors 203, 205 und
der Rotorkammer 207 eng ist, tritt das Problem des leichten
Abtragens der Beschichtung an der Endfläche der Rotoren 203,
205 auf.
Ferner wird eine Spannkraft des Riemens, die auf den
antriebsseitigen Rotor 203 über die Antriebsriemenscheibe 213
ausgeübt wird, auf die Lager 217, 219 übertragen, die die
Rotorwelle 215 abstützen. Der Rotor 203 wird unter Bildung
eines kleinen Spalts geneigt, der sich zwischen dem Innen- und
Außenring des Lagers und dem Wälzelement befindet. Weiterhin
kommt eine thermische Ausdehnung des Gehäuses 209 hinzu, so
daß die Endfläche des Rotors 203 und die Rotorkammer 207 in
Kontakt miteinander gebracht werden und die Beschichtung
leicht abgetragen wird.
Ferner kann bei dem Rootsverdichter 201, wie oben
beschrieben, da der Abstand (Radius des Rotors) zwischen der
zentralen Drehachse des Rotors und dem äußeren
Umfangsabschnitt des Rotors, bezogen auf den Abstand zwischen
den Lagern, die den Rotor abstützen, groß ist, ein Kontakt
zwischen dem Rotorendabschnitt und der ihm gegenüberliegenden
Fläche der Rotorkammer auftreten, wenn der Rotor geneigt ist.
Durch die Erfindung wird eine Doppelwellen-
Rotationskolbenmaschine geschaffen, bei der ein Kontakt der
Endfläche eines Rotors mit einer Rotorkammer und ein
Festfressen und Verschweißen derselben miteinander verhindert
werden.
Dies wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung erreicht
durch eine Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine, insbesondere einem
Verdichter, mit einem Paar Rotoren, die mittels Zähnen
miteinander in Eingriff stehen, und einem Gehäuse, das eine
Rotorkammer, die die Rotoren drehbar aufnimmt, eine
Fluideinlaßöffnung, und eine Fluidauslaßöffnung aufweist,
wobei eine Schrägfläche, die einen Winkel θ mit der ihr
gegenüberliegenden Fläche bildet, zumindest im radial äußeren
Bereich einer Rotorstirnfläche unter Ausbildung eines Spaltes
mit der gegenüberliegenden Fläche vorgesehen ist.
Wie oben erwähnt, ist bei der Doppelwellen-
Rotationskolbenmaschine nach dem ersten Aspekt der Spalt
bezogen auf die gegenüberliegende Fläche durch Formen der
Schrägfläche (des Winkels θ) relativ zu der gegenüberliegenden
Fläche der Rotorkammer zumindest an dem äußeren Ende des
Rotorendabschnitts vorgesehen.
Dementsprechend wird, selbst wenn der Rotor geneigt ist
und das Gehäuse thermisch ausgedehnt ist, der Kontakt der
Endfläche des Rotors mit der Rotorkammer infolge des Spaltes
verhindert, und das Abtragen der Beschichtung und das
Festfressen (Verschweißen) der Stirnfläche des Rotors können
verhindert werden.
Im Falle der Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine wirkt
sich der Spalt zwischen der Endfläche des Rotors und der
Rotorkammer nicht erheblich auf den Wirkungsgrad aus.
Da das Abtragen der Beschichtung in der oben genannten
Weise verhindert wird, kann die Dicke der Beschichtung auf ein
Minimum reduziert werden, so daß die Kosten hierfür erheblich
reduziert werden können.
Ferner kann, da der Kontakt des Rotors mit der Rotorkammer
verhindert wird, eine Neigung der Rotorwelle bis zu einem
bestimmten Grad ermöglicht werden. Dementsprechend wird,
selbst wenn die Rotorwelle geneigt ist, kein Einfluß auf die
Wirkungsweise ausgeübt. Wie oben erwähnt, wird, da die Neigung
der Rotorwelle bis zu einem bestimmten Grad ermöglicht werden
kann, die Lebensdauer in diesem Maße vorteilhaft verlängert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die
Schrägfläche mit dem Winkel θ an der gesamten Stirnfläche des
Rotors vorgesehen.
Zusätzlich kann, da die Schrägfläche mit einem Winkel θ an
der gesamten Stirnfläche des Rotors vorgesehen ist, selbst
wenn der Rotor erheblich geneigt ist oder wenn die thermische
Ausdehnung des Gehäuses größer ist, ein Kontakt des Rotors mit
der Rotorkammer wirksam verhindert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die
Rotorstirnfläche in ihrem zentralen Bereich eben ausgebildet
und in ihrem radial äußeren Bereich mit der Schrägfläche
versehen.
Bei dieser Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine kann, da
die ebenen Stirnflächenabschnitte der beiden Enden des Rotors
die gesamte Länge des Rotors bestimmen, der Abstand zwischen
der Innenfläche der Rotorkammer und dem Rotorendabschnitt
geeignet eingerichtet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist
die Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine einen
Übertragungsmechanismus zum Übertragen einer
Rotationsantriebsleistung auf den antriebsseitigen Rotor auf,
wobei der Winkel θ der Schrägfläche entsprechend einer Neigung
des Rotors bestimmt wird, die durch die von dem
Übertragungsmechanismus aufgenommene Kraft erzeugt wird.
Zusätzlich kann beispielsweise bei Einwirkung einer
Riemenspannkraft eines Riemenübertragungsmechanismus, da der
Winkel θ der Schrägfläche entsprechend der Neigung des Rotors
bestimmt wird, die durch die von dem Übertragungsmechanismus
aufgenommene Kraft erzeugt wird, der Kontakt bezogen auf die
Rotorkammer und das Abtragen der Beschichtung dadurch
verhindert werden, daß der Winkel θ im Falle einer großen
Kraft groß ist und im Falle einer geringen Kraft klein ist, so
daß durch den minimalen Winkel θ der Kontakt mit maximaler
Wirkung verhindert werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die
Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine ein Rootsverdichter, bei
dem das Paar Rotoren mittels Zähnen in Eingriff stehen, deren
Flanken parallel zu der zentralen Drehachse der Rotoren
ausgebildet sind.
Bei dieser Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine kann,
selbst wenn der Abstand (Radius des Rotors) zwischen der
zentralen Drehachse des Rotors und dem äußeren
Umfangsabschnitt des Rotors bezogen auf den Abstand zwischen
den Lagern, die den Rotor abstützen, groß ist, der Kontakt
zwischen dem Rotorendabschnitt und der gegenüberliegenden
Fläche der Rotorkammer verhindert werden, wenn der Rotor
geneigt ist.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer aus dem Stand der Technik
bekannten Rotationskolbenmaschine;
Fig. 2 einen Längsschnitt einer Rotationskolbenmaschine
nach einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 ein weggebrochener Schnitt eines Rotors entlang der
Linie III-III aus Fig. 2;
Fig. 4 ein weggebrochener Schnitt eines Rotors nach einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden Ausführungsformen einer
Rotationskolbenmaschine nach der Erfindung erläutert. Gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Aus den Fig. 2 und 3 ist ein Lader 1 nach einer
Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Die seitliche
Richtung entspricht der seitlichen Richtung in den Fig. 2 und
3, und Bauteile ohne Bezugszeichen sind in der Zeichnung nicht
dargestellt.
Der Lader 1 ist ein Roots-Verdichter 5 und weist eine
Antriebsriemenscheibe 3 und einen Satz Synchronisierräder 7
auf.
Die Antriebsriemenscheibe 3 ist über einen Keil mit einer
antriebsseitigen Rotorwelle 9 verbunden und mittels einer
Schraubenmutter 11 an dieser festgelegt. Die
Antriebsriemenscheibe 3 ist über einen Riemen mit einer
kurbelwellenseitigen Riemenscheibe verbunden. Eine
elektromagnetische Kupplung ist an der kurbelwellenseitigen
Riemenscheibe montiert, wodurch ein Motor (Hauptantrieb) mit
dem Lader 1 verbunden wird und von diesem getrennt wird.
Wie oben erwähnt, wird die Antriebsriemenscheibe 3 von der
Antriebsleistung des Motors über die elektromagnetische
Kupplung und den Riemenübertragungsmechanismus (einen
Übertragungsmechanismus) gedreht.
Der Verdichter 5 ist mit einem Verdichtergehäuse 13 (einem
Gehäuse), Rotoren 15, 17 und dergleichen versehen.
Das Verdichtergehäuse 13 weist einen Gehäusekörper 19 auf,
an dessen rechten Seite Deckel 21, 23 mittels eines Bolzens 25
festgelegt sind. Die Synchronisierräder 7 sind in einer
Ölkammer 27 aufgenommen, die zwischen dem Deckel 21 und dem
Deckel 23 ausgebildet ist, wobei über eine Öleinfüllöffnung 29
des Deckels 23 Öl in die Ölkammer 27 eingefüllt wird und ein
Ölbehälter vorgesehen ist.
Der Gehäusekörper 19 und der Deckel 21 sind durch einen
Bolzen 31 positioniert.
Das Verdichtergehäuse 13 ist mit einer Rotorkammer 33,
welche die Rotoren 15, 17 drehbar aufnimmt, einer
Einlaßöffnung 16 für die Ansaugluft des Motors und einer
Auslaßöffnung 18 versehen.
Der eine Rotor 15 weist einen Rotorkörper 35 und die
antriebsseitige Rotorwelle 9 auf, und der andere Rotor 17
weist einen Rotorkörper 37 und eine Rotorwelle 39 auf.
Die Rotorwellen 9, 39 und die jeweiligen Rotorkörper 35
bzw. 37 sind durch Preßsitze an Abschnitten 45, 47 geringen
Durchmessers und an Abschnitten 49, 51 großen Durchmessers
aneinander befestigt. Zwischen den Preßsitzen sind jeweils
Gewindeabschnitte 41, 43 vorgesehen. Ferner sind Spalte 53, 55
zwischen den jeweiligen Rotorwellen 9, 39 und den jeweiligen
Rotorkörpern 35, 37 ausgebildet.
An den jeweiligen Rotorkörpern 35, 37 sind Zähne 57, 59
derart ausgebildet, daß sie mit ihren Flanken parallel zu
einer zentralen Drehachse der Rotoren 15, 17 verlaufen. An den
jeweiligen Zähnen 57, 59 sind Hohlabschnitte 61, 63
ausgebildet, wodurch das Trägheitsmoment der Rotoren 15, 17
verringert wird und die Reaktion des Verdichters 1 beim
Beschleunigen oder dergleichen verbessert wird.
Ferner ist an der Oberfläche der jeweiligen Rotorkörper
35, 37 eine Beschichtung aufgetragen, wodurch ein Spalt
zwischen den jeweiligen Zähnen 57, 59 und der Rotorkammer 33
durch Anpassen in der oben genannten Weise auf einen
vorbestimmten Wert eingestellt wird. Die Dicke der
Beschichtung ist wie bei dem herkömmlichen Verdichter kleiner
als 0,4 mm.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist eine Schrägfläche 67, die
einen kleinen Winkel θ mit der gegenüberliegenden Fläche 65
der Rotorkammer 33 bildet, am aus Fig. 2 gesehen linken
Endabschnitt des Rotorkörpers 35 stirnseitig des Rotors 15
ausgebildet, und ein Spalt 69 wird zwischen der Schrägfläche
67 und der gegenüberliegenden Fläche 65 gebildet.
Zusätzlich zu der abgeschrägten Ausbildung ist der
Rotorkörper 35 mit einer ebenen Stirnfläche 68 versehen, die
der gegenüberliegenden Fläche 65 der Rotorkammer 33 im
mittleren Bereich des Rotorendabschnitts gegenüberliegt,
nämlich im inneren Bereich der Schrägfläche 67. Daher kann,
wenn der Rotorkörper 35 maschinell gefertigt wird, die gesamte
Länge des Rotors zwischen der ebenen Stirnfläche 68 und der
anderen Endfläche des Rotorkörpers 35 definiert sein, wodurch
das Spiel und der Spalt 69 zwischen der gegenüberliegenden
Fläche 65 der Rotorkammer 33 und der Schrägfläche 67 des
Rotorkörpers 35 annähernd ausgeglichen werden kann.
Im Falle des Rootsverdichters 5, übt der Spalt zwischen
der Endfläche der Rotoren 15, 17 und der Rotorkammer 33 einen
erheblich geringeren Einfluß auf den Wirkungsgrad im Vergleich
zu dem Spalt zwischen den Zähnen der Rotoren 15, 17 und
zwischen den Zähnen der Rotoren 15, 17 und den Rotorkammern 33
aus.
Die jeweiligen Rotorwellen 9, 39 sind an dem
Verdichtergehäuse 13 an der linken Seite der Rotorkörper 35
bzw. 37 durch abgedichtete Kugellager 71 bzw. 73 und an der
rechten Seite der Rotorkörper 35 bzw. 37 durch
Schrägkugellager 75 bzw. 77 abgestützt.
Zwischen den Rotorwellen 9, 39 und dem Verdichtergehäuse
13 sind an der linken Seite der Schrägkugellager 75, 77
Dichtungen 79, 81 angeordnet. Das abgedichtete Kugellager 73
ist in einen offenen Abschnitt eines Lagergehäuses 83
eingesetzt, der durch einen Deckel 85 abgeschlossen ist. Das
abgedichtete Kugellager 71 verhindert das Eindringen von
Schmutz über einen abgestuften Abschnitt 90, der zwischen dem
Verdichtergehäuse 13 und der Riemenscheibe 3 ausgebildet ist.
Durch die abgedichteten Kugellager 71, 73 und die
Dichtungen 79, 81 wird Luftleckage von der Rotorkammer 33 nach
außen verhindert, und durch die Dichtungen 79, 81 wird
Ölleckage von dem Ende der Ölkammer 27 zur Rotorkammer 33 hin
verhindert.
Ferner ist ein Außenring 87 des abgedichteten Kugellagers
71 in einem Lagergehäuse 89 über einen leichten Preßsitz
aufgenommen, und ein Innenring 91 ist auf der Rotorwelle 9
über einen festen Preßsitz angeordnet, so daß durch
Aufschrauben der Schraubenmutter 11 über die Riemenscheibe 3
eine Positionierung in Axialrichtung durchgeführt wird. In
derselben Weise ist bei dem abgedichteten Kugellager 73 ein
Außenring 93 im Lagergehäuse 83 mittels eines leichten
Preßsitzes aufgenommen, und ein Innenring 95 ist auf der
Rotorwelle 39 mittels eines festen Preßsitzes angeordnet,
wobei durch einen Sprengring 86 eine Positionierung in
Axialrichtung durchgeführt wird.
In den jeweiligen Lagergehäusen 83, 89 sind Federn 99 bzw.
97 angeordnet. Die Federn 97, 99 drücken die abgedichteten
Kugellager 71 bzw. 73 und die Rotorwellen 9 bzw. 39 durch
leichtes Bewegen der jeweiligen Außenringe 87 bzw. 93 nach
links. Bei den jeweiligen abgedichteten Kugellagern 71, 73 und
den jeweiligen Schrägkugellagern 75, 77 wird durch Aufnehmen
der Druckkraft ein Spalt (ein Spiel) in diametraler Richtung
auf einen minimalen Wert eingestellt.
Der Satz Synchronisierräder 7 weist ein Paar
Synchronisierräder 101, 103 auf, die miteinander in Eingriff
stehen, und das Synchronisierrad 101 ist am rechten Ende der
Rotorwelle 9 mittels eines Konusringbefestigungsmechanismus
105 festgelegt. Ferner ist das Synchronisierrad 103 auf dem
rechten Endabschnitt der Rotorwelle 39 mittels eines
Preßsitzes angebracht.
Der Konusringbefestigungsmechanismus 105 weist einen
Konusring 107 und eine Schraubenmutter 109 auf, die jeweils
mit dem rechten Ende der Rotorwelle 9 in Eingriff stehen, und
positioniert das Synchronisierrad 101 in Drehrichtung durch
Drücken des Konusringes 107 an einen Abschnitt zwischen dem
Synchronisierrad 101 und der Rotorwelle 9 mittels der
Schraubenmutter 109.
Das Positionieren des jeweiligen Synchronisierrades 101,
103 in Drehrichtung wird durch Ineingriffbringen der Zähne 57,
59 des Rotors 15 bzw. 17 miteinander durchgeführt, wobei ein
gleichmäßiger Spalt zwischen den Zähnen 57, 59 in Drehrichtung
und einander entgegengesetzter Richtung geschaffen wird, die
Synchronisierräder 101, 103 miteinander in Eingriff gebracht
werden, und das Synchronisierrad 101 und die Rotorwelle 9 in
Drehrichtung mittels des Konusringbefestigungsmechanismus 105
positioniert wird.
Die Antriebsleistung des Motors, die an die Riemenscheibe
3 abgegeben wird, treibt den Verdichter 5 an, und der Satz
Synchronisierräder 7 dreht die Rotoren 15, 17 derart synchron,
daß sie nicht in Kontakt miteinander gelangen. Wenn sich die
Rotoren 15, 17 drehen, saugt der Verdichter 5 Ansaugluft aus
der Einlaßöffnung 16 des Verdichtergehäuses 13 an und läßt
diese aus der Auslaßöffnung 18 aus, wodurch die komprimierte
Luft dem Motor zugeführt wird.
Durch die Riemenscheibe 3 wird auf die Rotorwelle 9 des
antriebsseitigen Rotors 15 eine Spannung des Riemens in
Richtung des Pfeils A aus Fig. 2 ausgeübt, wodurch der Rotor
15 (die Rotorwelle 9) infolge des Spaltes zwischen dem
Innenring und dem Außenring der Lager 71, 75 und der Kugel als
Wälzelement durch die Biegebeanspruchung geneigt wird. Ferner
wird eine thermische Ausdehnung in dem Verdichtergehäuse 13
(der Rotorkammer 33) erzeugt.
Da der Spalt 69 relativ zu der gegenüberliegenden Fläche
65 der Rotorkammer 33 durch die an dem linken Endabschnitt des
antriebsseitigen Rotors 15 vorgesehene Schrägfläche 67
ausgebildet ist, werden jedoch, wie oben erwähnt, selbst wenn
der Rotor 15 geneigt ist oder wenn die Rotorkammer 33
thermisch ausgedehnt ist, der linke Endabschnitt des Rotors 15
und die gegenüberliegende Fläche 65 nicht miteinander in
Kontakt gebracht.
Dementsprechend werden ein Abtragen der Beschichtung an
dem Rotor 15 und ein Festfressen und Verschweißen desselben in
der Rotorkammer 33 verhindert.
Der Winkel θ der Schrägfläche 67 wird gemäß einem
Neigungswinkel des Rotors 15 infolge der Riemenspannung
bestimmt.
In diesem Falle können eine vertikal auf die Rotorwelle 39
ausgeübte Eingriffsreaktionskraft des Synchronisierrades und
ein Kontakt infolge einer thermischen Ausdehnung durch
Festlegen eines Neigungswinkels θ' an der Endfläche des Rotors
17 in derselben Weise wie bei dem Rotor 15 vermieden werden.
Der Verdichter 1 ist in der oben genannten Weise
aufgebaut.
Da der Verdichter 1 den Kontakt mit der Rotorkammer 33
durch die am linken Endabschnitt des Rotors 15 vorgesehene
Schrägfläche 67 und das Abtragen der Beschichtung und das
Festfressen und Verschweißen wie oben beschrieben verhindert,
kann die Dicke der Beschichtung minimal dünn gehalten werden,
beispielsweise etwa 0,1 mm, was etwa einem Viertel der
üblichen Dicke entspricht und ausreichend ist, so daß die
Kosten um dieses Maß verringert werden können.
Ferner kann, da eine Neigung der Rotorwelle 9 in einem
bestimmten Grad durch Verhinderung des Kontaktierens des
linken Endabschnitts des Rotors 15 und der Rotorkammer 33
miteinander ermöglicht wird und dies keinen Einfluß auf den
Wirkungsgrad ausübt, die Lebensdauer des Verdichters 5 in
einem bestimmten Maß vorteilhaft verbessert werden.
Ferner können, da der Winkel θ der Schrägfläche 67 gemäß
der durch die Riemenspannung erzeugten Neigung des Rotors 15
bestimmt wird, der Kontakt mit der Rotorkammer 33 und das
Abtragen der Beschichtung mit einem minimalen Winkel θ
verhindert werden, wobei der Winkel θ groß ist, wenn die
Riemenspannung groß ist, und der Winkel θ klein ist, wenn die
Riemenspannung klein ist.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird nachfolgend eine zweite
Ausführungsform beschrieben.
Die Schrägfläche 67 ist an der gesamten Stirnfläche des
linken Endabschnitts des Rotors 15 ausgebildet.
Durch Ausbilden der Schrägfläche 110 mit einem Winkel θ an
der gesamten Stirnfläche des linken Endabschnitts des Rotors
15 können, selbst wenn der Rotor 15 stärker geneigt ist oder
wenn die thermische Ausdehnung der Rotorkammer 33 größer ist,
oder in dem Falle, daß die Lager 71, 73, 75 und 77 einen
periodischen Verschleiß durch Fressen erzeugen und der Spalt
zwischen den jeweiligen Innen- und Außenringen und der Kugel
vergrößert wird, der Kontakt mit der Rotorkammer 33 und das
Abtragen der Beschichtung verhindert werden.
In diesem Falle können die Schrägflächen mit den Winkeln θ
und θ' an dem rechten Endabschnitt des Rotors 15 und an dem
linken Endabschnitt des Rotors 17 ausgebildet sein.
Ferner ist die Schrägfläche des Rotorendabschnitts nach
der Erfindung nicht auf die ebene Stirnfläche beschränkt, das
heißt, die lineare Schrägfläche, die den Winkel θ bildet, kann
eine gekrümmte Fläche sein, das heißt, eine Schrägfläche mit
einer Wölbung derart, daß sich der Winkel θ in diametraler
Richtung fortlaufend ändert.
Ferner ist die Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine nach
der Erfindung nicht auf den Verdichter und das Gebläse
beschränkt, sondern kann auch als Motor zum Ausführen einer
Drehbewegung ausgebildet sein.
Wie beispielsweise mit der gestrichelten Linie aus den
Fig. 2 und 3 gezeigt ist, kann die der Rotorstirnfläche
gegenüberliegende Fläche 112 derart abgeschrägt sein, daß der
Abstand und der Spalt zwischen der in Fig. 2 linken Endfläche
des Rotorkörpers 35 und der gegenüberliegenden Schrägfläche
112 erreicht werden. Bei dieser Konstruktion werden, selbst
wenn eine Spannung des Riemens auf die Rotorwelle 9 des
antriebsseitigen Rotors 15 über die Riemenscheibe 3 in
Richtung des Pfeils A aus Fig. 2 ausgeübt wird und der Rotor
15 (die Rotorwelle 9) geneigt ist, die in Fig. 2 linke
Endfläche des Rotorkörpers 35 und die gegenüberliegende
Schrägfläche 112 am Kontaktieren und Verklemmen miteinander in
Abhängigkeit von dem Abstand und dem Spalt gehindert. In
diesen Fällen ist infolge des Haltens des Abstandes und
Spaltes und der maschinellen Bearbeitung der Schrägflächen die
Konstruktion, bei der die Schrägfläche 67 geneigt ist,
effektiver als die Konstruktion, bei der die gegenüberliegende
Fläche 112 geneigt ist.
Ferner ist die Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine gemäß
der Erfindung nicht auf die Roots-Verdrängungsmaschine
beschränkt, sondern kann auch eine Maschine sein, die Rotoren
mit einer Mehrzahl schraubenförmig vorstehender Zähne und
dergleichen aufweist.
Claims (6)
1. Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine, insbesondere
Verdichter, mit
einem Paar Rotoren (15, 17), die mittels Zähnen (57, 59) miteinander in Eingriff stehen; und
einem Gehäuse (13), das eine Rotorkammer (33), die die Rotoren (15, 17) drehbar aufnimmt, eine Fluideinlaßöffnung (16) und eine Fluidauslaßöffnung (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Schrägfläche (67, 110), die einen Winkel (θ) mit einer ihr gegenüberliegenden Fläche (65, 112) des Gehäuses (13) bildet, zumindest im radial äußeren Bereich einer Rotorstirnfläche unter Ausbildung eines Spaltes (69) mit der gegenüberliegenden Fläche (65, 112) des Gehäuses (13) vorgesehen ist.
einem Paar Rotoren (15, 17), die mittels Zähnen (57, 59) miteinander in Eingriff stehen; und
einem Gehäuse (13), das eine Rotorkammer (33), die die Rotoren (15, 17) drehbar aufnimmt, eine Fluideinlaßöffnung (16) und eine Fluidauslaßöffnung (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Schrägfläche (67, 110), die einen Winkel (θ) mit einer ihr gegenüberliegenden Fläche (65, 112) des Gehäuses (13) bildet, zumindest im radial äußeren Bereich einer Rotorstirnfläche unter Ausbildung eines Spaltes (69) mit der gegenüberliegenden Fläche (65, 112) des Gehäuses (13) vorgesehen ist.
2. Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (67, 110) mit dem
Winkel (θ) an der gesamten Stirnfläche des Rotors (15)
vorgesehen ist.
3. Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorstirnfläche in ihrem
zentralen Bereich eben ist und in ihrem radial äußeren Bereich
mit der Schrägfläche (67, 110) versehen ist.
4. Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,
mit einem Übertragungsmechanismus zum Übertragen einer
Rotationsantriebsleistung auf den antriebsseitigen Rotor (15),
dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (θ) der Schrägfläche
(67, 110) entsprechend einer Neigung des Rotors (15) bestimmt
wird, die durch die von dem Übertragungsmechanismus
aufgenommene Kraft erzeugt wird.
5. Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwellen-
Rotationskolbenmaschine ein Roots-Verdichter (5) ist.
6. Doppelwellen-Rotationskolbenmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der
antriebsseitigen Stirnfläche des jeweiligen Rotors (15) eine
Schrägfläche (67; θ, θ') vorgesehen ist.
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