CN102301141B - 具有外转子电动机的旋转活塞式机器 - Google Patents

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Abstract

旋转活塞式机器，包括：至少两个由功率部件和闭锁部件构成的共同作用的转子，所述转子具有在数量上相差一个齿的端齿结构，所述端齿结构与一个接收所述转子的机器壳体限定多个工作空间；所述转子的旋转轴线彼此具有一个确定的角度，以便产生输送作用；所述功率部件通过一个同轴设置的电动机和一个在电动机与功率部件之间的旋转连接装置驱动；以及所述齿结构的摆线构造，即长短辐旋轮线齿结构，其中，所述电动机是一个具有内定子和外转子的外转子电动机，所述机器壳体具有与所述电动机的直接连接，所述机器壳体具有一个伸入到所述内定子中的、承载所述内定子的承载管区段，所述外转子具有一个对所述内定子包围作用的转子罩，所述转子罩具有中心的穿过所述承载管区段的驱动轴，所述驱动轴具有向着所述功率部件的旋转连接，以及所述驱动轴向着所述承载管区段的内壁被支承。

Description

具有外转子电动机的旋转活塞式机器
技术领域
本发明涉及一种旋转活塞式机器。
背景技术
在根据此种类型的已知的旋转活塞式机器(WO2005/024237A1)中，申请人一方作为优点特别强调，电动机和泵的壳体的这种结构单元可以设计得很小，因为电动机在闭锁侧直接作用在转子的功率部件上，无需附加的费劲的支承。这些壳体可以设计得极其简单并且可以相互连接。这尤其是在内燃机的燃料输送活动中使用时起到一定作用，例如作为预输送泵，其中，通过根据本发明的旋转活塞式机器实现尤其是在机动车业中极其重要的轻声运行。在任何情况中，功率部件相对于电动机的旋转轴线的支承和布置起到重要作用，这也涉及功率部件的相对的轴向可移动性。关于齿结构和由此给出的输送功率也可以轻易地使这样的旋转活塞式机器与需求相适配。
发明内容
按照本发明，提出了一种旋转活塞式机器，包括：至少两个由功率部件和闭锁部件构成的共同作用的转子，所述转子具有在数量上相差一个齿的端齿结构，所述端齿结构与一个接收所述转子的机器壳体限定多个工作空间，所述转子的旋转轴线彼此具有一个确定的角度，以便产生输送作用，所述功率部件通过一个同轴设置的电动机和一个在电动机与功率部件之间的旋转连接装置驱动，以及所述端齿结构的摆线构造，即长短辐旋轮线齿结构，其中，所述电动机是一个具有内定子和外转子的外转子电动机，所述机器壳体具有一个伸入到所述内定子中的、承载所述内定子的承载管区段，所述外转子具有一个对所述内定子包围作用的转子罩，所述转子罩具有位于中心的穿过所述承载管区段的驱动轴，所述驱动轴具有向着所述功率部件的旋转连接装置，以及所述驱动轴向着所述承载管区段的内壁被支承，所述机器壳体具有一个具有装配法兰的法兰状的中间部件，所述中间部件具有用于将所述旋转活塞式机器固定到第三物体上的开口或凸鼻，以及在所述中间部件上一方面设置有位于中心的承载管区段并且另一方面固定所述机器壳体。
本发明的任务在于，这样地改进此种类型的旋转活塞式机器，使得它可被特别有利地制造、多样地使用并且在效率方面以及与已知的机器相比被改进。
根据本发明的具有上述技术方案特征的旋转活塞式机器相对于已知的机器具有优点，即，它也可用于抽吸输送，具有在电的外转子电动机与旋转活塞式机器的功率部件之间的极其有利的转速比，使得4000rpm的转速在齿数比9/10时导致转子的400rpm的相对速度。在可比较的大多数被使用的叶片式机器中，密封的叶片以其外部密封棱边以全圆周速度在径向上压到运行面上，即根据在径向上作用在叶片上的离心力压在运行面上。本发明的另一个优点尤其也在于，由于机器转子的齿结构的设计、尤其是该类型，仅需要非常小的轴向力来保证齿结构中的最高密封的小缝隙并且由此一方面将摩擦功率保持得非常低，另一方面使密封的面上的磨损最小化，这在任何情况下都导致良好的效率。
根据本发明的一种有利的构型方案，电动机和通向工作空间的接头为了旋转活塞式机器的压力或抽吸输送而具有相反的旋转方向。这样的使机器的应用领域增大的构型方案允许在相应多样的使用中大批量地制造机器的单个部件。
根据本发明的一种附加的有利的构型方案，外转子电动机的转子向着机器的外部以本身已知的方式(DE10358759A1)通过一个与所述机器壳体连接的顶罩遮盖。
根据本发明的一种附加的有利的构型方案，机器壳体具有一个具有装配法兰的法兰状的中间部件，所述中间部件具有用于将所述旋转活塞式机器固定到第三物体上的开口或凸鼻，以及在所述中间部件上一方面设置有中心的承载管区段并且另一方面固定有接收旋转活塞的壳体。虽然用于固定机器壳体的器件基本上是已知的，但是根据本发明的旋转活塞式机器在这里就此而言提供了一种新式的法兰固定，因为它具有在机器壳体的中间部件上的法兰，这显著地导致旋转活塞式机器的整个长度的减少。
根据本发明的一种有利的、涉及该构型方案的构型中，闭锁部件设置在所述壳体中或者设置在一个设置在所述壳体的端部上的栓塞中的双滚动轴承中。该双滚动轴承主要承担附加的承载功能并且在需要时也可以有助于闭锁部件的轴向可移动性。
除了根据本发明外转子电动机的驱动轴也可以在承载管中支承在滚动轴承上以外，根据本发明的一种构型方案在所述外转子的背对永磁体的侧上设置有用于冷却空气通风的散热片(转子上的散热片，本身由DE202006013319U1已知)。
根据本发明的一种有利的、涉及旋转活塞式机器的齿结构的构型方案，该齿结构专门对于低的压力、即对于电动机转速与泵输送的高变速比设置。
附图说明
本发明的主题的实施例在附图中示出并且在下面详细地说明。附图示出：
图1以纵剖面示出旋转活塞式机器；
图2同样以纵剖面示出图1的旋转活塞式机器的变型；和
图3以纵剖面示出根据本发明的旋转活塞式机器的一个附加变型。
具体实施方式
在图1中所示的第一实施例中，在一个机器壳体1中设有一个功率部件2以及一个闭锁部件3，该功率部件和该闭锁部件在它们的相向的侧上通过长短辐旋轮线齿结构啮合。该机器壳体1在闭锁部件侧通过空心盖4封闭，该空心盖被固定在接收闭锁部件3的开口中。在空心盖4的空槽中设置有一个隔离环5，该隔离环将两个设置在闭锁部件3的轴颈6上的滚动轴承7相互隔开以及这些滚动轴承向外同样如隔离环5一样在径向上支撑在空心盖4的内壁上并且同时承担对于闭锁部件的精确导向所需的支承。该空心盖4向着机器壳体1通过O形环9密封并且通过螺栓10固定在机器壳体1上。该闭锁部件3的确保精确输送和此外轻载运行的轴向可调节性通过调节垫圈11和作用在轴颈6的端侧上的波形弹簧12实现。在任何情况下，这样的旋转活塞式机器以已知的方式具有特别轻声的运行并且尤其也用作压缩机。
功率部件2的驱动通过外转子电动机实现，该外转子电动机的驱动轴13同样支承在机器壳体1中。为此该机器壳体1具有一个伸入到外转子电动机的定子8中的承载管区段14，电磁线圈15形式的内定子设置在该承载管区段上，其中该驱动轴13通过滚动轴承16支承在承载管区段14的内侧上。在驱动轴13与功率部件2之间存在一个专门的旋转联接装置。尤其是该机器壳体1在承载管区段14与实际的接收功率部件和闭锁部件的机器壳体之间法兰状地构造有固定开口17，以便以极简单的方式固定该旋转活塞式机器。当然，这些固定开口17也可以在法兰的角形构造时设置在自由角部中，这取决于何种实施方式是特别实用的。
对内定子15包围作用的转子罩18通过驱动轴13固定，一个与内定子15共同作用的磁体19设置在该转子罩18上。该外转子电动机向外通过一个顶罩20封闭，该顶罩固定在壳体1上、尤其固定在该壳体的法兰上。
图2中所示的第二实施例原则上如第一实施例那样带有稍许差别地构造，其中，对于相同的部件使用与在图1中相同的附图标记。转子罩18在这里不具有额外磁体，而是本身构造为磁性的。因此与第一实施例相比，罩深度构造得更大，而定子8构造得宽度更小。此外，本发明的该实施例不具有在转子罩上方的顶罩，以便附加地节省空间以及通过壳体1的法兰21将带有电动机的整个旋转活塞式机器装配到支架的开口中，从而在这里再次赢得轴向的结构长度。
图3中所示的第三实施例具有第一实施例的上述特征并且部分地具有第二实施例的上述特征，其中附加的是，在转子罩18上在背对机器的一侧为了冷却设置有同步旋转的散热片22。此外，在1)处在功率部件2与闭锁部件3之间由于密封的齿结构的类型而存在滑动速度，该滑动速度仅为转子的圆周速度的一小部分。因此，具有9/10齿数比的转子对在4000转每分钟的转速时具有转子周长乘以400转每分钟的最大相对速度。对于叶片式压缩机，在径向外部的密封棱边上全部的圆周速度起作用，即在等于转子周长乘以4000转每分钟的最大相对速度时。在2)处，在这些转子之间的密封间隙上出现低的负载。因此摩擦功率保持得非常低并且密封的面上的磨损最小化。在叶片压缩机中情况不同，其中叶片的质量被压到偏心地环绕的运行面上，亦即根据圆周速度和由此得出的离心力压到运行面上。
附图标记清单
1    机器壳体
2    功率部件
3    闭锁部件
4    空心盖
5    隔离环
6    轴颈
7    滚动轴承
8    定子
9    O形环
10   螺栓
11   调节垫圈
12   波形弹簧
13   驱动轴
14   承载管区段
15   内定子
16   滚动轴承
17   固定开口
18   转子罩
19   磁体
20   顶罩
21   法兰
22   散热片

Claims (6)

1.旋转活塞式机器，包括：
至少两个由功率部件和闭锁部件构成的共同作用的转子，所述转子具有在数量上相差一个齿的端齿结构，所述端齿结构与一个接收所述转子的机器壳体限定多个工作空间，
所述转子的旋转轴线彼此具有一个确定的角度，以便产生输送作用，
所述功率部件通过一个同轴设置的电动机和一个在电动机与功率部件之间的旋转连接装置驱动，以及
所述端齿结构的摆线构造，即长短辐旋轮线齿结构，
其特征在于，
所述电动机是一个具有内定子和外转子的外转子电动机，
所述机器壳体具有一个伸入到所述内定子中的、承载所述内定子的承载管区段，
所述外转子具有一个对所述内定子包围作用的转子罩，所述转子罩具有位于中心的穿过所述承载管区段的驱动轴，所述驱动轴具有向着所述功率部件的旋转连接装置，以及
所述驱动轴向着所述承载管区段的内壁被支承,
所述机器壳体具有一个具有装配法兰的法兰状的中间部件，所述中间部件具有用于将所述旋转活塞式机器固定到第三物体上的开口或凸鼻，以及在所述中间部件上一方面设置有位于中心的承载管区段并且另一方面固定所述机器壳体。
2.根据权利要求1所述的旋转活塞式机器，其特征在于，
所述外转子电动机的转子向着机器的外部通过一个与所述机器壳体连接的顶罩遮盖。
3.根据权利要求1所述的旋转活塞式机器，其特征在于，
所述闭锁部件设置在所述机器壳体中或者设置在一个设在所述机器壳体的端部上的栓塞中的双滚动轴承中。
4.根据权利要求1至3之一所述的旋转活塞式机器，其特征在于，
所述外转子电动机的驱动轴在承载管中支承在滚动轴承上。
5.根据权利要求1至3之一所述的旋转活塞式机器，其特征在于，
在所述外转子的背对永磁体的侧上设置有用于冷却空气通风的散热片。
6.根据权利要求4所述的旋转活塞式机器，其特征在于，
在所述外转子的背对永磁体的侧上设置有用于冷却空气通风的散热片。
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