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Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart Die Erfindung betrifft
eine Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart und befaßt sicn insbesondere mit
dem Problem der Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Gehäuse.
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Bisher erfolgt die Abdichtung der Arbeitsräume von Rotationskolbenmaschinen
auf mechanische Art. Hierbei kommen zur Erzielung einer Radial-Dichtung und einer
Stirnflächen-Außendichtung Dichtleisten bzw. Diohtstreifen in Verbindung mit Federelementen
zur Anwendung.
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Der wesentlichste Mangel dieses Systems besteht in dem großen Verschleiß
der Dichtleisten und der entsprechenden Gehäuseteile sowie in dem großen durch Reibung
entstehenden
Verlust, wobei obendrein die Abdichtung nicht vollkommen
ist, da sic die leisten und Gehäuseteile unter den Einfluß der entstehenden Wärme
deformieren, was insbesondere bei Verwendung der Rotationskolbenmaschinen alsBrennkraftmaschinen
der Fall ist. durch die angeführten Mängel ist die Lebensdauer, Leistung, Betriebssicherheit
und Wirtschaftlichkeit dieser Maschinen herabgesetzt. Außerdem erfordert dieses
Dichtsystem ein reichlicnes Schmieren der Reibflächen, wodurch der @lverbrauch sehr
hoc ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Radial-Dichtung und/oder die
Stirnflächen-Außendichtung durch ausblasen eines Druck mediums an den Kolbenkanten
gegen den Mantel und/oder an der Stirnfläch.e des Kolbens gegen die Seitenteile
erfolgt. Bei Verwendung der Maschine als Kompressor wird wegen der Verminderung
der Reibverluste die notwendige Antriebsleistung gesenkt.
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Bei Verwendung dieser Maschine als Brernkraftmaschine wird durch
das Ausblasen des Druckmedius der Füllungsgrad und damit die Leistung der Maschine
wesentlich verbessert. Als ruckmedium kann Luft oder eine Kraftstoff-Luftmischung
verwendet werden. Durch das erfindungsgemäße Dichtungssystem wird eine vollkommene
Spülung des Brennraumes, d. h. die Entfernung der Verbrennungsprodukte wesentlich
verbessert. Außerdem trägt dieses Dichtsystem zur Verbesserung der Turbulenz in
einzelnen Arbeitsphasen bei, was insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung
wünschenswert ist. Die Zufuhrung des Druckmediums ermöglicht auch die Kühlung des
Kolbens, insbesondere an seinen am meisten gefederten Stellen.
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Die Erhöhung des Füllungsgrades und der Fortfall der üblichen Dichtelemente,an
denen verschiedene Kräfte angreifen und die besonders hohe Reibungsverluste verursachen,
wird eine wesentliche Steigerung der Drehzahlen einer derartigen Rotationskolbenbrennkraftmaschine
erzielt.
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Um den Verbrauch des Druckmediums möglichst niedrig zu halten, kommt
es besonders darauf an, daß Spiel zwischen dem Kolben tind dem Gehäuse an denjenigen
Stellen, an denen das Druckmedium ausgeblasen wird, mdglichst gering zu halten.
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Deshalb sollte man geeignete Legierungen mit möglichst niedrigen Wärmeausdehnungszahlen
ftlr die Herstellung des Gehäuses und des Kolbens verwenden und dabei gleichzeitig
alle sonstigen bekannten Maßnahmen zur Beschränkung der Wärmedeformation des Gehäuses
anwenden.
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Die Druckmediumzuführung zu den Austrittsöffnungen braucht während
des Arbeitszyklus nicht konstant sein, sondern das Einstellen der Menge des auszublasenden
Druckmediums kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in ibhängigkeit von der
Kolbenstellung erfolgen. Vorzugsweise kommt hierfür ein im Kolben angebrachter Schieber
zur Anwendung. Hierdurch ist ist es bei Verwendung einer Kraftstoff-Luftmischung
als Dichtmedium möglich, die Auspuffver@uste zu beschränken und die ungünstige Beeinflussung
der Saugphase beispielsweise beim Übergang der abgedichteten Kante über den Saugkanal
weiter einzuschränken.
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Die konstruktive Ausgestaltung dieses Dichtsystems kann verschieden
sein. Die Zuleitung des Druckmediums in dem Kolben kann beispielsweise durch Kanäle
in den Seitenteilen des Ge-$uso oder durch den Exzenter b»w. durch eine Kombination
beider Zuführungsmöglichkeiten erfolgen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem im Kolben angebrachten
Schieber ist in der Zeichnung dargestellt, deren einzige Figur einen Schnitt durch
eine Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart zeigt.
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In einem Gehäuse 1 ist ein Kolben 2 an einem Exzenter 3 drehbar gelagert.
An der dem Zahnradgetriebe gegenttberliegenden Seite ist zwischen dem Kolben 2 und
dem Exzenter 3 ein Schieber 4 angeordnet, dessen Lage gegenüber dem Gehäuse mittels
einer Kulisse 5 fixiert ist, die drehbar @n einem Schieberzapfen 6 gelagert und
an den parallelen Flächen durch eine Einlage 7 geführt ist, die konzentrisch zur
Maschinenwelle angeordnet und mit Nuten elastisch am Gehäuse gehalten ist. Daa Druckmedium
wird durch den Exzenter 3,Iiber den Sohieber 4 in den rotierenden Kolben 2 geführt
und gelangt in Kanäle 8, die an den Ecken des Kolbens ausmünden. Weiterhin gelangt
dae Druckmedium in Kanäle, die zu Stirndichtungsnuten 9 fuhren. Die Stirndichtungsnuten
sind geteilt, um den Auslaß des Druckmediums dem Arbeitszyklus möglichst optimal
anpassen zu können. Als Innendichtung, die den Innenraum des Kolbens zu den Arbeitskammern
hin abdichtet, dient eine Gleitringdichtung 11.