DE4034465A1 - Aussenachsiges rotationskolbengeblaese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenes außenachsiges Rotationskolbengebläse. Der­ artige Gebläse dienen zur Förderung von gasförmigen Medien mit großem Durchsatz bei geringfügigem Druckanstieg, vor­ zugsweise als Lader für Verbrennungsmotoren. Sie sind im einzelnen in DE-A 35 19 170 beschrieben.

Sie zeigen zwar gegenüber anderen Ladertypen bessere Lei­ stungen, verursachen aber eine gerade beim Einsatz als Lader für Fahrzeugmotoren als nachteilig empfundene Ge­ räuschbelastung. Diese Geräusche entstehen sowohl am Ein­ laß wie vor allem am Auslaß durch das schlagartige Entla­ den beim Aufsteuern der Druckkammern durch das nachlaufende Eck des Kolbenflügels sowie durch das Rückströmen ver­ dichtenden Gases in den vom abdrehenden Flügel des Gegen­ kolbens sich bildenden Raum. Als Maßnahmen zur Geräusch­ verminderung oder -dämpfung kamen bisher nur aufwendige Schallisolierungen oder Pufferräume in Frage, für die gerade bei Fahrzeugmotoren kaum Platz ist.

In der Patentschrift A-B 2 61 792 ist ein Kolben mit ver­ setzten axialen Abschnitten beschrieben (Fig. 2), der jedoch aus mehr als zwei treppenförmig verdrehten Teilen zur Bildung eines Schraubenverdichters mit einer Einlaß­ öffnung am einen und einer Auslaßöffnung am anderen axialen Ende des Gehäuses besteht. Bei ihm werden die einzelnen Scheiben so gegeneinander durch ihre Versetzung abgedich­ tet, daß ihre Ladung jeweils von der druckseitigen Kammer der vorhergehenden in die der nachfolgenden Scheibe über­ schoben wird, wobei die Scheiben zunehmend schmäler und daher das Kammervolumen entsprechend kleiner wird. Ähnliche Vorschläge enthalten DE-A 2 53 422 und 05 B 38 44 695 und 40 33 708. In keinem der Fälle dient die Versetzung der Kolbenteile der Geräuschdämpfung, sondern ausschließ­ lich zur Erzeugung eines Schraubenverdichtereffektes. Wenn in der erstgenannten Veröffentlichung (Seite 3 Zeile 12-14) von einem ständigen Fluß des ab­ strömenden Gases und einer weichen Arbeitsweise gesprochen wird, so sind damit lediglich Charakteristiken des Schraubenverdichters gemeint. Im übrigen träfe gerade bei der dort vorgeschlagenen Maschine wegen ihrer unter Druck stehenden Auslaßströmung der beschriebene Nachteil der Geräuschentwicklung in verstärktem Maße zu.

Aufgabe der Erfindung war es, die Geräuscherzeugung bei den eingangs genannten Maschinen mit einfachen Mitteln ohne zusätzlichen Raumbedarf zu vermindern.

Die Lösung dieser Aufgabe bei den eingangs genannten Gebläsen ergibt sich aus den Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Radialschnitt durch die axiale Mitte eines erfindungsgemäßen Gebläses mit Draufsicht auf den ungeschnittenen Kolben,

Fig. 2 Oszillographendiagramme von Schall­ pegelmessungen über eine Umdrehung der Kolben einer erfindungsgemäßen Maschine und zwar bei a) die der ein­ zelnen Kolbenhälften getrennt und bei b) die der tatsächlich resultierenden Kurve.

Das Gehäuse der Fig. 1 dargestellten Maschine ist mit 1, der Gehäusemantel mit 2 und die rückwärtige Seitenwand mit 3 bezeichnet. Der Einlaß 4 für das gasförmige Medium, in Fig. 1 rechts, und der Auslaß 5 sind in den Schnitt­ linien der beiden, die Mantellaufbahnen 6 bildenden Zylin­ derfläche vorgesehen und überdecken den wesentlichen Teil der Flanken der beiden Kolben 7 und 8. Die unter sich gleichförmigen Kolben 7 und 8 bestehen jeweils aus zwei unter sich gleichbreiten und gleichen Teilen 9, 10, 11, 12, die jedoch gegeneinander um 35° um ihre Achsen verdreht sind, wobei der vorlaufende Teil in der Zeichnung jeweils vorne liegt. Die Versetzung erfolgt bei den beiden Kolben im Gegensinn, d. h. in dem in der Zeichnung oberen Kolben 8 wird der untere Teil 12 gegenüber dem oberen Teil 11 im Uhrzeigersinn verdreht, bei dem unteren Kolben 7 der unte­ re Teil 10 gegenüber dem oberen Teil 9 gegen den Uhrzeiger­ sinn. Die Kolbenteile 9, 10, 11, 12 sind aus Aluminium durch Strangpressen hohl ausgebildet, um ein möglichst geringes Gewicht zu erzielen und sie müssen daher an den Ab­ treppungen 13, 14 (in der Zeichnung sichtbar) und 15, 16 (in der Zeichnung nicht sichtbar) abgedeckt sein.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: In Fig. 2a sind in der durchgezogenen Kurve die Druckschwingungen dargestellt, die von der einen Kolbenhälfte erzeugt werden, in der gestrichelt ge­ zeigten Kurve diejenigen der anderen, um 35° ver­ setzten Kolbenhälfte. Die Bereiche größter Amplitu­ den heben sich durch diese Versetzung gegenseitig auf, so daß sich der in Fig. 2b gezeigte Mittel­ wert, also eine wesentlich flachere und beruhigte Kurve ergibt.

Der Winkel, um den die jeweiligen Hälften 9, 10, 11, 12 der Kolben 7, 8 gegeneinander verdreht sind, kann je nach den Dimensionen des Gebläses größer oder kleiner sein und zwischen 25° und 45° liegen. Die Verdrehung muß jedoch so eingestellt sein, daß die Maxima der der Fig. 2a entsprechenden Geräuschkurve der einen Hälfte 9, 11 der Kolben 7, 8 den Minima der anderen Kolbenhälfte 10, 12 genau senkrecht gegenüberliegen, wie das bei 17 in Fig. 2a gezeigt ist. Bei 18 in Fig. 2b ergibt sich der durch die erfindungsgemäße Anordnung reduzierte Wert der Druckschwingungen.

Claims (2)

1. Außenachsiges Rotationskolbengebläse, dessen Gehäuse einen von zwei sich überschneidenden die Mantellaufbahnen bildenden Hohlzylindern und zu diesen senkrecht stehenden Seitenwänden begrenzten Hohlraum umschließt, der im Bereich der Überschneidungen der Zylinderflächen einander gegen­ überliegende Ein- und Auslässe für das Arbeitsmittel auf­ weist, und der axial von zwei in den Seitenwänden gela­ gerten Wellen durchsetzt ist, mit denen ineinandergreifende zweiflüglige Kolben im Gegensinn mit gleicher Geschwindig­ keit umlaufen, deren Flügel von achskonzentrischen Zylin­ derflächenabschnitten begrenzt sind, die einerseits an den Mantellaufbahnen und andererseits an achskonzentrischen Zylinderflächen mit kleinerem Radius des Gegenkolbens anlaufen, wobei zwischen diesen Zylinderflächen Übergangs­ flächen vorgesehen sind, die aus je zwei untereinander in einer Abrollkurve nach außen abgeknickten Eingriffs­ flächen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (7, 8) in radialer Ebene in je zwei gleiche Hälften (9, 10, 11, 12) geteilt und, daß die beiden Hälften (9, 10) des einen Kolben (7) in einem Winkel von 25° bis 45°, vorzugsweise von 35° gegeneinander und die beiden Hälften (11, 12) des anderen Kolben (8) im Gegensinn um den gleichen Winkel um die Drehachse der Kolbenwellen verdreht sind.

2. Rotationskolbengebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreten der von der einen Hälfte (9, 11) der Kolben (7, 8) erzeugten Geräusch­ maxima mit dem Auftreten der von den anderen Hälften (10, 12) der jeweiligen Kolben erzeugten Geräusch­ minima zeitlich zusammenfallen.