EP0945592A1 - Rotary piston machine - Google Patents

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EP0945592A1
EP0945592A1 EP98105430A EP98105430A EP0945592A1 EP 0945592 A1 EP0945592 A1 EP 0945592A1 EP 98105430 A EP98105430 A EP 98105430A EP 98105430 A EP98105430 A EP 98105430A EP 0945592 A1 EP0945592 A1 EP 0945592A1
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EP
European Patent Office
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cam
control means
rotating body
cam track
rotary piston
Prior art date
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EP98105430A
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EP0945592B1 (en
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Jürgen SCHUKEY
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HSP HOLDING FUER SCHUKEY-PATENTE GMBH
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HSP HOLDING fur SCHUKEY-PATENTE GmbH
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Priority to EP98105430A priority patent/EP0945592B1/en
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Priority to ES98105430T priority patent/ES2200228T3/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C20/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines
    • F01C20/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F01C20/14—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using rotating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • F01C1/067—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having cam-and-follower type drive

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston machine with a housing, with a shaft rotatably mounted in the housing with a Annulus in which two rotating bodies are arranged and inlet and outlet openings for the working medium on its walls are provided, each rotational body radially has outwardly extending sector-shaped wings that two rotating bodies are arranged coaxially and their wings interlock so that one wing of the one Rotation body between two wings of the other rotation body is arranged, two cam track controls being provided through which both bodies of rotation rotate when the shaft rotates Rotations with cyclical changes in the speed of rotation and the distances between the wings of the Execute both rotating bodies and the cam track control each rotational body first cam track control means in Form of first cam rings, second cam track control means in the form of second cam rings and third cam track control means in the form of itself towards both end faces have conically tapered rolling elements that on the roll the first and second cam rings, one of the first and second cam track control means with the shaft and the other of these cam control means with one of the Rotational body non
  • a rotary piston machine of the type mentioned at the outset to create one has higher efficiency.
  • This measure can be used, for example, for a compressor the outlet pressure can be regulated.
  • the time at which after the compressed gas begins to flow out during compression can be changed by adjusting the control segment. Thereby then of course the pressure with which that changes Gas escapes.
  • the residual pressure is not correct there relax and his energy back to the rotary lobe machine can give up.
  • Another solution is characterized by the fourth, freely rotatable cam control means are provided that the third cam control means two each independently have mutually rotatable rolling elements, the one this rolling element with the first and fourth and the other this rolling element with the fourth and second cam track control means is engaged.
  • the fourth cam control means freely rotatable on one Mounted shaft sleeve that surrounds the shaft.
  • the device can be designed so that all rolling elements have the same diameter.
  • the manufacture is further facilitated in that the construction can be selected so that only the first, second and fourth cam controls asymmetrical Have toothing, while this with the rolling elements is not the case.
  • the rolling elements are expediently made of two identical parts composed.
  • the rotary lobe machine is expediently with a bearing flange provided with thrust and radial bearings so that all Forces and loads can be absorbed well.
  • annular space 1 is a rotary piston machine of the invention shown, which is enclosed by parts of the housing 2 becomes.
  • the two interlocking Rotary body which is designed as impellers 3 and 4 are.
  • the impeller 3 has the vanes 3a, 3b, 3c and 3d on, while the impeller 4, the vanes 4a, 4b, 4c and 4d. Both impellers are arranged in the middle Shaft 5 driven in a manner to be described.
  • 6a-h there are different inlet openings and outlet openings designated in the end wall of the annular space 1.
  • This mode of action can be used for both a compressor and can be used for an internal combustion engine. It should only combustion rooms, fuel lines, etc. be provided.
  • Fig. 2 are four phases of the work cycle just described shown. After a 90 degree rotation of the two rotating bodies a new work cycle begins.
  • FIG. 3 is in a similar representation as in FIG. 1st and Figure 2 shows a first embodiment.
  • the wings of the rotating body 3, 4 are no longer sealed on the wall of the Housing 2. Between the outer ends of the wings 3a to Rather, 3d, 4a to 4d and the wall of the housing 2 are located still four control segments 7, which in the circumferential direction With the help of gears 8 can be moved. against this Control segments 7 are the ends of the impellers 3, 4 sealing on.
  • the control segments 7 are shifted Expediently synchronous, for which not only a synchronous one Can drive the gears 8, but also protrusions, with which the individual tax segments touch. This Control segments can partially those not shown in Fig.
  • Fig. 4 shows in section the drive of the impeller 4, in one fragmentary view.
  • the impeller 3 is on the in Fig. 4 right side driven by analog drive elements.
  • a drive shaft 10 is mounted, with the a first cam ring 11 is firmly connected.
  • the impeller 4 is on the other hand connected to a shaft sleeve 12 which the Surrounds shaft 10 and firmly connected to a second cam ring 12 is.
  • a third cam ring 13 is by means of a bearing 14 freely rotatably mounted on the shaft sleeve 18.
  • Above the cam rings 11, 12 and 13 are two rolling elements 15 and 16 freely rotatable on an axis 17.
  • the rolling elements 15 and 16 have teeth that are curved Toothings in the cam rings 11, 12, 13 in engagement are.
  • the torque is transmitted from the shaft 10 via the first cam ring 11 onto the first rolling element 15, from there to the freely rotating cam ring 13, from there on the second rolling element 16 and from there on the cam ring 12, the shaft sleeve 18 to the impeller 4.
  • the rolling elements 15, 16 of this embodiment have opposite the prior art much smaller cone angles.
  • the Rolling elements 15 and 16 have symmetrical teeth, while the cam rings 11, 12 and 13 have asymmetrical teeth.
  • the suitable bearings for storing are rotating Parts provided, in particular with a bearing flange 19 a radial bearing 20 and a thrust bearing 21 around the shaft sleeve with the attached impeller 4 even with large ones Keep stress safely.
  • 4 is also one of the adjustable control segments 7 shown, though an embodiment falls within the scope of the invention, the 4 with two rolling elements 15, 16, but not the control segments 7.

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Abstract

The machine has a housing (2) with two rotation body (3, 4) in a ring chamber. Control segments (7) are positioned between the outer edge of the rotation bodies and the housing wall, which engage sealing on the bodies, and are adjustable in circumferential direction. The segments cover the intakes and outlets in the ring chamber walls to varying degrees. The machine has cam control devices, each with two independent roller bodies. The devices are freely turnable on a sleeve around the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit einem Gehäuse, mit einer im Gehäuse drehbar gelagerten Welle mit einem Ringraum, in dem zwei Rotationskörper angeordnet sind und an dessen Wänden Ein- und Auslaßöffnungen für das Arbeitsmedium vorgesehen sind, wobei jeder Rotationskörper radial sich nach außen erstreckende sektorförmige Flügel aufweist, die beiden Rotationskörpern koaxial angeordnet sind und ihre Flügel so ineinandergreifen, daß jeweils ein Flügel des einen Rotationskörpers zwischen zwei Flügeln des anderen Rotationskörpers angeordnet ist, wobei zwei Kurvenbahnsteuerungen vorgesehen sind, durch die bei Rotation der Welle beide Rotationskörper Drehungen mit zyklischen Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit und der Abstände zwischen den Flügeln der beiden Rotationskörper ausführen und die Kurvenbahnsteuerung jedes Rotationskörpers erste Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von ersten Kurvenringen, zweite Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von zweiten Kurvenringen und dritte Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von sich zu beiden Stirnflächen hin kegelförmig verjüngenden Wälzkörpern aufweisen, die auf den ersten und zweiten Kurvenringen abrollen, wobei eines der ersten und zweiten Kurvenbahnsteuerungsmittel mit der Welle und das andere dieser Kurvenbahnsteuerungsmittel mit einem der Rotationskörper drehfest und das dritte Kurvenbahnsteuerungsmittel drehbar mit dem Gehäuse verbunden ist.The invention relates to a rotary piston machine with a housing, with a shaft rotatably mounted in the housing with a Annulus in which two rotating bodies are arranged and inlet and outlet openings for the working medium on its walls are provided, each rotational body radially has outwardly extending sector-shaped wings that two rotating bodies are arranged coaxially and their wings interlock so that one wing of the one Rotation body between two wings of the other rotation body is arranged, two cam track controls being provided through which both bodies of rotation rotate when the shaft rotates Rotations with cyclical changes in the speed of rotation and the distances between the wings of the Execute both rotating bodies and the cam track control each rotational body first cam track control means in Form of first cam rings, second cam track control means in the form of second cam rings and third cam track control means in the form of itself towards both end faces have conically tapered rolling elements that on the roll the first and second cam rings, one of the first and second cam track control means with the shaft and the other of these cam control means with one of the Rotational body non-rotatably and the third cam control means is rotatably connected to the housing.

Mit einer solchen Drehkolbenmaschine (EP-B-0 561 855) kann ein sehr großer Wirkungsgrad erreicht werden. Durch die Kurvenbahnsteuerung werden die Drehkolben, das heißt die Rotationskörper mit gewünschten Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit bewirkt, die den Vorgängen entsprechen, mit denen die Drehkolbenmaschine verwendet wird, zum Beispiel als Verdichter. Die Änderungen der Drehgeschwindigkeiten werden dabei dadurch bewegt, daß die Kraftübertragung zwischen kegelförmigen Wälzkörpern und der Kurvenbahn während eines Zyklus an verschiedenen Stellen der Kegeloberfläche, d. h. bei unterschiedlichen effektiven Durchmessern und damit Übersetzungen stattfindet. Dies wird durch eine erhabene Kurvenbahn bewirkt.With such a rotary piston machine (EP-B-0 561 855) can a very high degree of efficiency can be achieved. Through the cam track control become the rotary lobes, i.e. the rotating bodies with desired changes in the speed of rotation effects that correspond to the processes with which the Rotary piston machine is used, for example as a compressor. The changes in rotational speeds will be there characterized in that the power transmission between conical Rolling elements and the cam track during a cycle different places on the cone surface, d. H. at different effective diameters and thus translations takes place. This is caused by a raised cam track.

In Hinblick auf die wünschenswerte Energieeinsparung ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehkolbenmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen noch höheren Wirkungsgrad hat.In terms of the desirable energy saving it is the object of the present invention, a rotary piston machine of the type mentioned at the outset to create one has higher efficiency.

Eine erfindungsgemäße Lösung besteht darin, das zwischen dem Außenrand der Rotationskörper und der Gehäusewand gegen die Rotationskörper dichtend anliegende, in Umfangsrichtung verstellbare Steuersegmente vorgesehen sind, mit denen die Ein- und Auslaßöffnungen in unterschiedlichem Ausmaß abdeckbar sind.An inventive solution is that between the Outer edge of the rotating body and the housing wall against the Rotating body sealingly seated, adjustable in the circumferential direction Control segments are provided with which the inputs and Exhaust openings can be covered to different degrees are.

Durch diese Maßnahme kann zum Beispiel bei einem Kompressor der Auslaßdruck geregelt werden. Der Zeitpunkt, bei dem nach dem Komprimieren das komprimierte Gas auszuströmen beginnt, kann durch Verstellen des Steuersegments geändert werden. Dadurch ändert sich dann natürlich auch der Druck, mit dem das Gas ausströmt. Dasselbe gilt für das Einströmen. Wird die Drehkolbenmaschine zum Beispiel als Wärmepumpe verwendet, so wird einerseits Gas komprimiert, das dann andererseits nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher wieder in die Drehkolbenmaschine eintritt und dabei mit seinen Restdruck zum Antrieb der Drehkolbenmaschine beiträgt. Wird der Druck auf der Kompressionsseite nun höhergetrieben als der Druck, der in der Auslaßleitung herrscht, so bedeutet dies ganz offensichtlich einen Energieverlust. Entsprechendes gilt auf der Einlaßseite, wenn sich der Restdruck dort nicht richtig entspannen und seine Energie wieder an die Drehkolbenmaschine abgeben kann. This measure can be used, for example, for a compressor the outlet pressure can be regulated. The time at which after the compressed gas begins to flow out during compression, can be changed by adjusting the control segment. Thereby then of course the pressure with which that changes Gas escapes. The same applies to the inflow. Will the Rotary lobe machine used as a heat pump, for example gas is compressed on the one hand, and then on the other the passage through the heat exchanger back into the rotary lobe machine occurs and with its residual pressure to the drive contributes to the rotary lobe machine. Will the pressure on the Compression side now driven higher than the pressure in of the outlet pipe, this means quite obviously an energy loss. The same applies on the inlet side, if the residual pressure is not correct there relax and his energy back to the rotary lobe machine can give up.

Eine andere Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß vierte, frei drehbare Kurvenbahnsteuerungsmittel vorgesehen sind, daß die dritten Kurvenbahnsteuerungsmittel je zwei unabhängig voneinander drehbare Wälzkörper aufweisen, wobei der eine dieser Wälzkörper mit den ersten und vierten und der andere dieser Wälzkörper mit den vierten und zweiten Kurvenbahnsteuerungsmitteln in Eingriff ist.Another solution is characterized by the fourth, freely rotatable cam control means are provided that the third cam control means two each independently have mutually rotatable rolling elements, the one this rolling element with the first and fourth and the other this rolling element with the fourth and second cam track control means is engaged.

Bei der eingangs genannten Drehkolbenmaschine ist jeweils ein Wälzkörper vorhanden, der einen verhältnismäßig großen Kegelwinkel von zum Beispiel ungefähr 16 Grad haben mußte, damit die gewünschten Geschwindigkeitsänderungen erzielt werden können. Bei einem so großen Kegelwinkel tritt beträchtliche Reibung und Abnutzung auf. Dadurch, daß nun für die Drehmomentübertragung jeweils zwei Wälzkörper vorgesehen sind, die zwischen sich ein viertes Kurvenbahnsteuerungsmittel, können die Kegelwinkel kleiner gemacht werden und typischerweise nur noch 4,5 Grad betragen. Hierdurch erhält man schon fast Verhältnisse wie bei einem Stirnrad mit wesentlich kleinerer Reibung und Abnutzung. Bei so kleinen Kegelwinkeln ist es auch möglich, die Verzahnung besser an die an sich ideale Evolventenverzahnung anzupassen.In the rotary lobe machine mentioned at the beginning there is one Rolling element present, which has a relatively large cone angle of about 16 degrees, for example the desired speed changes can be achieved can. With such a large cone angle there occurs considerable Friction and wear on. Because now for torque transmission two rolling elements are provided, the a fourth cam control means between them the cone angles are made smaller and typically only still be 4.5 degrees. This gives you almost conditions like a spur gear with a much smaller one Friction and wear. With such small cone angles, it is also possible, the gearing better to the ideal in itself Adapt involute teeth.

Einen besonders großen Wirkungsgrad und besonders geringe Verluste erhält man, wenn die beiden vorgenannten Ausführungsformen kombiniert werden.A particularly high efficiency and particularly low Losses are obtained when the two aforementioned embodiments be combined.

Bei einer besonders günstigen konstruktiven Ausbildung sind die vierten Kurvenbahnsteuerungsmittel frei drehbar auf einer Wellenhülse gelagert, die die Welle umgibt.With a particularly favorable constructive training the fourth cam control means freely rotatable on one Mounted shaft sleeve that surrounds the shaft.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß die Vorrichtung so ausgebildet werden kann, daß alle Wälzkörper gleiche Durchmesser haben.It has proven to be particularly useful that the device can be designed so that all rolling elements have the same diameter.

Die Herstellung wird weiter dadurch erleichtert, daß die Konstruktion so ausgewählt werden kann, daß lediglich die ersten, zweiten und vierten Kurvenbahnsteuerungen asymmetrische Verzahnungen aufweisen, während dies bei den Wälzkörpern nicht der Fall ist.The manufacture is further facilitated in that the construction can be selected so that only the first, second and fourth cam controls asymmetrical Have toothing, while this with the rolling elements is not the case.

Zweckmäßigerweise sind die Wälzkörper aus zwei gleichen Teilen zusammengesetzt.The rolling elements are expediently made of two identical parts composed.

Die Drehkolbenmaschine ist zweckmäßigerweise mit einem Lagerflansch mit Axial- und Radiallagern versehen, so daß alle Kräfte und Belastungen gut aufgenommen werden können.The rotary lobe machine is expediently with a bearing flange provided with thrust and radial bearings so that all Forces and loads can be absorbed well.

In Umfangsrichtung können je vier Wälzkörper hintereinander, das heißt um den Umfang herum angeordnet sein. Dadurch können große Kräfte bzw. Drehmomente übertragen werden. Wenn keine großen Kräfte oder Drehmomente übertragen werden sollen, wird zweckmäßigerweise vorgesehen, daß in Umfangsrichtung je zwei Wälzkörper hintereinander angeordnet sind. Wegen der geringeren Anzahl von aufeinander abrollenden Flächen entsteht dadurch eine geringere Reibung.In the circumferential direction, four rolling elements in a row, that is, be arranged around the circumference. This allows large forces or torques are transmitted. If no large forces or torques are to be transmitted Expediently provided that two in the circumferential direction Rolling elements are arranged one behind the other. Because of the lesser This creates the number of surfaces rolling on each other less friction.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1
einen Schnitt durch eine Radialebene des Ringraums einer Drehkolbenmaschine der Erfindung mit den beiden Rotationskörpern;
Figur 2
die beiden Rotationskörper in verschiedenen Stellungen;
Figur 3
in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform mit verstellbaren Steuersegmenten; und
Figur 4
einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 3 durch eine andere Ausführungsform.
The invention is described below with reference to advantageous embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figure 1
a section through a radial plane of the annular space of a rotary piston machine of the invention with the two rotating bodies;
Figure 2
the two rotating bodies in different positions;
Figure 3
in a similar representation as in Figures 1 and 2, an embodiment with adjustable control segments. and
Figure 4
a section along the line AA of Fig. 3 by another embodiment.

In Fig. 1 ist der Ringraum 1 einer Drehkolbenmaschine der Erfindung gezeigt, der von Teilen des Gehäuses 2 umschlossen wird. Im Ringraum 1 befinden sich die beiden ineinandergreifenden Rotationskörper, die als Flügelräder 3 und 4 ausgebildet sind. Das Flügelrad 3 weist dabei die Flügel 3a, 3b, 3c und 3d auf, während das Flügelrad 4 die Flügel 4a, 4b, 4c und 4d aufweist. Beide Flügelräder werden durch eine mittig angeordnete Welle 5 auf noch zu beschreibende Weise angetrieben. Mit 6a-h sind verschiedene Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen in der Stirnwand des Ringraumes 1 bezeichnet.In Fig. 1 the annular space 1 is a rotary piston machine of the invention shown, which is enclosed by parts of the housing 2 becomes. In the annular space 1 are the two interlocking Rotary body, which is designed as impellers 3 and 4 are. The impeller 3 has the vanes 3a, 3b, 3c and 3d on, while the impeller 4, the vanes 4a, 4b, 4c and 4d. Both impellers are arranged in the middle Shaft 5 driven in a manner to be described. With 6a-h there are different inlet openings and outlet openings designated in the end wall of the annular space 1.

Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist die folgende. Bewegt sich die Welle 5 im Gegenuhrzeigersinn, so werden die Flügelräder 3 und 4 auf noch zu beschreibende Weise mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Uhrzeigersinn gedreht. Bei der gezeigten Stellung würde sich zum Beispiel das Flügelrad 4 im Uhrzeigersinn schneller drehen als das Flügelrad 3. In diesem Fall würde sich der Arbeitsraum zwischen den Flügeln 3d und 4a vergrößern, so daß Gas durch den Einlaßkanal 6a eingesaugt wird. Zu einem späteren Zeitpunkt wird dann dieser Einlaßkanal 6a durch den langsam nachfolgenden Flügel 3d verschlossen. Etwa von diesem Moment an beginnt sich der Flügel 3d schneller zu bewegen als der Flügel 4a, so daß der Arbeitsraum zwischen beiden Flügeln verkleinert wird und das Gas komprimiert wird, bis sich beide Flügel soweit bewegt haben, daß der Arbeitsraum über der Auslaßöffnung 6b angelangt ist, so daß hier das Gas entweichen kann. Zu diesem Zeitpunkt kann dann der Flügel 3d bis an den Flügel 4a herangeführt werden, so daß das Gas hier völlig herausgedrückt wird.The operation of this arrangement is as follows. Emotional the shaft 5 counterclockwise, so the impellers 3 and 4 in a manner yet to be described with different Speeds rotated clockwise. At the position shown would be, for example, the impeller 4 turn clockwise faster than the impeller 3. In In this case, the working space would be between the wings 3d and 4a enlarge, so that gas through the inlet channel 6a is sucked in. At a later time this will be Inlet channel 6a closed by the slowly following wing 3d. From this moment on the wing begins 3d move faster than the wing 4a, so that the work space between the two wings and that Gas is compressed until both wings have moved so far that the working space arrives above the outlet opening 6b is so that the gas can escape here. At this time wing 3d can then be brought up to wing 4a so that the gas is pushed out completely.

Diese Wirkungsweise kann sowohl für einen Kompressor als auch für eine Verbrennungskraftmaschine verwendet werden. Es müßten lediglich Verbrennungsräume, Brennstoffleitungen usw. vorgesehen werden.This mode of action can be used for both a compressor and can be used for an internal combustion engine. It should only combustion rooms, fuel lines, etc. be provided.

Auch ist der Betrieb eines Kompressors für eine Wärmepumpe möglich, bei der das Gas nach der Expansion unter einem Restdruck wieder an anderer Stelle in die Drehkolbenmaschine eintritt und dadurch einen Beitrag zum Antrieb der Maschine leistet.Also is the operation of a compressor for a heat pump possible in which the gas after expansion under a residual pressure again enters the rotary lobe machine at another point and thereby contributes to driving the machine.

In Fig. 2 sind vier Phasen des eben beschriebenen Arbeitszyklus dargestellt. Nach einer 90 Grad Drehung der beiden Rotationskörper beginnt ein neuer Arbeitszyklus.In Fig. 2 are four phases of the work cycle just described shown. After a 90 degree rotation of the two rotating bodies a new work cycle begins.

In der Fig. 3 ist in ähnlicher Darstellung wie in den Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform gezeigt. Die Flügel der Rotationskörper 3, 4 liegen nicht mehr dichtend an der Wand des Gehäuses 2 an. Zwischen den äußeren Enden der Flügel 3a bis 3d, 4a bis 4d und der Wand des Gehäuses 2 befinden sich vielmehr noch vier Steuersegmente 7, die in Umfangsrichtung mit Hilfe von Zahnrädern 8 verschoben werden können. Gegen diese Steuersegmente 7 liegen die Enden der Flügelräder 3, 4 dichtend an. Die Verschiebung der Steuersegmente 7 erfolgt dabei zweckmäßigerweise synchron, wofür nicht nur ein synchroner Antrieb der Zahnräder 8 sorgen kann, sondern auch Vorsprünge, mit denen sich die einzelnen Steuersegmente berühren. Diese Steuersegmente können teilweise die in Fig. 3 nicht gezeigten Ein- und Auslaßöffnungen abdecken, wobei sich zwischen zwei benachbarten Ein- und Auslaßöffnungen jeweils noch ein Dichtsteg 9 befindet, an dem die Enden der Flügel 3, 4 ebenfalls dichtend anliegen, wenn sie sich dort befinden. Durch Verschiebung der Steuersegmente 7 wird nun der Zeitpunkt bestimmt, bei dem die Verbindung des zwischen zwei benachbarten Flügeln befindlichen Raums mit dem Einlaß oder Auslaß beginnt und endet. Durch Verstellen der Steuersegmente 7 kann daher der Einlaß- und Auslaßdruck geändert werden. Der Antrieb der Flügelräder 3 und 4 kann dabei so erfolgen, wie dies im Stand der Technik der EP-B-0 561 855 ausführlich beschrieben ist, die hier ausdrücklich zum Inhalt der Offenbarung gemacht wird. Dieser Antrieb des Standes der Technik wird weiter unten auch noch unter Bezugnahme auf Fig. 4 kurz erläutert werden.3 is in a similar representation as in FIG. 1st and Figure 2 shows a first embodiment. The wings of the rotating body 3, 4 are no longer sealed on the wall of the Housing 2. Between the outer ends of the wings 3a to Rather, 3d, 4a to 4d and the wall of the housing 2 are located still four control segments 7, which in the circumferential direction With the help of gears 8 can be moved. Against this Control segments 7 are the ends of the impellers 3, 4 sealing on. The control segments 7 are shifted Expediently synchronous, for which not only a synchronous one Can drive the gears 8, but also protrusions, with which the individual tax segments touch. This Control segments can partially those not shown in Fig. 3 Cover inlet and outlet openings, with between two adjacent inlet and outlet openings each have a sealing web 9 is located on which the ends of the wings 3, 4 also fit tightly when they are there. By shift the control segments 7 now determine the point in time where the connection between the two neighboring Winged room begins with the inlet or outlet and ends. By adjusting the control segments 7 can therefore the inlet and outlet pressure are changed. The drive of the Impeller 3 and 4 can be done as it is in the state the technique of EP-B-0 561 855 is described in detail, which are expressly made the content of the disclosure here becomes. This prior art drive is shown below also be briefly explained with reference to FIG. 4.

Fig. 4 zeigt im Schnitt den Antrieb des Flügelrades 4, in einer fragmentarischen Ansicht. Das Flügelrad 3 wird auf der in Fig. 4 rechten Seite durch analoge Antriebsglieder angetrieben.Fig. 4 shows in section the drive of the impeller 4, in one fragmentary view. The impeller 3 is on the in Fig. 4 right side driven by analog drive elements.

In dem Gehäuse 2 ist eine Antriebswelle 10 gelagert, mit der fest ein erster Kurvenring 11 verbunden ist. Das Flügelrad 4 ist andererseits mit einer Wellenhülse 12 verbunden, die die Welle 10 umgibt und fest mit einem zweiten Kurvenring 12 verbunden ist. Ein dritter Kurvenring 13 ist mit Hilfe eines Lagers 14 frei drehbar auf der Wellenhülse 18 angebracht. Oberhalb der Kurvenringe 11, 12 und 13 sind zwei Wälzkörper 15 und 16 frei drehbar auf einer Achse 17 angeordnet. Die Wälzkörper 15 und 16 weisen Verzahnungen auf, die mit kurvenbahnförmigen Verzahnungen in den Kurvenringen 11, 12, 13 in Eingriff sind. Die Drehmomentübertragung erfolgt von der Welle 10 über den ersten Kurvenring 11 auf den ersten Wälzkörper 15, von dort auf den sich frei drehenden Kurvenring 13, von dort auf den zweiten Wälzkörper 16 und von dort auf den Kurvenring 12, die Wellenhülse 18 zum Flügelrad 4. Beim Antrieb des Standes der Technik ist nur ein Wälzkörper vorgesehen, der das Drehmoment direkt von dem Kurvenring 11 auf den Kurvenring 12 übertragen würde und daher wesentlich größere Kegelwinkel haben muß, als dies bereits beschrieben worden ist. Die Wälzkörper 15, 16 dieser Ausführungsform haben gegenüber dem Stand der Technik wesentlich kleinere Kegelwinkel. Die Wälzkörper 15 und 16 haben symmetrische Verzahnung, während die Kurvenringe 11, 12 und 13 asymmetrische Verzahnungen aufweisen.In the housing 2, a drive shaft 10 is mounted, with the a first cam ring 11 is firmly connected. The impeller 4 is on the other hand connected to a shaft sleeve 12 which the Surrounds shaft 10 and firmly connected to a second cam ring 12 is. A third cam ring 13 is by means of a bearing 14 freely rotatably mounted on the shaft sleeve 18. Above the cam rings 11, 12 and 13 are two rolling elements 15 and 16 freely rotatable on an axis 17. The rolling elements 15 and 16 have teeth that are curved Toothings in the cam rings 11, 12, 13 in engagement are. The torque is transmitted from the shaft 10 via the first cam ring 11 onto the first rolling element 15, from there to the freely rotating cam ring 13, from there on the second rolling element 16 and from there on the cam ring 12, the shaft sleeve 18 to the impeller 4. When driving of the prior art, only one rolling element is provided, the torque directly from the cam ring 11 to the cam ring 12 would be transmitted and therefore much larger cone angles must have, as has already been described. The rolling elements 15, 16 of this embodiment have opposite the prior art much smaller cone angles. The Rolling elements 15 and 16 have symmetrical teeth, while the cam rings 11, 12 and 13 have asymmetrical teeth.

Es sind jeweils die geeigneten Lager zum Lagern sich drehender Teile vorgesehen, insbesondere ein Lagerflansch 19 mit einem Radiallager 20 und einem Axiallager 21, um die Wellenhülse mit dem daran befestigten Flügelrad 4 auch bei großer Kräftebeanspruchung sicher zu halten. In Fig. 4 ist auch eines der verstellbaren Steuersegmente 7 gezeigt, obwohl auch eine Ausführungsform in den Rahmen der Erfindung fällt, die zwar den in Fig. 4 gezeigten Antrieb mit zwei Wälzkörpern 15, 16 aufweist, nicht aber die Steuersegmente 7.The suitable bearings for storing are rotating Parts provided, in particular with a bearing flange 19 a radial bearing 20 and a thrust bearing 21 around the shaft sleeve with the attached impeller 4 even with large ones Keep stress safely. 4 is also one of the adjustable control segments 7 shown, though an embodiment falls within the scope of the invention, the 4 with two rolling elements 15, 16, but not the control segments 7.

Claims (10)

Drehkolbenmaschine mit einem Gehäuse (2), mit einer im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Welle (10) mit einem Ringraum (1), in dem zwei Rotationskörper (3,4) angeordnet sind und an dessen Wänden Ein- und Auslaßöffnungen (6a-6h) für das Arbeitsmedium vorgesehen sind, wobei jeder Rotationskörper (3,4)radial sich nach außen erstreckende sektorförmige Flügel (3a-3d, 4a-4d) aufweist, die beiden Rotationskörper (3, 4) koaxial angeordnet sind und ihre Flügel so ineinandergreifen, daß jeweils ein Flügel des einen Rotationskörpers zwischen zwei Flügeln des anderen Rotationskörpers angeordnet ist, wobei zwei Kurvenbahnsteuerungen vorgesehen sind, durch die bei Rotation der Welle (10) beide Rotationskörper (3,4) Drehungen mit zyklischen Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit und der Abstände zwischen den Flügeln der beiden Rotationskörper ausführen und die Kurvenbahnsteuerung jedes Rotationskörpers (3,4) erste Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von ersten Kurvenringen (11), zweite Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von zweiten Kurvenringen (12) und dritte Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von sich zu beiden Stirnflächen hin kegelförmig verjüngenden Wälzkörpern (15, 16) aufweisen, die auf den ersten (11) und zweiten (12) Kurvenringen abrollen, wobei eines (11) der ersten und zweiten Kurvenbahnsteuerungsmittel mit der Welle (10) und das andere (12) dieser Kurvenbahnsteuerungsmittel mit einem der Rotationskörper (3,4) drehfest und das dritte Kurvenbahnsteuerungsmittel drehbar mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrand der Rotationskörper (3,4) und der Gehäusewand gegen die Rotationskörper dichtend anliegende, in Umfangsrichtung verstellbare Steuersegmente (7) vorgesehen sind, mit denen die Ein- und Auslaßöffnungen (6a-6h) in unterschiedlichem Ausmaß abdeckbar sind.Rotary piston machine with a housing (2), with a Housing (2) rotatably mounted shaft (10) with an annular space (1), in which two rotating bodies (3, 4) are arranged and on the walls there are inlet and outlet openings (6a-6h) are provided for the working medium, each Rotating body (3, 4) extending radially outwards has sector-shaped wings (3a-3d, 4a-4d), the two Rotational body (3, 4) are arranged coaxially and their Interlock wings so that one wing of the a rotating body between two wings of the other Rotational body is arranged, two cam track controls are provided by the rotation of the Shaft (10) both rotating body (3,4) rotations with cyclical Changes in rotation speed and Distances between the wings of the two rotating bodies execute and the cam track control of each rotating body (3,4) first cam control means in the form of first cam rings (11), second cam track control means in the form of second cam rings (12) and third cam track control means in the form of both end faces tapered rolling bodies (15, 16) have, which on the first (11) and second (12) cam rings unroll, one (11) of the first and second Cam track control means with the shaft (10) and that other (12) of these cam track control means with one the rotating body (3, 4) is rotationally fixed and the third cam track control means rotatably connected to the housing (2) is characterized in that between the outer edge the rotating body (3, 4) and the housing wall against the rotating body sealingly in contact in the circumferential direction adjustable control segments (7) are provided with which the inlet and outlet openings (6a-6h) in different Extent can be covered. Drehkolbenmaschine mit einem Gehäuse (2), mit einer im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Welle (10) mit einem Ringraum (1), in dem zwei Rotationskörper (3,4) angeordnet sind und an dessen Wänden Ein- und Auslaßöffnungen (6a-6h) für das Arbeitsmedium vorgesehen sind, wobei jeder Rotationskörper (3,4)radial sich nach außen erstreckende sektorförmige Flügel (3a-3d, 4a-4d) aufweist, die beiden Rotationskörper (3, 4) koaxial angeordnet sind und ihre Flügel so ineinandergreifen, daß jeweils ein Flügel des einen Rotationskörpers zwischen zwei Flügeln des anderen Rotationskörpers angeordnet ist, wobei zwei Kurvenbahnsteuerungen vorgesehen sind, durch die bei Rotation der Welle (10) beide Rotationskörper (3,4) Drehungen mit zyklischen Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit und der Abstände zwischen den Flügeln der beiden Rotationskörper ausführen und die Kurvenbahnsteuerung jedes Rotationskörpers (3,4) erste Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von ersten Kurvenringen (11), zweite Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von zweiten Kurvenringen (12) und dritte Kurvenbahnsteuerungsmittel in Form von sich zu beiden Stirnflächen hin kegelförmig verjüngenden Wälzkörpern (15, 16) aufweisen, die auf den ersten (11) und zweiten (12) Kurvenringen abrollen, wobei eines (11) der ersten und zweiten Kurvenbahnsteuerungsmittel mit der Welle (10) und das andere (12) dieser Kurvenbahnsteuerungsmittel mit einem der Rotationskörper (3,4) drehfest und das dritte Kurvenbahnsteuerungsmittel drehbar mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß vierte, frei drehbare Kurvenbahnsteuerungsmittel vorgesehen sind, daß die dritten Kurvenbahnsteuerungsmittel je zwei unabhängig voneinander drehbare Wälzkörper (15,16) aufweisen, wobei der eine dieser Wälzkörper (15) mit den ersten (11) und vierten (13) und der andere dieser Wälzkörper (16) mit den vierten (13) und zweiten (12) Kurvenbahnsteuerungsmitteln in Eingriff ist.Rotary piston machine with a housing (2), with a Housing (2) rotatably mounted shaft (10) with an annular space (1), in which two rotating bodies (3, 4) are arranged and on the walls there are inlet and outlet openings (6a-6h) are provided for the working medium, each Rotating body (3, 4) extending radially outwards has sector-shaped wings (3a-3d, 4a-4d), the two Rotational body (3, 4) are arranged coaxially and their Interlock wings so that one wing of the a rotating body between two wings of the other Rotational body is arranged, two cam track controls are provided by the rotation of the Shaft (10) both rotating body (3,4) rotations with cyclical Changes in rotation speed and Distances between the wings of the two rotating bodies execute and the cam track control of each rotating body (3,4) first cam control means in the form of first cam rings (11), second cam track control means in the form of second cam rings (12) and third cam track control means in the form of both end faces tapered rolling bodies (15, 16) have, which on the first (11) and second (12) cam rings unroll, one (11) of the first and second Cam track control means with the shaft (10) and that other (12) of these cam track control means with one the rotating body (3, 4) is rotationally fixed and the third cam track control means rotatably connected to the housing (2) is characterized in that fourth, freely rotatable Curve control means are provided that the third cam control means two each independently have mutually rotatable rolling elements (15, 16), wherein one of these rolling elements (15) with the first (11) and fourth (13) and the other of these rolling elements (16) with the fourth (13) and second (12) cam control means is engaged. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrand der Rotationskörper (3,4) und der Gehäusewand gegen die Rotationskörper dichtend anliegende, in Umfangsrichtung verstellbare Steuersegmente (7) vorgesehen sind, mit denen die Ein- und Auslaßöffnungen (6a-6h) in unterschiedlichem Ausmaß abdeckbar sind.Rotary piston machine according to claim 2, characterized in that between the outer edge of the rotating body (3, 4) and the housing wall sealing against the rotating body adjacent, circumferentially adjustable control segments (7) are provided with which the inlet and outlet openings (6a-6h) can be covered to different degrees are. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Kurvenbahnsteuerungsmittel (13) frei drehbar auf einer Wellenhülse (18) gelagert sind, die die Welle (10) umgibt.Rotary piston machine according to claim 2 or 3, characterized in that the fourth cam control means (13) freely rotatable on a shaft sleeve (18) are that surrounds the shaft (10). Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wälzkörper (15,16) gleiche Durchmesser haben.Rotary piston machine according to one of claims 2 to 4, characterized characterized in that all rolling elements (15, 16) are the same Diameter. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die ersten, zweiten und vierten Kurvenbahnsteuerungen asymmetrische (11,12,13) Verzahnungen aufweisen.Rotary piston machine according to one of claims 2 to 5, characterized characterized in that only the first, second and fourth cam controls asymmetrical (11,12,13) have gears. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (15,16) an zwei gleichen Teilen zusammengesetzt sind.Rotary piston machine according to one of claims 2 to 6, characterized characterized in that the rolling elements (15, 16) on two the same parts are assembled. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Lagerflansch (19) mit Axial- und Radiallagern (20,21) aufweist.Rotary piston machine according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that it has a bearing flange (19) Axial and radial bearings (20,21). Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung je vier Wälzkörper (15,16) hintereinander angeordnet sind.Rotary piston machine according to one of claims 2 to 8, characterized characterized that four in the circumferential direction Rolling elements (15, 16) are arranged one behind the other. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung je zwei Wälzkörper (15,16) hintereinander angeordnet sind.Rotary piston machine according to one of claims 2 to 8, characterized characterized in that two in the circumferential direction Rolling elements (15, 16) are arranged one behind the other.
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