DE29804607U1

DE29804607U1 - Rotary piston machine

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Publication number: DE29804607U1
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Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2008-03-17
Also published as: DE19711084A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine, bei der sich mindestens ein Flügel-Rotor an mindestens einem Kammer-Rotor abwälzt, und dabei über ein Medium Arbeit oder/und Wärme abgibt oder/und aufnimmt, wobei ein solcher Arbeitsstoff über mindestens einen Rotor mit der Umgebung oder auch anderen Aggregaten der Maschine ausgetauscht wird.The invention relates to a rotary piston machine in which at least one vane rotor rolls on at least one chamber rotor and thereby releases and/or absorbs work and/or heat via a medium, whereby such a working medium is exchanged with the environment or other units of the machine via at least one rotor.

Mit der erfindungsmäßigen Maschine läßt sich Arbeit erzeugen bzw. es läßt sich an ihr Arbeit verrichten. Je nach Ausführungsform kann sie als Kraftstoffverbrennungsmotor, mit Dampf oder anderen Medien als Druck-betriebene Maschine verwendet werden oder aber als Pumpe, als Verdränger oder Verdichter; die Maschine läßt sich auch durch Kombination geeigneter Maschinenteile derart ausführen, daß sie gleichzeitig mehrere dieser Anwendungen ausführen kann. Analog einem Abgasturbolader kann so z.B. mit Hilfe eines unter Druck stehenden Arbeitsstoffes ein anderes Medium angesaugt und verdichtet werden. Auch kann ein Medium zwischen Maschineneinheiten zirkuliert werden, sodaß es den theromdynamischen Kreisprozess eines Heißgasmotors durchläuft.The machine according to the invention can be used to generate work or to perform work. Depending on the design, it can be used as a fuel combustion engine, as a pressure-operated machine with steam or other media, or as a pump, as a displacer or compressor; the machine can also be designed by combining suitable machine parts in such a way that it can carry out several of these applications at the same time. Analogous to an exhaust gas turbocharger, for example, another medium can be sucked in and compressed with the help of a pressurized working medium. A medium can also be circulated between machine units so that it goes through the thermodynamic cycle of a hot gas engine.

/. Die erfindungsmäßige Maschine als Wärmekraftmaschine Wärmekraftmschinen werden in Strömungsmaschinen und Kolbenmaschinen unterschieden. Die erfindungsmäßige Maschine läßt sich den Kolbenmaschinen zuordnen, wenn über eine innere oder äußere Verbrennung eines Mediums Arbeit erzeugt werden soll. Bei den in der Praxis verwendetet Hubkolbenmaschinen wird mittels eines erwärmten, meist gasförmigen Mediums nacheinander positiven und negativen Druck auf einen Kolben ausgeübt, der dem Druck ausweichend sich abwechselnd in die eine und dann in die entgegengesetzte Richtung bewegt und über einen Kurbeltrieb eine Kraft auf ein Schwungrad ausübt, welches sich durch periodische Wiederholung dieses Vorgangs rund dreht. Es müssen also lineare in runde Bewegungen umgesetzt werden und es muß ein solcher Kolben ständig periodisch beschleunigen und abbremsen. Um dies zu erreichen, bedarf es Steuerungsinstrumente, die mit Zunahme der Anforderungen an die Maschine sehr schnell aufwendig werden und negative Auswirkungen auf den Wirkungsgrad, die Verschleißbeständigkeit, die Laufruhe und letztlich die Kosten einer solchen Hubkolbenmaschine haben. Aufgrund lokal auftretender sehr starker Kräfte z.B. an den Umkehrpunkten der Kolben muß die Maschine zudem entsprechend massiv und kann auch nur in einer beschränkten Auswahl an Materialien ausgeführt sein./. The inventive machine as a heat engine Heat engines are divided into fluid flow machines and piston machines. The inventive machine can be classified as a piston machine if work is to be generated by internal or external combustion of a medium. In the reciprocating piston machines used in practice, positive and negative pressure is exerted on a piston one after the other by means of a heated, usually gaseous medium. The piston moves alternately in one direction and then in the opposite direction to avoid the pressure and exerts a force on a flywheel via a crank drive, which rotates in a circular manner by periodically repeating this process. Linear movements must therefore be converted into circular movements and such a piston must constantly accelerate and decelerate periodically. To achieve this, control instruments are required which, as the demands on the machine increase, become very complex very quickly and have a negative impact on the efficiency, wear resistance, smooth running and ultimately the cost of such a reciprocating piston machine. Due to very strong forces that occur locally, e.g. at the reversal points of the pistons, the machine must also be correspondingly solid and can only be made from a limited selection of materials.

Dies alles hat bei den Wärmekraftmaschinen mit innerer Verbrennung, wie den Motoren nach Otto und Diesel immer wieder zu Versuchen geführt, die Hubkolbenanordnung mit seinen Nebenaggregaten durch Rotationskolben zu ersetzen, die ohne Steuerungseinheiten wie dem Ventiltrieb auskommen.All of this has led to repeated attempts in heat engines with internal combustion, such as Otto and Diesel engines, to replace the reciprocating piston arrangement with its auxiliary units with rotary pistons that do not require control units such as the valve train.

Bislang konnte allerdings lediglich der Kreiskolbenmotor nach Wankel mit dem auf einer Trochoidenbahn über einen Extendertrieb geführten rotierenden Kreiskolben eine gewisse praktische Bedeutung erlangen.However, so far only the rotary piston engine according to Wankel with the rotating rotary piston guided on a trochoidal track via an extender drive has been able to achieve a certain practical significance.

Zwar wurden hierbei weitgehend die negativen Begleiterscheinungen des Hubkolbenmotors vermieden, jedoch haben den durch den ungünstige Brennraum bedingten hohen Verbrauch mit hohen Emissionswerten und eine erforderliche neue Dichttechnik dazu geführt, daß nach anfänglichem Engagement von Motoren- und Automobilherstellern die Entwikklungen weitgehend eingestellt wurden.Although the negative side effects of the reciprocating piston engine were largely avoided, the high consumption caused by the unfavorable combustion chamber, high emissions and the need for new sealing technology meant that, after initial commitment from engine and automobile manufacturers, developments were largely discontinued.

Es sind auch eine Reihe von Erfindungen zu Rotationskolbenmaschinen gemacht worden, bei denen zylindische Drehkörper mit Nocken und Nuten sich dichtend aneinander abwälzen sollen. Jedoch erforderte die Umsetzung in die Praxis offensichtlich erheblichen mechanischen Aufwand meist verbunden mit zusätzlich neuer Technik, so daß bis heute keine Maschinen dieser Art gebaut und verbreitet wurden.A number of inventions have also been made for rotary piston machines, in which cylindrical rotating bodies with cams and grooves are supposed to roll against each other in a sealing manner. However, the practical implementation obviously required considerable mechanical effort, usually combined with additional new technology, so that to date no machines of this type have been built and distributed.

Die Aufgabe dieser Erfindung bestand somit darin, wenn sie als Verbrennungsmotor ausgeführt sein soll, die Vorteile des Hubkolbenmotors und des Wankelmotors zu vereinen und dabei deren Nachteile weitestgehend zu vermeiden:The aim of this invention was therefore to combine the advantages of the reciprocating piston engine and the Wankel engine, if it was to be designed as an internal combustion engine, and to avoid their disadvantages as far as possible:

- sie muß aus wenigen Bauteilen bestehen und auf Steuerungsinstrumente wie Ventile etc. verzichten können, wodurch zudem eine geringe Reibung der Mechanik bewirkt wird,- it must consist of few components and be able to dispense with control instruments such as valves etc., which also results in low friction in the mechanics,

- alle Drehteile sollen nur echte Rotationen aufweisen, sodaß kein Kurbeltrieb nötig ist und ein vibrationsarmer Lauf bei völliger Auswuchtung der Massen möglich ist und ein totpunkt- und schwingungsfreier und somit geräusch- und verschleißarmer Motorlauf gewährleistet wird,- all rotating parts should only have real rotations, so that no crank drive is necessary and low-vibration operation is possible with complete balancing of the masses and a dead-center and vibration-free and thus noise- and wear-free engine operation is guaranteed,

- mit Hilfe mehrer Arbeitsvorgänge pro Umdrehung der Antriebswelle soll eine hohe Leistungsdichte erzielt werden,- a high power density is to be achieved by means of several work processes per rotation of the drive shaft,

- über den Einsatz von konventioneller und damit weitentwickelter Technik in so vielen Bereichen wie möglich, also z. B. bei der Abdichtung, der Kühlung und Schmierung, der Lagerung der Maschinenteile, der Versorgung mit Arbeitsstoff und deren Ausstoß sowie der Zündung, läßt sich der Entwicklungsaufwand bei der Umsetzung der neue Konzeption reduzieren, - by using conventional and therefore highly developed technology in as many areas as possible, e.g. sealing, cooling and lubrication, storage of machine parts, supply of working materials and their discharge as well as ignition, the development effort required to implement the new concept can be reduced,

- es muß ein für die Verbrennung optimaler Raum vorgesehen werden können, um Emissionswerte und Verbrauch an Arbeitsstoff zu minimieren,- it must be possible to provide an optimal space for combustion in order to minimise emissions and consumption of working materials,

- es sollten die unterschiedlichsten auf dem Markt befindlichen Kraftstoffe wie Benzin, Diesel und Gas verwendet werden können- it should be possible to use a wide variety of fuels available on the market, such as petrol, diesel and gas

- es sollen prinzipiell auch für diese Anwendung kaum gebräuchliche sowie neue Werkstoffe zum Einsatz kommen können- in principle, rarely used and new materials should also be able to be used for this application

Alle Aspekte dieser Aufgabe lassen sich grundsätzlich mit der erfindungsmäßigen Maschine lösen; wobei je nach Ausführungsform den Aspekten in unterschiedlichem Maße Rechnung getragen werden kann.All aspects of this task can in principle be solved with the machine according to the invention; depending on the embodiment, the aspects can be taken into account to varying degrees.

Das PrinzipThe principle

Die erfindungsmäßige Maschine ist einfach im Aufbau, da sie nur aus drei unterschiedlichen Grundelementen besteht, nämlich mindestens einem Flügel-Rotor (30), mindestens einem Kammer-Rotor (31) und dem Gehäuse (32).The machine according to the invention is simple in construction since it consists of only three different basic elements, namely at least one vane rotor (30), at least one chamber rotor (31) and the housing (32).

* Flügel- und Kammer-Rotoren rollen gegenläufig in einem von der Anzahl der Flügel und der Kammern abhängigem Verhältnis aneinander ab.* Vane and chamber rotors roll against each other in a ratio that depends on the number of vanes and chambers.

* Ein Flügelrotor (30) besteht aus einer geraden Anzahl von Flügeln (34,36), die durch jeweils gleichgroße Segmente eines Flügel-Rotors voneinander getrennt sind.* A vane rotor (30) consists of an even number of vanes (34,36) which are separated from each other by equally sized segments of a vane rotor.

* Ein Kammer-Rotor (31) weist so viele Kammern (52) auf, daß während des aneinander Abwälzens nach einer vollen Umdrehung eines Kammer-Rotors alle Kammern mindestens einmal von einem Flügel durchlaufen wurden.* A chamber rotor (31) has so many chambers (52) that during the rolling against each other after a full revolution of a chamber rotor, all chambers have been passed through at least once by a blade.

* Das Profil eines Kammer-Rotors ist dabei so ausgebildet, daß die Kammern durch gleichgroße Segmente voneinander getrennt sind, welche sich während der Umdrehung in bestimmten Phasen dichtend an den Segmenten mindestens eines Flügel-Rotors abwälzen.* The profile of a chamber rotor is designed in such a way that the chambers are separated from each other by equal-sized segments, which roll sealingly against the segments of at least one vane rotor in certain phases during rotation.

* Während der Umdrehung tauchen die Flügel in bestimmten Phasen in die Kammern ein, wodurch Räume entstehen, welche entweder durch die Kammer- und Flügel-Rotor dichtend begrenzt werden (71,72) oder durch Flügel-Rotor und Gehäuse (73) oder durch Kammer-, Flügel-Rotor und Gehäuse [74), und die beim Weiterdrehen in ihrem Volumen und ihrerer Position varieren.* During rotation, the vanes dip into the chambers at certain phases, creating spaces which are either sealed by the chamber and vane rotor (71,72) or by the vane rotor and housing (73) or by the chamber, vane rotor and housing [74], and which vary in their volume and position as they continue to rotate.

* In den unterschiedlichen Räumen finden entweder Ansaugung, Verdichtung, Expansion oder Ausstoß des flüssigen oder/und gasförmigem Mediums statt, wobei das Medium in bestimmten zeitlichen Abständen und an definierten Positionen von Kammer- und Flügel-Rotor zueinander eine physikalisch chemische Veränderung erfährt (also gezündet wird und verbrennt).* In the different chambers, either suction, compression, expansion or expulsion of the liquid and/or gaseous medium takes place, whereby the medium undergoes a physical-chemical change (i.e. is ignited and burns) at certain time intervals and at defined positions of the chamber and vane rotor relative to each other.

* Sowohl Ansaugung des Frisch-Mediums wie Ausstoß des Abgases erfolgt über die Flügel-Rotoren. * Both the intake of the fresh medium and the exhaust gas are expelled via the vane rotors.

* Ein Flügel-Rotor (30) weist mindestens eine Ansaug-(76), mindestens eine Ausstoß-(77), mindestens eine Kompressions- (78) und mindestens eine Expansionsseite (79) jeweils auf den Flügeln auf.* A vane rotor (30) has at least one intake (76), at least one exhaust (77), at least one compression (78) and at least one expansion side (79) each on the vanes.

Seschr-1 2Seschr-1 2

Hierbei befinden sich eine Ausstoß- auf der Vorder- und eine Ansaugseite auf der Rückseite von einem Flügel (36) sowie eine Kompressions- auf der Vorder- und eine Expansionsseite auf der Rückseite von mindestens einem der anderen Flügel (34).Here, there is an exhaust side on the front and an intake side on the back of one vane (36) as well as a compression side on the front and an expansion side on the back of at least one of the other vanes (34).

* Jeweils eine Expansions- und eine Ausstoßseite sowie eine Kompressions- und eine Ansaugseite sind einander korrespondierend zugewandt, schließen also einen Raum ein, wenn sich nicht einer von beiden Flügeln hinreichend weit in einer Kammer befindet, wobei die Kompressions- und die Ausstoßseiten der Drehrichtung (80) eines Flügel-Rotors zugewandt und die Ansaug- und Expansionssseiten der Drehrichtung eines Flügel-Rotors abgewandt sind.* An expansion and an exhaust side as well as a compression and an intake side face each other in a corresponding manner, thus enclosing a space unless one of the two vanes is located sufficiently far into a chamber, with the compression and the exhaust sides facing the direction of rotation (80) of a vane rotor and the intake and expansion sides facing away from the direction of rotation of a vane rotor.

* Hierbei sind sowohl die Ansaug- wie auch die Ausstoßseite durch jeweils voneinander getrennte Kanäle (38,44) in einem Flügel-Rotor mit den entsprechenden Außenagregaten (Auspuff auf der Ausstoßseite, Vergaser, Luftfilter auf der Ansaugseite) (35) verbunden.* Both the intake and exhaust sides are connected to the corresponding external units (exhaust on the exhaust side, carburettor, air filter on the intake side) (35) by separate channels (38,44) in a vane rotor.

* Die Kanäle können dabei in ihrer Gestalt und Dimensionierung derart ausgeführt sein, daß die Ansaugung des Frischmediums und der Ausstoß des Abgases optimal an die Erfordernisse des Motors angepaßt sind. -* The channels can be designed in their shape and dimensions in such a way that the intake of the fresh medium and the discharge of the exhaust gas are optimally adapted to the requirements of the engine. -

* Die Kammern (52) eines Kammer-Rotors können jeweils als Brennraum eine Auswölbung (82)auf der der Drehrichtung (81) eines Kammer-Rotors zugewandten Seite der Kammerwandung aufweisen.* The chambers (52) of a chamber rotor can each have a bulge (82) as a combustion chamber on the side of the chamber wall facing the direction of rotation (81) of a chamber rotor.

* Die Gestalt und Dimensionierung einer solchen Auswöibung kann so ausgeführt sein, daß der Zündungs- und Verbrennungsvorgang des Mediums optimal verlaufen kann* The shape and dimensions of such a bulge can be designed so that the ignition and combustion process of the medium can proceed optimally

* Ebenso kann eine Auswölbung (89) auch in der Kompressionsseite des Flügels eingearbeitet sein kann, wenn dies der Optimierung der Brennkammergestaltung dient. Wie die ein Brennraumes optimal gestaltet werden muß, weiß der Fachmann.* A bulge (89) can also be incorporated into the compression side of the wing if this serves to optimize the combustion chamber design. The expert knows how a combustion chamber must be optimally designed.

* Jede Auswölbung (82) einer Kammer (52) wird mindestens einmal pro Vollumdrehungen eines Kammer-Rotors durch die Kompressionsseite eines Flügels zur übrigen Kammer hin abgedichtet. Sollte zur Zündung des Mediums eine Zündvorrichtung (84) nötig sein, ist diese so angebracht und wird so gesteuert, daß das Medium je nach Optimierung des Verbennungsverlaufes in dem zeitlichen Band unmmittelbar vor bis unmittelbar nach der vollständigen Abdichtung der Auswölbung gezündet wird. Die Steuerung der Zündvorrichtung kann dabei über einen Schleifring (88) ähnlich dem eines konventionellen Verteilers erfolgen.* Each bulge (82) of a chamber (52) is sealed at least once per full revolution of a chamber rotor by the compression side of a vane from the rest of the chamber. If an ignition device (84) is required to ignite the medium, this is mounted and controlled in such a way that the medium is ignited depending on the optimization of the combustion process in the time band immediately before to immediately after the bulge is completely sealed. The ignition device can be controlled via a slip ring (88) similar to that of a conventional distributor.

* Die Expansionsseite kann so gestaltet sein, daß das verbrennende Arbeitsmedium einen optimalen Arbeitsdruck bei minimalem Temperaturverlust zur Verfügung stellt. Dadurch, daß sich das Arbeitsmedium zunächst nur in den durch Expansionssseite und Kammerwand begrenzten Raum (71) ausbreitet, erfolgt in der ersten Phase der Verbrennung pro Zeiteinheit nur ein geringer Temperaturverlust; dies begünstigt die gewünschte weitgehend vollständige Verbrennung, was zur Erhöhung des Wirkungsgrades und zur Verminderung der Schadstoff-Emission beiträgt.* The expansion side can be designed so that the burning working medium provides an optimal working pressure with minimal temperature loss. Because the working medium initially only spreads into the space (71) delimited by the expansion side and the chamber wall, only a small temperature loss occurs per unit of time in the first phase of combustion; this promotes the desired largely complete combustion, which contributes to increasing the efficiency and reducing pollutant emissions.

* Die Expansionssseite kann dabei so ausgebildet sein (83), daß zur Vermeidung eines Unterdrucks während des Durchlaufens des Flügels durch die Kammer in diesen durch Expansionsseite und Kammerwand gebildeten Raum (71)ein Eindringen des Mediums (das Abgas) erfolgen kann, welches sich in dem Raum (74) befindet, der durch Flügel-Rotor mit korrespondierender Ausstoßseite, Kammer-Rotor und Gehäuse (32) gebildet wird.* The expansion side can be designed (83) in such a way that, in order to avoid a negative pressure during the passage of the vane through the chamber, the medium (the exhaust gas) can penetrate into this space (71) formed by the expansion side and the chamber wall, which is located in the space (74) formed by the vane rotor with corresponding discharge side, chamber rotor and housing (32).

Eine solche Aussparung auch in Form eines Verbindungskanals kann sich auch im Kammer Rotor befinden. ■ ■Such a recess, also in the form of a connecting channel, can also be located in the chamber rotor. ■ ■

Die Funktionsweise
Diese Anordnung bewirkt:How it works
This arrangement results in:

* (14) : Durch die Drehung des Flügel-Rotors (30) wird ein durch Ansaugseite (76)des Flügel-Rotors sowie durch Kammer-Rotor (31) und Gehäuse (32) begrenzter Raum (74)vergrößert, wodurch ein zündfähiges Gemisch, zündfähiges Gas oder aber Luft über den Ansaugkanal (38) in diesen Raum hineingesaugt wird.* (14) : The rotation of the vane rotor (30) enlarges a space (74) delimited by the intake side (76) of the vane rotor as well as by the chamber rotor (31) and housing (32), as a result of which an ignitable mixture, ignitable gas or air is sucked into this space via the intake channel (38).

* (15): Dieser Arbeitsstoff wird weitertransportiert, bis er nur noch durch Ansaug- und Kompressionsseite (78) des Flügel-Rotors und durch das Gehäuse begrenzt wird (73).* (15): This working medium is transported further until it is only limited by the intake and compression side (78) of the vane rotor and by the housing (73).

* (16) : Der so entstandene Raum (73) wird nach Eintauchen der Ansaugseife in die Kammer (52) gegen die Umgebung abgedichtet; bei Weiterdrehung verkleinert ersieh und* (16) : The resulting space (73) is sealed against the environment after the suction soap is immersed in the chamber (52); as the rotation continues, it becomes smaller and

komprimiert auf diese Weise den Arbeitsstoff, wobei, wenn eine Einspritzung
vorgesehenwerden soll, diese über eine konventionelle Einspritzvorrichtung (85) direkt in
die Kammer erfolgen kann.compresses the working material in this way, whereby, if an injection
be provided, this via a conventional injection device (85) directly into
the chamber can take place.

* (17): Das Arbeitsmedium wird bei fortschreitender Drehung durch das Eintauchen der
Kompressionsseite (78) in diese Kammer weiterverdichtet (72), bis er vollständig in der
Auswölbung (82) der Kammer durch die Kmpressionsseite eingeschlossen wird und* (17): The working medium is immersed in the rotating shaft as the rotation progresses.
Compression side (78) into this chamber (72) until it is completely in the
Bulge (82) of the chamber is enclosed by the compression side and

* der Zündzeitpunkt im Winkel kurz vor bis kurz nach dem Erreichen dieses Zustandes erfolgen
kann. Die Zünvorrichtung (84) kann dabei näher zu der Öffnung zur Kammer hin vorgesehen
werden, um möglichst das zuerst entweichende Medium zur Verbrennung zu bringen,
wobei der Fachmann die optimale Positionierung der Zündvorrichtung und den idealen
Zündzeitpunkt ermitteln kann.* the ignition timing should be adjusted shortly before or shortly after this state is reached
The ignition device (84) can be provided closer to the opening to the chamber
in order to ensure that the medium that escapes first is burned,
The expert determines the optimal positioning of the ignition device and the ideal
can determine ignition timing.

* (18): Die durch die Zündung eingeleitete chemisch-physikalische Veränderung des
Arbeitsstoffes führt zur Erhöhung des Drucks, welcher an die Kammerwände und an die Expansionsseite
(79) weitergegeben wird. Die damit geleistete Arbeit bewirkt ein Weiterdrehen
sowohl des Kammer- (31) wie auch des Flügel-Rotors (30); auf diese Weise wird
zunächst der Raum (71), der durch die Expansionsseite (79) und die Kammer begrenzt
wird, vergrößert. Hierdurch wird zunächst pro Zeiteinheit nur eine geringe Vergrößerung
des Raumes bewirkt, sodaß sich das Medium nur wenig abkühlt, was für einen guten
Verbrennungsverlauf gewünscht wird.* (18): The chemical-physical change of the fuel induced by the ignition
working fluid leads to an increase in the pressure acting on the chamber walls and the expansion side
(79). The work done thereby causes further rotation
both the chamber rotor (31) and the vane rotor (30); in this way
first the space (71) which is limited by the expansion side (79) and the chamber
This initially results in only a small magnification per unit of time.
of the room, so that the medium cools down only slightly, which makes for a good
combustion process is desired.

* Durch Weiterdrehung tritt der Fügel aus der Kammer heraus und der dem sich unter Druckabgabe
weiter ausdehnenden Abgas zur Verfügung stehende Raum (74) vegrößert sich
weiter, bis der Raum durch Ausstoß- und Expansionsseite sowie dem Gehäuse begrenzt
wird (73) und keine weitere Expansion erfolgt.* By further turning the wing comes out of the chamber and the pressure-released
The space available for the further expanding exhaust gas (74) increases
until the space is limited by the discharge and expansion sides and the housing
(73) and no further expansion occurs.

* (19): Bei fortschreitender Drehung taucht der Flügel mit Expansions-(79) und Ausstoßseite
(77)in eine Kammer (52) ein, sodaß sich der Raum {74), der nun durch die Ausstoßseite, das
Gehäuse und den Kammer-Rotor begrenzt wird, zu verkleinern beginnt, wodurch der
Ausstoß des Arbeitsstoffes über den Ausstoßkanal (44) eingeleitet wird.* (19): As the rotation progresses, the wing with expansion (79) and exhaust side
(77)into a chamber (52), so that the space {74), which is now filled by the discharge side, the
housing and the chamber rotor begins to shrink, causing the
The working medium is discharged via the discharge channel (44).

* (20) : Sobald die Ausstoßseite die Kammer durchlaufen hat, ist alles Abgas bisauf den in
der Auswölbung (82) verbleibende Rest verdrängt und die Ansaugung von frischem
Arbeitsstoff durch die Expansionsseite hat schon begonnen, der Zyklus begint also wieder
von vorn.* (20) : As soon as the exhaust side has passed through the chamber, all exhaust gas except the
the bulge (82) remaining residue is displaced and the suction of fresh
Work material through the expansion side has already begun, so the cycle begins again
from the beginning.

Die AusführungExecution

Grundsätzlich sind sehr verschiedene Ausführungsformen denkbar, mit denen sich das oben beschriebene Prinzip realisieren läßt. Die einfachste Anordnung mit einem Flügel- und einem Kammer-Rotor gewährleistet keinen vollständigen Austausch des Arbeitsstoffes. Andererseits sind Hintereinanderschaltungen von mehr als zwei Kammer-Rotoren mit entsprechend vielen Flügel-Rotoren meist sowohl aus raumergonomischer Sicht aber auch aufgrund des mechanischen Aufwandes nur in Einzelfällen sinnvoll. Das gleiche gilt für die Brennkraftmaschine auch bezüglich der Flügel-Rotoren mit mehr als zwei Flügeln, also vier oder sechs, die dann mit Kammer-Rotoren mit entsprechend vielen Kamern korrespondieren.In principle, very different designs are conceivable with which the principle described above can be implemented. The simplest arrangement with one vane and one chamber rotor does not guarantee complete exchange of the working medium. On the other hand, series connections of more than two chamber rotors with a corresponding number of vane rotors usually only make sense in individual cases, both from a spatial ergonomics perspective and due to the mechanical effort involved. The same applies to the internal combustion engine, also with regard to vane rotors with more than two vanes, i.e. four or six, which then correspond to chamber rotors with a corresponding number of chambers.

Als vorteilhafte einfache Ausführung der erfindungsmäßigen Rotationskolbenmaschine bietet sich eine Anordnung aus einem Kammer-Rotor (31) mit vier Kammern (52) und zwei Flügel-Rotoren (30) mit jeweils zwei Flügeln (34,36) an, bei der Kammer-Rotor mittig zwischen den beiden Flügel-Rotoren liegt.An advantageous simple embodiment of the rotary piston machine according to the invention is an arrangement of a chamber rotor (31) with four chambers (52) and two vane rotors (30) each with two vanes (34, 36), in which the chamber rotor is located centrally between the two vane rotors.

Zur Leistungssteigerung lassen sich solche Einheiten ohne allzu großen mechanischen Aufwand derart hintereinanderschalten, daß die Kammer-Rotoren und je zwei Flügel-Rotoren jeweils gemeinsame Achsen haben.To increase performance, such units can be connected in series without too much mechanical effort so that the chamber rotors and two vane rotors each have common axes.

Die Drehachsen von Flügel- und Kammer-Rotoren können parallel verlaufen, sie können aber auch einen Winkel (75) einschließen, wenn sich eine solche Anordnung aus z.B. Gründen der Platzersparnis als vorteilhafter erweist.The axes of rotation of vane and chamber rotors can run parallel, but they can also enclose an angle (75) if such an arrangement proves to be more advantageous, e.g. for reasons of saving space.

In dieser Ausführung beträgt das Umdrehungsverhältnis von Kammer- zu Flügel-Rotor 1:2. Nach jeder Viertelumdrehung des Kammer-Rotors, dessen Drehachse als Antriebswelle (86) ausgebildet sein kann, wird abwechselnd von beiden Flügel-Rotoren der Arbeitszyklus initiert, sodaß auf eine solche Antriebswelle vier mal pro Vollumdrehung eine Kraft wirkt.In this design, the rotation ratio of the chamber rotor to the vane rotor is 1:2. After every quarter revolution of the chamber rotor, whose axis of rotation can be designed as a drive shaft (86), the working cycle is initiated alternately by both vane rotors, so that a force acts on such a drive shaft four times per full revolution.

Die Gestaltung der Flügel- und Kammer-Rotoren kann sehr unterschiedlich vorgenommen werden, wobei sich die Gestalt der Umfangsflächen von Kammer- und Flügel-Rotoren, teilweise auch des Gehäuses weitgehend einander bedingen, da sich jeweils bestimmte Segmente einander abdichten müssen, wenn sich die Rotoren aneinander abwälzen.
In der einfachsten und damit sicher auch kostengünstigsten Ausführung sind die Grundkörper der Rotoren zylindrisch (105, 106); ähnlich den Kreiskolben nach Wankel sind Kanten und Ecken abzudichten, sodaß hier entsprechend modifiziert auf die weiterentwickelten Dichteisten zurückgegriffen werden kann, wie sie in aktuell produzierten Wankel-Motoren einesetzt werden.The design of the vane and chamber rotors can be very different, whereby the shape of the peripheral surfaces of the chamber and vane rotors, and partly also of the housing, are largely dependent on each other, since certain segments have to seal each other when the rotors roll against each other.
In the simplest and therefore also most cost-effective design, the base bodies of the rotors are cylindrical (105, 106); similar to the rotary pistons according to Wankel, edges and corners must be sealed, so that the further developed sealing strips can be used here, modified accordingly, as they are used in currently produced Wankel engines.

Vorzugsweise werden die erfindungsmäßigen Dichtelemenfe (60] verwendet, die ein besonders gutes Abdichtungsverhalten erwarten lassen, da diese Dichtelemente elastisch gelagert sind und somit Temperaturschwankungen und unterschiedliche Bewegungen der abzudichtenden Flächen sehr wirkungsvoll ausgleichen können.Preferably, the sealing elements (60) according to the invention are used, which are expected to have particularly good sealing properties, since these sealing elements are elastically mounted and can therefore compensate very effectively for temperature fluctuations and different movements of the surfaces to be sealed.

Unter Nutzung der heutigen weitentwickelten Fertigungstechnik mit CAD/CAM-Unterstützung sind weitere, zunächst kompliziert erscheinende Ausführungsformen der Rotoren denkbar.
So können die Umfangsflächen der Flügel/Kammern auch ohne Ecken ovale, eliptische, runde oder andere Formen (70) haben. In diesen Fällen läßt sich die Abdichtung auf konventionelle Weise analog den Hubkolben mit modifizierten Kolbenringen vornehmen.
Dementsprechend können sich nicht nur die Flügel (34, 36) sondern auch die Kammern (52) mit einem oder mehreren Dichtringen versehen werden, wobei die Dichtwirkung an den Flügeln durch Zusammendrücken und die in den Kammern durch Auseinanderziehen der Kolbenringe erzielt werden kann.Using today's highly developed manufacturing technology with CAD/CAM support, other, initially seemingly complicated designs of the rotors are conceivable.
The peripheral surfaces of the vanes/chambers can have oval, elliptical, round or other shapes (70) even without corners. In these cases, sealing can be carried out in a conventional manner analogous to the reciprocating pistons with modified piston rings.
Accordingly, not only the vanes (34, 36) but also the chambers (52) can be provided with one or more sealing rings, whereby the sealing effect on the vanes can be achieved by pressing the piston rings together and that in the chambers by pulling them apart.

Der Kammer-Rotor ist drehbar und abdichtend zu den mit ihm in Kontakt stehenden Gehäuseteilen (32) gelagert. Auch wenn die wirklich hohen Drucke erst in den Kammern entstehen, kann auch hier die Abdichtung entsprechend über die oben beschriebenen Dichtelemente erfolgen; möglicherweise ist auch eine abdichtende Gleitbewegung des Rotors mit minimalem Abstand zu den Gehäuseteilen realisierbar.The chamber rotor is rotatable and mounted in a sealing manner to the housing parts in contact with it (32). Even if the really high pressures only arise in the chambers, sealing can also be achieved here using the sealing elements described above; it may also be possible to achieve a sealing sliding movement of the rotor with a minimal distance to the housing parts.

Ein jedes Segment eines Kammer-Rotors ist je nach Phase mal im freien Raum einem Flügel-Rotor zugewendet und mal dem Gehäuseteil; das heißt, daß eine Dichtvorrichtung nicht permanent wirkt. Dem muß dahingehend Rechnung getragen werden, daß das Dichtelement, wenn es beispielsweise am Kammerende (57) vorgesehen wird, während des Eintauchens in den Gehäuseabschnitt (58) nicht die freie Drehung blockiert. Dies läßt sich durch eine entsprechende z.B.' keilformartige Ausführung des Dichtelementes (61) erreichen, die mit der verjüngten Seite der Drehrichtung (81) des Kammer-Rotors zugewendet ist, sei es daß diese Dichtung im Rotor oder im entsprechenden Gehäu-seteil vorgesehen sein soll.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Kammer-Rotor derart in dem Gehäuseabschnitt gelagert, daß sein Abstand zu zu dem Gehäuseabschnitt (58), in den das Kammerende (57) als erstes eintaucht, nachdem sich der Flügel aus der zugehörigen Kammer (52) herausgewälzt hat, am größten ist, wobei sich der Abstand zwischen diesem Kammerende [57) und dem Gehäuse beim Weiterdrehen vermindert, sodaß die Dichtwirkung zunächst kontinuierlich zunehmen kann. Auf diese Weise können bei entsprechender Ausführung der Umfangsflächen wieder modifizierte konventionelle Kolbenringe vorgesehen werden.
Um eine wirkungsvolle Abdichtung der Kammern zu erreichen, ist es sinvoll, daß sie nach allen Seiten von dem Rotor-Gehäuse umschlossen werden. Dies hat zur Folge, daß die maximale Höhe der Kammer (52) und damit auch der Flügel (34, 36) geringer ist als die des Kammer-Rotors, sodaß ein Flügel-Rotor (31) ober- und unterhalb des Flügels kreisförmige Segmente aufweisen kann, die sich an ebenfalls zylindrische Segmenten des Kammer-Rotors abdichtend abwälzen.Depending on the phase, each segment of a chamber rotor is sometimes in free space facing a vane rotor and sometimes facing the housing part; this means that a sealing device does not work permanently. This must be taken into account in such a way that the sealing element, if it is provided at the chamber end (57) , for example, does not block free rotation when it is immersed in the housing section (58). This can be achieved by a corresponding, for example, wedge-shaped design of the sealing element (61), which faces the direction of rotation (81) of the chamber rotor with the tapered side, whether this seal is to be provided in the rotor or in the corresponding housing part.
In a further embodiment, the chamber rotor is mounted in the housing section in such a way that its distance from the housing section (58) into which the chamber end (57) first dips after the vane has rolled out of the associated chamber (52) is greatest, with the distance between this chamber end [57] and the housing decreasing as it continues to rotate, so that the sealing effect can initially increase continuously. In this way, modified conventional piston rings can again be provided with an appropriate design of the peripheral surfaces.
In order to achieve effective sealing of the chambers, it is advisable for them to be enclosed on all sides by the rotor housing. This means that the maximum height of the chamber (52) and thus also of the vanes (34, 36) is less than that of the chamber rotor, so that a vane rotor (31) can have circular segments above and below the vane, which roll against the likewise cylindrical segments of the chamber rotor to form a seal.

Auch wenn die Abdichtung zweier zylindrischer Körper in der Regel keiner zusätzlichen Dichtungen bedarf, läßt sich ein Kammer-Rotor gegen Gehäuseteile mit Mitteln des Standes der Technik abdichten.Even if the sealing of two cylindrical bodies does not usually require additional seals, a chamber rotor can be sealed against housing parts using state-of-the-art means.

Auf einer Seite der Rotoren kann die Antriebsübertragung (33) in einer einfachen Ausführung als ineinandergreifende Zahnräder vorgesehen sein, während auf der gegenüberliegenden Seite die Zündvorrichtung (84) vorgesehen ist.On one side of the rotors, the drive transmission (33) can be provided in a simple design as intermeshing gears, while on the opposite side the ignition device (84) is provided.

Vo dort ragen Zündelemente (87) in die Kammer, die an ihrem Zündende konventionellen Zündkerzen vergleichbar sind und auch über Gewinde in dem Rotor befestigt sein können und aus der Oberfläche des Rotors mit einem Kontakt herausragen. Auf der zu dieser Rotorseife korrespondierenden Gehäusseite kann z.B. ein Strom leitender Schleifring (88) vorgesehen sein, der zu bestimmten Zeitpunkten über die Kontakte (87) der Zündelemente Strom führt und so die Zündung einleitet.From there, ignition elements (87) protrude into the chamber, which are comparable to conventional spark plugs at their ignition end and can also be attached to the rotor via threads and protrude from the surface of the rotor with a contact. On the housing side corresponding to this rotor side, for example, a current-conducting slip ring (88) can be provided, which conducts current at certain times via the contacts (87) of the ignition elements and thus initiates the ignition.

Der einfache Wechsel dieser Zündelemente kann durch hierfür vorgesehene und mit dem Deckel verschraubte Bohrungen im Gehäuse vorgenommen werden.These ignition elements can be easily replaced using holes in the housing that are provided for this purpose and screwed to the cover.

Ist vorgesehen, daß der Arbeitsstoff lediglich aus Luft bestehen und somit der Kraftstoff eingespritzt werden soll, ist im Gehäuse in Abhängigkeit von der Art der gewünschten Verbrennung an geeigneter Stelle eine Einspritzvorrichtung (85) auszuführen. Eine der Direkteinspritzung vergleichbare Variante wird erzielt, wenn die Einspritzung in die Kammer unmittelbar, bevor der Flügel hierin eintaucht, erfolgt.If the working medium is intended to consist solely of air and the fuel is to be injected, an injection device (85) must be installed in the housing at a suitable location depending on the type of combustion required. A variant comparable to direct injection is achieved if the injection into the chamber takes place immediately before the wing enters it.

Es ist bekannt, daß möglichst kugelförmige Kammern (82) ideale Brennräume darstellen; jedoch kann die anschließende Druckausbreitgung bei fortschreitender Verbrennung zeigen, daß Abweichungen hievon insgesamt zu einer günstigeren Ausführungsform führen. Grundsätzlich lassen sich beliebig viele mögliche Varianten in der Ausführungsform mit einem großen Bereich an Modifikationen im gewählten Volumen vornehmen, sodaß in bei gleichen sonstigen Abmessungen der Maschine auch unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse realisiert werden können.It is known that chambers (82) that are as spherical as possible represent ideal combustion chambers; however, the subsequent pressure spread as combustion progresses can show that deviations from this lead overall to a more favorable design. In principle, any number of possible variants in the design can be made with a large range of modifications in the selected volume, so that different compression ratios can also be realized with the same other dimensions of the machine.

Es ist auch möglich, daß die Kompressionsseite (78) des Flügel-Rotors, also die der Drehrichtung (80) des Flügels (34), der keine Kanäle aufweist, zugewandten Seite an der Gestalt des Brennraumes beteiligt wird (83). Auf der Rückseite dieses Flügels (34) befindet sich die Expansionsseite (79). Auf sie wirkt der Druck des verbrannten Gemisches nach der Zündung und durch ihre Ausführungsform .und mit Einbeziehung einer entsprechend gestalteten Kammerwandung wird sichergestellt, daß bei Eintauchen der Expansionsseite in eine Kammer Abgas nachströmen kann, in diesem Kammerabschnitt (71) also kein Unterdruck entsteht.
Zu diesem Flügel (34) korrespondiert der Flügel (36) mit der Ansaug- {76} und der Ausstoßseite [77). It is also possible for the compression side (78) of the vane rotor, i.e. the side facing the direction of rotation (80) of the vane (34), which has no channels, to be involved in the shape of the combustion chamber (83). The expansion side (79) is located on the back of this vane (34). The pressure of the burned mixture acts on it after ignition and its design and the inclusion of a suitably designed chamber wall ensure that exhaust gas can flow in when the expansion side is immersed in a chamber, so that no negative pressure is created in this chamber section (71).
To this vane (34) corresponds the vane (36) with the intake side {76} and the exhaust side [77].

Die Ansaugseite (76) liegt auf der der Drehrichtung (80) des Flügel-Rotors abgewandten Seite. Auf dieser Seite mündet ein Kanal (38), der durch den Rotor zur Mitte führt und auf einer von beiden Seiten (42) seine zweite Öffnung (39), über die der Kanal mit dem Luftfilter oder dem Vergaser (35) verbunden ist.The intake side (76) is on the side facing away from the direction of rotation (80) of the vane rotor. On this side, a channel (38) opens, which leads through the rotor to the center and on one of the two sides (42) its second opening (39), via which the channel is connected to the air filter or the carburettor (35).

Auf der der Drehrichtung (80) zugewandten Seite liegt die Ausstoßseite [77). Genau entsprechend der Ansaugseite mündet dort ebenfalls ein Kanal (44), der zur Mitte des Rotors führt und dort auf der gegenüberliegenden Seite (43) seine zweite Öffnung (39) hat, über die dieser Kanal mit dem Auspuff verbunden istThe exhaust side [77] is located on the side facing the direction of rotation (80). Exactly like the intake side, a channel (44) opens there, which leads to the center of the rotor and has its second opening (39) on the opposite side (43), through which this channel is connected to the exhaust.

Es ist auch möglich , daß beide Kanäle zur gleichen Seite ihre zweite Öffnung haben(107).
Die Flügel-Rotoren sind wie der Kammer-Rotor mittig über konventionelle Lager gelagert und dem Stand der Technik entsprechend gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Die als Antriebswelle (86) ausgebildete Drehachse des Kammer-Rotors ragt dabei auf einer oder auf beiden Seiten aus dem Gehäuse (32) heraus, wogegen die als zweigeteilte Hohlwellen ausgebildeten Flügel-Rotoren mit ihren jeweiligen Öffnungen in Gehäuse-Aussparungen drehbar gelagert. Die Zuleitungen der entsprechenden Aggregate (35) sind dagegen fest abdichtend mit dem Gehäuse verbunden.It is also possible that both channels have their second opening on the same side (107).
Like the chamber rotor, the vane rotors are mounted centrally via conventional bearings and sealed against the housing in accordance with the state of the art. The rotation axis of the chamber rotor, designed as a drive shaft (86), protrudes from the housing (32) on one or both sides, whereas the vane rotors, designed as two-part hollow shafts, are rotatably mounted with their respective openings in housing recesses. The supply lines of the corresponding units (35), on the other hand, are firmly connected to the housing in a sealed manner.

Die Kanäle und ihre Öffnungen können in ihrer Gestalt und ihrer Dimensionierung über einen weiten Bereich varieren und somit ihrer Funktion der Ansaugung oder des Ausstoßens entsprechend optimiert werden.The channels and their openings can vary in their shape and dimensions over a wide range and can thus be optimized according to their function of suction or discharge.

Die Maschine kann über Wasserkühlung temperiert werden. Kritische überhitzungsgefährdete Zonen wie z.B. in Reihenmotoren entfalten hier. Konzeptionsbedingt verbringen die Abgase eine realtiv lange Zeit im Gehäuse und werden nach ihrer anfänglichen Expansion zunächst bei konstantem Volumen im Gehäuse weitertransportiert, bevor sie herausgestoßen werden. Aufgrund der im Verhätnis recht großen Gehäuseoberfläche kann in vielen Fällen die apparatetechnisch einfachere Luftkühlung ausreichend sein.The machine can be tempered using water cooling. Critical zones at risk of overheating, such as in in-line engines, develop here. Due to the design, the exhaust gases spend a relatively long time in the housing and, after their initial expansion, are initially transported further in the housing at a constant volume before being expelled. Due to the relatively large housing surface, air cooling, which is simpler in terms of equipment, can be sufficient in many cases.

Auch die Schmierung ist nach dem Stand der Technik durchführbar, z.B. entweder über Öl-zusatzzum Kraftstoff oder mittels Öldruckschmierung.Lubrication can also be carried out using state-of-the-art technology, e.g. either by adding oil to the fuel or by means of oil pressure lubrication.

2.. Druckbetriebene Maschinen /Pumpen, Verdichter "* 16.03.97 2.. Pressure-operated machines / pumps, compressors "* 16.03.97

Bei einer weiteren Anwendungsform wird eine Rotationskolbenmsaschine über einen Arbeitsstoff angetrieben, der zuvor in einem Reservoir unter Druck gesetzt wurde. Diesen Druck übt das Medium auf einen Kolben aus und während es expandiert wird Arbeit geleistet; anschließend wird der Arbeitsstoff wieder aus der Maschine herausgedrückt und der Zyklus beginnt von vorn. Nach diesem Verfahren arbeitet z.B. eine Dampfmaschine.In another application, a rotary piston machine is driven by a working medium that has previously been pressurized in a reservoir. The medium exerts this pressure on a piston and work is done as it expands; then the working medium is pushed out of the machine again and the cycle begins again. A steam engine, for example, works according to this process.

Mit Hilfe leichter Modifikationen der für eine Brennkraftmaschine beschriebenen Ausführungsform der erfindungsmäßigen Maschine, bei der der Ausfasuch eines Mediums nicht nur über die Flügel- sondern auch über die Kammer-Rotoren erfolgt, läßt sich diese als druckbetriebene Maschine oder auch als Pumpe und Verdichter betreiben, wobei wiederum die Nachteile eines Hubkolbentriebwerkes vermieden werden.With the help of slight modifications of the embodiment of the inventive machine described for an internal combustion engine, in which the discharge of a medium takes place not only via the vane rotors but also via the chamber rotors, this can be operated as a pressure-operated machine or also as a pump and compressor, whereby the disadvantages of a reciprocating piston engine are again avoided.

2..1 Druckbetriebene Maschinen2..1 Pressure-operated machines

Das Prinzip wird zunächst an der druckbetriebenen Rotationskolbenmaschine dargelegt, bei der mindestens ein Medium über die Flügel-Rotoren aus der Maschine geschoben wird.
Eine erste Modifikation betrifft den Flügelkolben. Entsprechend der anderen Wirkungsweise werden die Funktionen des Ansaugens und des Komprimierens nicht benötigt.
Jeder Flügel-Rotor (30) kann nun auch eine ungerade Anzahl an Flügeln (45) aufweisen, wenn in einem Kammer-Rotor (31) entsprechend dem Umdrehungsverhältnis viele Kamern (52) vorgesehen sind. In jedem Fall weist jeder Flügel (45) auf der der Drehrichtung (80) eines Flügel-Rotors (30) zugewandten Seite eine Ausstoßseite (77) auf und auf der der Drehrichtung abgewandten Seite eine Expansionsseite (79). Das bedeutet, daß von jedem Flügel (45) ein Kanal (44) von der jeweiligen Ausstoßseite der Flügel zur Mitte (39) führt und dort entweder auf der gleichen (42) oder auf verschiedenen Gehäuseseiten (42, 43) mit der Umgebung in
Verbindung steht.The principle is first explained using the pressure-operated rotary piston machine, in which at least one medium is pushed out of the machine via the vane rotors.
A first modification concerns the vane piston. Due to the different mode of operation, the suction and compression functions are no longer required.
Each vane rotor (30) can now also have an odd number of vanes (45) if a chamber rotor (31) has many chambers (52) corresponding to the rotation ratio. In any case, each vane (45) has an ejection side (77 ) on the side facing the direction of rotation (80) of a vane rotor (30) and an expansion side (79) on the side facing away from the direction of rotation. This means that a channel (44) from each vane (45) leads from the respective ejection side of the vanes to the center (39) and there either on the same (42) or on different housing sides (42, 43) with the environment in
connection is established.

Im Unterschied zur Ausführung der erfindungsmäßigen Maschine als Verbrennungsmotor ist in diesem Fall nun auch jeder Kammer-Rotor (31) am Austausch des Mediums mit. der Umgebung beteilgt ist. Dies wird dadurch erreicht, indem ein Kammer-Rotor mittig um seine Drehachse über einen bestimmten Anteil seiner Tiefe eine Aussparung (46) aufweist, auf der er drehbar auf einem Maschinenteil (47) gelagert ist. Dieses Maschinenteil ist in der Regel selbst ortsfest, kann also z.B. auch Teil des Gehäuses sein. In diesem Maschineneil (47) sind Kanäle vorgesehen, die zum einen auf mindestens einer Seite des Gehäuses (49) münden und auf diese Weise die Verbindung mit der Außenwelt herstellen. Zum anderen öffnen sie entlang der Wandung der Aussparung (46) des Kammer-Rotors. In einer einfachen Ausführung ist diese Aussparung kreisförmig mittig um die Drehachse des Kammer-Rotors über dessen gesamte Tiefe vorgesehen, und das ortsfeste Gehäuseteil (47) einschließlich seiner Kanäle (48) ist in Form einer zylindrischen Hülse mit Öffnungen (54) in ihren Wandungen ausgeführt, wobei diese auf einer (49) oder auf beiden Seiten (49, 50) aus dem Gehäuse führen und zweigeteilt sein kann, wenn z.B. mehr als ein Arbeiststoff verwendet werden soll.
Die Kammern weisen ebenfalls Kanäle (51) auf, die zum einen auf der der Drehrichtung (81) des Kammer-Rotors zugewandten Seite der Kammerwandung ihre Öffnung (53) haben. Auf der anderen Seite münden sie in den Wandungen der Aussparung (46), sodaß bestimmte Öffnungen (53) in bestimmten Phasen der Drehung für eine bestimmte Zeit mit den Öffnungen (54) der Kanäle (48) des festen Gehäuseteils (47) überlappen, und so eine Verbindung der Umgebung mit den Kammern hergestellen.In contrast to the design of the machine according to the invention as an internal combustion engine, in this case each chamber rotor (31) is also involved in the exchange of the medium with the environment. This is achieved in that a chamber rotor has a recess (46) centrally around its axis of rotation over a certain portion of its depth, on which it is rotatably mounted on a machine part (47). This machine part is usually stationary itself, so it can also be part of the housing, for example. Channels are provided in this machine part (47) , which on the one hand open out on at least one side of the housing (49) and in this way establish the connection with the outside world. On the other hand, they open along the wall of the recess (46) of the chamber rotor. In a simple design, this recess is provided in a circle centrally around the axis of rotation of the chamber rotor over its entire depth, and the stationary housing part (47) including its channels (48) is designed in the form of a cylindrical sleeve with openings (54) in its walls, which can lead out of the housing on one (49) or on both sides (49, 50) and can be divided into two parts, for example if more than one working substance is to be used.
The chambers also have channels (51) which, on the one hand, have their opening (53) on the side of the chamber wall facing the direction of rotation (81) of the chamber rotor. On the other hand, they open into the walls of the recess (46), so that certain openings (53) overlap with the openings (54) of the channels (48) of the fixed housing part (47) for a certain time in certain phases of rotation, thus establishing a connection between the environment and the chambers.

Sollte es sich als nötig erweisen, lassen sich diese Überlappungen mit einfachen Mitteln dem Stand der Technik entsprechend gegeneinander abdichten. Wenn eine durch ein Maschinenteil (47) ermöglichte Steuerung des Arbeitsstofflusses nicht notwendig sein oder auf andere Art bewerkstelligt werden soll, kann ein Kammer-Rotor auch lediglich drehbar analog den Flügel-Rotoren in den Gehäuseöffnungen gelagert sein, wobei die Zuleitungen aus dem Reservoir fest mit dem Gehäuse (32) verbunden sind.Should it prove necessary, these overlaps can be sealed against each other using simple means in accordance with the state of the art. If control of the working material flow enabled by a machine part (47) is not necessary or is to be achieved in another way, a chamber rotor can also simply be mounted in the housing openings in a manner similar to the vane rotors, with the supply lines from the reservoir being firmly connected to the housing (32).

Da sich die Funktion eines Brennraumes in der Kammer erübrigt, kann eine Auswölbung (82) entfalten, wenn sie nicht der Optimierung der Druckübertragung auf die Expansionsseite des Flügels dient.Since the function of a combustion chamber in the chamber is no longer necessary, a bulge (82) can develop if it does not serve to optimize the pressure transfer to the expansion side of the wing.

Bei der Darstellung der Funktionsweise ist die druckbetriebene Rotationskolbenmaschine derart ausgeführt, daß das Medium unter Druck über die Kammer-Rotoren (31) in die Maschine gelangt und diesen Druck an die Flügel-Rotoren weitergibt.When describing the mode of operation, the pressure-operated rotary piston machine is designed in such a way that the medium enters the machine under pressure via the chamber rotors (31) and passes this pressure on to the vane rotors.

Die erfindungsmäßige Maschine kann aber auch über ein oder mehrere unter Druck stehende Arbeitsstoffe derart angetrieben werden, daß das Medium über die Flügel-Rotoren in die Maschiene gelangt und den Druck auf die Kammerwände ausübt und schließlich die Maschine wieder über die Kammer-Rotoren verläßt.However, the machine according to the invention can also be driven by one or more pressurized working media in such a way that the medium enters the machine via the vane rotors and exerts pressure on the chamber walls and finally leaves the machine again via the chamber rotors.

Ein Arbeitsstoff kann in einem Reservoir, welches mit dem Gehäuseteil (47) in Verbindung steht, unter Druck gesetzt werden. Während der Drehung des Kammer-Rotors ist eine Position erreicht, in der dieses Reservoir mit den Kammern (52) in Verbindung zu stehen beginnt. Kammer- und Flügel-Rotoren sind derart aufeinander abgestimmt, daß ein Flügel (45) mit seiner Expansionsseite (79) zum gleichen Zeitpunkt die Öffnung (53) dieser Kammer (52), welche sich auf der der Drehriehtung (81) des Kammer-Rotors abgewandten Seite der Kammerwand befindet, verschließt (21).A working substance can be pressurized in a reservoir that is connected to the housing part (47). During the rotation of the chamber rotor, a position is reached in which this reservoir begins to be connected to the chambers (52). Chamber and vane rotors are coordinated with one another in such a way that a vane (45) with its expansion side (79) at the same time closes the opening (53) of this chamber (52), which is located on the side of the chamber wall facing away from the direction of rotation (81) of the chamber rotor (21).

Prinzipiell ist es möglich, daß sich die Rotoren in der gleichen Richtung drehen, wie bei der Ausführung als Brennkraftmaschine beschrieben, es ist aber auch die entgegengesetzte Richtung möglich. Welche letztlich zu der größten Arbeitsausbeute führt, hängt auch von der Ausführung der Kanäle mit ihren Öffnung und der Gestalt der Kammern (91,92,93,94) und der Flügelab.In principle, it is possible for the rotors to rotate in the same direction as described in the internal combustion engine design, but the opposite direction is also possible. Which ultimately leads to the greatest work output also depends on the design of the channels with their openings and the shape of the chambers (91,92,93,94) and the blades.

Sobald der Druck des Mediums auf einen Flüge! und die entsprechende Kammerwand wirkt, expandiert es in einen Raum (22), der zunächst durch Kammer und Flügel gebildet wird (71) und später auch durch Gehäuseteile {74} mitbegrenzt wird. Abhängig von der Größe der Überlappungsmöglichkeit der Öffnungen (53) und (54) dringt noch weiter Arbeitsstoff in die Kammer ein und trägt zur Arbeitsentfaltung bei. Durch Steuerungseinrichtungen nach dem Stand der Technik wie z.B. normale Drehschieber, welche die Breite der Öffnungen (54) in dem festen Gehäuseteil varieren ist eine von mehreren Möglichkeit gegeben, den Strom des Mediums zu steuern.As soon as the pressure of the medium acts on a vane and the corresponding chamber wall, it expands into a space (22) which is initially formed by the chamber and vanes (71) and later also delimited by housing parts {74} . Depending on the extent to which the openings (53) and (54) overlap, further working material penetrates into the chamber and contributes to the development of work. State-of-the-art control devices such as normal rotary valves, which vary the width of the openings (54) in the fixed housing part, provide one of several possibilities for controlling the flow of the medium.

Durch Weiterdrehen der Rotoren wird der Arbeitsstoff zunächst noch expandiert (23) , dann ohne Volumenänderung weitertransportiert (24). Schließlich wird damit begonnen, ihn aus der Maschine herauszudrücken (25), sobald die Ausstoßseite (77) des dem arbeitsleistenden folgenden Flügel aus der Kammer (52) heraustritt, bis das gesamte Medium bis auf den im entsprechenden Kanal (51) der Kammer verbleibenden Rest herausgeschoben ist (26) und der Zyklus von neuem beginnt.By continuing to rotate the rotors, the working medium is initially expanded (23) and then transported further without any change in volume (24). Finally, it begins to be pushed out of the machine (25) as soon as the discharge side (77) of the vane following the working vane emerges from the chamber (52), until all of the medium has been pushed out (26) except for the remainder remaining in the corresponding channel (51) of the chamber, and the cycle begins again.

Ist die erfindungsmäßige Mschine analog so aufgebaut wie sie für Brennnkraftmaschinen detailliert beschrieben wurde, erhält auch hier ein Kammer-Rotors vier Impulse pro Vollumdrehung. Sind einem Kammer-Rotor z.B. vier Flügel-Rotoren mit je zwei Flügeln zugeordnet (112), so erhält die Antriebswelle 16 (2 hoch 4) Impulse.If the machine according to the invention is constructed analogously to that described in detail for internal combustion engines, a chamber rotor also receives four impulses per full revolution. If, for example, four vane rotors with two vanes each are assigned to a chamber rotor (112), the drive shaft receives 16 (2 to the power of 4) impulses.

Es kann sich auch als vorteilhaft erweisen, daß das unter Druck stehende Medium durch die Flügel-Rotoren geführt wird und über die Kammer-Rotoren entlassen wird. In diesem Fall weisen die Flügel auf der der Drehriehtung (80) des Flügels (45) abgewandten Seite eine einleitende Seite (79) auf, in die der Kanal (38) mündet, der durch den Flügel-Rotor zur Mitte (39) und von dort auf einer Seite (42) aus dem Gehäuse (32) herausführt, um dann mit dem Reservoir in Verbindiung zu stehen.It can also prove advantageous for the pressurized medium to be guided through the vane rotors and released via the chamber rotors. In this case, the vanes have an inlet side (79) on the side facing away from the direction of rotation (80) of the vane (45), into which the channel (38) opens, which leads through the vane rotor to the center (39) and from there out of the housing (32) on one side (42) to then be connected to the reservoir.

Bei dieser Variante gelangt das Medium ununterbrochen aus dem Flügel-Rotor in die Maschine und wird in bestimmten Phasen ausgestoßen.In this variant, the medium flows continuously from the vane rotor into the machine and is ejected in certain phases.

Der Ausstoß erfolgt über die Kanäle (51) der Kammern (52), weiche auf der der Drehriehtung (81) eines Kammer-Rotors zugewandten Seite der Kammerwand münden und dann über mindestens einen Kanal (48) des Gehäuseteils (47) in den Phasen der Drehung, in der die entsprechenden Öffnungen (53) und (54) überlappen.The discharge takes place via the channels (51) of the chambers (52), which open on the side of the chamber wall facing the direction of rotation (81) of a chamber rotor and then via at least one channel (48) of the housing part (47) in the phases of rotation in which the corresponding openings (53) and (54) overlap.

Grundsätzlich ist es auch möglich, z.B. zwei unterschiedliche Arbeitsstoffe auf eine Maschine in der beschrieben Ausführung wirken zu lassen. In diesem Fall sind die Kanäle (48) des festen Gehäuseteils (47) getrennt mit zwei verschiedenen Reservoiren verbunden. Bei der beschriebenen Ausführungsform kommt jede Kammer (52) des Kammer-Rotors nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen des Flügel-Rotors mit beiden Arbeitstoffen in Kontakt, daher ist eine Durchmischung der Arbeitsstoffe gegeben.In principle, it is also possible, for example, to allow two different working materials to act on a machine in the described design. In this case, the channels (48) of the fixed housing part (47) are separately connected to two different reservoirs. In the described design, each chamber (52) of the chamber rotor comes into contact with both working materials after a certain number of revolutions of the vane rotor, thus ensuring that the working materials are mixed.

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Wenn die Maschine derart ausgeführt ist, daß das Gehäuseteil nicht fest ist, sondern mit der gleichen Umdrehungszahl wie der Flügel-Rotor (30)dreht, überlappen immer die gleichen Öffnungen, sodaß auf diese Weise die Durchmischung vermieden werden kann.If the machine is designed in such a way that the housing part is not fixed, but rotates at the same speed as the vane rotor (30), the same openings always overlap, so that mixing can be avoided.

2.2 Pumpe / Verdichter 2.2 Pump / compressor

Selbstverständlich kann die erfindungsmäßige Maschine auch in entgegengesetzter Wirkungsweise betrieben werden, also als Pumpe oder/und Verdichter, bei der mindestens ein Arbeitsstoff aus einem Reservoir angesaugt und durch die Maschine verdichtet wird.
Über eine äußere Kraft werden die Rotoren der Maschine zur Drehung gebracht (108), wobei über die der Drehrichtung (80) des Flügel-Rotors abgewandten Ansaugseite (76) eines Flügels (45) ein Medium durch Volumenvergrößerung des entsprechende Raumes angesaugt werden kann. Während der Weiterdrehung wird dann zunächst unter Konstanz des Volumens das Medium in dem durch Gehäuse und Flügel-Rotor begrenztem Raum (73) transportiert, bevor es zunehmend verdichtet (109) durch die Kompressionsseite (78) des Flügels in die Kammer (52) und dann über den zugehörigen Kanal (51), der auf der dem Drehsinn (81) des Kammer-Rotors zugewandten Seite der Kammerwand mündet, aus dem Kammer-Rotor geschoben wird, sobald die Öffnungen (53) und (54) überlappen (110).Of course, the machine according to the invention can also be operated in the opposite mode of operation, i.e. as a pump and/or compressor, in which at least one working substance is sucked in from a reservoir and compressed by the machine.
The rotors of the machine are caused to rotate (108) by an external force, whereby a medium can be sucked in via the suction side (76) of a vane (45) facing away from the direction of rotation (80) of the vane rotor by increasing the volume of the corresponding space. During further rotation, the medium is then initially transported in the space delimited by the housing and vane rotor (73) while the volume remains constant, before it is increasingly compressed (109) through the compression side (78) of the vane into the chamber (52) and then pushed out of the chamber rotor via the associated channel (51), which opens out on the side of the chamber wall facing the direction of rotation (81) of the chamber rotor, as soon as the openings (53) and (54) overlap (110).

In dem festen Gehäuseteil kann zusätzlich eine einfache Turbine vorgesehen werden, die den Weitertransport zum Bestimmungsort unterstützen oder an der auch Energie abgenommen werden kann.A simple turbine can also be provided in the fixed housing part, which can support further transport to the destination or from which energy can also be taken.

Auch in der Ausführung der erfindungsmäßigen Rotationskolbenmaschine als Verdichter ist es möglich, daß das Medium nicht über die Flügel-Rotoren in die Maschine gelangt und über die Kammer-Rotoren wieder heraus sondern auch umgekehrt. Die hieraus resultierende und im Vergleich zur zunächst beschriebenen Ausführung unterschiedliche Steuerung des Flußes des Mediums, kann zu unterschiedlichen Druckverläufen, Saug- bzw. Verdichtungsleistungen und Wirkungsgraden führen, die letztlich die Wahl der Ausführung bestimmen können.Even when the rotary piston machine according to the invention is designed as a compressor, it is possible that the medium does not enter the machine via the vane rotors and exit again via the chamber rotors, but also vice versa. The resulting control of the flow of the medium, which is different from the design described above, can lead to different pressure curves, suction and compression performance, and efficiencies, which can ultimately determine the choice of design.

3. Abgasturbolader3. Exhaust turbocharger

Ebenso wie sich beispielsweise zur Leistungssteigerung zwar geeignet aber letztlich, beliebig viele Kammer- und Flügel-Rotoren mit unterschiedlicher Anzahl von Flügeln und darauf abgestimmt Kammern zu Einheiten kombinieren lassen, ist es auch möglich, auf diese Weise mit der erfindungsmäßigen Rotationskolbenmaschine gleichzeitig zwei verschiedene Aufgaben auszuführen.Just as, for example, any number of chamber and vane rotors with different numbers of vanes and chambers matched to them can be combined to form units - although this is suitable for increasing performance - it is also possible to carry out two different tasks at the same time with the rotary piston machine according to the invention.

Wird die erfindungsmäßige Maschine sowohl mit einem druckbetriebenen und mit einer verdichtenden Funktionseinheit ausgeführt, so kann sie beispielsweise die Aufgabe eines· Abgasturboladers wahrnehmen, die in der Praxis vornehmlich nicht über Kolben sondern mit Hilfe von Turbinen angetrieben werden.If the machine according to the invention is designed with both a pressure-operated and a compression functional unit, it can, for example, perform the task of an exhaust gas turbocharger, which in practice is primarily driven not by pistons but by means of turbines.

Mit Hilfe der erfindungsmäßigen Maschine läßt sich die Aufgabe lösen, indem sie mindestens aus einem druckbetriebenen und einem als Verdichter arbeitendem Maschinenteil besteht. Hierzu werden die entsprechenden Maschinenteile einfach über geeignete, mit dem gewünschten Übersetzungsverhältnis versehene Antriebsübertragungen (103) miteinander verbunden. Es ist möglich, diese Maschinenteile in einem Gehäuse (104) unterzubringen und in dem Fall auch auf eine zusätzliche Antriebsübertragung (103) zu verzichten, wenn beide Maschinenteile in die selbe Richtung drehen, oder aber, wenn dies aus z.B. aus Raumtechnischen Gründen wünschenswert ist, auch in verschiedenen Gehäusen, deren Verbindungselement die Antriebsübertragungen darstellen.The task can be solved with the help of the machine according to the invention, in that it consists of at least one pressure-operated machine part and one machine part that works as a compressor. To do this, the corresponding machine parts are simply connected to one another via suitable drive transmissions (103) provided with the desired transmission ratio. It is possible to accommodate these machine parts in a housing (104) and in this case also to dispense with an additional drive transmission (103) if both machine parts rotate in the same direction, or, if this is desirable for reasons of space, for example, in different housings, the connecting element of which is the drive transmissions.

Wenn die Hülse drehbar gelagert ist, kann eine solche Maschine durch zwei Flügel- und einen Kammer-Rotor realisiert werden.If the sleeve is rotatably mounted, such a machine can be realized by two vane and one chamber rotor.

4. Heißgas-Motor4. Hot gas engine

Ein weitere Antriebsart, in der bislang nur Motoren mit Hubkolben und Kurbeitrieb zum Einsatz kamen und die ebenfalls mit den Vorteilen der erfindungsmäßigen Maschine realisiert werden kann, ist durch den Heißgas-Motor nach dem Prinzip von Stirling gegeben.
Hierbei handelt es sich um eine Wärmekraftmaschine mit äußerer Verbrennung, bei der z.B. durch chemisch/physikalische Umsetzung eines externen Arbeitsstoffes Wärme erzeugt wird, die in einer bestimmten Phase auf ein Gas übertragen wird, welches in einem geschlossenen System einen Verdränger- und einen Arbeitskolben derart bewegt, daß sich die thermodynamischen Zustandänderungen dieses Mediums betreffend Temperatur, Druck und Volumen in einem PV-Diagramm (27)aus zwei Isochoren (28)und zwei Isothermen (29) in einem geschlossenen Kreisprozess darstellen läßt (113).Another type of drive, in which only engines with reciprocating pistons and crankshafts have been used so far and which can also be realized with the advantages of the inventive machine, is the hot gas engine based on the Stirling principle.
This is a heat engine with external combustion, in which, for example, heat is generated by chemical/physical conversion of an external working substance, which is transferred in a certain phase to a gas which moves a displacer and a working piston in a closed system in such a way that the thermodynamic changes in state of this medium with regard to temperature, pressure and volume can be represented in a PV diagram (27) from two isochores (28) and two isotherms (29) in a closed cycle process (113).

In Pl befindet sich das Medium im Zustand niedriger Temperatur, wobei es bei geringstem Druck den größten Raum ausfüllt. In Richtung P2 wird dieses Medium bei konstanter Temperatur unter Druckerhöhung komprimiert; in P2 wird es erwärmt, sodaß es eine deutliche Druckerhöhung in Richtung P3 erfährt, da es sich nicht mehr ausdehnen kann.
In Richtung P4 hat der Arbeitsstoff die Möglichkeit erhalten, sich bei erhöhter Temperatur unter Druckabgabe verbunden mit Arbeitsleistung auszudehnen, bis es den ihm zur Verfügung stehenden maximalen Raum ausfüllt. Anschließend gelangt es nach Abkühlung unter Druckerniedrigung bei konstantem Volumen wieder in den Ausgangszustand zurück.
Bei den isochoren Vorgängen darf sich der dem Medium zur Verfügung stehende Raum auch durch die sich ständig bewegenden Verdränger- und Arbeitskolben in dieser Phase volumenmäßig im Prinzip nicht ändern.In Pl the medium is at a low temperature, filling the largest space at the lowest pressure. In the direction of P2 this medium is compressed at a constant temperature with an increase in pressure; in P2 it is heated so that it experiences a significant increase in pressure in the direction of P3, since it can no longer expand.
In the direction of P4, the working substance has been given the opportunity to expand at increased temperature, releasing pressure and performing work, until it fills the maximum space available to it. It then returns to its original state after cooling and reducing the pressure at a constant volume.
In isochoric processes, the space available to the medium must in principle not change in volume during this phase, even due to the constantly moving displacer and working pistons.

Andererseits gibt es Phasen, in denen einerseits das Mediums unter leichter Druckerhöhung komprimiert wird und andererseits es arbeitleistend expandiert. Dies hat zur Folge, daß nun durch die sich bewegenden Verdränger- und Arbeitskolben eine Volumenänderung stattfinden muß.On the other hand, there are phases in which the medium is compressed with a slight increase in pressure and, on the other hand, it expands to perform work. This means that a change in volume must now take place due to the moving displacement and working pistons.

Beides läßt sich mit der Hubkolbenanordnung nur erreichen, wenn die Steuerung der Bewegungen der Verdränger- und Arbeitskolben über miteinander in Verbindung stehenden, unterschiedlichen Kurbeltrieben erfolgt. Dies verbunden mit den zu überwindenden Temperaturunterschieden, einem akzeptablen Motorlauf und effektivem Wirkungsgrad ziehen wieder eine recht anspruchsvolle Mechanik mit sich.Both of these can only be achieved with the reciprocating piston arrangement if the movements of the displacement and working pistons are controlled via different, interconnected crank drives. This, combined with the temperature differences that have to be overcome, an acceptable engine running and effective efficiency, again entails quite sophisticated mechanics.

Dennoch haben die Vielstofftauglichkeit verbunden mit Geräusch- und Schadstoffarmut dazu geführt, daß es neuerdings wieder Entwicklungen auf dem Gebiet der Heißgas-Motoren allerdings bislang nur in Ausführungen mit Hubkolben und Kurbeltrieb gibt; zumal nun auch durch Weiterentwicklungen bei der Wärmeerzeugung wie z.B. neue Brennertechniken hier eine sehr interessante Alternative zur schadstoffarmen Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gegeben ist.Nevertheless, the multi-fuel suitability combined with low noise and pollutant emissions has led to new developments in the field of hot gas engines, although so far only in versions with reciprocating pistons and crank drives; especially since further developments in heat generation, such as new burner technologies, now offer a very interesting alternative to low-pollutant internal combustion engines.

Für diese Anwendung gibt es wieder verschiedene Möglichkeiten, wie die Aufgabe durch die erfindungsmäßige Rotationskolbenmaschine durch geeignete Kombination von Maschineneinheiten gelöst werden kann.For this application, there are again various possibilities as to how the task can be solved by the rotary piston machine according to the invention through a suitable combination of machine units.

Die Funktionsweise sei im folgenden an einer vorteilhaften Ausführung (100) der erfindungsmäßigen Maschine beschrieben, in der ein Medium in einem geschlossenen Kreislauf in zu bestimmten Zeitpunkten durch die Maschine vorgegebenen Räumen verschiedene Phasen des Kreisprozesses durchläuft.The mode of operation is described below using an advantageous embodiment (100) of the machine according to the invention, in which a medium in a closed circuit runs through various phases of the cycle in spaces predetermined by the machine at certain times.

Sie besteht aus zwei Maschineneinheiten, die identisch im Aufbau sind, aber entgegengesetzt drehen, und jeweils einem Kammer- (31) und zwei Flügel-Rotoren (30) mit jeweils zwei Flügeln (45) aufweisen. Ein Maschinenteil (98) kann druckbetrieben Arbeit auf die Flügel-Rotoren leisten und der andere (97) kann über externe Krafteinwirkung einen Arbeitsstoff durch die Flügel-Rotoren ansaugen und über den Kammer-Rotor in eine Hülse (47) verdichten. It consists of two machine units that are identical in structure but rotate in opposite directions, and each have one chamber rotor (31) and two vane rotors (30), each with two vanes (45). One machine part (98) can perform pressure-driven work on the vane rotors and the other (97) can suck in a working substance through the vane rotors using external force and compress it into a sleeve (47) via the chamber rotor.

Die Kammern (52) der Kammer-Rotoren beider Maschinenteile sind über die Kanäle (48, 51) und einer Hülse (47) miteinander verbunden, wobei diese Hülse über eine externe Wärmequelle (101 Jaufheizbar sein soll und das Hindurchströmen eines Arbeitsstoffes erlaubt.The chambers (52) of the chamber rotors of both machine parts are connected to one another via the channels (48, 51) and a sleeve (47), whereby this sleeve can be heated via an external heat source (101 J) and allows a working medium to flow through.

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Die Ausstoßseiten (77) der Flügel in dem druckbetriebenen Teil sind mit den Ansaugseiten (76) der Flügel des vedichtenden Teils Medien führend verbunden, wobei der Einfachheit der Anordnung halber jeweils alle Kanäle der Flügel-Rotoren auf einer Seite (42) münden (107).
Um die einzelnen Phasen des PV-Diagramms deutlich zuweisen zu können, trennen jeweils beide Kanäle eines Flügel-Rotor-Paares unterschiedliche Räume und damit unterschiedliche Phasen des Ablaufes.The discharge sides (77) of the vanes in the pressure-operated part are connected to the suction sides (76) of the vanes of the compression part in a media-conducting manner, whereby, for the sake of simplicity of the arrangement, all channels of the vane rotors open (107) on one side (42).
In order to be able to clearly assign the individual phases of the PV diagram, both channels of a blade-rotor pair separate different spaces and thus different phases of the process.

Eine optimale Angleichung des Verlaufes der Zustandsänderungen wird für die erfindungsmäßige Maschine dann erreicht, wenn die Stellungen der Rotoren.des einen Maschinenteils in einem bestimmten Winkel, je nach Bauart der Maschine und Eigenschaften des Mediums auch bis rechtwinklig, zu den Stellungen der Rotoren des anderen Maschinenteils verschoben sind, was einer zeitlichen Phasenverschiebung entspricht.An optimal alignment of the course of the state changes is achieved for the inventive machine when the positions of the rotors of one machine part are shifted at a certain angle, depending on the design of the machine and the properties of the medium, even at right angles, to the positions of the rotors of the other machine part, which corresponds to a temporal phase shift.

Den Medien führenden Verbindungen der Kanäle der Flügel-Rotoren kann mittels eines Regenerators (102) Wärme entzogen werden.Heat can be extracted from the media-carrying connections of the channels of the vane rotors by means of a regenerator (102).

Kammer- und Flügel-Rotoren drehen im Übersetzungsverhältnis 1:2, und es finden pro Vollumdrehung eines Kammer-Rotors 4 Kreisprozesse statt.Chamber and vane rotors rotate at a gear ratio of 1:2, and 4 cycles take place per full revolution of a chamber rotor.

Die FunktionsweiseHow it works

Im Zustand (1) befindet sich das Medium in dem durch Hülse (47) und Kammer-Rotoren abgegrenzten Raum. Der.Beginn der Arbeitsleistung in der Maschineneinheif (98) steht unmittelbar bevor, und wird in Richtung (2), (3) und (4) durchgeführt, bis die Hülse (47) zum Kammer-Rotor verschlossen wird. In Richtung (3) wurde in der Maschineneinheit (97) mit dem Ansaugen des Mediums aus dem Regenerator (102) begonnen und über (4), (5) und (6) wird so stetig das Volumen vergrößert. In den Zuständen (7) und (8) wird die gleiche Menge an Medium aus der Maschineneinheit (98) heraus und in den Regenerator hineingeschoben, wie aus dem Regenerator heraus und in die Maschineneineit hineingesogen wird. Es findet also in diesen Zuständen theoretisch keine Volumenänderung statt.In state (1) the medium is in the space delimited by the sleeve (47) and chamber rotors. The start of work in the machine unit (98) is imminent and is carried out in directions (2), (3) and (4) until the sleeve (47) is closed to the chamber rotor. In direction (3) the machine unit (97) has started to suck in the medium from the regenerator (102) and the volume is thus constantly increased via (4), (5) and (6). In states (7) and (8) the same amount of medium is pushed out of the machine unit (98) and into the regenerator as is sucked out of the regenerator and into the machine unit. In theory, therefore, no change in volume takes place in these states.

In Richtung der Zustände (9) bis (13) wird unter Volumenverkleinerung und Druckerhöhung über die Flügel-Rotoren des Maschinenteils (98) weiter Medium in den Regenerator (102) gedruckt, während unter großer Drucksteigerung über die Kompressionsseite eines Flügel-Rotors in Maschinenteil (97) kaltes Medium in die heiße Hülse (47), welche in Richtung (1) dann wieder verschlossen wird, geschoben wird.In the direction of states (9) to (13), with a reduction in volume and an increase in pressure, further medium is pressed into the regenerator (102) via the vane rotors of the machine part (98), while with a large increase in pressure, cold medium is pushed into the hot sleeve (47) via the compression side of a vane rotor in the machine part (97), which is then closed again in direction (1).

Bedeutung der Nummern in den graphischen DarstellungenMeaning of the numbers in the graphic representations

1-13: Funktionsschema der Rotationskolbenmaschine als Heißgas-Motor:1-13: Functional diagram of the rotary piston engine as a hot gas engine:

(unterschiedliche Zustände des Arbeitsstoffes) 14 - 20 : Funktionsweise der Rotationskolbenmaschine in der Ausführung als Verbrennungsmotor(different states of the working medium) 14 - 20 : Function of the rotary piston machine in the design as an internal combustion engine

21 -26 : Funktionsweise der druckbetriebenen Rotationskolbenmaschine 27: PV-Diagramm
28: Isochoren
29 : Isothermen
30: ein Flügel-Rotor
31 : ein Kammer-Rotor
32: das Gehäuse21 -26 : Function of the pressure-driven rotary piston machine 27: PV diagram
28: Isochores
29 : Isotherms
30: a wing rotor
31 : a chamber rotor
32: the housing

33 : eine Antriebsübertragung (z.B. Zahnräder)33 : a drive transmission (e.g. gears)

34 : ein Flügel, ohne Kanal34 : one wing, without channel

35 : Aggregate an einem Flügel-Rotor (z.B. Luftfilter Auspuff)35 : Aggregates on a wing rotor (e.g. air filter exhaust)

36 : ein Flügel mit Öffnungen und 2 Kanäle (Ansaug-/Ausstoßfunktionen)36 : one wing with openings and 2 channels (intake/exhaust functions)

37 : Öffnung in einem Flügel37 : Opening in a wing

38 : 1. Kanal in einem Flügel-Rotor (Ansaugfunktion)38 : 1. Channel in a vane rotor (suction function)

39 : Öffnung mittig in einem Flügel-Rotor39 : Opening in the middle of a wing rotor

40 : Drehachse eines Flügel-Rotors40 : Axis of rotation of a wing rotor

41 : Aggregate an einem Kammer-Rotor/Maschinenteil (z.B. Reservoir)41 : Aggregates on a chamber rotor/machine part (e.g. reservoir)

42 : eine Seite eines Flügel-Rotors42 : one side of a wing rotor

43 : andere Seite eines Flügel-Rotors43 : other side of a wing rotor

44 : 2. Kanal in einem Flügel-Rotor (Ausstoßfunktion) 44 : 2nd channel in a vane rotor (ejection function)

45 : Flügel mit einem Kanal45 : Wing with one channel

46 : eine Aussparung im Kammer-Rotor46 : a recess in the chamber rotor

47 : ein Maschinenteil (z.B. Hülse)47 : a machine part (e.g. sleeve)

48 : ein Kanal im Maschinenteil48 : a channel in the machine part

49 : eine Seite eines Maschinenteils49 : one side of a machine part

50 : andere Seite eines Maschinenteils50 : other side of a machine part

51 : ein Kanal in einem Kammer-Rotor 52: eine Kammer51 : a channel in a chamber rotor 52: a chamber

53 : Öffnungen eines Kanals in einem Kammer-Rotor53 : Openings of a channel in a chamber rotor

54 : Öffnungen eines Kanals in einem Maschinenteil54 : Openings of a channel in a machine part

55 : Lagervorrichtung eines Kammer-Rotors 56: Dichtvorrichtung 55 : Bearing device of a chamber rotor 56: Sealing device

57: Kammerenden57: Chamber ends

58 : Gehäuseteil mit maximalem Abstand zu einem Kammerende58 : Housing part with maximum distance to a chamber end

59 : Dichtelemente59 : Sealing elements

60 : elastisch gelagertes Dichtelement60 : elastically mounted sealing element

61 : Dichtleiste61 : Sealing strip

62 : elastisch gelagertes Dichtelement, in zwei Richtungen wirkend62 : elastically mounted sealing element, acting in two directions

63 : ein Kanal für eine Dichtleiste63 : a channel for a sealing strip

64 : eine Aushöhlung für eine Dichtleiste 65: abzudichtende Oberfläche 66: elastisches Medium 67 : elastisches Teil (z.B. Federelement) 68: Dichtstelle64 : a cavity for a sealing strip 65 : surface to be sealed 66: elastic medium 67 : elastic part (e.g. spring element) 68: sealing point

69 : rundes Dichtelement69 : round sealing element

70 : Schema einer nicht zylindrische Gestalt eines Flügel-Rotors70 : Scheme of a non-cylindrical shape of a vane rotor

71 : Raum, durch Kammer- und rückwärtigen Flügel-Rotor begrenzt71 : Space limited by chamber and rear wing rotor

72 : Raum, durch Kammer- und vorwärtigen Flügel-Rotor begrenzt72 : Space limited by chamber and forward vane rotor

rnnF.i 19rnnF.i 19

73 : Raum, durch Flügel-Rotor und Gehäuse begrenzt73 : Space limited by vane rotor and housing

74 : Raum, durch Flügel-, Kammer-Rotor und Gehäuse begrenzt74 : Space limited by vane, chamber rotor and housing

75 : Schema einer nicht parallele Anordnung der Drehachsen von Flügel- und 75 : Scheme of a non-parallel arrangement of the rotation axes of wing and

Kammer-RotorenChamber rotors

76 : Ansaugseite eines Flügel-Rotors76 : Intake side of a vane rotor

77 : Ausstoßseite eines Flügel-Rotors77 : Exhaust side of a vane rotor

78 : Kompressionsseite eines Flügel-Rotors78 : Compression side of a vane rotor

79 : Expansionsseite eines Flügel-Rotors79 : Expansion side of a vane rotor

80 : Drehsinn eines Flügel-Rotors80 : Direction of rotation of a wing rotor

81 : Drehsinn eines Kammer-Rotors81 : Direction of rotation of a chamber rotor

82 : Auswölbung in der Kammer82 : Bulge in the chamber

83 : Aussparung in der Expansionsseite eines Flügels 84: Zündvorrichtung83 : Recess in the expansion side of a wing 84: Ignition device

85: Einspritzvorrichtung85: Injection device

86 : aus dem Gehäuse ragender Teil eines Kammer-Rotors (z.B. Antriebswelle)86 : part of a chamber rotor protruding from the housing (e.g. drive shaft)

87 : Kontakt,einer Zündvorrichtung
88: Schleifring87 : Contact, of an ignition device
88: Slip ring

89 : Auswölbung auf der Kompressionsseite eines Flügels '89 : Bulge on the compression side of a wing '

90 : Schema einer Ausführungsform eines Heißgas-Motors90 : Diagram of an embodiment of a hot gas engine

91 - 94 : Ausführungsformen von Kanälen mit Öffnungen in einem Kammer-Rotor91 - 94 : Embodiments of channels with openings in a chamber rotor

95 : ein kaltes Reservoir95 : a cold reservoir

96 : ein warmes Reservoir96 : a warm reservoir

97 : eine &ldquor;kalte" Maschineneinheit (Verdichter)97 : a "cold" machine unit (compressor)

98 : eine &ldquor;warme" Maschineneinheit (druckbetrieben)98 : a "warm" machine unit (pressure operated)

99 : Schema einer vorteilhaften Ausführung Verdichter (Ansaugung durch Flügel)99 : Scheme of an advantageous compressor design (suction through vanes)

100 : Schema einer vorteilhaften Ausführung eines Heißgas-Motors100 : Scheme of an advantageous design of a hot gas engine

101 : beheizbares Aggregat
102: Regenerator101 : heated unit
102: Regenerator

103 : Antriebsübertragung zwischen mindestens zwei Maschineneinheiten103 : Drive transmission between at least two machine units

104 : Schema einer vorteilhaften Ausführung Abgasturbolader104 : Scheme of an advantageous design of exhaust gas turbocharger

105 : Schema einer zylindrischen Ausführung des Flügel-Rotors105 : Scheme of a cylindrical design of the vane rotor

106 : Schema einer zylindrischen Ausführung des Kammer-Rotors106 : Scheme of a cylindrical design of the chamber rotor

107 : Öffnungen beider Kanäle eines Flügel-Rotors zu einer Seite107 : Openings of both channels of a wing rotor to one side

108 - 110: Funktionsweise des Verdchters108 - 110: How the Suspect Works

111: Schema einer vorteilhaften Ausführung Verbrennungsmotor 1.12 : Schema einer Ausführung eines Verdichters mit 4 Flügel-Rotoren 113: idealer Kreisprozess111: Diagram of an advantageous design of a combustion engine 1.12: Diagram of a design of a compressor with 4 blade rotors 113: ideal cycle

114: realer Kreisprozess114: real cycle process

115: Zustandsänderung des Mediums in (98) 116: Zustandsänderung des Mediums in (97) 117: Schema einer vorteilhafte Ausführung einer druckbetriebenen Maschine115: Change of state of the medium in (98) 116: Change of state of the medium in (97) 117: Scheme of an advantageous design of a pressure-operated machine

2020

Claims

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//. TRANSFER CLAIMS

Anspruch 1Claim 1

Rotary piston machine, which consists of at least three basic elements, namely at least one vane rotor (30) and at least one chamber rotor (31), which are rotatably mounted in at least one housing (32) and connected via a drive transmission (33), wherein vane and chamber rotors roll against each other in opposite directions in a ratio dependent on the number of vanes and chambers, wherein each vane rotor consists of at least one vane, and if ^it consists of at least two vanes, these can be separated from each other by equally sized segments of the vane rotor, characterized in that

1.1 each vane rotor has at least one vane (36, 45) which has on at least one side at least one opening (37) of a channel which runs through the vane to the center of the vane rotor and along the axis of rotation (40) of the vane rotor has its other opening (39) through which a connection can be made to the environment or other units (35) which can be firmly connected to the housing, whereby

1.2 if a vane rotor (30) has several channels, these can open on the same side (42) or on different sides (42,43) of the housing, and

1.3 the channels and their openings can be designed in such a way that they optimally

Ensure the flow of the medium through the vane rotor as well as its transport to and from the rotor, whereby ■ _} '

1.4 several channels (38, 44) can also open onto the same side of a vane rotor (107), and

1.5 a chamber rotor (31) can be designed such that its axis of rotation can lead out of the housing as a shaft (86) , formed on at least one side or

1.6 a chamber rotor can be designed in such a way that it has a recess (46) in its central circular segment over a certain portion of its depth, which can be rotatably mounted on a fixed, non-rotatable machine part (47) or on a machine part that can also be rotated at a different rotational speed to the chamber rotor, which, if it is stationary, can also be part of the housing (32), whereby

1.7 such a machine part has at least one channel (48) which on one side opens out to the recess (46) of the chamber rotor and on the other side leads out of the housing (32) and there can enable the exchange of the medium with the environment or other units (41 (), and

1.8 if there are several channels [48] in this machine part, these can lead to the same housing side (49) or to different housing sides (49, 50), and

1.9 each chamber rotor (31) can have at least one channel (51) which on the one hand opens into a chamber (52) of the chamber rotor and on the other hand leads through the chamber rotor to its central recess (46), whereby

1.10 in certain phases of the rotation of the chamber rotor, at least one channel (51) of the chamber rotor is connected to a channel of the machine part (47), whereby

1.11 all channels and their openings (53, 54) can be designed in such a way that the flow of the respective medium and its transport to and from the system can be carried out optimally and the intended function can be best ensured depending on the design of the rotary piston machine, i.e. very different in shape and dimension (91,92,93,94), and

1.12 if the flow of working materials is not to be controlled by {47) or not at all, a chamber rotor with its recess (46) can also be mounted in the housing in a manner analogous to the vane rotors, whereby the supply lines of the external units (41) can be firmly connected to the housing, and

&Dgr; MQPD-I&Dgr; MQPD-I

1.13 each chamber rotor (31) can be mounted in the housing (32) in such a way that its circumferential surfaces, with the exception of the bearing device (55), have the same minimum distance to the corresponding housing parts (32) everywhere, so that they seal slidingly during rotation, or

the sealing can be carried out by means of sealing elements (56) at the chamber ends (57), these sealing elements being designed in such a way that the rotation is not hindered at ^any time, or

1.14 each chamber rotor is mounted in the housing in such a way that its distance from the housing part (58) into which the chamber end (57) first dips after the vane rotor has rolled out of the associated chamber (52) is greatest and then decreases, so that a sealing device (56), which can be provided at each chamber end (57), initially barely seals against this housing part (58), but then seals very effectively during the course of rotation, whereby this sealing device can consist of several sealing elements (59), and

1.15 each chamber rotor (31) and each vane rotor (30) can be designed very differently in their basic shape, namely

1.15.1 in the simplest form cylindrical (105,106), whereby the peripheral surfaces are planar and have corners and edges so that sealing devices, if they are to be provided

1.15.1.1 can be designed according to the well-known principle of sealing strips according to Wankel or its further developed, current versions, whereby it can be taken into account that each section of a sealing element is only ever stressed in one direction, or

1.15.1.2 the elastically mounted sealing elements (60) invented for the rotary piston machine according to the invention can be used, which are characterized in that

a) they provide a sealing strip (61.) whose cross-section has a narrower and a wider part, i.e. a conical, round, oval or other cross-section and

b) such a sealing strip can be mounted in channels (63) or cavities (64) in such a way that a narrow portion of the sealing strip takes over the sealing function, i.e. protrudes from the channel or the cavity, and

c) the opening of such a channel or cavity can be designed in such a way that the sealing strip is prevented from sliding out by the cross-section of the channel or cavity tapering towards the surface (65), and

d) such a sealing strip (61) is mounted in the channel (63) or the cavity (64) via an elastic medium (66), whereby this medium can be applied as a liquid which subsequently solidifies into the channel or the cavity, or can be part of the sealing strip itself or can represent a separate part (67), such as a spring,

e) wherein such channel or cavity may be connected to a lubrication system for improved lubrication, and wherein

f) the sealing device according to the invention is also suitable for sealing sealing points (68) further away from the cavity (64), in that the sealing element is designed accordingly and also

g) a sealing element (61) can be doubly elastically supported (62) by means of channels (63) and/or cavities (64) arranged at a certain angle to one another, so that a sealing of two surfaces (65) arranged on top of one another is possible,

1.15.2 in more sophisticated shapes other than cylindrical, so that vanes and chambers can have oval, elliptical or other shaped peripheral surfaces (70), so that, if sealing devices are provided, the conventional and well-developed technology of piston rings can be used in addition to those described above, and

1.16 the axes of rotation of vane and chamber rotors can be parallel to each other or can take different angles (75)

1.17 each chamber rotor (31) has so many chambers (52) that during the rolling against each other after a full revolution of the chamber rotor all chambers are passed through at least once by a blade and

1.18 the profile of each chamber rotor is designed in such a way that the chambers are separated from each other by equally sized segments which roll sealingly against the segments of at least one vane rotor during rotation and that

1.19 each blade dips into a chamber (52) in certain regular phases during rotation, whereby

1.20 the peripheral surfaces of all chambers, chamber rotors, vane rotors and the corresponding housing parts can be designed in such a way that

1.20.1 the spaces (71, 72) thus created can be sealed by chamber and vane rotors and also

1.20.2 the spaces (73, 74) formed by the vane rotor and the housing (32) or by the vane, chamber rotor and the housing can be sealed, whereby

1.21 during rotation these spaces (71, 72, 73, 74) vary in their volume and position, whereby at least one medium is transported through the machine, which can undergo a chemical-physical change.

Anspruch 2Claim 2

Rotary piston machine according to claim 1, in which the medium undergoes a chemical-physical change, further characterized in that

2.1 both suction and discharge of a medium takes place via the vane rotors (30) and

2.2 each vane rotor has an even number of vanes (34, 36), wherein

2.3 each vane rotor has at least one intake side (76), at least one exhaust side [77], at least one compression side (78) and at least one expansion side (79), wherein '

2.4 an exhaust and a compression side are located on the side of the vanes (34,36) facing the direction of rotation (80) of the vane rotor and an intake and an expansion side are located on the side of the vanes facing away from the direction of rotation (80), whereby

2.5 Expansion and compression sides are located on at least one vane (34) and discharge and intake sides are located on at least one other vane (36) and

2.6 Expansion and discharge sides of two adjacent blades (34, 36) of a blade rotor each enclose a space, unless one of the blades is immersed in a chamber during rotation and the compression and intake sides of two adjacent blades of a blade rotor face each other in a corresponding manner, whereby

2.7 Intake and exhaust sides represent those functional sides of a vane rotor that have channels (38, 44), whereby

2.8 these channels (38, 44) can be designed in such a way that the suction or discharge of the medium can take place optimally, and

2.9 each exhaust side is connected to the exhaust system via this channel (44) and each intake side is connected to units such as the air filter or the carburettor via a different channel (38), and

2.10 each chamber (52) of a chamber rotor can have a bulge (82) on the side facing the direction of rotation (81) of the chamber rotor, which can be designed in such a way that a space is created in which the chemical-physical conversion of the medium can be optimally initiated and carried out, whereby

2.11 an ignition device (84) can be provided in this bulge, and

2.12 a bulge can also be incorporated into each compression side of a wing and

2.13 each bulge (82) is sealed at least once per full revolution of the chamber rotor by the compression side of a vane to the rest of the chamber (52), whereby

2.14 each expansion side can be designed in such a way that, on the one hand, the spread of a medium and the associated work performance can be carried out optimally and that, on the other hand, during the passage of the corresponding vane through a chamber into the space (71) formed by the expansion side (79) and the chamber wall, the medium can penetrate into the space (74) formed by the vane rotor (31) with the discharge side [77] corresponding to this expansion side (79), as well as a segment of the chamber rotor and the housing (32), whereby

2.15 this inflow can also be made possible by appropriate design of other parts that delimit this space (71) (83), and

2.16 at least one injection device (85) for a fuel can be provided at a suitable location in the housing if, for example, air is to be sucked in via the vane rotors, whereby the positioning of the injection device can be selected over a wide range by the engine manufacturer according to the desired type of ignition, and

2.17 the rotation axis of a chamber rotor, designed as a drive shaft (86), is mounted in a rotatable, sealing manner in the housing.

Anspruch 3Claim 3

Rotary piston machine according to claim 1, further characterized in that

3.1 with the aid of an external drive, at least one medium is sucked in from the environment or a reservoir via at least one vane rotor (30), it is then transported through the machine and expelled from the machine in compressed form via at least one chamber rotor (31), whereby

3.2 each vane (36) has an intake side (76) on the side facing away from the direction of rotation (80) of a vane rotor and a compression side (78) on the side facing the direction of rotation, wherein

3.3 the suction side (76) performs the function of a vane rotor, which requires a channel (38), which therefore opens onto the suction side and which leads through the vane rotor in its segment in the middle of the axis of rotation and there can be connected via its second opening (39) to the reservoir from which a medium is sucked in and

3.4 a channel (38) and its openings (39) can be designed in such a way that the transport of a medium and its suction can be carried out optimally and

3.5 the function of ejecting a compressed medium is carried out via the channels (51) of each chamber rotor and via the channels (48) of the machine parts (47), whereby

3.6 the openings of the channels (51) in the chambers (52) are provided on the side of the chamber walls facing the direction of rotation (81) of a chamber rotor and wherein

3.7 the channels and their openings can be designed in such a way that the transport of a medium and its discharge can take place optimally.

Anspruch 4Claim 4

Rotary piston machine according to claim 1, further characterized in that 4.1 at least one medium is sucked in from the environment or a reservoir by at least one chamber rotor (31) via an external drive, it is then transported through the machine and is expelled from the machine again in compressed form via at least one vane rotor (30), whereby

4.1 each vane (36) has an exhaust side (77) on the side facing the direction of rotation (80) of a vane rotor and an expansion side (79) on the side facing away from the direction of rotation, whereby

4.2 the discharge side performs the function of a vane rotor, which requires a channel (38), which therefore opens on the one hand on the discharge side and which leads through a vane rotor into the segment in the middle of its axis of rotation, where the connection to the environment is established through its second opening (39), and

4.3 a channel (38) and its openings (39) in each vane rotor can be designed in such a way that the discharge of a medium can take place optimally, and

4.4 the function of sucking in a medium from a reservoir or the environment is carried out via the channels (48) of each machine part (47) and the channels (51) of each chamber rotor,

4.5 wherein the channels (51) have their openings (53) in the chambers (52) on the side of the chamber walls facing away from the direction of rotation (81 J of a chamber rotor and wherein

4.6 the channels and their openings can be designed in such a way that the suction and transport of a medium can take place optimally.

Anspruch 5Claim 5

Rotary piston machine according to claims 1 and 3, in contrast to claim 3 characterized in that

5.1 the force acting on the machine from the outside is exerted by a medium under pressure, and

5.2 the directions of rotation (80,81) of the vane and chamber rotors are opposite,

5.3 at least one medium from the environment or a reservoir can enter the machine under pressure via at least one suction side of a vane (36) of a vane rotor (30), and

5.4 the channels (38) and openings (37,39) of each wing (45) can be optimally designed for receiving a medium and the subsequent pressure transfer, and

5.5 the channels (48, 51) and their openings (53, 54) of each machine part (47) and each chamber rotor can be designed in such a way that the power transmission of a medium and its subsequent ejection can take place optimally.

Anspruch 6Claim 6

Rotary piston machine according to claims 1 and 4, in contrast to claim 4 characterized in that

6.1 the force acting on the machine from the outside is exerted by a medium under pressure, and

6.2 the directions of rotation (80, 81) of vane and chamber rotors are opposite,

6.3 at least one medium from the environment or a reservoir can enter the machine under pressure via at least one channel (48) of a machine part (47) into at least one channel (51) of a chamber rotor (31), and

6.4 the channels and their openings (53, 54) of each machine part (47) and each chamber rotor (31) can be designed in such a way that the pressure transfer to the expansion side (79) of the wing (36) can take place optimally.

Anspruch 7Claim 7

Rotary piston machine according to claims 1, 3, 4, 5, 6, further characterized in that

7.1 at least one medium drives a part of the machine by means of pressure, whereby a second part of the machine sucks in at least one other medium, and

7.2 the machine consists of at least two sub-units, of which at least one is designed according to claims 1 and 3 or 1 and 4 and at least one according to claims 1 and 5 or 1 and 6, wherein

7.3 all machine parts can be housed in one housing (32) or in several, and . .

7.4 can be connected by at least one suitable additional drive transmission (103) if necessary, wherein

7.5 if machine parts with different directions of rotation are to be combined, which can be taken into account by a suitable choice of drive transmission (103).

17

Anspruch 8Claim 8

8.1 a working substance from a cold reservoir (95) passes through at least one vane (30) or chamber rotor (31) into a machine part (97), is transported through it and experiences a change in volume and/or pressure, is then pushed through at least one chamber or vane rotor into a hot reservoir (96), from where it passes under pressure through at least one chamber or vane rotor into a second machine part (98) after absorbing heat, where it performs work on at least one vane and corresponding chamber rotor, and is then pushed into the cold reservoir (95) through at least one vane or chamber rotor with a change in volume and pressure, whereby this entire process can also be carried out in reverse with the expenditure of work, so that heat is released, whereby

8.2 at least one working substance circulates in the machine in a closed system and

8.3 this machine consists of at least two similar rotary piston machines as sub-units, if a chamber rotor of one machine unit is connected to the corresponding vane rotors of another machine unit via a reservoir in a media-conducting manner (90), or

8.4 this machine consists of at least one pressure-operated unit according to claims 1, 5, 6 and at least one compression unit according to claims 1, 3, 4, if in each case

, the chamber rotors of the machine parts (97, 98) are connected to each other via the hot reservoir (96) and the corresponding vane rotors via the cold reservoir (95) media-conducting or vice versa, whereby

8.5 analogous rotor sections of the intended machine units can form an angle with each other and therefore cannot normally be congruent, so that the spaces enclosed by corresponding rotor and housing parts of both machine units can be of different sizes at a given time, and

8.6 at least one heatable unit (101) is provided for heating the reservoir (96) if the machine is to be operated as a hot gas engine, or

8.7 at least one force acts on the machine from the outside via the drive transmission (33), if the machine is to be operated as a heat generator, and

8.8 at least one regenerator (102) is provided, through which at least one working substance can be passed, which can thereby release heat to such an aggregate, wherein

8.9 the drive transmissions of the individual machine units are functionally connected to one another (103) in such a way that the vane and chamber rotors of one machine unit rotate at the same speed of rotation as the vane and chamber rotors of any other machine unit.