DE4301462A1

DE4301462A1 - Rotary piston motor or pump

Info

Publication number: DE4301462A1
Application number: DE19934301462
Authority: DE
Original assignee: Pilz Ralf Dipl-Chem O-6500 Gera
Current assignee: Pilz Ralf Dipl-Chem O-6500 Gera
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 1994-07-21

Abstract

The machine has several rotary bodies. The bodies (1) are positioned to be radially movable, linear to each rotary axis (2). The points of intersection (3) of straight lines (4), which extend in movement direction of the rotary bodies, form an equilateral triangle, square, pentagon, corresponding to the number of rotary bodies.Each body has mechanical or pneumatic devices on either side, which are regulated dependent upon the rotary phase. In the phases, in which the working chamber (7) acts as pressure chamber, the side of each body closer to the geometrical centre axis (8) of the machine, engages positively on a neighbouring body. The housing end walls engage rigidly or positively on the end faces of the bodies.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenmaschine außenachsiger Bauart mit mehreren parallelachsigen Dreh körpern im Gegeneingriff. Derartige Rotationskolbenmaschinen finden Anwendung als Kraftmaschinen oder als Pumpen, die Patentschrift beschreibt vorrangig die Anwendung als Motor.The invention relates to a rotary piston machine external axis design with several parallel axis rotation counteracting. Such rotary piston machines find application as power machines or as pumps that Patent describes primarily the application as an engine.

Es ist bekannt, daß Hubkolbenmaschinen eine Reihe von Nach teilen aufweisen, die durch die primäre Erzeugung einer Drehbewegung mittels Rotationskolbenmaschinen überwunden werden sollen. Die Vielzahl der Varianten derartiger Ma schinen beschreiben F. Wankel in "Einteilung der Rotations kolbenmaschinen" Deutsche Verlags- Anstalt Stuttgart 1963 und W. D. Bensinger in "Rotationskolbenverbrennungsmotoren" Springer - Verlag Berlin 1973.It is known that reciprocating engines have a number of after have parts by the primary generation of a Rotary motion overcome by means of rotary piston machines should be. The variety of variants of such Ma Schinen describe F. Wankel in "division of the rotations piston machines "Deutsche Verlags- Anstalt Stuttgart 1963 and W. D. Bensinger in "Rotary Piston Combustion Engines" Springer - Verlag Berlin 1973.

Jeder der bekannten Rotationskolbenmaschinen weist Nach teile auf, die einer großtechnischen Nutzung im Wege stehen. Diese Nachteile betreffen zuerst das Problem der Abdichtung des Arbeitsraumes, weitere Nachteile sind beispielsweise wie beim bekannten Wankelmotor die ungünstige Geometrie des Arbeitsraumes oder bei vielen Bauformen der Einsatz von dünnwandigen Maschinenteilen.Each of the known rotary piston machines detects parts that stand in the way of large-scale use. These disadvantages first concern the problem of sealing the work space, other disadvantages are for example as with the well-known Wankel engine, the unfavorable geometry of the Workspace or in many designs the use of thin-walled machine parts.

Eine günstige Form des Arbeitsraumes wird bei den bekannten Rotationskolbenmaschinen außenachsiger Bauart mit parallel achsigen Drehkolben im Gegeneingriff erreicht. Diese Bau form wird erstmals 1935 in USP 2097881 mit vier ovalen Dreh kolben beschrieben. Gleichartig sind Bauformen mit drei Drehkolben in abgerundeter Dreieckform gemäß DE-OS 20 50 571 oder mit einer größeren Anzahl von Drehkolben, die mehrere Arbeitsräume bilden, wie z. B. in DE-OS 32 41 253. Alle diese und weitere gleichartige Lösungen haben den gemeinsamen Nachteil, daß die Außenkontur der Drehkörper durch die geometrische Anordnung der Drehkörper streng vorgegeben ist und jede Abweichung von dieser Kontur zum Versagen der Funktion führt. Weiterhin ist es erforderlich, zur Gewähr leistung der Drehbarkeit der Drehkolben einen Spalt zu be lassen, der zwangsläufig zur Undichtheit des Systems führt. Die praktische Realisierung derartiger Lösungen scheitert auch an der geforderten hohen Präzision der Teile und deren Lagerung, da die Anordnungen nicht dazu geeignet sind, Ab weichungen vom der idealen Form, die sowohl bei der Ferti gung als auch im Betrieb infolge Wärmedehnung unausweichlich sind, auszugleichen.A well-known form of the work space is known in the Rotary piston machines of the external axis type with parallel axial rotary piston reached in counter-engagement. This construction form first appeared in 1935 in USP 2097881 with four oval rotations piston described. Designs with three are similar Rotary piston in a rounded triangular shape according to DE-OS 20 50 571 or with a larger number of rotary lobes, which are several Form workspaces, such as B. in DE-OS 32 41 253. All of these and other similar solutions have one thing in common Disadvantage that the outer contour of the rotating body by the geometric arrangement of the rotating body strictly specified is and any deviation from this contour to failure of the Function leads. Furthermore, it is necessary to guarantee performance of the rotatability of the rotary lobes to be a gap leave, which inevitably leads to leakage of the system. The practical implementation of such solutions fails also the required high precision of the parts and their Storage, since the arrangements are not suitable, Ab deviations from the ideal form, both in the Ferti and inevitable due to thermal expansion are to be balanced.

In DE-OS 36 21 006 ist der Versuch dargestellt, den beschrie benen Mangel der Dichtheit zwischen den Drehkörpern mittels in ihrer Lage veränderlichen Drehachsen der Drehkörper zu beseitigen. Diese Lösung ist technisch sehr aufwendig und versagt infolge ihrer Trägheit bei hohen Drehzahlen.DE-OS 36 21 006 shows the experiment described lack of tightness between the rotating bodies position of the rotating bodies changing in their position remove. This solution is technically very complex and fails due to its inertia at high speeds.

In einer Variante von DE-OS 24 29 376 ist ein zweiteiliger Prismenkolben beschrieben, bei dem die Abdichtung mittels eines verschiebbaren Verstellgliedes bewirkt werden soll. Da die Dichtlinie bei Drehkolbenmaschinen im Gegeneingriff ständig um die Drehkolben herum wandert, kann eine derarti ge Lösung die Abdichtung nur in einem kleinen Teilbereich verbessern und scheitert dann, wenn die Dichtlinie über die Grenze des Verstellgliedes wandert.In a variant of DE-OS 24 29 376 is a two-part Prismatic bulb described, in which the seal by means of a displaceable adjusting member is to be effected. Because the sealing line in rotary lobe machines counteracts constantly moving around the rotary lobes, such a solution only in a small area improve and fail if the sealing line over the Limit of the actuator moves.

Eine andere Variante zur Verbesserung der Dichtheit zwischen den Drehkörpern ist in DE-OS 37 09 030 und in USP 4934325 dar gestellt. Hierbei wird eine handelförmige Dichtleiste zwi schen den Drehkörpern eingesetzt. Diese Dichtleiste behindert die Drehbewegung vor allem bei hohen Drehzahlen und ist bei den hohen Temperaturen bei Motoranwendung werkstoffseitig schwer beherrschbar.Another variant to improve the tightness between the rotating bodies is in DE-OS 37 09 030 and in USP 4934325 posed. Here, a commercial sealing strip between the rotating bodies. This sealing strip hampers the rotary motion especially at high speeds and is at the high temperatures in the engine application on the material side difficult to control.

Der Schwerpunkt der Beschreibungen von bekannten Rotations kolbenmaschinen ist die Darlegung der Bildung des Arbeits raumes, ohne daß Lösungen zum stirnseitigen Abschluß des Arbeitsraumes dargelegt werden. Die stirnseitige Abdichtung bereitet zusätzliche Probleme, da die Anwendung von Dicht leisten oder Dichtringen analog dem Wankelmotor vor allem bei umlaufender Dichtlinie im Bereich der Stirnseitenkante nicht möglich ist. Dieses Problem vergrößert sich im Bet riebszustand, da infolge Wärmedehnung unterschiedlich ther misch belasteter Teile mit einer Veränderung eines möglichen Spaltes zwischen den Drehkörpern und den Gehäusestirnwän den gerechnet werden muß.The focus of the descriptions of known rotations piston machines is the presentation of the formation of work space without solutions for the frontal closure of the Working space are set out. The front seal causes additional problems since the use of sealing perform or sealing rings analogous to the Wankel engine above all with all-round sealing line in the area of the front edge not possible. This problem increases in bet Frictional condition, because ther mixed parts with a change of a possible Gap between the rotating bodies and the housing end walls that must be reckoned with.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei Rotationskol benmaschinen außenachsiger Bauart mit mehreren Drehkörpern im Gegeneingriff eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Drehkörpern und zwischen den Drehkörpern und den Gehäuse stirnwänden herzustellen, die keine hohen Forderungen an spezielle geometrische Formen stellt und in der Lage ist, Fertigungstoleranzen und Veränderungen der Teile infolge thermischer Belastungen auszugleichen.The invention is based on the problem with Rotationskol machine with an external axis design with several rotating bodies a reliable seal between the Rotating bodies and between the rotating bodies and the housing Manufacture end walls that do not have high demands special geometric shapes and is able to Manufacturing tolerances and changes in parts as a result to compensate for thermal loads.

Erfindungsgemäß wird das Problem durch die in den Patent ansprüchen 1 bis 11 angegebenen Lösungsvarianten überwunden. Die darin angeführten technischen Hinweise sind dafür ge eignet, auf einfache Weise eine Rotationskolbenmaschine her zustellen, die als Verbrennungskraftmaschine oder in analo ger Weise als Pumpe einsetzbar ist.According to the invention the problem is solved by the in the patent claims 1 to 11 specified solution variants overcome. The technical information contained therein is ge suitable, a rotary piston machine in a simple manner deliver that as an internal combustion engine or in analog can be used as a pump.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erreicht, daß mit der linearen Beweglichkeit der Drehkörper eine Abdichtung zwi schen den Drehkörpern untereinander in jeder Drehphase, bei der im Arbeitsraum ein hoher Druck herrscht, gewährleistet wird. Hierzu müssen die Drehkörper in einem bestimmten Win kel, der durch die lineare Bewegungsrichtung der Drehkörper und die angegebene Form des Drei-, Vier- oder Fünfecks vor gegeben ist, zueinander angeordnet sein. Die in den Dreh körpern vorhandenen mechanischen oder pneumatischen Vorrich tungen pressen einen jeden Drehkörper entgegen dem Druck im Arbeitsraum gegen seinen benachbarten Drehkörper.With the solution according to the invention it is achieved that with the linear mobility of the rotating body a seal between between the rotating bodies in each rotating phase, at that there is high pressure in the work area becomes. For this, the rotating body must be in a certain win kel by the linear direction of movement of the rotating body and the specified shape of the triangle, pentagon or pentagon is given to be arranged to each other. The one in the shoot body existing mechanical or pneumatic device tings press each rotating body against the pressure in the Working space against its neighboring rotating body.

Die Abdichtung zwischen Drehkörper und Gehäusestirnwand wird bei niedrigen Forderungen durch eine starre und bei hohen Forderungen durch eine bewegliche Anordnung mindestens einer Gehäusestirnwand oder von Teilbereichen dieser erreicht. In den Drehkörpern sind als mechanische Vorrichtungen zur linearen Bewegung Federn vorhanden, die mittels Exzenter unterschiedlich stark den Drehkörper gegen den Arbeitsdruck und gegen den benachbarten Drehkörper pressen. Als pneuma tische Vorrichtungen wirken in gleicher Weise Druckkammern in den Drehkörpern, die über die Stirnseiten und über Kanäle in mindestens einer Gehäusestirnwand einen angepaßten Ge gendruck erzeugen können. Erfindungsgemäß wird der Gegen druck mit Hilfe des Arbeitsdruckes erreicht. Die Umkehrung der Druckverhältnisse in den beiden Druckkammern eines jeden Drehkolbens vor Erreichen des maximalen Arbeitsraumes führt dazu, daß die dem Arbeitsraum abgewandte Seite des Drehkör pers im Folgeschritt an den jeweils benachbarten Drehkörper angepreßt wird. Erfindungsgemäß werden in den Drehkörpern die Druckkammern zwischen einem Mitnehmerkörper und der Dreh körperwand gebildet, wobei zwischen den beiden Druckkammern ein Gleitspalt entsteht, der mit Dichtelementen abgedichtet ist. Erfindungsgemäß wird bei der beweglichen Anordnung ei ner Gehäusestirnwand oder von Teilbereichen dieser der sich zum Gehäuse bildende Spalt dazu genutzt, dem Arbeitsdruck einen Gegendruck gegenüberzustellen. Die Abdichtung dieses Spaltes wird durch seine teilweise Gestaltung als Ringspalt erreicht, in dem bekannte Dichtelemente eingesetzt sind. Vorteilhafterweise wird durch eine Verbindung mit dem Arbeits raum der Arbeitsdruck als Gegendruck genutzt. Die beschrie bene Anordnung der Rotationskolbenmaschine bietet eine Viel zahl von Varianten bei der Wahl der Form der Drehkörper. Die gewählte Form der Drehkörper bestimmt in Abhängigkeit von der Anzahl der Drehkörper, welche Abstände zwischen der Drehachse und der geometrischen Mittelachse der Drehkörper mit der Linearbewegung ausgeglichen werden müssen. Bei einer Anordnung von drei oder fünf Drehkörpern entstehen unab hängig von der Drehkörperform in jedem Fall größere Abstände zwischen der geometrischen Mittelachse und der Drehachse der Drehkörper. Die geringsten Abstände zwischen der geo metrischen Mittelachse und der Drehachse der Drehkörper sind bei Verwendung von vier Drehkörpern mit der Außenkontur vor handen, die sich durch vier symmetrisch angeordnete Kreisbo gen, deren Mittelpunkte einen gleichen Abstand zur geometri schen Mittelachse der Drehkörper aufweisen, beschreiben las sen. Bei dieser Form dient die Linearbewegung der Drehkörper dem Ausgleich der Formveränderung durch eventuelle thermi sche Belastung oder durch Formabweichungen. Bei allen Formen, die eine flachere Gestalt als die vorstehend beschriebene Form aufweisen, verändert sich bei Verwendung von vier Dreh körpern das Volumen der Druckkammern in den Drehkörpern der gestalt, daß es nach Überschreitung der Drehphase des mini malen Arbeitsraumes in der dem Arbeitsraum zugewandten Druck kammer zu einer begrenzten Volumenvergrößerung kommt, die zur Vergrößerung des Gesamtarbeitsraumes beiträgt und damit positiv auf den Einsatz als Verbrennungskraftmaschine wirkt. Die dargelegte erfindungsgemäße Lösung besitzt gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß bei Rotationskolbenmaschi nen außenachsiger Bauart mit mehreren Drehkörpern im Gegen eingriff eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Drehkör pern und zwischen den Drehkörpern und den Gehäusestirnwän den erreicht wird, wobei keine hohen Forderungen an speziel le geometrische Formen der Drehkörper gestellt werden und die Anordnung in der Lage ist, Fertigungstoleranzen und Ver änderungen infolge thermischer Belastung auszugleichen. Damit sind die technischen Voraussetzungen geschaffen, eine Bauform von Rotationskolbenmaschinen zu nutzen, die eine vorteilhafte Form des Arbeitsraumes aufweist, die der idealen Form nahekommt. Darüberhinaus haben Varianten der beschrie benen Lösung den Vorteil, daß die Reibungskräfte minimal sind, da sich an jeder Reibungsfläche der Anpreßdruck in Abhängig keit vom jeweiligen Arbeitsdruck selbstregulierend einstellt. Ein weiterer Vorteil von Varianten der beschriebenen Lösung besteht darin, daß alle Teile sowohl aus traditionellen Werk stoffen als auch aus keramischen Werkstoffen unkompliziert hergestellt werden können und insbesondere durch ihre ein fache Form auch bei hohen Drehzahlen eine hinreichend lange Lebensdauer für eine technische Anwendung erwarten lassen.The seal between the rotating body and the front wall of the housing for low demands by a rigid one and for high ones Requirements due to a movable arrangement of at least one Front wall of the housing or parts of it reached. In the rotating bodies are as mechanical devices for linear motion springs present by means of eccentrics the rotating body against the working pressure to different degrees and press against the adjacent rotating body. As a pneuma table devices act in the same way pressure chambers in the rotating bodies, over the end faces and over channels an adapted Ge in at least one housing end wall can generate counter pressure. According to the counterpart pressure reached with the help of the working pressure. The reverse the pressure ratios in each of the two pressure chambers Before reaching the maximum working space to ensure that the side of the rotary body facing away from the work area pers in the next step to the adjacent rotating body is pressed. According to the invention in the rotating bodies the pressure chambers between a driver body and the rotation body wall formed, between the two pressure chambers a sliding gap is created, which is sealed with sealing elements is. According to the invention in the movable arrangement ei ner housing end wall or parts of this the itself used to form the housing gap, the working pressure to counteract a back pressure. Sealing this Due to its partial design, the gap becomes an annular gap achieved in which known sealing elements are used. Advantageously, by connecting to work the working pressure is used as counter pressure. The described The arrangement of the rotary piston machine offers a lot Number of variants when choosing the shape of the rotating body. The selected shape of the rotating body depends on on the number of rotating bodies, which distances between the Axis of rotation and the geometric center axis of the rotating body must be balanced with the linear movement. At a Arrangements of three or five rotating bodies are created independently depending on the shape of the rotating body, larger distances in any case between the geometric center axis and the axis of rotation the rotating body. The smallest distances between the geo metric central axis and the axis of rotation of the rotating body when using four rotating bodies with the outer contour act by four symmetrically arranged circular bo conditions whose centers are the same distance from the geometri have the central axis of the rotating body, described read sen. In this form, the linear movement of the rotating body is used the compensation of the change in shape by possible thermi strain or due to shape deviations. With all forms, which has a flatter shape than that described above Having shape changes when using four rotations represent the volume of the pressure chambers in the rotating bodies of the shape that after the rotation phase of the mini paint the work space in the pressure facing the work space chamber comes to a limited volume increase that contributes to the enlargement of the total work space and thus has a positive effect on use as an internal combustion engine. The solution according to the invention has compared to that The prior art has the advantage that in rotary piston machines NEN-axis design with several rotating bodies in the counter engaged a reliable seal between the rotary bodies pern and between the rotating bodies and the housing end walls which is achieved, with no high demands on special le geometric shapes of the rotating bodies are provided and the arrangement is capable of manufacturing tolerances and ver Compensate for changes due to thermal stress. This creates the technical requirements, one To use the design of rotary piston machines, the one has advantageous shape of the work space, that of the ideal Form comes close. In addition, variants of the described benen solution the advantage that the frictional forces are minimal, since the contact pressure is dependent on each friction surface self-regulating the working pressure. Another advantage of variants of the solution described is that all parts are both traditional work fabrics as well as ceramic materials can be produced and in particular by their a simple form is sufficient even at high speeds expect a long service life for a technical application to let.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert, zu denen in den Fig. 1 bis 8 Prinzipskizzen dargestellt sind. In den Figuren wird auf die Eintragung von üblicherweise für die Funktion erforder lichen Elementen, beispielsweise Ventile, verzichtet, da deren Anordnung aus dem Stand der Technik hinreichend be kannt ist.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments, to which schematic diagrams are shown in FIGS. 1 to 8. In the figures, the entry of elements normally required for the function, for example valves, is dispensed with, since their arrangement is sufficiently known from the prior art.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine mit vier Drehkörpern 1 dargestellt. Diese Drehkörper 1 sind um die Drehachse 2 drehbar gelagert und zusätzlich entlang der Geraden 4 linear beweglich angeordnet. Die Geraden 4 der Linearbewegung bilden ein gleichseitiges Viereck mit den Schnittpunkten 3. In diesem Beispiel ist eine Drehphase dar gestellt, bei der die Drehkörper 1 um die geometrische Mit telachse 8 der Rotationskolbenmaschine einen mittelgroßen Arbeitsraum 7 umschließen. Die Außenkontur dieser Drehkörper 1 wird durch vier Kreisbögen widergespiegelt, deren gegen überliegende Mittelpunkte, als Hilfslinien dargestellt, ei nen jeweils gleichen Abstand zur geometrischen Mittelachse 26 der Drehkörper 1 besitzen. Die Linearbewegung der Drehkör per 1 gleicht den Abstand zwischen der Drehachse 2 der Dreh körper 1 und der geometrischen Mittelachse 26 der Drehkör per 1 aus und führt zu einer zuverlässigen Abdichtung der Drehkörper 1 untereinander.In Fig. 1, a rotary piston machine of the invention is illustrated with four rotary bodies 1. These rotating bodies 1 are rotatably mounted about the axis of rotation 2 and are additionally arranged to be linearly movable along the straight line 4 . The straight lines 4 of the linear movement form an equilateral square with the intersection points 3 . In this example, a rotation phase is shown, in which the rotary body 1 enclose a medium-sized working space 7 around the geometric center axis 8 of the rotary piston machine. The outer contour of this rotating body 1 is reflected by four circular arcs, the opposite center points, shown as auxiliary lines, each have the same distance to the geometric central axis 26 of the rotating body 1 . The linear movement of the rotary body per 1 compensates for the distance between the axis of rotation 2 of the rotary body 1 and the geometric central axis 26 of the rotary body per 1 and leads to a reliable sealing of the rotary body 1 with one another.

Eine gleichartige Rotationskolbenmaschine mit drei Drehkör pern 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist eine Drehphase er faßt, bei der die Geraden 4 der Linearbewegung die Drehachsen 2 der benachbarten Drehkörper 1 schneiden. Entsprechend der Anzahl der Drehkörper 1 wird zwischen den Schnittpunkten 3 der Geraden 4 ein Dreieck gebildet. Die Außenkontur der Dreh körper 1 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dadurch, daß in diesem Beispiel zwei Kreisbögen einen unendlichen Radius aufweisen und als Geraden dargestellt sind. Die gewählte Drehkörperzahl und die Drehkörpergeometrie führen dazu, daß mit der Linearbewegung ein großer Abstand zwischen der Drehachse 2 und der geometrischen Mittelachse 26 der Dreh körper ausgeglichen werden muß.A similar rotary piston machine with three rotary bodies 1 is shown in Fig. 2. Here is a phase of rotation he summarizes, in which the straight line 4 of the linear movement intersect the axes of rotation 2 of the adjacent rotating body 1 . Depending on the number of rotating bodies 1 , a triangle is formed between the intersections 3 of the straight lines 4 . The outer contour of the rotary body 1 differs from that in Fig. 1 in that in this example two arcs have an infinite radius and are shown as straight lines. The selected number of rotating bodies and the rotating body geometry lead to the fact that with the linear movement a large distance between the axis of rotation 2 and the geometric central axis 26 of the rotating body must be compensated.

Die in Fig. 3 dargestellte Drehkolbenmaschine mit fünf Dreh körpern 1 unterscheidet sich von der Drehkolbenmaschine aus Fig. 2 lediglich in der Anzahl der Drehkörper 1. Dementspre chend wird zwischen den Schnittpunkten 3 der Geraden 4 der Linearbewegung ein Fünfeck gebildet. Ebenso wie bei Fig. 2 wird mit der Linearbewegung ein großer Abstand zwischen der Drehachse 2 und der geometrischen Mittelachse 26 der Dreh körper 1 ausgeglichen.The rotary piston machine shown in FIG. 3 with five rotary bodies 1 differs from the rotary piston machine from FIG. 2 only in the number of rotary bodies 1 . Accordingly, a pentagon is formed between the intersections 3 of the straight lines 4 of the linear movement. As with Fig. 2, a large distance between the rotating shaft 2 and the geometric central axis is offset 26 of the rotating body 1 with the linear movement.

Fig. 4 zeigt eine Variante der mechanischen Vorrichtungen 5, die jeweils in Richtung der Linearbewegung in den Drehkör pern 1 angeordnet sind. Hierbei sind Federn 12 auf beiden Stirnseiten 11 und auf beiden Seiten der Richtung der Linear bewegung in den Drehkörpern 1 angeordnet. Die Federenden 13 sind auf beiden Stirnseiten 11 je an einem Exzenter 14, der starr an der jeweiligen Gehäusestirnwand 9 befestigt ist, gelagert. Diese Exzenter 14 haben ihre größte Ausdehnung in Richtung der geometrischen Mittelachse 8 der Rotationskol benmaschine und führen damit bei dem höchsten Druck im Ar beitsraum 7 zum höchsten Gegendruck. Fig. 4 shows a variant of the mechanical devices 5 , each of which is arranged in the direction of the linear movement in the rotary bodies 1 . Here springs 12 are arranged on both end faces 11 and on both sides of the direction of the linear movement in the rotating bodies 1 . The spring ends 13 are each supported on both end faces 11 on an eccentric 14 which is rigidly attached to the respective housing end wall 9 . These eccentrics 14 have their greatest extent in the direction of the geometric central axis 8 of the rotary piston machine and thus lead at the highest pressure in the working space 7 to the highest back pressure.

Eine Variante einer pneumatischen Vorrichtung 6 in den Dreh körpern 1 ist in Fig. 5 dargestellt. Hierbei befindet sich auf der Drehachse 2 ein starr mit ihr verbundener Mitnehmer körper 18, der eine gleiche Höhe wie der Drehkörper 1 besitzt. Dieser Mitnehmerkörper 18 ist gleitend in linearer Bewegungs richtung im Drehkörper 1 angeordnet, so daß sich parallel zur linearen Bewegungsrichtung zwischen dem Mitnehmerkörper 18 und der Drehkörperwand 19 Gleitspalte 20 und jeweils in linearer Bewegungsrichtung eine Druckkammer 15 zwischen dem Mitnehmerkörper 18 und der Drehkörperwand 19 bilden. In den Gleitspalten 20 sind Dichtelemente, beispielsweise Dicht schlitze 21 und Dichtleisten angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Breite der Druckkammer 15 quer zur Richtung der Linear bewegung größer als der Abstand zwischen den beiden Dicht linien 23, die bei minimalem Volumen des Arbeitsraumes 7 zu den beiden benachbarten Drehkörpern 1 gebildet werden. Die an den Stirnseiten der Drehkörper 1 offenen Druckkammern 15 stehen über Kanäle 16, die bevorzugt in dem Teil der Ge häusestirnwände 9 angeordnet sind, der ständig von einem Teil der Stirnseiten 11 der Drehkörper 1 überstrichen wird, in Verbindung mit Räumen veränderbaren Druckes. Bei einer be vorzugten Variante der Erfindung wird als einer dieser Räume der Arbeitsraum 7 genutzt, so daß der Arbeitsdruck selbst den Drehkörper gegen den Arbeitsraum 7 drückt. Hierbei be sitzt die gegenüberliegende Druckkammer 15 über Kanäle 16 zur Druckentlastung bevorzugt Verbindung zum Außenraum 17 Diese Druckverteilung sichert die Abdichtung während der Drehphasen, bei denen Druck im Arbeitsraum 7 vorhanden ist. Noch vor dem Erreichen des maximalen Volumens des Arbeits raumes 7 wird diese Druckverteilung durch die Anordnung von Kanälen 16 umgekehrt, um die bei diesen Drehphasen außen liegende Seite der Drehkörper 1 bei den nachfolgenden Dreh phasen an den jeweils benachbarten Drehkörper 1 anzudrücken. Diese Druckumkehr erfolgt innerhalb der Drehphasen 45° bis 90° sowie 225° bis 270°.A variant of a pneumatic device 6 in the rotating bodies 1 is shown in Fig. 5. Here is located on the axis of rotation 2 a rigidly connected driver body 18 , which has the same height as the rotating body 1 . This driver body 18 is slidably arranged in the linear direction of movement in the rotating body 1 , so that parallel to the linear direction of movement between the driver body 18 and the rotating body wall 19 sliding gaps 20 and in each case in the linear direction of movement form a pressure chamber 15 between the driving body 18 and the rotating body wall 19 . In the sliding gaps 20 sealing elements, for example sealing slots 21 and sealing strips are arranged. According to the invention, the width of the pressure chamber 15 transverse to the direction of the linear movement is greater than the distance between the two sealing lines 23 , which are formed with a minimum volume of the working space 7 to the two adjacent rotating bodies 1 . The open at the end faces of the rotating body 1 pressure chambers 15 are connected via channels 16 , which are preferably arranged in the part of the housing end walls 9 Ge, which is constantly swept by a part of the end faces 11 of the rotating body 1 , in connection with spaces of variable pressure. In a preferred variant of the invention, the working space 7 is used as one of these spaces, so that the working pressure itself presses the rotating body against the working space 7 . Be the opposite pressure chamber 15 via channels 16 for pressure relief preferably connects to the outside 17 This pressure distribution secures the seal during the rotation phases, in which pressure is present in the working space 7 . Even before the maximum volume of the working space 7 is reached, this pressure distribution is reversed by the arrangement of channels 16 in order to press the outer side of the rotating body 1 during these rotating phases in the subsequent rotating phases against the adjacent rotating body 1 . This pressure reversal takes place within the turning phases 45 ° to 90 ° and 225 ° to 270 °.

In Fig. 6 ist eine vorteilhafte Variante der erfindungsge mäßen Rotationskolbenmaschine als Diagonalquerschnitt darge stellt. In dieser Variante wird eine Gehäusestirnwand 9 ver wendet, die in Teilbereichen 10 parallel zur Mittelachse 8 der Rotationskolbenmaschine beweglich angeordnet ist. Zwi schen dem beweglichen Teilbereich 10 der Gehäusestirnwand 9 und dem Gehäuse 24 ist ein Spalt vorhanden, der vorzugsweise über die Aussparung in der Mitte eine Verbindung mit dem Ar beitsraum 7 aufweist. In einem Teilbereich ist dieser Spalt parallel zur geometrischen Mittelachse 8 der Rotationskolben maschine als Ringspalt ausgeführt, in dem bevorzugt Dicht elemente, beispielsweise Ringnut und Kolbenring angeordnet sind. In dem mit dem Arbeitsraum 7 verbundenen Teil des Spal tes wirkt der Arbeitsdruck auf die Außenseite des bewegli chen Teilbereiches 10 der Gehäusestirnwand 9 und drückt diese mit unterschiedlicher Intensität gegen die Stirnseiten 11 der Drehkörper 1. Vorteilhafterweise ist der Kanal 16 zu den Druckkammern 15 der Drehkörper 1 in diesem Teilbereich 10 der Gehäusestirnwand 9 zu dem mit dem Arbeitsraum 7 in Ver bindung stehenden Spalt geführt. In Fig. 6 sind die Drehkör per 1 mit ihren Mitnehmerkörpern 18 und den Drehkörperwänden 19 und den Drehachsen 2 bei einer Drehphase mit minimalem Volumen des Arbeitsraumes 7 dargestellt. Die innere Druck kammer 15 besitzt Verbindung zum Arbeitsraum 7, die äußere Druckkammer 15 zum Außenraum 17.In Fig. 6 an advantageous variant of the erfindungsge MAESSEN rotary piston machine is a diagonal cross-section provides Darge. In this variant, a housing end wall 9 is used , which is movably arranged in partial areas 10 parallel to the central axis 8 of the rotary piston machine. Between the movable sub-area 10 of the housing end wall 9 and the housing 24 there is a gap, which preferably has a connection to the working space 7 via the recess in the middle. In a partial area, this gap is designed as an annular gap parallel to the geometric central axis 8 of the rotary piston machine, in which sealing elements, for example an annular groove and a piston ring, are preferably arranged. In the part of the gap connected to the working space 7 , the working pressure acts on the outside of the movable portion 10 of the housing end wall 9 and presses it with different intensity against the end faces 11 of the rotating body 1 . Advantageously, the channel 16 is guided to the pressure chambers 15 of the rotary body 1 in this portion 10 of the housing end wall 9 to the connection to the working chamber 7 in United standing gap. In Fig. 6, the Drehkör by 1 with their driver bodies 18 and the rotating body walls 19 and the axes of rotation 2 are shown in a rotation phase with a minimal volume of the working space 7 . The inner pressure chamber 15 has a connection to the working space 7 , the outer pressure chamber 15 to the outer space 17th

Die Fig. 7 und die Fig. 8 stellen zwei der Vielzahl von mög lichen Varianten der Gestaltung der Außenkontur der Drehkör per 1 vor. Es wird dargestellt, daß bei der idealen Form, bei der die Mittelpunkte der vier Kreisbogen einen gleichen Abstand zur geometrischen Mittelachse 26 der Drehkörper 1 aufweisen, die lineare Bewegung der Drehkörper allein dem Ausgleich von thermischen Veränderungen oder Abweichungen von der Idealform dient und damit nur eine geringe Breite der Druckkammer 15 in Bewegungsrichtung erforderlich ist. Demgegenüber erfordern die Abweichungen von der idealen Form eine entsprechende Breite der Druckkammer 15 in linearer Be wegungsrichtung. Die Außenkontur kann den Erfordernissen des Arbeitsprozesses angepaßt werden, da mit dieser Veränderung eine Modifizierung der Abhängigkeit des Volumens des Arbeits raumes 7 vom Phasenwinkel möglich ist. Fig. 7 and Fig. 8 represent two of the variety of possi ble variants of the design of the outer contour of the rotary body by 1 . It is shown that in the ideal shape, in which the centers of the four arcs are equidistant from the geometric center axis 26 of the rotating body 1 , the linear movement of the rotating body only serves to compensate for thermal changes or deviations from the ideal shape and thus only one small width of the pressure chamber 15 is required in the direction of movement. In contrast, the deviations from the ideal shape require a corresponding width of the pressure chamber 15 in the linear direction of movement Be. The outer contour can be adapted to the requirements of the work process, since with this change it is possible to modify the dependence of the volume of the work space 7 on the phase angle.

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

1 Drehkörper
2 Drehachse der Drehkörper
3 Schnittpunkte
4 Geraden
5 mechanische Vorrichtungen
6 pneumatische Vorrichtungen
7 Arbeitsraum
8 geometrische Mittelachse der Rotationskolbenmaschine
9 Gehäusestirnwand
10 Teilbereich der Gehäusestirnwand
11 Stirnseiten der Drehkörper
12 Federn
13 Federenden
14 Exzenter
15 Druckkammern
16 Kanäle
17 Außenraum
18 Mitnehmerkörper
19 Drehkörperwand
20 Gleitspalt
21 Dichtschlitze
22 Dichtleisten
23 Dichtlinien
24 Gehäuse
25 Ringspalt
26 geometrische Mittelachse der Drehkörper 1 rotating body
2 axis of rotation of the rotating body
3 intersections
4 straight lines
5 mechanical devices
6 pneumatic devices
7 work space
8 geometric center axis of the rotary piston machine
9 housing end wall
10 section of the housing end wall
11 end faces of the rotating body
12 feathers
13 spring ends
14 eccentrics
15 pressure chambers
16 channels
17 outdoor space
18 driver body
19 rotating body wall
20 sliding gap
21 sealing slots
22 sealing strips
23 sealing lines
24 housing
25 annular gap
26 geometric center axis of the rotating body

Claims

1. Rotary piston machine of external-axis design with several rotating bodies in counter-engagement, in which the axes of rotation of three, four or five identical rotating bodies are arranged at the same distance and parallel to the geometric center axis of the rotating piston machine and at a constant distance next to one another, in which the rotating bodies have an elliptical, be oval or oblong-rounded shape, which is formed from man surfaces arranged parallel to the axis of rotation and faces arranged parallel to the plane of rotation and in which a closed working space is formed between the rotating bodies and the two housing end walls arranged parallel to the faces of the rotating bodies corresponding to the rotation phases of the rotating body coupled via a gear in the same direction of rotation has a maximum size at a rotation phase of 0 ° and 180 ° and a minimum size at a rotation phase of 90 ° and 270 °,
characterized,
that the rotating bodies ( 1 ) are additionally arranged to be linearly movable radially to the respective rotating axis ( 2 ), the intersections ( 3 ) of straight lines ( 4 ) running in the linear direction of movement of the rotating bodies ( 1 ) being an equilateral, corresponding to the number of rotating bodies ( 1 ) Form a triangle, a pentagon or a pentagon,
that each rotating body ( 1 ) on both sides in the direction of the linear movement as a function of the rotating phase controllable mechanical devices ( 5 ) or pneumatic devices ( 6 ) and in the rotating phases in which the working space ( 7 ) is designed as a pressure chamber, the Drehkör by ( 1 ) with the side, which is closer to the geometric center axis ( 8 ) of the rotary piston machine, are positively arranged on at least one of the adjacent rotating body ( 1 ) and
that the two housing end walls ( 9 ) in the entire area of the rotary body ( 1 ) or in partial areas ( 10 ) thereof are rigid or non-positive on the end faces ( 11 ) of the rotary body ( 1 ).

2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that as mechanical devices ( 5 ) in the rotating bodies ( 1 ) springs ( 12 ) are arranged, the axis of rotation ( 2 ) of the rotating body ( 1 ) directed spring ends ( 13 ) on one with the Housing end wall ( 9 ) connected eccentric ( 14 ) are slidably ge and the eccentric ( 14 ) in the direction of the geometric central axis ( 8 ) of the rotary piston machine has its greatest extent.

3. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that as pneumatic devices ( 6 ) in the rotating bodies ( 1 ) preferably pressure chambers ( 15 ) are arranged, which over the end faces ( 11 ) of the rotating body ( 1 ) and channels ( 16 ) in min at least one of the housing end walls ( 9 ) in connection with spaces of variable pressure, preferably with the working space ( 7 ) or the outside space ( 17 ) of the rotary piston machine.

4. Rotary piston machine according to claim 1 or 3, characterized in that the channels ( 16 ) of the housing end wall ( 9 ) are arranged in the region in which a part of the end face ( 11 ) of the rotating body ( 1 ) faces in each rotation phase, with at least a rotation phase of 45 ° to 90 ° and 225 ° to 270 °, the pressure chambers ( 15 ) of the sides of the rotating body ( 1 ), which are arranged closer to the geometric central axis ( 8 ) of the rotary piston machine, a connection to the outside ( 17 ) and / or the pressure chambers ( 15 ) on the opposite side of the rotating body ( 1 ) with the working space ( 7 ).

5. Rotary piston machine according to claim 1, 3 or 4, characterized in that on the axes of rotation ( 2 ) of the rotating body ( 1 ) Mitnehmerkör by ( 18 ) are arranged, the height with the end faces ( 11 ) of the rotating body ( 1 ) agree and each form in the direction of the linear movement between the driver body ( 18 ) and the rotating body wall ( 19 ) the pressure chambers ( 15 ) and on both sides parallel to the direction of the linear movement form a sliding gap ( 20 ) in the sealing elements, for example sealing slots ( 21 ) and sealing strips ( 22 ) are arranged.

6. Rotary piston machine according to claim 5, characterized in that the width of the pressure chambers ( 15 ) in the rotating bodies ( 1 ) transversely to the direction of the linear movement is greater than the distance between the two sealing lines ( 23 ), which are 90 ° and 270 ° during the rotating phase on one of the rotating bodies ( 1 ) to form the two adjacent rotating bodies ( 1 ).

7. Rotary piston machine according to claim 1, 3, 4, 5 or 6, characterized in that the non-positively fitting portion ( 10 ) of the housing end wall ( 9 ) or the entire housing end wall ( 9 ) parallel to the geometric center axis ( 8 ) of the rotary piston machine movable is and this to the subsequent housing ( 24 ) form a gap which in a partial area has a parallel to the geometric center axis ( 8 ) of the rotary piston machine running annular gap ( 25 ), in which sealing elements, for example annular groove and piston ring, are preferably arranged.

8. Rotary piston machine according to claim 7, characterized in that the movably arranged housing end wall ( 9 ) or its portion in the region of the geometric central axis ( 8 ) of the rotary piston machine has a recess between the working space ( 7 ) and the gap to the housing and to this gap There is a connection to the pressure chambers ( 15 ) of the rotating bodies ( 1 ) via channels ( 16 ).

9. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer contour of the end faces ( 11 ) of the rotating body ( 1 ) is elongated and has an irregular, constantly to the geometric central axis ( 26 ) of the rotating body ( 1 ) having curvature .

10. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer contours of the end faces ( 11 ) of the rotating body ( 1 ) has a lenticular or elongated-rounded shape, which is reflected by four arcs and the opposite center points of each Circular arcs have the same distance from the geometric center axis ( 26 ) of the rotating bodies ( 1 ).

11. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer contour of the end faces ( 11 ) of the rotating body ( 1 ) preferably has a lenticular shape which approximates the ideal shape of known rotating body of Rotationskolbenma machines outer-axis type and approximately is reflected by four symmetrically arranged arcs, in which the centers of the arcs are at the same distance from the geometric center axis ( 26 ) of the rotating body ( 1 ).