DE10131819C1

DE10131819C1 - Rotary piston machine comprises a rotary piston positioned on a crank pin of a crankshaft arranged in a stationary housing and held by a holding device

Info

Publication number: DE10131819C1
Application number: DE10131819A
Authority: DE
Inventors: Manfred Max Rapp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-30
Filing date: 2001-06-30
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2021-07-01
Also published as: US20040213691A1; JP2004533574A; EP1402150A1; CN1518634A; WO2003004833A1

Abstract

The invention relates to a rotary piston machine comprising a rotary piston (6), which is mounted on the crank pin (5, 5') of a crankshaft accommodated in a stationary housing (1) and which held by a holding device (8, 9, 10, 11) whereby preventing its angular position with regard to housing from significantly changing. Said rotary piston forms, on its periphery, at least one pair of concave and convex surfaces (12, 13; 12', 13'), which engages with an associated pair of convex and concave surfaces (14, 15; 14', 15') located on a peripheral surface (3) of the housing, said peripheral surface surrounding the rotary piston. The pairs of concave and convex surfaces engage with one another over an angular range of the rotation of the crankshaft while forming a chamber and while altering the size of the chamber over this angular range. The holding device has a bearing device (9, 10, 11), which is situated at a distance from the crankshaft (M1) and with which the rotary piston (6) is mounted on the housing (1) in a manner that enables it to rotate around an arbor (9) that is parallel to the crankshaft (M1) and to be displaced toward the crankshaft. The distance between the crankshaft (M1) and the pivot bearing (9) of the bearing device (9, 10, 11) can be adjusted.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine.The invention relates to a rotary piston machine.

Eine Rotationskolbenmaschine mit der Merkmalsgruppe a des Anspruches 1 ist aus der EP 0644981 B1 bekannt.A rotary piston machine with the feature group a of claim 1 known from EP 0644981 B1.

Wie der genannten Schrift entnehmbar, ist bei diesem Maschinentyp ein Kolben auf dem Kurbelzapfen einer in einem Gehäuse gelagerten Kurbelwelle gelagert und vollführt dabei eine Parallelrotation, bei der er während seiner Rotation seine Winkellage zum Gehäuse beibehält.As can be seen from the cited document, there is a piston in this type of machine mounted on the crank pin of a crankshaft mounted in a housing and performs a parallel rotation in which it rotates its Maintains angular position to the housing.

Wie in der genannten Schrift ferner ausführlich beschrieben, weist der Kolben an seinem Umfang ein oder mehrere Paare von Konvex- und Konkavflächen auf, die an zugeordneten Konkav- und Konvexflächen einer Umfangswand des Gehäuses in- und außer kammerbildenden Eingriff gelangen. Während des Kammereingriffes laufen bei einer Kammer die Konvexfläche des Kolbens auf der Konkavflä che der Umfangswand und die Konkavfläche des Kolbens auf der Konvexfläche der Umfangswand dichtend entlang und schließen eine Kammer ab, die auch seitlich, im Falle der genannten Druckschrift mit Seitenwänden des Gehäuses, abgedichtet ist. Bei der Rotation während des Kammereingriffes ändert sich das Volumen der Kammer, und zwar mit einem vorteilhaft sehr großen Verdich tungsverhältnis.As also described in detail in the cited document, the piston instructs its circumference on one or more pairs of convex and concave surfaces that on associated concave and convex surfaces of a peripheral wall of the housing get inside and outside the chamber-forming intervention. During the chamber intervention the convex surface of the piston on a concave surface surface of the peripheral wall and the concave surface of the piston on the convex surface sealingly along the circumferential wall and closing off a chamber which also laterally, in the case of the mentioned publication with side walls of the housing, is sealed. This changes with the rotation during the chamber intervention Volume of the chamber, with an advantageously very large compression mance ratio.

Eine solche Maschine kann, wie in der genannten Schrift beschrieben, zu unter schiedlichen Zwecken verwendet werden, z. B. als Pumpe, als Brennkraftmaschi ne und insbesondere als Gaskompressor, der in einer Stufe, also in einer Kammer, eine sehr hohe Verdichtung erzielen kann.Such a machine can, as described in the cited document, under different purposes are used, e.g. B. as a pump, as an internal combustion engine ne and especially as a gas compressor, which in one stage, i.e. in a chamber, can achieve a very high compression.

Bei Lagerung des Kolbens auf einer Kurbelwelle ist die Winkellage des Kolbens um die Kurbelwelle zunächst unbestimmt. Es ist also eine Halteeinrichtung erfor derlich, die bei Drehung der Kurbelwelle die Änderung der Winkellage des Kol bens gegenüber dem Gehäuse verhindert. Bei der genannten bekannten Kon struktion sind zu diesem Zweck eine oder mehrere weitere Exzenterwellen vorge sehen, auf denen der Kolben gelagert ist und die winkelsynchron umlaufend vor gesehen sind.When the piston is mounted on a crankshaft, the angular position of the piston is around the crankshaft initially undefined. A holding device is therefore required derlich, the change in the angular position of the Kol prevented against the housing. In the known known Kon For this purpose, one or more additional eccentric shafts are provided see on which the piston is mounted and the circumferential synchronous are seen.

Nachteilig bei der bekannten Konstruktion sind die erforderlichen mehreren Kur belwellen, die im Kolben gelagert sind. Diese müssen im Abstand gelagert sein und verbrauchen somit viel Platz im Kolben und schränken die konstruktiven Möglichkeiten erheblich ein. Ferner müssen die Kurbelzapfenlagerungen im Kol ben, da sie im Abstand liegen müssen, am Rand des Kolbens, also in der Nähe der an dessen Umfang ausgebildeten Kammern angeordnet sein und sind dort thermisch hoch belastet. Dies führt zu Haltbarkeitsproblemen der Maschine. A disadvantage of the known construction is the need for several treatments belwellen, which are stored in the piston. These must be stored at a distance and thus take up a lot of space in the piston and restrict the design Opportunities significantly. Furthermore, the crank pin bearings in the col ben, since they must be at a distance, on the edge of the piston, so close of the chambers formed on its circumference and are there highly thermally stressed. This leads to machine durability problems.

Eine Rotationskolbenmaschine mit der Merkmalsgruppe b des Anspruches 1 ist aus der DE 32 31 756 A1 bekannt. Es handelt sich um eine Maschine mit einem Spiralkolben, der wie bei der vorgenannten bekannten Konstruktion parallel ro tierend angetrieben ist. In den Fig. 3 und 4 dieser Schrift ist dargestellt, daß als Halterungseinrichtung zur Parallelführung des Kolbens eine im Abstand zur Kurbelwelle vorgesehene Lagereinrichtung dient. Diese Lagereinrichtung ist konstruktiv wesentlich einfacher als die aus der erstgenannten Schrift, die aus zusätzlichen Kurbelwellen besteht. Sie ergibt auch nur eine angenäherte parallel rotierende Bewegung mit leichter Kippkomponente, die bei entsprechend groß gewähltem Abstand zwischen der Kurbelwelle und der Lagereinrichtung jedoch tolerierbar ist, bzw. durch geringe Formänderungen der kammerbildenden Flä chen am Kolben und/oder der Umfangswand ausgleichbar ist, so daß keine Un dichtigkeitsprobleme auftreten. Es ergeben sich erheblich größere konstruktive Freiheitsgrade bei der Anordnung der kammerbildenden Wandbereiche. Ferner kann die Maschine bei gleicher Leistung kleiner bauend ausgeführt werden und es ergeben sich auch thermische Vorteile. Die Lagereinrichtung kann in den al ternativen der Fig. 3 und 4 der DE 32 31 756 A1 ausgebildet sein, wobei ent weder der Kolben drehbar an einem parallel geführten Gleitstück gelagert ist oder längsverschiebbar in einem drehbar gelagerten Gleitstück gelagert ist.A rotary piston machine with the feature group b of claim 1 is known from DE 32 31 756 A1. It is a machine with a spiral piston, which, as in the aforementioned known construction, is driven in parallel ro ro. In FIGS. 3 and 4 of this document it is shown that an opening provided at a distance to the crankshaft bearing means serves as support means for the parallel guidance of the piston. This bearing device is structurally much simpler than that from the first-mentioned document, which consists of additional crankshafts. It also only gives an approximate parallel rotating movement with a slight tilting component, which, however, is tolerable with a correspondingly large distance between the crankshaft and the bearing device, or can be compensated for by small changes in shape of the chamber-forming surfaces on the piston and / or the peripheral wall, so that no leakage problems occur. There are considerably greater degrees of freedom in the arrangement of the chamber-forming wall areas. Furthermore, the machine can be made smaller with the same output and there are also thermal advantages. The bearing device can be formed in the alternative of FIGS . 3 and 4 of DE 32 31 756 A1, wherein either the piston is rotatably mounted on a parallel slide or is longitudinally displaceably mounted in a rotatably mounted slide.

Alle genannten bekannten Konstruktionen weisen den Nachteil einer unverän derlich festen Kinematik der Kolbenbewegung auf.All the known constructions mentioned have the disadvantage of being unchanged the fixed kinematics of the piston movement.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Rotationskolbenmaschine mit den Vorteilen der beiden genannten bekannten Konstruktionen, jedoch mit veränder barer Kinematik der Kolbenbewegung zu schaffen.The object of the invention is to provide a rotary piston machine with the Advantages of the two known constructions mentioned, but with changes to create real kinematics of the piston movement.

Mit der Merkmalsgruppe c des Anspruches 1 läßt sich durch Verstellen des Ab standes zwischen der Kurbelwelle und dem Drehlager der Lagereinrichtung die Laufkinematik des Kolbens derart verstellen, daß bei größerem Abstand die Laufbewegung mehr der kippfreien strengen Parallelrotation angenähert ist oder bei kürzerem Abstand sich eine größere Kippbewegung ergibt. Mit größer wer dender Kippbewegung bzw. bei Abweichung von einer Normallänge, für die die Kammerflächen angepaßt sind, ergeben sich Undichtigkeiten in den Kammern. Dies kann vorteilhaft ausgenutzt werden, um die Maschine beispielsweise im Leerlauf mit hoher Undichtigkeit laufen zu lassen, also mit geringem Kraftver brauch und rundem Lauf.With the feature group c of claim 1 can be adjusted by adjusting the Ab stood between the crankshaft and the pivot bearing of the bearing device Adjust the running kinematics of the piston in such a way that the Running movement more or less approximates the tilt-free strict parallel rotation with a shorter distance there is a larger tilting movement. With taller the tilting movement or in the event of a deviation from a normal length for which the Chamber surfaces are adapted, there are leaks in the chambers. This can be used to advantage, for example, in the machine To let idle run with high leakage, i.e. with low power consumption need and smooth running.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Bei dieser Kon struktion kann der Kolben in bekannter Art gemäß der eingangs genannten Druckschrift konstruiert sein. An geeigneter Stelle setzt die Haltestange an und führt zu der entfernt liegenden Lagereinrichtung.The features of claim 2 are advantageously provided. At this con Structure the piston in a known manner according to the above Be constructed. At a suitable point, the handrail starts and leads to the remote storage facility.

Die Kurbelzapfen sind im Kolben vorzugsweise an einer thermisch gering bela steten Stelle, also im Abstand zu den kammerbildenden Wänden anzuordnen. Vorzugsweise sind daher die an sich aus der DE 195 00 774 A1 bekannten Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Damit wird das Kurbelzapfenlager völ lig aus dem Kolben herausgenommen und neben diesem angeordnet. Die thermi schen Probleme am Kurbelzapfenlager können dadurch äußerst wirkungsvoll gelöst werden, wenn das Kurbelzapfenlager zum Beispiel an einer von Frischluft durchströmten Stelle angeordnet ist.The crank pins are preferably in the piston on a thermally low load constant position, i.e. to be spaced from the chamber-forming walls. Therefore, those known per se from DE 195 00 774 A1 are preferred Features of claim 3 provided. So that the crank pin bearing becomes full lig removed from the piston and placed next to it. The thermi Problems with the crank pin bearing can be extremely effective can be solved if the crank pin bearing is in the presence of fresh air, for example flow-through location is arranged.

Vorzugsweise sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Eine Kolben- /Zylinderanordnung ergibt die für die Lagereinrichtung benötigte Verschiebbarkeit. Bei einer solchen Konstruktion kann auch die Drehlagerung auf einfache Weise vorgesehen sein, entweder durch Drehlagerung der Haltestange im Kolben nach Art eines Pleuellagers oder durch Drehlagerung des Zylinders am Gehäuse. Es ergibt sich der Vorteil, daß die Kolben-/Zylinderanordnung als weitere Kom pressions- oder Expansionskammer verwendbar ist, beispielsweise als Nachver dichtungsstufe eines Kompressors.The features of claim 4 are preferably provided. A piston / Cylinder arrangement gives the displaceability required for the storage facility. With such a construction, the pivot bearing can be easily Be provided either by rotating the support rod in the piston in the manner of a connecting rod bearing or by pivoting the cylinder on the housing. There is the advantage that the piston / cylinder arrangement as a further com compression or expansion chamber can be used, for example as a verifier seal level of a compressor.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen Schnitt quer zur Kurbelwelle durch eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine.In the drawing, the only figure shows a cross section to the crankshaft by a rotary piston machine according to the invention.

Die dargestellte Rotationskolbenmaschine weist ein stationäres Gehäuse 1 auf, welches einen Innenraum 2 mit einer inneren Umfangswand 3 umschließt. Paral lel zur Zeichnungsebene ist der Innenraum 2 mit einer unter der Zeichnungsebene liegenden ebenen Seitenwand 4 verschlossen. Parallel dazu liegt eine nicht darge stellte, oberhalb der Zeichnungsebene liegende Seitenwand.The rotary piston machine shown has a stationary housing 1 , which encloses an interior 2 with an inner peripheral wall 3 . Parallel to the plane of the drawing, the interior 2 is closed with a flat side wall 4 lying below the plane of the drawing. In parallel, there is a side wall, not shown, above the drawing level.

In der Seitenwand 4 und der dazu parallelen anderen Seitenwand ist eine Kur belwelle mit Mittelpunkt M1 gelagert, die einen radial versetzten Kurbelzapfen 5 mit Mittelpunkt M2 aufweist. Bei Rotation der Kurbelwelle läuft der Kurbelzap fen 5 mit seinem Mittelpunkt M2 auf der gestrichelten Kreislinie um den Mittel punkt M1 der Kurbelwelle um.In the side wall 4 and the other side wall parallel to it, a Kur belwelle with center M1 is stored, which has a radially offset crank pin 5 with center M2. When the crankshaft rotates, the crank pin 5 rotates with its center M2 on the dashed circular line around the center point M1 of the crankshaft.

Auf dem Kurbelzapfen 5 ist ein Rotationskolben 6 gelagert. In diesem ist in einer Bohrung 7 eine Haltestange 8 befestigt. Das freie Ende der Haltestange 8 ist über ein Drehlager 9, mit Achse parallel zur Kurbelwelle, in einem Hubkolben 10 ge lagert, welcher in einem Zylinder 11 läuft, der am Gehäuse 1 befestigt ist. Und zwar mit seiner Zylinderachse auf den Bereich der Kurbelwelle gerichtet. A rotary piston 6 is mounted on the crank pin 5 . A holding rod 8 is fastened in this in a bore 7 . The free end of the support rod 8 is ge via a pivot bearing 9 , with an axis parallel to the crankshaft, in a piston 10 , which runs in a cylinder 11 which is attached to the housing 1 . With its cylinder axis directed towards the area of the crankshaft.

Läuft der Kurbelzapfen 5 um M1 um, so ergibt sich ersichtlich eine Hin- und Herbewegung des Hubkolbens 10 im Zylinder 11 bei leichter Verschwenkung der Haltestange 8 um das Drehlager 9 im Hubkolben 10. Die Kolben-/Zylinder anordnung 10, 11 bildet somit eine Lagereinrichtung für den Rotationskolben 6, der diesen im wesentlichen winkelfest gegenüber dem Gehäuse 1 hält, wobei er bei seiner Parallelrotation lediglich eine leichte Kippbewegung vollführt. Diese hängt vom Abstand zwischen der Kurbelwelle und der Lagereinrichtung 9, 10, 11 ab. Bei großem Abstand ist die Kippbewegung vernachlässigbar klein, so daß sich annähernd eine echte Parallelrotation ergibt.If the crank pin 5 rotates by M1, there is obviously a reciprocating movement of the reciprocating piston 10 in the cylinder 11 with a slight pivoting of the holding rod 8 about the rotary bearing 9 in the reciprocating piston 10 . The piston / cylinder arrangement 10 , 11 thus forms a bearing device for the rotary piston 6 , which holds it substantially at an angle to the housing 1 , wherein it only performs a slight tilting movement in its parallel rotation. This depends on the distance between the crankshaft and the bearing device 9 , 10 , 11 . With a large distance, the tilting movement is negligibly small, so that there is approximately a true parallel rotation.

Am Umfang des Rotationskolbens 6 ist ein erstes Flächenpaar vorgesehen, beste hend aus einer Konvexfläche 12 und einer benachbarten Konkavfläche 13. Zuge ordnet ist an der Umfangsfläche 3 des Gehäuses 1 ein erstes Flächenpaar ausge bildet mit einer Konkavfläche 14 und einer Konvexfläche 15. In der dargestellten Winkelstellung des Kurbelzapfens 5 bei Umlauf des Kurbelzapfens um die Kur belwelle im Uhrzeigersinn ist soeben zwischen den Flächenpaaren 12, 13 und 14, 15 eine Kammer geschlossen worden durch Abdichtung der Konvexfläche 12 auf der Konkavfläche 14 bei A und der Konkavfläche 13 auf der Konvexfläche 15 bei B, sowie durch die Seitenwände 4. Bei weiterem Umlauf des Kurbelzapfens 5 läuft die Konvexfläche 12 des Rotationskolbens auf der Konkavfläche 14 der Umfangswand dichtend ab. Ebenso läuft die Konkavfläche 13 des Rotationskol bens auf der Konvexfläche 15 der Umfangswand ab. Die zwischen den Wänden gebildete Kammer verringert laufend ihr Volumen, da die Dichtpunkte A und B sich aufeinander zu bewegen. Nach einem gewissen Umlaufwinkel des Kurbel zapfens 5 hebt der Rotationskolben 6 von der Umfangswand 3 ab und öffnet die Kammer, um dann wieder in der in der Figur dargestellten Stellung erneut die Kammer mit großem Volumen zuschließen. A first pair of surfaces is provided on the circumference of the rotary piston 6 , consisting best of a convex surface 12 and an adjacent concave surface 13 . Train assigns is formed on the peripheral surface 3 of the housing 1, a first pair of surfaces with a concave surface 14 and a convex surface 15th In the illustrated angular position of the crank pin 5 when the crank pin rotates around the cure belwelle clockwise, a chamber has just been closed between the surface pairs 12 , 13 and 14 , 15 by sealing the convex surface 12 on the concave surface 14 at A and the concave surface 13 on the Convex surface 15 at B, and through the side walls 4 . As the crank pin 5 continues to rotate, the convex surface 12 of the rotary piston runs in a sealing manner on the concave surface 14 of the peripheral wall. Likewise, the concave surface 13 of the rotary piston runs from the convex surface 15 of the peripheral wall. The chamber formed between the walls continuously reduces its volume because the sealing points A and B move towards each other. After a certain circumferential angle of the crank pin 5 , the rotary piston 6 lifts off from the peripheral wall 3 and opens the chamber in order to then again close the chamber with a large volume in the position shown in the figure.

Bei der erläuterten Drehrichtung des Kurbelzapfens 5 um die Kurbelwelle im Uhrzeigersinn ergibt sich somit eine Kammer, die immer wieder mit großem Volumen schließt, so dann das Volumen verkleinert und dann öffnet. Diese Kon struktion läßt sich als Kompressor verwenden. Dabei strömt Gas mit niedrigem Druck durch eine Einlaßöffnung 16 in den Innenraum 2 des Gehäuses 1, wird bei schließender Kammer eingeschlossen und mit weiterem Umlauf des Rotations kolbens 6 verdichtet. Der Punkt kleinsten Kammervolumens liegt dabei an einer Stelle, an der ein Auslaßventil 17 vorgesehen ist, das als einfaches nach außen öffnendes Rückschlagventil vorgesehen sein kann und das an einen Hochdruck kanal 18 angeschlossen ist, durch den das komprimierte Gas über geeignete An schlußmittel abgeführt wird.In the explained direction of rotation of the crank pin 5 around the crankshaft in a clockwise direction, a chamber thus results which closes again and again with a large volume, then reduces the volume and then opens. This con struction can be used as a compressor. Here, gas flows at low pressure through an inlet opening 16 into the interior 2 of the housing 1 , is enclosed when the chamber closes and piston 6 is compressed with further rotation of the rotary piston. The point of smallest chamber volume is at a point where an outlet valve 17 is provided, which can be provided as a simple outward-opening check valve and which is connected to a high pressure channel 18 through which the compressed gas is discharged via suitable connection means.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Rotationskolben 6 und am Gehäuse 1 jeweils ein weiteres Flächenpaar vorgesehen, das in gleicher Weise eine zweite Kammer bildet. Die vorstehenden Erläuterungen gelten auch für diese Kammer. Die Teile dieser Kammer sind mit den Bezugszeichen der vorerläuterten Kammer versehen, die jeweils durch einen Beistrich gekennzeichnet sind. Die zweite Kammer arbeitet im Ausführungsbeispiel phasenversetzt. Wenn die eine Kammer schließt und komprimiert, ist die andere Kammer geöffnet und kann Frischgas durch die Einlaßöffnung 16' ansaugen.In the illustrated embodiment, a further pair of surfaces is provided on the rotary piston 6 and on the housing 1 , which in the same way forms a second chamber. The above explanations also apply to this chamber. The parts of this chamber are provided with the reference symbols of the previously explained chamber, which are each identified by a comma. In the exemplary embodiment, the second chamber works out of phase. When one chamber closes and compresses, the other chamber is open and can draw fresh gas through the inlet opening 16 '.

Bei der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Lager einrichtung 9, 10, 11, zur drehgesicherten Lagerung des Rotationskolbens 6, mit Hubkolben 10 und Zylinder 11 ausgebildet. Diese Kolben-/Zylinderanordnung kann als Kompressions- oder Expansionskammer verwendet werden, wozu der Zylinderraum unter dem Hubkolben 10 mit nicht dargestellten Einlaß- und Aus laßkanälen, sowie entsprechenden Ventilen auszubilden ist. Bei Verwendung der dargestellten Konstruktion als Kompressor können beispielsweise die beiden am Rotationskolben 6 durch die Flächenpaare gebildeten Kammern mit unterschied licher Größe ausgebildet sein und als Vor- und Nachverdichtungsstufe arbeiten, während die Kolben/Zylinderanordnung 10, 11 als dritte Nachverdichtungsstufe eingesetzt wird.In the illustrated embodiment of the present invention, the bearing device 9 , 10 , 11 , for rotationally secured mounting of the rotary piston 6 , with the reciprocating piston 10 and cylinder 11 is formed. This piston / cylinder assembly can be used as a compression or expansion chamber, for which purpose the cylinder space under the reciprocating piston 10 with inlet and outlet ports, not shown, and corresponding valves is to be formed. When using the construction shown as a compressor, for example, the two chambers formed on the rotary piston 6 by the surface pairs can be designed with different sizes and work as a pre-compression stage and post-compression stage, while the piston / cylinder arrangement 10 , 11 is used as a third post-compression stage.

Die Lagereinrichtung am freien Ende der Haltestange 8 kann jedoch auf ganz andere Weise ausgebildet sein, wobei lediglich sicherzustellen ist, daß dort so wohl eine Kippbewegung als auch eine hin- und hergehende Bewegung in Rich tung auf die Kurbelwelle M1 zugelassen wird. Eine einfache Alternative bei der dargestellten Kolben/Zylinderanordnung 10, 11 besteht z. B. darin, daß die Hal testange 8 am Hubkolben 10 starr befestigt ist und der Zylinder 11 am Gehäuse 1 schwenkbar gelagert ist. Die Lagereinrichtung kann auch mit derselben Kinema tik, jedoch ohne Ausbildung einer Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet sein.The bearing device at the free end of the support rod 8 can, however, be designed in a completely different way, it being only necessary to ensure that a tilting movement as well as a reciprocating movement in the direction of the crankshaft M1 is permitted. A simple alternative in the piston / cylinder arrangement 10 , 11 shown is, for. B. in that the Hal testange 8 is rigidly attached to the reciprocating piston 10 and the cylinder 11 is pivotally mounted on the housing 1 . The bearing device can also be designed with the same kinematics, but without the formation of a piston / cylinder unit.

Da bei der erfindungsgemäßen Konstruktion der Rotationskolben 6 im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen nur auf einem Kurbelzapfen 5 gelagert ist, kann dieser an beliebiger Stelle im Kolben angeordnet sein. Er kann insbesondere sehr weit weg von den kammerbildenden Flächen 12, 13 bzw. 12', 13' angeordnet sein. Damit wird der Wärmeübergang von den sehr heißen Kammern zu den La gern des Kurbelzapfens 5 und der Kurbelwelle verringert und diese werden ther misch entlastet. In einer Konstruktionsvariante kann die Kurbelwelle außerhalb des Drehkolbens 6 an thermisch gut geschützter Stelle angeordnet sein. Dies ist in der Figur gestrichelt dargestellt. In einer seitlichen Ausbuchtung 3' der Umfangs wand 3 ist die Kurbelwelle bei M1' gelagert. Der Kurbelzapfen 5' ist in einem Lagerauge 19 gelagert, welches mit einem Arm 20 oder einer anderen Erstrec kung des Rotationskolben 6 an diesem befestigt ist. An dieser Stelle, im Bereich der Frischluft und weit entfernt von den kammerbildenden Flächen, ist die Kur belwelle thermisch sehr geschützt angeordnet.Since, in the construction according to the invention, the rotary piston 6, in contrast to the known constructions, is only supported on a crank pin 5 , this can be arranged anywhere in the piston. In particular, it can be arranged very far away from the chamber-forming surfaces 12 , 13 or 12 ', 13 '. The heat transfer from the very hot chambers to the bearings of the crank pin 5 and the crankshaft is thus reduced and these are thermally relieved. In one design variant, the crankshaft can be arranged outside the rotary piston 6 at a thermally well protected location. This is shown in dashed lines in the figure. In a lateral bulge 3 'of the circumferential wall 3 , the crankshaft is supported at M1'. The crank pin 5 'is mounted in a bearing eye 19 , which is attached to an arm 20 or another extension of the rotary piston 6 . At this point, in the area of the fresh air and far away from the chamber-forming surfaces, the thermal wave is very thermally protected.

Der Kurbelzapfen kann in nicht dargestellter Weise auch an anderer Stelle mög lichst weit vom thermisch belasteten Bereich des Rotationskolbens 6 entfernt an geordnet sein. Dabei ist vorzugsweise die Entfernung zwischen dem Kurbelzap fenlager 19 und der Lagereinrichtung 9, 10, 11 möglichst groß zu wählen, um die Kippbewegung des Rotationskolbens 6 zu minimieren. Das Kurbelwellenlager ist daher vorzugsweise auf der der Lagereinrichtung abgewandten Seite des Rotati onskolbens vorzusehen.The crank pin can be arranged in a manner not shown as far as possible as far away from the thermally stressed area of the rotary piston 6 . The distance between the Kurbelzap fenlager 19 and the bearing device 9 , 10 , 11 should preferably be as large as possible in order to minimize the tilting movement of the rotary piston 6 . The crankshaft bearing should therefore preferably be provided on the side of the rotary piston facing away from the bearing device.

Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine ergibt sich, wie bereits erwähnt, eine annähernde Parallelrotation des Rotationskolbens 6, jedoch überlagert mit einer leichten zyklischen Kippbewegung. Die in der Zeich nungsebene annähernd kreisbogenförmig ausgebildeten kammerbildenden Flä chen 12, 13; 14, 15 der einen Kammer und die entsprechenden mit Beistrich ver sehenen Flächen der anderen Kammer müssen gegenüber der aus der EP 0644981 B1 bekannten exakten Kreisform leicht variiert werden, um bei der er findungsgemäßen Parallelrotation mit überlagerter Kippbewegung stets die Kammer dichtend abzuschließen. Die zu berechnenden Kurvenformen ergeben sich bei einem bestimmten Abstand des Kurbelwellenmittelpunktes M1 gegen über der Lagereinrichtung 9, 10, 11. Dann arbeitet die dargestellte Maschine mit optimaler Kammerabdichtung.In the rotary piston machine according to the invention shown, as already mentioned, there is an approximately parallel rotation of the rotary piston 6 , but overlaid with a slight cyclical tilting movement. The approximately plane-shaped chamber-forming surfaces 12 , 13 ; 14 , 15 of the one chamber and the corresponding surfaces provided with a comma ver the other chamber must be slightly varied compared to the exact circular shape known from EP 0644981 B1 in order to always seal off the chamber in the parallel rotation according to the invention with superimposed tilting movement. The curve shapes to be calculated are obtained at a certain distance from the center of the crankshaft M1 relative to the bearing device 9 , 10 , 11 . Then the machine shown works with optimal chamber sealing.

Es ist jedoch möglich, den Abstand zwischen Kurbelwelle und Lagereinrichtung 9, 10, 11 zu variieren. Dazu kann beispielsweise die Haltestange 8 in der Boh rung 7 des Rotationskolbens 6 verstellbar ausgebildet sein, so daß sie beispielsweise von der Endstellung 8' zu 8" verstellbar ist. Es ergibt sich bei der Verstel lung aus der Stellung 8' in die Stellung 8" eine Verringerung des Abstandes der Lagereinrichtung zur Kurbelwelle und somit eine Verstärkung der Kippbewe gung. Sind die kammerbildenden Flächen am Rotationskolben 6 und an der Um fangswand 3 auf die Stellung 8' berechnet, so können sie bei der Stellung 8" nicht mehr vollständig dichten.However, it is possible to vary the distance between the crankshaft and the bearing device 9 , 10 , 11 . For this purpose, for example, the support rod 8 in the bore 7 of the rotary piston 6 can be designed to be adjustable, so that it can be adjusted, for example, from the end position 8 'to 8 ". This results in the adjustment from the position 8 ' to the position 8 " a reduction in the distance of the bearing device to the crankshaft and thus an intensification of the tilting movement. If the chamber-forming surfaces on the rotary piston 6 and on the peripheral wall 3 are calculated to position 8 ', they can no longer completely seal at position 8 ".

Dies kann jedoch für bestimmte Zwecke vorteilhaft eingesetzt werden. Bei un vollständig dichtenden Kammern sinkt die Leistungsaufnahme des Kompressors und ergibt sich ein runderer Lauf. Eine solche Einstellung ist daher beispielswei se als Leerlaufeinstellung geeignet.However, this can be used advantageously for certain purposes. At un completely sealing chambers the power consumption of the compressor decreases and results in a rounder run. Such a setting is, for example suitable as an idle setting.

Claims

1. Rotary piston machine

a) with a on a crank pin ( 5 , 5 ') mounted in a stationary housing ( 1 ) crankshaft and held by a holding device against substantial changes in its angular position relative to the housing ( 1 ) rotating piston ( 6 ) which at least on its circumference forms a pair of concave and convex surfaces ( 12 , 13 ; 12 ', 13 ') with an associated pair of convex and concave surfaces ( 14 , 15 , 14 ', 15 ') on a peripheral surface surrounding the rotary piston ( 6 ) ( 3 ) of the housing ( 1 ) over an angular range of rotation of the crankshaft in chamber-forming engagement changes the chamber size over this Winkelbe rich,
b) the holding device having a bearing device ( 9 , 10 , 11 ) provided at a distance from the crankshaft, with which the rotary piston ( 6 ) on the housing ( 1 ) is rotatable about an axis ( 9 ) lying parallel to the crankshaft and in the direction of the crankshaft is slidably mounted, and
c) the distance between the crankshaft and the rotary bearing ( 9 ) of the bearing device ( 9 , 10 , 11 ) is adjustable.

2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the rotary piston ( 6 ) with the bearing device ( 9 , 10 , 11 ) via a Hal test rod ( 8 ) is connected.

3. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the rotary piston ( 6 ) carries an arm ( 20 ) spaced apart from the crank pin bearing ( 19 ).

4. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the bearing device ( 9 , 10 , 11 ) has a piston / cylinder arrangement ( 10 , 11 ) as a device for displaceable mounting.