DE19509913A1 - Rotary piston machine for pump - Google Patents

Rotary piston machine for pump

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DE19509913A1 DE1995109913 DE19509913A DE19509913A1 DE 19509913 A1 DE19509913 A1 DE 19509913A1 DE 1995109913 DE1995109913 DE 1995109913 DE 19509913 A DE19509913 A DE 19509913A DE 19509913 A1 DE19509913 A1 DE 19509913A1
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Juergen Walter
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/02—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees

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Abstract

The piston is formed as a disc (2) guided on a circular path (1) and with its opposing faces forming the piston faces (4,5) aligned substantially perpendicular to the rotary direction of the piston disc. The piston disc is connected rigidly and mechanically to the shaft for transferring torque by a rotating holding element (6). The circular paths of the piston disc and holding element are enclosed on all sides by a housing (8) so that the distance between the disc and surrounding inner face of the housing is restricted to a minimum but contact between disc and housing is excluded. A movable slider (9) selectively shuts off or releases the cross-section of the circular path and is controlled by gearing so that the cross- section of the circular path is only opened temporarily for the passage of the piston disc. The gas is supplied to the inside of the housing through an inlet opening (13) behind the slider and is discharged through an outlet opening (14) in front of the slider.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine zur Wandlung von Be­ wegungsenergie in Druckenergie eines Arbeitsmediums, vorzugs­ weise eines Gases, oder umgekehrt zur Wandlung der Druckenergie in Bewegungsenergie. Diese als Verdichter wie auch als Motor nutzbare Kolbenmaschine zeichnet sich durch eine hohe Effekti­ vität aus, da sich der Kolben in eine stets gleichbleibende Richtung bewegt. Es treten z. B. nicht die Energieverluste für das Beschleunigen und Verzögern der Masse des oszillierenden Kolbens beim Hubkolbenprinzip auf. Außerdem wird in der erfin­ dungsgemäßen Maschine der Kolben nicht durch Gleitreibung an der Zylinderwandung gebremst.The invention relates to a piston machine for converting Be Motion energy in pressure energy of a working medium, preferred as a gas, or vice versa to convert the pressure energy in kinetic energy. Both as a compressor and as a motor Usable piston machine is characterized by a high effect vity, since the piston is always in a constant Moving direction. Z. B. not the energy loss for accelerating and decelerating the mass of the oscillating Piston on the reciprocating principle. It is also invented machine according to the piston not due to sliding friction the cylinder wall braked.

In der Technik sind Umlaufkolbenpumpen bekannt, bei denen die Förderung darauf beruht, daß entweder durch die umlaufende Drehbewegung eines im Pumpengehäuse befindlichen Verdrängers der saugseitige Gehäuseraum vergrößert und der druckseitige Ge­ häuseraum verkleinert wird, wie z. B. bei Schlauchpumpen oder Pumpen mit elastischem Drehkolben, oder daß eine einfache Ver­ drängung ohne Änderung des jeweiligen Förderquerschnittes stattfindet. Solche Pumpen sind z. B. Zahnrad- und Spindelpum­ pen. Darin führen geradverzahnte Stirnräder oder mit Schrägzäh­ nen ausgestattete Spindeln, die von einem Kapselgehäuse am Um­ fang dicht umschlossen sind, eine Drehbewegung aus; sie wirken dabei gleichzeitig als Verdränger und Abschlußorgan zwischen Saug- und Druckseite. Nachteilig sind hohe Rückstromverluste und die daraus folgende Nutzungsbeschränkung für geringe Drüc­ ke.Circulation piston pumps are known in the art, in which the Funding is based on either the circulating Rotational movement of a displacer located in the pump housing the suction-side housing space enlarged and the pressure-side Ge home space is reduced, such. B. in peristaltic pumps or Pumps with elastic rotary lobes, or that a simple Ver pushing without changing the respective conveyor cross-section takes place. Such pumps are e.g. B. gear and spindle pump pen. Straight toothed spur gears or with helical teeth run in it NEN equipped spindles, which from a capsule housing on Um are tightly enclosed, a rotary movement; they seem at the same time as a displacer and final organ between Suction and discharge side. High backflow losses are disadvantageous and the resulting limitation of use for low pressures ke.

Bekannt sind weiterhin Umlaufkolbenverdichter, in denen sich Kolben mit etwa gleichbleibender Geschwindigkeit in einem Ge­ häuse drehen. Ausführungsformen sind z. B. Schraubenverdichter mit einer der Spindelpumpe ähnlichen Wirkungsweise und Zellen­ verdichter. Bei letzteren sind in einen Läufer, der exzentrisch im Gehäuse gelagert ist, Schieber eingesetzt, die durch ihre Fliehkraft nach außen gegen die Gehäuseinnenwand gedrückt wer­ den; der Arbeitsraum wird durch die Schieber in Kammern ge­ teilt, deren Volumina sich mit der Drehung des Läufers vom Saugraum zum Druckraum hin stetig verkleinern, wodurch eine Verdichtung des Arbeitsmediums stattfindet. Nachteilig sind auch hier die aufgrund der Rückströmverluste nur geringen Drüc­ ke und der hohe Verschleiß an den dichtenden Flächen.Recirculating piston compressors are also known, in which Pistons with approximately constant speed in one ge turn the house. Embodiments are e.g. B. screw compressor with an action and cells similar to the spindle pump compressor. The latter are in a runner who is eccentric is stored in the housing, slider used by their Centrifugal force pressed outwards against the inside wall of the housing the; the working area is ge by the slide in chambers divides, whose volumes change with the rotation of the rotor from Constantly reduce the suction space towards the pressure space, which creates a Compression of the working medium takes place. Are disadvantageous  here, too, the low pressure due to the backflow losses ke and the high wear on the sealing surfaces.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Umlaufkolbenmaschine zu schaffen, bei der die Rückström­ verluste auf ein Minimum reduziert sind und bei der ein Ver­ schleiß durch dichtende Flächen weitestgehend ausgeschlossen wird. Die Maschine soll mit verhältnismäßig geringem Ferti­ gungsaufwand herstellbar sein und betriebssicher arbeiten.The present invention is therefore based on the object to create an orbital piston machine in which the backflow losses are reduced to a minimum and in which a ver wear due to sealing surfaces is largely excluded becomes. The machine should have a relatively low ferti production costs can be manufactured and work reliably.

Diese Aufgabe wird für eine Umlaufkolbenmaschine mit mindestens einem Kolben, der sich in einem Gehäuse auf einer Kreisbahn be­ wegt und der zwecks Übertragung eines Drehmomentes mit einer Welle verbunden ist, dadurch gelöst, daß als Kolben mindestens eine auf der Kreisbahn geführte Scheibe vorgesehen ist. Die beiden sich parallel gegenüberliegende Flächen der Scheibe, im folgenden als Kolbenscheibe bezeichnet, stellen zwei Kolbenflä­ chen dar, die im wesentlichen senkrecht zur Umlaufrichtung der Kolbenscheibe ausgerichtet sind. Die Kolbenscheibe ist zwecks Führung auf ihrer Kreisbahn und zwecks Übertragung des Drehmo­ mentes mit Hilfe eines gleichfalls umlaufenden Halteelementes mechanisch starr mit der Welle verbunden. Die Kreisbahnen der Kolbenscheibe und des Halteelementes sind allseitig vom Gehäuse so umschlossen, daß der Abstand zwischen der umlaufenden Kol­ benscheibe und der umschließenden Gehäuseinnenfläche minimal ist, ohne daß jedoch eine Berührung zwischen Kolbenscheibe und Gehäuse erfolgt. In Umlaufrichtung der Kolbenscheibe ist im Verlaufe der Kreisbahn mindestens ein beweglicher Schieber vor­ handen, der den Kreisbahnquerschnitt absperren oder freigeben kann; die Bewegung des Schiebers ist über Getriebeglieder steu­ erbar. Infolge der Steuerung des Schiebers ist der Querschnitt der Kreisbahn nur kurzzeitig für den Durchgang der Kolben­ scheibe geöffnet. Das Gehäuse weist in Umlaufrichtung der Kol­ benscheibe hinter dem Schieber, jedoch in dessen Nähe, eine Einlaßöffnung zur Zuführung eines gasförmigen Arbeitsmediums in das Gehäuseinnere und in Umlaufrichtung der Kolbenscheibe vor dem Schieber, ebenfalls in dessen Nähe, eine Auslaßöffnung zur Abführung des gasförmigen Arbeitsmediums aus dem Gehäuseinneren auf. This task is for a rotary piston machine with at least a piston, which is located in a housing on a circular path moves and the purpose of transmitting a torque with a Shaft is connected, in that at least as a piston a disk guided on the circular path is provided. The two parallel faces of the disc, in hereinafter referred to as the piston disc, represent two piston surfaces chen, which are substantially perpendicular to the direction of rotation of the Piston disc are aligned. The piston disc is for the purpose Guiding on its circular path and for the purpose of transmitting the torque mentes with the help of a circumferential retaining element mechanically rigidly connected to the shaft. The circular orbits of the Piston disk and the holding element are on all sides of the housing so enclosed that the distance between the revolving Kol lens and the surrounding housing surface minimal is, but without a contact between the piston disc and Housing is done. In the direction of rotation of the piston disc is in Run at least one movable slide in front of the circular path act to shut off or release the circular orbit cross-section can; the movement of the slide is controlled via gear links conceivable. As a result of the control of the slide, the cross section is the circular path only for a short time for the passage of the pistons washer opened. The housing has the Kol window behind the slide, but close to it, one Inlet opening for supplying a gaseous working medium in the housing interior and in the direction of rotation of the piston disc the slide, also in its vicinity, an outlet for Removal of the gaseous working medium from the inside of the housing on.  

Die Kolbenscheibe kann kreisrund ausgeführt sein; die Gehäus­ einnenfläche sollte dann die Form eines Torus haben. Als Halte­ element kann eine Kreisscheibe vorgesehen sein, an deren Peri­ pherie mindestens eine Kolbenscheibe angeordnet ist; die Kreis­ scheibe sollte in ihrem Zentrum starr mit der Welle verbunden sein. Unter Umständen ist es günstig, zwei Kolbenscheiben vor­ zusehen und diametral am Umfang der Kreisscheibe anzuordnen.The piston disc can be circular; the housing the inner surface should then have the shape of a torus. As a stop element, a circular disk can be provided, at the peri pheria at least one piston disc is arranged; the circle disc should be rigidly connected to the shaft at its center his. Under certain circumstances it is convenient to have two piston disks in front watch and arrange diametrically on the circumference of the circular disc.

Der Schieber kann als Drehschieber ausgebildet sein. Die Ge­ triebeglieder zur Steuerung des Schiebers sollten so gestaltet sein, daß ein Zwangslauf zwischen dem Umlauf der Kolbenscheibe und der Schieberbewegung gewährleistet ist; als Getriebeglieder können Schubstangentrieb oder Kardangelenke, gegebenenfalls auch eine Kombination aus beiden vorgesehen sein.The slide can be designed as a rotary slide. The Ge Drive links for controlling the slide should be designed in this way be that a positive run between the revolution of the piston disc and the slide movement is guaranteed; as gear links can push rod drive or universal joints, if necessary a combination of the two can also be provided.

Eine günstige Ausführungsform kann zwei Drehschieber vorsehen, die sich diametral in der Kreisbahn gegenüberstehen. Die Anzahl der Ein- und Auslaßöffnungen sollte mit der Anzahl der Dreh­ schieber identisch sein.A favorable embodiment can provide two rotary valves, that are diametrically opposed in the circular path. The number the inlet and outlet openings should match the number of rotations slide should be identical.

Die Kolbenscheibe kann um einen geringen Betrag zu ihrer Um­ laufachse schräggestellt sein, so daß ein optimaler Durchgang der Kolbenscheibe durch die Freigabeöffnung im Drehschieber ge­ währleistet ist. In analoger Weise kann die Freigabeöffnung des Drehschiebers für die Kolbenscheibe schräg angeschnittene Rän­ der aufweisen. Denkbar ist auch, daß der Drehschieber nicht ex­ akt senkrecht zur Bahn der Kolbenscheibe läuft, sondern leicht in Richtung der Kolbenscheibe mitdreht.The piston disc can add a small amount to its order be skewed axis so that an optimal passage the piston disc through the release opening in the rotary valve is guaranteed. The release opening of the Rotary slide valve for the piston disc cut obliquely who have. It is also conceivable that the rotary valve is not ex act runs perpendicular to the path of the piston disc, but slightly rotates in the direction of the piston disc.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel, dem eine Bauform mit zwei kreisrunden Kolbenscheiben zugrunde liegt, erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention is intended to be based on an exemplary embodiment, which is based on a design with two circular piston disks is explained. Show in the accompanying drawings

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung in einem Schnitt in der Umlaufebene der Kolbenscheiben Fig. 1 shows a schematic diagram in a section in the plane of rotation of the piston discs

Fig. 2 die Prinzipdarstellung im Schnitt senkrecht zur Umlaufebene der Kolbenscheiben Fig. 2 shows the schematic diagram in section perpendicular to the plane of rotation of the piston discs

Fig. 3 eine Gestaltungsvariante von Drehschieber und Kolbenscheibe. Fig. 3 shows a design variant of the rotary valve and piston disc.

In Fig. 1 sind zwei auf einer Kreisbahn 1 geführte kreisrunde Kolbenscheiben 2 vorgesehen; die Umlaufrichtung der Kolben­ scheiben 2 ist durch Richtungspfeil 3 gekennzeichnet. Die bei­ den sich gegenüberliegenden Flächen 4, 5 jeder Kolbenscheibe 2 dienen als Kolbenflächen; sie sind senkrecht zur Umlaufrichtung der Kolbenscheiben 2 ausgerichtet. Die Kolbenscheiben 2 sind zwecks Führung auf der Kreisbahn 1 über ein gleichfalls umlau­ fendes Halteelement 6 mechanisch starr mit einer Welle 7 ver­ bunden. Das Halteelement 6 hat die Form einer Kreisscheibe, an der die Kolbenscheiben 2 diametral angeordnet sind. Die Kreis­ bahnen der Kolbenscheiben 2 und des Halteelementes 6 sind all­ seitig von einem Gehäuse 8 so umschlossen, daß der Abstand zwi­ schen den umlaufenden Kolbenscheiben 2 und der umschließenden Gehäuseinnenfläche minimal ist, ohne daß jedoch eine Berührung zwischen Kolbenscheiben 2 und Gehäuse 8 möglich ist; die Gehäu­ seinnenfläche hat die geometrische Form eines Torus. In Umlauf­ richtung der Kolbenscheiben 2 ist in der Kreisbahn 1 ein Dreh­ schieber 9 vorhanden, der den Kreisbahnquerschnitt absperren oder mit seiner Öffnung 10 (Fig. 2) freigeben kann. Der Dreh­ schieber 9 ist auf einer Welle 11 fest angeordnet; die Welle 11 ist über Getriebeglieder, die in der Zeichnung nicht darge­ stellt sind, mit der Welle 7, welche das Halteelement 6 und die Kolbenscheiben 2 trägt, gekoppelt. Die Getriebeglieder können nach dem Stand der Technik auf vielfältige Weise ausgeführt sein, z. B. als Kardanwelle mit entsprechender Anzahl von Gelen­ ken oder einem Kegelradgetriebe; empfohlen wird aus Gründen der Präzision und der Verschleißfestigkeit auch eine Kombination mittels Kardanwellen und Schubstangen, wobei die konstruktive Auslegung der Getriebeglieder für das dargelegte Beispiel so erfolgen sollte, daß eine Umdrehung der Welle 7 genau zwei Um­ drehungen der Welle 11 zur Folge hat. Die Umlaufrichtung des Drehschiebers ist durch Richtungspfeil 12 gekennzeichnet. Die Umlaufphasen der Kolbenscheiben 2 und der Öffnung 10 des Dreh­ schiebers 9 und ihre Abmessungen sind so aufeinander abge­ stimmt, daß der Querschnitt der Kreisbahn 1 jeweils nur kurz­ zeitig für den Durchgang der Kolbenscheiben 2 freigegeben ist. In Fig. 1, two circular piston disks 2 guided on a circular path 1 are provided; the direction of rotation of the piston discs 2 is indicated by arrow 3 . The opposite surfaces 4 , 5 of each piston disc 2 serve as piston surfaces; they are aligned perpendicular to the direction of rotation of the piston discs 2 . The piston disks 2 are mechanically rigid with a shaft 7 for the purpose of guiding on the circular path 1 via a likewise umlau fendes holding element 6 . The holding element 6 has the shape of a circular disk on which the piston disks 2 are arranged diametrically. The circular paths of the piston disks 2 and the holding element 6 are surrounded on all sides by a housing 8 so that the distance between the rotating piston disks 2 and the surrounding housing inner surface is minimal, but without contact between the piston disks 2 and housing 8 is possible; the inner surface of the housing has the geometric shape of a torus. In the direction of rotation of the piston discs 2 , a rotary slide 9 is present in the circular path 1 , which can shut off the circular path cross section or release it with its opening 10 ( FIG. 2). The rotary slide 9 is fixed on a shaft 11 ; the shaft 11 is coupled via gear members, which are not shown in the drawing, with the shaft 7 , which carries the holding element 6 and the piston disks 2 . The transmission members can be designed according to the prior art in a variety of ways, for. B. as a cardan shaft with a corresponding number of gels ken or a bevel gear; For reasons of precision and wear resistance, a combination using cardan shafts and push rods is recommended, with the structural design of the transmission links for the example shown being such that one revolution of the shaft 7 results in exactly two rotations of the shaft 11 . The direction of rotation of the rotary valve is indicated by arrow 12 . The orbital phases of the piston discs 2 and the opening 10 of the rotary valve 9 and their dimensions are so mutually coordinated that the cross section of the circular path 1 is only released for the passage of the piston discs 2 for a short time.

In Umlaufrichtung der Kolbenscheiben 2 hinter dem Drehschieber 9 weist das Gehäuse 8 eine Einlaßöffnung 13 zur Zuführung eines gasförmigen Arbeitsmediums in das Gehäuseinnere auf. In Umlauf­ richtung der Kolbenscheiben 2 vor dem Drehschieber 9 ist eine Auslaßöffnung 14 zur Abführung des gasförmigen Arbeitsmediums aus dem Gehäuseinneren nach außen vorgesehen. Die Einlaßöffnung 13 und die Auslaßöffnung 14 befinden sich in der Nähe des Dreh­ schiebers 9.In the direction of rotation of the piston discs 2 behind the rotary valve 9 , the housing 8 has an inlet opening 13 for supplying a gaseous working medium into the interior of the housing. In the direction of rotation of the piston disks 2 in front of the rotary valve 9 , an outlet opening 14 is provided for discharging the gaseous working medium from the inside of the housing to the outside. The inlet opening 13 and the outlet opening 14 are in the vicinity of the rotary valve 9th

Soll die erfindungsgemäße Anordnung als Verdichter genutzt wer­ den, ist die Welle 7 mit der Abtriebswelle eines Motors zu kop­ peln und in Drehung zu versetzen. Die Drehbewegung wird über das Halteelement 6 auf die Kolbenscheiben 2 übertragen, die hierdurch entsprechend Richtungspfeil 3 auf der Kreisbahn 1 um­ laufen. Zugleich wird über die Getriebeglieder der Drehschieber 9 in Rotation versetzt. Hat eine der Kolbenscheiben 2 die Posi­ tion des Drehschiebers 9 passiert, vergrößert sich mit fort­ schreitender Umlaufbewegung das Volumen des Gehäuseinneren zwi­ schen Drehschieber 9 und der Saugseite 5 dieser Kolbenscheibe 2. Da der Kreisbahnquerschnitt durch den Drehschieber 9 ge­ sperrt ist, entsteht in diesem Abschnitt des Gehäuseinneren ein Unterdruck, wodurch das gasförmige Arbeitsmedium durch die Ein­ laßöffnung 13 in das Gehäuseinnere gesaugt wird. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die nachlaufende zweite Kolbenscheibe 2 die Position des Drehschiebers 9 und die Einlaßöffnung 13 pas­ siert hat. Das eingeströmte Gas ist jetzt zwischen der Saug­ seite 5 der voraus laufenden Kolbenscheibe 2 und der Druckseite 4 der nachlaufenden Kolbenscheibe 2 eingeschlossen und wird durch das Gehäuseinnere geschoben, bis die voraus laufende Kol­ benscheibe 2 die Position des Drehschiebers 9 passiert hat. Die Passage erfolgt durch die Öffnung 10 des Drehschiebers 9 hin­ durch, welche den Kreisbahnquerschnitt nur zu diesem Zweck und für diese kurze Zeit freigibt. Jetzt verringert sich das Volu­ men des Gehäuseinneren zwischen der Druckseite 4 der nachlau­ fenden Kolbenscheibe 2 und der Position des Drehschiebers 9, wodurch das eingeschlossene Gas verdichtet und durch die Aus­ laßöffnung 14 hindurch aus dem Gehäuseinneren verdrängt wird. Während dessen ist zwischen der Saugseite 5 der voraus laufenden Kolbenscheibe 2 und dem Drehschieber 9 wieder Gas angesaugt worden, das nach der Passage der nachlaufenden Kolbenscheibe 2 in analoger Weise weiter- und ausgeschoben wird. Der beschrie­ bene Ablauf setzt sich fort, solange die Welle 7 angetrieben wird.If the arrangement according to the invention is used as a compressor, the shaft 7 is to be coped with the output shaft of a motor and is set to rotate. The rotary movement is transmitted via the holding element 6 to the piston disks 2 , which thereby run according to the directional arrow 3 on the circular path 1 . At the same time, the rotary valve 9 is set in rotation via the gear members. Has one of the piston disks 2, the posi tion of the rotary valve 9 passes, the volume rule rotary valve 9 and the suction side increases with progressive rotation of the housing interior Zvi 5 of the piston disk. 2 Since the circular cross-section is blocked by the rotary valve 9 , a vacuum is created in this section of the housing interior, as a result of which the gaseous working medium is sucked through the inlet opening 13 into the housing interior. This process continues until the trailing second piston plate 2 has the position of the rotary valve 9 and the inlet opening 13 pas siert. The inflowing gas is now between the suction side 5 of the forward-running piston disc 2 and the pressure side 4 of the trailing piston disk 2 included and is pushed through the interior of the housing until the forward current Kol benscheibe 2, the position of the rotary valve 9 has passed. The passage takes place through the opening 10 of the rotary valve 9 , which only releases the circular cross-section for this purpose and for this short time. Now the volume of the interior of the housing between the pressure side 4 of the nachlau fenden piston disc 2 and the position of the rotary valve 9 is reduced, whereby the enclosed gas is compressed and through the outlet opening 14 is displaced from the interior of the housing. During this time, gas has again been sucked in between the suction side 5 of the piston disk 2 running ahead and the rotary valve 9 , which gas is pushed on and pushed out in an analogous manner after the passage of the following piston disk 2 . The described procedure continues as long as the shaft 7 is driven.

Um die erfindungsgemäße Lösung als Gasmotor zu betreiben, ist durch die Einlaßöffnung 13 in das Gehäuseinnere ein unter Druck stehendes Gas einzuleiten. Das Gas entspannt sich, indem es die Kolbenscheibe 2, die gerade die Einlaßöffnung 13 passiert hat, in Richtung des Pfeiles 3 auf der Kreisbahn 1 in Bewegung ver­ setzt und dabei das Volumen zwischen Drehschieber 9 und dieser Kolbenscheibe 2 solange vergrößert, bis die nachlaufende Kol­ benscheibe 2 die Einlaßöffnung 13 passiert hat; jetzt wird diese in gleicher Weise auf der Kreisbahn 1 bewegt, während das entspannte Gas zwischen beiden Kolbenscheiben 2 weitergeschoben wird, bis die vorlaufende Kolbenscheibe 2 die Auslaßöffnung 14 passiert und freigegeben hat, durch die das entspannte Gas von der nachlaufenden Kolbenscheibe 2 nach außen geschoben wird. Der Ablauf setzt sich fort, solange durch die Einlaßöffnung ge­ spanntes Gas zugeführt wird. Dabei wird die Bewegung der umlau­ fenden Kolbenscheiben 2 über das Halteelement 6 auf die Welle 7 übertragen, von der ein Drehmoment abgenommen werden kann.In order to operate the solution according to the invention as a gas engine, a gas under pressure is to be introduced through the inlet opening 13 into the interior of the housing. The gas relaxes by moving the piston disc 2 , which has just passed the inlet opening 13 , in the direction of arrow 3 on the circular path 1 , thereby increasing the volume between the rotary valve 9 and this piston disc 2 until the trailing piston lens 2 has passed the inlet opening 13 ; now it is moved in the same manner on the circular path 1, while the expanded gas is pushed further between the two piston discs 2 until the leading piston disc 2 passes through the outlet opening 14 and has released through which the expanded gas is pushed by the trailing piston disc 2 to the outside . The process continues as long as ge gas is supplied through the inlet opening. The movement of the umlau fenden piston discs 2 is transmitted via the holding element 6 to the shaft 7 , from which a torque can be removed.

Selbstverständlich sind abweichend von der Darstellung im Bei­ spiel verschiedenartige konstruktive Ausführungsformen denkbar. So können der Drehschieber 9 und die Lagerstellen für die Welle 11 ebenfalls in das Gehäuse 8 einbezogen werden. Auch die Kol­ benscheiben 2 können in ihrer äußeren geometrischen Kontur und hinsichtlich ihrer Dicke variieren. Eine Möglichkeit, den Durchlaß der Kolbenscheiben 2 durch die Drehschieberöffnung günstiger zu gestalten, zeigt Fig. 3.Of course, deviating from the illustration in the case of various types of structural embodiments are conceivable. Thus, the rotary valve 9 and the bearings for the shaft 11 can also be included in the housing 8 . The Kol benscheiben 2 can vary in their outer geometric contour and in terms of their thickness. One way to make the passage of the piston disks 2 conveniently by the rotary valve opening, Fig. 3 shows.

BezugszeichenlisteReference list

1 Kreisbahn
2 Kolbenscheiben
3 Richtungspfeil (Umlaufrichtung Kolbenscheiben)
4 Kolbenfläche (Druckseite)
5 Kolbenfläche (Saugseite)
6 Halteelement
7 Welle (für Halteelement und Kolbenscheiben)
8 Gehäuse
9 Drehschieber
10 Öffnung
11 Welle (mit Drehschieber)
12 Richtungspfeil (Rotationsrichtung Drehschieber)
13 Einlaßöffnung
14 Auslaßöffnung 1 circular path
2 piston discs
3 directional arrow (circumferential direction of piston discs)
4 piston surface (pressure side)
5 piston surface (suction side)
6 holding element
7 shaft (for holding element and piston discs)
8 housing
9 rotary valves
10 opening
11 shaft (with rotary valve)
12 direction arrow (direction of rotation rotary valve)
13 inlet opening
14 outlet opening

Claims (11)

1. Umlaufkolbenmaschine mit mindestens einem Kolben, der sich in einem Gehäuse auf einer Kreisbahn bewegt und der zwecks Übertragung eines Drehmomentes mit einer Welle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß als Kolben mindestens eine auf der Kreisbahn geführte Scheibe vorgesehen ist, deren sich gegenüberliegende Flächen die Kolbenflächen darstellen,
  • - daß die Kolbenflächen im wesentlichen senkrecht zur Umlauf­ richtung der Kolbenscheibe ausgerichtet sind,
  • - daß die Kolbenscheibe zwecks Führung auf ihrer Kreisbahn und zwecks Übertragung des Drehmomentes über ein ebenfalls um­ laufendes Halteelement mechanisch starr mit der Welle ver­ bunden ist,
  • - daß die Kreisbahnen der Kolbenscheibe und des Halteelementes allseitig vom Gehäuse so umschlossen sind, daß der Abstand zwischen der umlaufenden Kolbenscheibe und der umschließen­ den Gehäuseinnenfläche zwar auf ein Minimum beschränkt, eine Berührung zwischen Kolbenscheibe und Gehäuse jedoch ausge­ schlossen ist,
  • - daß in Umlaufrichtung der Kolbenscheibe im Verlaufe der Kreisbahn mindestens ein beweglicher Schieber zur wahlweisen Absperrung oder Freigabe des Kreisbahnquerschnittes vorgese­ hen ist,
  • - daß die Bewegung des Schiebers über Getriebeglieder steuer­ bar ist,
  • - daß infolge der Steuerung des Schiebers der Querschnitt der Kreisbahn nur kurzzeitig für den Durchgang der Kolbenscheibe geöffnet ist,
  • - daß im Gehäuse in Umlaufrichtung der Kolbenscheibe hinter dem Schieber, jedoch in dessen Nähe, eine Einlaßöffnung zur Zuführung eines gasförmigen Mediums in das Gehäuseinnere vorhanden ist und
  • - daß das Gehäuse in Umlaufrichtung der Kolbenscheibe vor dem Schieber, ebenfalls in dessen Nähe, eine Auslaßöffnung zur Abführung des gasförmigen Mediums aus dem Gehäuseinneren aufweist.
1. A rotary piston machine with at least one piston which moves in a housing on a circular path and which is connected to a shaft for the purpose of transmitting a torque, characterized in that
  • that at least one disk guided on the circular path is provided as the piston, the opposite surfaces of which represent the piston surfaces,
  • - That the piston surfaces are aligned substantially perpendicular to the direction of rotation of the piston disc,
  • - That the piston disc for the purpose of guidance on its circular path and for the purpose of transmitting the torque is also mechanically rigidly connected to the shaft via a holding element that is also rotating,
  • - That the circular paths of the piston disc and the holding element are enclosed on all sides by the housing so that the distance between the rotating piston disc and the enclose the housing inner surface is limited to a minimum, but a contact between the piston disc and the housing is excluded,
  • - That in the circumferential direction of the piston disc in the course of the circular path, at least one movable slide for optional blocking or releasing the circular cross-section is hen hen,
  • - That the movement of the slide via gear links is tax bar,
  • that the cross section of the circular path is only briefly open for the passage of the piston disc as a result of the control of the slide,
  • - That in the housing in the circumferential direction of the piston disc behind the slide, but in its vicinity, there is an inlet opening for supplying a gaseous medium into the housing interior and
  • - That the housing in the circumferential direction of the piston disc in front of the slide, also in its vicinity, has an outlet opening for removing the gaseous medium from the interior of the housing.
2. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kolbenscheibe kreisrund ausgeführt ist und die Gehäuseinnenfläche die Form eines Torus hat.2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized net that the piston disc is circular and the The inside surface of the housing has the shape of a torus. 3. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Halteelement eine Kreisscheibe vorgesehen ist, an deren Peripherie mindestens eine Kolbenscheibe ange­ ordnet und die in ihrem Zentrum mit der Welle fest verbunden ist.3. Orbital piston machine according to claim 1 or 2, characterized records that a circular disc is provided as a holding element is at the periphery of at least one piston disc arranges and firmly connected to the shaft at its center is. 4. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Kolbenscheiben vorgesehen und diame­ tral am Umfang der Kreisscheibe angeordnet sind.4. Orbital piston machine according to claim 1, 2 or 3, characterized ge indicates that two piston disks are provided and diame are arranged tral on the circumference of the circular disc. 5. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schieber als Drehschieber ausgebildet ist.5. Orbital piston machine according to claim 1, characterized net that the slide is designed as a rotary slide. 6. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Getriebeglieder zur Steuerung des Dreh­ schiebers so ausgebildet sind, daß ein Zwangs lauf zwischen dem Umlauf der Kolbenscheiben und der Schieberbewegung gege­ ben ist.6. Orbital piston machine according to claim 1 to 5, characterized records that the transmission members for controlling the rotation slide are designed so that a forced run between against the rotation of the piston discs and the slide movement ben is. 7. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Getriebeglieder eine Kombination aus Schubstangentrieb und Kardangelenken vorgesehen ist.7. Orbital piston machine according to claim 1 to 6, characterized is characterized by the fact that a combination of Push rod drive and universal joints is provided. 8. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei Drehschieber vorgesehen sind, die sich im we­ sentlichen diametral in der Kreisbahn gegenüberstehen.8. Orbital piston machine according to claim 1, characterized net that two rotary valves are provided, which are in the we face diametrically opposite in the circular path. 9. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Ein- und Auslaßöffnungen in einer Anzahl vor­ gesehen sind, die mit der Anzahl der Drehschieber identisch ist. 9. Recirculating piston machine according to claim 1 and 8, characterized records that inlet and outlet openings in a number seen that are identical to the number of rotary valves is.   10. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolbenscheibe um einen geringen Betrag zur ihrer Umlaufachse schräggestellt ist.10. Recirculating piston machine according to claim 1 to 9, characterized records that the piston disc by a small amount its axis of rotation is inclined. 11. Umlaufkolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehschieber eine Freigabeöffnung für die Kolbenscheibe mit schräg angeschnittenen Rändern aufweist.11. Orbital piston machine according to claim 1 to 9, characterized records that the rotary valve has a release opening for the Piston disc with obliquely cut edges.
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