DE2737523A1

DE2737523A1 - Drehkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2737523A1
Application number: DE19772737523
Authority: DE
Inventors: Colin Wheeler
Original assignee: Wheeler
Current assignee: Wheeler
Priority date: 1976-08-19
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1978-02-23
Also published as: SE432284B; GB1582494A; JPS5341617A; IT1080114B; CA1117369A; SE7709347L; US4187064A; FR2362270A1

Description

Liedl, Nöth. Zeitler

10 0 0 München 22 - S t e i η s d ο r f s t r a B κ 2 T - 2 2 1 e I e I υ η 0 B 9 / 22 94

- 4 - ^ 7 3 7 b 2

B 8440

Colin Wheeler, 14 Hope Road, APPLECROSS, W. Australia

Drehkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine, beispielsweise einen Drehkolbenmotor, Kompressor, eine Pumpe, einen Umlauf motor, eine Bremse oder dgl.

Eine Drehkolbenmaschine besitzt den Vorzug, daß sie bei Anwendung in Form einer Kraftmaschine die RotationsIeistung fast während des gesamten bzw. während des gesamten Umlaufs der Kraftmaschine erzeugt. Wenn die Drehkolbenmaschine als Kompressor oder Pumpe verwendet wird, wird die Flüssigkeit unter Druck gesetzt bzw. gepumpt praktisch während des gesamten Arbeitszyklus der Maschine. Die Flüssigkeit erhält dabei eine konstante oder nahezu konstante Fließgeschwindigkeit.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehkolbenmaschine zu zeigen, bei der weniger bewegliche Teile notwendig sind als bei herkömmlichen Drehkolbenmaschinen, wobei die Richtungsumkehr der Drehbewegung sowie insbesondere die Fließrichtung einer zu fördernden Flüssigkeit leicht umgekehrt werden kann.

Die Erfindung sieht hierzu eine Drehkolbenmaschine vor, welche ein äußeres Gehäuse aufweist, in welchem ein Rotor drehbar um eine Achse angeordnet ist, welche mit der Gehäuseachse zusammenfällt, so daß zwischen dem Gehäuse und dem Rotor eine Relativdrehbewegung möglich ist. Am Rotorumfang sind in gleichen Abständen voneinander wenigstens zwei Dichtelemente angeordnet, die am Gehäuse beweglich abgestützt sind und sich auf eine benachbarte Fläche des Rotors zu und von dieser weg bewegen können und wenigstens während eines Teils der Drehbewegung

w Lrkcn des Rotors dichtend mit der benachbarten Oberfläche des Rotors zusammen-Wenigstens ein Teil des Rotors liegt dicht an der benachbarten Innenfläche des Gehäuses an, wobei ein Einlaßkanal durch den Rotor und eine Öffnung durch die Oberfläche desselben auf einer Seite des Rotorteils sowie ein Auslaßkanal durch den Rotor und eine Öffnung durch die Oberfläche desselben an der anderen Seite des Rotorteils vorhanden sind und der Einlaß- und Auslaßkanal mit entsprechenden Kanälen in Verbindung stehen, weiche ein Arbeitsfluid, insbesondere eine Arbeitsflüssigkeit, zuführen und ein Auspufffluid bzw. entspanntes Arbeitsfluid bzw. Arbeitsflüssigkeit vom Rotor wegführen.

Eine Weiterbildung der Erfindung wird darin gesehen, daß der Rotor nockenförmig bzw. als Nockenscheibe ausgebildet ist, wobei der äußerste Teil der nockenförmigen Erhöhung am Umfang des Rotors in unmittelbarer Nachbarschaft mit der inneren Umfnngsfläche des Gehäuses geführt werden kann bzw. anliegt. Bevorzugt bewegt sich der äußere Teil des Nockens dicht anliegend gleitend über die innere Umfangsfläche des Gehäuses.

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Das Gehäuse selbst trägt zwei oder mehr D ic Me le men te, weiche im gleichen Abstand voneinander um das Gehäuse angeordnet sind und welche unter einer derartigen Vorspannung stehen, daß sie in radialer Richtung nach innen und nach außen in Gehäuseführungen sich bewegen können. Die Dichtelemente können dabei unmittelbar aufliegend auf der Umfangsfläche des Rotors gehalten werden.

Das Dichtelement bzw. jedes Dichtelement kann eine derart gekrümmte Dichtfläche aufweisen, daß sie dem Radius bzw. der Krümmung der benachbarten Fläche des Rotors, mit welcher das Dichtelement in Berührung steht bzw. gegen welche es dichtend angedrückt wird, angeglichen ist.

Außerdem kann der Radius bzw. die Krümmung des äußeren Teils des Nockens dem Radius bzw. der Krümmung der inneren Umfangsfläche des Gehäuses angepaßt sein.

Jedes Dichtelement kann an einem Träger befestigt sein, der sich radial nach innen in den Rotor, benachbart zu wenigstens einer Seitenfläche desselben, erstreckt und am inneren Ende einen Auflagebolzen trägt, welcher mit einer Steuerungsnut in der Seitenfläche des Rotors in Eingriff steht, so daß durch die Drehung des Rotors dem Dichtelement radial nach innen und nach außen gerichtete Bewegungen,synchron mit der Drehbewegung des Rotors ,auf geprägt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, daß die Dichtelemente nach innen unter Vorspannung gegen die Umfangsfläche des Rotors durch Kompressionsfedern zur Anlage gebracht werden, wobei die Kompressionsfedern zwischen den Dichtelementen und den äußeren Enden der Führungen im Gehäuse angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Dichtelemente durch eine entsprechend ausgebildete Gelenkvorrichtung nach innen und nach außen bewegt werden, wobei diese Bewegung synchron mit der Drehbewegung des Rotors erfolgt.

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Ferner kann ein Druckmedium verwendet werden, wie beispielsweise Gas oder unter Druck stehendes öl, welches durch Röhren und Kanäle in den Bereich der äußeren Enden der Dichtungselemente innerhalb der Führungen im Gehäuse eingebracht wird. Die Bewegung der Dichtelemente kann dabei synchronisiert sein durch entsprechende Anordnung von Öffnungen, welche zu den Einlaßkanälen und Auslaßkanälen bezüglich des Rotors und der Stellungen der Dichtungselemente zugeführt oder von diesen weggeführt bind. Eine gleitende dichte Anlage bzw. eine unmittelbare dichtende Nähe zwischen den Dichtelementen und der Umfangsfläche des Rotors muß nur während der kritischen Perioden der Rotation des Rotors aufrechterhalten werden. Wenn ein Ausfließen des Arbeitsmediums, beispielsweise von Verbrennungsgasen, Luft oder einer Hydraulikflüssigkeit, weiches an einem bestimmten Dichtelement vorbeifließt, verhindert werden soll, besteht eine derartige kritische Periode. Im einzelnen wird hierzu auch noch auf die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele verwiesen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß ein Rotor in Form einer Nockenscheibe ausgebildet ist, wobei die Öffnungen zu den Einlaß- und Auslaßkanälen auf einer der beiden Seiten des vorspringenden Teils an der Umfangsfläche des Rotors vorhanden sind. Ferner sind radial nach innen und nach außen bewegliche Dichtungselemente vorgesehen. Ferner ist es möglich, die Arbeitsräume in der Maschine neben einer Seitenfläche oder neben beiden Seitenflächen des Rotors vorzusehen, im Unterschied zum vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Arbeitsräume an der Umfangsfläche des Rotors liegen. Anstelle des nockenscheibenförmigen Rotors wird beim zweiten AusfUhrungsbeispiel ein Rotor verwendet, bei welchem auf einer oder auf beiden Seiten des Rotors eine Verbreiterung bzw. Verbreiterungen oder ein Wulst bzw. Wülste vorgesehen sind. Die Öffnungen für die Einlaß- und Auslaßkanäle sind jeweils an einer der beiden Seiten des Wulstes angeordnet. Die

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D ic htungs elemente sind in Führungen in benachbarten inneren Seitenflächen desGehäuses angeordnet. Vorteile der Erfindung werden darin gesehen, daß die Dichtungselemente, welche in der Drehkolbenmaschine vorhanden sind, die Aufrechterhaltung stetiger Fließbedingungen ermöglichen und eine positive Dichtwirkung in der Maschine hervorrufen. Wenn die Drehkolbenmaschine beispielsweise als Fluidpumpe, z. B. für Luft oder Gas, verwendet wird, kann die Maschine im wesentlichen ölfreie Luft oder ein ölfreies Gas liefern, während die Maschine mit geringer oder hoher Drehgeschwindigkeit und relativ hohem Drehmoment umläuft. Wenn die Drehkolbenmaschine als Kraftmaschine oder als Motor verwendet wird, kann die Maschine ein relativ hohes Drehmoment bei relativ geringen Umdrehungen pro Minute liefern, wobei heißes Gas, Dampf oder zum Antrieb eines Motors eine Hydraulikflüssigkeit als Arbeitsmedium zur Anwendung kommen können.

In den beiliegenden Figuren sind Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar für eine Pumpe, einen Kompressor, eine Bremse und einen Motor. Die beiliegenden Figuren dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt in Seitenansicht eines zweiten Ausführungs

beispiels;

Fig. 4 einen Schnitt in Seitenansicht eines dritten Ausführungs-

beispiels und
Fig. 5 einen Schnitt in Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels

mit einem Doppelrotor.

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-β -

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausiührungsbeispiele der Drehkolbenmaschine gemäß der Erfindung besitzen ein Gehäuse 20 mit einem ersten Gehäuseabschnitt 18, welcher ein Ende der Maschine (im folgenden als das Ausg;uigsende der Maschine bezeichnet) bildet und welches eine zylindrische Außenwand 21 (im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 gezeigt) aufweist. Eine Seite der äußeren Wand ist durch eine ringförmige Seitenwand 22, welche aus einem Stück mit der äußeren Wand besteht, geschlossen. Die Seitenwand besitzt eine¹ zentrale kreisförmige Bohrung 23, welche mit der Drehachse der Maschine zusammenfällt. Eine weitere zylindrische Wand 24, welche aus einem Stück mit der äußeren zylindrischen Wand und der ringförmigen Seitenwand besteht, erstreckt sich nach außen von der Außenseite der Wand 22 weg und besitzt gegenüber der zentralen Bohrung 23 einen radialen Abstand. Die Achse der letztgenannten zylindrischen Wand fällt mit der Rotationsachse der Maschine zusammen. Das Gehäuse 20 wird vervollständigt durch einen zweiten Gehäuseabschnitt 19. Dieser befindet sich auf der anderen Seite der Maschine (im folgenden als Einlaßende der Maschine bezeichnet). Dieser zweite Gehäuseabschnitt besitzt eine ringförmige Seitenwand 25 mit einer mittleren kreisförmigen Öffnung 27. Diese besitzt die gleiche Achse wie die Drehachse der Maschine und besteht aus einem Stück mit einer zylindrischen Wand 26. Diese erstreckt sich nach außen von der Seitenwand 25 weg und besitzt einen radialen Abstand von der mittleren kreisförmigen Öffnung 27. Die Achse der zylindrischen Wand fällt mit der Rotationsachse der Maschine zusammen. Der erste und der zweite Gehäuseabschnitt 18 und 19 sind miteinander verbunden und bilden einen inneren zylindrischen Hohlraum 28. Zur Verbindung sind Schrauben 2'.) (siehe Fig. 3) vorgesehen. Diese erstrecken sich durch Bohrungen 30 in der Nähe der Umf angskante der Seitenwand 25 des zweiten Gehäuseabschnitts 19 und münden in Gewindebohrungen 31 der benachbarten ringförmigen Fläche der zylindrischen Außenwand 21 des ersten Gehäuseabschnitts 18.

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Im zylindrischen Hohlraum 2ti des Gehäuses 20 isl ein Rotor 32 angeordnet. Dieser besitzt einen Hauptrotorkörper 33, der nockenförmig ausgebildet ist. Ferner besitzt der Rotor zwei Trägerwellen 34 und 35, von denen die kürzere 34 sich durch die Bohrung 23 im ersten Gehäuseabschnitt 18 erstreckt und in der Nähe des äußeren Kndes der zylindrischen Wand endet. Im ringförmigen Zwischenraum zwisclu-n der Innenseite der zylindrischen Wand 24 und der äußeren Oberfläche der Welle 34 i. l ein Lager 41a zur Aufnahme des einen Endes der Welle angeordnet. Das äußere Ende der zylindrischen Wand 24 ist mit Hilfe eines kreisförmigen Verschlußelements 36 verschlossen. Hierzu dienen Schrauben 37, welche durch Hohrungen in der Verschlußj.latte 36 hindurchragen und in Gewindebohrungen in der ringförmigen Endfläche der zylindrischen Wand 24 münden. Die zweite Welle 35 besitzt eine größere Längsausdehmmg als die erste Welle 34 und erstreckt sich durch die mittlere kreisförmige Öffnung 27 in der Seitenwand 25 des zweiten Gchäuseabschnilts IU. Der ringförmige Zwischenraum zwischen der Innenfläche der zylindrischen Wand 26 und der äußeren Ot)C rf lache der Welle 35 nimmt ein l'aar von Dichtungspackungen 40 auf, welche am äußeren Ende des ringförmi en Zwischenraums angeordnet sind. Innerhalb der Diehtungspackungen ist ein Lager 41b vorgesehen. An der Innenseite des Lagers ist eine Ableitungshülse bzw. ein Ableitungsteil 42 vorgesehen. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 ist dieses Ableitungsteil im verbleibenden Zwischenraum vorgesehen. Im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 wird durch das Ableitungsteil ein Einlaßhohlraum 43 gebildet, welcher mit einer Einlaßleitung 44 in Verbindung steht. Diese erstreckt sich radial durcli die zylindrische Wand und kann über ein Verbindungselement 45' mit einer Einlaßzuleitung 45 verbunden werden. Ein Einlaßende einer ringförmigen Verschlußplatte verschließt das äußere Ende der zylindrischen Wand 26. Die Verschlußplatte besitzt eine axiale Öffnung 47, durcli welche das äußere Ende der Welle 35 sich erstreckt. Mit Hilfe von Schrauben 48, welche durch Bohrungen 49 in der Verschlußplatle 46 sich erstrecken und von Gewindebohrungen 50 in der ringförmigen Endfläche der zylindrischen Wand 26

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aufgenommen werden, wird die Verschlußplatte befestigt.

Der Hauptrotorkörper 33 besitzt die Form einer Nockenscheibe und weist einen Nockenvorsprung 51 auf. Die äußerste Uinfangsfläche des Nockenvorsprungs liegt dicht an der inneren Oberfläche der Außenwand 21 des zusammengesetzten Gehäuses 20 an, wie das aus Fig. 1 zu ersehen ist. Die Seitenflächen des Hauptrotorkörpers 33 liegen gleitend und dicht an den Innenflächen der Seitenwände 22 und 25 des Gehäuses an. Die Rotorwelle 35 im Einlaßende der Maschine ist mit einem axialen Einlaßkanal für die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 ausgestattet. Dieser axiale Einlaßkanal steht beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 in Verbindung mit dem ringförmigen Einlaßhohlraum 43 über eine Übertragungsleitung 53. Zur vereinfachten Herstellung ist der axiale Einlaßkanal 52 durch Dohren einer axialen Dohrung vom Ende der Welle 35 aus hergestellt. Die Dohrung wird dann durch Verschließen des Einlaßendes der axial« η Dohrung mit einer Abschlußschraube 54 verschlossen. Das innere Ende des axialen Einlaßkanals 52 steht mit dem im wesentlichen radial nach außen gerichteten Übertragungskanal 55, weicht τ sich durch den Hauptrotorkörper 33 erstreckt, inVerbindung". Dieser Übertragungskanal ist nach außen am Umfang des Hauptrotorkörpers 33 an einer Seite des Nockenvorsprungs 51 geöffnet. Die Rotorwelle 34 am Auslaßende der Maschine ist in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 mit einem Auslaßkanal 56 ausgestattet. Dieser Auslaßkanal steht am äußeren Ende der Rotorwelle 34 mit einer Auslaßleitung 57 in Verbindung, welche sich durch die Verschlußplatte 36 erstreckt. Die Auslaßleitung kann an eine Abflußleitung 58 über ein Verbindungselement 58' angeschlossen sein. Das innere Ende des axialen Auslaßkanals 56 steht mit einem im wesentlichen radial nach außen gerichteten Übertragungskanal 59 in Verbindung. Dieser Übertragungskanal ist nach außen,in Richtung zur Umfangsfläche des Hauptrotorkörpers 33 hin,an der entgegengesetzten Seite des Nockenvorsprungs 51, zu welchem der Einlaßkanal 55 hin verbunden ist, geöffnet.

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Innerhalb des Gehäuses 20 ist ein Paar von Dichlwiigseloinenten 60 in diametral einander gegenübe liegenden Stellungen angeordnet. Diese Dichtungselemente können radial nach innen und nach außen bewegt werden, so daß sie bei der Drehung des Hauptrotorkörpers 33 mit der Umfangsfläche desselben in Berührung gehalten werden. Die Dichtungselemente 60 sind in Führungsschlitzen 66 gelagert und geführt. Die Führungsschlitze erstrecken sich in der Wand 21 des Gehäuses. Die Länge der Umfangsfläche des Teils des Nockenvorsprungs des Hauptrotorkörpers 33, welcher in dichtender Verbindung mit der Iniionoberfläche des Gehäuses liegt, ist größer als die Breite der Dichtungsolemonte 60. Auf diese We ise wird ein Auslaufen bzw. Locken verhindert, wenn der Teil des Nockenvorsprungs am Führungs.sehlitz 66 vorbeiläuft. Das Gehäuse 20 ist neben den äußeren Enden der Führungsschlitzc 66 mit flachen Oberflächen versehen, die dort eingearbeitet sind. Die äußeren Enden der Führungssehlitze .sind mit Hilfe von Abdcckplalton 90 verschlossen. Diese sind mittels Schrauben 91 befestigt. Die Schrauben erstrecken sich durch Bohrungen 92 in den Verschlußplatten und werden von Gewindebohrunger 93 in den Seitenwänden 22 und 25 aufgenommen. Um die Dichtungselomento bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 Ιλ s 3 nach innen und nach außen in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Hauptrotorkörpers 33 zu bewegen in der Weise, daß sie in gleitender abdichtender Berüiu ung mit der Umfangsfläche des Rotors liegen, ist jedes Dichtungselement 60 an einem Paar L-förmiger Dichtungsträger 61 befestigt. Ein Schenkel eines jeden Trägers erstreckt sieh quer zum nach außen gerichteten Ende des Dichtungselementes 60. Der andere Schenkel eines jeden Dichtungsträgors erstrockt sich radial nach innen zum Rotor hin, wobei von der Se ite her eine Führung in Führungsschlitzen 63 in den Innenflächen der Seitonwände 22 und 25 dos Gehäuses für die Träger vorgesehen sind. Ferner besitzen die Träger nach innen gerichtete Anlagezapfen 64, welche mit Führung« rinnen 65 in Eingriff stelun. Diese Führungsrinnen sind in die Seitonflüchen dos Hauptrotorkörpers 33 eingi'formt und besitzen einen im wesentlichen den Anlagezapft η angepaßten Querschnitt. Die Führungsrinnen be-

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entspricht, sitzen einen Verlauf, der im wesentlichen dem Außenumfang des Rotors so daß die Dichtungselemente 60 nach außen und nach innen synchron mit der Drehung des Rotors bewegt werden. Die bewegung der Diehtungselemente 60 ist dabei der Umlangsl lache des sich drehenden Rotors 33 angepaßt. Das Zusammenwirken der Anl.igezaplen und der Führungsrinnen kann dabei so sein, daß die Dichtungselemente nach innen gedrückt werden, während die Rotorumfangsfläche dem entgegenwirkt und die Dichtungselemente nach außen drückt. Aul diese Weise läßt sich die Führungsrinne einfädler ausbilden.

Das gleitende, jedoch dichtende Aneinanderliegen bzw. der nahe dichtende Abstand zwischen den Dichtungselementen 60 und der Umfangsfläche des Hauptrotorkörpers 33 muß nur während der kritischen Perioden der Rotation des Hauptrotorkörpers 33,während welcher ein Ausfließen bzw. Lecken an Fluid vermieden werden muß, aufrechterhalten werden.

Die Umfangsfläche des Rotors 33 besitzt mit Ausnahme des äußersten Teils des Nockenvorsprungs 51 einen Abstand von der inneren Oberfläche des Gehäuses, welcher gleichbleibend ist. In diesem Dereich ist der Haupt rotorkörper daher kreisförmig ausgebildet. Dieser Bereich entspricht etwa der 11. ι lite des Umfangs des Rotors. Der übrige Teil des Rotors wird von dem Nockenvorsprung eingenommen. Der Abstand entLing der Leit- und Ablaufflächen des Nockenvorsprungs 51 wird zu der inneren Oberfläche des Gehäuses 20 in Richtung zum äußersten Punkt des Nockenvorsprungs 51 hin immer geringer. Der Krümmungsradius des äußersten Teils des Nockenvorsprungs 51 ist an den Krümmungsradius der inneren Umfangsflache des Gehäuses 20 angepaßt. Die nach innen gerichtete Oberfläche eines jeden Dichtungselements 60, welche zumindest für einen Teil der Drehbewegung des Rotors in gleitender und dichtender Berührung mit der Umfangsfläche des Rotors steht, ist derart gekrümmt, daß sie an den kreisförmigen Teil des Rotors 33 angepaßt ist. Die Öffnungen für

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die Einlaß- und Auslaßkanäle 55 und 59 sind länglich ausgebildet, wie es aus der Fig. 1 zu ersehen ist. Sie erstrecken sich bis in die Nähe, jedoch nicht über den äußersten Teil des Nockenvorsprungs 51 hinaus. Auf diese Weise wird ein Druckausgleich an beiden Seiten eines jeden Dichtelements 60 erzielt, während dieses mit dm Abschnitten des Nockenvorsprungs 51 iii Berührung steht und sich in radialer Richtung bewegt. Auf diese Weise wird eine zu hohe Reibung und ein zu hoher Energie- bzw. Wirkungsgradverlust vermieden. Diese länglichen Öffnungen erlauben einen Austritt des Fluids, welches andererseits zwischen der Führungsseite des Nockenvorsprungs 51 und der Ablaufseite des Dk hUingselements 60 eingeschlossen werden würde, nachdem die Öffnung zum Übertragungsauslaßkanal 59 das Dichtungselement 60 passiert hat.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 wird lediglich ein Paar von diametral einander gegenüberliegenden Dichtelementen 60 verwendet. Diese wirken als Kompressor oder Pumpe. Wenn der Rotor mit seinem Nockenvorsprung 51 eine Stellung vor einem ersten der Dichtungselemente 60, welches in dichtender Stellung sich befindet, einnimmt und wenn die Drehrichtung Ui der Fig. 1 im Uhrzeigersinn verläuft, ermöglicht die Öffnung des Einlaßübertragungskanals 55,daß ein Fluid, wie beispielsweise Gas oder Öl, durch die Einlaßleitung 44 gesaugt wird und in den ringförmigen E in laßhohl raum 43 und daraufhin durch die Übertragungsleitung 53 und den axialen Einlaßkanal 52 schließlich in den kontinuierlich sich vergrößernden Zwischenraum zwischen der Leitfläche des ersten Dichtelements 60, der inneren Oberfläche des Gehäuses 20, der Ablaufumfangsfläche des Rotors 33 und dem äußersten Teil des Nockenvorsprungs 51 gelangt. Bei weiterer Drehung des Rotors 33 läuft der Nockenvorsprung 51 an dem diametral entgegengesetzt liegenden zweiten Dichtelements 60 vorbei. Wenn das zweite Dichtelement sich ebenfalls in Dichtstellung befindet, wirkt die Öffnung des Einlaßübertragungskanals 55 in gleicher Weise,

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d. h. das Fluid wird in den sich kontinuierlich vergrößernden Zwischenraum zwischen der Leitfläche des zweiten Dichtclements der inneren Oberfläche des Gehäuses 20, der Ablaufunvfangsfläche des Rotors 33 und dem äußersten Teil des Nockenvorsprungs 51 eingebracht bzw. eingesaugt. Das Fluid, welches zwischen dem ersten und zweiten Dicht element in der vorhergehenden Stufe eingeschlossen ist, bleibt im wesentlichen ohne Volumenänderung (Hler Positionsänderung dazwischen eingeschlossen, bis der Nockenvorsprung 51 in Richtung auf das erste Dicht-

welelement sich zubewegt,eher in eine nichtdiehtt.-ncle Stellung bewegt wird.

Das Fluid wird dann in einem Zwischenraum zwischen der Führungsoberfläche des Rotors 33, der Ablauffläehe des zweiten Dichtelements 60, der inneren Oberfläche des Gehäuses 20 und dem äußersten Teil des Nockenvorsprungs 51 gehalten. Dieser Zwischenraum verringert fortlaufend sein Volumen. Auf diese Weise wird beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 das Fluid durch die Auslaßiibertragungskanäle 59 und 56 ausgestoßen, während sich der Nockenvorsprung 51 weiterdreht, ßei der gesamten Drehung des Rotors wird das Ansaugen bzw. Einbringen des Fluids auf einer Seite des Nockenvorsprungs 51 hinter dem äußersten Teil des Nnckenvorsprungs bewirkt. Fluid kann dabei für einen Teil des Umlaufs in einen Teil der Kammer zwischen dem Dichtelement 60 eingeschlossen werden. Fluid, welches von einem vorherigen Einbringen bzw. von einer vorherigen Ansaugstufe herrührt, wird unter Druck vom Raum an der anderen Seite des Nockenvorsprungs 51 vor dem äußersten Teil des Nockenvorsprungs gepumpt. Es wird demnach eine Ansaugstufe und eine Pumpstufe gleichzeitig bei jeder Umdrehung des Rotors 33 durchgeführt. Das Ansaugen und Pumpen erfolgt während jeder Drehung im wesentlichen kontinuierlich. Bei einer Kraftmaschine oder einem Motor, welche durch heiße Luft, Dampf oder ein hydraulisches Arbeitsmedium betrieben werden, expandiert das heiße Gas oder der Dampf bzw. gelangt das Arbeitsmedium in den Raum zwischen der Leitfläche des ersten Dichtelements der inneren Oberfläche des Gehäuses 20,der Ablaufoberfläche des Rotors 33 und dem äußersten Teil des Nockenvorsprungs 51, wenn der Einlaß-

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Übertragungskanal 55 vor dem ersten Dichtungselement 60, welches in Dichtstellung sich befindet, angelangt ist und die Drehrichtung in der Fig. 1 im Uhrzeigersinn erfolgt. Aul diese Weise wird der Rotor angetrieben. Nachdem der Nockenvorsprung 51 sich hinter das zweite Dichtungselement 60 gedreht hat und dieses Dichtungselement seine Dichtposition erreicht, wirkt der Einlaßkanal in gleicher Weise; d. h. das Arbeitsmedium expandiert in bzw. erreicht den Raum zwischen der Leitoberfläche des zweiten Dichtungselementes 60, der inneren Oberfläche des Gehäuses 20, der Ablaufüberfläche des Rotors 33 und dem äußersten Teil des Nockenvorsprungs 51. Das Fluid, welches in der vorausgegangenen Stufe zwischen dem ersten und zweiten Dichtungselement eingeschlossen wurde, verbleibt zwischen diesen ,ohne Änderung des Volumens bzw. ohne Änderung der Stellung, eingeschlossen, bis der Nockenvorsprung in Richtung auf das erste Dichtungselement sich bewegt und dieses Dichtungselement eine nicht dichtende Stellung eingenommen hat. Das Arbeitsmedium, welches zwischen der Führungsoberfläche des Rotors 33, der Ablauf übe rf lache des zweiten Dichtungsdenientes GO, der inneren Oberfläche des Gehäuses 20 und dem äußeren Teil des Nockenvorsprungs 51 sich befindet, wird durch den Auslaßkanal 59 ausgestoßen, wenn dieser Raum sich im Volumen verringert. I3ei der gesamten Drehbewegung des Rotors expandiert das Arbeitsmedium in einem Raum auf einer Seite des Rotors bzw. wird das Arbeitsmedium in dieseiiRauin eingebracht, um die Leistung bzw. das Drehmoment hervorzurufen. Fluid einer vorherigen Stufe ist zwischen die Dichtungselemente eingeschlossen. Fluid von einer noch höheren Stufe wird von dem Raum auf der anderen Seilt? des Nocken vorsprungs ausgestoßen. Demzufolge werden bei jeder Umdrehung des Rotors 33 gleichzeitig eine Leistungs- und eine Ausstoßstufe durchgeführt, wobei das Ausstoßen des verbrauchten Arbeitsmediums und die Leistungsstufe im wesentlichen kontinuierlich durchgeführt werden.Die verlängerten Einlaß- und Auslaßöffnungen von den Kanälen 55 und 59 bzw. die nicht dargestellten Reliefrinnen ermöglichen es, daß die Kanäle unverschlossen

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sind und daß ihre Fluidübertragungsfunkt innen etwa« früher wier später beendet werden, so daß der Zeitraum vergrößert wird, während welchem die Kanäle ο ine F Iu id übertragung ermöglichen. Wenn die Hinnen langer sind als die Breite der Dichtungselemente (30, wird eine Leistung und/oder ein Pumpeffekt während einer jeden gesamten Umdrehung des Rotors 33 angewendet. Der Druck an jeder Seite des Dichtungselements ist ausgeglichen, wenn das Dichtungselement sich in Bewegung befindet. Auf diese Weise werden die Reibung- und L'nergieverluste verringert.

Die Dichtungselemente 60 enthalten Leitungen (JV, welche von den Innenseiten zu den Außenseiten hin sich erstrecken. Auf diese Weise ist ein Fluß des Fluid zwischen dem Raum neben der Innenseite eines jeden Dichtungseleinents GO und dem Raum neben der Außenseite des Diehtungselementes während der Bewegung des Dichtungselements CO möglich. Eine derartige Bewegung des Fluids an einer Seite des Dichtungselements wird kompensiert durch eine entgegengesetzte Bewegung des Fluids an der anderen Seite des Dichtungselements GO. Auf diese Weise wird durch die Bewegung des Dichtungselements GO eine Verschiebung des Fluidvolumens während des Betriebs der Maschine hervorgerufen. Dies würde nämlich zu einer Pulsation des Fluids und zum Auslaufen des Fluids aus der Maschine führen. Ferner wird der Vorteil erzielt, daß das Arbeitsfluid in der Maschine als Schmiermittel dient. Hierdurch wird dieSchmierung an den aneinandergleitenden Blechen der einzelnen Bauteile erleichtert. Leitungen 67 erlauben außerdem den Druckausgleich zwischen den Innen- und Außenseiten der Dichtungselemente. Die L-l'örinigen Dichtungsträger 61 weisen sich radial erstreckende Führungsrinnen 67a bzw. Relief rinnen in den nach außen gerichteten Seitenflächen auf, wie das aus Fig. zu ersehen ist. Diese verhindern Blockierungen, insbesondere wenn das Arbeitsmedium Öl ist. Die Geschwindigkeit der Volumenverlagerung hängt nicht von der Gestalt des Nockenvorsprungs 51 ab, da die Dichtungs-

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elemente 60 lediglich über den De reich de;. Rotors 33 hin eine Dichtwirkung ausüben, an welchem der Rotor eine kreisförmige Krümmung aufweist. Demzufolge ist das Volumen des in Hede stehenden Raums proportional zur Länge des kreisförmig gekrümmten Dogens der Umfangsfläche des Rotors zwischen der Kante des Dichtungselements und dem Deginn der nicht dichtenden Oberfläche des Rotors. Der Raum zwischen der nicht dichtenden Oberfläche des Rotors und dem benachbarten Dichtelement ist ein nicht aktiver Raum und beeinflußt tue Geschwindigkeit der Volumenverlagerung nicht.

Um eine Dichtung zwischen den auieinanderliegenden Oberflächen der beiden Gehäuseabschnitte Ib und Ii) zu erzielen, sind aufeinanderpassende ringförmige Rinnen 58 in diese Oberflächen der Gehäuseabschnitte, welche aufeinanderliegen, eingeformt. Diese !.'innen kommen aufeinanderzuliegen, wenn die Gehäuseubsehnitte aneinandergefügt sind. Diese Rinnen werden mit flüssigem Gummi angefüllt, welcher ausgehärtet wird und auf diese Weise zwischen den aneinanderliegenden Oberflächen der beiden Gehäuseabschnitte Dichtungen bildet.

Wenn die Maschine als Pumpe oder Kompressor wirkt, befindet sich die Hochdruckseite der Maschine am Auskittende der Maschine, und es wirkt insofern ein beträchtlicher seitlicher Schub auf den Rotor

an der Auslaßseite der Maschine. Ks ergeben sich daraus beträchtliche Reibungs- und Wärmeverluste an der Seitenfläche des Rotors 33 in der Nähe der inneren Oberfläche der Wand 25. Dei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 ist zum Ausgleich des seitlichen Schub bzw. zum Entgegenwirken gegen diesen seitliche;: Schub eine ringförmige

Rinne 69 mit etwa gleicher Querschnittsfläche wit.· das Ende der Welle in die entgegengesetzte Seite des Rotors eingeformt. Diese Rinne steht über einen Reliefkanal 59 im Rotor mit dem Knde der Welle 34 in Verbindung. Auf diese Weise wird eine im wesentlichen identische und entgegengerichtete Kraft ausgeübt, so daß der seitliche Schub ausgeglichen wird.

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Wenn der Betrieb der Maschine umgekehrt wird, wird die Hochdruckseite der Maschine die Niederdruckseite und umgekehrt. Es besteht dann die Gefahr des Auslaufens von Öl und des Aufblühens der Dichtungspackungen 40; es sei denn, der Druck auf die Dichtungen wird beseitigt und das auslaufende Öl wird zurückgeleitet zur Niederdruckseite (in diesem Fall zum Auslaßende der Maschine). Diese Gefahr wird bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 beseitigt. Es ist hierzu eine Ölnebenleitung 71 mit einer Ventilkammer 72 vorgesehen. In dieser Ventilkammer ist ein nicht naher dargestelltes Ventil angeordnet. Die Ableitungshülse bzw. das Ableitungsteil 42 besitzt eine umlaufende Ausnehmung 73, welche in die Innenfläche des Ableitungsteils eingeformt ist. Diese Innenfläche umgibt die Welle 35 des Rotors, so daß ein Ölaustritt unter Druck zwischen dem Gehäuse 20 und dem Ableitungsteil 42 und der Rotorwelle 35 (das Spiel ist so gering wie möglich und liegt bei etwa 0,00075 cm) keinen Druck aufbauen kann. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Dichtungspackungen 40 aufgebläht werden oder ein Lecken durch diese Dichtungspackungen 40 erfolgt. Dies beruht darauf, daß ein sich ausbildender Öldruck auf die Niederdruckseite über die Nebenleitung 71 zurückgeleitet wird. Das nicht näher dargestellte Ventil in der Ventilkammer 72 ist so eingestellt, daß es bei einem Druck öffnet, der geringer ist als der maximale Druck, den die Öldiehtungen aushalten können. Die entsprechende Einstellung des Ventils kann durch eine Feder erzielt werden.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 insofern, als Fluid zu den Einlaßübertragungskanälen 52 und 55 geliefert wird. In der Fig. 3ist ein Querschnitt gezeigt, welcher im rechten Winkel zur Richtung des Nockenvorsprungs und zur Außenebene der Dichtungselemente gelegt ist. Insofern sind weder der Nockenvorsprung noch die Dichtungselemente in dieser Darstellung sieht bar. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 fehlt der Einlaßhohlraum 43. Der ringförmige Raum zwischen der Rotorwelle 35 und der zylindrischen Wand 26 ist vollständig durch die Dichtungspackungen 40, das Lager 41b

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und das Ableitungsteil 42 ausgefüllt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Arbeitsmedium bzw. Fluid über einen radial sich erstreckenden Kanal 74 zugeführt und gelangt durch die Seitenwand 25 des Gehäuses Das äußere Ende des Kanals ist über ein Verbindungsstück 76 mit einer Einlaßleitung 75 verbunden.Das innere Ende des Kanals 74 steht in Verbindung mit einer ringförmigen Rinne 77, weicht; in die innere Oberfläche der Seitenwand 25 eingeformt ist. Diese Rinne steht über eine Leitung 78 in der Wand der Welle 35 mit dem axial sich erstreckenden Kanal 52 in Verbindung. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel bezüglich des Aufbaus des Betriebs entweder als Pumpe oder Kompressor oder als Motor dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 und 2. Insofern sind auch die gleichen Bezugsziffern verwendet.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 unterscheidet sich von den beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3, und zwar bezüglich der Art und Weise, wie das Fluid der Maschine zugeführt wird und von dieser weggeführt wird und in der Art und Weise, wie die Dichtungselemente 60 in radialer Richtung einwärts und nach außen bewegt werden, um sie in dichtender Anlage an der äußeren Umiangsfläclie des Rotors 33 zu halten. Der Einfachheit halber ist der Rotor dieses Ausführungsbeispiels ein fester Rotor insofern, als die Einrichtungen zum Ausgleich des Seitendrehmoments bzw. Seitenschubs, welche in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 durch dlie ringförmige Rinne 69 und den Kanal 70 verkörpert sind, fehlen. Falls notwendig, können diese Einrichtungen natürlich ebenfalls vorgesehen sein. Der Ableitungsteil 42 mit der ringförmigen Ausnehmung 73 und die Nebenleitung 71 sowie die Ventilkammer 72 sind bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 zu dem Zweck vorgesehen, daß der Verlust an Öl bzw. das Aufblähen der üldichtungen 40 beim Umkehren des Betriebs der Maschine, bei welchem die Eingangsseite die Ausgangsseite mit hohem Druck wird, vermieden wird. Diese Einrichtungen sind im Ausführungsbeispiel der Fig. ebenfalls nicht dar-

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. ; 2 7 3 7 b 2 J

gestellt; sie können jedoch - falls notwendig - vorgesehen sein. Der ringförmige Raum zwischen der zylindrischen Wand 2(j und der Rotorwelle ist vollständig mit den Dichtungspackungen 40 und dem Lager 41b für das Eingangsende ausgefüllt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird die Arbeitsflüssigkeit bzw. das Fluid über eine Einlaßleitung 79 in die Maschine eingeleitet. Diese Einlaßleitung erstreckt sich durch die Seitenwand 25 des Gehäuses 20. Eine Zuführungsleitung 80 ist mit der Einlaßleitung mit Hilfe eines Verbindungsstücks 81 verbunden. Das innere Ende der Einlaßleitung 79 steht mit einer ringförmigen Rinne 82 in Verbindung. Diese befindet sich in der benachbarten Seitenfläche des Hauptrotorkörpers 33. Diese Rinne steht hinwiederum in Verbindung mit dem radial sich erstreckenden Übertragungskanal 55 über eine Verbindungsleitung 83. Der Fluidauslauf erfolgt aus der Maschine über eine gleiche Anordnung. Es handelt sich hierbei um eine Auslaßleitung 84, welche sicli durch die Seitenwand 22 des Gehäuses 20 erstreckt. Mit dieser Auslaßleitung ist über ein Verbindungsstück 86 eine Abflußleitung 85 verbunden. Das innere Ende der Auslaßleitung 84 steht mit einer ringförmigen Rinne 87 in Verbindung, welche in der benachbarten Seitenfläche des Hauptrotorkörpers 33 vorgesehen ist. Diese Rinne steht hinwiederum in Verbindung mit dem sich radial erstreckenden Übertragungskanal 59 über eine Verbindungsleitung 88. Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bewegen sich die Dichtungselemente 60 nach innen aufgrund der Kraft der Federn 89. Diese Federn sind zwischen den äußeren Oberflächen der Dichtungselemente 60 und den Innenseiten der Abdeckplatten 90 vorgesehen. Insofern können die Dichtungsträger 61 und die zugeordneten Anlagezapfen und Führungsrinnen 64 und 65, wie sie in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 vorgesehen sind, in Fortfall kommen. Die Kompressionsfedern 89 halten die Dichtungselemente 60 ständig unter Vorspannung und in gleitender dichter Anlage an der äußeren Unifangsfläche des Hauptrotorkörpers

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Abgesehen von den vorstellend erwähnten Unterschieden ist der Aufbau und der Betrieb des Ausführungsbeispiels in der Fig. 4 der gleiche wie der der Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 bis 3. Insofern sind auch die gleichen Bezugsziffern verwendet.

Die Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem Doppelrotor. Dieses Ausführungsbeispiel besitzt ein äußeres Gehäuse, das aus zwei zylindrischen Gehäuseabschnitten 94 besteht. Diese

die bilden zwei Rotorhohlräume 95, welche durch eine Trennwand 96, mit einer Mittelbohrung 97 versehen ist, voneinander getrennt sind. Die Mittelbohrung besitzt eine Achse, welche mit der Rotationsachse der Maschine zusammenfällt. Zwei ringförmige Seitenwände 98 sind an jedem Ende der Maschine vorgesehen. Auch diese Seitenwände besitzen jeweils eine zentrale Bohrung 99. Die Achse dieser Bohrung fällt mit der Rotationsachse der Maschine zusammen. Ferner erstrecken sich von den äußerenBlechen der Seitenwände 98 zylindrische Wandteile 100, welche mit den Seitenwänden aus einem Stück bestehen.

Ein Rotorkörperpaar 101 ist in den Rolorhwhlräumen 95 vorgesehen und gelagert. Eine gemeinsame Rotorwelle 102 besitzt zwei Endteile, die sich nach außen durch die Seitenwände 98 des Gehäusesund der Mittelbohrungen 97 und 99 erstrecken. Der Raum avischen den Endteilen der Rotorwelle 102 und den zylindrischen Wandteilen 100 füllen Lager 103 und Dichtungspackungen 104 aus. Die Enden der zylindrischen Wandteile 100 sind mit Hilfe von Verschlußplatten 105 verschlossen. Die Verschlußplatten sind durch Schrauben 106 befestigt. Die Endplatten weisen Öffnungen 107 auf, durch welche sich die Endteile der Rotorwelle 102 erstrecken. Die verschiedenenAbschnitte des Gehäuses können getrennt hergestellt werden und mit Hilfe von Schrauben 108 miteinander verbunden sein. Von diesen Schrauben ist eine gezeigt. Natürlich ist es auch möglich, die Gehäuseabschnitte aus einem einzigen Stück zu bilden. Ferner ist es möglich,

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getrennte Gehäuseabschnitte auf andere Art und Weise miteinander zu verbinden.

Ein radial sich nach innen erstreckender Einlaßkanal 109 ist in der Trennwand 96 vorgesehen. Dieser Einlaßkaiial ist innerhalb der Trennwand in zwei axial sich erstreckende Kanäle 110 aufgeteilt. Diese Kanäle stehen in Verbindung mit ringförmigen Hinnen 111, welche in die benachbarten Seitenflächen des Doppelrotors 101 eingeformt sind. Die ringförmigen Rinnen 111 in jedem Rotor 101 stehen mit einem sich im wesentlichen radial erstreckenden Kanal 112 in Verbindung, welcher im Dereich des Nockenvorsprungs des Rotors auf einer Seite sich nach außerhalb von der Umfangsflache des Rotors erstreckt. Ein radial sich nach innen erstreckender Auslaßkanal 113 ist in jedem Rotor vorgesehen, wobei die Öffnung des Auslaßkanals jeweils entgegengesetzt zum Nockenvorsprung des jeweiligen Rotors liegt. Die nach innen gerichteten Auslaßkanäle stehen in Verbindung mit einem einzelnen axialen Auslaßkanal 114 in der Rotorwelle 102. Dieser axiale Auslaßkanal steht in Verbindung mit jedem der Auslaßkanäle 113 in jedem Rotor 1Oi. Wie aus der Fig. zu ersehen ist, wird der axiale Auslaßkanal 114 durch eine Bohrung gebildet, welche sich vom einen Ende der Rotorwelle 102 her erstreckt. In dieser Bohrung ist eine Abschlußschraube 115 vorgesehen.

Der axiale Auslaßkanal 114 steht mit einer nach außen sich erstreckenden Übertragungsleitung 116 in Verbindung, welche sich durch die Rotorwelle 102 erstreckt. Über diesen Übertragungskanal steht der axiale Auslaßkanal mit einer ringförmigen Rinne 117, welche entlang der Mittelbohrung 99 durch die Seitenwand 98 verläuft, in Verbindung.Mit der ringförmigen Bohrung steht ein Auslaßkanal 118 in Verbindung, der sich radial nach außen durch die Seitenwand 98 erstreckt. Die Einlaß- und Auslaßkanäle 109 und 116 sind mit entsprechenden Zuleitungen 119 und Abflußleitungen 120 über Verbindungsstücke 121 und 122 verbunden. Jeder

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Rotor 101 arbeitet mit Dichtungselemriiten, welche im einzelnen nicht dargestellt sind, zusammen, wob» i das Zusammenwirken so verläuft wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Dichtungselemente können insofern radial nach innen und nach außen durch Einrichtungen bewegt werden, wie sie beispielsweise in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 oder der Fig. 4 dargestellt sind. Der Betrieb für jeden Rotor erfolpt so wie im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Ausfuhr ungsbeispielen.

Die Vorteile des Ausführungsbeispiels mit dem Doppelrotor sind darin zu sehen, daß die Nockenvorsprünge der entsprechenden Rotore und die Dichtungselemente, welche mit jedem Rotor zusammenwirken, gegeneinander um 180 versetzt sind, so daß auf diese Weise ein dynamisches Ausgleichen der Gesamtanordnung erzielt wird. Drücke und Schübe, welche im rechten Winkel zur Rotorwelle erzeugt werden, werden auf diese Weise ebenfalls ausgeglichen. Auch Drücke und Schübe, welche aufgrund von Öl- oder Fluiddruck auf die Außenfläche eines der Rotore wirkt, worden ausgeglichen durch gleiche entgegengesetzte Kräfte, welche auf den anderen Rotor einwirken. Insofern werden die Lager der Maschine bei dieser Ausführungsform nicht allzu hoch belastet. Ferner wird das Arbeitsmedium bzw. das Fluid an entgegengesetzten Seiten der beiden Rotore zugefügt. Insofern werden gleiche und einander entgegengesetzte Schübe erzeugt.

Das erfindungsgemäße Prinzip der Drehkolbenmaschine kann auf einen einzelnen Kompressor oder eine einzelne Pumpenanordnung angewendet werden, wobei Gas oder eine Flüssigkeit komprimiert oder gepumpt und in die Maschine eingegeben werden. Die komprimierte bzw. gepumpte Flüssigkeit bzw. das komprimierte und gepumpte Gas werden zu einem gewünschten Bestimmungsort geliefert. Falls die Drehkolbenmaschine als Hydraulikpumpe verwendet wird, kann sie ein Hydrauliksystem, welche beispielsweise einen Hydraulikmotor oder mehrere Hydraulikmotore enthält, versorgen.

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Das Gehäuse kann aus einem geeigneten Gehäusematerial für eine Kraftmaschine, Pumpe oder einen Kompressor bestehen. Es eignen sich hierfür Aluminiumlegierungen, Gußeisen und dgl. Die Innenfläche kann auf geeignete Weise bearbeitet und, falls notwendig, gehärtet sein. Die Bestandteile der Maschine können beispielsweise aus gehärtetem Stahl bestehen. Der Rotor kann ebenfalls aus dem gleichen Material wie das Gehäuse hergestellt sein. Insbesondere bei Anwendung der Erfindung als Kraftmaschine erzielt man dann die gleiche Expansion und Kontraktion des Materials des Gehäuses und des Hotors während des Betriebs. Insofern können die Umfangsflächen des Rotors und die Innenflächen des Gehäuses genau aufeinander abgestimmt sein. Die dicht aufeinanderliegenden Flächen des Rotors und des Gehäuses, welche in gleitender dichtender Anhige miteinander sind oder welche in unmittelbarer dichtender Derührung stehen, sind genau aufeinander abgestimmt, so daß nur engt; Toleranzen erzielbar sind (es ist lediglich ein Spiel von 1/1000 eines Zentimeters vorhanden). Eine Dichtwirkung ohne tatsächliche Berührung erzielt man durch gesteuerte geeignete Gelenkvorrichtungen und Anschläge. Die Oberflächen, welche dichtend aufeinanderliegen,können behandelt sein, wobei erste Behandlungen und Vorbehandlungen mit Hilfe trockener Schmiermittel vorgesehen sind. Auf diese Weise wird der Abrieb dieser Teile und der Verschließ verringert. Das Vorhandensein von unter Druck stellender Flüssigkeit im System kann die Notwendigkeit der tatsächlichen gleitenden Berührung verringern aufgrund einer Fluidschicht, welche zwischen den aufeinanderliegenden Oberflächen vorhanden ist.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und insbesondere bei einer Drehkolbenmaschine hat ein Druck zwischen den beiden Dichtungselementen während der Periode, während welcher das Gas zwischen beiden eingeschlossen ist oder während der Periode, während welcher es eingeschlossen ist und verlagert wird, keine Auswirkung auf den Betrieb der Maschine, da keinerlei Volumenünderung stattfindet und auch keine Pos it ions änderung des eingeschlossenen Mediums. Hierfür ist kei-

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nerlei Arbeit zu leisten und es wird praktisch ein nur sehr geringer Energieverlust aufgrund der Reibung zwischen den zylindrischen FlaVhen des Rotors und dem Fluid sowie aufgrund von Warme und Turbulenz im Medium in Kauf genommen.

Die Funktionen der Einlaß- und Auslaßkanäle und der Leitungen können umgekehrt werden, so daß allein aus dieser Umkehr die Pumprichtung und die Arbeitsrichtung der Maschine umgekehrt werden können.

Es können zwei oder mehr Maschinen mit unu-rschicdlich verschobenen Volumen auf einer gemeinsamen Weih¹ angeordnet sein, so daß eine einzelne Maschine mit verschiedenen Stufen wie bei einer Turbine gebildet wird. Ferner können die Maschineneinlaßkaiiale und Maschinenaus laßkanäle im Rotor direkt nut Einlaß- und Auslalileitungen an den äußeren Enden derselben verbunden sein. liei einer derartigen Ausführungsform ist dafür Sorge getragen, daß aufgrund der Reaktionskräfte das Gehäuse während des Betriebs gegen Verdrehen gesichert ist. Das Volumen, welches in der Maschine während des Betriebs und bei Diehtstellungen der Dichtungselemente verschoben wird, ist konstant. Auf diese Weise erzielt man einen im wesentlichen kontinuierlichen Fluß des Arbc ils Mied iu ins. Wie schon erwähnt, müssen die Dichtungselemente lediglich mit der Umfangsfläche des Rotors dann in Berührung stehen, wenn während des Arbeitszyklus der kreisförmige Teil des Rotors und nicht der mit dem Nockenvorsprung versehene Teil den Dichtungselementen gegenüberliegt. Während des übrigen Teil des Arbeitszyklus sorgen entsprechende Einrichtungen dafür, daß die Dichtungselemente radial nach innen oder nach außen bewegt werden, so daß zwischen den Dichtungselement'·]! und der äußeren Umfangsfläche des Hauptrotorkörpers ein gewisser Abstand vorhanden ist. Dieser Abstand ist so bemessen, daß jede Seite des Dichtungselements während dieser nicht dichtenden Phase miteinander verbunden ist. Die Bewegung

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des Dichtungselements durch das Arbeitsmedium verursacht keine Pulsationen, da das Dichtungselement kein Fluid verschiebt, wenn es sich in
seiner nicht dichtenden Position befindet.

Die Pumpe, welche nach der erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine arbeitet, kann beispielsweise als Lenzpumpe für einfioot verwendet werden. Um Host und Korrosion aufgrund von Feuchtigkeit, Sand und anderen Partikeln zu verhindern, kann die Maschine auch aus Kunststoff und/oder rostfreiem Stahl und/oder Gummi hergestellt sein. Wenn niedrige Drucke zur Anwendung kommen, können größere Toleranzen zulässig sein. Wenn
Wasser gepumpt wird, kann dieses sowohl als Schmiermittel als auch
als Kühlmittel wirken.

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Claims

-M- 2 7 3 / b 2 J Patentansprüche

1. Drehkolbenmaschine mit wenigstens einem in einem Gehäuse angeordneten Rotor, welcher um eine mit der Gehäuseachse zusammenfallenden Achse gegenüber dem Gehäuse drehbar ist, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens zwei mit gleichen Abständen voneinander angeordnete Dichtungselemente in oder am Gehäuse angeordnet sind, welche auf die benachbarte Rotorfläche zu oder von dieser weg bewegbar sind, derart, daß sie wenigstens in dichtende Nähe mit der benachbarten Rotorfläche wenigstens während eines Teils der Rotordrehung verschiebbar sind, daß wenigstens ein Teil des Rotors zumindest in dichtenderNähe mit der benachbarten Innenfläche des Gehäuses liegt, daß ein durch den Rotor sich erstreckender Einlaßkanal und eine Öffnung in der Oberfläche des Rotors auf der einen Seite des mit dem Gehäuse in dichtender Berührung stehenden Rotorteils und auf der anderen Seite dieses Teils ein durch den Rotor sich erstreckender Auslaßkanal und eine durch die Oberfläche des Rotors sich erstreckende Auslaßöffnung vorgesehen sind und daß der Einlaßkanal und der Auslaßkanal mit Zuleitungen verbunden sind zur Zuführung von einem Arbeitsmedium (Flüssigkeit oder Gas) und zum Ausstoßen des verbrauchten Arbeitsmediums aus dem Rotor.

2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor die Form einer Nockenscheibe aufweist und der äußerste Teil des Nockenvorsprungs auf der Umfangsfläche des Rotors wenigstens in dichtende Nähe mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses bringbar ist.

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3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Teil des Nockenvorsprungs in gleitende und dichtende Anlage mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses bringbar ist.

4. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des äußersten Teils des Nockenvorsprungs dem Krümmungsradius der inneren Umfangsfläche des Gehäuses angepaßt ist.

5. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen gerichteten Oberflächen der Die htungs elemente in der Weise gekrümmt sind, daß sie dem Umfangsflächenteil des Rotors angepaßt sind, welcher sich von dem einen Ende des mit der Gehäuseinnenwand in dichtender Zusammenwirkung stehenden Rotorteils bis zum anderen Ende desselben erstreckt.

6. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse zwei oder mehr Dichtungselemente vorgesehen sind, welche gleiche Abstände voneinander aufweisen und welche in Führungen radial nach innen und nach außen bezüglich des Gehäuses bewegbar sind in der Weise, daß die Dichtungselemente in unmittelbare Nähe der äußeren Umfangsfläche des Rotors bringbar sind.

7. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadu rc h gekennzeichnet, daß jedes Dichtungselement wenigstens an einem D ic htungs träger befestigt ist, der sich radial anliegend an wenigstens einer der Seitenwand des Rotors nach innen erstreckt, und einen Anlagebolzen trägt, welcher mit einer Führungsrinne in der Seitenwand des Rotors in Eingriff steht derart, daß bei der Rotordrehung das Dichtungselement radial nach innen und außen synchron mit der Rotordrehung bewegt wird.

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8. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadu rc h gekennzeichnet, daß das Dichtungselement mit einer Vorspannung in Anlage gegen die Umfangsfläche des Rotors durch Kompressionsfedern beaufschlagt ist, wobei die Kompressionsfedern zwischen dem Dichtungselement und dem äußeren Ende der Führung im Gehäuse angeordnet ist.

9. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor an entgegengesetzten Enden des Gehäuses durch zwei Rotorwellen gelagert ist, welche sich von beiden Seiten des Rotors weg erstrecken, daß der Einlaßkanal einen ersten Teil aufweist, der sich axial durch wenigstens einen Toil der ersten Rotorwelle erstreckt und einen im wesentlichen radial nach auifen gerichteten zweiten Teil, der sich durch den Rotorkörper erstreckt, aufweist, daß der Rotor auf seiner Umfangsfläche eine Öffnung aufweist, daß der erste Teil des Einlaßkanals mit einem Einlaßhohlrauni innerhalb des Gehäuses, welcher die Rotorwelle umgibt, über eine Einlaßverbindungsleitung in Verbindung steht, daß der Einlaßhohlraum mit einer Zuführungsleitung für das Arbeitsmedium durch die Wand des Gehäuses in Verbindung steht, daß der Auslaßkanal einen axialen Teil, welcher sich durch die zweite Rotorwelle erstreckt und einen im wesentlichen radial gerichteten Teil,der sich durch den Rotor nach außen durch die Umfangsfläche des Rotors erstreckt, besteht, daß der axiale Teil mit einer Auslaßleitung für das Arbeitsmedium verbunden ist, welche durch eine Deckplatte zum Verschließen des Gehäuseendes am Ende der zweiten Rotorwelle hindurchgeführt ist.

10. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor im Gehäuse an entgegengesetzten Gehäuseenden durch zwei Rotorwellen gelagert ist, die sich von beiden Seiten des Rotors weg erstrecken, daß der Einlaßkanal einen ersten Teil aufweist, welcher sich axial durch wenigstens einen Teil der ersten Rotor -

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welle erstreckt und einen im wesentlichen radial nach außen sich erstreckenden zweiten Teil, der durch den Rotorkörper geführt ist, aufweist, daß der erste Teil durch die Umfangsfläche des Rotors nach außen hin sich erstreckt und nach außen hin durch die Umfangsfläche des Rotors geöffnet ist, daß der erste Teil des Einlaßkanals mit einer ringförmigen Rinne in der Innenfläche des Gehäuses über eine Verbindungs· leitung, die durch die Welle geführt ist, in Verbindung steht, daß mit dieser Rinne eine Zuführleitung für ein Arbeitsmedium in Verbindung steht, wobei sich diese Zuführleitung radial durch das Gehäuse erstreckt, daß der Auslaßkanal einen ersten,sich axial durch die zweite Rotorwelle erstreckenden Teil und einen nach außen gerichteten, sich radial erstreckenden zweiten Teil,der durch den Rotorkörper geführt ist und durch die Umfangsfläche des Rotors nach außen hin geöffnet ist, besteht und daß der erste Teil des Auslaßkanals mit einer durch eine Abdeckplatte hindurchgeführte Abflußleitung für das Arbeitsmedium in Verbindung steht, wobei die Abdeckplatte das Ende des Gehäuses abdeckt, an welchem das Ende der zweiten Rotorwelle angeordnet ist.

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11. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurc h gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal einen im wesentlichen radial nach außen gerichteten Kanalteil innerhalb des Rotors aufweist, der durch die Umfangsflache des Rotors nach außen hin geöffnet ist, daß das innere Ende dieses Kanalteils mit einer ringförmigen Rinne in der Seitenfläche des Rotors über eine Verbindungsleitung in Verbindung steht, daß die ringförmige Rinne durch die benachbarte Wand des Gehäuses mit einer Einlaßleitung für das Arbeitsmedium in Verbindung steht, daß der Auslaßkanal einen im wesentlichen radial nach außen sich erstreckenden Kanalteil im Rotorkörper aufweist, der nach außen durch die Umfangsfläche des Rotors geöffnet ist, daß das innere Ende dieses Kanalteils mit einer ringförmigen Rinne in der Seitenfläche des Rotors über eine Verbindungsleitung in Verbindung steht und daß die ringförmige Rinne durch die benachbarte Wand des Gehäuses mit einer Auslaßleitung für die Arbeitsflüssigkeit in Verbindung steht.

12. Drehkolbenmaschine nach einem dir Ansprüche Ibis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Verwendung als Pumpe oder Kompressor Ausgleichsmittel aufweist zum Ausgleichen des Schubs oder Drucks an der Hochdruckseite der Maschine, daß diese Ausgleichsmittel eine Übertragungsleitung besitzen, welche sich zwischen dem Auslaßkanal und einer ringförmigen Rinne in der zur Aus la (is e it e entgegengesetzten Rotorseite erstreckt und daß die ringförmige Rinne eine Querschnitts fläche aufweist, die im wesentlichen gleich ist der Querschnittsfläche der Rotorwelle am Auslaßende der Maschine.

13. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente in Richtung auf die benachbarte Rotorfläche zu und von dieser weg bewegbar sind, so daß die Dichtungselemente in engem, dichtendem Eingriff mit dem Rotor für wenigstens einen Teil des Rotors, der sich von der einen Seite bis zur

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anderen Seite des Rotorteils erstreckt, welcher dichtend an der Innenfläche des Gehäuses anliegt und daß während der anderen Zeiten der Drehbewegung die D ic htungs elemente in nicht dichtender Stellung im Abstand von der benachbarten Rotoroberfläche gehalten sind, so daß keine Verschiebung des Arbe its mediums erfolgt und ein Druckausgleich zu beiden Seiten des Dichtungselements möglich ist.

14. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse wenigstens zwei Rotore enthält, die auf einer gemeinsamen Rotorwelle gelagert sind und durch wenigstens eine Trennwand voneinander getrennt sind, daß jeder Rotor mit Dichtungselementen in Zusammenwirkung steht und Einlaß- und Auslaßkanäle aufweist und daß dicDichtungselemcnte mit gleichen Winkelabständen im Gehäuse zum dynamischen Kräfteausgleich innerhalb der Maschine angeordnet sind.

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