DE3508408A1

DE3508408A1 - Rotary engine

Info

Publication number: DE3508408A1
Application number: DE19853508408
Authority: DE
Inventors: Peter-Bernhard Solothurn Kathmann
Original assignee: ROTARY MOTOR CO AG RMC
Current assignee: ROTARY MOTOR CO AG RMC
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-11

Abstract

The rotary engine described has a housing, which forms an essentially cylindrical rotor chamber, which has an inlet (52) and an outlet (54). In the rotor chamber, a rotor (14) is rotatably mounted, which has radial bores (22), in which radially displaceable pistons (24) are arranged. In at least one end wall of the rotor chamber, an annular control cam (28) is arranged, in which cam followers engage, which are respectively coupled to one of the pistons. The rotor is sealed off from the pistons and the inner wall of the rotor chamber. The axis (30) of the rotor is concentric with the rotor chamber and the control cam (28) is eccentric to the rotor chamber. <IMAGE>

Description

Rotationskolbenmaschine Rotary piston machine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 im Hinblick auf die EP-A-48415 als bekannt vorausgesetzt wird.The present invention relates to a rotary piston machine such as they are known in the preamble of claim 1 with regard to EP-A-48415 as is assumed.

Bei der bekannten Rotationskolbenmaschine ist die Rotorachse exzentrisch und die Steuerkurve, durch die die radiale Verschiebung der Kolben -("Leistungsteile") bezüglich des Rotors gesteuert wird, konzentrisch zur Rotorkammer; die Stirnflächen der als Schieber wirkenden Kolben liegen abdichtend an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses an.In the known rotary piston machine, the rotor axis is eccentric and the control curve through which the radial displacement of the piston ("power parts") is controlled with respect to the rotor, concentric with the rotor chamber; the end faces the piston acting as a slide seal against the cylindrical inner wall of the housing.

Bei der vorliegenden Rotationskolbenmaschine sind die Rotorachse und der Rotor konzentrisch zur Rotorkammer.In the present rotary piston machine, the rotor axis are and the rotor concentric to the rotor chamber.

Die Steuerkurve ist exzentrisch zur Rotorkammer und bewirkt dementsprechend eine Hubbewegung der Kolben bezüglich der Innenwand der Rotorkammer, wenn sich der Rotor bezüglich des die Rotorkammer bildenden Gehäuses dreht.The control cam is eccentric to the rotor chamber and acts accordingly a reciprocating movement of the pistons with respect to the inner wall of the rotor chamber when the Rotor rotates with respect to the housing forming the rotor chamber.

Die vorliegende Rotationskolbenmaschine läßt sich leicht abdichten und einfach herstellen, sie zeichnet sich außerdem durch einen sehr hohen Wirkungsgrad aus.The present rotary piston machine can be easily sealed and easy to manufacture, it is also characterized by a very high level of efficiency the end.

Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung ist in der kreisförmigen Steuerkurve eine Steuerscheibe drehbar angeordnet, mit der die Kolben gekoppelt sind, wie es im Prinzip ebenfalls aus der EP-A-48415 bekannt ist. Bei bestimmten Ausführungsformen dieses Typs können die Kolben mehrere Hübe pro Rotorumdrehung ausführen.In some embodiments of the invention it is circular Control cam rotatably arranged a control disk, with which the piston is coupled are, as is also known in principle from EP-A-48415. With certain Embodiments of this type can have multiple strokes per rotor revolution of the pistons carry out.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine auf der linken Seite axial geschnittene Seitenansicht einer Rotationskolbenmaschine gemäß einer bevorzugten, weil besonders einfachen und effektiven Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt längs II-II in Fig. 1 Fig. 3 eine Stirnansicht eines Teiles des Rotors der Rotationskolbenmaschine gemäß Fig. 1 und 2; Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht einer Rotationskolbenmaschine gemäß der Erfindung, die Steuerscheiben enthält; Fig. 5 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit Steuerscheiben; Fig. 6 eine Stirnansicht eines Getriebes der Rotationskolbenmaschine gemäß Fig. 5, gesehen in Richtung der Pfeile VI-VI; Fig. 7, 8a und 8b verschiedene Ausführungsbeispiele von Steuerscheiben für die Rotationskolbenmaschine gemäß Fig. 5; Fig. 9 bis 12 Darstellungen von Dichtungsanordnungen, die sich für Rotationskolbenmaschinen gemäß der Erfindung eignen; Fig. 13 und 14 Darstellungen einer weiteren Dichtungsanordnung.In the following, exemplary embodiments of the invention are referred to explained in more detail on the drawings. They show: FIG. 1 one on the left-hand side axially sectioned side view of a rotary piston machine according to a preferred, because particularly simple and effective embodiment of the invention; Fig. 2 a Cross section along II-II in Fig. 1 Fig. 3 is an end view of part of the rotor the rotary piston machine according to FIGS. 1 and 2; FIG. 4 corresponds to FIG. 2 View of a rotary piston machine according to the invention, which includes control disks; 5 shows a section of a further embodiment of the invention with control disks; 6 shows an end view of a transmission of the rotary piston machine according to FIG. 5, viewed in the direction of arrows VI-VI; 7, 8a and 8b different exemplary embodiments from Control disks for the rotary piston machine according to FIG. 5; 9 to 12 representations of sealing arrangements which are suitable for rotary piston machines suitable according to the invention; 13 and 14 representations of a further sealing arrangement.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Rotationskolbenmaschine hat ein Gehäuse 10 mit zwei wesentlichen scheibenförmigen Bodenteilen 10a, 10b und einem hohlzylinderförmigen Mittelteil 10c, die durch nur angedeutete Schrauben 11 verbunden sind und zusammen eine zylindrische Rotorkammer 12 bilden. In der Rotorkammer ist ein scheibenförmiger Rotor 14 konzentrisch angeordnet, der auf einer Welle 16 befestigt ist. Die Welle 16 ist durch Lager 18, 20 im Gehäuse drehbar gelagert. Der Rotor ist mit einer vorzugsweise ungeraden Anzahl von radialen Bohrungen 22 versehen. Vorzugsweise sind fünf solcher Bohrungen vorhanden. In der Zeichnung sind der Einfachheit halber jedoch nur drei radiale Bohrungen 22a, 22b, 22c dargestellt. In jeder Bohrung sitzt ein entsprechender, im Querschnitt kreisförmiger Kolben 24a, 24b, 24c, der beim äußeren Ende eine ringförmige Nut 26 zur Aufnahme eines nicht dargestellten abdichtenden Kolbenrings aufweist und am vorderen Ende keilartig abgeschrägt ist.The rotary piston machine shown in FIGS. 1 and 2 has a housing 10 with two essential disc-shaped base parts 10a, 10b and a hollow cylinder-shaped one Middle part 10c, which are connected by only indicated screws 11 and together form a cylindrical rotor chamber 12. In the rotor chamber is a disc-shaped one The rotor 14 is arranged concentrically and is fastened on a shaft 16. The wave 16 is rotatably supported by bearings 18, 20 in the housing. The rotor is preferably with one an odd number of radial bores 22 are provided. There are preferably five of these Holes available. In the drawing, however, there are only three for the sake of simplicity radial bores 22a, 22b, 22c shown. In each hole there is a corresponding Piston 24a, 24b, 24c with a circular cross-section and an annular piston at the outer end Has groove 26 for receiving a sealing piston ring, not shown and is beveled like a wedge at the front end.

In den inneren Stirnwänden der Rotorkammer 12, befinden sich jeweils eine kreisförmige, durch eine Ringnut gebildete Steuerkurve 28, die exzentrisch bezüglich der Rotorachse 30 und der Rotorkammer 12 angeordnet ist. Die Steuerkurven 28 dienen zur Steuerung der radialen Verschiebung der Kolben 24 und sind mit diesen über Steuerbolzen 32a, 32b bzw. 32c gekoppelt. Die Steuerbolzen 32 durchsetzen eine diametrale Bohrung der zugehörigen Kolben 24 und haben in diesem Bereich einen etwas vergrößerten Durchmesser, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.In the inner end walls of the rotor chamber 12 are each a circular control cam 28 formed by an annular groove, which is eccentric is arranged with respect to the rotor axis 30 and the rotor chamber 12. The control cams 28 are used to control the radial displacement of the piston 24 and are with these coupled via control bolts 32a, 32b or 32c. The control bolts 32 enforce a diametrical hole of the associated Pistons 24 and have in this Area has a slightly enlarged diameter, as can be seen from FIG. 1.

In den Steuerkurven 28 sind die Steuerbolzen 32 jeweils durch einen Kurvenfolger 34a, 34b bzw. 34c geführt, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines kreisringsektorförmigen Gleitschuhes aus einem Material niedrigen Reibungskoeffizienten, wie Polyamid oder PTFE hat. Die Steuerbolzen 32a gehen durch radiale Schlitze 36 im Rotor.In the control cams 28, the control bolts 32 are each through a Cam follower 34a, 34b and 34c out, in the illustrated embodiment the shape of a circular ring sector-shaped sliding shoe made of a material low Has a coefficient of friction, such as polyamide or PTFE. The control bolts 32a go through radial slots 36 in the rotor.

Der Rotor 14 füllt die Rotorkammer weitestgehend aus und ist bei der dargestellten Ausführungsform an seiner zylindrischen Umfangswand bezüglich der gegenüberliegenden zylindrischen Wand der Rotorkammer durch eine Dichtungsanordnung abgedichtet. Die Dichtungsanordnung kann sich in der Wand der Rotorkammer oder, wie dargestellt, in der zylindrischen Wand des Rotors befinden, im letzteren Falle wird sie durch die Zentrifugalkraft gegen die zylindrische Innenwand der Rotorkammer gedrückt, was die Abdichtung verbessert.The rotor 14 fills the rotor chamber as much as possible and is at the illustrated embodiment on its cylindrical peripheral wall with respect to the opposite cylindrical wall of the rotor chamber by a sealing arrangement sealed. The sealing arrangement can be in the wall of the rotor chamber or, as shown, located in the cylindrical wall of the rotor, in the latter case it is caused by the centrifugal force against the cylindrical inner wall of the rotor chamber pressed, which improves the seal.

Die in Fig. 3 genauer dargestellte Abdichtanordnung enthält zwei Dichtungsringe 40, 42, die nach Art von Kolbenringen ausgebildet sein können und in Ringnuten 44 in der zylindrischen Umfangswand des Rotors 14 sitzen.The sealing arrangement shown in more detail in FIG. 3 contains two sealing rings 40, 42, which can be designed in the manner of piston rings and in annular grooves 44 sit in the cylindrical peripheral wall of the rotor 14.

Ferner sind beidseits jeder Bohrung 22 zwei axiale Dichtleisten 46, 48 vorgesehen, die mit ihren Enden in die Dichtungsringe 40, 42 einschneiden, wie in der oberen Hälfte der Fig. 3 dargestellt ist. Die Dichtungsringe 40 können am Ort der Dichtungsleisten 46, 48 geteilt sein, wie bei 50 dargestellt ist. Vorzugsweise bestehen die Dichtungsringe 40, 42 jedoch aus einem durchgehenden Teil 42a und einem unterteilten Teil 42b, 42c, 42d auf der Seite der Dichtleisten, wie in der unteren Hälfte von Fig. 3 dargestellt ist. Die Dichtungsringe 40, 42 bzw.Furthermore, on both sides of each bore 22, there are two axial sealing strips 46, 48 provided, which cut with their ends in the sealing rings 40, 42, such as is shown in the upper half of FIG. The sealing rings 40 can on The location of the sealing strips 46, 48 may be divided, as shown at 50. Preferably but the sealing rings 40, 42 consist of a continuous part 42a and a divided part 42b, 42c, 42d on the side of the sealing strips, as in the lower one Half of Fig. 3 is shown. The sealing rings 40, 42 or

42a können jeweils mehrere Dichtungsringelemente enthalten, wie es bei Kolbenringen von Verbrennungsmotoren bekannt ist.42a may each include multiple sealing ring elements, such as is known in piston rings of internal combustion engines.

Das Gehäuse ist mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung versehen. Nimmt man an, daß sich der Rotor in Fig. 2 in Pfeilrichtung dreht, so kann sich die Einlaßöffnung 52 über einen erheblichen Teil des Umfangs der Rotorkammer erstrecken, wenn die Maschine als Pumpe für ein inkompressibles Medium (Flüssigkeiten) dient, dasselbe gilt für die gegenüberliegende Auslaßöffnung 54.The housing is provided with an inlet port and an outlet port. Assuming that the rotor in Fig. 2 rotates in the direction of the arrow, so can the inlet opening 52 extends over a substantial part of the circumference of the rotor chamber, if the machine is used as a pump for an incompressible medium (liquids), the same applies to the opposite outlet opening 54.

Lediglich an zwei diametralen Stellen 56 bzw. 58, die dem oberen bzw. unteren Totpunkt der Kolben entsprechen und die in Umfangsrichtung mindestens so breit sind, wie der Abstand zwischen den Dichtungsleisten 46 und 48, muß die Gehäusewand massiv sein, um Einlaß und Auslaß voneinander zu trennen. Die Einlaß- und die Auslaßöffnung brauchen die Wand des Gehäuseteiles 1Ob nicht in den ganzen Sektorbereichen, die in Fig. 2 unschraffiert dargestellt sind, erstrecken, man wird vielmehr im allgemeinen ein relativ kleines durchgehendes Loch vorsehen, an das sich eine Nut in der Innenwand des Gehäuseteiles 1 Ob anschließt. Die Öffnung bzw. Nut werden in Achsrichtung auch nur etwa so breit sein, wie der Kolbendurchmesser, wie es in Fig. 1 bei 52 durch zwei gestrichelte Linien dargestellt ist. Bei Verwendung der Maschine als Pumpe für ein kompressibles Medium (Gase) ist die azimutale Abmessung der Auslaßöffnung im allgemeinen kleiner als der Kolbendurchmesser.Only at two diametrical points 56 and 58, which correspond to the upper or correspond to the bottom dead center of the pistons and at least so in the circumferential direction are wide, like the distance between the sealing strips 46 and 48, the housing wall must be massive to separate inlet and outlet. The inlet and outlet ports do not need the wall of the housing part 1Ob in the whole sector areas that are shown unshaded in Fig. 2, it will rather generally Provide a relatively small through hole for a groove in the inner wall of the housing part 1 whether it connects. The opening or groove are also in the axial direction be only about as wide as the piston diameter, as shown in Fig. 1 at 52 through two dashed lines is shown. When using the machine as a pump for a compressible medium (gases) is the azimuthal dimension of the outlet opening generally smaller than the piston diameter.

Bei Verwendung der beschriebenen Rotationskolbenmaschine als Pumpe wird die Welle 16 in Fig. 2 in Uhrzeigerrichtung angetrieben. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet sich der Kolben 24a an seinem oberen Totpunkt und der Raum zwischen seiner Stirnfläche und der gegenüberliegenden zylindrischen Innenwand des Gehäuses hat seine kleinste Abmessung. Beim Drehen des Rotors in Uhrzeigerrichtung wird der Kolben 24a durch die Steuerkurve zurückgezogen, so daß er das zu fördernde Medium ansaugt. In der der Fig. 1 diametralen Stellung hat der Kolben dann seinen unteren Totpunkt erreicht und der Raum zwischen seiner Stirnfläche und der gegenüberliegenden Gehäusewand bzw. der Umfangswand des Rotors hat seine größte Abmessung. Der Saughub ist damit beendet, der Kolben läuft über das geschlossene Gehäuse stück 58 und beginnt sich nun wieder nach außen zu bewegen, wobei das angesaugte Fluid durch den Auslaß 54 ausgestoßen wird.When using the rotary piston machine described as a pump the shaft 16 is driven clockwise in FIG. In the one shown in FIG Position is the piston 24a at its top dead center and the space between its end face and the opposite cylindrical inner wall of the housing has its smallest dimension. When the rotor is turned clockwise, the Piston 24a is retracted by the control cam so that it receives the medium to be conveyed sucks. In the position diametrically opposed to FIG. 1, the piston then has its bottom dead center reached and the space between its end face and the opposite housing wall or the peripheral wall of the rotor has its largest dimension. The suction stroke is therewith finished, the piston runs over the closed housing piece 58 and begins now to move outwards again, the sucked fluid through the outlet 54 is expelled.

Die anderen Kolben führen entsprechende Hubbewegungen durch.The other pistons carry out corresponding stroke movements.

Wenn sich die Dichtungsanordnung im Gehäuseteil 1Ob befindet, werden nur jeweils zwei stationäre Dichtleisten 46a, 46b zur Trennung von Einlaß und Auslaß benötigt, deren Abstand mindestens gleich dem Kolbendurchmesser sein muß. Die Dichtungsringe befinden sich dann an den in Fig. 1 mit 40a bezeichneten Stellen. Im übrigen kann die Dichtungsanordnung so ausgebildet sein, wie es anhand von Fig. 3 erläutert wurde.If the sealing arrangement is in the housing part 1Ob, will only two stationary sealing strips 46a, 46b for separating inlet and outlet required whose distance must be at least equal to the piston diameter. The sealing rings are then located at the locations indicated by 40a in FIG. 1. By the way, can the sealing arrangement can be designed as explained with reference to FIG. 3.

Fig. 4 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, dabei ist jedoch nur ein Kolben mit der zugehörigen Steuervorrichtung in vier um 90" verschiedenen Stellungen bezüglich des Rotorgehäuses dargestellt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Steuerbolzen 32 nicht direkt in den Ringnut-Steuerkurven 28 geführt, diese enthalten vielmehr jeweils eine Ringscheibe 60, wie es im Prinzip aus der eingangs genannten europäischen Patentveröffentlichung bekannt ist. Die Ringscheibe ist für jeden Kolben mit einer etwa V-förmigen Aussparung 62 versehen, deren Breite etwa gleich dem Durchmesser des Steuerbolzens oder eines an dessen Ende angebrachten Lager, Gleitschuh oder dergleichen (nicht dargestellt) ist. Der Mittenabstand zwischen beiden Enden des "V" ist gleich dem Doppelten des Abstandes a zwischen der Achse 30 der Welle und der Mitte 64 der Steuerkurve 28. Das innere Ende der V-förmigen Aussparungen ist rund. Die Steuerkurven sind im allgemeinen wesentlich breiter ausgebildet als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3, um Platz für die Steuerscheiben zu schaffen.FIG. 4 is similar to FIG. 2, but with only one piston with the associated control device in four different by 90 " Positions shown with respect to the rotor housing. In this embodiment of the Invention, the control bolts 32 are not guided directly in the annular groove control cams 28, Rather, these each contain an annular disk 60, as in principle from the European patent publication mentioned at the beginning is known. The washer is provided for each piston with an approximately V-shaped recess 62, the width of which approximately equal to the diameter of the control pin or one attached to its end Bearing, sliding shoe or the like (not shown) is. The center-to-center distance between both ends of the "V" is equal to twice the distance a between the axis 30 of the shaft and the middle 64 of the control cam 28. The inner end the V-shaped recess is round. The control curves are generally essential formed wider than in the embodiment according to FIGS. 1 to 3 to accommodate to create for the control discs.

Die ringförmigen Steuerscheiben 60 haben jeweils eine radiale Mitnehmernut 64, in die ein mit dem Rotor verbundener Mitnehmerbolzen 66 eingreift, so daß die Ringscheibe 60 zwangsweise it dem Rotor 14 gedreht wird, Dadurch, daß die Mitnehmerbolzen 32 der Kolben in V-förmigen Ausnehmungen einer sich mit dem Rotor drehenden ringförmigen Steuerscheibe 60 gelagert sind, ergeben sich pro Rotorumdrehung zwei Arbeitshübe der Kolben.The annular control disks 60 each have a radial driving groove 64, in which a driving pin 66 connected to the rotor engages, so that the The ring disk 60 is forcibly rotated with the rotor 14, as a result of the fact that the drive pins 32 of the pistons in V-shaped recesses of an annular ring rotating with the rotor Control disk 60 are mounted, there are two working strokes per revolution of the rotor The piston.

In der in Fig. 4 rechts dargestellten Stellung befindet sich der Steuerbolzen 32 in dem von innen gesehen rechten äußeren Ende des "V" und der Kolben befindet sich am oberen Totpunkt.The control pin is in the position shown on the right in FIG. 4 32 is located in the right outer end of the "V" and the piston when viewed from the inside at top dead center.

In der unteren Stellung befindet sich der Steuerbolzen 32 am inneren Ende des "V" und der Kolben in einem ersten unteren Totpunkt. In der in Fig. 4 links dargestellten Stellung befindet sich der Steuerbolzen 32 am linken äußeren Ende der V-förmigen Ausnehmung 62 und der Kolben befindet sich wieder an seinem oberen Totpunkt.In the lower position, the control pin 32 is on the inside End of the "V" and the piston in a first bottom dead center. In the left in Fig. 4 The position shown is the control pin 32 at the left outer end the V-shaped recess 62 and the piston is again at its upper one Dead center.

In der oberen Stellung des Kolbens 24 befindet sich der Steuerbolzen 32 am inneren Ende des "V", der Kolben befindet sich an einem zweiten unteren Totpunkt, wobei sich ein Kompressions- oder Arbeitsraum 68 ergibt, der wegen der Versetzung der Achsen 30 und 64 sich weiter außen im Rotor befindet als in der oberen Stellung, so daß sich ein Kompressions- oder Arbeitsraum 70 ergibt, der kleiner als der Kompressions- oder Arbeitsraum 68 ist.The control pin is in the upper position of the piston 24 32 at the inner end of the "V", the piston is at a second bottom dead center, resulting in a compression or work space 68 which, because of the displacement the axes 30 and 64 are further out in the rotor than in the upper position, so that there is a compression or work space 70 which is smaller than the compression or work space 68 is.

t>ie anhand von Fig. 4 beschriebene Rotationskolbenmaschine kann als zweistufiger Verdichter verwendet werden.The rotary piston machine described with reference to FIG. 4 can can be used as a two-stage compressor.

Nimmt man an, daß der Rotor in Fig. 4 in Uhrzeigerrichtung umläuft, so wird das Arbeitsfluid angesaugt, während die betreffenden Kolben den rechten unteren Quadranten in Fig. 4 durchlaufen, es wird vorverdichtet im linken unteren Quadranten, im linken oberen Quadranten findet der Ansaugtakt der zweiten Stufe statt und im rechten oberen Quadranten der Verdichtungstakt der zweiten Stufe.Assuming that the rotor in Fig. 4 rotates clockwise, so the working fluid is sucked in, while the piston concerned is the right Run through the lower quadrant in Fig. 4, it is pre-compressed in the lower left Quadrant, the intake stroke of the second stage takes place in the upper left quadrant instead of and in the upper right quadrant the compression stroke of the second stage.

In Fig. 4 wird die Bewegung der Kolben praktisch durch zwei Exzentrizitäten bestimmt: Erstens ist die Ringscheibe 60 exzentrisch zur Achse 30 der Rotorwelle und zweitens können die V-förmigen Ausschnitte 62 als Steuerkurvenabschnitte angesehen werden, die nicht konzentrisch zur Achse 30 der Rotorwelle verlaufen. Mehrere Kolbenhübe pro Rotorumlauf mit gleichen oder unterschiedlichen Hubvolumina kann man auch durch eine zickzackförmige, geschlossene Steuerkurve erzeugen, wie im folgenden anhand der Fig. 5 bis 8 erläutert wird.In Fig. 4 the movement of the pistons is practically represented by two eccentricities determined: First, the annular disk 60 is eccentric to the axis 30 of the rotor shaft and second, the V-shaped cutouts 62 can be viewed as cam sections which are not concentric to the axis 30 of the rotor shaft. Several piston strokes per rotor revolution with the same or different stroke volumes one can also go through generate a zigzag-shaped, closed control curve, as shown in the following 5 to 8 will be explained.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht, die ungefähr einen Schnitt längs einer Linie V-V der Fig. 6 entspricht. Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht in einer Ebene VI-VI der Fig. 5.Fig. 5 is a side view which is approximately a section along a Line V-V of FIG. 6 corresponds. Fig. 6 is a cross-sectional view in a plane VI-VI of FIG. 5.

Fig. 7 zeigt eine in einer exzentrischen Steuerscheibe angeordnete und daher im Ganzen ebenfalls exzentrische Steuerkurve für die Maschine gemäß Fig. 5. Die Figuren 8a und 8b zeigen alternative Steuerscheiben, die bei speziellen Anwendungen anstelle der Steuerscheibe gemäß Fig. 7 verwendet werden können.Fig. 7 shows an arranged in an eccentric control disk and therefore on the whole also eccentric control cam for the machine according to Fig. 5. Figures 8a and 8b show alternative control disks that are used in special applications can be used instead of the control disk according to FIG.

Die in den Figuren 5, 6 und 7 dargestellte Rotationskolbenmaschine enthält eine ringförmige Steuerscheibe 160, die exzentrisch zur Rotorwelle 16 drehbar gelagert ist.The rotary piston machine shown in FIGS. 5, 6 and 7 contains an annular control disk 160 which is eccentric to the rotor shaft 16 rotatable is stored.

Die in Fig. 7 in Draufsicht dargestellte Steuerscheibe 160 weist eine zickzackförmige, in sich geschlossene Nut 162 auf, die eine Steuerkurve für die Steuerbolzen 32 der Kolben 24 bildet. Man kann sich die Steuerkurve 162 also aus einer Anzahl von V-förmigen Ausnehmungen der in Fig.The control disk 160 shown in plan view in FIG. 7 has a zigzag-shaped, self-contained groove 162, which is a control cam for the Control pin 32 of the Piston 24 forms. One can look at the control curve 162 thus from a number of V-shaped recesses of the type shown in Fig.

4 dargestellten Art zusammengesetzt denken.4 think composite.

Die Steuerscheibe 160 weist V-förmige Abschnitte auf, deren Anzahl N gleich der Anzahl der Kolben ist und ist über ein Untersetzungsgetriebe mit der Rotorwelle 16 so gekoppelt, daß die Drehzahl der Steuerscheibe 160 gleich ein N-tel der Rotordrehzahl ist. Das Getriebe besteht aus einem mit der Steuerscheibe 160 verbundenen Ritzel 170, das mit einem Stirnrad 172 kämmt, welches mit einem größeren Stirnrad 174 verbunden und mit diesem durch ein Lager 176 im Gehäuseteil 10b gelagert ist. Das Stirnrad 174 kämmt seinerseits mit einem auf der Rotorwelle 16 befestigten Ritzel 178. Auf der der Rotorwelle diametral gegenüberliegenden Seite ist eine weitere Zahnradanordnung 172-174 vorgesehen.The control disk 160 has V-shaped sections, the number of which N is equal to the number of pistons and is via a reduction gear with the Rotor shaft 16 coupled so that the speed of the control disk 160 is equal to an N-th is the rotor speed. The transmission consists of one with the control disk 160 connected pinion 170 that meshes with a spur gear 172, which with a larger Connected spur gear 174 and mounted with this by a bearing 176 in the housing part 10b is. The spur gear 174 for its part meshes with one attached to the rotor shaft 16 Pinion 178. On the side diametrically opposite the rotor shaft is another Gear assembly 172-174 is provided.

Die Steuerbolzen 32 der Kolben greifen mit ihren Enden, die mit Kugellagern oder dergl. versehen sein können, in die Steuerkurve 162 ein. Einige Positionen des Steuerbolzens 32a, die bei einer Umdrehung des Rotors durchlaufen werden, sind in Fig. 7 dargestellt.The ends of the control pins 32 of the pistons grip with ball bearings Or the like. Can be provided in the control cam 162. Some positions of the control pin 32a, which are traversed during one revolution of the rotor shown in FIG. 7.

Fig. 8a zeigt eine alternative Steuerscheibe 260, die anstelle der Steuerscheibe gemäß Fig. 7 verwendet werden kann. Die Steuerscheibe 260 enthält eine Steuerkurve 262 mit zehn gleichen V-förmigen Abschnitten. Sie wird durch beschriebene Getriebe ebenfalls mit einem Fünftel der Rotordrehzahl angetrieben, so daß die Kolben hier also pro Rotorumdrehung zwei Hübe ausführen.Fig. 8a shows an alternative control disk 260, which instead of the Control disk according to FIG. 7 can be used. The control disk 260 contains a control cam 262 with ten identical V-shaped sections. She is described by Gearbox also driven with a fifth of the rotor speed, so that the pistons here, therefore, perform two strokes per rotor revolution.

Fig. 8b zeigt eine Fig. 8a entsprechende Steuerscheibe 360, bei der jedoch die Schenkel der V-förmigen Abschnitte der Steuerkurve 262 alternierend unterschiedliche Winkel miteinander bilden, und unterschiedliche radiale Abmessungen haben, so daß sich andere Hubverhältnisse ergeben.FIG. 8b shows a control disk 360 corresponding to FIG. 8a, in which however, the legs of the V-shaped sections of the control cam 262 are alternately different angle form with each other, and have different radial dimensions, so that other stroke ratios result.

In den Figuren 10 bis 12 sind Dichtungsanordnungen ähnlich der gemäß Fig. 3 dargestellt, die etwas aufwendiger sind als die Dichtungsanordnung gemäß Fig. 3, dafür jedoch eine bessere Abdichtung gewährleisten. Der Einfachheit halber ist die Krümmung der Innenwand des Gehäuses bzw. der Außenseite des Rotors nicht dargestellt.In FIGS. 10 to 12, sealing arrangements are similar to that according to FIG Fig. 3 shown, which are somewhat more complex than the sealing arrangement according to Fig. 3, but ensure a better seal. For the sake of simplicity is not the curvature of the inner wall of the housing or the outer side of the rotor shown.

Bei der Dichtungsanordnung gemäß Fig. 9 und 10 sind die Dichtungselemente im Gehäuseteil 1 Oc angeordnet und liegen abdichtend an der Umfangswand des Rotors 14 an.In the case of the sealing arrangement according to FIGS. 9 and 10, the sealing elements are arranged in the housing part 1 Oc and are sealingly on the peripheral wall of the rotor 14 at.

Die in Umfangsrichtung verlaufenden Dichtleisten 40a, 40b und die in Achsrichtung verlaufenden Dichtleisten 46 stoßen nicht direkt aneinander, wie bei Fig. 3, sondern enden mit einem gewissen Spiel in entsprechenden Ausschnitten von im wesentlichen zylindrischen Eckbolzen 40c. Die Dichtungselemente werden durch Wellenfedern 41 gegen den Rotor 14 gedrückt.The circumferential sealing strips 40a, 40b and the Sealing strips 46 running in the axial direction do not directly abut one another, as in Fig. 3, but end with a certain amount of play in corresponding sections of substantially cylindrical corner bolts 40c. The sealing elements are through Wave springs 41 pressed against rotor 14.

Die Figuren 11 und 12 zeigen eine entsprechende Anordnung, bei der die Dichtungselemente nicht im Gehäuseteil 10c, sondern im Rotor 14 angeordnet sind. Im übrigen entspricht die Anordnung der gemäß Fig. 9 und 10.Figures 11 and 12 show a corresponding arrangement in which the sealing elements are not arranged in the housing part 10c, but in the rotor 14. Otherwise, the arrangement corresponds to that according to FIGS. 9 and 10.

In den Figuren 13 und 14 ist eine weitere, relativ einfache Dichtungsanordnung dargestellt. Hier ist im einfachsten Falle jede Rotorbohrung 22 an der zylindrischen Außenfläche des Rotors mit einer ringförmigen Dichtung aus einem Kolbenring 80 umgeben, der aus einem Kohle- oder Kolbenringwerkstoff bestehen kann und eine stufenförmige Trennung 82 aufweist, so daß er sich in Umfangsrichtung etwas dehnen bzw. zusammenziehen kann. Da (lie Außenfläche des Rotors, in der sich der Kolbenring 80 befindet, zylindrisch gekrümmt ist, muß zumindest die abdichtende Außenfläche des Kolbenringes entsprechend gekrümmt sein und der Kolbenring muß gegen ein Verdrehen gesichert werden, z.B. durch einen Stift 84. Für kompressible Medien ist eine solche einfache Kolbenringdichtung in vielen Fällen ausreichend. Bei Verwendung der Maschine für inkompressible Medien ist es im allgemeinen zweckmäßig, auch noch Dichtleisten 86 vorzusehen, die in Umfangs richtung verlaufen und ähnlich wie die Dichtleisten 40 in Fig. 10 in entsprechende Ausschnitte des Dichtungsringes 80 eingreifen, wie in Fig. 14 gestrichelt dargestellt ist In diesem Falle kann dann auf eine besondere Verdrehsicherung, wie den Stift 84, verzichtet werden.In Figures 13 and 14 is another, relatively simple seal arrangement shown. Here, in the simplest case, each rotor bore 22 is on the cylindrical one The outer surface of the rotor is surrounded by an annular seal made of a piston ring 80, which can consist of a carbon or piston ring material and a step-shaped one Has separation 82, so that it slightly expand or contract in the circumferential direction can. There (lie the outer surface of the rotor in which the piston ring is located 80 is located, is cylindrically curved, at least the sealing outer surface must of the piston ring must be curved accordingly and the piston ring must prevent it from twisting be secured, e.g. by a pin 84. For compressible media such simple piston ring seal is sufficient in many cases. When using the machine for incompressible media it is generally advisable to also add sealing strips 86 to be provided, which run in the circumferential direction and similar to the sealing strips 40 in Fig. 10 engage in corresponding sections of the sealing ring 80, as in Fig. 14 is shown in dashed lines. In this case, a special Anti-rotation device, such as the pin 84, can be dispensed with.

Die beschriebenen Rotationskolbenmaschinen können sowohl als Pumpen als auch als Motoren verwendet werden. Bei Verwendung als Otto-Motor wird vorzugsweise eine Zündkerze in der Stirnfläche jedes Kolbens montiert, wobei die Steuerbolzen 32 als Zündverteilerelemente dienen können, die mit entsprechenden, nicht dargestellten Gegenkontakten im Gehäuse zusammenwirken.The rotary piston machines described can be used both as pumps as well as being used as motors. When used as a gasoline engine is preferred a spark plug is mounted in the face of each piston, with the control pin 32 can serve as ignition distributor elements with corresponding, not shown Counter contacts cooperate in the housing.

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Claims

Rotary piston machine Patent claims 1 rotary piston machine with - a housing (10) which has a substantially cylindrical rotor chamber (12) which has an inlet (52) and an outlet (54) - one in the rotor chamber (12) rotatably mounted rotor (14) which has radial bores (22) in which radially displaceable pistons (24) are arranged, - an annular control cam (28) in at least one end wall of the rotor chamber (12), - curve followers (34), the are in engagement with the control cam and are each coupled to one of the pistons - a sealing arrangement (26; 40, 46, 48) for sealing the rotor (14) with respect to the pistons (24) and the inner wall of the rotor chamber (12), characterized in that that the axis (30) of the rotor is concentric to the rotor chamber (12) and the control cam (28) is eccentric to the rotor chamber.

2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that that the arrangement (40, 46, 48) for sealing the rotor with respect to the rotor chamber (12) is arranged between the cylindrical wall areas of these parts.

3. Rotary piston machine according to claim 1 or 2, wherein each control cam (28) contains an annular control disc (60) coupled to the piston (24), characterized in that the control disc (60) with the piston (24) each through a substantially V-shaped recess (62) is coupled and that the control disks (60) each coupled to the rotor (14) by a driver arrangement (64, 66) are. (Fig. 4).

4. Rotary piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that that each control cam (162, 262, 362) has the shape of a self-contained zigzag line and in a control disk mounted eccentrically with respect to the rotor chamber (12) (60) is formed, which is connected to the rotor (14) via a reduction gear (170, -172, 174, 178) is coupled.

5. Rotary piston machine according to claim 4, characterized in that that each control cam consists of successive, substantially V-shaped sections consists of alternating different azimuthal and / or radial dimensions exhibit.

6. Rotary piston machine according to claim 2, characterized in that that the sealing arrangement contains sealing rings (80), which in the peripheral wall of the rotor (14) are arranged so that they cannot rotate and each have one of the radial piston bores (22) (Fig.

13 and 14).

7. Rotary piston machine according to claim 2, characterized in that that the sealing arrangement contains sealing rings which are secured against rotation in the peripheral wall the rotor chamber (12) are arranged and the inlet or. Surrounding outlet openings.

8. Rotary piston machine according to claim 6 or 7, characterized in that that the sealing arrangement also contains sealing strips (86,) which extend in the circumferential direction of the rotor or the rotor chambers run and in recesses of the sealing rings ends (Fig. 14).