EP0571910A1

EP0571910A1 - Rotary piston machine

Info

Publication number: EP0571910A1
Application number: EP93108318A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Dr. Kuechler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1993-05-22
Publication date: 1993-12-01
Also published as: US5332375A; DE9207087U1

Abstract

A rotary piston machine (10), which can be constructed, in particular, as a pump or compressor, has a casing (12) and a shaft (18) which is mounted therein and takes along in rotation an annular body (20) which is guided at the sides between end faces (42, 52) and has arc-shaped segments (24) with pivotable sliders (28). These guide vanes (34) in a displaceable manner, the said vanes delimiting chambers (K) of variable volume outside and/or inside the annular body (20). Each vane (34) is integral with one ring pair (32, 36). The individual ring-vane elements (a...e and a...f) are vertically offset on the vanes (34) by in each case one unit of ring thickness (w) and can move relative to one another. A journal (48 and 64 respectively) attached to a cover plate (40, 60) supports the inner rings (32). The axis (A) of the ring assembly (30) is offset (dimension v) with respect to the axis (M) of the shaft, so that, during their revolution, the vanes (34) assume different angular positions relative to one another. The shaft (18) together with the annular body (20) can optionally be arranged concentrically in the casing (12) (Figs. 1, 2) or eccentrically in the said casing (Figs. 6, 7) and, conversely, the ring assembly (30) can be guided eccentrically or concentrically along the cover plate (40 and 60 respectively). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7.The invention relates to a rotary piston machine according to the preamble of claims 1 and 7.

Solche Maschinen können als Pumpe, als Kompressor oder als Motor bzw. Brennkammerturbine ausgebildet sein. Sie haben herkömmlich in einem Gehäuse einen in bezug auf eine Hauptwelle exzentrisch gelagerten Ringkörper, mit dem - bei Pumpen und Kompressoren - ein als Ganzes rotierendes Kammersystem angetrieben wird, wobei Flügel veränderliche Kammervolumina begrenzen.Such machines can be designed as a pump, as a compressor or as a motor or combustion chamber turbine. Conventionally, they have in a housing an annular body which is eccentrically mounted with respect to a main shaft and which, in pumps and compressors, drives a chamber system which rotates as a whole, with vanes limiting variable chamber volumes.

Beispielsweise ist in der CH 445 947 C1 eine Maschine beschrieben, deren Flügel (dort Klingen genannt) den Ringkörper radial gleitend durchsetzen und mit ihren Enden an der Gehäusewand sowie an einer Innenhülse schleifend entlanggeführt werden, wie das unter anderem auch nach US 3 572 985 A1 vorgesehen ist. Ungünstig sind dabei die etwas umständliche Montage, vor allem aber auch die Lagerungs- und Schmierverhältnisse sowie die Gestaltung des Ringkörpers, der an gewissen Umfangsstellungen Einwölbungen und Ausnehmungen erfordert.For example, CH 445 947 C1 describes a machine whose blades (called blades there) penetrate the ring body in a radially sliding manner and with their ends are guided along the housing wall and along an inner sleeve, as is also the case according to US Pat. No. 3,572,985 A1 is provided. The somewhat cumbersome assembly is disadvantageous, but above all the storage and lubrication conditions as well as the design of the Ring body, which requires bulges and recesses at certain circumferential positions.

Bei verschiedenen Konstruktionen sind die Flügel in Gleitsteinen bzw. Gelenkgabeln geführt, welche sich zwischen Segmenten des Ringkörpers befinden und dreh- bzw. schwenkbar sind, damit die Flügel während des Umlaufs unterschiedliche Winkelstellungen zueinander einnehmen können. Bei abdichtend an der Gehäuseinnenwand entlangschleifenden Flügelenden ergeben sich praktische Probleme dadurch, daß beim Umschlagen eines nacheilenden Flügels in eine vorauseilende Position eine hohe Kantenpressung an der Innenwand des Mantelkörpers auftritt, die zu Beschädigungen und höchst unerwünschten Verformungen führen kann. Die Nachteile solcher Anordnungen vermeidet ein System gemäß EP 0 011 762 B1, das jedoch ein von der Kreiszylinderform abweichendes Gehäuse verlangt und daher fertigungstechnisch Probleme aufwirft.In various constructions, the wings are guided in sliding blocks or joint forks, which are located between segments of the ring body and can be rotated or pivoted so that the wings can assume different angular positions relative to one another during the rotation. In the case of wing ends that seal along the inner wall of the housing, practical problems result from the fact that when a trailing wing is turned into a leading position, high edge pressure occurs on the inner wall of the casing body, which can lead to damage and highly undesirable deformations. The disadvantages of such arrangements are avoided by a system according to EP 0 011 762 B1, which, however, requires a housing that deviates from the shape of a circular cylinder and therefore poses problems in terms of production technology.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art auf möglichst wirtschaftliche Weise zu verbessern und eine kompakte Konstruktion zu schaffen, die einfach herzustellen und bequem zu montieren ist. Die neue Maschine soll wartungsfreundlich aufgebaut sein und ein günstiges Leistungsgewicht mit einem weiten Bereich von Drehzahlen und Drehmomenten sowie mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten kombinieren. Angestrebt werden ferner ruhiger Lauf, wirtschaftlicher Betrieb und lange Nutzungsdauer.It is an important object of the invention to improve a rotary piston machine of the type mentioned at the outset as economically as possible and to create a compact construction which is simple to manufacture and easy to assemble. The new machine is designed to be maintenance-friendly and to combine a favorable power-to-weight ratio with a wide range of speeds and torques as well as a wide range of possible uses. It also strives for quiet running, economical operation and a long service life.

Zur Lösung dieser Aufgaben sieht die Erfindung die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 7 angegebenen Merkmale vor. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6 sowie 8 bis 16.To achieve these objects, the invention provides the features specified in the characterizing part of claims 1 and 7. Refinements are the subject of claims 2 to 6 and 8 to 16.

In der Bauform nach Anspruch 1 bestehen wesentliche Merkmale darin, daß jeder Flügel einem Ringelement zugeordnet ist, daß diese Ring-Flügel-Elemente zueinander höhenversetzt angeordnete, relativbewegliche Bestandteile eines Ringpakets sind und daß die Welle samt daran angebrachtem oder damit einstückigem Ringkörper im Gehäuse zentrisch gelagert ist. Während des Umlaufs des Ringpakets kann sich daher jedes Ring-Flügel-Element in begrenztem Winkelbereich unabhängig von den benachbarten Elementen bewegen, ohne daß irgendeine gegenseitige Beeinflussung stattfindet. Die von den Flügeln eingenommenen Winkelpositionen bestimmen die momentanen Ausmaße der umlaufenden Kammern, die infolge der Achs-Versetzung des (bei Kompressor und Pumpe) antreibenden Ringkörpers gegenüber dem angetriebenen Ringpaket fortlaufend ihre Größe ändern und das an einer Ansaugöffnung eintretende Fluid fördern, gegebenenfalls verdichten und anschließend ausschieben.In the design according to claim 1, there are essential features that each wing is assigned to a ring element, that these ring-wing elements are vertically offset, relatively movable components of a ring package and that the shaft, together with the ring body attached to it, or thus integral, is mounted centrally in the housing is. During the circulation of the ring packet, therefore, each ring-wing element can move within a limited angular range independently of the neighboring elements, without any mutual interference taking place. The angular positions occupied by the vanes determine the current dimensions of the rotating chambers, which continuously change their size due to the axis displacement of the ring body (in the case of compressor and pump) relative to the driven ring pack and convey the fluid entering a suction opening, compress it if necessary and then push out.

Bevorzugt wird die Ausführungsform von Anspruch 2, wonach jedes Ring-Flügel-Element einen Innenring sowie einen dazu konzentrischen Außenring aufweist und jedes Paar von Innen- und Außenringen an je einem Flügel jeweils um mindestens eine Ringstärke höhenversetzt starr befestigt oder damit einstückig ist. Dank dieser Konstruktion werden die Abdichtungsprobleme auf überaus einfache Weise zuverlässig gelöst. Außerdem läßt sich das sehr kompakte Ringpaket gut lagern.The embodiment of claim 2 is preferred, according to which each ring-wing element has an inner ring and an outer ring concentric therewith, and each pair of inner and outer rings is rigidly attached to each wing, offset in height by at least one ring thickness, or is integral therewith. Thanks to this construction, the sealing problems are reliably solved in a very simple manner. In addition, the very compact ring package can be stored well.

In der Weiterbildung von Anspruch 3 ist vorgesehen, daß eine mit dem Gehäuse um Umfang verschraubte ebene Deckelplatte einen damit bündigen Exzenterring haltert, an dem der stirnseitige Ring des Ringkörpers entlanggleitet. Das bewirkt eine ausgezeichnete, reibungsarme Abstützung, die ruhigen Lauf gewährleistet.In the development of claim 3 it is provided that a flat cover plate screwed to the housing around the circumference holds an eccentric ring which is flush therewith and along which the end ring of the ring body slides. This results in excellent, low-friction support that ensures smooth running.

Die Innenringe können nach Anspruch 4 auf einem Exzenterzapfen drehbar gelagert sein, der insbesondere gemäß Anspruch 5 mit der Deckelplatte starr verbunden oder einstückig ist. Bezüglich dieses Zapfens sind die Ringelemente hierbei sämtlich zentriert, was weiter zu großer Laufruhe beiträgt.The inner rings can be rotatably mounted on an eccentric pin according to claim 4, which is rigidly connected to the cover plate or in one piece, in particular according to claim 5. With regard to this pin, the ring elements are all centered, which further contributes to smooth running.

Antriebsseitig kann die Maschine laut Anspruch 6 am Ringkörper eine ebene Abschlußplatte oder Antriebsscheibe haben, die mit ihm einstückig oder starr verbunden und ihrerseits an die Antriebs-Welle angeschlossen ist. Auch hierbei gleiten während des Umlaufs nur ebene Teile aneinander, was sichere Abdichtung bei geringen Reibungsverlusten gewährleistet.On the drive side, the machine can have a flat end plate or drive disk on the ring body, which is connected to it in one piece or rigidly and in turn is connected to the drive shaft. Here, too, only flat parts slide against each other during the circulation, which ensures secure sealing with low friction losses.

Für die Bauform gemäß dem unabhängigen Anspruch 7 sieht die Erfindung vor, daß der Ringkörper einen zu der Welle koaxialen Zylinder aufweist, der in einer Deckelplatte exzentrisch zur mittig angeordneten Achse eines Ringpakets geführt ist, das die einzelnen Flügel an zueinander höhenversetzten und relativbeweglichen Ring-Flügel-Elementen aufweist. Gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 sind hier die Drehachsen von Ringkörper und Ringpaket bei ansonsten gleichartigem Aufbau vertauscht. Die Ring-Flügel-Elemente können sich in begrenztem Winkelbereich gleichfalls ohne gegenseitige Beeinflussung bewegen. Der Ringkörper, welche die inneren Kammern von den äußeren trennt, hat gleichzeitig Lager- und Dichtfunktion. Mit ihm ist die Welle vorzugsweise gemäß Anspruch 9 starr verbunden oder einstückig. Auch bei dieser Ausführungsform kann jedes Ring-Flügel-Element laut Anspruch 8 aus einem Innenring und einem dazu konzentrischen Außenring bestehen, wobei jedes Paar von Innen- und Außenringen an je einem Flügel jeweils um zumindest eine Ringstärke höhenversetzt starr befestigt oder damit einstückig ist. Die Konstruktion gewährleistet hohe Stabilität und ruhigen Lauf.For the design according to independent claim 7, the invention provides that the ring body has a cylinder coaxial to the shaft, which is guided in a cover plate eccentrically to the centrally arranged axis of a ring assembly, which the individual wings on mutually vertically offset and relatively movable ring wings Elements. Compared to the embodiment according to FIG. 1, the axes of rotation of the ring body and ring pack are interchanged here, with an otherwise identical structure. The ring-wing elements can also move within a limited angular range without mutual interference. The ring body, which separates the inner chambers from the outer, has a bearing and sealing function at the same time. With it, the shaft is preferably rigidly connected or in one piece. In this embodiment, too, each ring-wing element can consist of an inner ring and an outer ring concentric therewith, each pair of inner and outer rings on each wing being rigidly fixed or offset in one piece by at least one ring thickness. The construction ensures high stability and smooth running.

Dazu trägt es bei, wenn die Deckelplatte nach Anspruch 10 mit einem Zentralzapfen starr verbunden oder einstückig ist, auf dem die Innenringe des Ringpakets gemäß Anspruch 11 drehbar gelagert sein können. Zusätzliche Laufruhe wird laut Anspruch 12 dadurch gewonnen, daß das Ringpaket von einem Mantel des Gehäuses umschlossen bzw. darin gelagert ist.It helps if the cover plate is rigidly connected or integral with a central pin on which the inner rings of the ring packet can be rotatably mounted according to claim 11. Additional smoothness is obtained according to claim 12 in that the ring package is enclosed by a casing of the housing or is stored therein.

Für die stirnseitigen Abstützung ist es vorteilhaft, wenn der Ringkörper und/oder die Abschlußplatte bzw. Antriebsscheibe gemäß Anspruch 13 an einer Stirnfläche des Gehäuses gleitbeweglich abdichtend anliegt, wobei dank der eben aneinander vorbeigleitenden Flächen nur minimale Reibungsverluste auftreten. Analog sieht Anspruch 14 vor, daß die auf der gegenüberliegenden Seite befindliche, mit dem Gehäuse am Umfang verschraubte Deckelplatte eine Deckfläche aufweist, an der das ihr benachbarte Ring-Flügel-Element des Ringpakets entlanggleitet, so daß auch dort eine ebenso reibungsarme wie zuverlässige Abstützung gewährleistet ist.For the end support, it is advantageous if the ring body and / or the end plate or drive disk rests in a sealingly sliding manner on an end face of the housing, with minimal friction losses occurring due to the surfaces sliding past each other. Analogously, claim 14 provides that the cover plate located on the opposite side, screwed to the housing on the circumference, has a cover surface on which the ring-wing element of the ring package which slides next to it slides, so that a friction-free and reliable support is also guaranteed there is.

Allgemein ist es ferner möglich, gemäß Anspruch 15 durch den Innenring desjenigen Ringelements, das der Abschlußplatte bzw. Antriebsscheibe unmittelbar benachbart ist, eine an dieser dicht anliegende Gleitscheibe zu haltern, was Laufruhe und Abdichtung weiter verbessert. Ferner kann das Lager der Welle laut Anspruch 16 von einer in das Gehäuse außen eingelassenen Scheibe überdeckt sein, um das Lager zu schützen und eine gekapselte Anordnung zu erzielen, die für viele Anwendungsfälle vorteilhaft ist.In general, it is furthermore possible, according to claim 15, to hold a sliding disk which is tightly fitting against it by the inner ring of the ring element which is directly adjacent to the end plate or drive disk, which further improves smoothness and sealing. Furthermore, the bearing of the shaft can be covered by a disc embedded in the outside of the housing in order to protect the bearing and to achieve an encapsulated arrangement which is advantageous for many applications.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1: eine Axialschnittansicht einer Rotationskolbenmaschine entsprechend der Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2: eine Querschnittansicht entsprechend der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3: eine Querschnittansicht eines Ring-Flügel-Elements,
Fig. 4: eine Schnittansicht entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5: eine Schnittansicht entsprechend der Linie V-V in Fig. 3,
Fig. 6: eine Ansicht einer anderen Rotationskolbenmaschine, teilweise im Axialschnitt entsprechend der Linie VI-VI in Fig. 7 und
Fig. 7: eine Querschnittansicht entsprechend der Linie VII-VII in Fig. 6.

Further features, details and advantages of the invention emerge from the wording of the claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In it show:

Fig. 1: 3 shows an axial sectional view of a rotary piston machine according to line II in FIG. 2,
Fig. 2: 2 shows a cross-sectional view along the line II-II in FIG. 1,
Fig. 3: a cross-sectional view of a ring-wing element,
Fig. 4: 3 shows a sectional view along the line IV-IV in FIG. 3,
Fig. 5: 3 shows a sectional view along the line VV in FIG. 3,
Fig. 6: a view of another rotary piston machine, partly in axial section along the line VI-VI in Fig. 7 and
Fig. 7: a cross-sectional view along the line VII-VII in Fig. 6th

Die allgemein mit 10 bezeichnete Maschine der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 hat ein Gehäuse 12 mit einer Bohrung 14, die ein Lager 16 für eine Welle 18 aufnimmt. Diese ist mit einem Ringkörper 20 starr verbunden oder einstückig, der aus einer Scheibe bzw. Platte 22 und aus bogenförmigen Segmenten 24 besteht, die zwischen Aussparungen 26 Gleitstücke 28 halten (Fig. 2).The machine generally designated 10 of the embodiment of FIGS. 1 and 2 has a housing 12 with a bore 14 which receives a bearing 16 for a shaft 18. This is rigidly connected or in one piece to an annular body 20, which consists of a disk or plate 22 and of arcuate segments 24 which hold sliders 28 between recesses 26 (FIG. 2).

In diesen Gleitstücken 28 werden Flügel 34 geführt, die jeweils einstückig mit einem Innenring 32 sowie einem Außenring 36 sind, wie in Fig. 3 bis 5 für zwei Ring-Flügel-Elemente a, b veranschaulicht. Die einzelnen Ring-Flügel-Elemente eines solchen Ringpakets 30 (Fig. 1) sind mit ihren Flügeln 34 zueinander winkelversetzt, wie aus Fig. 2 für sechs Ring-Flügel-Elemente a, b, c, d, e, f mit deren Flügeln 34 hervorgeht. In Fig. 3 ist ein Ringpaket mit fünf Ring-Flügel-Elementen a, b, c, d, e dargestellt, von denen die beiden Ring-Flügel-Elemente a und b in Fig. 4 bzw. 5 jeweils in einem (Axial-)Schnitt dargestellt sind. Man erkennt daraus, daß Innenring 32 und Außenring 36 jedes Ringelements mit dem zugehörigen Flügel 34 um zumindest je eine Ringstärke w höhenversetzt starr verbunden oder einstückig sind; wäre z.B. in einer auf Fig. 5 folgenden Abbildung das nächste Ring-Flügel-Element c dargestellt, so hätte es die Innen- und Außenringe 32, 36 um eine weitere Ringstärke w nach rechts versetzt.Wings 34 are guided in these sliding pieces 28, each of which is integral with an inner ring 32 and an outer ring 36, as illustrated in FIGS. 3 to 5 for two ring-wing elements a, b. The individual ring-wing elements of such a ring package 30 (FIG. 1) are offset in angle with one another with their wings 34, as in FIG. 2 for six ring-wing elements a, b, c, d, e, f with their wings 34 emerges. In Fig. 3 a ring package with five ring-wing elements a, b, c, d, e is shown, of which the two ring-wing elements a and b in Fig. 4 and 5 each in one (axial ) Section are shown. It can be seen that the inner ring 32 and outer ring 36 of each ring element are rigidly connected or integrally connected to the associated wing 34 by at least one ring thickness w each offset in height; if, for example, the next ring-wing element c were shown in a figure following FIG. 5, it would have offset the inner and outer rings 32, 36 to the right by a further ring thickness w.

Die Innenringe 32 sind mit ihrer inneren Ringfläche 50 auf einem Exzenterzapfen 48 gelagert, der an einer Deckelplatte 40 starr befestigt oder mit ihr einstückig ist. Seine Achse A ist gegenüber der parallelen Wellen-Achse M um das Maß v versetzt, so daß das Ringpaket 30 gegenüber dem Ringkörper 20 exzentrisch umläuft. Dessen untere bzw. innere Enden gleiten auf einem Exzenterring 38, der in die Deckelplatte 40 bündig eingelassen ist. Eine Ausnehmung 44 bildet die radial abstützende Begrenzung der Scheibe bzw. Platte 22, welche an einer ebenen Stirnfläche 52 des Gehäuses 12 gleitbeweglich anliegt. Am Umfang angeordnete Verschraubungen 46 verbinden das Gehäuse 12 mit der Deckelplatte 40, gegebenenfalls unter Zwischenlage von (nicht gezeichneten) Abstandsstücken, die das Ringpaket 30 mantelförmig umschließen.The inner rings 32 are mounted with their inner annular surface 50 on an eccentric pin 48 which is rigidly attached to a cover plate 40 or is integral with it. Its axis A is offset from the parallel shaft axis M by the dimension v, so that the ring packet 30 rotates eccentrically with respect to the ring body 20. Its lower or inner ends slide on an eccentric ring 38 which is flush with the cover plate 40. A recess 44 forms the radially supporting boundary of the disk or plate 22, which rests on a flat end face 52 of the housing 12 such that it can slide. Screws 46 arranged on the circumference connect the housing 12 to the cover plate 40, optionally with the interposition of spacers (not shown) which enclose the ring packet 30 in the form of a jacket.

Die beschriebene Ausführungsform bildet eine Rotationspumpe mit zwei Pump-Kreisläufen, wobei äußere Kammern K das Pumpmedium über eine (nicht dargestellte) Ansaugöffnung aufnehmen. Ein (der Übersicht halber gleichfalls nicht dargestellter) Überströmkanal läßt das Pumpmedium in die inneren Kammern einströmen, die etwa zwei Drittel des Volumens der Außenkammern fördern. Sieht man separate Einström- und Ausströmöffnungen vor, so kann man die Pumpe auch mit getrennten Kreisläufen ausbilden.The described embodiment forms a rotary pump with two pump circuits, outer chambers K receiving the pump medium via a suction opening (not shown). An overflow channel (likewise not shown for the sake of clarity) allows the pump medium to flow into the inner chambers, which convey about two thirds of the volume of the outer chambers. If separate inflow and outflow openings are provided, the pump can also be designed with separate circuits.

Die Welle 18 treibt über den Ringkörper 20 das Ringpaket 30 an, wobei die Flügel 34 zueinander in begrenztem Winkelbereich verschiedene Positionen einnehmen, so daß sich größere und kleinere Kammer-Volumina ergeben. Die Schwenkung der Flügel wird durch die Gleitstücke 28 ermöglicht, in denen die einzelnen Flügel 34 gleitverschieblich geführt sind. Da alle Ring-Flügel-Elemente innerhalb des Ringpakets 30 zwar mit gleicher Drehzahl, jedoch fortlaufend veränderter Phasenverschiebung umlaufen, spielen toleranzbedingte Abweichungen grundsätzlich keine Rolle; sie sind für das Gesamtsystem unerheblich und unschädlich. Die nur geringfügigen Verdrehungen der Ring-Flügel-Elemente a...e bzw. a...f untereinander haben außerdem zur Folge, daß lediglich geringe Reibungsverluste auftreten. Im Bedarfsfalle können entlang den Außenkanten der Flügel 34 (nicht gezeichnete) Abdichtelemente vorgesehen sein, um die Abdichtung des Ringpakets 30 noch zu verbessern.The shaft 18 drives the ring assembly 30 via the ring body 20, the vanes 34 occupying different positions with respect to one another within a limited angular range, so that result in larger and smaller chamber volumes. The pivoting of the wings is made possible by the sliders 28 in which the individual wings 34 are slidably guided. Since all ring-wing elements within the ring packet 30 rotate at the same speed, but continuously changing phase shift, tolerance-related deviations do not play a role; they are irrelevant and harmless to the overall system. The only slight twisting of the ring-wing elements a ... e or a ... f with each other also have the consequence that only slight friction losses occur. If necessary, sealing elements (not shown) can be provided along the outer edges of the wings 34 in order to further improve the sealing of the ring packet 30.

Das gesamte Pumpensystem läßt sich sehr gut schmieren, und zwar sowohl am Exzenterzapfen 48 für die Innenringe 32 als auch - eventuell über den Ringkörper 20 - an den Außenringen 36. Auftretende Radialkräfte werden an der Ausnehmung 44 des Gehäuses 12 und gegebenenfalls an Mantelteilen vollständig aufgenommen. Die Maschine 10 arbeitet äußerst geräuscharm, ist wenig störanfällig und läßt sich gut warten.The entire pump system can be lubricated very well, both on the eccentric pin 48 for the inner rings 32 and - possibly via the ring body 20 - on the outer rings 36. Radial forces that occur are completely absorbed in the recess 44 of the housing 12 and, if appropriate, on the jacket parts. The machine 10 operates extremely quietly, is not very susceptible to faults and is easy to maintain.

Für den Betrieb als Kompressor eignet sich derselbe Aufbau, wobei lediglich im Deckel 40 (nicht dargestellte) Überströmkanäle angeordnet sind, welche komprimierte Luft von den Außenkammern in den Innenkreis führen. Es ist möglich, die erste Kompressionsstufe zwischenzukühlen. Die Luftabnahme erfolgt über einen (nicht gezeichneten) Auslaß im feststehenden Gehäuse 12.The same construction is suitable for operation as a compressor, only overflow channels (not shown) being arranged in the cover 40, which guide compressed air from the outer chambers into the inner circle. It is possible to intercool the first compression stage. The air is drawn through an outlet (not shown) in the fixed housing 12.

Eine andere Bauform ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Hierbei sitzt die Welle 18 samt Antriebsscheibe 22 und einem vorzugsweise mit ihr einstückigen Zylinder 58 exzentrisch im Gehäuse 12, das in einer Bohrung 14 ein Lager 16 aufweist, welches durch eine Deckscheibe 56 abgedeckt ist. Am Umfang geht das Gehäuse 12 in einen Mantel 62 über, der durch Verschraubungen 46 mit einer Deckelplatte 60 fest verbunden ist. Diese ist vorzugsweise mit einem Zentralzapfen 64 einstückig, auf dem die Innenringe 32 eines Ringpakets 30 gelagert sind, das im vorliegenden Fall fünf einzelne Ring-Flügel-Elemente a, b, c, d, e aufweist. Am Innenring 32 des Ring-Flügel-Elements a kann eine Gleitscheibe 54 vorgesehen sein, die eine dichtende Abstützung zwischen der Innenfläche des Ringkörpers 20 und der Stirnfläche des Zentralzapfens 64 reibungsarm übernimmt. Eine Ringnut 66 in der Deckelplatte 60 nimmt das innere Ende 68 des Zylinders 58 gleitbeweglich auf.Another design is shown in FIGS. 6 and 7. Here, the shaft 18 together with the drive pulley 22 and a cylinder 58, preferably integral with it, sits eccentrically in the housing 12, which has a bearing 16 in a bore 14, which is covered by a cover plate 56. On the circumference, the housing 12 merges into a jacket 62 which is firmly connected to a cover plate 60 by screw connections 46. This is preferably in one piece with a central pin 64 on which the inner rings 32 of a ring packet 30 are mounted, which in the present case has five individual ring-wing elements a, b, c, d, e. On the inner ring 32 of the ring-wing element a, a sliding washer 54 can be provided, which provides sealing support between the inner surface of the ring body 20 and the end face of the central pin 64 with low friction. An annular groove 66 in the cover plate 60 slidably receives the inner end 68 of the cylinder 58.

Die Achsen der beiden mit gleicher Drehzahl rotierenden Systeme 20 bzw. 30 sind wiederum mit M bzw. A bezeichnet und zueinander um das Maß v versetzt. Infolgedessen bewegen sich die fünf Flügel 34 des Ringpakets 30 mit den Ring-Flügel-Elementen a, b, c, d, e ebenfalls mit unterschiedlicher Phasenverschiebung gegenüber dem Ringkörper 20, so daß durch größenveränderliche Volumina der Kammern K die gewünschte Pump- bzw. Verdichtungswirkung erzielt wird. Auch hier können Außen- und Innenkreis wahlweise separate Kreisläufe bilden oder zu einem zweistufigen Förderkreislauf hintereinander geschaltet werden.The axes of the two systems 20 and 30 rotating at the same speed are again designated M and A and offset from one another by the dimension v. As a result, the five wings 34 of the ring assembly 30 with the ring-wing elements a, b, c, d, e also move with a different phase shift with respect to the ring body 20, so that the desired pumping or compression effect is achieved by changing the volume of the chambers K is achieved. Here, too, the external and internal circuits can either form separate circuits or be connected in series to form a two-stage conveyor circuit.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr fallen in den Rahmen der Erfindung zahlreiche Abwandlungen, vor allem im Hinblick auf Umkehrung des Antriebs bei Motoren bzw. Brennkammerturbinen. Man erkennt jedoch, daß eine insbesondere als Pumpe oder Kompressor ausführbare Rotationskolbenmaschine vorzugsweise ein Gehäuse 12 aufweist, in dem eine angetriebene Welle 18 gelagert ist, die einen Ringkörper 20 rotierend mitnimmt, der bogenförmige Segmente 24 mit schwenkbaren, achsparallelen Gleitstücken 28 hat und zwischen Deckflächen 42, 52 stirnseitig geführt ist. Gleitstücke 28 führen Flügel 34 verschieblich, die größenveränderliche Kammern K außer- und/oder innerhalb des Ringkörpers 20 begrenzen. Jeder Flügel 34 ist mit einem Innenring 32 und einem dazu konzentrischen Außenring 36 einstückig. Die einzelnen Ring-Flügel-Elemente a...e bzw. a...f sind an den Flügeln 34 jeweils um eine Ringstärke w höhenversetzt und zueinander relativbeweglich. Die Innenringe 32 sind auf einem Zapfen 48 bzw. 64 drehbar gelagert, der an einer Deckelplatte 40 bzw. 60 befestigt ist. Die Achse A des Ringpakets 30 ist zur Wellen-Achse M um das Maß v versetzt, so daß die Flügel 34 bei ihrem Umlauf verschiedene Winkelstellungen zueinander einnehmen. Wahlweise kann die Welle 18 samt Ringkörper 20 im Gehäuse 12 zentrisch (Fig. 1 und 2) oder exzentrisch (Fig. 6 und 7) angeordnet sein, wobei das Ringpaket 30 umgekehrt exzentrisch oder zentrisch an der Deckelplatte 40 bzw. 60 entlanggeführt wird.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described. Rather, numerous modifications fall within the scope of the invention, particularly with regard to reversing the drive in engines or combustion chamber turbines. It can be seen, however, that a rotary piston machine, which can be designed in particular as a pump or compressor, preferably has a housing 12 in which a driven shaft 18 is mounted, which rotatably drives an annular body 20, which has arcuate segments 24 with pivotable, axially parallel sliding pieces 28 and between cover surfaces 42 , 52 on the face is led. Sliders 28 slidably guide wings 34, which limit the size-variable chambers K outside and / or inside the ring body 20. Each wing 34 is in one piece with an inner ring 32 and a concentric outer ring 36. The individual ring-wing elements a ... e and a ... f are each offset in height by a ring thickness w on the wings 34 and are relatively movable with respect to one another. The inner rings 32 are rotatably mounted on a pin 48 or 64 which is fastened to a cover plate 40 or 60. The axis A of the ring packet 30 is offset from the shaft axis M by the dimension v, so that the wings 34 assume different angular positions with respect to one another during their rotation. Optionally, the shaft 18 together with the ring body 20 can be arranged centrally in the housing 12 (FIGS. 1 and 2) or eccentrically (FIGS. 6 and 7), the ring packet 30 being guided eccentrically or centrally along the cover plate 40 or 60.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All of the features and advantages arising from the claims, the description and the drawing, including structural details and spatial arrangements, can be essential to the invention both individually and in the most varied of combinations.

Reference symbol list

AA: Achseaxis
KK: KammernChambers
MM: Wellen-AchseShaft axis
vv: VersetzungTransfer
ww: RingstärkeRing thickness

1010th: Maschinemachine
1111: Ständer / BodenplatteStand / base plate
1212: Gehäuse / TrägerHousing / carrier
1414: Bohrungdrilling
1616: Lagerwarehouse
1818th: Wellewave
2020th: RingkörperRing body
2222: Scheibe / PlatteDisc / plate
2424th: SegmenteSegments
2626: AussparungenRecesses
2828: GleitstückeSliders
3030th: Ringpaket; Ring-Flügel-Elemente: a...e; a...fRing package; Ring wing elements: a ... e; a ... f
3232: InnenringInner ring
3434: Flügelwing
3636: AußenringOuter ring
3838: ExzenterringEccentric ring
4040: DeckelplatteCover plate
4242: DeckflächeTop surface
4444: AusnehmungRecess
4646: VerschraubungenFittings
4848: ExzenterzapfenEccentric pin
5050: RingflächeRing surface
5252: StirnflächeFace
5454: Gleitscheibe/DichtungSlide washer / seal
5656: DeckscheibeCover plate
5858: Zylindercylinder
6060: DeckelplatteCover plate
6262: Mantelcoat
6464: ZentralzapfenCentral pin
6666: RingnutRing groove
6868: inneres Endeinner end

Claims

Rotary piston machine (10) with a housing (12), in which a driven shaft (18) is mounted, which rotates a ring body (20) about an axis (A) offset to the shaft axis (M), the arcuate segments (24 ) with pivotable, axially parallel sliding pieces (28) and is guided on the front side between flat cover surfaces (42, 52) adjoining on both sides, the sliding pieces (28) displaceably guiding wings (34) which move a number of chambers (K) out and / or limit the size within the ring body (20), characterized in that each wing (34) is assigned to a ring element (32, 36), that these ring-wing elements (a to e; a to f) are arranged such that they are relatively displaceable relative to one another in height Components of a ring packet (30) and that the shaft (18) together with the ring body (20) attached to it or thus in one piece is centrally mounted in the housing (12).

Machine according to claim 1, characterized in that each ring-wing element (a, b, c, d, e, f) has an inner ring (32) and an outer ring (36) concentric therewith and that each pair of inner and Outer rings (32, 36) each rigidly attached to a wing (34) at a height offset by at least one ring thickness (w) or is thus in one piece.

Machine according to claim 1 or 2, characterized in that a flat cover plate (40) screwed to the periphery of the housing (12) holds an eccentric ring (38) which is flush therewith and along which the end ring element (f) of the ring body (20) slides.

Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner rings (32) are rotatably mounted on an eccentric pin (48).

Machine according to claims 3 and 4, characterized in that the eccentric pin (48) is rigidly connected to the cover plate (40) or is in one piece.

Machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the annular body (20) is rigidly connected or in one piece to a flat connecting plate or drive disk (22) which in turn is connected to the drive shaft (18).

Rotary piston machine (10) with a housing (12), in which a driven shaft (18) is mounted, which rotates a ring body (20) about an axis (A) offset to the shaft axis (M), the arcuate segments (24 ) with pivotable, axially parallel sliding pieces (28) and is guided on the front side between flat cover surfaces (42, 52) adjoining on both sides, the sliding pieces (28) displaceably guiding wings (34) which move a number of chambers (K) out and / or limit the size within the ring body (20), characterized in that the ring body (20) has a cylinder (58) which is coaxial with the shaft (18) and which is located in a cover plate (60) eccentrically to the centrally arranged axis (A) of a ring package (30), which has the individual wings (34) on mutually vertically offset and relatively movable ring-wing elements (a, b, c, d, e, f).

Machine according to claim 7, characterized in that each ring-wing element (a, b, c, d, e, f) has an inner ring (32) and an outer ring (36) concentric therewith and that each pair of inner and Outer rings (32, 36) each rigidly attached to a wing (34), offset in height by at least one ring thickness (w), or is integral therewith.

Machine according to claim 7 or 8, characterized in that the shaft (18) with the ring body (20) is rigidly connected or in one piece.

Machine according to one of claims 7 to 9, characterized in that the cover plate (60) is rigidly connected to a central pin (64) or is in one piece.

Machine according to claim 10, characterized gekennnzeichnet that the inner rings (32) are mounted in the annular stack (30) rotatable on the central pin (64).

Machine according to one of claims 7 to 11, characterized in that the ring packet (30) is enclosed by a casing (62) of the housing (12) or is mounted therein.

Machine according to one of claims 6 to 12, characterized in that the ring body (20) and / or the end plate or drive disk (22) rests on an end face (52) of the housing (12) in a sealingly slidable manner.

Machine according to one of claims 7 to 13, characterized in that a cover plate (40, 60) screwed to the circumference of the housing (12) has a cover surface (42) on which the ring element (a) of the ring package (30) adjacent to it has slides along.

Machine according to one of claims 1 to 14, characterized in that the inner ring (32) of that ring element (a) of the ring packet (30) which is directly adjacent to the end plate or drive disk (22) has a sliding disk (54) lying tightly against it ) holds.

Machine according to one of claims 1 to 15, characterized in that the bearing (16) of the shaft (18) is covered by a disk (56) let into the housing (12) on the outside.