EP2841695B1 - Rotary piston engine which acts as a pump, condenser or motor for a fluid - Google Patents

Rotary piston engine which acts as a pump, condenser or motor for a fluid Download PDF

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EP2841695B1
EP2841695B1 EP13709334.0A EP13709334A EP2841695B1 EP 2841695 B1 EP2841695 B1 EP 2841695B1 EP 13709334 A EP13709334 A EP 13709334A EP 2841695 B1 EP2841695 B1 EP 2841695B1
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EP
European Patent Office
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centre axis
gearwheel
gear
rotary piston
angle
Prior art date
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EP13709334.0A
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Dieter Amesoeder
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP2841695B1 publication Critical patent/EP2841695B1/en
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01C3/06—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees
    • F01C3/08—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
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    • F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
    • F01C1/088—Elements in the toothed wheels or the carter for relieving the pressure of fluid imprisoned in the zones of engagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/18—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C3/00—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type
    • F04C3/06—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees
    • F04C3/08—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing

Definitions

  • the DE 42 41 320 A1 to arrange between the driven part and the drive part, a control part such that between the control part and the drive part first working spaces and between the driven part and the control part second working spaces are formed, which are opposite to each other.
  • the DE 10 2008 013991 A1 that also under WO 2008/110155 A1 is published, proposes to provide a rotor and a stator in a housing, wherein between a drive shaft and the rotor an inclined sliding plane is arranged.
  • This inclined sliding plane leads to a rotation of the shaft to a tumbling of the rotor or a tumbling of the rotor to a rotation of the shaft.
  • the rotor opposite the stator is not co-rotating and thus stationary in a housing receiving the rotor and the stator.
  • a rotary piston machine which operates as a pump, compressor or motor for liquid or gaseous medium.
  • the rotary piston machine has a first gear with a first center axis, a second gear arranged opposite the first gear with a second center axis and a drive shaft with a third center axis and a fixedly connected to the drive shaft slip plane.
  • the first center axis and the second center axis enclose an angle that is not equal to 180 °.
  • the third central axis and at least one central axis of the first central axis and the second central axis enclose an angle which is not equal to 0 ° or 90 °.
  • the first sliding plane and the central axis are perpendicular to each other.
  • the first gear has a first end face with a first toothing with at least one first tooth and the second toothed wheel has a second end face with a second toothing with at least one second tooth, wherein a first number of first teeth and a second number of second teeth differ from one another are.
  • the first tooth and the second tooth engage with each other in such a way that at least one working space is formed by combing the teeth.
  • a volume formed by the at least one working space is changed by the meshing of the teeth.
  • the at least one working space is formed by a spherical inner wall of a Limited housing. The at least one working space is connectable to an inflow and an outflow for the medium.
  • a component of the group of first gear and second gear is coupled to the housing such that the component wobbles exclusively by a rotation of the drive shaft.
  • the respective other component from the group of first gear and second gear is coupled to the first sliding plane such that rotates by a rotation of the drive shaft, the respective other component and staggers.
  • the area to which the inflows and outflows can be arranged increases.
  • the tumbling motion makes it possible to arrange more than one inflow and one outflow for the medium.
  • the first number may comprise only a first tooth and the second number two or more second teeth, and vice versa.
  • the number of inflows can be equal to the number of outflows.
  • the inflows and outflows can here be circumferentially distributed uniformly distributed.
  • the second gear can be encompassed by the spherical, in particular hemispherical, inner wall of the housing and thereby supported on the inner wall of the housing.
  • the first gear for rotating and / or tumbling can be excited. Due to the wobbling motion of the first gear, the second gear is excited to a tumbling motion.
  • the second gear may be connected to the housing or the inner wall such that a relative rotation of the second gear relative to the housing, or the first gear, is prevented.
  • the first gear and the second gear each have a number of teeth which differ from one another by at least one tooth.
  • a radial delimitation of the work spaces inwardly can be done by spherical parts, which are arranged on the gears.
  • the inner wall of the housing will be hemispherical in shape. This allows easy mounting of the first gear, the second gear and the drive shaft.
  • the slip plane may also support the first gear so that when the volume of the at least one working space is reduced and thus the first and second gears are axially loaded in the opposite direction, the first gear is held in position.
  • the second gear is supported by the housing.
  • the at least one working space is bounded radially inwardly by a common contact surface which is of spherical design in the first gearwheel and in the second gearwheel.
  • the first center axis and the third center axis include a first angle.
  • the second center axis and the third center axis include a second angle.
  • the first angle and the second angle are not equal to 0 ° or 90 °.
  • the first angle may be 5 degrees and the second angle may be 20 degrees.
  • the first angle and the second angle can be equal.
  • the first center axis and the second center axis may be skewed to each other.
  • the first central axis and the third central axis span a first plane.
  • the first center axis and the second center axis may span a second level.
  • the first level and the second level may include an angle that is not 0 ° and not equal to 180 °.
  • the first level and the second level can also be congruent.
  • the first center axis and the third center axis span a first plane and the second center axis and the third center axis span a second plane.
  • the first level and the second level are perpendicular to each other.
  • first level and the second level can take any angle to each other.
  • the first center axis and the second center axis lie in a common plane.
  • a second sliding plane is fixedly connected to the drive shaft.
  • the second sliding plane and the second center axis are perpendicular to each other.
  • the first sliding plane and the first gear are rotatable relative to each other and connected to each other.
  • the second sliding plane and the second gear are rotatable relative to each other and connected to each other.
  • the reliability of the rotary piston machine can be increased, as a result, the second gear through the second sliding plane forcibly put into a tumbling motion.
  • the first gear and the second gear can be constrained in conjunction with the spherical inner wall of the housing.
  • binding when combing the gears can be avoided, which can possibly be attributed to manufacturing tolerances of the gears.
  • the first center axis, the second center axis and the third center axis intersect at a common point, the common point being the center of a diameter of the inner wall.
  • a diameter of the spherical bearing surface also cuts the third central axis in the common point. In this way it can be ensured that no translational movements take place between the individual parts, which can lead to higher wear.
  • first sliding plane and the second sliding plane intersect the common point.
  • the first sliding plane and / or the second sliding plane do not intersect the common point.
  • the second gear is non-rotatably coupled to the housing.
  • a pin is firmly connected on an outer wall of the second gear.
  • the pin is guided in a groove-shaped recess in the inner wall, wherein the recess is circular.
  • the recess may also be formed as a circular groove, so that this groove can serve as a backdrop for the pin.
  • the pin in conjunction with the circular recess can be formed as a fixation of the second gear to the housing, so that in this way a rotational movement of the second gear is prevented.
  • the circular recess in conjunction with the pin can thus ensure only the wobbling movement of the second gear.
  • the first gear is rotatably coupled to the housing.
  • a fixation of the first gear on the housing for example, by means of a protruding on the first gear in the radial direction pin in conjunction with a formed on the inner wall, respectively the housing groove formed. Although this may wobble the first gear, but not turn. In such a configuration, the second gear will usually also tumble and usually turn as well.
  • the pin extends along a fourth central axis.
  • both the pin and the inner wall of the housing can be produced inexpensively as a plastic injection molded part.
  • At least one component from the group of at least one first tooth and at least one second tooth of the rotary piston machine has a recess, so that in a predetermined rotation angle range of the at least one component, an overlap with the inflow and / or outflow takes place ,
  • the time period in which the medium is supplied to the working space or the medium is removed from the working space can be increased.
  • the recess may be formed on a tooth flank or on both tooth flanks of a tooth.
  • the recesses may be different from each other at the two tooth flanks.
  • the individual tributaries and / or outflows can be interconnected.
  • inflows may be associated with drains to increase, for example, by such a rotary engine, the pressures to be achieved.
  • the inflows and outflows can be controlled by means of valves, in particular solenoid valves.
  • At least one component from the group of first tooth, second tooth, first sliding plane, second sliding plane, inner wall and outer wall has a recess for receiving lubricant.
  • the first toothing and the second toothing are selected from the group of helical toothing, involute toothing, cycloidal toothing and helical toothing.
  • a bearing element between the sliding plane and the associated gear as lubricated, hydraulically or pneumatically supported slide bearing be configured.
  • the bearing element can be designed as a roller bearing, for example as a roller bearing or other bearing according to the prior art.
  • the rotary piston machine described above can be used as a transmission.
  • FIG. 1 shows a rotary piston machine 2, which operates as a pump, compressor or motor for liquid or gaseous medium.
  • the rotary piston machine 2 has a first gear 4 with a first center axis I, a second gear 6 arranged opposite the first gear 4 with a second center axis II and a drive shaft 8 with a third center axis III.
  • the drive shaft 8 has a disk element 11 which has a first sliding plane 10 on the side facing the first gear 4. Concentric with the third center axis III, the drive shaft 8 has an axle section 13 on the disk element 11. At the axle section 13, a second slip plane 12 is formed on the side facing the second gear 6.
  • the disc member 11 may be formed such that the axle portion 13 can be dispensed with.
  • the first gear 4 has a first sliding surface 15, which is in communication with the first sliding plane 10 of the drive shaft 8. Opposite the first sliding surface 15, the first gearwheel 4 has a first end face 14, on which a first toothing 16 with at least one first tooth 18 is formed. Furthermore, the first gear 4 along the first central axis I has an opening 19 into which the axle section 13 protrudes.
  • the second sliding surface 21 is opposite to the second gear 6, a second end face 20 is formed on which a second toothing 22 with at least one tooth 24 is formed is. From the second toothing 22, a stub axle 25 extends along the second central axis II towards the axle section 13 and is bounded by the second sliding surface 21.
  • the axle portion 13 may be formed such that it is also possible to dispense with the axle stub 25.
  • a working space 26 is formed, wherein the combing of the teeth 18, 24, a volume formed by the working space 26 is changed.
  • the first gear 4 and the second gear 6 are enclosed by a housing 28 with a spherical, here hemispherical-shaped, inner wall 30. This spherical inner wall 30 seals the working space 26 to the outside.
  • the first gear 4 has a spherical first outer wall 36, which corresponds to the spherical inner wall 30 and sealingly abuts against this inner wall 30.
  • the second gear 6 has a spherical second outer wall 38, wherein the second outer wall 38 also corresponds to the spherical inner wall 30. Furthermore, in the first gear 4, a spherical first bearing surface 32 is formed, which bears sealingly against a corresponding formed on the second gear 6 hollow spherical second bearing surface 34. Thus, the working space 26 is limited by the two teeth 16, 22, by the spherical inner wall 30, and the spherical first bearing surface 32 in conjunction with the hollow spherical second bearing surface 34. Furthermore, a pin 48 is formed on the second outer wall 38, which engages in a formed on the spherical inner wall 30 of the housing 28 circular recess 50.
  • the circular recess 50 may also be formed as a circular ring.
  • the second center axis II of the second gear 6 intersects the third center axis
  • the spherical inner wall 30 extends along a diameter D, which also intersects the third center axis III in the common point S.
  • the first center axis I and the third center axis III include a first angle ⁇ 1 which extends counterclockwise starting from the third center axis III. In the present exemplary embodiment, the first angle ⁇ 1 is 5 °.
  • the third center axis III and the second center axis II include a second angle ⁇ 2.
  • the angle extends from the third central axis III clockwise and is in the present embodiment 10 °.
  • the two angles ⁇ 1 and ⁇ 2 may also have other values, in particular taking values which are between 5 ° and about 25 °.
  • the first center axis I and the second center axis II include a third angle ⁇ 3, which is not equal to 180 °.
  • the first I, the second II and the third III center axis span a common plane E.
  • the torques generated by the first gear 4 during operation of the rotary piston machine 2 are by the second gear 6 reduces moments generated.
  • the materials of the first gear 4 and the second gear 6 and by a corresponding selection of the two angles ⁇ 1, ⁇ 2 that cancel each other and thus the housing 28 is free of torque.
  • the third center axis III and the first center axis I could span a first plane and the third center axis III and the second center axis II a second plane, the two planes can be at an arbitrary angle to each other.
  • the second toothing 22 of the second toothed wheel 6 is designed such that the second end face 20 and the spherical second outer wall 38 of the second toothed wheel 6 coincide.
  • the first sliding plane 10 does not intersect the third center axis III in the common point S.
  • a translatory movement upon rotation of the drive shaft 8 between the first sliding plane 10 of the drive shaft 8 and the first sliding surface 15 of the first gear 4 in addition to the rotational relative movement a translatory movement. Especially the translational movement can cause a groove or scoring of the first sliding plane 10 and / or the first sliding surface 15 is avoided.
  • the second slip plane 12 intersects the third center axis III at the point S. Accordingly, between the second slip plane 12 of the drive shaft 8 and the second sliding surface 21 of the second gear 6 only a rotational relative movement takes place to each other.
  • FIG. 2 shows the from the FIG. 1 known rotary engine 2 in a plan view in X-ray view.
  • the second gear 6 has five second teeth 24 and the first gear 4 has six first teeth 18.
  • the housing 28 has evenly distributed over the circumference five inflows 40 and five outlets 42.
  • the number of inflows 40, respectively the outflows 42 this corresponds to the number of second teeth 24 of the second gear 6.
  • At the spherical inner wall 36 is to each Inflow 40 an inflow control channel 41 and to each outflow 42 an outflow control channel 43rd educated.
  • the spherical recess 50 is formed eccentrically to the third central axis III.
  • the drive shaft 8 rotates clockwise in the direction of arrow 52.
  • the first gear 4 is excited by the first sliding plane 10, which is perpendicular to the first central axis I of the first gear 4, to a rotational and tumbling motion relative to the second gear 6.
  • the second gear 6 is excited to an exclusive tumbling motion about the second center axis II. Due to the forces acting through the compression of the medium in the working spaces forces and the combing of the teeth 18, 24 can be dispensed with the second sliding surface 21 in connection with the second sliding plane 12. It should be noted that the rotational speed of the first gear 4 and the rotational speed of the drive shaft 8 are different from each other.
  • the exclusive tumbling motion, that is, without additional rotational movement, of the second gear 6 is effected by the positive guidance of the pin 48 in the circular recess 50.
  • a tooth head 54 of the first tooth 18 and a tooth head 56 of the second tooth 24 face each other here in the twelve o'clock position, wherein the tooth head 54 of the first tooth 18 and the tooth head 56 of the second tooth 24 touch and In this case, adjacent work spaces 26 are sealed from each other.
  • the tooth head 54 of the first tooth 18 engages a tooth root 58 of the second tooth 24.
  • the toothing is a trochoid toothing in the adjacent working spaces 26 during a relative movement of the first toothed wheel 4 are sealed to each other to the second gear 6.
  • the teeth 18, 24 and the combing by changing volumes of the working spaces 26 medium is sucked through the inlet 40 into the working space 26, compressed and then pushed out by the inflow 40 in the direction of rotation 52 of the drive shaft 8 adjacent drain 42.
  • the work spaces 26 extending between the twelve o'clock position and the six o'clock position are connected to the inflows 40, whereas those between the six o'clock position and twelve o'clock position. Position working spaces 26 have no connection to an inlet 40.
  • FIG. 3 shows the off FIG. 1 known rotary engine 2 in a 3D view in the X-ray view.
  • the formation of the inflow control channels 41 and the outflow control channels 43 are clearly visible.
  • the inflow control channels 41 and the outflow control channels 43 are designed in such a way that the medium to be supplied fills the working space 26 as 100% as possible and through the outflow 42 the compressed medium is ejected as 100% as possible.
  • the degree of filling of the working spaces 26 influences decisively both a volume flow of the medium to be transported and a pressure to be achieved.
  • the opening 19 of the first gear 4 is in this case designed such that during the tumbling movements of the first gear 4 and the second gear 6 of the axle portion 13 of the drive shaft 8 and the stub axle 25 of the second gear 6 does not collide with the first gear 4.
  • FIG. 4 shows the drive shaft 8 of the FIG. 1 known rotary engine 2.
  • FIG. 5 shows the housing 28 of the FIG. 1 known rotary piston engine 2 with a view of the spherical inner wall 30.
  • the inflows 40 and the outflows 42 can be seen as openings through the housing 28.
  • the circular eccentrically arranged recess 50 can be seen.
  • FIG. 6 shows the first gear 4 from the of the FIG. 1 Well visible here is the shape of the first gear 16 and the spherical first bearing surface 32 with the opening 19th
  • FIG. 7 shows the second gear 6 of the FIG. 1 known rotary engine 2 in a 3D view. It can be clearly seen that the toothing 22 extends up to the spherical second outer wall 38 and thus the second end face 20 is formed by this second outer wall 38. Furthermore, the hollow spherical second bearing surface 34, which is corresponding to the spherical first bearing surface 32 of the first gear 4, clearly visible.
  • the first gear 4, the second gear 6, the drive shaft 8 and the housing 28 are each integrally formed as a plastic injection molded part.
  • the individual parts can be manufactured inexpensively in large quantities.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 42 41320 A1 ist eine Drehkolbenmaschine bekannt, die als Pumpe, Verdichter oder Motor arbeitet. Bei dieser laufen Kämme von Zähnen eines rotierenden Antriebsteils zur Begrenzung von Arbeitsräumen auf einer zykloiden Fläche eines ebenfalls verzahnten Abtriebteils und treiben dabei dieses Abtriebsteil an. Zwischen den Zähnen von Abtriebsteil und Antriebsteil werden die genannten Arbeitsräume gebildet, die während des Rotierens der Teile für ihre Arbeit vergrößert bzw. verkleinert werden, um die Förderwirkung auf ein gasförmiges oder flüssiges Medium zu erzeugen. Um den Durchsatz eines zu verdichtenden Mediums zu erhöhen, schlägt die DE 42 41 320 A1 vor, zwischen dem Abtriebsteil und dem Antriebsteil ein Steuerteil derart anzuordnen, dass zwischen dem Steuerteil und dem Antriebsteil erste Arbeitsräume und zwischen dem Abtriebsteil und dem Steuerteil zweite Arbeitsräume ausgebildet werden, die einander gegenüberliegen.From the DE 42 41320 A1 is known a rotary piston machine, which works as a pump, compressor or motor. In this run combs of teeth of a rotating drive member for limiting work spaces on a cycloid surface of a likewise toothed output member and thereby drive this output member. Between the teeth of the output part and the drive part, the said work spaces are formed, which are increased or reduced during the rotation of the parts for their work or to produce the conveying effect on a gaseous or liquid medium. To increase the throughput of a medium to be compressed, the DE 42 41 320 A1 to arrange between the driven part and the drive part, a control part such that between the control part and the drive part first working spaces and between the driven part and the control part second working spaces are formed, which are opposite to each other.

Aus der WO 2012/045876 A2 ist eine Drehkolbenmaschine bekannt. Bei dieser laufen Kämme von Zähnen eines rotierenden Antriebsteils zur Begrenzung von Arbeitsräumen auf einer zykloiden Fläche eines ebenfalls verzahnten Abtriebteils und treiben dabei dieses Abtriebsteil an. Im Gegensatz zur DE 42 41 320 A1 weisen die Stirnseiten von Antriebsteil und Abtriebsteil jeweils zwei Verzahnungen auf, die jeweils durch eine Stufe voneinander getrennt sind.From the WO 2012/045876 A2 is a rotary piston machine known. In this run combs of teeth of a rotating drive member for limiting work spaces on a cycloid surface of a likewise toothed output member and thereby drive this output member. In contrast to DE 42 41 320 A1 The front sides of the drive part and output part each have two teeth, which are separated from each other by a step.

Die DE 10 2008 013991 A1 , die auch unter WO 2008/110155 A1 veröffentlicht ist, schlägt vor, in einem Gehäuse einen Rotor und einen Stator vorzusehen, wobei zwischen einer Antriebswelle und dem Rotor eine schiefe Gleitebene angeordnet ist. Diese schiefe Gleitebene führt bei einem Rotieren der Welle zu einem Taumeln des Rotors bzw. ein Taumeln des Rotors zu einem Rotieren der Welle. Hierbei ist der dem Rotor gegenüberliegende Stator nicht mitrotierend und somit ortsfest in einem den Rotor und den Stator aufnehmenden Gehäuse angeordnet.The DE 10 2008 013991 A1 that also under WO 2008/110155 A1 is published, proposes to provide a rotor and a stator in a housing, wherein between a drive shaft and the rotor an inclined sliding plane is arranged. This inclined sliding plane leads to a rotation of the shaft to a tumbling of the rotor or a tumbling of the rotor to a rotation of the shaft. Here, the rotor opposite the stator is not co-rotating and thus stationary in a housing receiving the rotor and the stator.

Allerdings hat sich gezeigt, dass sich bei der Drehkolbenmaschine mit taumelndem Rotor aufgrund einer nur in einem begrenzten Bereich anordenbaren Zuflusses und Abflusses die Arbeitsräume nicht vollständig füllen lassen. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Zulauf- und Ablauföffnungen oft nur sehr klein ausgeführt werden können, so dass das zu fördernde Medium hohe Geschwindigkeiten erreicht, so dass ungewollte Druckspitzen auftreten.However, it has been shown that in the rotary engine with a tumbling rotor due to a limited range disposable inflow and outflow do not allow the work spaces to be completely filled. Furthermore, it has been shown that the inlet and outlet openings can often be made very small, so that the medium to be delivered reaches high speeds, so that unwanted pressure peaks occur.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es kann ein Bedürfnis bestehen, eine Drehkolbenmaschine mit einem durch eine rotierende schiefe Gleitebene zum Taumeln angeregten Rotor bereitzustellen, bei der die Arbeitsräume besser befüllbar sind.There may be a need to provide a rotary engine with a rotor excited by a rotating inclined slip plane for tumbling, in which the work spaces are better filled.

Dieses Bedürfnis kann durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This need can be solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Drehkolbenmaschine, die als Pumpe, Verdichter oder Motor für flüssiges oder gasförmiges Medium arbeitet, bereitgestellt. Die Drehkolbenmaschine weist ein erstes Zahnrad mit einer ersten Mittelachse, ein dem ersten Zahnrad gegenüberliegend angeordnetes zweites Zahnrad mit einer zweiten Mittelachse und eine Antriebswelle mit einer dritten Mittelachse und eine mit der Antriebswelle fest verbundenen Gleitebene auf. Die erste Mittelachse und die zweite Mittelachse schließen einen Winkel ein, der ungleich 180° ist. Die dritte Mittelachse und wenigstens eine Mittelachse aus erster Mittelachse und zweiter Mittelachse schließen einen Winkel ein, der ungleich 0° oder 90° ist. Die erste Gleitebene und die Mittelachse stehen aufeinander senkrecht. Das erste Zahnrad weist eine erste Stirnfläche mit einer ersten Verzahnung mit wenigstens einem ersten Zahn und das zweite Zahnrad eine zweite Stirnfläche mit einer zweiten Verzahnung mit wenigstens einem zweiten Zahn auf, wobei eine erste Anzahl von ersten Zähnen und einer zweite Anzahl von zweiten Zähnen voneinander verschieden sind. Der erste Zahn und der zweite Zahn stehen derart miteinander in Eingriff, dass durch ein Kämmen der Zähne wenigstens ein Arbeitsraum ausgebildet wird. Ein durch den wenigstens einen Arbeitsraum gebildetes Volumen wird durch das Kämmen der Zähne verändert. Der wenigstens eine Arbeitsraum ist durch eine kugelförmig ausgebildete Innenwandung eines Gehäuses begrenzt. Der wenigstens eine Arbeitsraum ist mit einem Zufluss und einem Abfluss für das Medium verbindbar. Eine Komponente aus der Gruppe erstes Zahnrad und zweites Zahnrad ist mit dem Gehäuse derart gekoppelt, dass durch eine Rotation der Antriebswelle die Komponente ausschließlich taumelt. Die jeweils andere Komponente aus der Gruppe erstes Zahnrad und zweites Zahnrad ist mit der ersten Gleitebene derart gekoppelt, dass sich durch eine Rotation der Antriebswelle die jeweils andere Komponente dreht und taumelt.According to a first embodiment of the invention, a rotary piston machine which operates as a pump, compressor or motor for liquid or gaseous medium is provided. The rotary piston machine has a first gear with a first center axis, a second gear arranged opposite the first gear with a second center axis and a drive shaft with a third center axis and a fixedly connected to the drive shaft slip plane. The first center axis and the second center axis enclose an angle that is not equal to 180 °. The third central axis and at least one central axis of the first central axis and the second central axis enclose an angle which is not equal to 0 ° or 90 °. The first sliding plane and the central axis are perpendicular to each other. The first gear has a first end face with a first toothing with at least one first tooth and the second toothed wheel has a second end face with a second toothing with at least one second tooth, wherein a first number of first teeth and a second number of second teeth differ from one another are. The first tooth and the second tooth engage with each other in such a way that at least one working space is formed by combing the teeth. A volume formed by the at least one working space is changed by the meshing of the teeth. The at least one working space is formed by a spherical inner wall of a Limited housing. The at least one working space is connectable to an inflow and an outflow for the medium. A component of the group of first gear and second gear is coupled to the housing such that the component wobbles exclusively by a rotation of the drive shaft. The respective other component from the group of first gear and second gear is coupled to the first sliding plane such that rotates by a rotation of the drive shaft, the respective other component and staggers.

Dadurch, dass das aus der DE 10 2008 013991 A1 bekannte Stator nicht mehr ortsfest ist, sondern gegenüber einem Gehäuse taumelt, wird der Bereich, an den die Zuflüsse und Abflüsse angeordnet werden können, vergrößert. Insbesondere ist durch die Taumelbewegung möglich, mehr als einen Zufluss und einen Abfluss für das Medium anzuordnen. In der Regel können so viele Zu- und Abflüsse umfänglich an dem Gehäuse angeordnet werden, wieviel Zähne das Zahnrad mit der geringsten Zähnezahl aufweist. Hierbei kann beispielsweise die erste Anzahl lediglich einen ersten Zahn und die zweite Anzahl zwei oder mehr zweite Zähne umfassen, und umgekehrt. Ferner kann die Anzahl der Zuflüsse gleich der Anzahl der Abflüsse sein. Die Zu- und Abflüsse können hierbei umfänglich gleichmäßig verteilt alternierend angeordnet sein. Durch die höhere Anzahl an Zu- und Abflüssen sowie eine andere Ausformung dieser gegenüber dem Stand der Technik können hohe Geschwindigkeiten oder Druckspitzen im Medium vermieden werden. Auch kann der Füllgrad der Arbeitsräume vergrößert werden. Beispielsweise kann das zweite Zahnrad durch die kugelförmige, insbesondere halbkugelförmige, Innenwandung des Gehäuses umgriffen werden und sich dabei an der Innenwandung des Gehäuses abstützen. Durch die Gleitebene kann beispielsweise das erste Zahnrad zum Drehen und/oder Taumeln angeregt werden. Durch die Taumelbewegung des ersten Zahnrads wird das zweite Zahnrad zu einer Taumelbewegung angeregt. Das zweite Zahnrad kann derart mit dem Gehäuse bzw. der Innenwandung verbunden sein, dass eine relative Drehung des zweiten Zahnrades gegenüber dem Gehäuse, respektive dem ersten Zahnrad, verhindert ist. In der Regel werden das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad je eine Anzahl an Zähnen aufweisen, die um mindestens einen Zahn voneinander differiert. Bewährt hat sich für eine derartige Ausgestaltung insbesondere eine Trochodialverzahnung. Eine radiale Abgrenzung der Arbeitsräume nach innen können durch kugelförmige Teile erfolgen, die an den Zahnrädern angeordnet sind. Durch die kugelförmige Innenwandung werden der Arbeitsraum sowie das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad gegenüber der Umgebung nach außen abgedichtet. In der Regel wird die Innenwandung des Gehäuses halbkugelförmig ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine leichte Montierbarkeit des ersten Zahnrades, des zweiten Zahnrades und der Antriebswelle. Die Gleitebene kann beispielsweise das erste Zahnrad auch derart stützen, dass, wenn das Volumen des wenigstens einen Arbeitsraums verkleinert wird und damit das erste und das zweite Zahnrad in entgegengesetzte Richtung axial belastet werden, das erste Zahnrad in Position gehalten wird. Das zweite Zahnrad wird hierbei durch das Gehäuse gestützt.Because that's from the DE 10 2008 013991 A1 known stator is no longer stationary, but staggers against a housing, the area to which the inflows and outflows can be arranged increases. In particular, the tumbling motion makes it possible to arrange more than one inflow and one outflow for the medium. In general, as many inflows and outflows can be arranged circumferentially on the housing, how many teeth the gear has the lowest number of teeth. Here, for example, the first number may comprise only a first tooth and the second number two or more second teeth, and vice versa. Furthermore, the number of inflows can be equal to the number of outflows. The inflows and outflows can here be circumferentially distributed uniformly distributed. Due to the higher number of inflows and outflows and a different shape of these compared to the prior art, high speeds or pressure peaks in the medium can be avoided. Also, the degree of filling of the work spaces can be increased. For example, the second gear can be encompassed by the spherical, in particular hemispherical, inner wall of the housing and thereby supported on the inner wall of the housing. By the sliding plane, for example, the first gear for rotating and / or tumbling can be excited. Due to the wobbling motion of the first gear, the second gear is excited to a tumbling motion. The second gear may be connected to the housing or the inner wall such that a relative rotation of the second gear relative to the housing, or the first gear, is prevented. As a rule, the first gear and the second gear each have a number of teeth which differ from one another by at least one tooth. Has proved suitable for such a configuration in particular a Trochodialverzahnung. A radial delimitation of the work spaces inwardly can be done by spherical parts, which are arranged on the gears. By the Spherical inner wall, the working space and the first gear and the second gear from the environment sealed to the outside. As a rule, the inner wall of the housing will be hemispherical in shape. This allows easy mounting of the first gear, the second gear and the drive shaft. For example, the slip plane may also support the first gear so that when the volume of the at least one working space is reduced and thus the first and second gears are axially loaded in the opposite direction, the first gear is held in position. The second gear is supported by the housing.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist der wenigstens eine Arbeitsraum radial nach innen durch eine gemeinsame, in dem ersten Zahnrad und in dem zweiten Zahnrad kugelig ausgebildete Auflagefläche begrenzt.According to a further embodiment of the invention, the at least one working space is bounded radially inwardly by a common contact surface which is of spherical design in the first gearwheel and in the second gearwheel.

Durch die kugelig ausgebildete Auflagefläche wird während der Taumelbewegung ein sich in den Arbeitsräumen befindendes Fluid gegenüber der Umgebung abgedichtet. Dadurch können während der Taumelbewegung durch die sich verändernden Arbeitsräumen hohe Drücke erzeugt werden.Due to the ball-shaped bearing surface, a fluid located in the work spaces is sealed against the environment during the tumbling movement. As a result, high pressures can be generated during the tumbling motion by the changing work spaces.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung schließen die erste Mittelachse und die dritte Mittelachse einen ersten Winkel ein. Die zweite Mittelachse und die dritte Mittelachse schließen einen zweiten Winkel ein. Der erste Winkel und der zweite Winkel sind ungleich 0° oder 90°.According to another embodiment of the invention, the first center axis and the third center axis include a first angle. The second center axis and the third center axis include a second angle. The first angle and the second angle are not equal to 0 ° or 90 °.

Durch eine derartige Anordnung wird sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad zum Taumeln angeregt. In einem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der erste Winkel 5° und der zweite Winkel 20° sein. Auch können der erste Winkel und der zweite Winkel gleich groß sein. Die erste Mittelachse und die zweite Mittelachse können zueinander windschief sein. Weiterhin kann die erste Mittelachse und die dritte Mittelachse eine erste Ebene aufspannen. Die erste Mittelachse und die zweite Mittelachse kann eine zweite Ebene aufspannen. Die erste Ebene und die zweite Ebene können einen Winkel einschließen, der ungeich 0° und ungleich 180° ist. Die erste Ebene und die zweite Ebene können auch deckungsgleich sein.By such an arrangement, both the first gear and the second gear is excited to tumble. For example, in one embodiment, the first angle may be 5 degrees and the second angle may be 20 degrees. Also, the first angle and the second angle can be equal. The first center axis and the second center axis may be skewed to each other. Furthermore, the first central axis and the third central axis span a first plane. The first center axis and the second center axis may span a second level. The first level and the second level may include an angle that is not 0 ° and not equal to 180 °. The first level and the second level can also be congruent.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung spannen die erste Mittelachse und die dritte Mittelachse eine erste Ebene auf und die zweite Mittelachse und die dritte Mittelachse eine zweite Ebene auf. Die erste Ebene und die zweite Ebene stehen aufeinander senkrecht.According to a further embodiment of the invention, the first center axis and the third center axis span a first plane and the second center axis and the third center axis span a second plane. The first level and the second level are perpendicular to each other.

Natürlich können die erste Ebene und die zweite Ebene zueinander jeden beliebigen Winkel einnehmen.Of course, the first level and the second level can take any angle to each other.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung liegen die erste Mittelachse und die zweite Mittelachse in einer gemeinsamen Ebene.According to a further embodiment of the invention, the first center axis and the second center axis lie in a common plane.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung drehen beginnend von der dritten Mittelachse der erste Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn und der zweite Winkel im Uhrzeigersinn.According to a further embodiment of the invention rotate starting from the third central axis of the first angle in the counterclockwise direction and the second angle in the clockwise direction.

Durch eine derartige Anordnung kann sichergestellt werden, dass sich die während der Taumelbewegung des beispielsweise zweiten Zahnrades und der Dreh- und Taumelbewegung des ersten Zahnrades entstehenden Momente gegenseitig reduzieren. Durch eine entsprechende Wahl des ersten und zweiten Winkels sowie eine entsprechende erste Masse des ersten Zahnrades und zweite Masse des zweiten Zahnrades ist es möglich, dass sich die während der Drehbewegung der Antriebswelle entstehenden Drehmomente gegenseitig aufheben, so dass das Gehäuse der Drehkolbenmaschine nicht zusätzlich abgestützt werden muss.By such an arrangement can be ensured that reduce the resulting during the tumbling motion of the example, the second gear and the rotational and tumbling motion of the first gear mutually each other. By an appropriate choice of the first and second angle and a corresponding first mass of the first gear and second mass of the second gear, it is possible that the resulting during the rotational movement of the drive shaft torques cancel each other, so that the housing of the rotary piston engine are not additionally supported got to.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist mit der Antriebswelle eine zweite Gleitebene fest verbunden. Die zweite Gleitebene und die zweite Mittelachse stehen aufeinander senkrecht. Die erste Gleitebene und das erste Zahnrad sind relativ zueinander drehbar und aneinander verbunden. Die zweite Gleitebene und das zweite Zahnrads sind relativ zueinander drehbar und aneinander verbunden.According to a further embodiment of the invention, a second sliding plane is fixedly connected to the drive shaft. The second sliding plane and the second center axis are perpendicular to each other. The first sliding plane and the first gear are rotatable relative to each other and connected to each other. The second sliding plane and the second gear are rotatable relative to each other and connected to each other.

Durch ein relativ zueinander drehbares Verbinden der zweiten Gleitebene an das zweite Zahnrad kann die Betriebssicherheit der Drehkolbenmaschine erhöht werden, da hierdurch das zweite Zahnrad durch die zweite Gleitebene zwangsweise in eine Taumelbewegung versetzt wird. Durch eine derartige Ausgestaltung kann das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad in Verbindung mit der kugelförmigen Innenwandung des Gehäuses zwangsgeführt werden. So können Schwergängigkeiten beim Kämmen der Zahnräder vermieden werden, die sich möglicherweise auf Fertigungstoleranzen der Zahnräder zurückführen lassen können.By a relatively rotatable connection of the second sliding plane to the second gear, the reliability of the rotary piston machine can be increased, as a result, the second gear through the second sliding plane forcibly put into a tumbling motion. By such a configuration, the first gear and the second gear can be constrained in conjunction with the spherical inner wall of the housing. Thus, binding when combing the gears can be avoided, which can possibly be attributed to manufacturing tolerances of the gears.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung schneiden sich die erste Mittelachse, die zweite Mittelachse und die dritte Mittelachse in einem gemeinsamen Punkt, wobei der gemeinsame Punkt Mittelpunkt eines Durchmessers der Innenwandung ist.According to a further embodiment of the invention, the first center axis, the second center axis and the third center axis intersect at a common point, the common point being the center of a diameter of the inner wall.

Natürlich schneidet auch ein Durchmesser der kugelig ausgebildeten Auflagefläche die dritte Mittelachse in dem gemeinsamen Punkt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass zwischen den einzelnen Teilen keine translatorischen Bewegungen erfolgen, die zu einem höheren Verschleiß führen können.Of course, a diameter of the spherical bearing surface also cuts the third central axis in the common point. In this way it can be ensured that no translational movements take place between the individual parts, which can lead to higher wear.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung schneiden die erste Gleitebene und die zweite Gleitebene den gemeinsamen Punkt.According to a further embodiment of the invention, the first sliding plane and the second sliding plane intersect the common point.

Hierdurch kann bewirkt werden, dass sich die Gleitebene und das zugehörige Zahnrad aneinander in einer Kreisbahn bewegen, jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Insbesondere, wenn zwischen der Gleitebene und dem zugehörigen Zahnrad beispielsweise ein Wälzlager, beispielsweise ein Axiallager, angeordnet ist, wird die Haltbarkeit der Drehkolbenmaschine durch eine Vermeidung einer translatorischen Bewegung von dem Zahnrad und der Gleitebene verlängert.This may cause the slip plane and the associated gear to move together in a circular path, but at different speeds. In particular, if between the slip plane and the associated gear, for example, a roller bearing, such as a thrust bearing is arranged, the durability of the rotary piston machine is extended by avoiding a translational movement of the gear and the sliding plane.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung schneiden die erste Gleitebene und/oder die zweite Gleitebene den gemeinsamen Punkt nicht.According to another exemplary embodiment of the invention, the first sliding plane and / or the second sliding plane do not intersect the common point.

Hierdurch entsteht zwischen der Gleitebene und dem zugehörigen Zahnrad zusätzlich zur rotatorischen Bewegung auch eine translatorische Bewegung. Durch die translatorische Bewegung kann eine Riefenbildung an der Gleitebene, respektive an dem Zahnrad, verhindert werden, da durch die unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten von Zahnrad und zugehöriger Gleitebene erst nach einer vorbestimmten Umgrehungszahl das Zahnrad und die zugehörige Gleitebene ihre Ausgangsposition wieder einnehmen.As a result, in addition to the rotational movement, a translatory movement is also created between the sliding plane and the associated toothed wheel. Due to the translational movement, a scoring at the sliding plane, respectively on the gear, can be prevented, since by the different rotational speeds of the gear and associated slip plane only after a predetermined rotational speed, the gear and the associated slip plane resume their starting position.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel ist das zweite Zahnrad drehfest an das Gehäuse gekoppelt. An einer Außenwandung des zweiten Zahnrades ist ein Zapfen fest verbunden. Der Zapfen ist in einer nutförmigen Vertiefung in der Innenwandung geführt, wobei die Vertiefung kreisförmig ausgebildet ist.According to a further exemplary embodiment, the second gear is non-rotatably coupled to the housing. On an outer wall of the second gear, a pin is firmly connected. The pin is guided in a groove-shaped recess in the inner wall, wherein the recess is circular.

Aufgrund der auf das zweite Zahnrad während des Verdichtungsprozesses auf die Zähne der Zahnräder wirkenden Kräfte wird der Zapfen, der in der Regel kreiszylinderförmig ausgebildet ist, gegen die kreisförmige Vertiefung gedrückt. Natürlich kann die Vertiefung auch als kreisförmige Nut ausgebildet sein, so dass diese Nut als Kulisse für den Zapfen dienen kann. Der Zapfen in Verbindung mit der kreisförmigen Vertiefung kann als Fixierung des zweiten Zahnrades an das Gehäuse ausgebildet, so dass hierdurch eine Rotationsbewegung des zweiten Zahnrades verhindert ist. Die kreisförmige Vertiefung in Verbindung mit dem Zapfen kann also lediglich die Taumelbewegung des zweiten Zahnrads sicherstellen.Due to the force acting on the teeth of the gears during the compression process on the second gear during the compression of the forces of the pin, which is usually formed circular cylindrical, pressed against the circular recess. Of course, the recess may also be formed as a circular groove, so that this groove can serve as a backdrop for the pin. The pin in conjunction with the circular recess can be formed as a fixation of the second gear to the housing, so that in this way a rotational movement of the second gear is prevented. The circular recess in conjunction with the pin can thus ensure only the wobbling movement of the second gear.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel ist das erste Zahnrad an das Gehäuse drehfest gekoppelt.According to a further embodiment, the first gear is rotatably coupled to the housing.

Eine Fixierung des ersten Zahnrades an dem Gehäuse kann beispielsweise mittels eines an dem ersten Zahnrad in radialer Richtung ragenden Zapfens in Verbindung mit einem an der Innenwandung, respektive dem Gehäuse, ausgebildeten Nut erfolgen. Hierdurch kann zwar das erste Zahnrad taumeln, sich jedoch nicht drehen. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird in der Regel das zweite Zahnrad ebenfalls taumeln und sich in der Regel auch drehen.A fixation of the first gear on the housing, for example, by means of a protruding on the first gear in the radial direction pin in conjunction with a formed on the inner wall, respectively the housing groove formed. Although this may wobble the first gear, but not turn. In such a configuration, the second gear will usually also tumble and usually turn as well.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich der Zapfen entlang einer vierten Mittelachse..According to a further embodiment of the invention, the pin extends along a fourth central axis.

Durch eine derartige Ausgestaltung des Zapfens benötigt die kreisförmige Vertiefung in der Innenwandung keinen Hinterschnitt. Somit lassen sich sowohl der Zapfen als auch die Innenwandung des Gehäuses als Kunststoffspritzteil preisgünstig herstellen.By such a configuration of the pin, the circular recess in the inner wall requires no undercut. Thus, both the pin and the inner wall of the housing can be produced inexpensively as a plastic injection molded part.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung weist wenigstens eine Komponente aus der Gruppe von wenigstens ein erster Zahn und wenigstens ein zweiter Zahn der Drehkolbenmaschine eine Aussparung auf, so dass in einem vorbestimmten Drehwinkelbereich der wenigstens einen Komponente eine Überschneidung mit dem Zufluss und/oder dem Abfluss stattfindet.According to a further embodiment of the invention, at least one component from the group of at least one first tooth and at least one second tooth of the rotary piston machine has a recess, so that in a predetermined rotation angle range of the at least one component, an overlap with the inflow and / or outflow takes place ,

Durch eine derartige Ausgestaltung kann der Zeitabschnitt, in dem das Medium dem Arbeitsraum zugeführt oder das Medium dem Arbeitsraum entnommen wird, vergrößert werden. Damit kann ein höherer Füllgrad des Arbeitsraumes mit dem Medium realisiert werden. Die Aussparung kann an einer Zahnflanke oder an beiden Zahnflanken eines Zahnes ausgebildet sein. Auch können die Aussparungen an den beiden Zahnflanken voneinander unterschiedlich sein. Auch können die einzelnen Zuflüsse und/oder Abflüsse miteinander verbunden sein. Auch können Zuflüsse mit Abflüssen verbunden sein, um beispielsweise durch eine derartige Drehkolbenmaschine die zu erzielenden Drücke zu erhöhen. Natürlich können dann die Zuflüsse und Abflüsse mittels Ventilen, insbesondere Magnetventilen, gesteuert sein.By such a configuration, the time period in which the medium is supplied to the working space or the medium is removed from the working space can be increased. This allows a higher degree of filling of the working space can be realized with the medium. The recess may be formed on a tooth flank or on both tooth flanks of a tooth. Also, the recesses may be different from each other at the two tooth flanks. Also, the individual tributaries and / or outflows can be interconnected. Also, inflows may be associated with drains to increase, for example, by such a rotary engine, the pressures to be achieved. Of course, then the inflows and outflows can be controlled by means of valves, in particular solenoid valves.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung weist wenigstens eine Komponente aus der Gruppe von erster Zahn, zweiter Zahn, erste Gleitebene, zweite Gleitebene, Innenwandung und Außenwandung eine Vertiefung zur Aufnahme von Schmiermittel auf.According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one component from the group of first tooth, second tooth, first sliding plane, second sliding plane, inner wall and outer wall has a recess for receiving lubricant.

Durch Schmiermittel kann die Reibung der einzelnen Komponenten untereinander reduziert werden, so dass hierdurch die theoretische Lebensdauer der Drehkolbenmaschine verlängert werden kann.Through lubricant, the friction of the individual components can be reduced with each other, so that in this way the theoretical life of the rotary piston engine can be extended.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung ausgewählt aus der Gruppe von Schrägverzahnung, Evolventenverzahnung, Zykloidenverzahnung und Pfeilverzahnung.According to another exemplary embodiment of the invention, the first toothing and the second toothing are selected from the group of helical toothing, involute toothing, cycloidal toothing and helical toothing.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung kann ein Lagerelement zwischen der Gleitebene und dem zugehörigen Zahnrad als geschmiertes, hydraulisch oder pneumatisch unterstütztes Gleitlager ausgestaltet sein. Ferner kann das Lagerelement als Wälzlager, beispielsweise als Rollenlager oder sonstiges Lager nach dem Stand der Technik ausgebildet sein.According to a further embodiment of the invention, a bearing element between the sliding plane and the associated gear as lubricated, hydraulically or pneumatically supported slide bearing be configured. Furthermore, the bearing element can be designed as a roller bearing, for example as a roller bearing or other bearing according to the prior art.

Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung kann die im vorhergehenden beschriebenen Drehkolbenmaschine als Getriebe genutzt werden.According to a further embodiment of the invention, the rotary piston machine described above can be used as a transmission.

Es sei angemerkt, dass Gedanken zu der Erfindung hierin im Zusammenhang mit einer Drehkolbenmaschine beschrieben sind. Einem Fachmann ist hierbei klar, dass die einzelnen beschriebenen Merkmale auf verschiedene Weise miteinander kombiniert werden können, um so auch zu anderen Ausgestaltungen der Erfindung zu gelangen.It should be noted that thoughts on the invention are described herein in the context of a rotary piston engine. It will be clear to a person skilled in the art that the individual features described can be combined with one another in various ways so as to arrive at other embodiments of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.

Figur 1
zeigt eine Drehkolbenmaschine in einem Längsschnitt;
Figur 2
zeigt die aus Figur 1 bekannte Drehkolbenmaschine in Aufsicht im Röntgenblick;
Figur 3
zeigt die aus Figur 1 bekannte Drehkolbenmaschine in einer 3D-Ansicht im Röntgenblick;
Figur 4
zeigt eine Antriebswelle aus der aus Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine in einer Seitenansicht;
Figur 5
zeigt ein Gehäuse mit einer Innenwandung aus der aus Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine in einer 3D-Ansicht;
Figur 6
zeigt ein erstes Zahnrad aus der aus Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine in einer 3D-Ansicht; und
Figur 7
zeigt ein zweites Zahnrad aus der aus Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine in einer 3D-Ansicht.
Embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The figures are only schematic and not to scale.
FIG. 1
shows a rotary piston machine in a longitudinal section;
FIG. 2
shows the off FIG. 1 known rotary engine in supervision in the X-ray view;
FIG. 3
shows the off FIG. 1 known rotary engine in a 3D view in the X-ray view;
FIG. 4
shows a drive shaft from the FIG. 1 known rotary engine in a side view;
FIG. 5
shows a housing with an inner wall of the FIG. 1 known rotary engine in a 3D view;
FIG. 6
shows a first gear from the FIG. 1 known rotary engine in a 3D view; and
FIG. 7
shows a second gear from the FIG. 1 known rotary engine in a 3D view.

Detaillierte Beschreibung einer beispielhaften AusführungsformDetailed Description of an Exemplary Embodiment

Figur 1 zeigt eine Drehkolbenmaschine 2, die als Pumpe, Verdichter oder Motor für flüssiges oder gasförmiges Medium arbeitet. Die Drehkolbenmaschine 2 besitzt ein erstes Zahnrad 4 mit einer ersten Mittelachse I, ein dem ersten Zahnrad 4 gegenüberliegend angeordnetes zweites Zahnrad 6 mit einer zweiten Mittelachse II und einer Antriebswelle 8 mit einer dritten Mittelachse III. Die Antriebswelle 8 besitzt ein Scheibenelement 11, welches an der dem ersten Zahnrad 4 zugewandten Seite eine erste Gleitebene 10 besitzt. Konzentrisch zu der dritten Mittelachse III besitzt die Antriebswelle 8 an dem Scheibenelement 11 einen Achsabschnitt 13. An dem Achsabschnitt 13 ist an der dem zweiten Zahnrad 6 zugewandten Seite eine zweite Gleitebene 12 ausgebildet. Natürlich kann das Scheibenelement 11 derart ausgebildet sein, dass auf den Achsabschnitt 13 verzichtet werden kann. Das erste Zahnrad 4 besitzt eine erste Gleitfläche 15, welche in Verbindung mit der ersten Gleitebene 10 der Antriebswelle 8 steht. Der ersten Gleitfläche 15 gegenüberliegend besitzt das erste Zahnrad 4 eine erste Stirnfläche 14, an der eine erste Verzahnung 16 mit wenigstens einem ersten Zahn 18 ausgebildet ist. Weiterhin besitzt das erste Zahnrad 4 entlang der ersten Mittelachse I eine Öffnung 19, in die der Achsabschnitt 13 ragt. Der Achsabschnitt 13 mit der zweiten Gleitebene 12 steht in Verbindung mit einer zweiten Gleitfläche 21 des zweiten Zahnrades 6. Der zweiten Gleitfläche 21 gegenüberliegend ist an dem zweiten Zahnrad 6 eine zweite Stirnfläche 20 ausgebildet, an der eine zweite Verzahnung 22 mit wenigstens einem Zahn 24 ausgebildet ist. Von der zweiten Verzahnung 22 erstreckt sich ein Achsstummel 25 entlang der zweiten Mittelachse II hin zu dem Achsabschnitt 13 und wird durch die zweite Gleitfläche 21 begrenzt. Natürlich kann der Achsabschnitt 13 derart ausgebildet sein, dass auf den Achsstummel 25 auch verzichtet werden kann. Wie besser in Figur 2 ersichtlich ist, wird durch ein Kämmen des mindestens einen ersten Zahns 18 und des wenigstens einen zweiten Zahns 24 ein Arbeitsraum 26 ausgebildet, wobei durch das Kämmen der Zähne 18, 24 ein durch den Arbeitsraum 26 gebildetes Volumen verändert wird. Das erste Zahnrad 4 und das zweite Zahnrad 6 werden von einem Gehäuse 28 mit einer kugelförmigen, hier halbkugelförmig ausgebildeten, Innenwandung 30 umschlossen. Diese kugelförmige Innenwandung 30 dichtet den Arbeitsraum 26 nach außen hin ab. Das erste Zahnrad 4 besitzt eine kugelförmige erste Außenwandung 36, die mit der kugelförmigen Innenwandung 30 korrespondiert und dichtend an dieser Innenwandung 30 anliegt. Das zweite Zahnrad 6 besitzt eine kugelförmige zweite Außenwandung 38, wobei die zweite Außenwandung 38 ebenfalls mit der kugelförmigen Innenwandung 30 korrespondiert. Weiterhin ist in dem ersten Zahnrad 4 eine kugelförmige erste Auflagefläche 32 ausgebildet, die an einer korrespondierenden an dem zweiten Zahnrad 6 ausgebildeten hohlkugelförmigen zweiten Auflagefläche 34 dichtend anliegt. Somit wird der Arbeitsraum 26 durch die beiden Verzahnungen 16, 22, durch die kugelförmige Innenwandung 30, sowie die kugelförmige erste Auflagefläche 32 in Verbindung mit der hohlkugelförmigen zweiten Auflagefläche 34 begrenzt. Weiterhin ist an der zweiten Außenwandung 38 ein Zapfen 48 ausgebildet, welcher in eine an der kugelförmigen Innenwandung 30 des Gehäuses 28 ausgebildeten kreisförmigen Vertiefung 50 eingreift. Die kreisförmige Vertiefung 50 kann auch als ein Kreisring ausgebildet sein. Die erste Mittelachse I des ersten Zahnrades 4, auf der die erste Gleitebene 10 senkrecht steht, schneidet die dritte Mittelachse III der Antriebswelle 8 in einem gemeinsamen Punkt S. In ebenfalls diesem gemeinsamen Punkt S schneidet die zweite Mittelachse II des zweiten Zahnrades 6 die dritte Mittelachse III der Antriebswelle 8. Weiterhin erstreckt sich die kugelförmige Innenwandung 30 entlang eines Durchmessers D, welcher ebenfalls die dritte Mittelachse III in dem gemeinsamen Punkt S schneidet. Die erste Mittelachse I und die dritte Mittelachse III schließen einen ersten Winkel α1 ein, welcher sich von der dritten Mittelachse III beginnend entgegen dem Uhrzeigersinn erstreckt. In dem hier vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel ist der erste Winkel α1 5°. Weiterhin schließen die dritte Mittelachse III und die zweite Mittelachse II einen zweiten Winkel α2 ein. Hierbei erstreckt sich der Winkel beginnend von der dritten Mittelachse III im Uhrzeigersinn und beträgt in dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel 10°. Natürlich können die beiden Winkel α1 und α2 auch andere Werte aufweisen, insbesondere Werte einnehmen, die zwischen 5° und etwa 25° liegen. Die erste Mittelachse I und die zweite Mittelachse II schließen einen dritten Winkel α3 ein, der ungleich 180° ist. Ferner spannen die erste I, die zweite II und die dritte III Mittelachse eine gemeinsame Ebene E auf. Dadurch, dass die erste Mittelachse I, die zweite Mittelachse II und die dritte Mittelachse III in einer Ebene liegen und sich die beiden Winkel α1, α2 entgegensetzt erstrecken, werden die während des Betriebs der Drehkolbenmaschine 2 durch das erste Zahnrad 4 erzeugten Momente um die durch das zweite Zahnrad 6 erzeugten Momente reduziert. Somit ist es durch eine Auswahl der Materialien des ersten Zahnrades 4 und des zweiten Zahnrades 6 sowie durch eine entsprechende Auswahl der beiden Winkel α1, α2 möglich, dass sich diese Momente gegenseitig aufheben und damit das Gehäuse 28 momentfrei ist. Natürlich könnten auch die dritte Mittelachse III und die erste Mittelachse I eine erste Ebene und die dritte Mittelachse III und die zweite Mittelachse II eine zweite Ebene aufspannen, wobei die beiden Ebenen in einem beliebigen Winkel zueinander stehen können. Weiterhin ist die zweite Verzahnung 22 des zweiten Zahnrades 6 derart ausgebildet, dass die zweite Stirnfläche 20 und die kugelförmige zweite Außenwandung 38 des zweiten Zahnrades 6 zusammenfallen. In dem vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel schneidet die erste Gleitebene 10 die dritte Mittelachse III nicht in dem gemeinsamen Punkt S. Somit erfolgt bei einer Drehung der Antriebswelle 8 zwischen der erste Gleitebene 10 der Antriebswelle 8 und der ersten Gleitfläche 15 des ersten Zahnrades 4 neben der rotatorischen Relativbewegung zusätzlich eine translatorische Bewegung. Gerade die translatorische Bewegung kann bewirken, dass eine Rillen- oder Riefenbildung der ersten Gleitebene 10 und/oder der ersten Gleitfläche 15 vermieden wird. Im Gegensatz hierzu schneidet die zweite Gleitebene 12 die dritte Mittelachse III in dem Punkt S. Entsprechend findet zwischen der zweiten Gleitebene 12 der Antriebswelle 8 und der zweiten Gleitfläche 21 des zweiten Zahnrades 6 ausschließlich eine rotatorische Relativbewegung zueinander statt. FIG. 1 shows a rotary piston machine 2, which operates as a pump, compressor or motor for liquid or gaseous medium. The rotary piston machine 2 has a first gear 4 with a first center axis I, a second gear 6 arranged opposite the first gear 4 with a second center axis II and a drive shaft 8 with a third center axis III. The drive shaft 8 has a disk element 11 which has a first sliding plane 10 on the side facing the first gear 4. Concentric with the third center axis III, the drive shaft 8 has an axle section 13 on the disk element 11. At the axle section 13, a second slip plane 12 is formed on the side facing the second gear 6. Of course, the disc member 11 may be formed such that the axle portion 13 can be dispensed with. The first gear 4 has a first sliding surface 15, which is in communication with the first sliding plane 10 of the drive shaft 8. Opposite the first sliding surface 15, the first gearwheel 4 has a first end face 14, on which a first toothing 16 with at least one first tooth 18 is formed. Furthermore, the first gear 4 along the first central axis I has an opening 19 into which the axle section 13 protrudes. The second sliding surface 21 is opposite to the second gear 6, a second end face 20 is formed on which a second toothing 22 with at least one tooth 24 is formed is. From the second toothing 22, a stub axle 25 extends along the second central axis II towards the axle section 13 and is bounded by the second sliding surface 21. Of course, the axle portion 13 may be formed such that it is also possible to dispense with the axle stub 25. How better in FIG. 2 is seen by combing the at least one first tooth 18 and the at least one second tooth 24, a working space 26 is formed, wherein the combing of the teeth 18, 24, a volume formed by the working space 26 is changed. The first gear 4 and the second gear 6 are enclosed by a housing 28 with a spherical, here hemispherical-shaped, inner wall 30. This spherical inner wall 30 seals the working space 26 to the outside. The first gear 4 has a spherical first outer wall 36, which corresponds to the spherical inner wall 30 and sealingly abuts against this inner wall 30. The second gear 6 has a spherical second outer wall 38, wherein the second outer wall 38 also corresponds to the spherical inner wall 30. Furthermore, in the first gear 4, a spherical first bearing surface 32 is formed, which bears sealingly against a corresponding formed on the second gear 6 hollow spherical second bearing surface 34. Thus, the working space 26 is limited by the two teeth 16, 22, by the spherical inner wall 30, and the spherical first bearing surface 32 in conjunction with the hollow spherical second bearing surface 34. Furthermore, a pin 48 is formed on the second outer wall 38, which engages in a formed on the spherical inner wall 30 of the housing 28 circular recess 50. The circular recess 50 may also be formed as a circular ring. The first center axis I of the first gear 4, on which the first sliding plane 10 is perpendicular, intersects the third center axis III of the drive shaft 8 at a common point S. In this common point S, too, the second center axis II of the second gear 6 intersects the third center axis Further, the spherical inner wall 30 extends along a diameter D, which also intersects the third center axis III in the common point S. The first center axis I and the third center axis III include a first angle α1 which extends counterclockwise starting from the third center axis III. In the present exemplary embodiment, the first angle α1 is 5 °. Furthermore, the third center axis III and the second center axis II include a second angle α2. Here, the angle extends from the third central axis III clockwise and is in the present embodiment 10 °. Of course, the two angles α1 and α2 may also have other values, in particular taking values which are between 5 ° and about 25 °. The first center axis I and the second center axis II include a third angle α3, which is not equal to 180 °. Furthermore, the first I, the second II and the third III center axis span a common plane E. Due to the fact that the first center axis I, the second center axis II and the third center axis III lie in one plane and the two angles α1, α2 extend in opposite directions, the torques generated by the first gear 4 during operation of the rotary piston machine 2 are by the second gear 6 reduces moments generated. Thus, it is possible by selecting the materials of the first gear 4 and the second gear 6 and by a corresponding selection of the two angles α1, α2 that cancel each other and thus the housing 28 is free of torque. Of course, the third center axis III and the first center axis I could span a first plane and the third center axis III and the second center axis II a second plane, the two planes can be at an arbitrary angle to each other. Furthermore, the second toothing 22 of the second toothed wheel 6 is designed such that the second end face 20 and the spherical second outer wall 38 of the second toothed wheel 6 coincide. In the present exemplary embodiment, the first sliding plane 10 does not intersect the third center axis III in the common point S. Thus, upon rotation of the drive shaft 8 between the first sliding plane 10 of the drive shaft 8 and the first sliding surface 15 of the first gear 4 in addition to the rotational relative movement a translatory movement. Especially the translational movement can cause a groove or scoring of the first sliding plane 10 and / or the first sliding surface 15 is avoided. In contrast, the second slip plane 12 intersects the third center axis III at the point S. Accordingly, between the second slip plane 12 of the drive shaft 8 and the second sliding surface 21 of the second gear 6 only a rotational relative movement takes place to each other.

Figur 2 zeigt die aus der Figur 1 bekannte Drehkolbenmaschine 2 in einer Aufsicht im Röntgenblick. In dieser Ansicht ist ersichtlich, dass das zweite Zahnrad 6 fünf zweite Zähne 24 und das erste Zahnrad 4 sechs erste Zähne 18 besitzt. Weiterhin besitzt das Gehäuse 28 gleichmäßig über den Umfang verteilt fünf Zuflüsse 40 und fünf Abflüsse 42. Die Anzahl der Zuflüsse 40, respektive der Abflüsse 42, entspricht hierbei der Anzahl der zweiten Zähne 24 des zweiten Zahnrades 6. An der kugelförmigen Innenwandung 36 ist zu jedem Zufluss 40 ein Zuflusssteuerkanal 41 und zu jedem Abfluss 42 ein Abflusssteuerkanal 43 ausgebildet. Weiterhin ist in Figur 2 ersichtlich, dass die kugelförmige Vertiefung 50 exzentrisch zu der dritten Mittelachse III ausgebildet ist. Die Antriebswelle 8 rotiert im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils 52. FIG. 2 shows the from the FIG. 1 known rotary engine 2 in a plan view in X-ray view. In this view, it can be seen that the second gear 6 has five second teeth 24 and the first gear 4 has six first teeth 18. Furthermore, the housing 28 has evenly distributed over the circumference five inflows 40 and five outlets 42. The number of inflows 40, respectively the outflows 42, this corresponds to the number of second teeth 24 of the second gear 6. At the spherical inner wall 36 is to each Inflow 40 an inflow control channel 41 and to each outflow 42 an outflow control channel 43rd educated. Furthermore, in FIG. 2 it can be seen that the spherical recess 50 is formed eccentrically to the third central axis III. The drive shaft 8 rotates clockwise in the direction of arrow 52.

Durch eine Rotation der Antriebswelle 8 in Richtung des Pfeils 52 wird durch die erste Gleitebene 10, welche senkrecht auf die erste Mittelachse I des ersten Zahnrades 4 steht, das erste Zahnrad 4 zu einer Dreh- und Taumelbewegung relativ zu dem zweiten Zahnrad 6 angeregt. Durch das Kämmen der ersten Zähne 18 und der zweiten Zähne 24 wird das zweite Zahnrad 6 zu einer ausschließlichen Taumelbewegung um die zweite Mittelachse II angeregt. Aufgrund der durch die Verdichtung des Mediums in den Arbeitsräumen wirkenden Kräfte sowie das Kämmen der Zähne 18, 24 kann auf die zweite Gleitfläche 21 in Verbindung mit der zweiten Gleitebene 12 verzichtet werden. Es sei angemerkt, dass die Rotationsdrehzahl des ersten Zahnrades 4 und die Rotationsdrehzahl der Antriebswelle 8 voneinander verschieden sind. Die ausschließliche Taumelbewegung, also ohne zusätzliche Drehbewegung, des zweiten Zahnrades 6 erfolgt durch die Zwangsführung des Zapfens 48 in der kreisförmigen Vertiefung 50. Wie in der Figur 2 weiterhin ersichtlich ist, stehen sich hier in Zwölf-Uhr-Stellung ein Zahnkopf 54 des ersten Zahns 18 und ein Zahnkopf 56 des zweiten Zahns 24 einander gegenüber, wobei sich der Zahnkopf 54 des ersten Zahns 18 und der Zahnkopf 56 des zweiten Zahns 24 berühren und hierbei einander benachbarte Arbeitsräume 26 voneinander gedichtet sind. In Sechs-Uhr-Stellung greift der Zahnkopf 54 des ersten Zahns 18 in einen Zahnfuß 58 des zweiten Zahns 24. Es sei angemerkt, dass es sich bei der Verzahnung um eine Trochoidenverzahnung handelt, bei der einander benachbarte Arbeitsräume 26 während einer Relativbewegung des ersten Zahnrades 4 zu dem zweiten Zahnrad 6 zueinander abgedichtet sind. Durch das Kämmen der Zähne 18, 24 und der sich durch das Kämmen verändernden Volumina der Arbeitsräume 26 wird Medium durch den Zufluss 40 in den Arbeitsraum 26 eingesaugt, verdichtet und dann durch den dem Zufluss 40 in Drehrichtung 52 der Antriebswelle 8 benachbarten Abfluss 42 herausgedrückt. Ersichtlich ist in der hier gewählten Darstellung, dass die sich zwischen der Zwölf-Uhr-Stellung und der Sechs-Uhr-Stellung erstreckenden Arbeitsräume 26 mit den Zuflüssen 40 verbunden sind, wohingegen die sich zwischen der Sechs-Uhr-Stellung und Zwölf-Uhr-Stellung befindlichen Arbeitsräume 26 keine Verbindung zu einem Zufluss 40 besitzen.By a rotation of the drive shaft 8 in the direction of the arrow 52, the first gear 4 is excited by the first sliding plane 10, which is perpendicular to the first central axis I of the first gear 4, to a rotational and tumbling motion relative to the second gear 6. By combing the first teeth 18 and the second teeth 24, the second gear 6 is excited to an exclusive tumbling motion about the second center axis II. Due to the forces acting through the compression of the medium in the working spaces forces and the combing of the teeth 18, 24 can be dispensed with the second sliding surface 21 in connection with the second sliding plane 12. It should be noted that the rotational speed of the first gear 4 and the rotational speed of the drive shaft 8 are different from each other. The exclusive tumbling motion, that is, without additional rotational movement, of the second gear 6 is effected by the positive guidance of the pin 48 in the circular recess 50. As in the FIG. 2 It can also be seen that a tooth head 54 of the first tooth 18 and a tooth head 56 of the second tooth 24 face each other here in the twelve o'clock position, wherein the tooth head 54 of the first tooth 18 and the tooth head 56 of the second tooth 24 touch and In this case, adjacent work spaces 26 are sealed from each other. At six o'clock position, the tooth head 54 of the first tooth 18 engages a tooth root 58 of the second tooth 24. It should be noted that the toothing is a trochoid toothing in the adjacent working spaces 26 during a relative movement of the first toothed wheel 4 are sealed to each other to the second gear 6. By combing the teeth 18, 24 and the combing by changing volumes of the working spaces 26 medium is sucked through the inlet 40 into the working space 26, compressed and then pushed out by the inflow 40 in the direction of rotation 52 of the drive shaft 8 adjacent drain 42. It can be seen in the diagram chosen here that the work spaces 26 extending between the twelve o'clock position and the six o'clock position are connected to the inflows 40, whereas those between the six o'clock position and twelve o'clock position. Position working spaces 26 have no connection to an inlet 40.

Figur 3 zeigt die aus Figur 1 bekannte Drehkolbenmaschine 2 in einer 3D-Ansicht im Röntgenblick. In dieser Ansicht sind die Ausbildung der Zuflusssteuerkanäle 41 und der Abflusssteuerkanäle 43 gut zu erkennen. Hierbei sind die Zuflusssteuerkanäle 41, respektive die Abflusssteuerkanäle 43, derart gestaltet, dass das zuzuführende Medium den Arbeitsraum 26 möglichst zu 100% füllt und durch den Abfluss 42 das komprimierte Medium möglichst zu 100% ausgestoßen wird. Insbesondere, wenn das Medium gasförmig und damit kompressibel ist, wird durch den Füllgrad der Arbeitsräume 26 sowohl ein zu transportierender Volumenstrom des Mediums als auch ein zu erreichender Druck entscheidend beeinflusst. Die Öffnung 19 des ersten Zahnrads 4 ist hierbei derart gestaltet, dass bei den Taumelbewegungen des ersten Zahnrades 4 und des zweiten Zahnrades 6 der Achsabschnitt 13 der Antriebswelle 8 sowie der Achsstummel 25 des zweiten Zahnrades 6 nicht mit dem ersten Zahnrad 4 kollidieren. FIG. 3 shows the off FIG. 1 known rotary engine 2 in a 3D view in the X-ray view. In this view, the formation of the inflow control channels 41 and the outflow control channels 43 are clearly visible. In this case, the inflow control channels 41 and the outflow control channels 43 are designed in such a way that the medium to be supplied fills the working space 26 as 100% as possible and through the outflow 42 the compressed medium is ejected as 100% as possible. In particular, if the medium is gaseous and thus compressible, the degree of filling of the working spaces 26 influences decisively both a volume flow of the medium to be transported and a pressure to be achieved. The opening 19 of the first gear 4 is in this case designed such that during the tumbling movements of the first gear 4 and the second gear 6 of the axle portion 13 of the drive shaft 8 and the stub axle 25 of the second gear 6 does not collide with the first gear 4.

Figur 4 zeigt die Antriebswelle 8 der aus der Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine 2. FIG. 4 shows the drive shaft 8 of the FIG. 1 known rotary engine 2.

Figur 5 zeigt das Gehäuse 28 der aus Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine 2 mit Blick auf die kugelförmige Innenwandung 30. Deutlich sind die Zuflüsse 40 und die Abflüsse 42 als Durchbrüche durch das Gehäuse 28 zu erkennen. Ferner ist die kreisförmige exzentrisch angeordnete Vertiefung 50 ersichtlich. FIG. 5 shows the housing 28 of the FIG. 1 known rotary piston engine 2 with a view of the spherical inner wall 30. Clearly, the inflows 40 and the outflows 42 can be seen as openings through the housing 28. Furthermore, the circular eccentrically arranged recess 50 can be seen.

Figur 6 zeigt das erste Zahnrad 4 aus der aus der Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine 2. Gut ersichtlich ist hierbei die Ausformung der ersten Verzahnung 16 sowie der kugelförmigen ersten Auflagefläche 32 mit der Öffnung 19. FIG. 6 shows the first gear 4 from the of the FIG. 1 Well visible here is the shape of the first gear 16 and the spherical first bearing surface 32 with the opening 19th

Figur 7 zeigt das zweite Zahnrad 6 der aus Figur 1 bekannten Drehkolbenmaschine 2 in einer 3D-Ansicht. Hierbei ist gut ersichtlich, dass sich die Verzahnung 22 bis hin zur kugelförmigen zweiten Außenwandung 38 erstreckt und somit die zweite Stirnfläche 20 durch eben diese zweite Außenwandung 38 gebildet ist. Ferner ist die hohlkugelförmige zweite Auflagefläche 34, welche korrespondierend mit der kugelförmigen ersten Auflagefläche 32 des ersten Zahnrades 4 ist, gut erkennbar. FIG. 7 shows the second gear 6 of the FIG. 1 known rotary engine 2 in a 3D view. It can be clearly seen that the toothing 22 extends up to the spherical second outer wall 38 and thus the second end face 20 is formed by this second outer wall 38. Furthermore, the hollow spherical second bearing surface 34, which is corresponding to the spherical first bearing surface 32 of the first gear 4, clearly visible.

Im Übrigen sind in dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Zahnrad 4, das zweite Zahnrad 6, die Antriebswelle 8 sowie das Gehäuse 28 jeweils einstückig als ein Kunststoffspritzteil ausgebildet. Hierdurch lassen sich die einzelnen Teile kostengünstig in großen Stückzahlen fertigen.Incidentally, in the present embodiment, the first gear 4, the second gear 6, the drive shaft 8 and the housing 28 are each integrally formed as a plastic injection molded part. As a result, the individual parts can be manufactured inexpensively in large quantities.

Claims (10)

  1. Rotary piston machine which operates as a pump, compressor or motor for liquid or gaseous medium, having a first gearwheel (4) with a first centre axis (I), having a second gearwheel (6) which is arranged so as to lie opposite the first gearwheel (4) with a second centre axis (II) and with a drive shaft (8) with a third centre axis (III) and a slide plane (10, 12) which is connected fixedly to the drive shaft (8),
    the first centre axis (I) and the second centre axis (II) enclosing an angle (α3) which does not equal 180°,
    the third centre axis (III) and at least one centre axis (I, II) from the group comprising first centre axis (I) and second centre axis (II) enclosing an angle (α1, α2) which does not equal 0° or 90°,
    the slide plane (10, 12) and the centre axis (I, II) lying perpendicularly on one another,
    the first gearwheel (4) having a first end face (14) with a first toothing system (16) with at least one first tooth (18), and the second gearwheel (6) having a second end face (20) with a second toothing system (22) with at least one second tooth (24),
    a first number of first teeth (18) and a second number of second teeth (24) being different from one another, the first tooth (18) and the second tooth (24) being in engagement with one another in such a way that at least one working space (26) is formed by way of meshing of the teeth (18, 24),
    a volume which is formed by way of the at least one working space (26) being changed by way of the meshing of the teeth (18, 24),
    the at least one working space (26) being delimited by way of an inner wall (30) of spherical configuration of a housing (28),
    it being possible for the at least one working space (26) to be connected to an inflow (40) and an outflow (42) for the medium,
    characterized
    in that a component (4, 6) from the group comprising first gearwheel (4) and second gearwheel (6) is coupled to the housing (28) in such a way that the component (4, 6) tumbles exclusively as a result of a rotation of the drive shaft (8),
    in that the respectively other component (4, 6) from the group comprising first gearwheel (4) and second gearwheel (6) is coupled to the slide plane (10, 12) in such a way that the respectively other component (4, 6) rotates and tumbles as a result of a rotation of the drive shaft (8).
  2. Rotary piston machine according to Claim 1, characterized in that
    the first centre axis (I) and the third centre axis (III) enclose a first angle (α1),
    the second centre axis (II) and the third centre axis (III) enclosing a second angle (α2),
    the first angle (α1) and the second angle (α2) not equalling 0° or 90°.
  3. Rotary piston machine according to Claim 2,
    characterized in that
    the first centre axis (I) and the second centre axis (II) lie in a common plane (E).
  4. Rotary piston machine according to Claim 2 or 3, characterized in that,
    starting from the third centre axis (III), the first angle (α1) rotates counter to the clockwise direction and the second angle (α2) rotates in the clockwise direction.
  5. Rotary piston machine according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    a second slide plane (12) is connected fixedly to the drive shaft (8),
    the second slide plane (12) and the second centre axis (II) lying perpendicularly on one another,
    the first slide plane (10) and the first gearwheel (4) being connected on one another and such that they can be rotated relative to one another,
    the second slide plane (12) and the second gearwheel (6) being connected on one another and such that they can be rotated relative to one another.
  6. Rotary piston machine according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the first centre axis (I), the second centre axis (II) and the third centre axis (III) intersect at a common point (S), the common point (S) being the centre point of the diameter (D) of the inner wall (30).
  7. Rotary piston machine according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the first slide plane (10) and the second slide plane (12) intersect the common point (S).
  8. Rotary piston machine according to one of Claims 1 to 6,
    characterized in that
    the first slide plane (10) and/or the second slide plane (12) do not intersect the common point (S).
  9. Rotary piston machine according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the second gearwheel (6) is coupled fixedly onto the housing (28) so as to rotate with it,
    a pin (48) being connected fixedly on an outer wall (38) of the second gearwheel (6),
    the pin (48) being guided in a depression (50) in the inner wall (30),
    the depression (50) being of circular configuration.
  10. Rotary piston machine according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    at least one component (4, 6) from the group of at least one first tooth (4) and at least one second tooth (6) has a cut-out, with the result that an overlap with the inflow (40) and/or the outflow (42) takes place in a predefined rotary angle range of the at least one component (4, 6).
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