WO1981002606A1 - Rotary piston engine - Google Patents

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WO1981002606A1
WO1981002606A1 PCT/AT1981/000003 AT8100003W WO8102606A1 WO 1981002606 A1 WO1981002606 A1 WO 1981002606A1 AT 8100003 W AT8100003 W AT 8100003W WO 8102606 A1 WO8102606 A1 WO 8102606A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
openings
working space
partition
housing
Prior art date
Application number
PCT/AT1981/000003
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
K Keplinger
Original Assignee
K Keplinger
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/AT1980/000009 external-priority patent/WO1980002307A1/en
Application filed by K Keplinger filed Critical K Keplinger
Priority to AU67887/81A priority Critical patent/AU6788781A/en
Publication of WO1981002606A1 publication Critical patent/WO1981002606A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/005Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating in the space, e.g. around a fixed point

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston machine with a housing, which has a working space through which a working medium flows, with a rotor arranged in the housing, on which a control surface lying at an angle to the rotor axis is formed, the working space being controlled by the control surface, by a control surface arranged opposite the control surface.
  • rotationally symmetrical surface of the housing base plate in particular by a conical surface, and is delimited by part of a cylindrical surface of the housing wall which is coaxial to the rotor axis, with a partition dividing the working space into two equal chambers with variable volumes and interacting with the rotor, on the oblique control surface of the rotor abuts, and, during the rotation of the rotor, is pivoted about an axis normal to the rotor axis in a concentric groove, which is embedded in the rotationally symmetrical surface of the base plate and the cylindrical surface of the housing wall, and per chamber with one opening for the working medium in the cylinder surface of the housing wall.
  • Such a rotary piston machine is described, for example, in US Pat. No. 3,438,331.
  • An obliquely cut cylindrical rotor is rotatably mounted in a cylindrical housing, on the end face of which is perpendicular to the rotor axis, a drive shaft is formed which projects outwards through the cover plate of the housing.
  • the second end surface which is at an angle to the rotor axis, forms the control surface for the adjacent one, approximately half circular disc-forming partition, which is circumferentially supported in the grooves of the base plate and the housing wall.
  • Each of the two chambers formed by the partition of the working space is provided with an opening in the sewing wall, each of which serves as an outlet opening from the respective chamber for the working medium and is closed by a one-way valve.
  • the inflow of the working medium takes place through the rotor, which has an inlet opening in the control surface, which alternately opens into the two chambers of the working space due to the rotation of the rotor.
  • the working medium is sucked in by the rotor, since the one-way valve prevents backflow through the outlet opening.
  • the simultaneous reduction in size of the second chamber causes the medium contained to be displaced through the second outlet opening, since the path into the rotor is blocked.
  • a one-way valve is required per chamber of the working space in order to ensure the flow of the working medium in only one direction, since two completely separate chambers are formed.
  • the center of gravity of the partition wall driven by the rotor constantly changes its position in relation to the rotor axis.
  • the rotor is therefore always unbalanced and a mere static balancing is practically impossible.
  • the constant unbalance naturally affects both the smooth running of the rotary piston machine and the service life.
  • the part of the partition projecting into the work space is exposed to changing pressure loads, which increase with the extent of the eccentric shift of the center of gravity of the partition; this increases the wear of the parts moving relative to one another and reduces the sealing along the contact lines with increasing operating time.
  • the invention has therefore set itself the task of creating a rotary piston machine of the type mentioned, in which the partition is mounted in the housing-fixed base plate, in which the use of valves is unnecessary and the rotor can be balanced, so that their running and operating properties be influenced favorably.
  • the object is achieved in that one of the two openings represents the inlet opening into the working space and the other the outlet opening from the working space, and in that an overflow channel is provided between the two chambers of the working space, the rotating rotor alternately providing the inlet, the Closes outlet opening and the two openings of the overflow channel.
  • a flow channel is thus provided between the two chambers, through which the working medium can overflow from the first chamber into the second chamber if the volume of the first chamber is reduced with a reciprocal increase in the volume of the second chamber.
  • the tapered rotor alternately closes the inlet opening into the first chamber, the outlet opening from the second chamber and the opening of the overflow channel, so that the flow of the working medium through the rotary piston machine always from one chamber to the other inevitably only in one direction, depending on the one Direction of rotation of the rotor must be done without one-way or check valves are required.
  • the rotor since it neither receives the inflow channel nor the dividing wall, consists exclusively of an obliquely cut cylinder which forms the control surface and which, at least statically, can be easily balanced.
  • the partition therefore does not affect the running properties of the rotor.
  • the overflow channel is formed by an opening in the partition wall cooperating with the rotor in its region protruding into the working space on the side opposite the openings.
  • the workflow of this embodiment of the rotary piston machine according to the invention is as follows: with the greatest ratio of the two chamber volumes, the line of contact between the partition and the control surface is perpendicular to the rotor axis, and the pivoting angle of the partition is therefore 0 °. Both the inlet opening into the small chamber and the outlet opening from the large chamber. The difference in volume is caused by the slope of the control surface - are open, and the opening of the partition is still partially or slightly free, depending on the shape and arrangement. Rotation of the rotor enlarges the smaller chamber and the partition is pivoted. The opening is further reduced or is completed, since this area of the partition disappears in the groove of the base plate, and the working medium is sucked in.
  • the further rotation causes the opening to be enlarged and the chamber to be made smaller, the working medium contained not being compressed or forced back into the inflow line, but being able to pass through the passage opening into the second, enlarging chamber.
  • the passage opening is completely cleared as the partition is pivoted to the other side, and the rotor closes the outlet opening.
  • both chambers are again the same size, the partition has the largest swivel angle in the opposite direction and the inlet and outlet openings are closed.
  • the medium continuously passes from the first chamber, which continues to shrink, into the enlarging chamber until the greatest volume ratio is reached, whereby the partition is pivoted back again.
  • the angle of rotation of the rotor exceeds 360 °, the volume of the second, large chamber is reduced and the working medium is pressed out through the outlet opening.
  • the suction phase starts again in the first, small chamber.
  • the overflow channel is formed by an external line, the openings of which are arranged diametrically opposite each other in the cylindrical surface of the housing side wall.
  • the working medium is passed from one chamber to the other not through an opening in the partition, but through the other openings in the housing wall via the external one. Connecting line. These further openings are also alternately cleared by the rotor for the inlet and outlet openings. A combination of an opening in the partition with the openings for the external connecting line is also conceivable.
  • the rotary piston machine according to the invention has the typical properties of a displacement piston machine, but with a suitable arrangement and cross-sectional design of all openings, the intermittent flow of the working medium due to the displacement effect can be damped. This applies in particular to the cross-sectional shape and arrangement of the openings of the overflow channel, so that damping can also be achieved by a slight backflow between the chambers in certain positions of the rotor.
  • the arrangement of the openings for the inlet and outlet of the working medium, the opening in the partition or the further openings for the external connecting line, further their cross-sectional dimensioning and their Cross-sectional shape and the angle of the control surface of the rotor, which determines the pivoting angle of the partition, are also dependent on the type of working medium, its viscosity and the external operating conditions under which the rotary piston machine according to the invention is used.
  • the angle between the inlet and outlet opening or between the two further openings can therefore be between 10 ° and 170 °.
  • These openings can also be arranged symmetrically to the partition. For example, they are circular; for certain applications, however, it may be desirable to design them in a different cross-sectional shape in order to achieve an accelerated or delayed release of the full cross-sectional area by the rotor.
  • each of the openings in the housing wall is arranged in an insert part which is displaceable peripherally in the housing wall. It is also possible to provide interchangeable insert parts with different opening cross sections. In particular, however, the cross-sectional shape of the passage opening can also be designed according to the requirements.
  • the rotary piston machine according to the invention is therefore also suitable for conveying media that need to be treated with special care. These include, for example, beer, in which the pump must not release the CO 2 contained in the taste, wine, milk, blood, etc.
  • Figures 1 to 3 are schematic representations of the working space in three different positions of the rotor and the displacer.
  • Fig. 4 shows a longitudinal section through a. first execution
  • 5 shows a section along the line V - V of FIG. 4 without the associated rotor part
  • FIG. 6 shows a section along the line VI-VI of FIG. 4, the rotor being rotated by 180 °;
  • FIG. 7 enlarges section I of FIG. 6; 8 shows a longitudinal section through a second embodiment;
  • FIG. 9 shows a section along the line IX-IX of FIG. 8 without the associated rotor part; 10 shows a cross section through the side part along the line X - X of FIG. 5 in a modified embodiment and FIG. 11 shows a section along the line XI - XI of FIG. 10.
  • the working space 2 is formed by a control surface 7 lying at an angle to the axis A of the rotor, shown in dashed lines for the sake of clarity, with the axis B, by part of a cylindrical surface 8 coaxial to the rotor axis A and by a rotationally symmetrical surface 10 opposite the inclined control surface 7, in the exemplary embodiment a conical surface, limited.
  • the work space 2 is divided into two chambers 17, 18 by a partition 6.
  • the partition 6 is designed as a semicircular, flat disc and is pivotably guided in a groove 11 which is embedded in the rotationally symmetrical surface 10.
  • the partition 6 contacts the oblique control surface 7 along the line of contact 9, which lies both in an axial plane of the rotor axis A and in an axial plane of the axis B.
  • An opening 3 per chamber 17, 18 serves for the inlet and outlet of the working medium through the housing wall 23, an overflow channel being provided in the form of an opening 13 in the region of the partition 6, which is opposite the openings 3.
  • the openings 3 are opened or closed, as is the opening 13 in the partition 6 when it is pivoted.
  • the rotary piston machine is therefore self-controlling and does not require any valves.
  • the partition 6 divides the working space 2 into two equally large chambers 17, 18, of which the chamber 17 becomes smaller and the chamber 18 becomes larger when the control surface 7 rotates in the direction of arrow E.
  • the largest volume ratio is shown in Fig. 3 (rotation through 90 °).
  • the partition wall is pivoted about the axis C.
  • the pivot axis C of the partition is normal to axis A, but with a changing angle to axis B.
  • the first embodiment shown in FIGS. 4-6 corresponds essentially to the schematic representation according to FIGS. 1 to 3.
  • the housing 1 consists of the base plate 22 on which the rotationally symmetrical surface 10, in this embodiment a conical surface, is formed, which Housing wall 23, which forms the coaxial cylindrical surface 8, and an upper part 24, in which a drive shaft 5 connected to the rotor 4 is mounted in roller bearings 19.
  • the individual parts of the housing 1 are penetrated by threaded bolts 25 and are clamped with nuts 20.
  • Sealing rings 14 are provided in corresponding ring grooves between the housing parts.
  • a groove 11 is formed in the base plate 22, which continues on both sides in the housing wall 23, in which it forms two sections 26.
  • the partition 6 is pivotally mounted and its pivot axis C lies, since this is provided as a semicircular disk, in the control surface 7.
  • the control surface 7 of the rotor 4 which is designed as an obliquely cut cylinder and which by means of a circumferential sealing lip 21 opposite the Upper part 24 of the housing 1 is sealed, the rotationally symmetrical surface 10, which is designed as a conical surface, is in constant contact along its generatrix. The rotation of the rotor 4 and thus the control surface 7 about the axis A inevitably pivots the partition 6 about the axis C.
  • the openings 3 for the inlet and outlet of the working medium are provided in the housing wall 23 on both sides of the partition 6.
  • the openings 3 and the feed channels 27, 28 are provided symmetrically to the groove 11 for the partition 6 and close an angle with the plane of symmetry a, which depends on the type and properties of the working medium as well as the desired operating conditions.
  • the angle is shown at 45 °.
  • the cross-sectional shape of the opening gene 3 is circular, for example, but can also be different.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through this embodiment offset by 90 °, the rotor 4 being shown rotated by 180 °.
  • the seal between the partition 6 and the control surface 7 is achieved according to FIG. 6 or after the enlarged representation of the detail I in FIG. 7 in that a sliding block 16 is inserted into the end face of the partition 6.
  • the end face has a groove 15 in which a part-cylindrical extension of the sliding block 16 is rotatably mounted.
  • the edges of the groove 11 of the base plate are chamfered in order to create the necessary freedom of movement for the sliding shoe 16.
  • FIGS. 8 and 9 A second embodiment is shown in FIGS. 8 and 9, the same parts as in FIGS. 4-7 being designated.
  • the overflow channel is not formed by an opening in the partition 6, but the passage of the working medium from one chamber into the other is made possible by two further openings 30 in the housing wall 23, which are connected externally by a line 31.
  • the openings 30 are each formed approximately diametrically to the openings 3 and are also alternately closed or released by the rotor 4.
  • the angle (FIG. 5) between the opening 3 and the axial plane in which the partition 6 lies is primarily determined by the type and properties of the working medium. The angle may therefore be desirable for rotary piston machines used for different media to change.
  • 10 and 11 show a section along the line X - X of FIG. 5 a solution for changing the angle.
  • the opening 3 of the feed channel 27, 28 is provided in an insert part 32 which can be displaced peripherally in the housing wall 23 and can be brought into line with bores 34 on the inside of the housing wall 23.
  • the one set part 32 can also be designed to be interchangeable.
  • the bores 34 which connect the recess 33 to the working space, can, as shown in broken lines, be formed on a window 36 which can be inserted into the inside of the side part 23 and which can be exchanged for windows with different cross-sectional shapes of the bores 34.
  • the rotation of the rotor 4 can preferably be transmitted to the outside via the drive shaft 5. However, this can also be dispensed with and instead a contactless drive with magnetic force transmission between an external magnetic field and magnetizable components arranged in the rotor 4 can be provided.

Landscapes

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Abstract

Within a fixed crank case (1), a working space (2) is delimited by an oblique surface fixed to the crank case (10) by a front surface (7) mounted on the rotor (4) and by the inner face of the crank case (23). The guiding surface (7) of the rotor (4) is contiguous to the oblique surface (10). Within the oblique surface (10) there is provided a slot (1) which extends on both sides on the wall of the crank case (23). In the groove (11) there is provided a wall (6) which bears against the guiding surface (7) and which is inclined for setting the rotor (4) in motion. The wall (6) divides the working field (2) into two chambers of which the volumes vary due to the motion of the rotor. Within the wall of the crank case (23) there are provided two openings (3) of which one of them is an inlet port into the first chamber and the other one is the exhaust port for the second chamber. For the flow of the working medium from one chamber into the other chamber, there is provided a connecting channel comprised for example of a port (13) provided into the wall (6). The port (13) is alternately closed with the opening (3) due to the pivoting motion of the wall (6), thereby alleviating the need for valves.

Description

Rotationskolbenmaschine Rotary piston machine
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine mit einem Gehäuse, das einen von einem Arbeitsmedium durchströmten Arbeitsraum aufweist, mit einem im Gehäuse angeordneten Rotor, an dem eine schräg zur Rotorachse liegende Steuerfläche ausgebildet ist, wobei der Arbeitsraum durch die Steuerfläche, durch eine der Steuerfläche gegenüberliegend angeordnete, rotationssymmetrische Fläche der Gehäusegrundplatte, insbesondere durch eine Kegelfläche, und durch einen Teil einer zur Rotorachse koaxialen Zylinderfläche der Gehäusewand begrenzt ist, mit einer den Arbeitsraum in zwei gleiche Kammern mit veränderbaren Volumina unterteilenden und mit dem Rotor zusammenwirkenden Trennwand, die an der schrägen Steuerfläche des Rotors anliegt, und, bei der Drehung des Rotors, um eine zur Rotorachse normale Achse in einer dazu konzentrischen Nut verschwenkt wird, die in die rotationssymmetrische Fläche der Grundplatte und die Zylinderfläche der Gehäusewand eingelassen ist, und pro Kammer mit einer Öffnung für das Arbeitsmedium in der Zylinderfläche der Gehäusewand.The invention relates to a rotary piston machine with a housing, which has a working space through which a working medium flows, with a rotor arranged in the housing, on which a control surface lying at an angle to the rotor axis is formed, the working space being controlled by the control surface, by a control surface arranged opposite the control surface. rotationally symmetrical surface of the housing base plate, in particular by a conical surface, and is delimited by part of a cylindrical surface of the housing wall which is coaxial to the rotor axis, with a partition dividing the working space into two equal chambers with variable volumes and interacting with the rotor, on the oblique control surface of the rotor abuts, and, during the rotation of the rotor, is pivoted about an axis normal to the rotor axis in a concentric groove, which is embedded in the rotationally symmetrical surface of the base plate and the cylindrical surface of the housing wall, and per chamber with one opening for the working medium in the cylinder surface of the housing wall.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known prior art
Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist beispielsweise in der US-PS 3,438.331 beschrieben. In einem zylindrischen Gehäuse ist ein schräg geschnittener zylindrischer Rotor drehbar gelagert, an dessen zur Rotorachse senkrechten Stirnfläche eine Treibwelle ausgebildet ist, die durch die Deckplatte des Gehäuses nach außen vorsteht. Die zweite schräg zur Rotorachse liegende Stirnfläche bildet die Steuerfläche für die anliegende, etwa eine halb kreisförmige Scheibe bildende Trennwand, die in den Nuten der Grundplatte und der Gehäusewand umfangsgelagert ist.Such a rotary piston machine is described, for example, in US Pat. No. 3,438,331. An obliquely cut cylindrical rotor is rotatably mounted in a cylindrical housing, on the end face of which is perpendicular to the rotor axis, a drive shaft is formed which projects outwards through the cover plate of the housing. The second end surface, which is at an angle to the rotor axis, forms the control surface for the adjacent one, approximately half circular disc-forming partition, which is circumferentially supported in the grooves of the base plate and the housing wall.
Jede der durch die Trennwand gebildeten beiden Kammern des Arbeitsraumes ist mit einer Öffnung in der Gehäu sewand versehen, von denen jede als Auslaßöffnung aus der jeweiligen Kammer für das Arbeitsmedium dient und durch ein Einwegventil verschlossen ist. Der Zufluß des Arbeits mediums erfolgt durch den Rotor, der in der Steuerfläche eine Einlaßöffnung aufweist, die auf Grund der Drehung des Rotors wechselweise in die beiden Kammern des Arbeitsraumes mündet. Bei Vergrößerung einer Kammer durch die Rotordrehung wird das Arbeitsmedium durch den Rotor angesaugt, da das Einwegventil einen Rückfluß durch die Auslaßöffnung verhindert. Die gleichzeitig stattfindende Verkleinerung der zweiten Kammer bewirkt die Verdrängung des enthaltenen Mediums durch die zweite Auslaßöffnung, da de Weg in den Rotor versperrt ist.Each of the two chambers formed by the partition of the working space is provided with an opening in the sewing wall, each of which serves as an outlet opening from the respective chamber for the working medium and is closed by a one-way valve. The inflow of the working medium takes place through the rotor, which has an inlet opening in the control surface, which alternately opens into the two chambers of the working space due to the rotation of the rotor. When a chamber is enlarged by the rotor rotation, the working medium is sucked in by the rotor, since the one-way valve prevents backflow through the outlet opening. The simultaneous reduction in size of the second chamber causes the medium contained to be displaced through the second outlet opening, since the path into the rotor is blocked.
Es ist bei dieser bekannten Ausführung pro Kammer des Arbeitsraumes ein Einwegventil erforderlich, um den Durch fluß des Arbeitsmediums in nur einer Richtung zu gewährleisten, da zwei voneinander völlig getrennte Kammern ausgebildet sind.In this known embodiment, a one-way valve is required per chamber of the working space in order to ensure the flow of the working medium in only one direction, since two completely separate chambers are formed.
Eine andere bekannte Ausführung, die die Verwendung von Ventilen vermeidet, zeigt die US-PS 3,438.333. Hier sind die einzelnen Bauteile vertauscht, indem die schräge Steuerfläche an der Grundplatte ausgebildet ist, und die Trennwand in einer Nut des zylindrischen Rotors gelagert ist, die sich daher mit dem Rotor mitdreht. In die gehäusefeste Steuerfläche sind zwei Öffnungen eingelassen, von denen eine die Einlaß und die andere die Auslaßöffnung bildet. Auch hier wird bei Vergrößerung einer Kammer das Arbeitsmedium angesaugt. Sobald das größte Kammervolumen erreicht ist, überschreitet der Verdrängerkolben die Ein laßöffnung und gibt die Auslaßöffnung frei, durch die bei der weiteren Drehung das Arbeitsmedium aus der sich nunmehr wieder verkleinernden Kammer ausgestoßen wird.Another known embodiment that avoids the use of valves is shown in US Pat. No. 3,438,333. Here, the individual components are interchanged in that the oblique control surface is formed on the base plate and the partition is mounted in a groove in the cylindrical rotor, which therefore rotates with the rotor. Two openings are let into the control surface fixed to the housing, one of which forms the inlet and the other the outlet opening. Here too, the working medium is sucked in when a chamber is enlarged. As soon as the largest chamber volume is reached, the displacement piston exceeds the on and opens the outlet opening through which the working medium is expelled from the chamber, which is now shrinking again, during further rotation.
Der Schwerpunkt der durch den Rotor angetriebenen Trennwand wechselt in Bezug auf die Rotorachse dauernd seine Position. Der Rotor ist daher ständig unwuchtig und auch eine bloße statische Auswuchtung praktisch nicht möglich. Die ständige Unwucht beeinflußt selbstverständlich sowohl die Laufruhe der Rotationskolbenmaschine als auch die Lebensdauer ungünstig. Hiezu kommt noch, daß der in den Arbeitsraum ragende Teil der Trennwand wechselnden Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist, die mit dem Ausmaß der exzentrischen Schwerpunktsverlagerung der Trennwand zunehmen; dies erhöht die Abnützung der relativ zueinander sich bewegenden Teile und verringert die Abdichtung entlang der Berührungslinien mit zunehmender Betriebsdauer.The center of gravity of the partition wall driven by the rotor constantly changes its position in relation to the rotor axis. The rotor is therefore always unbalanced and a mere static balancing is practically impossible. The constant unbalance naturally affects both the smooth running of the rotary piston machine and the service life. In addition, the part of the partition projecting into the work space is exposed to changing pressure loads, which increase with the extent of the eccentric shift of the center of gravity of the partition; this increases the wear of the parts moving relative to one another and reduces the sealing along the contact lines with increasing operating time.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gestellt, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art, bei der die Trennwand in der gehäusefesten Grundplatte gelagert ist, zu schaffen, in der die Verwendung von Ventilen sich erübrigt und der Rotor auswuchtbar ist, sodaß deren Lauf und Betriebseigenschaften günstig beeinflußt werden.The invention has therefore set itself the task of creating a rotary piston machine of the type mentioned, in which the partition is mounted in the housing-fixed base plate, in which the use of valves is unnecessary and the rotor can be balanced, so that their running and operating properties be influenced favorably.
Darlegung des Wesens der ErfindungState the nature of the invention
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine der beiden Öffnungen die Einlaßöffnung in den Arbeitsraum und die andere die Auslaßöffnung aus dem Arbeitsraum darstellt, und daß zwischen den beiden Kammern des Arbeitsraumes ein Überströmkanal vorgesehen ist, wobei der sich drehende Rotor wechselweise die Einlaß-, die Auslaßöffnung und die beiden Öffnungen des Überströmkanals verschließt.According to the invention the object is achieved in that one of the two openings represents the inlet opening into the working space and the other the outlet opening from the working space, and in that an overflow channel is provided between the two chambers of the working space, the rotating rotor alternately providing the inlet, the Closes outlet opening and the two openings of the overflow channel.
Nach der erfindungsgemäßen Lösung, bei der sowohl die Ein- und Auslaßöffnung als auch die Trennwand gehäuse fest ausgebildet sind und auch bleibt, ist also ein über strömkanal zwischen den beiden Kammern vorgesehen, durch den das Arbeitsmedium aus der ersten Kammer in die zweite Kammer überfließen kann, wenn das Volumen der ersten Kammer bei reziproker Vergrößerung des Volumens der zweiten Kammer verringert wird. Der abgeschrägte Rotor verschließt dabei wechselweise die Einlaßöffnung in die erste Kammer, die Auslaßöffnung aus der zweiten Kammer sowie die öffnung des Überströmkanals, sodaß der Durchfluß des Arbeitsmediums durch die Rotationskolbenmaschine immer von der einen in die andere Kammer zwangsläufig nur in einer Richtung, abhängig von der Drehrichtung des Rotors, erfolgen muß, ohne daß Einweg- bzw. Rückschlagventile erforderlich sind.According to the solution according to the invention, in which both the inlet and outlet opening and the partition wall are fixed and also remains, a flow channel is thus provided between the two chambers, through which the working medium can overflow from the first chamber into the second chamber if the volume of the first chamber is reduced with a reciprocal increase in the volume of the second chamber. The tapered rotor alternately closes the inlet opening into the first chamber, the outlet opening from the second chamber and the opening of the overflow channel, so that the flow of the working medium through the rotary piston machine always from one chamber to the other inevitably only in one direction, depending on the one Direction of rotation of the rotor must be done without one-way or check valves are required.
Der Rotor besteht, da er weder den Zuflußkanal noch die Trennwand aufnimmt, ausschließlich aus einem schräg geschnittenen, die Steuerfläche bildenden Zylinder, der zumindest statisch ohne weiteres auswuchtbar ist. Die Trennwand beeinflußt daher nicht die Laufeigenschaften des Rotors.The rotor, since it neither receives the inflow channel nor the dividing wall, consists exclusively of an obliquely cut cylinder which forms the control surface and which, at least statically, can be easily balanced. The partition therefore does not affect the running properties of the rotor.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist weiters vorgesehen, daß der Überströmkanal durch eine Durchbrechung in der mit dem Rotor zusammenwirkenden Trennwand in seinem in den Arbeitsraum an der den Öffnungen gegenüberliegenden Seite ragenden Bereich gebildet ist.In a preferred embodiment of the invention, it is further provided that the overflow channel is formed by an opening in the partition wall cooperating with the rotor in its region protruding into the working space on the side opposite the openings.
Der Arbeitsablauf dieser Ausführung der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine ist wie folgt: Bei größtem Verhältnis der beiden Kammervolumina verläuft die Berührungslinie zwischen der Trennwand und der Steuerfläche senkrecht zur Rotorachse, der Schwenkwinkel der Trennwand ist daher 0°. Sowohl die Einlaßöffnung in die kleine Kammer als auch die Auslaßöffnung aus der großen Kammerdie Volumsdifferenz wird durch die Schräge der Steuerfläche bewirkt - sind offen, und die Durchbrechung der Trennwand ist, je nach Formgebung und Anordnung, noch teilweise oder geringfügig frei. Eine Drehung des Rotors vergrößert die kleinere Kammer und die Trennwand wird geschwenkt. Die Durchbrechung verkleinert sich weiter, bzw. wird abgeschlossen, da dieser Bereich der Trennwand in der Nut der Grundplatte verschwindet, und das Arbeitsmedium wird angesaugt. Nach einer Drehung des Rotors um 90 ist der größte Schwenkwinkel der Trennwand erreicht, ihre Durchbrechung verschlossen, und beide Kammern weisen denselben Rauminhalt auf. Eine weitere Drehung vergrößert nochmals das Volumen der in der Anfangsstellung kleineren Kammer und es wird weiterhin Arbeitsmedium angesaugt. Dabei schwenkt die Trennwand zurück und der Bereich mit der Durchbrechung tritt wieder aus der Nut in der Grundplatte geringfügig bzw. teilweise aus, sobald der Rotor wieder um 90°, also insgesamt um 180°, gedreht ist. Das Volumen der das Arbeitsmedium ansaugenden Kammer ist dann am größten und der Schwenkwinkel des Verdrängerkolbens beträgt wieder 0°. Die weitere Drehung bewirkt die Vergrößerung der Durchbrechung sowie eine Verkleinerung der Kammer, wobei das enthaltene Arbeitsmedium nicht komprimiert bzw. zurück in die Zuflußleitung gedrängt, sondern durch die Durchtrittsöffnung in die zweite, sich vergrößernde Kammer übertreten kann. Schließlich wird die Durchtrittsöffnung vollständig freigegeben, da die Trennwand nach der anderen Seite geschwenkt wird, und der Rotor verschließt die Auslaßöffnung. Bei einem Drehwinkel von 270 sind beide Kammern wiederum gleich groß, die Trennwand weist den größten Schwenkwinkel in entgegengesetzter Richtung auf und die Ein- und Auslaßöffnung sind verschlossen. Eei der weiteren Drehung tritt bis zur Erreichung des größten Volumensverhältnisses fortlaufend das Medium aus der ersten sich weiterhin verkleinernden Kammer in die sich vergrößernde Kammer über, wobei die Trennwand wieder zurückgeschwenkt wird. Sobald der Drehwinkel des Rotors 360° übersteigt, wird das Volu men der zweiten, großen Kammer verkleinert und das Arbeitsmedium durch die Austrittsöffnung hinausgedrückt. In der ersten, kleinen Kammer beginnt dabei gleichzeitig wieder die Ansaugphase.The workflow of this embodiment of the rotary piston machine according to the invention is as follows: with the greatest ratio of the two chamber volumes, the line of contact between the partition and the control surface is perpendicular to the rotor axis, and the pivoting angle of the partition is therefore 0 °. Both the inlet opening into the small chamber and the outlet opening from the large chamber. The difference in volume is caused by the slope of the control surface - are open, and the opening of the partition is still partially or slightly free, depending on the shape and arrangement. Rotation of the rotor enlarges the smaller chamber and the partition is pivoted. The opening is further reduced or is completed, since this area of the partition disappears in the groove of the base plate, and the working medium is sucked in. After the rotor has been rotated through 90, the largest pivoting angle of the partition is reached, its opening is closed, and both chambers have the same volume. A further rotation increases the volume of the smaller chamber in the initial position and working medium is still sucked in. The partition swings back and the area with the opening comes out of the groove in the base plate slightly or partially as soon as the rotor is rotated again by 90 °, that is to say a total of 180 °. The volume of the chamber sucking in the working medium is then largest and the swivel angle of the displacement piston is again 0 °. The further rotation causes the opening to be enlarged and the chamber to be made smaller, the working medium contained not being compressed or forced back into the inflow line, but being able to pass through the passage opening into the second, enlarging chamber. Finally, the passage opening is completely cleared as the partition is pivoted to the other side, and the rotor closes the outlet opening. At an angle of rotation of 270, both chambers are again the same size, the partition has the largest swivel angle in the opposite direction and the inlet and outlet openings are closed. With the further rotation, the medium continuously passes from the first chamber, which continues to shrink, into the enlarging chamber until the greatest volume ratio is reached, whereby the partition is pivoted back again. As soon as the angle of rotation of the rotor exceeds 360 °, the volume of the second, large chamber is reduced and the working medium is pressed out through the outlet opening. The suction phase starts again in the first, small chamber.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorge sehen, daß der Überströmkanal durch eine externe Leitung gebildet ist, deren öffnungen jeweils den öffnungen diametral gegenüberliegend in der Zylinderfläche der Gehäuseseitenwand angeordnet sind.In a further embodiment of the invention it is easily seen that the overflow channel is formed by an external line, the openings of which are arranged diametrically opposite each other in the cylindrical surface of the housing side wall.
Der übertritt des Arbeitsmediums von einer Kammer in die andere erfolgt bei dieser Ausführung nicht durch eine Durchbrechung der Trennwand, sondern durch die weiteren öffnungen in der Gehäusewand über die externe. Verbindungsleitung. Diese weiteren öffnungen werden abwechselnd zur Ein- und Auslaßöffnung ebenfalls vom Rotor freigegeben. Ge gebenenfalls ist auch eine Kombination einer Durchbrechung in der Trennwand mit den Öffnungen für die externe Verbindungsleitung denkbar.In this embodiment, the working medium is passed from one chamber to the other not through an opening in the partition, but through the other openings in the housing wall via the external one. Connecting line. These further openings are also alternately cleared by the rotor for the inlet and outlet openings. A combination of an opening in the partition with the openings for the external connecting line is also conceivable.
Die erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine weist die typischen Eigenschaften einer Verdrängerkolbenmaschine auf, wobei jedoch bei entsprechender Anordnung und Querschnittsgestaltung aller Öffnungen der auf Grund der Verdrängerwirkung stoßweise Durchfluß des Arbeitsmediums gedämpft werden kann. Besonders trifft das für die Querschnittsform und -anordnung der Öffnungen des überströmkanals zu, sodaß eine Dämpfung auch durch einen geringen Rückfluß zwischen den Kammern in bestimmten Stellungen des Rotors erreichbar ist.The rotary piston machine according to the invention has the typical properties of a displacement piston machine, but with a suitable arrangement and cross-sectional design of all openings, the intermittent flow of the working medium due to the displacement effect can be damped. This applies in particular to the cross-sectional shape and arrangement of the openings of the overflow channel, so that damping can also be achieved by a slight backflow between the chambers in certain positions of the rotor.
Die Anordnung der Öffnungen für den Ein- und Auslaß des Arbeitsmediums, der Durchbrechung in der Trennwand bzw. der weiteren Öffnungen für die externe Verbindungsleitung, weiters deren Querschnittsbemessung und deren Querschnittsform sowie der Winkel der Steuerfläche des Rotors, der den Schwenkwinkel der Trennwand bestimmt, sind weiters auch abhängig von der Art des Arbeitsmediums, von dessen Viskosität sowie von den äußeren Betriebsbe dingungen, unter denen die erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine eingesetzt wird. Der Winkel zwischen der Ein und Auslaßöffnung bzw. zwischen den beiden weiteren Öffnungen kann daher zwischen 10° und 170° betragen. Diese Öffnungen können weiters symmetrisch zur Trennwand ange ordnet sein. Sie sind beispielsweise kreisrund; für bestimmte Anwendungfälle kann es jedoch erwünscht sein, sie in einer anderen Querschnittsform auszubilden, um durch den Rotor eine beschleunigte oder verzögerte Freigabe der vollen Querschnittsfläche zu erzielen.The arrangement of the openings for the inlet and outlet of the working medium, the opening in the partition or the further openings for the external connecting line, further their cross-sectional dimensioning and their Cross-sectional shape and the angle of the control surface of the rotor, which determines the pivoting angle of the partition, are also dependent on the type of working medium, its viscosity and the external operating conditions under which the rotary piston machine according to the invention is used. The angle between the inlet and outlet opening or between the two further openings can therefore be between 10 ° and 170 °. These openings can also be arranged symmetrically to the partition. For example, they are circular; for certain applications, however, it may be desirable to design them in a different cross-sectional shape in order to achieve an accelerated or delayed release of the full cross-sectional area by the rotor.
Es kann daher in einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß jede der Öffnungen in der Gehäusewand in einem in der Gehäusewand peripher verschiebbaren Einsatzteil angeordnet ist. Dabei ist es auch möglich, austauschbare Einsatzteile mit verschiedenen Öffnungs querschnitten vorzusehen. Insbesondere kann aber auch die Querschnittsform der Durchtrittsöffnung den Erfordernissen entsprechend ausgebildet sein.It can therefore be provided in a further embodiment of the invention that each of the openings in the housing wall is arranged in an insert part which is displaceable peripherally in the housing wall. It is also possible to provide interchangeable insert parts with different opening cross sections. In particular, however, the cross-sectional shape of the passage opening can also be designed according to the requirements.
Die erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine eignet sich daher auch zur Förderung von Medien, die eine beson ders schonende Behandlung erfahren müssen. Hiezu gehören beispielsweise Bier, bei dem es durch die Pumpe zu keiner den Geschmack beeinflussenden Abgabe des enthaltenen CO2 kommen darf, Wein, Milch, Blut usw.The rotary piston machine according to the invention is therefore also suitable for conveying media that need to be treated with special care. These include, for example, beer, in which the pump must not release the CO 2 contained in the taste, wine, milk, blood, etc.
Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figu ren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.The invention will now be described in more detail with reference to the figures of the accompanying drawings, without being limited thereto.
Beschreibung der ZeichnungsfigurenDescription of the drawing figures
Es zeigen: Fig. 1 bis 3 schematische Darstellungen des Arbeitsraumes in drei verschiedenen Stellungen des Rotors und des Verdrängerkolbens;Show it: Figures 1 to 3 are schematic representations of the working space in three different positions of the rotor and the displacer.
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine. erste Ausführung; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V - V der Fig. 4 ohne den zugehörigen Rotorteil;Fig. 4 shows a longitudinal section through a. first execution; 5 shows a section along the line V - V of FIG. 4 without the associated rotor part;
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 4, wobei der Rotor um 180° verdreht ist; Fig. 7 vergrößert den Ausschnitt I der Fig. 6; Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;FIG. 6 shows a section along the line VI-VI of FIG. 4, the rotor being rotated by 180 °; FIG. 7 enlarges section I of FIG. 6; 8 shows a longitudinal section through a second embodiment;
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX - IX der Fig. 8 ohne den zugehörigen Rotorteil; Fig. 10 einen Querschnitt durch den Seitenteil nach der Linie X - X der Fig. 5 in einer modifizierten Ausbildung und Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI - XI der Fig. 10.9 shows a section along the line IX-IX of FIG. 8 without the associated rotor part; 10 shows a cross section through the side part along the line X - X of FIG. 5 in a modified embodiment and FIG. 11 shows a section along the line XI - XI of FIG. 10.
Beschreibung von bevorzugten AusführungsbeispielenDescription of preferred embodiments
In den Fig. 1 bis 3 sind schematisch wesentliche Merkmale der Rotationskolbenmaschine gezeigt. Der Arbeitsraum 2 wird durch eine schräg zur Achse A des Rotors liegende, der Übersichtlichkeit halber strichliert dargestellte Steuerfläche 7 mit der Achse B, durch einen Teil einer zur Rotorachse A koaxialen Zylinderfläche 8 und durch eine der schrägen Steuerfläche 7 gegenüberliegende rotationssymmetrische Fläche 10, im Ausführungsbeispiel eine Kegelfläche, begrenzt. Der Arbeitsraum 2 wird durch eine Trennwand 6 in zwei Kammern 17, 18 unterteilt. Die Trennwand 6 ist als halbkreisförmige, flache Scheibe ausgebildet und in einer Nut 11, die in die rotationssymmetrische Fläche 10 eingelassen ist, schwenkbar geführt. Die Trennwand 6 berührt die schräge Steuerfläche 7 entlang der Berührungslinie 9, die sowohl in einer Axialebene der Rotorachse A als auch in einer Axialebene der Achse B liegt. Die Stirnfläche der Trennwand 6, in der die Berüh rungslinie 9 liegt, ist abgerundet; im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Zylinderfläche, die übrige Stirnfläche eine Kugelfläche.1 to 3 schematically show essential features of the rotary piston machine. The working space 2 is formed by a control surface 7 lying at an angle to the axis A of the rotor, shown in dashed lines for the sake of clarity, with the axis B, by part of a cylindrical surface 8 coaxial to the rotor axis A and by a rotationally symmetrical surface 10 opposite the inclined control surface 7, in the exemplary embodiment a conical surface, limited. The work space 2 is divided into two chambers 17, 18 by a partition 6. The partition 6 is designed as a semicircular, flat disc and is pivotably guided in a groove 11 which is embedded in the rotationally symmetrical surface 10. The partition 6 contacts the oblique control surface 7 along the line of contact 9, which lies both in an axial plane of the rotor axis A and in an axial plane of the axis B. The end face of the partition 6, in which the touch line 9 is rounded; in the exemplary embodiment shown a cylindrical surface, the remaining end face a spherical surface.
Eine Öffnung 3 pro Kammer 17, 18 dient dem Ein- bzw. Auslaß des Arbeitsmediums durch die Gehäusewand 23, wobei ein Überströmkanal in Form einer Durchbrechung 13 in dem Bereich der Trennwand 6 vorgesehen ist, der den Öffnungen 3 gegenüberliegt. Bei Drehung des Rotors werden die Öffnungen 3 freigegeben bzw. verschlossen, ebenso die Durchbrechung 13 in der Trennwand 6 bei deren Schwenkung. Die Rotationskolbenmaschine ist daher selbststeuernd und benötigt keine Ventile.An opening 3 per chamber 17, 18 serves for the inlet and outlet of the working medium through the housing wall 23, an overflow channel being provided in the form of an opening 13 in the region of the partition 6, which is opposite the openings 3. When the rotor rotates, the openings 3 are opened or closed, as is the opening 13 in the partition 6 when it is pivoted. The rotary piston machine is therefore self-controlling and does not require any valves.
Wie erwähnt, teilt die Trennwand 6 den Arbeitsraum 2 in zwei gleich große Kammern 17, 18, von denen bei Drehung der Steuerfläche 7 in Richtung des Pfeiles E die Kammer 17 kleiner und die Kammer 18 größer wird. Das größte Volumsverhältnis ist in Fig. 3 gezeigt (Drehung um 90°). Bei Drehung der Stirnfläche 7 in Richtung des Pfeiles E wird die Trennwand um die Achse C geschwenkt. Die Schwenkachse C der Trennwand liegt normal zur Achse A, jedoch mit sich änderndem Winkel zur Achse B.As mentioned, the partition 6 divides the working space 2 into two equally large chambers 17, 18, of which the chamber 17 becomes smaller and the chamber 18 becomes larger when the control surface 7 rotates in the direction of arrow E. The largest volume ratio is shown in Fig. 3 (rotation through 90 °). When the end face 7 rotates in the direction of the arrow E, the partition wall is pivoted about the axis C. The pivot axis C of the partition is normal to axis A, but with a changing angle to axis B.
Die in den Fig. 4 - 6 gezeigte erste Ausführung entspricht im wesentlichen der schematischen Darstellung nach Fig. 1 bis 3. Das Gehäuse 1 besteht aus der Grundplatte 22, an der die rotationssymmetrische Fläche 10, in dieser Ausführung eine Kegelfläche, ausgebildet ist, der Gehäusenwand 23, die die koaxiale Zylinderfläche 8 bildet, und einem Oberteil 24, in dem eine mit dem Rotor 4 verbundene Treibwelle 5 in Wälzlagern 19 gelagert ist. Die einzelnen Teile des Gehäuses 1 werden von Gewindebolzen 25 durchdrungen und sind mit Muttern 20 verspannt. Zwischen den Gehäuseteilen sind Dichtungsringe 14 in entsprechenden Ringnuten vorgesehen. In der Grundplatte 22 ist eine Nut 11 ausgebildet, die sich beidseitig in der Gehäusewand 23 fortsetzt, in der sie zwei Abschnitte 26 bildet. In der Nut ist die Trennwand 6 schwenkbar gelagert und deren Schwenkachse C liegt, da diese als halbkreisförmige Scheibe vorgesehen ist, in der Steuerfläche 7. Die Steuerfläche 7 des Rotors 4, der als schräg geschnittener Zylinder ausgebildet und der mittels einer ringsum verlaufenden Dichtlippe 21 gegenüber dem Oberteil 24 des Gehäuses 1 abgedichtet ist, berührt die als Kegelfläche ausgebildete rotationssymmetrische Fläche 10 ständig entlang deren Erzeugender. Die Rotation des Rotors 4 und damit der Steuerfläche 7 um die Achse A schwenkt die Trennwand 6 zwangsläufig um die Achse C.The first embodiment shown in FIGS. 4-6 corresponds essentially to the schematic representation according to FIGS. 1 to 3. The housing 1 consists of the base plate 22 on which the rotationally symmetrical surface 10, in this embodiment a conical surface, is formed, which Housing wall 23, which forms the coaxial cylindrical surface 8, and an upper part 24, in which a drive shaft 5 connected to the rotor 4 is mounted in roller bearings 19. The individual parts of the housing 1 are penetrated by threaded bolts 25 and are clamped with nuts 20. Sealing rings 14 are provided in corresponding ring grooves between the housing parts. A groove 11 is formed in the base plate 22, which continues on both sides in the housing wall 23, in which it forms two sections 26. In the groove, the partition 6 is pivotally mounted and its pivot axis C lies, since this is provided as a semicircular disk, in the control surface 7. The control surface 7 of the rotor 4, which is designed as an obliquely cut cylinder and which by means of a circumferential sealing lip 21 opposite the Upper part 24 of the housing 1 is sealed, the rotationally symmetrical surface 10, which is designed as a conical surface, is in constant contact along its generatrix. The rotation of the rotor 4 and thus the control surface 7 about the axis A inevitably pivots the partition 6 about the axis C.
Die öffnungen 3 für den Ein- und Auslaß des Arbeitsmediums sind in der Gehäusewand 23 beidseitig der Trennwand 6 vorgesehen. Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlieh, sind die öffnungen 3 sowie die Zuführkanäle 27, 28 symmetrisch zur Nut 11 für die Trennwand 6 vorgesehen und schließen mit der Symmetrieebene einen Winkel
Figure imgf000012_0001
ein, der sich nach Art und Eigenschaften des Arbeitsmediums sowie den gewünschten Betriebsbedingungen richtet. Dargestelltist der Winkel mit 45°. Die Querschnittsform der öffnun
Figure imgf000012_0002
gen 3 ist beispielsweise kreisrund, kann jedoch auch anders sein.
The openings 3 for the inlet and outlet of the working medium are provided in the housing wall 23 on both sides of the partition 6. As can be seen in particular from FIG. 5, the openings 3 and the feed channels 27, 28 are provided symmetrically to the groove 11 for the partition 6 and close an angle with the plane of symmetry
Figure imgf000012_0001
a, which depends on the type and properties of the working medium as well as the desired operating conditions. The angle is shown at 45 °. The cross-sectional shape of the opening
Figure imgf000012_0002
gene 3 is circular, for example, but can also be different.
In Fig. 4 ist die hinter der Zeichenebene liegende öffnung 3 durch den Rotor 4 verdeckt. Da die Trennwand 6 keine Rotation um die Rotorachse A vollführt und der übertritt des Arbeitsmediums von einer Kammer in die andere möglich sein muß, ist als Überströmkanal in dem in den Arbeitsraum 2 ragenden Bereich 12 der Trennwand 6 eine Durchbrechung 13 vorgesehen, die im Querschnitt dreieckig ausgebildet ist. Auch diese Querschnittsform kann variieren. Der Bereich 12 mit der Durchbrechung 13 liegt an der von den Öffnungen 3 abgewandten Seite der Trennwand 6, sodaß wie aus Fig. 4 ersichtlich, die Öffnungen 3 vom Rotor 4 verschlossen sind, wenn die Durchbrechung 13 vollständig frei ist, und umgekehrt. In Fig. 6 ist ein um 90° versetzter Längsschnitt durch diese Ausführung dargestellt, wobei der Rotor 4 um 180° verdreht eingezeichnet ist. Dadurch wird der Durchblick zu den öffnungen 3 in der Gehäusewand 23 frei. Die Abdichtung zwischen der Trennwand 6 und der Steuerfläche 7 wird nach Fig. 6 bzw. nach der vergrößerten Darstellung des Ausschnittes I in Fig. 7 dadurch erreicht, daß ein Gleitschuh 16 in die Stirnfläche der Trennwand 6 eingesetzt ist. Hiezu weist die Stirnfläche eine Nut 15 auf, in der ein teilzylindris.cher Fortsatz des Gleitschuhs 16 drehbar gelagert ist. Die Ränder der Nut 11 der Grundplatte sind abgeschrägt, um den, nötigen BewegungsSpielraum für den Gleitschuh 16 zu schaffen.4, the opening 3 behind the plane of the drawing is covered by the rotor 4. Since the partition 6 does not rotate about the rotor axis A and the transfer of the working medium from one chamber to the other must be possible, an opening 13 is provided as an overflow channel in the area 12 of the partition 6 projecting into the working space 2, which is triangular in cross section is trained. This cross-sectional shape can also vary. The area 12 with the opening 13 lies on the side of the partition 6 facing away from the openings 3, so that, as can be seen from FIG. 4, the openings 3 are closed by the rotor 4 when the opening 13 is completely free, and vice versa. FIG. 6 shows a longitudinal section through this embodiment offset by 90 °, the rotor 4 being shown rotated by 180 °. This clears the view of the openings 3 in the housing wall 23. The seal between the partition 6 and the control surface 7 is achieved according to FIG. 6 or after the enlarged representation of the detail I in FIG. 7 in that a sliding block 16 is inserted into the end face of the partition 6. For this purpose, the end face has a groove 15 in which a part-cylindrical extension of the sliding block 16 is rotatably mounted. The edges of the groove 11 of the base plate are chamfered in order to create the necessary freedom of movement for the sliding shoe 16.
Eine zweite Ausführung zeigen Fig. 8 und 9, wobei gleiche Teile wie in den Fig. 4 - 7 bezeichnet sind. Bei dieser Ausführung ist jedoch der Überströmkanal nicht durch eine Durchbrechung der Trennwand 6 gebildet, sondern der übertritt des Arbeitsmediums von einer Kammer in die andere wird durch zwei weitere Öffnungen 30 in der Gehäusewand 23 ermöglicht, die extern durch eine Leitung 31 verbunden sind. Die Öffnungen 30 sind jeweils etwa diametral zu den Öffnungen 3 ausgebildet und werden mit diesen abwechselnd ebenfalls durch den Rotor 4 verschlossen bzw. freigegeben.A second embodiment is shown in FIGS. 8 and 9, the same parts as in FIGS. 4-7 being designated. In this embodiment, however, the overflow channel is not formed by an opening in the partition 6, but the passage of the working medium from one chamber into the other is made possible by two further openings 30 in the housing wall 23, which are connected externally by a line 31. The openings 30 are each formed approximately diametrically to the openings 3 and are also alternately closed or released by the rotor 4.
Wie bereits erwähnt, richtet sich vor allem der Winkel (Fig. 5) zwischen der Öffnung 3 und der Axialebene, in der die Trennwand 6 liegt, nach der Art und den Eigenschaften des Arbeitsmediums. Es kann daher für Rotationskolbenmaschinen, die für unterschiedliche Medien verwendet werden, wünschenswert sein, den Winkel
Figure imgf000013_0001
zu verändern. Fig. 10 und 11 zeigen im Ausschnitt nach der Linie X - X der Fig. 5 eine Lösung zur Veränderung des Winkels. Die Öffnung 3 des Zuführkanals 27, 28 ist in einem in der Gehäusewand 23 peripher verschiebbaren Einsatzteil 32 vorgesehen und kann mit Bohrungen 34 an der Innenseite der Gehäusewand 23 in Übereinstimmung gebracht werden. Der Ein satzteil 32 kann auch austauschbar ausgebildet sein. Die Bohrungen 34, die die Verbindung der Ausnehmung 33 mit dem Arbeitsraum herstellen, können, wie strichliert dargestellt, an einem in die Innenseite des Seitenteiles 23 einsetzbaren Fenster 36 ausgebildet sein, das gegen Fenster mit anderen Querschnittsformeh der Bohrungen 34 austauschbar sein kann.
As already mentioned, the angle (FIG. 5) between the opening 3 and the axial plane in which the partition 6 lies is primarily determined by the type and properties of the working medium. The angle may therefore be desirable for rotary piston machines used for different media
Figure imgf000013_0001
to change. 10 and 11 show a section along the line X - X of FIG. 5 a solution for changing the angle. The opening 3 of the feed channel 27, 28 is provided in an insert part 32 which can be displaced peripherally in the housing wall 23 and can be brought into line with bores 34 on the inside of the housing wall 23. The one set part 32 can also be designed to be interchangeable. The bores 34, which connect the recess 33 to the working space, can, as shown in broken lines, be formed on a window 36 which can be inserted into the inside of the side part 23 and which can be exchanged for windows with different cross-sectional shapes of the bores 34.
Die Drehung des Rotors 4 kann bevorzugt über die Treibwelle 5 nach außen übertragen werden. Diese kann jedoch auch entfallen und stattdessen ein berührungsloser Antrieb mit magnetischer Kraftübertragung zwischen einem äußeren Magnetfeld und im Rotor 4 angeordneten magnetisierbaren Bauteilen vorgesehen sein. The rotation of the rotor 4 can preferably be transmitted to the outside via the drive shaft 5. However, this can also be dispensed with and instead a contactless drive with magnetic force transmission between an external magnetic field and magnetizable components arranged in the rotor 4 can be provided.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Rotationskolbenmaschine mit einem Gehäuse, das einen von einem Arbeitsmedium durchströmten Arbeitsraum aufweist, mit einem im Gehäuse angeordneten Rotor, an dem eine schräg zur Rotorachse liegende Steuerfläche ausgebildet ist, wobei der Arbeitsraum durch die Steuerfläche, durch eine der Steuerfläche gegenüberliegend angeordnete, rotationssymmetrische Fläche der Gehäusegrundplatte, insbesondere durch eine Kegelfläche, und durch einen Teil einer zur Rotorachse koaxialen Zylinderfläche der Gehäusewand begrenzt ist, mit einer den Arbeitsraum in zwei gleiche Kammern mit veränderbaren Volumina unterteilenden und mit dem Rotor zusammenwirkenden Trennwand, die an der schrägen Steuerfläche des Rotors anliegt, und, bei der Drehung des Rotors, um eine zur Rotorachse normale Achse in einer dazu konzentrischen Nut verschwenkt wird, die in die rotationssymmetrische Fläche der Grundplatte und die Zylinderfläche der Gehäusewand eingelassen ist, und pro Kammer mit einer Öffnung für das Arbeitsmedium in der Zylinderfläche der Gehäusewand, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Öffnungen (3) die Einlaßöffnung in den Arbeitsraum (2) und die andere die Auslaßöffnung aus dem Arbeitsraum (2) darstellt, und daß zwischen den beiden Kammern des Arbeitsraumes (2) ein Überströmkanal vorgesehen ist, wobei der sich drehende Rotor (4) wechselweise die Einlaß-, die Auslaßöffnung (3) und die beiden Öffnungen des Überströmkanals verschließt.1. Rotary piston machine with a housing, which has a working space through which a working medium flows, with a rotor arranged in the housing, on which a control surface lying at an angle to the rotor axis is formed, the working space through the control surface, through a rotationally symmetrical surface arranged opposite the control surface the housing base plate, in particular by a conical surface, and is delimited by part of a cylindrical surface of the housing wall which is coaxial to the rotor axis, with a partition dividing the working space into two equal chambers with variable volumes and interacting with the rotor, which abuts the oblique control surface of the rotor, and, upon rotation of the rotor, is pivoted about an axis normal to the rotor axis in a groove concentric therewith, which is embedded in the rotationally symmetrical surface of the base plate and the cylindrical surface of the housing wall, and per chamber with an opening for the working medium in the cylindrical surface of the housing wall, characterized in that one of the two openings (3) represents the inlet opening into the working space (2) and the other the outlet opening from the working space (2), and that between the two chambers of the working space (2) Overflow channel is provided, wherein the rotating rotor (4) alternately closes the inlet, the outlet opening (3) and the two openings of the overflow channel.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden Öffnungen (3) in der Zylinderfläche (8) der Gehäusewand (23) in einem Winkel ( ) von maximal 85 zu beiden Seiten eines der beiden
Figure imgf000015_0001
in die Zylinderfläche (8) eingelassenen Abschnitte (26) der Nut (11) angeordnet sind.
2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the two openings (3) in the cylindrical surface (8) of the housing wall (23) at an angle () of a maximum of 85 on either side of one of the two
Figure imgf000015_0001
in the cylindrical surface (8) embedded sections (26) of the groove (11) are arranged.
3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der überströmkanal durch eine. Durchbre chung (13) in der mit dem Rotor (4) zusammenwirkenden Trennwand (6) in seinem in den Arbeitsraum (2) an der den Öffnungen (3) gegenüberliegenden Seite ragenden Be reich (12) gebildet ist.3. Rotary piston machine according to claim 2, characterized in that the overflow channel through a. Breakthrough (13) in the cooperating with the rotor (4) partition (6) in its in the working space (2) on the opposite side of the openings (3) projecting loading area (12) is formed.
4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal durch eine exter ne Leitung (31) gebildet ist, deren Öffnungen (30) je weils den Öffnungen (3) diametral gegenüberliegend in der Zylinderfläche (8) der Gehäuseseitenwand (23) ange ordnet sind.4. Rotary piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the overflow channel is formed by an external line (31), the openings (30) each because the openings (3) diametrically opposite in the cylindrical surface (8) of the housing side wall (23rd ) are arranged.
5. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Öffnungen (3, 30) in der Zylinderfläche (8) der Gehäusewand (23) in einem in der Gehäusewand (23) peripher verschiebbaren Einsatzteil (32) angeordnet ist. 5. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that each of the openings (3, 30) in the cylindrical surface (8) of the housing wall (23) is arranged in a peripherally displaceable insert part (32) in the housing wall (23) .
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