WO2020141100A1 - Rotary piston engine - Google Patents

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WO2020141100A1
WO2020141100A1 PCT/EP2019/086535 EP2019086535W WO2020141100A1 WO 2020141100 A1 WO2020141100 A1 WO 2020141100A1 EP 2019086535 W EP2019086535 W EP 2019086535W WO 2020141100 A1 WO2020141100 A1 WO 2020141100A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotary piston
rotation
axis
machine according
rotary
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/086535
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lasse Maximilian AHLGRIMM
Marc STUMP
Dimitrij KAVUN
Original Assignee
Gardner Denver Schopfheim Gmbh
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
Application filed by Gardner Denver Schopfheim Gmbh filed Critical Gardner Denver Schopfheim Gmbh
Publication of WO2020141100A1 publication Critical patent/WO2020141100A1/en

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Classifications

    • 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
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/123—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially or approximately radially from the rotor body extending tooth-like elements, co-operating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth
    • 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
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082—Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084—Toothed wheels
    • 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
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/20—Geometry of the rotor

Definitions

  • the invention relates to a rotary engine, in particular a claw machine, which can be operated, for example, as a compressor, vacuum pump or blower. Furthermore, the invention is directed to a rotary piston for a rotary piston machine.
  • Rotary lobe machines with interacting rotary lobes are generally known from the prior art through obvious prior use.
  • the invention has for its object to provide an improved rotary machine. In particular, this should reduce over-compression and thermal influences during operation.
  • an improved rotary piston is to be provided, which leads to reduced overcompensation and reduced thermal influences in a rotary piston machine.
  • the essence of the invention lies in a rotatable or rotatably drivable rotary piston which is rotated along its axis of rotation, in particular in a circumferential direction about the axis of rotation, preferably uniformly, at least in regions.
  • individual cross sections of the rotary piston are at least partially offset from one another about the axis of rotation. It is expedient if the rotary piston is helical or helical at least in some areas is.
  • the end faces of the respective rotary lobes preferably run parallel to one another.
  • Overcompression can thus be reliably reduced, in particular in the case of the rotary lobe machine, since the volume in the working chamber of the rotary lobe machine is reduced in comparison with a surface of the pressure connection. This leads to a comparatively low temperature of the gas in the working chamber.
  • the gas discharged through the pressure connection consequently also has a comparatively low temperature.
  • Heating or thermal stress on the rotary piston machine or on individual parts thereof, such as bearings / n and / or shafts / n is reduced, which leads, for example, to an extremely high vacuum which can be generated by the rotary piston machine.
  • the performance of the rotary piston machine is particularly high.
  • the rotary lobe machine is also particularly quiet and efficient in operation. A suction area of the rotary lobe machine is particularly easy to fill.
  • the housing advantageously has a housing base part and a housing cover which is connected to the housing base part.
  • the hous se lid is preferably detachably connected to the housing base. It is advantageous if it is designed as a bearing plate.
  • the working chamber has a cross section which is formed by two intersecting circles which give an “8”.
  • Gas can be introduced into the working chamber or into the working partial chambers via the suction connection. It is advantageous if the suction connection into the working chamber or at least one of the suction connection opening Partial work chamber empties.
  • the at least one suction port is located in a suction area of the rotary lobe machine.
  • Gas can be removed from the working chamber or a working sub-chamber, in particular under excess pressure or under pressure. It is advantageous if the pressure connection is connected to the working chamber or at least one of the working partial chambers, in particular the first working partial chamber, via at least one pressure connection opening.
  • the at least one pressure connection opening is located in a pressure area of the rotary lobe machine.
  • Each working sub-chamber is preferably spatially delimited by a working chamber wall of the housing, which extends at least on the inside in a circular arc.
  • the working sub-rooms are adjacent to each other.
  • the rotary pistons occasionally run along the inside of the working chamber.
  • the rotary lobes work without contact. They are preferably designed differently and matched to one another. In operation, they preferably rotate in opposite directions to one another and then comb with one another at least temporarily. It is expedient if the first and / or second rotary piston with its claws, depending on the respective rotary position, controls or influences the suction connection and / or pressure connection, in particular at the end, at least temporarily, in particular closes or releases them.
  • Each rotary lobe is preferably in the assembled state with a shaft in a rotationally fixed connection.
  • the rotary pistons can be driven in rotation by at least one rotary drive. Conveniently, these are synchronized during operation, especially by means of a synchronization gear, which is for example a mechanical, hyd raulisches or electrical gear.
  • a synchronization gear which is for example a mechanical, hyd raulisches or electrical gear.
  • the axes of rotation of the rotary pistons preferably run parallel to one another. It is useful if they are laterally offset from one another.
  • the first end faces of the first rotary piston are offset from one another in regions around the first axis of rotation. It is expedient if the first side wall extends, at least in regions, straight and / or curved between first regions of the first end faces rotated relative to one another. It is expedient if the first claw recesses have a substantially constant size from the suction connection in the direction of the pressure connection. Alternatively, their size changes from the suction connection towards the pressure connection. They can get bigger or smaller.
  • the first side wall changes its distance along the first axis of rotation in the first claws, at least in some areas.
  • the first claws are at least partially twisted on their respective leading side about the first axis of rotation.
  • the first claws are advantageously twisted at least in regions on their respective trailing side about the first axis of rotation.
  • the first rotary piston has non-rotated regions formed on the first claws, which are preferably arranged at a distance from one another.
  • the first side wall extends along the first axis of rotation essentially parallel to the first axis of rotation.
  • the first claw sealing areas temporarily run along the housing during operation of the rotary lobe machine.
  • the second rotary piston is advantageously adapted to interact with the first rotary piston according to subclaim 9.
  • the first rotary piston is preferably rotated about the first axis of rotation in a first direction of rotation
  • the second rotary piston is preferably rotated about the second axis of rotation in a second direction of rotation counter to the first direction of rotation.
  • the configuration according to subclaims 12 to 14 leads to a particularly efficient or economical rotary piston machine.
  • a suction area of the rotary lobe machine is particularly easy to fill.
  • the suction connection opening and the drain connection opening are arranged laterally offset in a working chamber or offset perpendicular to a normal to an end wall or end wall of the housing. They are preferably also offset from one another in the housing in the direction of the standards.
  • Second end faces of the second rotary piston are preferably at least partially by a second angle of rotation between 0.5 ° and 15 °, preferably rotated between 1 ° and 8 °, preferably between 2 ° and 6 °, about the second axis of rotation.
  • a distance of the second side wall along the second axis of rotation to the second axis of rotation changes at least in some areas in the case of the second claws.
  • the second claws are rotated at least in regions along the second axis of rotation about the second axis of rotation.
  • the second claws are at least preferably rotated in regions along the second axis of rotation adjacent to the second claw recess which is spatially delimited by them.
  • the second rotary piston is rotated at least in regions along the second axis of rotation adjacent to the second claw recesses in lagging regions of the second claws about the second axis of rotation.
  • the second rotary piston is at least partially untwisted about the second axis of rotation along the second axis of rotation in laterally outer, second claw sealing areas arranged adjacent to second claw tips.
  • FIG. 2 shows the rotary lobe machine shown in FIG. 1 in the assembled state, the housing cover being removed,
  • FIG. 3 shows a top view of a control piston according to the invention of the rotary piston machine shown in FIG. 1 from a first side
  • FIG. 4 shows a plan view of a blank for forming the control piston shown in FIG. 3,
  • FIG. 7 shows a top view of a delivery piston according to the invention of the rotary piston machine shown in FIG. 1 from a first side
  • Fig. 8 is a plan view of the delivery piston shown in Fig. 7 from an opposite second side, and Fig. 9, 10 perspective views of the originallykol shown in Fig. 7.
  • the housing 1 which spatially delimits a working chamber 2.
  • An actuatable rotary piston arrangement 3 is arranged in the working chamber 2.
  • the Drehkolbenma machine also has a suction port 4, which opens into the working chamber 2 via a suction port 5.
  • the rotary piston machine has a drain connection 6 which is arranged at a distance from the suction connection 4 and which opens into the working chamber 2 via a drain connection opening 7 in the working space.
  • the housing 1 is in two parts. It comprises a housing main part 8 and a housing cover 9 which is screwed to the housing main part 8 in the assembled state of the housing 1. Together they limit the working chamber 2.
  • the main housing part 8 limits the working chamber 2 to the side on the outside with a circumferential working chamber wall 10 and at the end with an end wall 1 L. In the end wall 11, the suction connection opening 5 is formed. The suction connection 4 is arranged in the main housing part 8.
  • the housing cover 9 also delimits the working chamber 2 on the end side. In the assembled state, it extends at a distance from the end wall 11 or essentially parallel to it.
  • the working chamber 2 has a first working sub-chamber 12 and a second working sub-chamber 13, which are essentially identical. forms are.
  • the working part chambers 12, 13 are arranged side by side and adjoin each other.
  • a control piston 14 of the rotary piston 3 is arranged.
  • the control piston 14 is arranged on a first shaft (not shown) in a rotationally fixed manner, which is mounted in the housing main part 8 and housing cover 9 so as to be rotatable or rotatably drivable about a first axis of rotation 15 or longitudinal center axis.
  • the control piston 14 has a central opening which is penetrated by the first shaft in the assembled state.
  • the control piston 14 and the first shaft are connected to one another in one piece. They are then made, for example, from the vol len.
  • the control piston 14 is preferably manufactured by machining a control piston blank, which is shown in FIG. 4.
  • the end wall 11 extends perpendicular to the first axis of rotation 15.
  • control piston 14 or its contour is point-symmetrical in the respective cross sections or planes of the control piston 14 with respect to the first axis of rotation 15.
  • the control piston 14 has two mutually opposite first claws 17 or contour bodies, which project from a central first grand body 18 or region of the control piston 14 and lead in operation in a first direction of rotation 19.
  • the first claw recesses 21 are open radially outward with respect to the first axis of rotation 15. They are spatially limited by the first claws 17 against the first direction of rotation 19 and also partially radially outward.
  • the first claws 17 are so dimensionally niert or shaped that when operating in rotation in the first direction of rotation 19 intermittently on the inside along the housing large part 8 chen.
  • the control piston 14 is preferably in one piece.
  • the control piston 14 has two mutually opposite first end faces 30.
  • the first end faces 30 extend perpendicularly or substantially perpendicularly to the first axis of rotation 15.
  • a first end face 30 of the control piston 14 faces the end wall 11, while the other first end face 30 of the Control piston 14 faces the housing cover 9.
  • a first side wall 31 of the control piston 14 runs between the first end faces 30, said wall facing all the way and essentially facing an inside of the working chamber wall 10.
  • the first end faces 30 essentially have an identical first contour.
  • Each first claw 17 has a leading first claw tip 32 leading ahead.
  • Each first claw 17 also has a first claw sealing region 33 which adjoins the respective first claw tip 32 on the outside.
  • each first claw 17 is rotated about the first axis of rotation 15 along the same at an angle of rotation vi which, depending on the desired output, preferably holds the rotary piston machine between 2 ° and 6 °.
  • the first end faces 30 are offset from one another about the first axis of rotation 15.
  • the first end face 30 facing the main housing part 8 leads or leads in the first direction of rotation 19 in comparison with the first end face 30 facing the housing cover 9.
  • the first end faces 30 are directly one above the other. They are arranged offset from one another about the first axis of rotation 15.
  • the control piston 14 has an axial thickness in the direction of the first axis of rotation 15, which is between 20% and 60%, preferably between 30% and 50%, of the distance of the first claw tips 32 from one another.
  • the possible rotation and axial thickness of the control piston 14 are preferably related to the selected contour of the first claws 17, in particular to the range of the constant diameter of the first claws 17, which seals on the housing 1.
  • a delivery piston 22 of the rotary piston assembly 3 is arranged.
  • the delivery plunger 22 is arranged in a rotationally fixed manner on a second shaft (not shown) which is mounted in the housing base part 8 and housing cover 9 so as to be rotatable or rotatably drivable about a second axis of rotation 23 or the longitudinal center axis.
  • the delivery piston 22 has a central opening which is penetrated by the second shaft.
  • the delivery piston 22 and the second shaft are connected to one another in one piece. For example, they are made from solid material.
  • the delivery piston 22 is preferably manufactured by machining a delivery piston blank.
  • the waves preferably run parallel to one another. They are mounted on both sides in the housing 1 and are preferably in drive connection with one another via a mechanical synchronization gear. Alternatively, for example, an electrical synchronization gear with two coordinated, separate electrical drives is used. It is useful if the first shaft is connected to a drive in the drive.
  • the delivery piston 22 or its contour is point-symmetrical in the respective cross sections or planes of the delivery piston 22 with respect to the second axis of rotation 23.
  • the delivery piston 22 has two mutually opposite second claws 25 or contour bodies which project from a central second base body 26 or region of the delivery piston 22 and lag in operation in a second direction of rotation 27 of the delivery piston 22. Every second claw 25 limits with its second region 28 leading in the second direction of rotation 27 of the delivery piston 22 about the second axis of rotation 23 a second claw recess 29.
  • the second claw recesses 29 are open radially outward with respect to the second axis of rotation 23. They are spatially limited by the second claws 25 against the second direction of rotation 27 of the delivery piston 22 and also partially radially outward.
  • the second claws 25 are dimensioned or shaped in such a way that, when they are rotating in the second direction of rotation 23, they occasionally sweep closely along the inside of the housing base part 8.
  • the delivery piston 22 is preferably in one piece.
  • the delivery piston 22 has two opposing second end faces 34.
  • the second end faces 34 extend perpendicularly or essentially perpendicular to the second axis of rotation 23.
  • a second end face 34 faces the end wall 11, while the other second end face 34 faces the housing. Cover 9 is facing.
  • Between the second end faces 34 runs a second side wall 35 which is circumferential and essentially facing an inner side of the working chamber wall 10.
  • the second end faces 34 essentially have an identical second contour. Every second claw 25 has a trailing free second claw tip 36.
  • Each second claw 25 also has a second claw sealing area 37 which adjoins the respective second claw tip 36 on the outside.
  • the second claws 25 are rotated about the second axis of rotation 23 along the same by an angle of rotation V2 which, depending on the desired power change of the rotary piston machine, is preferably between 2 ° and 6 °.
  • V2 which, depending on the desired power change of the rotary piston machine, is preferably between 2 ° and 6 °.
  • the second end faces 34 are offset from one another about the second axis of rotation 23.
  • the second end face 34 facing the housing cover 9 is lagging in the second direction of rotation 27 in comparison with the second end face 34 facing the housing base part 8.
  • the second end faces 34 lie directly one above the other. They are arranged about the second axis of rotation 23 without staggering.
  • the delivery piston 22 has an axial thickness in the direction of the second axis of rotation 23, which is between 20% and 60%, preferably between 30% and 50%, of the distance between the second claw tips 36.
  • the possible rotation and axial thickness of the delivery piston 22 are preferably related to the selected contour of the second claws 25, in particular to the range of the constant diameter of the second claws 25, which seals on the housing 1.
  • the suction connection 4 opens eccentrically into the first working sub-chamber 12 and also into the second working sub-chamber 13.
  • the suction connection opening 5 is mainly located in the second working sub-chamber 13.
  • the pressure connection 6 is arranged in the housing cover 9.
  • the pressure connection 6 opens out eccentrically into the first working sub-chamber 12 via the drain connection opening 7.
  • the suction port 4 and pressure port 6 can also be exchanged.
  • the suction port 4 and the pressure port 6 are arranged in one on the opposite end walls 11 of the housing 1.
  • the operation of the rotary lobe machine is described below.
  • the first shaft is set in rotation with the control piston 14 about the first axis of rotation 15 in the first direction of rotation 19 by means of the drive.
  • the second shaft with the delivery piston 22 is set in rotation in opposite directions accordingly.
  • the shafts and thus also the control piston 14 and delivery piston 22 are driven in opposite directions.
  • the control piston 14 and the delivery piston 22 cooperate and are intermeshed at times with each other.
  • the suction connection opening 5 is only partially closed by the control piston 14 and the delivery piston 22. Conversely, it is partially open. Gas can thus flow into the first working sub-chamber 12 and the second working sub-chamber 13 via the suction connection 4.
  • a first claw 17 of the control piston 14 engages in a second claw recess 29 of the delivery piston 22.
  • the control piston 14 and the delivery piston 22, together with the housing 1 in the working chamber 2 delimit a suction or inlet space which is connected to the suction connection opening 5 on both sides connects and into the first and second working sub-chamber 12 or 13 extends.
  • the intake or inlet space increases during the intake cycle by rotating the control piston 14 and the För derkolbens 22. It is closed.
  • a relaxation / ventilation space of the rotary piston machine extends in the first working sub-chamber 12 and the second working sub-chamber 13. It is spatially delimited by the suction or inlet space and the working space.
  • the expansion / ventilation space is limited by the control piston ben 14 and the delivery piston 22 and the housing 1.
  • the expansion / ventilation room is dependent on an approached operating point under overpressure or underpressure in relation to the atmospheric pressure.
  • the suction cycle is followed by an almost isochoric transport cycle for (isochorically) transporting the gas that is sucked in and is closed in the suction space.
  • the suction space or the gas enclosed there was divided by rotating the control piston 14 and the delivery piston 22 in the respective direction of rotation 19 and 27 around an angular region into / into two separate, separate transport spaces, which face away from one another and through the housing 1 and the control piston 14 and the delivery piston 22 are spatially limited.
  • Each first and second transport space is arranged and closed in the respective working subchamber 12, 13.
  • the transport spaces or the gas enclosed there are / will be moved isochorically.
  • the control piston 14 and the randomlykol ben 22 are disengaged. In particular, the claws 17, 25 and the claw recesses 21, 29 of the control piston 14 and theRONkol bens 22 out of engagement.
  • the second transport space essentially corresponds to the work space.
  • the pressure connection opening 7 is then largely open.
  • the control piston 14 opens the pressure connection opening 7.
  • the relaxation / ventilation space has shrunk.
  • the suction port 5 is still partially open. Gas can thus enter the working chamber 2 for a new cycle.
  • the rotary piston machine with the control piston 14 and delivery piston 22 enables two suction and pressure cycles per revolution.
  • a common workspace phase follows the isochoric transport cycle.
  • the two transport spaces are brought together by rotation of the control piston 14 and delivery piston 22 in the respective direction of rotation 19 and 27 about an angular region to form a common work space which is closed.
  • the common working space is separated via the control piston 14 and delivery piston 22 from the suction port 5, which is partially open. It is arranged at a distance from the suction connection opening 5. It extends over the first working subchamber 12 and the second working subchamber 13.
  • a second claw 25 of the delivery piston 22 engages in a first claw recess 21 of the control piston 14.
  • the pressure connection opening 7 is almost completely closed by the control piston 14.
  • the feed piston 22 blocks a flow connection between the pressure connection opening 7 and the common working space.
  • the common working space phase is followed by a rotation of the control piston 14 and the delivery piston 22 in the respective direction of rotation 19 and 27 around an angular region, a dead space inclusion and dead space feedback phase.
  • a dead space is between the control piston 14 and the delivery piston 22 in a central region of the Ge housing 1 in the working chamber 2 between adjacent claws 17 and
  • the dead space is closed and then exists between the mutually adjacent and open claw recesses 21, 29. It lies between the waves.
  • the dead space inclusion and dead space feedback phase the dead space is enclosed and returned to the suction area.
  • the pressure connection opening 7 is completely closed by the control piston ben 14.
  • the suction port 5 is still partially open.
  • the control piston 14 gradually releases the pressure connection opening 7. He opens it. Gas can thus leave the working chamber 2 via the pressure connection 6.
  • the suction port 5 is still partially open. The control piston 14 and the delivery piston 22 are disengaged.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a rotary piston engine, comprising a housing (1), an intake port (4) for conducting gas into a working chamber (2), an exhaust port (6), connecting to the working chamber (2), for conducting the gas out of the working chamber (2), and a rotary piston arrangement (3) for transporting the gas from the intake port (4) to the exhaust port (6). The rotary piston arrangement (3) comprises a rotatable first rotary piston (14), arranged in a first working sub-chamber (12), said first rotary piston having at least two first claws (17) and being rotated about the first rotation axis (15), at least in regions along the first rotation axis (15). The rotary piston arrangement (3) additionally has a rotatable second rotary piston (22), which interacts with the first rotary piston (14) and is arranged in a second working sub-chamber (13).

Description

Drehkolbenmaschine Rotary lobe machine
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa tentanmeldung DE 10 2019 200 028.2 in Anspruch, deren Inhalt durch Be zugnahme hierin aufgenommen wird. The present patent application takes priority from German patent application DE 10 2019 200 028.2, the content of which is incorporated herein by reference.
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine, insbesondere eine Klau enmaschine, die beispielsweise als Verdichter, Vakuumpumpe oder Geblä se betreibbar ist. Ferner richtet sich die Erfindung auf einen Drehkolben für eine Drehkolbenmaschine. The invention relates to a rotary engine, in particular a claw machine, which can be operated, for example, as a compressor, vacuum pump or blower. Furthermore, the invention is directed to a rotary piston for a rotary piston machine.
Drehkolbenmaschinen mit zusammenwirkenden Drehkolben sind aus dem Stand der Technik durch offenkundige Vorbenutzung allgemein bekannt. Rotary lobe machines with interacting rotary lobes are generally known from the prior art through obvious prior use.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Drehkolben maschine zu schaffen. Insbesondere sollen bei dieser im Betrieb eine Über komprimierung und thermische Einflüsse reduziert sein. Außerdem soll ein verbesserter Drehkolben bereitgestellt werden, der zu einer reduzierten Überkompensation und reduzierten thermischen Einflüssen bei einer Dreh kolbenmaschine führt. The invention has for its object to provide an improved rotary machine. In particular, this should reduce over-compression and thermal influences during operation. In addition, an improved rotary piston is to be provided, which leads to reduced overcompensation and reduced thermal influences in a rotary piston machine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Hauptansprüchen 1 und 15 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung liegt in ei nem drehbaren bzw. drehantreibbaren Drehkolben, der entlang seiner Drehachse, insbesondere in einer Umfangsrichtung um die Drehachse, vor zugsweise gleichmäßig, zumindest bereichsweise in sich verdreht ist. Ins besondere sind einzelne Querschnitte des Drehkolbens zumindest be reichsweise um die Drehachse zueinander versetzt. Es ist zweckmäßig, wenn der Drehkolben zumindest bereichsweise wendelartig bzw. helixartig ist. Die Stirnseiten des jeweiligen Drehkolbens verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. This object is achieved by the features specified in the main claims 1 and 15. The essence of the invention lies in a rotatable or rotatably drivable rotary piston which is rotated along its axis of rotation, in particular in a circumferential direction about the axis of rotation, preferably uniformly, at least in regions. In particular, individual cross sections of the rotary piston are at least partially offset from one another about the axis of rotation. It is expedient if the rotary piston is helical or helical at least in some areas is. The end faces of the respective rotary lobes preferably run parallel to one another.
Eine Überkomprimierang ist so insbesondere bei der Drehkolbenmaschine im Betrieb sicher reduzierbar, da das Volumen in der Arbeitskammer der Drehkolbenmaschine im Vergleich mit einer Oberfläche des Druckan- schlusses reduziert ist. Dies führt zu einer vergleichsweise niedrigen Tem peratur des Gases in der Arbeitskammer. Das durch den Druckanschluss abgeführte Gas hat folglich ebenfalls eine vergleichsweise niedrige Tempe ratur. Eine Erwärmung bzw. thermische Belastung der Drehkolbenmaschi ne bzw. von einzelnen Teilen derselben, wie von Lager/n und/oder Wel- le/n, ist reduziert, was beispielsweise zu einem äußerst hohen erzeugbaren Vakuum der Drehkolbenmaschine führt. Die Leistungsfähigkeit der Dreh kolbenmaschine ist besonders hoch. Die Drehkolbenmaschine ist ferner im Betrieb besonders leise und effizient. Ein Saugbereich der Drehkolbenma schine ist besonders gut befüllbar. Overcompression can thus be reliably reduced, in particular in the case of the rotary lobe machine, since the volume in the working chamber of the rotary lobe machine is reduced in comparison with a surface of the pressure connection. This leads to a comparatively low temperature of the gas in the working chamber. The gas discharged through the pressure connection consequently also has a comparatively low temperature. Heating or thermal stress on the rotary piston machine or on individual parts thereof, such as bearings / n and / or shafts / n, is reduced, which leads, for example, to an extremely high vacuum which can be generated by the rotary piston machine. The performance of the rotary piston machine is particularly high. The rotary lobe machine is also particularly quiet and efficient in operation. A suction area of the rotary lobe machine is particularly easy to fill.
Das Gehäuse hat günstigerweise ein Gehäuse-Grundteil und einen mit dem Gehäuse-Grundteil in Verbindung stehenden Gehäuse-Deckel. Der Gehäu se-Deckel ist vorzugsweise mit dem Gehäuse-Grundteil lösbar verbunden. Es ist von Vorteil, wenn er als Lagerschild ausgeführt ist. The housing advantageously has a housing base part and a housing cover which is connected to the housing base part. The hous se lid is preferably detachably connected to the housing base. It is advantageous if it is designed as a bearing plate.
Es ist zweckmäßig, wenn die Arbeitskammer einen Querschnitt hat, der durch zwei sich schneidende, eine„8“ ergebende Kreise gebildet ist. It is expedient if the working chamber has a cross section which is formed by two intersecting circles which give an “8”.
Über den Sauganschluss ist Gas in die Arbeitskammer bzw. in die Arbeits- Teilkammem einführbar. Es ist von Vorteil, wenn der Sauganschluss über eine Sauganschlussöffnung in die Arbeitskammer bzw. mindestens eine der Arbeits-Teilkammem ausmündet. Die mindestens eine Sauganschlussöff nung befindet sich in einem Saugbereich der Drehkolbenmaschine. Gas can be introduced into the working chamber or into the working partial chambers via the suction connection. It is advantageous if the suction connection into the working chamber or at least one of the suction connection opening Partial work chamber empties. The at least one suction port is located in a suction area of the rotary lobe machine.
Über den Druckanschluss ist, insbesondere unter Überdruck oder Unter drück gesetztes, Gas aus der Arbeitskammer bzw. einer Arbeits- Teilkammer abführbar. Es ist von Vorteil, wenn der Druckanschluss über mindestens eine Druckanschlussöffnung an die Arbeitskammer bzw. min destens eine der Arbeits-Teilkammem, insbesondere die erste Arbeits- Teilkammer, angeschlossen ist. Die mindestens eine Dmckanschlussöff- nung befindet sich in einem Dmckbereich der Drehkolbenmaschine. Gas can be removed from the working chamber or a working sub-chamber, in particular under excess pressure or under pressure. It is advantageous if the pressure connection is connected to the working chamber or at least one of the working partial chambers, in particular the first working partial chamber, via at least one pressure connection opening. The at least one pressure connection opening is located in a pressure area of the rotary lobe machine.
Jede Arbeits-Teilkammer ist vorzugsweise durch eine Arbeitskammerwand des Gehäuses räumlich nach außen begrenzt, die innenseitig zumindest be reichsweise kreisbogenförmig verläuft. Die Arbeits-Teilräume grenzen an einander an. Die Drehkolben streichen im Betrieb an der Arbeitskammer wand innen zeitweise entlang. Each working sub-chamber is preferably spatially delimited by a working chamber wall of the housing, which extends at least on the inside in a circular arc. The working sub-rooms are adjacent to each other. The rotary pistons occasionally run along the inside of the working chamber.
Es ist von Vorteil, wenn die Drehkolben berührungsfrei arbeiten. Sie sind bevorzugt unterschiedlich ausgeführt und aneinander angepasst. Im Betrieb rotieren sie vorzugsweise gegensinnig zueinander und kämmen dann güns tigerweise zumindest zeitweise miteinander. Es ist zweckmäßig, wenn der erste und/oder zweite Drehkolben in Abhängigkeit der jeweiligen Drehpo sition mit seinen Klauen den Sauganschluss und/oder Druckanschluss, ins besondere stimseitig, zumindest zeitweise steuert bzw. beeinflusst, insbe sondere verschließt bzw. freigibt. Jeder Drehkolben steht bevorzugt in montiertem Zustand mit einer Welle in drehfester Verbindung. It is advantageous if the rotary lobes work without contact. They are preferably designed differently and matched to one another. In operation, they preferably rotate in opposite directions to one another and then comb with one another at least temporarily. It is expedient if the first and / or second rotary piston with its claws, depending on the respective rotary position, controls or influences the suction connection and / or pressure connection, in particular at the end, at least temporarily, in particular closes or releases them. Each rotary lobe is preferably in the assembled state with a shaft in a rotationally fixed connection.
Die Drehkolben sind durch mindestens einen Drehantrieb drehantreibbar. Günstigerweise sind diese im Betrieb synchronisiert, insbesondere mittels eines Synchronisationsgetriebes, das beispielsweise ein mechanisches, hyd raulisches oder elektrisches Getriebe ist. Die Drehachsen der Drehkolben verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Es ist zweckmäßig, wenn sie seitlich zueinander versetzt sind. The rotary pistons can be driven in rotation by at least one rotary drive. Conveniently, these are synchronized during operation, especially by means of a synchronization gear, which is for example a mechanical, hyd raulisches or electrical gear. The axes of rotation of the rotary pistons preferably run parallel to one another. It is useful if they are laterally offset from one another.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen angegeben. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the claims at under.
Gemäß dem Unteranspruch 2 sind die ersten Stirnseiten des ersten Dreh kolbens bereichsweise um die erste Drehachse zueinander versetzt. Es ist zweckmäßig, wenn sich die erste Seiten wandung zwischen zueinander ver drehten, ersten Bereichen der ersten Stirnseiten zumindest bereichsweise gerade und/oder gekrümmt erstreckt. Es ist zweckmäßig, wenn die ersten Klauenausnehmungen von dem Sauganschluss in Richtung auf den Druck anschluss eine im Wesentlichen gleichbleibende Größe haben. Alternativ ändert sich deren Größe von dem Sauganschluss in Richtung auf den Druckanschluss. Sie können größer oder kleiner werden. According to dependent claim 2, the first end faces of the first rotary piston are offset from one another in regions around the first axis of rotation. It is expedient if the first side wall extends, at least in regions, straight and / or curved between first regions of the first end faces rotated relative to one another. It is expedient if the first claw recesses have a substantially constant size from the suction connection in the direction of the pressure connection. Alternatively, their size changes from the suction connection towards the pressure connection. They can get bigger or smaller.
Die erste Seitenwandung ändert gemäß dem Unteranspruch 4 zumindest bereichsweise ihren Abstand längs der ersten Drehachse bei den ersten Klauen. The first side wall changes its distance along the first axis of rotation in the first claws, at least in some areas.
Gemäß dem Unteranspruch 5 sind die ersten Klauen an ihrer jeweiligen vorauseilenden Seite zumindest bereichsweise um die erste Drehachse in sich verdreht. According to dependent claim 5, the first claws are at least partially twisted on their respective leading side about the first axis of rotation.
Die ersten Klauen sind gemäß dem Unteranspruch 6 günstigerweise zu mindest bereichsweise an ihrer jeweiligen nacheilenden Seite um die erste Drehachse in sich verdreht. Gemäß dem Unteransprach 7 hat der erste Drehkolben an den ersten Klau en ausgebildete, unverdrehte Bereiche, die vorzugsweise beabstandet zuei nander angeordnet sind. Längs der ersten Drehachse erstreckt sich dort die erste Seitenwandung im Wesentlichen parallel zu der ersten Drehachse.According to dependent claim 6, the first claws are advantageously twisted at least in regions on their respective trailing side about the first axis of rotation. According to subclaim 7, the first rotary piston has non-rotated regions formed on the first claws, which are preferably arranged at a distance from one another. The first side wall extends along the first axis of rotation essentially parallel to the first axis of rotation.
Die ersten Klauen-Dichtbereiche streichen im Betrieb der Drehkolbenma schine zeitweise an dem Gehäuse entlang. The first claw sealing areas temporarily run along the housing during operation of the rotary lobe machine.
Der zweite Drehkolben ist gemäß dem Unteransprach 9 günstigerweise an den ersten Drehkolben zur Wechselwirkung mit diesem angepasst. The second rotary piston is advantageously adapted to interact with the first rotary piston according to subclaim 9.
Gemäß dem Unteransprach 11 ist der erste Drehkolben vorzugsweise in einer ersten Verdrehrichtung um die erste Drehachse verdreht, während der zweite Drehkolben bevorzugt in einer zu der ersten Verdrehrichtung ge- gensinnigen, zweiten Verdrehrichtung um die zweite Drehachse verdreht ist. According to subclaim 11, the first rotary piston is preferably rotated about the first axis of rotation in a first direction of rotation, while the second rotary piston is preferably rotated about the second axis of rotation in a second direction of rotation counter to the first direction of rotation.
Die Ausgestaltung gemäß den Unteransprüchen 12 bis 14 führt zu einer besonders effizienten bzw. wirtschaftlichen Drehkolbenmaschine. Ein Saugbereich der Drehkolbenmaschine ist so besonders gut füllbar. The configuration according to subclaims 12 to 14 leads to a particularly efficient or economical rotary piston machine. A suction area of the rotary lobe machine is particularly easy to fill.
Gemäß dem Unteransprach 14 sind die Sauganschlussöffnung und die Drackanschlussöffnung seitlich versetzt in einer Arbeitskammer bzw. senkrecht versetzt zu einer Normalen einer Endwand bzw. Stirnwand des Gehäuses angeordnet. Sie sind vorzugsweise auch in Richtung der Norma len versetzt zueinander in dem Gehäuse angeordnet. According to subclaim 14, the suction connection opening and the drain connection opening are arranged laterally offset in a working chamber or offset perpendicular to a normal to an end wall or end wall of the housing. They are preferably also offset from one another in the housing in the direction of the standards.
Zweite Stirnseiten des zweiten Drehkolbens sind bevorzugt zumindest be reichsweise um einen zweiten Verdrehwinkel zwischen 0,5° und 15°, be- vorzugt zwischen 1° und 8°, bevorzugt zwischen 2° und 6°, um die zweite Drehachse zueinander verdreht. Second end faces of the second rotary piston are preferably at least partially by a second angle of rotation between 0.5 ° and 15 °, preferably rotated between 1 ° and 8 °, preferably between 2 ° and 6 °, about the second axis of rotation.
Ein Abstand der zweiten Seitenwandung längs der zweiten Drehachse zu der zweiten Drehachse verändert sich zumindest bereichsweise bei den zweiten Klauen. A distance of the second side wall along the second axis of rotation to the second axis of rotation changes at least in some areas in the case of the second claws.
Die zweiten Klauen sind zumindest bereichsweise längs der zweiten Dreh achse um die zweite Drehachse verdreht. The second claws are rotated at least in regions along the second axis of rotation about the second axis of rotation.
Die zweiten Klauen sind zumindest bevorzugt bereichsweise längs der zweiten Drehachse benachbart zu der durch diese räumlich begrenzten, zweiten Klauenausnehmung um die zweite Drehachse verdreht. The second claws are at least preferably rotated in regions along the second axis of rotation adjacent to the second claw recess which is spatially delimited by them.
Der zweite Drehkolben ist zumindest bereichsweise längs der zweiten Drehachse benachbart zu den zweiten Klauenausnehmungen in nacheilen den Bereichen der zweiten Klauen um die zweite Drehachse verdreht. The second rotary piston is rotated at least in regions along the second axis of rotation adjacent to the second claw recesses in lagging regions of the second claws about the second axis of rotation.
Der zweite Drehkolben ist längs der zweiten Drehachse in seitlich äußeren, benachbart zu zweiten Klauenspitzen angeordneten, zweiten Klauen- Dichtbereichen der zweiten Seitenwandung um die zweite Drehachse zu mindest bereichsweise unverdreht. The second rotary piston is at least partially untwisted about the second axis of rotation along the second axis of rotation in laterally outer, second claw sealing areas arranged adjacent to second claw tips.
Die Ausgestaltungen gemäß den Unteransprüchen 2 bis 11 betreffen auch bevorzugte Weiterbildungen des Drehkolbens gemäß dem Hauptansprach 15. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung eine bevorzugte Ausführung sform der Erfindung beispielhaft beschrieben. Da bei zeigen: Fig. 1 eine Explosionsansicht, die die wesentlichen Teile einer er findungsgemäßen Drehkolbenmaschine veranschaulicht, The configurations according to subclaims 2 to 11 also relate to preferred developments of the rotary piston according to main claim 15. A preferred embodiment of the invention is described by way of example below with reference to the accompanying drawing. 1 shows an exploded view which illustrates the essential parts of a rotary lobe machine according to the invention,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Drehkolbenmaschine in zusammenge setztem Zustand, wobei der Gehäuse-Deckel abgenommen ist, 2 shows the rotary lobe machine shown in FIG. 1 in the assembled state, the housing cover being removed,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Steuerkolben der in Fig. 1 gezeigten Drehkolbenmaschine von einer ersten Seite aus, 3 shows a top view of a control piston according to the invention of the rotary piston machine shown in FIG. 1 from a first side,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Rohling zur Bildung des in Fig. 3 gezeigten Steuerkolbens, 4 shows a plan view of a blank for forming the control piston shown in FIG. 3,
Fig. 5, 6 perspektivische Ansichten des in Fig. 3 gezeigten Steuerkol bens, 5, 6 perspective views of the control piston shown in Fig. 3,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Förderkolben der in Fig. 1 gezeigten Drehkolbenmaschine von einer ersten Seite aus, 7 shows a top view of a delivery piston according to the invention of the rotary piston machine shown in FIG. 1 from a first side,
Fig. 8 eine Draufsicht auf den in Fig. 7 gezeigten Förderkolben von einer gegenüberliegenden zweiten Seite aus, und Fig. 9, 10 perspektivische Ansichten des in Fig. 7 gezeigten Förderkol bens. Fig. 8 is a plan view of the delivery piston shown in Fig. 7 from an opposite second side, and Fig. 9, 10 perspective views of the Förderkol shown in Fig. 7.
Eine in den Fig. 1, 2 dargestellte Drehkolbenmaschine umfasst ein Gehäuse 1, das eine Arbeitskammer 2 räumlich begrenzt. In der Arbeitskammer 2 ist eine betätigbare Drehkolbenanordnung 3 angeordnet. Die Drehkolbenma schine hat außerdem einen Sauganschluss 4, der über eine Sauganschluss öffnung 5 in die Arbeitskammer 2 ausmündet. Ferner weist die Drehkol benmaschine einen zu dem Sauganschluss 4 beabstandet angeordneten Drackanschluss 6 auf, der über eine Drackanschlussöffnung 7 in die Ar beitskammer 2 ausmündet. 1, 2 comprises a housing 1 which spatially delimits a working chamber 2. An actuatable rotary piston arrangement 3 is arranged in the working chamber 2. The Drehkolbenma machine also has a suction port 4, which opens into the working chamber 2 via a suction port 5. Furthermore, the rotary piston machine has a drain connection 6 which is arranged at a distance from the suction connection 4 and which opens into the working chamber 2 via a drain connection opening 7 in the working space.
Das Gehäuse 1 ist zweiteilig. Es umfasst ein Gehäuse-Grandteil 8 und ei nen Gehäuse-Deckel 9, der in zusammengesetztem Zustand des Gehäuses 1 mit dem Gehäuse-Grandteil 8 verschraubt ist. Sie begrenzen zusammen die Arbeitskammer 2. The housing 1 is in two parts. It comprises a housing main part 8 and a housing cover 9 which is screwed to the housing main part 8 in the assembled state of the housing 1. Together they limit the working chamber 2.
Das Gehäuse-Grandteil 8 begrenzt die Arbeitskammer 2 nach seitlich au ßen mit einer umlaufenden Arbeitskammerwandung 10 und stimseitig mit einer Endwand 1 L In der Endwand 11 ist die Sauganschlussöffnung 5 aus gebildet. Der Sauganschluss 4 ist in dem Gehäuse-Grandteil 8 angeordnet. The main housing part 8 limits the working chamber 2 to the side on the outside with a circumferential working chamber wall 10 and at the end with an end wall 1 L. In the end wall 11, the suction connection opening 5 is formed. The suction connection 4 is arranged in the main housing part 8.
Der Gehäuse-Deckel 9 begrenzt die Arbeitskammer 2 ebenfalls stimseitig. Er erstreckt sich in montiertem Zustand beabstandet zu der Endwand 11 bzw. im Wesentlichen parallel zu dieser. The housing cover 9 also delimits the working chamber 2 on the end side. In the assembled state, it extends at a distance from the end wall 11 or essentially parallel to it.
Die Arbeitskammer 2 weist eine erste Arbeits-Teilkammer 12 und eine zweite Arbeits-Teilkammer 13 auf, die im Wesentlichen identisch ausge- bildet sind. Die Arbeits-Teilkammem 12, 13 sind nebeneinander angeord net und grenzen aneinander an. The working chamber 2 has a first working sub-chamber 12 and a second working sub-chamber 13, which are essentially identical. forms are. The working part chambers 12, 13 are arranged side by side and adjoin each other.
In der ersten Arbeits-Teilkammer 12 ist ein Steuerkolben 14 der Drehkol benanordnung 3 angeordnet. Der Steuerkolben 14 ist auf einer ersten Welle (nicht dargestellt) drehfest angeordnet, die in dem Gehäuse-Grandteil 8 und Gehäuse-Deckel 9 um eine erste Drehachse 15 bzw. Längsmittelachse drehbar bzw. drehantreibbar gelagert ist. Der Steuerkolben 14 hat dafür eine zentrale Öffnung, die in montiertem Zustand von der ersten Welle durchsetzt ist. Alternativ sind der Steuerkolben 14 und die erste Welle ein stückig miteinander verbunden. Sie sind dann beispielsweise aus dem Vol len gefertigt. Der Steuerkolben 14 ist vorzugsweise durch Bearbeiten eines Steuerkolben-Rohlings gefertigt, der in Fig. 4 dargestellt ist. Die Endwand 11 erstreckt sich senkrecht zu der ersten Drehachse 15. In the first working sub-chamber 12, a control piston 14 of the rotary piston 3 is arranged. The control piston 14 is arranged on a first shaft (not shown) in a rotationally fixed manner, which is mounted in the housing main part 8 and housing cover 9 so as to be rotatable or rotatably drivable about a first axis of rotation 15 or longitudinal center axis. For this purpose, the control piston 14 has a central opening which is penetrated by the first shaft in the assembled state. Alternatively, the control piston 14 and the first shaft are connected to one another in one piece. They are then made, for example, from the vol len. The control piston 14 is preferably manufactured by machining a control piston blank, which is shown in FIG. 4. The end wall 11 extends perpendicular to the first axis of rotation 15.
Der Steuerkolben 14 bzw. dessen Kontur ist in jeweiligen Querschnitten bzw. Ebenen des Steuerkolbens 14 bezüglich der ersten Drehachse 15 punktsymmetrisch. The control piston 14 or its contour is point-symmetrical in the respective cross sections or planes of the control piston 14 with respect to the first axis of rotation 15.
Der Steuerkolben 14 hat zwei einander gegenüberliegende erste Klauen 17 bzw. Konturenkörper, die von einem zentralen ersten Grandkörper 18 bzw. Bereich des Steuerkolbens 14 vorspringen und im Betrieb in einer ersten Drehrichtung 19 vorauseilend sind. Jede erste Klaue 17 begrenzt mit ihrer in der ersten Drehrichtung 19 des Steuerkolbens 14 um die erste Drehachse 15 vorauseilenden ersten Bereich 20 eine erste Klauenausnehmung 21 des Steuerkolbens 14. Die ersten Klauenausnehmungen 21 sind bezüglich der ersten Drehachse 15 nach radial außen offen. Sie sind durch die ersten Klauen 17 entgegen der ersten Drehrichtung 19 und auch teilweise nach radial außen räumlich begrenzt. Die ersten Klauen 17 sind derart dimensio- niert bzw. geformt, dass sie im Betrieb bei Rotation in der ersten Drehrich tung 19 zeitweise innenseitig dicht entlang des Gehäuse-Grandteils 8 strei chen. Der Steuerkolben 14 ist vorzugsweise einstückig. The control piston 14 has two mutually opposite first claws 17 or contour bodies, which project from a central first grand body 18 or region of the control piston 14 and lead in operation in a first direction of rotation 19. Each first claw 17, with its first region 20 leading in the first direction of rotation 19 of the control piston 14 about the first axis of rotation 15, delimits a first claw recess 21 of the control piston 14. The first claw recesses 21 are open radially outward with respect to the first axis of rotation 15. They are spatially limited by the first claws 17 against the first direction of rotation 19 and also partially radially outward. The first claws 17 are so dimensionally niert or shaped that when operating in rotation in the first direction of rotation 19 intermittently on the inside along the housing large part 8 chen. The control piston 14 is preferably in one piece.
Der Steuerkolben 14 hat zwei einander gegenüberliegende erste Stirnseiten 30. Die ersten Stirnseiten 30 erstrecken sich senkrecht bzw. im Wesentli chen senkrecht zu der ersten Drehachse 15. Eine erste Stirnseite 30 des Steuerkolbens 14 ist der Endwand 11 zugewandt, während die andere erste Stirnseite 30 des Steuerkolbens 14 dem Gehäuse-Deckel 9 zugewandt ist. Zwischen den ersten Stirnseiten 30 verläuft eine erste Seitenwandung 31 des Steuerkolbens 14, die umlaufend und im Wesentlichen einer Innenseite der Arbeitskammerwandung 10 zugewandt ist. Die ersten Stirnseiten 30 haben im Wesentlichen eine identische erste Kontur. The control piston 14 has two mutually opposite first end faces 30. The first end faces 30 extend perpendicularly or substantially perpendicularly to the first axis of rotation 15. A first end face 30 of the control piston 14 faces the end wall 11, while the other first end face 30 of the Control piston 14 faces the housing cover 9. A first side wall 31 of the control piston 14 runs between the first end faces 30, said wall facing all the way and essentially facing an inside of the working chamber wall 10. The first end faces 30 essentially have an identical first contour.
Jede erste Klaue 17 hat eine vorauseilende freie erste Klauenspitze 32. Jede erste Klaue 17 weist außerdem einen ersten Klauen-Dichtbereich 33 auf, der sich an die jeweilige erste Klauenspitze 32 außen anschließt. Each first claw 17 has a leading first claw tip 32 leading ahead. Each first claw 17 also has a first claw sealing region 33 which adjoins the respective first claw tip 32 on the outside.
Jede erste Klaue 17 ist mit Ausnahme der beiden Klauen-Dichtbereiche 33 um die erste Drehachse 15 längs derselben in sich um einen Verdrehwinkel vi verdreht, der je nach gewünschter Leistung sänderang der Drehkolben maschine vorzugsweise zwischen 2° und 6° hegt. Dort sind die ersten Stirnseiten 30 um die erste Drehachse 15 zueinander versetzt. Die dem Ge- häuse-Grandteil 8 zugewandte erste Stirnseite 30 ist im Vergleich mit der dem Gehäuse-Deckel 9 zugewandten ersten Stirnseite 30 in der ersten Drehrichtung 19 vorauseilend bzw. führend. In den Klauen-Dichtbereichen 33 hegen die ersten Stirnseiten 30 direkt übereinander. Sie sind um die ers te Drehachse 15 unversetzt zueinander angeordnet. Der Steuerkolben 14 hat in Richtung der ersten Drehachse 15 eine axiale Dicke, die zwischen 20 % und 60 %, bevorzugt zwischen 30 % und 50 %, des Abstands der ersten Klauenspitzen 32 zueinander liegt. Die mögliche Verdrehung und axiale Dicke des Steuerkolbens 14 hängen vorzugsweise über die gewählte Kontur der ersten Klauen 17 zusammen, insbesondere über den Bereich des konstanten Durchmessers der ersten Klauen 17, der am Gehäuse 1 abdichtet. With the exception of the two claw sealing areas 33, each first claw 17 is rotated about the first axis of rotation 15 along the same at an angle of rotation vi which, depending on the desired output, preferably holds the rotary piston machine between 2 ° and 6 °. There, the first end faces 30 are offset from one another about the first axis of rotation 15. The first end face 30 facing the main housing part 8 leads or leads in the first direction of rotation 19 in comparison with the first end face 30 facing the housing cover 9. In the claw sealing areas 33, the first end faces 30 are directly one above the other. They are arranged offset from one another about the first axis of rotation 15. The control piston 14 has an axial thickness in the direction of the first axis of rotation 15, which is between 20% and 60%, preferably between 30% and 50%, of the distance of the first claw tips 32 from one another. The possible rotation and axial thickness of the control piston 14 are preferably related to the selected contour of the first claws 17, in particular to the range of the constant diameter of the first claws 17, which seals on the housing 1.
In der zweiten Arbeits-Teilkammer 13 ist ein Förderkolben 22 der Dreh kolbenanordnung 3 angeordnet. Der Förderkolben 22 ist auf einer zweiten Welle (nicht dargestellt) drehfest angeordnet, die in dem Gehäuse- Grundteil 8 und Gehäuse-Deckel 9 um eine zweite Drehachse 23 bzw. Längsmittelachse drehbar bzw. drehantreibbar gelagert ist. Dafür hat der Förderkolben 22 eine zentrale Öffnung, die von der zweiten Welle durch setzt ist. Alternativ sind der Förderkolben 22 und die zweite Welle einstü ckig miteinander verbunden. Sie sind dann beispielsweise aus dem Vollen gefertigt. Der Förderkolben 22 ist vorzugsweise durch Bearbeiten eines Förderkolben-Rohlings gefertigt. In the second working sub-chamber 13, a delivery piston 22 of the rotary piston assembly 3 is arranged. The delivery plunger 22 is arranged in a rotationally fixed manner on a second shaft (not shown) which is mounted in the housing base part 8 and housing cover 9 so as to be rotatable or rotatably drivable about a second axis of rotation 23 or the longitudinal center axis. For this purpose, the delivery piston 22 has a central opening which is penetrated by the second shaft. Alternatively, the delivery piston 22 and the second shaft are connected to one another in one piece. For example, they are made from solid material. The delivery piston 22 is preferably manufactured by machining a delivery piston blank.
Die Wellen verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Sie sind in dem Gehäuse 1 beidseitig gelagert und stehen bevorzugt über ein mechanisches Synchronisationsgetriebe miteinander in Antriebsverbindung. Alternativ findet beispielsweise ein elektrisches Synchronisationsgetriebe mit zwei aufeinander abgestimmten, separaten elektrischen Antrieben Anwendung. Es ist zweckmäßig, wenn die erste Welle mit einem Antrieb in Antriebs verbindung steht. Der Förderkolben 22 bzw. dessen Kontur ist in jeweiligen Querschnitten bzw. Ebenen des Förderkolbens 22 bezüglich der zweiten Drehachse 23 punktsymmetrisch. The waves preferably run parallel to one another. They are mounted on both sides in the housing 1 and are preferably in drive connection with one another via a mechanical synchronization gear. Alternatively, for example, an electrical synchronization gear with two coordinated, separate electrical drives is used. It is useful if the first shaft is connected to a drive in the drive. The delivery piston 22 or its contour is point-symmetrical in the respective cross sections or planes of the delivery piston 22 with respect to the second axis of rotation 23.
Der Förderkolben 22 hat zwei einander gegenüberliegende zweite Klauen 25 bzw. Konturenkörper, die von einem zentralen zweiten Grundkörper 26 bzw. Bereich des Förderkolbens 22 vorspringen und im Betrieb in einer zweiten Drehrichtung 27 des Förderkolbens 22 nacheilend sind. Jede zwei te Klaue 25 begrenzt mit ihrer in der zweiten Drehrichtung 27 des Förder kolbens 22 um die zweite Drehachse 23 vorauseilenden zweiten Bereich 28 eine zweite Klauenausnehmung 29. Die zweiten Klauenausnehmungen 29 sind bezüglich der zweiten Drehachse 23 nach radial außen offen. Sie sind durch die zweiten Klauen 25 entgegen der zweiten Drehrichtung 27 des Förderkolbens 22 und auch teilweise nach radial außen räumlich begrenzt. Die zweiten Klauen 25 sind derart dimensioniert bzw. geformt, dass sie im Betrieb bei Rotation in der zweiten Drehrichtung 23 zeitweise innenseitig dicht entlang des Gehäuse-Grundteils 8 streichen. Der Förderkolben 22 ist vorzugsweise einstückig. The delivery piston 22 has two mutually opposite second claws 25 or contour bodies which project from a central second base body 26 or region of the delivery piston 22 and lag in operation in a second direction of rotation 27 of the delivery piston 22. Every second claw 25 limits with its second region 28 leading in the second direction of rotation 27 of the delivery piston 22 about the second axis of rotation 23 a second claw recess 29. The second claw recesses 29 are open radially outward with respect to the second axis of rotation 23. They are spatially limited by the second claws 25 against the second direction of rotation 27 of the delivery piston 22 and also partially radially outward. The second claws 25 are dimensioned or shaped in such a way that, when they are rotating in the second direction of rotation 23, they occasionally sweep closely along the inside of the housing base part 8. The delivery piston 22 is preferably in one piece.
Der Förderkolben 22 hat zwei einander gegenüberliegende zweite Stirnsei ten 34. Die zweiten Stirnseiten 34 erstrecken sich senkrecht bzw. im We sentlichen senkrecht zu der zweiten Drehachse 23. Eine zweite Stirnseite 34 ist der Endwand 11 zugewandt, während die andere zweite Stirnseite 34 dem Gehäuse-Deckel 9 zugewandt ist. Zwischen den zweiten Stirnseiten 34 verläuft eine zweite Seitenwandung 35, die umlaufend und im Wesent lichen einer Innenseite der Arbeitskammerwandung 10 zugewandt ist. Die zweiten Stirnseiten 34 haben im Wesentlichen eine identische zweite Kon tur. Jede zweite Klaue 25 hat eine nacheilende freie zweite Klauenspitze 36. Jede zweite Klaue 25 weist außerdem einen zweiten Klauen-Dichtbereich 37 auf, der sich an die jeweilige zweite Klauenspitze 36 außen anschließt. The delivery piston 22 has two opposing second end faces 34. The second end faces 34 extend perpendicularly or essentially perpendicular to the second axis of rotation 23. A second end face 34 faces the end wall 11, while the other second end face 34 faces the housing. Cover 9 is facing. Between the second end faces 34 runs a second side wall 35 which is circumferential and essentially facing an inner side of the working chamber wall 10. The second end faces 34 essentially have an identical second contour. Every second claw 25 has a trailing free second claw tip 36. Each second claw 25 also has a second claw sealing area 37 which adjoins the respective second claw tip 36 on the outside.
Die zweiten Klauen 25 sind mit Ausnahme der beiden zweiten Klauen- Dichtbereiche 37 um die zweite Drehachse 23 längs derselben in sich um einen Verdrehwinkel V2 verdreht, der je nach gewünschter Leistungsände rung der Drehkolbenmaschine vorzugsweise zwischen 2° und 6° liegt. Dort sind die zweiten Stirnseiten 34 um die zweite Drehachse 23 zueinander versetzt. Die dem Gehäuse-Deckel 9 zugewandte zweite Stirnseite 34 ist im Vergleich mit der dem Gehäuse-Grundteil 8 zugewandten zweiten Stirnsei te 34 in der zweiten Drehrichtung 27 nacheilend. With the exception of the two second claw sealing regions 37, the second claws 25 are rotated about the second axis of rotation 23 along the same by an angle of rotation V2 which, depending on the desired power change of the rotary piston machine, is preferably between 2 ° and 6 °. There, the second end faces 34 are offset from one another about the second axis of rotation 23. The second end face 34 facing the housing cover 9 is lagging in the second direction of rotation 27 in comparison with the second end face 34 facing the housing base part 8.
In den zweiten Klauen-Dichtbereichen 37 liegen die zweiten Stirnseiten 34 direkt übereinander. Sie sind um die zweite Drehachse 23 unversetzt zuei nander angeordnet. In the second claw sealing regions 37, the second end faces 34 lie directly one above the other. They are arranged about the second axis of rotation 23 without staggering.
Der Förderkolben 22 hat in Richtung der zweiten Drehachse 23 eine axiale Dicke, die zwischen 20 % und 60 %, bevorzugt zwischen 30 % und 50 %, des Abstands der zweiten Klauenspitzen 36 zueinander liegt. Die mögliche Verdrehung und axiale Dicke des Förderkolbens 22 hängen vorzugsweise über die gewählte Kontur der zweiten Klauen 25 zusammen, insbesondere über den Bereich des konstanten Durchmessers der zweiten Klauen 25, der am Gehäuse 1 abdichtet. The delivery piston 22 has an axial thickness in the direction of the second axis of rotation 23, which is between 20% and 60%, preferably between 30% and 50%, of the distance between the second claw tips 36. The possible rotation and axial thickness of the delivery piston 22 are preferably related to the selected contour of the second claws 25, in particular to the range of the constant diameter of the second claws 25, which seals on the housing 1.
Über die Sauganschlussöffnung 5 mündet der Sauganschluss 4 exzentisch in die erste Arbeits-Teilkammer 12 als auch in die zweite Arbeits- Teilkammer 13 aus. Hauptsächlich befindet sich die Sauganschlussöffnung 5 in der zweiten Arbeits-Teilkammer 13. Der Druckanschluss 6 ist bei dieser dargestellten Ausführungsform in dem Gehäuse-Deckel 9 angeordnet. Über die Drackanschlussöffnung 7 mündet der Druckanschluss 6 exzentrisch in die erste Arbeits-Teilkammer 12 aus. Der Sauganschluss 4 und Druckanschluss 6 können auch getauscht ange ordnet sein. Der Sauganschluss 4 und der Druckanschluss 6 sind in einan der gegenüberliegenden Endwänden 11 des Gehäuses 1 angeordnet. Via the suction connection opening 5, the suction connection 4 opens eccentrically into the first working sub-chamber 12 and also into the second working sub-chamber 13. The suction connection opening 5 is mainly located in the second working sub-chamber 13. In this embodiment shown, the pressure connection 6 is arranged in the housing cover 9. The pressure connection 6 opens out eccentrically into the first working sub-chamber 12 via the drain connection opening 7. The suction port 4 and pressure port 6 can also be exchanged. The suction port 4 and the pressure port 6 are arranged in one on the opposite end walls 11 of the housing 1.
Nachfolgend wird der Betrieb der Drehkolbenmaschine beschrieben. Die erste Welle wird mit dem Steuerkolben 14 um die erste Drehachse 15 in der ersten Drehrichtung 19 mittels des Antriebs in Rotation versetzt. Über die zwischen den Wellen wirksame Synchronisation wird auch die zweite Welle mit dem Förderkolben 22 entsprechend gegensinnig in Rotation ver setzt. Die Wellen und damit auch der Steuerkolben 14 sowie Förderkolben 22 sind gegensinnig drehangetrieben. Der Steuerkolben 14 und der Förder kolben 22 wirken zusammen und stehen zeitweise miteinander in kämmen dem Eingriff. The operation of the rotary lobe machine is described below. The first shaft is set in rotation with the control piston 14 about the first axis of rotation 15 in the first direction of rotation 19 by means of the drive. About the effective synchronization between the shafts, the second shaft with the delivery piston 22 is set in rotation in opposite directions accordingly. The shafts and thus also the control piston 14 and delivery piston 22 are driven in opposite directions. The control piston 14 and the delivery piston 22 cooperate and are intermeshed at times with each other.
Bei einem Ansaugzyklus der Drehkolbenmaschine, was in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Sauganschlussöffnung 5 durch den Steuerkolben 14 und den Förderkolben 22 nur teilweise verschlossen. Sie ist umgekehrt teilweise offen. Gas kann somit über den Sauganschluss 4 in die erste Arbeits- Teilkammer 12 und zweite Arbeits-Teilkammer 13 einströmen. Eine erste Klaue 17 des Steuerkolbens 14 greift in eine zweite Klauenaus nehmung 29 des Förderkolbens 22. Der Steuerkolben 14 und der Förder kolben 22 begrenzen zusammen mit dem Gehäuse 1 in der Arbeitskammer 2 einen Ansaug- bzw. Einlassraum, der sich an die Sauganschlussöffnung 5 beidseits anschließt und sich in die erste und zweite Arbeits-Teilkammer 12 bzw. 13 erstreckt. Der Ansaug- bzw. Einlassraum vergrößert sich wäh rend des Ansaugzyklus durch Drehung des Steuerkolbens 14 und des För derkolbens 22. Er ist geschlossen. In an intake cycle of the rotary piston machine, which is shown in FIG. 2, the suction connection opening 5 is only partially closed by the control piston 14 and the delivery piston 22. Conversely, it is partially open. Gas can thus flow into the first working sub-chamber 12 and the second working sub-chamber 13 via the suction connection 4. A first claw 17 of the control piston 14 engages in a second claw recess 29 of the delivery piston 22. The control piston 14 and the delivery piston 22, together with the housing 1 in the working chamber 2, delimit a suction or inlet space which is connected to the suction connection opening 5 on both sides connects and into the first and second working sub-chamber 12 or 13 extends. The intake or inlet space increases during the intake cycle by rotating the control piston 14 and the För derkolbens 22. It is closed.
In einem Arbeitsraum der Drehkolbenmaschine herrscht aufgrund der durch die Drehung des Förderkolbens 22 herbeigeführten Kinematik des Gases ein statischer Unterdrück in Bezug auf den atmosphärischen Druck. Because of the kinematics of the gas caused by the rotation of the delivery piston 22, there is a static suppression in relation to the atmospheric pressure in a working space of the rotary piston machine.
Ein Entspanmmgs-/Belüftungsraum der Drehkolbenmaschine erstreckt sich in der ersten Arbeits-Teilkammer 12 und der zweiten Arbeits-Teilkammer 13. Er ist von dem Ansaug- bzw. Einlassraum und dem Arbeitsraum räum lich begrenzt. Der Entspanmmgs-/Belüftungsraum ist durch den Steuerkol ben 14 und den Förderkolben 22 sowie das Gehäuse 1 räumlich begrenzt. Der Entspanmmgs-/Belüftungsraum steht in Abhängigkeit von einem ange fahrenen Betriebspunkt unter Überdruck oder Unterdrück in Bezug auf den atmosphärischen Druck. A relaxation / ventilation space of the rotary piston machine extends in the first working sub-chamber 12 and the second working sub-chamber 13. It is spatially delimited by the suction or inlet space and the working space. The expansion / ventilation space is limited by the control piston ben 14 and the delivery piston 22 and the housing 1. The expansion / ventilation room is dependent on an approached operating point under overpressure or underpressure in relation to the atmospheric pressure.
An den Ansaugzyklus schließt sich ein nahezu isochorer Transportzyklus zum (isochoren) Transportieren des angesaugten, in dem Ansaugraum ein geschlossenen Gases an. Der Ansaugraum bzw. das dort eingeschlossene Gas wurde durch Drehung des Steuerkolbens 14 und des Förderkolbens 22 in der jeweiligen Drehrichtung 19 bzw. 27 um einen angularen Bereich in/auf zwei separate, voneinander getrennte Transporträume aufgeteilt, die einander abgewandt und durch das Gehäuse 1 und den Steuerkolben 14 bzw. den Förderkolben 22 räumlich begrenzt sind. Jeder erste und zweite Transportraum ist in der jeweiligen Arbeits-Teilkammer 12, 13 angeordnet und abgeschlossen. Die Transporträume bzw. das dort eingeschlossene Gas werden/wird isochor verschoben. Der Steuerkolben 14 und der Förderkol ben 22 stehen außer Eingriff. Insbesondere stehen die Klauen 17, 25 und die Klauenausnehmungen 21, 29 des Steuerkolbens 14 und des Förderkol bens 22 außer Eingriff. Der zweite Transportraum entspricht im Wesentli chen dem Arbeitsraum. The suction cycle is followed by an almost isochoric transport cycle for (isochorically) transporting the gas that is sucked in and is closed in the suction space. The suction space or the gas enclosed there was divided by rotating the control piston 14 and the delivery piston 22 in the respective direction of rotation 19 and 27 around an angular region into / into two separate, separate transport spaces, which face away from one another and through the housing 1 and the control piston 14 and the delivery piston 22 are spatially limited. Each first and second transport space is arranged and closed in the respective working subchamber 12, 13. The transport spaces or the gas enclosed there are / will be moved isochorically. The control piston 14 and the Förderkol ben 22 are disengaged. In particular, the claws 17, 25 and the claw recesses 21, 29 of the control piston 14 and the Förderkol bens 22 out of engagement. The second transport space essentially corresponds to the work space.
Die Druckanschlussöffnung 7 ist dann größtenteils offen. Der Steuerkolben 14 öffnet die Druckanschlussöffnung 7. Der Entspannungs- /Belüftungsraum hat sich verkleinert. The pressure connection opening 7 is then largely open. The control piston 14 opens the pressure connection opening 7. The relaxation / ventilation space has shrunk.
Die Sauganschlussöffnung 5 ist weiterhin teilweise offen. Gas kann so in die Arbeitskammer 2 für einen neuen Zyklus eintreten. Die Drehkolbenma schine mit dem Steuerkolben 14 und Förderkolben 22 ermöglicht zwei Saug- und Druckzyklen pro Umdrehung. The suction port 5 is still partially open. Gas can thus enter the working chamber 2 for a new cycle. The rotary piston machine with the control piston 14 and delivery piston 22 enables two suction and pressure cycles per revolution.
An den isochoren Transportzyklus schließt sich eine gemeinsame Arbeits raum-Phase an. Die beiden Transporträume werden durch Drehung des Steuerkolbens 14 und Förderkolbens 22 in der jeweiligen Drehrichtung 19 bzw. 27 um einen angularen Bereich zu einem gemeinsamen Arbeitsraum zusammengeführt, der abgeschlossen ist. Der gemeinsame Arbeitsraum ist über den Steuerkolben 14 und Förderkolben 22 von der Sauganschlussöff nung 5 getrennt, die teilweise offen ist. Er ist beabstandet zu der Saugan- schlussöffnung 5 angeordnet. Er erstreckt sich über die erste Arbeits- Teilkammer 12 und die zweite Arbeits-Teilkammer 13. Eine zweite Klaue 25 des Förderkolbens 22 greift in eine erste Klauenausnehmung 21 des Steuerkolbens 14 ein. A common workspace phase follows the isochoric transport cycle. The two transport spaces are brought together by rotation of the control piston 14 and delivery piston 22 in the respective direction of rotation 19 and 27 about an angular region to form a common work space which is closed. The common working space is separated via the control piston 14 and delivery piston 22 from the suction port 5, which is partially open. It is arranged at a distance from the suction connection opening 5. It extends over the first working subchamber 12 and the second working subchamber 13. A second claw 25 of the delivery piston 22 engages in a first claw recess 21 of the control piston 14.
Die Druckanschlussöffnung 7 ist fast vollständig durch den Steuerkolben 14 geschlossen. Der Förderkolben 22 sperrt eine Strömungsverbindung zwischen der Druckanschlussöffnung 7 und dem gemeinsamen Arbeits raum. An die gemeinsame Arbeitsraum-Phase schließt sich durch Drehung des Steuerkolbens 14 und des Förderkolbens 22 in der jeweiligen Drehrichtung 19 bzw. 27 um einen angularen Bereich eine Totraum- Einschluss- und Totraum-Rückführungs-Phase an. Ein Totraum ist zwischen dem Steuer kolben 14 und dem Förderkolben 22 in einem zentralen Bereich des Ge häuses 1 in der Arbeitskammer 2 zwischen benachbarten Klauen 17 bzw.The pressure connection opening 7 is almost completely closed by the control piston 14. The feed piston 22 blocks a flow connection between the pressure connection opening 7 and the common working space. The common working space phase is followed by a rotation of the control piston 14 and the delivery piston 22 in the respective direction of rotation 19 and 27 around an angular region, a dead space inclusion and dead space feedback phase. A dead space is between the control piston 14 and the delivery piston 22 in a central region of the Ge housing 1 in the working chamber 2 between adjacent claws 17 and
25 bzw. zwischen benachbarten Klauenausnehmungen 21, 29 eingeschlos sen. Der Totraum ist abgeschlossen und hegt dann zwischen den zueinan- der benachbarten und zueinander offenen Klauenausnehmungen 21, 29 vor. Er hegt zwischen den Wellen. In der Totraum- Einschluss- und Totraum- Rückführungsphase wird der Totraum eingeschlossen und zu dem Saugbe reich zurückgeführt. Die Druckanschlussöffnung 7 ist durch den Steuerkol ben 14 vollständig geschlossen. Die Sauganschlussöffnung 5 ist weiterhin teilweise offen. 25 or between adjacent claw recesses 21, 29 enclosed. The dead space is closed and then exists between the mutually adjacent and open claw recesses 21, 29. It lies between the waves. In the dead space inclusion and dead space feedback phase, the dead space is enclosed and returned to the suction area. The pressure connection opening 7 is completely closed by the control piston ben 14. The suction port 5 is still partially open.
Der Steuerkolben 14 gibt allmählich die Druckanschlussöffnung 7 frei. Er öffnet diese. Gas kann so die Arbeitskammer 2 über den Druckanschluss 6 verlassen. Die Sauganschlussöffnung 5 ist weiterhin teilweise offen. Der Steuerkolben 14 und der Förderkolben 22 stehen außer Eingriff. The control piston 14 gradually releases the pressure connection opening 7. He opens it. Gas can thus leave the working chamber 2 via the pressure connection 6. The suction port 5 is still partially open. The control piston 14 and the delivery piston 22 are disengaged.
Dann folgt nach Drehung des Steuerkolbens 14 und des Förderkolbens 22 um einen angularen Bereich eine Phase, in welcher der Steuerkolben 14 und der Förderkolben 22 außer Eingriff stehen. Die Druckanschlussöffnung 7 ist zumindest teilweise offen. Die Sauganschlussöffnung 5 ist weiterhin teilweise offen. Then, after rotation of the control piston 14 and the delivery piston 22 around an angular region, there follows a phase in which the control piston 14 and the delivery piston 22 are disengaged. The pressure connection opening 7 is at least partially open. The suction port 5 is still partially open.
Anschließend folgt wieder die Ansaugphase. Im Betrieb miteinander wechselwirkende Abschnitte der Seitenwandungen 31, 35 der Drehkolben 14, 22 sind aneinander angepasst. Zwischen diesen liegt längs der längs der jeweiligen Drehachse 15, 23 bei deren Wechsel wirkung miteinander eine im Wesentlichen konstante Spaltweite vor. Die dem Gehäuse-Deckel 9 zugewandte erste Stirnseite 30 des Steuerkolbens 14 ist im Vergleich mit der gegenüberliegenden ersten Stirnseite 30 in der ersten Drehrichtung 19 nacheilend. Die dem Gehäuse-Deckel 9 zugewand te zweite Stirnseite 34 des Förderkolbens 22 ist im Vergleich mit der ge genüberliegenden zweiten Stirnseite 34 in der zweiten Drehrichtung 23 nacheilend. Then the suction phase follows again. Sections of the side walls 31, 35 of the rotary pistons 14, 22 which interact with one another during operation are matched to one another. Between these there is a substantially constant gap width along the respective axis of rotation 15, 23 when they interact with one another. The first end face 30 of the control piston 14 facing the housing cover 9 lags behind the opposite first end face 30 in the first direction of rotation 19. The housing cover 9 facing te second end face 34 of the delivery plunger 22 is lagging in the second direction of rotation 23 in comparison with the opposing second end face 34.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Drehkolbenmaschine, umfassend 1. Rotary piston machine, comprising
a. ein eine Arbeitskammer (2) räumlich begrenzendes Gehäuse (1), b. einen Sauganschluss (4) zum Führen von Gas in die Arbeitskam mer (2), a. a housing (1) spatially delimiting a working chamber (2), b. a suction connection (4) for guiding gas into the working chamber (2),
c. einen sich an die Arbeitskammer (2) anschließenden Druckan c. a pressure adjoining the working chamber (2)
schluss (6) zum Führen des Gases aus der Arbeitskammer (2), und d. eine Drehkolbenanordnung (3) zum Transportieren des Gases von dem Sauganschluss (4) zu dem Druckanschluss (6), wobei die Drehkolbenanordnung (3) aufweist conclusion (6) for guiding the gas from the working chamber (2), and d. a rotary piston arrangement (3) for transporting the gas from the suction connection (4) to the pressure connection (6), the rotary piston arrangement having (3)
i. einen in einer ersten Arbeits-Teilkammer (12) der Arbeits kammer (2) angeordneten, um eine erste Drehachse (15) dreh baren, ersten Drehkolben (14), der i. one in a first working sub-chamber (12) of the working chamber (2) arranged around a first axis of rotation (15) rotatable, first rotary piston (14)
zwei einander gegenüberliegende, erste Stirnseiten (30) aufweist, has two mutually opposite, first end faces (30),
mindestens zwei erste Klauen (17) aufweist, die mindes tens zwei erste Klauenausnehmungen (21) räumlich be grenzen, has at least two first claws (17) which spatially delimit at least two first claw recesses (21),
eine zwischen den ersten Stirnseiten (30) verlaufende erste Seitenwandung (31) aufweist, und has a first side wall (31) running between the first end faces (30), and
zumindest bereichsweise längs der ersten Drehachse (15) um die erste Drehachse (15) verdreht ist, und is rotated at least in regions along the first axis of rotation (15) about the first axis of rotation (15), and
ii. einen mit dem ersten Drehkolben (14) zusammenwirkenden, in einer zweiten Arbeits-Teilkammer (13) angeordneten, um eine zweite Drehachse (23) drehbaren, zweiten Drehkolben (22). ii. a second rotary piston (22) which interacts with the first rotary piston (14) and is arranged in a second working sub-chamber (13) and can be rotated about a second rotary axis (23).
2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stirnseiten (30) des ersten Drehkolbens (14) zumindest bereichsweise um einen ersten Verdrehwinkel (vi) zwischen 0,5° und 15°, bevorzugt zwischen 1° und 8°, bevorzugt zwischen 2° und 6°, um die erste Drehachse (15) zueinander verdreht sind. 2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the first end faces (30) of the first rotary piston (14) at least are rotated in regions around a first angle of rotation (vi) between 0.5 ° and 15 °, preferably between 1 ° and 8 °, preferably between 2 ° and 6 °, about the first axis of rotation (15).
3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass sich ein Abstand der ersten Seitenwandung (31) längs der ersten Drehachse (15) zu der ersten Drehachse (15) zumindest be reichsweise verändert. 3. Rotary piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that a distance of the first side wall (31) along the first axis of rotation (15) to the first axis of rotation (15) at least be varied.
4. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Klauen (17) zumindest bereichsweise längs der ersten Drehachse (15) um die erste Drehachse (15) verdreht sind. 4. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the first claws (17) are rotated at least in regions along the first axis of rotation (15) about the first axis of rotation (15).
5. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Klauen (17) zumindest bereichsweise längs der ersten Drehachse (15) benachbart zu der durch diese räumlich begrenzten, ersten Klauenausnehmung (21) um die erste Drehachse (15) verdreht sind. 5. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the first claws (17) are rotated about the first axis of rotation (15) at least in regions along the first axis of rotation (15) adjacent to the first claw recess (21) which is spatially delimited by them .
6. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehkolben (14) zumindest bereichs weise längs der ersten Drehachse (15) benachbart zu den ersten Klauenausnehmungen (21) in nacheilenden Bereichen der ersten Klau en (17) um die erste Drehachse (15) verdreht ist. 6. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotary piston (14) at least partially along the first axis of rotation (15) adjacent to the first claw recesses (21) in trailing areas of the first claws (17) around the first Axis of rotation (15) is twisted.
7. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehkolben (14) längs der ersten Dreh achse (15) in seitlich äußeren, benachbart zu ersten Klauenspitzen (32) angeordneten, ersten Klauen-Dichtbereichen (33) der ersten Seiten wandung (31) um die erste Drehachse (15) zumindest bereichsweise unverdreht ist. 7. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotary piston (14) along the first axis of rotation (15) in laterally outer, adjacent to the first claw tips (32) arranged, first claw-sealing areas (33) of the first side wall (31) about the first axis of rotation (15) is at least partially untwisted.
8. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehkolben (14) als Steuerkolben aus gebildet ist. 8. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotary piston (14) is formed as a control piston.
9. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehkolben (22) zumindest be reichsweise längs der zweiten Drehachse (23) um die zweite Drehachse (23) verdreht ist. 9. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the second rotary piston (22) is at least partially rotated along the second axis of rotation (23) about the second axis of rotation (23).
10. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehkolben (22) als Förderkolben ausgeführt ist. 10. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the second rotary piston (22) is designed as a delivery piston.
11. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und nach An spruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehkolben (14) und der zweite Drehkolben (22) längs ihrer Drehachse (15, 23) entgegengesetzt zueinander um diese verdreht sind. 11. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 8 and according to claim 9 or 10, characterized in that the first rotary piston (14) and the second rotary piston (22) along their axis of rotation (15, 23) are rotated opposite to each other about them.
12. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauganschluss (4) in die erste Arbeitskam mer (2) über eine Sauganschlussöffnung (5) einmündet, die sich senk recht zu der ersten Drehachse (15) erstreckt. 12. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the suction connection (4) opens into the first working chamber (2) via a suction connection opening (5) which extends perpendicular to the first axis of rotation (15).
13. Drehkolbenmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drackanschluss (6) an die Arbeitskam- mer (2) über eine Drackanschlussöffnung (7) anschließt, die sich senk recht zu der ersten Drehachse (15) erstreckt. 13. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the drain connection (6) to the Arbeitskam- mer (2) via a drain connection opening (7) which extends perpendicular to the first axis of rotation (15).
14. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Sauganschlussöffnung (5) und die Drackanschluss- öffnung (7) an einander gegenüberliegenden Bereichen des Gehäuses (1) angeordnet sind. 14. Rotary piston machine according to claim 12 and 13, characterized in that the suction connection opening (5) and the drain connection opening (7) are arranged on mutually opposite regions of the housing (1).
15. Drehkolben für eine Drehkolbenmaschine, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, 15. Rotary piston for a rotary piston machine, in particular according to one of the preceding claims,
a. mit zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten (30, 34), und b. mit einer zwischen den Stirnseiten (30, 34) verlaufenden Seiten wandung (31, 35), a. with two opposite end faces (30, 34), and b. with a wall (31, 35) extending between the end faces (30, 34),
c. wobei der Drehkolben (14, 22) zumindest bereichsweise längs sei ner Drehachse (15, 23) um die Drehachse (15, 23) verdreht ist. c. wherein the rotary piston (14, 22) is at least partially along its axis of rotation (15, 23) is rotated about the axis of rotation (15, 23).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2062007A1 (en) * 1970-12-16 1972-07-06 Krüger, Winfried; Krüger, Peter; 4300 Essen Rotary piston device
DE19709202A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-17 Busch Gmbh K Rotary piston machine with at least two axis parallel, counter-running rotating rotors or rotary pistons in housing
US20070050055A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Liung Feng Industrial Co., Ltd. Methods for designing lobe-type rotors
US20110236232A1 (en) * 2009-04-20 2011-09-29 Yi-Lin Chu Air compression device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2243651A (en) * 1990-05-05 1991-11-06 Drum Eng Co Ltd Rotary, positive displacement machine
DE59207259D1 (en) * 1992-07-15 1996-10-31 Mario Antonio Morselli Orbital machine with conjugated profiles in continuous contact
DE29919665U1 (en) * 1999-11-09 2000-01-20 K Busch Gmbh Druck & Vakuum Dr Rotary lobe pump with at least two parallel shafts
DE202009010390U1 (en) * 2009-07-31 2009-10-08 Busch Produktions Gmbh Device for load-independent loading of a diesel soot particle filter with compressed air

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2062007A1 (en) * 1970-12-16 1972-07-06 Krüger, Winfried; Krüger, Peter; 4300 Essen Rotary piston device
DE19709202A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-17 Busch Gmbh K Rotary piston machine with at least two axis parallel, counter-running rotating rotors or rotary pistons in housing
US20070050055A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Liung Feng Industrial Co., Ltd. Methods for designing lobe-type rotors
US20110236232A1 (en) * 2009-04-20 2011-09-29 Yi-Lin Chu Air compression device

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