DE19500774A1

DE19500774A1 - Rotary piston engine

Info

Publication number: DE19500774A1
Application number: DE1995100774
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr Ing Hupe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 1996-07-18

Abstract

The engine has a rotary piston (10) running eccentrically between parallel side walls. Together with a stator (12), the rotor forms at least one working channel (16,18) bounded by engaging surfaces (24,26,28,30) of the stator and rotor. Each working channel has a separate spiral centre (32,34) from which the flow channel (36,38) runs. The flow channel is formed by an intermediate cavity leading outwards between the stator and the rotor. The stator may surround the piston in the form of a frame, with the working channel extending only over a part of the circumference of the rotor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Rotationskolbenmaschine ist je nach Umlauf sinn des Rotationskolbens als Kraftmaschine oder als Arbeitsmaschine nutz bar und kann beispielsweise als ein sogenannter Spiralkompressor zum Ver dichten von kompressiblen Medien eingesetzt werden.The invention relates to a rotary piston machine according to the preamble of claim 1. Such a rotary piston machine is depending on the circulation Use of the rotary piston as an engine or as a working machine bar and can, for example, as a so-called spiral compressor for ver sealing of compressible media.

Bei einem solchen Spiralkompressor, wie er beispielsweise in DE 37 31 737 A1 oder in DE 41 16 770 A1 beschrieben wird, bilden der Rotationskolben und der Stator zwei ineinander verschlungene Spiralen, die auf ein gemeinsa mes Spiralzentrum zulaufen. Die spiralförmigen Eingriffsflächen des Rota tionskolbens und des Stators bilden während jeder Bewegungsphase minde stens eine Eingriffslinie mit schmalem Spalt und vorübergehend mindestens zwei Eingriffslinien, so daß zwischen den Eingriffsflächen ein geschlossener Arbeitsraum gebildet wird. Während der kreisenden Bewegung des Rotations kolbens verschieben sich die Eingriffslinien längs der Spiralen nach innen, so daß sich auch der Arbeitsraum unter stetiger Volumenverringerung zum Zentrum der Spirale hin verlagert, bis schließlich am Zentrum der Spirale die vorauslaufende Eingriffslinie aufgehoben und das verdichtete Medium aus dem Arbeitsraum in einen Strömungskanal (Abströmkanal) ausgeschoben wird.In the case of such a scroll compressor, such as that described in DE 37 31 737 A1 or described in DE 41 16 770 A1 form the rotary piston and the stator two intertwined spirals, which on a common with spiral center. The spiral engagement surfaces of the Rota tion piston and the stator form at least during each movement phase at least one line of intervention with a narrow gap and at least temporarily two lines of engagement, so that a closed between the engagement surfaces Working space is formed. During the circular motion of the rotation piston the lines of engagement move inwards along the spirals, so that the work area with constant volume reduction to Center of the spiral shifted until finally at the center of the spiral the leading line of intervention is lifted and the compressed medium out pushed out of the working area into a flow channel (outflow channel) becomes.

Bei herkömmlichen Spiralkompressoren sind der Rotor und der Stator je weils als spiralförmige starre Bänder ausgebildet, die in mehrere Windungen um das in der Mitte des Rotationskolbens und des Stators liegende Spiralzen trum umlaufen, wobei die Windungen jeder Spirale im wesentlichen gleich bleibende radiale Abstände zueinander aufweisen. Als Eingriffsflächen werden sowohl die inneren als auch die äußeren Oberflächen der Bänder genutzt, so daß insgesamt zwei Arbeitskanäle gebildet werden, die auf ein gemeinsames Spiralzentrum zulaufen. Der Strömungskanal geht in Axialrichtung vom Zen trum der Spirale ab und ist in einer Seitenwand ausgebildet, die in der Ebene der Spirale verläuft und den Arbeitsraum stirnseitig begrenzt. Da jedoch das Volumen des Arbeitsraumes zum Zentrum der Spirale hin stark abnimmt, ist auch die stirnseitige Begrenzungsfläche des Arbeitsraumes in der Nähe des Zentrums nur sehr klein, so daß für den Strömungskanal nur ein geringer Querschnitt zur Verfügung steht. Der Strömungskanal setzt deshalb der Strö mung des verdichteten Mediums einen hohen Widerstand entgegen, wodurch die Leistung und der Wirkungsgrad der Maschine verschlechtert werden.In conventional scroll compressors, the rotor and the stator are each Weil formed as spiral-shaped rigid bands, which in several turns around the spiral in the middle of the rotary piston and the stator run around, the turns of each spiral essentially the same have permanent radial distances from each other. As areas of engagement both the inner and the outer surfaces of the tapes are used, so that a total of two working channels are formed that share a common one Spiral center approach. The flow channel goes from the zen in the axial direction strum of the spiral and is formed in a side wall that in the plane the spiral runs and delimits the work area on the front. However, since that Volume of the working space decreases sharply towards the center of the spiral also the frontal boundary surface of the work area near the Center only very small, so that only a small one for the flow channel Cross section is available. The flow channel therefore sets the flow Resistance to the compressed medium has a high resistance, whereby machine performance and efficiency may deteriorate.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Rotationskolbenmaschine der ein gangs genannten Art zu schaffen, bei der trotz eines hohen Verdichtungsver hältnisses ein großer Querschnitt des Strömungskanals zur Verfügung steht.The object of the invention is therefore to provide a rotary piston machine gangs mentioned to create, in spite of a high compression ratio ratio a large cross section of the flow channel is available.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved with those specified in claim 1 Features resolved.

Bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine ist jedem Arbeitskanal ein gesondertes Spiralzentrum zugeordnet. Dies hat zur Folge, daß die zwi schen den Eingriffsflächen des Rotationskolbens und des Stators stehenblei benden Materialbereiche nicht wie bei herkömmlichen Spiralkompressoren die Form von gekrümmten Bändern mit im wesentlichen gleichbleibender Dicke haben, sondern vielmehr in ihrer Querschnittsform einem gekrümm ten Horn ähneln, so daß ihre Dicke vom Spiralzentrum aus nach außen be trächtlich zunimmt. In diesen Materialbereichen steht deshalb genügend Platz für Aussparungen zur Verfügung, die für den Strömungskanal genutzt werden können. Der Strömungskanal braucht somit nicht oder zumindest nicht nur in den Seitenwänden vorgesehen zu sein, sondern er wird unmit telbar durch einen spiralförmig vom Spiralzentrum nach außen führenden Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotationskolben gebildet. Auf diese Weise ist es möglich, dem Strömungskanal einen hinreichend großen Querschnitt zu verleihen und so den Strömungswiderstand nachhaltig zu sen ken.In the rotary piston machine according to the invention, each working channel a separate spiral center is assigned. As a result, the two between the engagement surfaces of the rotary piston and the stator material areas not like in conventional scroll compressors the shape of curved ribbons with substantially the same Have thickness, but rather a curved in cross-sectional shape resemble ten horns, so that their thickness extends outwards from the spiral center increases dramatically. There is therefore sufficient in these material areas Space for cutouts is available that is used for the flow channel can be. The flow channel therefore does not need or at least not only to be provided in the side walls, but he will be telbar through a spiral leading from the spiral center to the outside Gap formed between the stator and the rotary piston. On in this way it is possible to make the flow channel a sufficiently large one To give cross-section and so to sustainably reduce the flow resistance ken.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der durch die Ein griffsflächen begrenzte Arbeitskanal nur eine relativ geringe Gesamtlänge auf weist, so daß das zu komprimierende Medium nur einen kurzen Strömungs weg zurücklegen muß und dennoch ein hohes Verdichtungsverhältnis er reichbar ist. Auch dies trägt zur Verringerung des Gesamt-Strömungswider standes und damit zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades bei. Weiterhin bietet bei der erfindungsgemäßen Lösung die relativ massive Gestaltung des Rotationskolbens und des Stators die Möglichkeit, diese Bauteile mit Kühlka nälen zu durchsetzen. Another advantage of the invention is that the one Working area limited grip area only a relatively small overall length points, so that the medium to be compressed only a short flow must travel away and still have a high compression ratio is reachable. This also helps to reduce the overall flow resistance status and thus to an improvement in efficiency. Farther offers the relatively massive design of the solution according to the invention Rotary piston and the stator the possibility of these components with Kühlka to enforce.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention result itself from the subclaims.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stator als Rahmen ausgebildet, der den Rotationskolben umschließt.In a preferred embodiment, the stator is designed as a frame, that surrounds the rotary piston.

Aufgrund der generell starken Zunahme der Spiralkrümmung und der ent sprechend geringen Längen der Arbeitskanäle nimmt die an dem Rotations kolben ausgebildete Eingriffsfläche in der Regel nur einen Bruchteil des Ge samtumfangs des Rotationskolbens ein. Hieraus ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, am Umfang des Rotationskolbens mehrere Arbeitskanäle vorzu sehen, die jeweils spiralförmig auf ein anderes Spiralzentrum zulaufen. Die Eingriffsflächen können dabei so angeordnet sein, daß die Verdichtung des Mediums in den verschiedenen Arbeitskanäle phasenverschoben erfolgt, so daß sowohl der Ausstoß des verdichteten Mediums wie auch das für den An trieb des Rotationskolbens erforderliche Drehmoment vergleichsmäßigt wer den.Due to the generally strong increase in spiral curvature and ent speaking short lengths of the working channels takes on the rotation piston-shaped engagement surface usually only a fraction of the Ge the entire circumference of the rotary piston. This results in the advantageous one Possibility to advance several working channels on the circumference of the rotary piston see that each spiral towards another spiral center. The Engagement surfaces can be arranged so that the compression of the Medium in the various working channels is out of phase, see above that both the discharge of the compressed medium and that for the An drive the rotary piston required torque equalized the.

Hinsichtlich der Form der Eingriffsflächen besteht bei der erfindungsgemä ßen Konstruktion ein sehr weiter Gestaltungsspielraum. Die Krümmung der spiralförmigen Eingriffsflächen braucht von außen nach innen nicht monoton zuzunehmen. Vielmehr können auch stärker gekrümmte Abschnitte mit schwächer gekrümmten Abschnitten abwechseln, und es ist auch möglich, daß die Eingriffsflächen geradlinige Abschnitte sowie scharfkantige Ab winklungen aufweisen.With regard to the shape of the engagement surfaces in the invention construction a very wide scope. The curvature of the spiral engagement surfaces do not need to be monotonous from the outside in increase. Rather, more curved sections can also be used alternate weaker curved sections and it is also possible that the engagement surfaces straight sections and sharp-edged From have angles.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.Preferred exemplary embodiments of the invention are described below the drawings explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Rota tionskolbenmaschine; Figure 1 shows a section through an embodiment of the Rota tion piston machine.

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Figure 2 is a section along the line II-II in Fig. 1.

Fig. 3 einen Teilschnitt zur Illustration einer abgewandelten Ausführungsform des Antriebsmechanismus für den Rota tionskolben; Figure 3 is a partial section to illustrate a modified embodiment of the drive mechanism for the Rota tion piston.

Fig. 4 einen Teilschnitt zur Illustration einer möglichen Gestal tung des Schmierungssystems; Fig. 4 is a partial sectional view to illustrate a possible Gestal processing of the lubrication system;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform des Antriebssystems für den Rotationskolben; Fig. 5 is a sectional view of another embodiment of the drive system for the rotary piston;

Fig. 6 eine Stirnansicht des Rotationskolbens aus Fig. 1, zur Illustration der Anordnung von Dichtungen; FIG. 6 shows an end view of the rotary piston from FIG. 1, to illustrate the arrangement of seals;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6; Fig. 7 is a section along the line VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenmaschine ge mäß einem anderen Ausführungsbeispiel; Fig. 8 is a section through a rotary piston machine accelerator as another embodiment;

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenmaschine ge mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; Fig. 9 is a section through a rotary piston machine accelerator as a further embodiment;

Fig. 10 einen Teilschnitt durch einen Abströmkanal der Rota tionskolbenmaschine analog Fig. 9, entsprechend der Schnittlinie X-X in Fig. 11; FIG. 10 is a partial section through a discharge channel of the piston engine Rota tion analogous to FIG 9, on the section line XX in FIG. 11.;

Fig. 11 ein Detail einer Rotationskolbenmaschine ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 9; FIG. 11 shows a detail of a rotary piston machine similar to the embodiment according to FIG. 9;

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 13; Fig. 12 is a section along the line XII-XII in Fig. 13;

Fig. 13 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Rotationskolbenmaschine nach Fig. 9; FIG. 13 is a section through a modified embodiment of the rotary piston machine according to FIG. 9;

Fig. 14 bis 16 Schnitte durch Rotationskolbenmaschinen gemäß weite ren Ausführungsbeispielen; Fig. 14 to 16 sections through rotary piston machines according to further embodiments Ren;

Fig. 17 und 18 Schnitte durch Rotationskolbenmaschinen mit Gelenk plattensystemen zur Führung des Rotationskolbens und zur Trennung der Hochdruckseite von der Niederdruck seite; . 17 and 18 are sections through rotary piston engine with hinge plate systems for the guidance of the rotary piston and laterally to separate the high pressure side from the low pressure;

Fig. 19 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenmaschine ge mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; FIG. 19 is a section through a rotary piston machine accelerator as a further embodiment;

Fig. 20 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenmaschine ge mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; FIG. 20 is a section through a rotary piston machine accelerator as a further embodiment;

Fig. 21 und 22 Schnitte entsprechend der Linie A-A in Fig. 20, zur Il lustration zweier Varianten der Rotationskolbenmaschine nach Fig. 20; Fig. 21 and 22 sections according to the line AA in Figure 20, for Il lustration of two variants of the rotary piston machine according to FIG. 20.;

Fig. 23 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenmaschine ge mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und FIG. 23 is a section through a rotary piston machine accelerator as a further embodiment; and

Fig. 24 einen Teilschnitt zur Illustration einer Abwandlung der Rotationskolbenmaschine nach Fig. 23. Fig. 24 is a partial section for illustrating a modification of the rotary piston machine according to FIG. 23.

In der nachfolgenden Beschreibung wird als Beispiel generell davon ausge gangen, daß die beschriebenen Rotationskolbenmaschinen als Verdichter be trieben werden.In the description below, this is generally used as an example went that the rotary piston machines described be as a compressor be driven.

Die in Fig. 1 gezeigte Rotationskolbenmaschine besitzt einen Rotationskol ben 10, der im folgenden kurz als Rotor bezeichnet werden soll, und einen Stator 12, der den Rotor 10 rahmenförmig umschließt. Zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 12 werden zwei spiralförmige Arbeitskanäle 16 und 18 gebildet, die am - bezogen auf die Spiralform - äußeren Ende mit einer ge meinsamen Einlaßöffnung 20 des Stators verbunden sind, während die inne ren Enden mit einer gemeinsamen Auslaßöffnung 22 des Stators in Verbin dung stehen.The rotary piston machine shown in Fig. 1 has a Rotationskol ben 10 , which will be referred to in the following as a rotor, and a stator 12 , which surrounds the rotor 10 in a frame shape. Between the rotor 10 and the stator 12 , two spiral working channels 16 and 18 are formed, which are connected at the outer end to a common inlet opening 20 of the stator, based on the spiral shape, while the inner ends are connected to a common outlet opening 22 of the stator keep in touch.

Der Arbeitskanal 16 wird durch eine spiralförmig-konkave Eingriffsfläche 24 des Stators und eine spiralförmig-konvexe Eingriffsfläche 26 des Rotors be grenzt. Der Arbeitskanal 18 wird dagegen begrenzt durch eine spiralförmig- konvexe Eingriffsfläche 28 des Stators und eine spiralförmig-konkave Ein griffsfläche 30 des Rotors. Die Eingriffsflächen 24, 26, 28 und 30 besitzen auf ihrer Länge eine ungleichmäßig varilerende Krümmung, doch nimmt die Krümmung generell vom einlaßseitigen Ende zum auslaßseitigen Ende hin so stark zu, daß die Spiralen nicht mehrfach um die Mitte des Rotors 10 umlau fen, sondern sich jeweils nur über einen Bruchteil des Umfangs des Rotors erstrecken und sich jeweils auf ein am Rand des Rotors gelegenes Spiralzen trum 32 bzw. 34 zusammenziehen. Jedes dieser Spiralzentren 32, 34 ist durch einen spiralförmig von innen nach außen verlaufenden Strömungskanal 36 bzw. 38, im folgenden als Abströmkanal bezeichnet, mit der Auslaßöffnung 22 des Stators verbunden. Die durch die Eingriffsflächen 24-30 und die Ab strömkanäle 36 und 38 begrenzten Materialbereiche des Rotors 10 und des Stators 12 haben somit die Querschnittsform von gekrümmten Hörnern, die zu den Spiralzentren 32 und 34 hin spitz auslaufen.The working channel 16 is defined by a spiral-concave engagement surface 24 of the stator and a spiral-convex engagement surface 26 of the rotor. The working channel 18 , on the other hand, is delimited by a spiral-convex engagement surface 28 of the stator and a spiral-concave engagement surface 30 of the rotor. The engagement surfaces 24 , 26 , 28 and 30 have a non-uniformly variable curvature over their length, but the curvature generally increases from the inlet-side end to the outlet-side end so strongly that the spirals do not repeatedly circulate around the center of the rotor 10 , but instead each extend only over a fraction of the circumference of the rotor and contract to a spiral center 32 or 34 located at the edge of the rotor. Each of these spiral centers 32 , 34 is connected to the outlet opening 22 of the stator by means of a flow channel 36 or 38 , which runs in a spiral from the inside to the outside, hereinafter referred to as the outflow channel. The material areas of the rotor 10 and the stator 12 delimited by the engagement surfaces 24-30 and the flow channels 36 and 38 thus have the cross-sectional shape of curved horns which taper to the spiral centers 32 and 34 .

Der Rotor 10 ist mit Gleitringlagern auf zwei Kurbelzapfen 40, 42 gelagert. Jeder der Kurbelzapfen 40, 42 ist exzentrisch an einer zugehörigen Kurbel welle 44 bzw. 46 angeordnet, und die beiden Kurbelwellen werden synchron angetrieben, so daß sich der Rotor 10, ohne seine Orientierung relativ zu dem Stator 12 zu ändern, exzentrisch auf einer Kreisbahn bewegt, wie durch Pfeile in Fig. 1 angegeben wird.The rotor 10 is mounted on two crank pins 40 , 42 with slide ring bearings. Each of the crank pins 40 , 42 is arranged eccentrically on an associated crank shaft 44 and 46 , and the two crankshafts are driven synchronously, so that the rotor 10 moves eccentrically on a circular path without changing its orientation relative to the stator 12 as indicated by arrows in Fig. 1.

In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand befindet sich der Rotor 10 am höchsten Punkt seiner Kreisbahn. Die konvexe Eingriffsfläche 26 des Rotors 10 bildet deshalb an ihrem oberen Scheitelpunkt mit der Eingriffsfläche 24 des Sta tors eine Eingriffslinie 48, an der Rotor und Stator nur durch einen schmalen Spalt getrennt sind. Eine zweite Eingriffslinie bilden die Eingriffsflächen 24 und 26 am Spiralzentrum 32, so daß in dem Bereich zwischen der Eingriffsli nie 48 und dem Spiralzentrum 32 ein Verdichtungsraum 50 mit relativ klei nem Volumen begrenzt wird. Wenn sich der Rotor 10 im Uhrzeigersinn in Fig. 1 welterbewegt, so wandert die Eingriffslinie 48 in Richtung auf das Spi ralzentrum 32, während die Enden der Eingriffsflächen 24 und 26 am Spi ralzentrum 32 auseinandertreten, so daß das in dem Verdichtungsraum 50 enthaltene Medium in den Abströmkanal 36 und weiter zur Auslaßöffnung 22 ausgeschoben wird.In the state shown in FIG. 1, the rotor 10 is at the highest point of its circular path. The convex engagement surface 26 of the rotor 10 therefore forms an engagement line 48 at its upper apex with the engagement surface 24 of the stator, on which the rotor and stator are only separated by a narrow gap. A second line of engagement form the engagement surfaces 24 and 26 on the spiral center 32 , so that in the area between the engagement line 48 and the spiral center 32 a compression space 50 with a relatively small volume is limited. When the rotor 10 moves clockwise in FIG. 1, the line of engagement 48 moves towards the spiral center 32 , while the ends of the engagement surfaces 24 and 26 at the spiral center 32 separate, so that the medium contained in the compression space 50 in the outflow channel 36 and is pushed out to the outlet opening 22 .

Nach einer 180°-Drehung ist dann bei dem Arbeitskanal 16 der Zustand er reicht, der in Fig. 1 bei dem unteren Arbeitskanal 18 erkennbar ist. Hier bildet die konvexe Eingriffsfläche 28 des Stators (die in ihrer Form der Ein griffsfläche 26 des Rotors entspricht) an ihrem unteren Scheitel eine Ein griffslinie 52 mit der konkaven Eingriffsfläche 30 des Rotors. Die auslaßseiti gen Enden der Eingriffsflächen 28 und 30 sind am Spiralzentrum 34 weit auseinandergerückt, so daß ein großer Durchlaßquerschnitt zu dem Abström kanal 38 besteht, in den gerade das im vorangegangenen Arbeitstakt verdich tete Medium verdrängt wurde.After a rotation of 180 °, the state in the working channel 16 is then sufficient, which can be seen in FIG. 1 in the lower working channel 18 . Here, the convex engagement surface 28 of the stator (which corresponds in shape to the grip surface 26 of the rotor) forms a grip line 52 at its lower apex with the concave engagement surface 30 of the rotor. The auslaßseiti conditions of the engaging surfaces 28 and 30 are widely spaced at the spiral center 34 , so that there is a large passage cross-section to the outflow channel 38 , into which the medium compressed in the previous working stroke has just been displaced.

Die konvexe Eingriffsfläche 28 des Stators besitzt am einlaßseitigen Ende ei ne scharfkantige Abwinklung, die in Fig. 1 gerade eine neue Eingriffslinie 54 mit der kreisbogenförmigen Gegenkontur der Eingriffsfläche 30 bildet. Auf diese Weise wird zwischen den Eingriffslinien 54 und 52 ein großvolumi ger Saugraum 56 gebildet. Bei der nächsten 180°-Drehung des Rotors wan dert die Eingriffslinie 54 an der Eingriffsfläche 30 stromabwärts, und die Eingriffslinie 52 verlagert sich zum ausgangsseitigen Ende der Eingriffsfläche 30, bis schließlich in dem unteren Arbeitskanal der Zustand erreicht ist, der in Fig. 1 für den oberen Arbeitskanal 16 gezeigt ist. Da das Volumen des Saugraumes 56 dabei auf das Volumen des Verdichtungsraumes 50 abnimmt, entspricht das Volumenverhältnis der Saug- und Verdichtungsräume 56, 50 dem Verdichtungsverhältnis.The convex engagement surface 28 of the stator has at the inlet end ei ne sharp-angled bend, which in FIG. 1 just forms a new engagement line 54 with the circular arc-shaped counter-contour of the engagement surface 30 . In this way, a large volume suction chamber 56 is formed between the engagement lines 54 and 52 . At the next 180 ° rotation of the rotor, the engagement line 54 on the engagement surface 30 changes downstream, and the engagement line 52 shifts to the outlet-side end of the engagement surface 30 until finally the state is reached in the lower working channel, which is shown in FIG. 1 for the upper working channel 16 is shown. Since the volume of the suction space 56 decreases to the volume of the compression space 50 , the volume ratio of the suction and compression spaces 56 , 50 corresponds to the compression ratio.

Die beiden Arbeitskanäle 16 und 18 durchlaufen somit bei jeder vollständi gen Kurbelwellendrehung einen Ansaugtakt von 360° und Ausschubtakt von 360° (der in Fig. 1 bei dem Arbeitskanal 16 gerade beginnt) sowie einen Verdichtungstakt von 180° (der in Fig. 1 bei dem Arbeitskanal 18 gerade beginnt). Die beiden Arbeitskanäle arbeiten im Gegentakt, d. h., mit einer Phasenverschiebung von 180°, so daß der Ausstoß von verdichtetem Medium durch den Abströmkanal 36 beginnt, wenn der Ausstoß des verdichteten Me diums durch den Abströmkanal 38 abgeschlossen ist, und umgekehrt.The two working channels 16 and 18 thus undergo an intake stroke of 360 ° and an exhaust stroke of 360 ° (which is just beginning in FIG. 1 with working channel 16 ) and a compression stroke of 180 ° (which in FIG. 1 for each complete crankshaft rotation) Working channel 18 is just starting). The two working channels work in push-pull, that is, with a phase shift of 180 °, so that the discharge of compressed medium through the discharge channel 36 begins when the discharge of the compressed medium is completed through the discharge channel 38 , and vice versa.

Der in der Nähe der Einlaßöffnung 20 gelegene nasenförmige Bereich des Rotors 10 ist durch Rippen 58 versteift. In ähnlicher Weise sind auch die hornförmigen Bereiche des Rotors 10, die die Abströmkanäle 36 und 38 be grenzen, durch Rippen 60 bzw. 62 versteift, ohne daß dadurch der Durchlaß querschnitt der Abströmkanäle nennenswert eingeschränkt wird. Entspre chende Versteifungsrippen 64 sind innerhalb des Abströmkanals 38 auch an dem Stator 12 vorgesehen. Diese Rippen 64 sind in Axialrichtung gegenüber den Rippen 62 des Rotors versetzt und können deshalb mit letzteren über lappen.The nose-shaped area of the rotor 10 located near the inlet opening 20 is stiffened by ribs 58 . Similarly, the horn-shaped regions of the rotor 10 , which limit the outflow channels 36 and 38, are stiffened by ribs 60 and 62 , respectively, without the passage cross section of the outflow channels being appreciably restricted thereby. Corresponding stiffening ribs 64 are also provided on the stator 12 within the outflow channel 38 . These ribs 64 are offset in the axial direction with respect to the ribs 62 of the rotor and can therefore overlap with the latter.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind der Rotor 10 und der Stator 12 zwischen parallelen Seltenwänden 66 angeordnet, die die Arbeitskanäle 16 und 18 stirnseitig abschließen. Der Abstand zwischen den Seitenwänden 66 und da mit die axiale Länge des Rotors und des Stators können im Hinblick auf die gewünschte Förderleistung nach Bedarf gewählt werden. Da sich die Ab strömkanäle 36 und 38 in Axialrichtung über die gesamte Länge des Rotors und des Stators erstrecken, nimmt bei einer Vergrößerung der axialen Ab messungen der Strömungsquerschnitt der Abströmkanäle proportional zu dem Volumen der Arbeitskanäle 16 und 18 zu.As can be seen in FIG. 2, the rotor 10 and the stator 12 are arranged between parallel rare walls 66 which close off the working channels 16 and 18 at the end. The distance between the side walls 66 and since with the axial length of the rotor and the stator can be selected as required in view of the desired delivery rate. Since the flow channels 36 and 38 extend in the axial direction over the entire length of the rotor and the stator, the flow cross section of the flow channels increases in proportion to the volume of the working channels 16 and 18 when the axial dimensions increase.

Die Kurbelwellen 44 und 46 sind mit Kugellagern 68 in den Seitenwänden 66 gelagert und tragen mitdrehbare Ausgleichsmassen 70, durch die die Un wucht des Rotors 10 ausgeglichen wird. Am unteren Ende der Kurbelwellen 46 in Fig. 2 ist außerdem ein Zahnrad 72 zu erkennen, über das die Kurbel welle 46 beispielsweise über ein nicht gezeigtes Antriebsritzel synchron mit der (in Fig. 2 nicht erkennbaren) Kurbelwelle 44 angetrieben wird.The crankshafts 44 and 46 are supported with ball bearings 68 in the side walls 66 and carry rotatable balancing masses 70 , through which the unbalance of the rotor 10 is compensated. At the lower end of the crankshaft 46 in FIG. 2, also a gear wheel 72 can be seen, through which the crank shaft 46, for example via an unshown drive gear in synchronism with the (in Fig. 2 can not be seen) the crankshaft 44 is driven.

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der zum Antrieb des Ro tors 10 eine einzige Kurbelwelle 46 ausreicht. Eine Verdrehung des Rotors 10 relativ zu dem Stator 12 wird in diesem Fall durch eine Oldham-Kupplung 74 verhindert. Fig. 3 shows a modified embodiment in which a single crankshaft 46 is sufficient to drive the ro tor 10 . In this case, an Oldham coupling 74 prevents rotation of the rotor 10 relative to the stator 12 .

Die Oldham-Kupplung 74 umfaßt eine an der Seitenwand 66 befestigte Nu tenscheibe 76 mit radial verlaufenden Nuten 78, eine am Rotor 10 befestigte Nutenscheibe 80 mit radialen Nuten 82 und einen schwimmend zwischen den Nutenscheiben 76 und 80 um den Kurbelzapfen 40 herum angeordneten Klauenring 84, der auf seinen entgegengesetzten Seiten mit Klauen 86 be stückt ist, die in die radialen Nuten 78 und 82 eingreifen. Die Nuten 78 und die zugehörigen Klauen sind in Fig. 3 nur gestrichelt eingezeichnet und sind in der Praxis um 90° verdreht zu den Nuten 82 angeordnet, so daß le diglich eine Verdrehung des Rotors 10 relativ zu der Seitenwand 66 verhin dert wird, während durch das radiale Spiel der Klauen in den Nuten die ex zentrische, kreisende Bewegung des Rotors 10 ermöglicht wird.The Oldham coupling 74 comprises a nut plate 76 fastened to the side wall 66 with radial grooves 78 , a nut plate 80 fastened to the rotor 10 with radial grooves 82 and a claw ring 84 arranged between the nut plates 76 and 80 floating around the crank pin 40 , which is on its opposite sides with claws 86 , which engage in the radial grooves 78 and 82 . The grooves 78 and the associated claws are shown in dashed lines in Fig. 3 and are in practice rotated by 90 ° to the grooves 82 , so that le diglich rotation of the rotor 10 relative to the side wall 66 is prevented, while by the radial play of the claws in the grooves enables the ex-centric, circular movement of the rotor 10 .

Fig. 4 illustriert eine mögliche Gestaltung des Schmierungssystems für das Kurbelwellenlager und das Gleitringlager des Rotors 10 auf dem Kurbelzapfen 40, durch welches der Durchtrittsraum für das zu verdichtende Gas, also die Arbeitskanäle 16 und 18 sowie die Abströmkanäle 36 und 38 praktisch frei von Schmiermittel gehalten werden. Fig. 4 illustrates a possible design of the lubrication system for the crankshaft bearing and the floating ring of the rotor 10 on the crank pin 40, 36 and 38 held by means of which the passage area for the gas to be compressed, that is, the working channels 16 and 18 and the outflow channels substantially free of lubricant become.

In einem an der Seitenwand 66 befestigen Lagergehäuse 88 ist koaxial zu der Kurbelwelle 46 ein Injektor 90 angeordnet, durch den Schmiermittel in eine Kammer 92 eingeleitet wird. Die Kammer 92 sitzt am freien Ende einer die Kurbelwelle 76 durchdringenden Verlängerung des Kurbelzapfens 40 und steht mit einem axial durch den Kurbelzapfen verlaufenden Kanal 94 in Ver bindung. Von diesem Kanal 94 gelangt das Schmiermittel über radiale Boh rungen 96 in den Lagerspalt zwischen dem Kurbelzapfen 40 und dem Rotor 10 sowie an die Innenseiten von Dichtungen 98 und 100, die die Kurbelwelle 46 einerseits gegenüber dem Rotor 10 und andererseits gegenüber einem das Kugellager 68 aufnehmenden Lagerschild 102 abdichten. Durch diese Dichtungen 98 und 100 wird das Schmiermittel von dem Spalt zwischen der Kurbelwelle 46 und der Seitenwand 66 sowie dem Spalt zwischen dem Rotor 10 und der Seitenwand 66 ferngehalten. Von dem Lager 98 gelangt das Schmiermittel an das Kugellager 68. Von dort kann es in das Innere des La gergehäuses 88 austreten und über einen Schmiermittel-Auslaß 104 abgelei tet werden. Durch Umwälzung des Schmiermittels kann so eine wirksame Schmierung und Kühlung des gesamten Lagersystems erreicht werden.In a bearing housing 88 fastened to the side wall 66 , an injector 90 is arranged coaxially to the crankshaft 46 , through which injector lubricant is introduced into a chamber 92 . The chamber 92 sits at the free end of an extension of the crank pin 40 penetrating the crank shaft 76 and is connected to a channel 94 running axially through the crank pin. From this channel 94 , the lubricant passes through radial holes 96 in the bearing gap between the crank pin 40 and the rotor 10 and on the inside of seals 98 and 100 , which the crankshaft 46 on the one hand with respect to the rotor 10 and on the other hand with respect to one receiving the ball bearing 68 Seal end shield 102 . These seals 98 and 100 keep the lubricant away from the gap between the crankshaft 46 and the side wall 66 and the gap between the rotor 10 and the side wall 66 . The lubricant reaches the ball bearing 68 from the bearing 98 . From there it can escape into the interior of the storage housing 88 and be discharged via a lubricant outlet 104 . By circulating the lubricant, effective lubrication and cooling of the entire bearing system can be achieved.

Eine andere mögliche Gestaltung des Lager- und Antriebssystems für den Ro tor 10 ist in Fig. 5 dargestellt.Another possible design of the storage and drive system for the ro tor 10 is shown in Fig. 5.

Die Kurbelwelle 46 ist mit Kugellagern 106 in den Seitenwänden 66 gelagert und über schräg angewinkelte Abschnitte 108 mit dem mittig in dem Rotor 10 angeordneten Kurbelzapfen 40 verbunden. Der Rotor 10 ist mit weiteren Kugellagern 110 auf dem Kurbelzapfen 40 gelagert. Die Ausgleichsmasse 70 ist in diesem Fall auf dem Kurbelzapfen 40 befestigt und in einer Kammer 112 im Inneren des Rotors 10 untergebracht. Auf den schräg angewinkelten Abschnitten 108 der Kurbelwelle 46 ist jeweils eine Buchse 114 angeordnet, die an beiden Enden mit einem radial vorspringenden Flansch versehen und auf Kugellagern 116 gelagert ist. Ein die Kurbelwelle 46 umgebender Falten balg 118 verbindet die Seitenwand 66 mit der Buchse 114, und ein weiterer Faltenbalg 120 ist so zwischen dem anderen Ende der Buchse 114 und dem inneren Teil des Rotors 10 angeordnet, daß er das Kugellager 110 ein schließt. Auf diese Weise ist die Kurbelwelle 46 einschließlich der angewin kelten Abschnitte 108 und des Kurbelzapfens 40 auf ganzer Länge fluiddicht eingekapselt, so daß das Schmiermittel zur Schmierung der Lager von den Spalten zwischen dem Rotor 10 und den Seitenwänden 66 ferngehalten wird.The crankshaft 46 is mounted with ball bearings 106 in the side walls 66 and is connected to the crank pin 40 arranged in the center of the rotor 10 via obliquely angled sections 108 . The rotor 10 is supported with further ball bearings 110 on the crank pin 40 . In this case, the balancing mass 70 is fastened on the crank pin 40 and accommodated in a chamber 112 inside the rotor 10 . A bushing 114 is arranged on each of the obliquely angled sections 108 of the crankshaft 46 , which is provided at both ends with a radially projecting flange and is mounted on ball bearings 116 . A bellows 118 surrounding the crankshaft 46 connects the side wall 66 to the socket 114 , and a further bellows 120 is arranged between the other end of the socket 114 and the inner part of the rotor 10 in such a way that it closes the ball bearing 110 . In this way, the crankshaft 46 including the angular sections 108 and the crank pin 40 is encapsulated fluid-tight over its entire length, so that the lubricant for lubricating the bearings is kept away from the gaps between the rotor 10 and the side walls 66 .

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Rotor 10 durch schmale Spalte von den Seitenwänden 66 und (im Bereich der Eingriffslinien) von dem Stator 12 getrennt, so daß keine Reibung zwischen dem Rotor 10 einer seits und den Seitenwänden 66 und dem Stator 12 andererseits auftritt. In diesen Bereichen ist somit keine Schmierung erforderlich, so daß der Ver dichter beispielsweise zur Erzeugung ölfreier Druckluft eingesetzt werden kann.In the exemplary embodiments described, the rotor 10 is separated by narrow gaps from the side walls 66 and (in the region of the lines of engagement) from the stator 12 , so that no friction occurs between the rotor 10 on the one hand and the side walls 66 and the stator 12 on the other hand. No lubrication is required in these areas, so that the United poet can be used, for example, to produce oil-free compressed air.

Die Spalte an den Stirnflächen des Rotors 10 und im Bereich der Eingriffsli nien sind hinsichtlich Länge und Querschnitt so dimensioniert, daß eine Reibberührung mit den feststehenden Teilen zuverlässig ausgeschlossen wird, andererseits jedoch dem zu verdichtenden Medium ein so großer Strö mungswiderstand entgegengesetzt wird, daß die Leckverluste minimiert wer den.The gaps on the end faces of the rotor 10 and in the area of the intervention lines are dimensioned with respect to length and cross section in such a way that frictional contact with the fixed parts is reliably excluded, but on the other hand the medium to be compressed is subjected to such a large flow resistance that the leakage losses minimized who.

Wahlweise können die Spalte zwischen den Stirnflächen des Rotors 10 und den Seitenwänden 66 jedoch auch durch reibungsarme Gleitdichtungen ab gedichtet werden. Eine mögliche Dichtungsanordnung ist in Fig. 6 und 7 gezeigt.Alternatively, the gaps between the end faces of the rotor 10 and the side walls 66 can also be sealed off by low-friction sliding seals. A possible sealing arrangement is shown in FIGS. 6 and 7.

Gemäß Fig. 6 ist die Stirnfläche des Rotors 10 mit eingefrästen Nuten 122 und 124 versehen, die parallel in geringem Abstand zu den Eingriffsflächen 26 und 30 verlaufen. Die Nuten 122 und 124 sind durch eine weitere Nut 126 miteinander verbunden.Referring to FIG. 6, the end face of the rotor 10 with milled grooves 122 and 124 is provided, which run parallel in a small distance from the engaging surfaces 26 and 30. The grooves 122 and 124 are connected to one another by a further groove 126 .

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, nehmen die Nuten 122, 124 und 126 jeweils ei ne Dichtlippe 128 auf, die zu der gegenüberliegenden Stirnfläche der Seiten wand 66 vorspringt. Der Grund der Nuten 122, 124 und 126 ist jeweils durch Bohrungen 130 mit der Hochdruckseite des Verdichters verbunden, so daß die Dichtlippen 128 pneumatisch gegen die Seitenwand 66 vorge spannt werden. Durch die gezeigte Anordnung der Nuten 122-126 und der zugehörigen Dichtlippen 128 wird eine wirksame Abdichtung der Saug-Ver dichtungsräume 56, 50 in den Arbeitskanälen 16 und 18 und außerdem (durch die Nut 126) eine Trennung zwischen der Niederdruckseite und der Hochdruckseite erreicht.As can be seen from Fig. 7, the grooves 122 , 124 and 126 each take on a sealing lip 128 which wall 66 projects to the opposite end face of the sides. The bottom of the grooves 122 , 124 and 126 are each connected through bores 130 to the high-pressure side of the compressor, so that the sealing lips 128 are pneumatically pre-tensioned against the side wall 66 . By the arrangement of the grooves 122-126 and the associated sealing lips 128 shown , an effective sealing of the suction sealing spaces 56 , 50 in the working channels 16 and 18 and also (through the groove 126 ) a separation between the low pressure side and the high pressure side is achieved.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Rotationskolbenmaschine, bei der gewissermaßen in Umkehrung des in Fig. 1 gezeigten Prinzips der Rotor 10 als Rahmen ausgebildet ist, der den Stator 12 umgibt. Der Rotor 10 ist sei nerseits von einem kastenförmigen Gehäuse 132 umschlossen, das mit einer Einlaßöffnung 134 versehen ist und genügend Spiel für die Umlaufbewegung des Rotors 10 läßt. FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a rotary piston machine, in which the rotor 10 is designed as a frame that surrounds the stator 12 , in a way reversing the principle shown in FIG. 1. The rotor 10 is on the other hand enclosed by a box-shaped housing 132 , which is provided with an inlet opening 134 and leaves enough play for the rotating movement of the rotor 10 .

Der Rotor 10 ist mit einer Einlaßöffnung 136 versehen, die der Einlaßöffnung 134 des Gehäuses 132 gegenüberliegt. Auf der Auslaßseite ist der Rotor 10 mit einem axial verlaufenden Auslaßkanal 138 versehen, der zu einer in der Seitenwand 66 ausgebildeten Auslaßöffnung 140 führt. Zwar erfolgt bei die sem Ausführungsbeispiel die Abfuhr des verdichteten Mediums ähnlich wie beim Stand der Technik in axialer Richtung über die Seitenwände 66, doch können anders als beim Stand der Technik der Auslaßkanal 138 und die Aus laßöffnung 140 mit einem ausreichenden Querschnitt versehen sein, da sie nicht unmittelbar an der Position des Spiralzentrums 32 bzw. 34 zu liegen brauchen, sondern mit dem Spiralzentren über die Abströmkanäle 36 und 38 verbunden sind.The rotor 10 is provided with an inlet opening 136 which is opposite the inlet opening 134 of the housing 132 . On the outlet side, the rotor 10 is provided with an axially extending outlet channel 138 which leads to an outlet opening 140 formed in the side wall 66 . In this embodiment, the discharge of the compressed medium is similar to the prior art in the axial direction via the side walls 66 , but unlike in the prior art, the outlet duct 138 and the outlet opening 140 can be provided with a sufficient cross section, since they do not need to lie directly at the position of the spiral center 32 or 34 , but are connected to the spiral center via the outflow channels 36 and 38 .

Die Gestalt der Eingriffsflächen kann sowohl bei der Ausführungsform nach Fig. 1 als auch bei der Ausführungsform nach Fig. 8 vielfältig abgewandelt werden. Diese Eingriffsflächen können u. a. auch kreisbogenförmige Abschnit te, geradlinige Abschnitte und in den konvexen Bereichen auch scharfkantige Abwinklungen aufweisen. Mit einer scharfkantigen Abwinklung in der konve xen Eingriffsfläche korrespondiert in der damit zusammenwirkenden konka ven Eingriffsfläche in Kreisbogenstück, dessen Krümmungsradius mit dem Exzenterkreis des Rotors übereinstimmt.The shape of the engagement surfaces can be varied in many ways both in the embodiment according to FIG. 1 and in the embodiment according to FIG. 8. These engagement surfaces can include, inter alia, circular sections, straight sections and, in the convex areas, also sharp-edged bends. With a sharp-angled bend in the konve xen engagement surface corresponds in the interacting concave engagement surface in a circular arc piece, the radius of curvature of which corresponds to the eccentric circle of the rotor.

Aufgrund dieser Gestaltungsfreiheit bei der Formgebung der Eingriffsflächen ist es möglich, die Eingriffsflächen in ihrer Gesamtheit aus Geradenabschnit ten bzw. Polygonzügen und Kreisbogenabschnitten mit unterschiedlichen Ra dien zusammenzusetzen, wodurch die maschinelle Bearbeitung wesentlich erleichtert wird. Fig. 9 zeigt ein Beispiel, bei der sämtliche Eingriffsflächen in dieser Weise aus Kreisbogenabschnitten und Geradenstücken zusammen gesetzt sind.Because of this freedom of design in the shaping of the engagement surfaces, it is possible to assemble the engagement surfaces in their entirety from straight sections or polygons and circular arc sections with different radii, which considerably facilitates machining. FIG. 9 shows an example in which all engagement surfaces are composed of circular arc sections and straight sections in this way.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 unterscheidet sich weiterhin von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß die Gesamtkrümmung der Eingriffsflächen nicht 540° (wie in Fig. 1), sondern 720° beträgt. Unter "Ge samtkrümmung" ist in diesem Zusammenhang die Richtungsänderung zu ver stehen, die man insgesamt vornehmen muß, wenn eine Eingriffsfläche vom Anfang bis zum Ende durchlaufen wird.The embodiment according to FIG. 9 further differs from the embodiment according to FIG. 1 in that the total curvature of the engagement surfaces is not 540 ° (as in FIG. 1) but 720 °. Under "total curvature" in this context is to understand the change of direction, which must be made overall when an engagement surface is traversed from the beginning to the end.

Die größere Gesamtkrümmung in Fig. 9 hat zur Folge, daß in jedem Arbeits kanal in jeder Betriebsphase mindestens zwei Eingriffslinien vorhanden sind. So sind beispielsweise bei dem Arbeitskanal 18 in Fig. 9 zwei Eingriffslinien 142 und 144 zu erkennen. In einem Übergangszustand, in dem sich in Fig. 9 gerade der Arbeitskanal 16 befindet, sind sogar drei Eingriffslinien 146, 148 und 150 vorhanden, so daß ein abgeschlossener Saugraum und ein abge schlossener Verdichtungsraum gebildet werden. Die Eingriffslinie 150 wird in Fig. 9 gerade aufgehoben, so daß eine Ausschubphase beginnt, während gleichzeitig mit dem Schließen der Eingriffslinie 146 eine neue Verdich tungsphase beginnt. Die Phasenverschiebung zwischen den Arbeitskanälen 16 und 18 beträgt jedoch nach wie vor 180°.The larger overall curvature in Fig. 9 has the result that there are at least two lines of engagement in each working channel in each operating phase. For example, two working lines 142 and 144 can be seen in the working channel 18 in FIG. 9. In a transition state, in which the working channel 16 is in FIG. 9, there are even three engagement lines 146 , 148 and 150 , so that a closed suction chamber and a closed compression chamber are formed. The line of engagement 150 is just lifted in Fig. 9, so that an extension phase begins, while at the same time with the closing of the line of engagement 146 begins a new compression phase. However, the phase shift between the working channels 16 and 18 is still 180 °.

Fig. 11 ist eine vergrößerte Darstellung des Spiralzentrums des Arbeitska nals 16 in Fig. 9 (in einer anderen Betriebsphase). Die Begrenzungsflächen der Abströmkanäle 36 und 38, die in den zuvor beschriebenen Zeichnungen der Einfachheit halber als Polygonzüge dargestellt waren, haben gemäß Fig. 11 ebenfalls eine glatte Kontur. Fig. 10 und 11 illustrieren außerdem eine Anordnung der versteifenden Rippen 60, bei der gerade noch genügend Spiel für die Bewegung des Rotors 10 besteht. Zweckmäßigerweise ist eine der Rippen 60 unmittelbar angrenzend an die Seitenwand 66 angeordnet, so daß der Spalt zwischen dem Rotor 10 und der Seitenwand 66 verlängert wird und die Leckverluste dementsprechend verringert werden. Die in Fig. 11 gestrichelt eingezeichnete Kontur 152 entspricht der Begrenzung des Ab strömkanals 36 im Bereich zwischen den Rippen 60. FIG. 11 is an enlarged view of the spiral center of the work channel 16 in FIG. 9 (in another operating phase). The boundary surfaces of the outflow channels 36 and 38 , which for the sake of simplicity have been shown in the drawings described above, have also a smooth contour according to FIG. 11. FIGS. 10 and 11 also illustrate an arrangement of the stiffening ribs 60, is in the just enough clearance for the movement of the rotor 10. One of the ribs 60 is expediently arranged directly adjacent to the side wall 66 , so that the gap between the rotor 10 and the side wall 66 is lengthened and the leakage losses are reduced accordingly. The contour 152 shown in dashed lines in FIG. 11 corresponds to the limitation of the flow channel 36 in the region between the ribs 60 .

Eine weitere Möglichkeit zur Vergrößerung des Querschnitts der Abströmka näle ist in Fig. 12 und 13 illustriert. Hier kommunizieren die Abströmka näle 36 und 38 an den Stirnseiten mit Taschen 154, die in den Seitenwän den 66 ausgespart sind. Wahlweise können diese Taschen 154 auch einen Hinterschnitt 156 aufweisen, wie in Fig. 12 und 13 durch doppelpunkt strichlierte Linien angedeutet ist. Die Taschen 154 sind außerdem durch Ste ge 158 ausgesteift. Gemäß Fig. 13 folgen die Taschen 154 dem spiralförmi gen Verlauf der Abströmkanäle 36, 38 und münden in eine in diesem Fall in der Seitenwand 66 ausgesparte Austrittsöffnung 160.Another way to increase the cross section of the Abströmka channels is illustrated in FIGS . 12 and 13. Here, the Abströmka channels 36 and 38 communicate on the end faces with pockets 154 which are recessed in the side walls 66 . Optionally, these pockets 154 can also have an undercut 156 , as indicated in FIGS . 12 and 13 by double-dashed lines. The pockets 154 are also stiffened by webs 158 . According to Fig. 13 follow the pockets 154 spiralförmi the gene during the outflow channels 36, 38 and open into a recessed, in this case in the side wall 66 of the outlet opening 160.

Gemäß Fig. 13 sind auch auf der Einlaßseite Taschen 162 in den Seiten wänden ausgebildet, die von einer Einlaßöffnung 164 ausgehen und den Ein laßquerschnitt für die Einleitung des Mediums in die Arbeitskanäle 16 und 18 vergrößern.Referring to FIG. 13 are also on the inlet side of bags 162 in the side walls formed extending from an inlet port 164 and the A laßquerschnitt for introducing the medium into the working channels 16 and 18 enlarge.

Fig. 14 zeigt ein Beispiel einer Rotationskolbenmaschine in gestreckter und entsprechend schlanker Bauweise, bei der der Stator 12 in einem Stück mit einem Einlaßrohr 166 und einem Auslaßrohr 168 ausgebildet ist. Die Kurbel wellen 44 und 46 mit den zugehörigen Ausgleichsmassen 70 sind hier in dem Einlaßrohr 166 und dem Auslaßrohr 168 angeordnet und durch Laschen 170 mit dem eigentlichen Kern des Rotors 10 verbunden. Zur besseren Ab fuhr der Verdichtungswärme ist der der Stator 12 mit Kühlkanälen 172 und mit in die Arbeitskanäle mündenden Düsen 173 für Kühlöl versehen. Der Ro tor 10 besitzt senkrecht zu den Kurbelwellen 44, 46 verlaufende Kühlkanäle 174, die sich von der relativ kühlen Einlaßseite bis in die hornförmigen Fort sätze erstrecken, die die Abströmkanäle 36, 38 begrenzen. Diese Kühlkanäle 174 können mit einer geringen Menge eines Wärmeübertragungsmediums gefüllt oder als sogenannte Heatpipes ausgebildet sein, so daß eine wirksame Ableitung der Verdichtungswärme zur kühleren Seite des Rotors erreicht wird. Die Arbeitskanäle 16 und 18 arbeiten bei dieser Ausführungsform im Gleichtakt. Fig. 14 shows an example of a rotary piston machine in the extended and correspondingly slender construction in which the stator is an outlet pipe 168 is formed in one piece with an inlet pipe 166 and 12. The crankshafts 44 and 46 with the associated balancing masses 70 are arranged here in the inlet pipe 166 and the outlet pipe 168 and connected by tabs 170 to the actual core of the rotor 10 . For better driving of the compression heat, the stator 12 is provided with cooling channels 172 and with nozzles 173 for cooling oil opening into the working channels. The Ro tor 10 has perpendicular to the crankshafts 44 , 46 cooling channels 174 which extend from the relatively cool inlet side to the horn-shaped extensions which limit the outflow channels 36 , 38 . These cooling channels 174 can be filled with a small amount of a heat transfer medium or can be designed as so-called heat pipes, so that an effective dissipation of the compression heat to the cooler side of the rotor is achieved. The working channels 16 and 18 work in this embodiment in common mode.

Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem beide Eingriffsflächen 26 und 30 des Rotors 10 konvex und beide Eingriffsflächen 24 und 28 des Stators 12 konkav sind. Die Einlaßbereiche der beiden Arbeitskanäle 16 und 18 lie gen einander hier etwa diametral gegenüber, und die beiden Spiralzentren 32 und 34 liegen relativ eng beieinander. Die beiden Abströmkanäle 36 und 38 vereinigen sich deshalb zu einem gemeinsamen Auslaßkanal 176. Fig. 15 shows an embodiment in which both engagement surfaces 26 and 30 of the rotor 10 and both convex engagement surfaces 24 and 28 of the stator 12 are concave. The inlet areas of the two working channels 16 and 18 lie approximately diametrically opposite one another here, and the two spiral centers 32 and 34 are relatively close to one another. The two outflow channels 36 and 38 therefore combine to form a common outlet channel 176 .

Fig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Stator 12 zwei einander diagonal gegenüberliegende Einlässe 178 und zwei einander ebenfalls diago nal gegenüberliegende Auslässe 180 aufweist und der Stator 10 und der Ro tor 12 insgesamt vier Arbeitskanäle 182, 184, 186 und 188 bilden. Von je dem Einlaß 178 führt ein Arbeitskanal 182 bzw. 186 zu dem gegenüberlie genden Auslaß 180 und ein zweiter Arbeitskanal 188 bzw. 184 zu dem auf derselben Seite gelegenen Auslaß 180. Die Arbeitstakte der vier Arbeitska näle sind jeweils um 90° phasenverschoben. Fig. 16 shows an embodiment in which the stator 12 has two diagonally opposite inlets 178 and two diagonally opposite outlets 180 and the stator 10 and the ro tor 12 form a total of four working channels 182 , 184 , 186 and 188 . From each inlet 178 , a working channel 182 or 186 leads to the opposite outlet 180 and a second working channel 188 or 184 to the outlet 180 on the same side. The work cycles of the four work channels are each 90 ° out of phase.

Fig. 17 zeigt demgegenüber ein Ausführungsbeispiel mit nur einem einzigen Arbeitskanal. Der Rotor 10 ist nur auf einer einzigen Kurbelwelle 46 gelagert und wird zusätzlich durch ein Gelenkgestänge 192 stabilisiert. Das Gelenkge stänge 192 ist mit massiven Gelenkplatten 194 versehen, die eine strö mungsmäßige Trennung der Einlaßöffnung 20 von der Auslaßöffnung 22 des Stators bewirken. Fig. 17 shows, in contrast, an embodiment having only a single working channel. The rotor 10 is only supported on a single crankshaft 46 and is additionally stabilized by a linkage 192 . The hinge rod 192 is provided with solid hinge plates 194 which cause a flow separation of the inlet opening 20 from the outlet opening 22 of the stator.

Fig. 18 zeigt eine Rotationskolbenmaschine ähnlich Fig. 17, jedoch mit ei ner modifizierten Gestaltung des Rotors, des Stators und des Gelenkgestän ges 192. Im Unterschied zu Fig. 17 besitzt hier der Rotor 10 eine konkave Eingriffsfläche und der Stator 12 eine konvexe Eingriffsfläche. Fig. 18 shows a rotary piston machine similar to FIG. 17, but with a modified design of the rotor, the stator and the linkage 192 . In contrast to FIG. 17, the rotor 10 has a concave engagement surface and the stator 12 has a convex engagement surface.

Fig. 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem Einlässe 178 und die Auslässe 180 ähnlich wie in Fig. 16 angeordnet sind. Der Rotor 10 wird beispielsweise durch eine Oldham-Kupplung stabilisiert. Die Gelenkplatten 194 des Gelenkgestänges 192 dienen hier jeweils zur Trennung der auf der selben Seite liegenden Ein- und Auslässe. Der Rotor und der Stator bilden zwei punktsymmetrisch zueinander angeordnete Arbeitskanäle 16 und 18. FIG. 19 shows a further exemplary embodiment, in which inlets 178 and outlets 180 are arranged in a manner similar to that in FIG. 16. The rotor 10 is stabilized, for example, by an Oldham clutch. The hinge plates 194 of the hinge linkage 192 each serve to separate the inlets and outlets on the same side. The rotor and the stator form two working channels 16 and 18 arranged symmetrically to one another.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Rotor und der Stator jeweils als säulenförmige Körper ausgebildet sind, zeigen Fig. 20 bis 22 zwei Varianten einer Bauweise, bei der der Rotor 10 parallele Sei tenwände 196 und der Stator 12 eine hierzu parallele Platte 198 aufweist. Die Seitenwände 196 und die Platte 198 sind mit ineinandergreifenden Pla teaus oder Rippen 200 bzw. 202 versehen, an denen die Eingriffsflächen 24, 26, 28 und 30 ausgebildet sind. Fig. 20 zeigt die Rippen 200 des Stators 12 im Schnitt und läßt die mit abgeschrägten Flanken versehenen Rippen 202 des Rotors 10 in der Draufsicht erkennen. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.While in the previously described exemplary embodiments the rotor and the stator are each formed as a columnar body, FIGS. 20 to 22 show two variants of a construction in which the rotor 10 has parallel side walls 196 and the stator 12 has a plate 198 parallel to it. The side walls 196 and the plate 198 are provided with interlocking plates or ribs 200 and 202 , on which the engagement surfaces 24 , 26 , 28 and 30 are formed. 200 Fig. 20 shows the ribs of the stator 12 in section and leaves the ribs provided with bevelled flanks seen in top view 202 of the rotor 10. The mode of operation is the same as in the previously described exemplary embodiments.

Bei der Variante gemäß Fig. 21 besteht der Stator 12 aus zwei annährend spiegelbildlichen topfförmigen Gehäusen 204, 206, deren Böden die erwähn ten Seitenwände 196 bilden und die über umlaufende Flansche 208 mitein ander verbunden sind. Der Rotor 10 ist in diesem Fall auf beiden Seiten der Platte 198 mit Rippen 202 bestückt. Bei der Variante nach Fig. 22 ist der Rotor 10 hingegen nur einseitig mit Rippen 202 bestückt, und anstelle des Gehäuses 206 ist lediglich eine flache Seitenwand 210 vorgesehen.In the variant according to FIG. 21, the stator 12 consists of two approximately mirror-image cup-shaped housings 204 , 206 , the bottoms of which form the mentioned side walls 196 and which are connected to one another via circumferential flanges 208 . In this case, the rotor 10 is equipped with ribs 202 on both sides of the plate 198 . In contrast, in the variant according to FIG. 22, the rotor 10 is equipped with ribs 202 on only one side, and instead of the housing 206 , only a flat side wall 210 is provided.

Fig. 23 zeigt wieder eine Ausführungsform, bei der der Rotor und der Stator ähnlich wie in Fig. 1 säulenförmig ausgebildet sind. Die Besonderheit bei diesem Ausführungsbeispiel besteht darin, daß zwei Arbeitskanäle 212 und 214 ineinandergeschachtelt sind. Der größere Arbeitskanal 212 besitzt einen weit ausladenden äußeren Spiralarm, der den kleineren Arbeitskanal 214 umgibt. Der kleinere Arbeitskanal 214 besitzt ein kleineres Verdichtungsver hältnis und einen kleineren Volumendurchsatz als der Haupt-Arbeitskanal 212 und dient in erster Linie dazu, die Einlaßöffnung 20 von der Auslaßöff nung 22 zu trennen. Diese Lösung stellt insofern eine Alternative zu der Ver wendung von Gelenkplatten 194 gemäß Fig. 17 dar. FIG. 23 again shows an embodiment in which the rotor and the stator are columnar, similar to that in FIG. 1. The peculiarity of this embodiment is that two working channels 212 and 214 are nested. The larger working channel 212 has a widely protruding outer spiral arm that surrounds the smaller working channel 214 . The smaller working channel 214 has a smaller compression ratio and a smaller volume throughput than the main working channel 212 and serves primarily to separate the inlet opening 20 from the outlet opening 22 . This solution is an alternative to the use of hinge plates 194 shown in FIG. 17.

Fig. 24 illustriert den Extremfall, daß der kleinere Arbeitskanal 214 über haupt keine spiralförmigen Konturen mehr besitzt und folglich auch keine in nere Verdichtungsarbeit leistet, sondern ausschließlich zur Trennung der Einlaß- und Auslaßseite dient. FIG. 24 illustrates the extreme case that the smaller working channel 214 no longer has any spiral contours at all and consequently does not perform any internal compression work, but is only used to separate the inlet and outlet sides.

Claims

1. Rotary piston machine with a rotary piston ( 10 ) rotating between parallel side walls ( 66 ; 196 , 210 ) without self-rotation, which together with a stator ( 12 ) has at least one working channel ( 16 , 18 ; 182 , 184 , 186 , 188 ; 212 , 214 ), which is delimited by engagement surfaces ( 24 , 26 , 28 , 30 ) of the stator and the rotor which extend spirally to a spiral center ( 32 , 34 ), and with a flow channel ( 36 ) extending from the spiral center ( 32 , 34 ) , 38 ), characterized in that each working channel is assigned a separate spiral center and the flow channel ( 36 , 38 ) is formed by a spiral from the spiral center ( 32 , 34 ) leading to the outside space between the stator and the rotor.

2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the stator ( 12 ) surrounds the rotary piston ( 10 ) in a frame shape and that the working channel ( 16 , 18 ; 182 , 184 , 186 , 188 ) extends only over a fraction of the circumference of the rotor ( 10 ) extends.

3. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the rotary piston ( 10 ) surrounds the stator ( 12 ) frame-shaped and that the working channel ( 16 , 18 ) extends only over a fraction of the circumference of the gate ( 12 ).

4. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston ( 10 ) and the stator ( 12 ) have a plurality of working channels ( 16 , 18 ; 182 , 184 , 186 , 188 ; 212 , 214 ), each with associated spiral centers and flow channels form.

5. Rotary piston machine according to claim 4, characterized in that an alternating sequence of convex and concave engagement surfaces ( 26 , 30 ) is formed on the circumference of the rotary piston ( 10 ), each of which is a working channel ( 16 , 18 ; 182 , 184 , 186 , 188) ) limit, and that a common inlet opening ( 20 ; 178 ) and for two adjacent flow channels ( 36 , 38 ) a common outlet opening ( 22 ; 180 ) is provided for two adjacent working channels.

6. Rotary piston machine according to claim 5, characterized in that the working channels are limited by concave and convex engagement surfaces ( 24 , 28 ) of the stator ( 12 ), each having the same shape as the engagement surfaces ( 26 , 30 ) of the rotary piston.

7. Rotary piston machine according to claim 5, characterized in that the one working channel ( 212 ) is a widely projecting main working channel which surrounds the smaller second working channel ( 214 ).

8. Rotary piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the total curvature of each engagement surface ( 24 , 26 , 28 , 30 ) is between 380 ° and 720 °, preferably about 540 °.

9. Rotary piston machine according to claim 8, characterized in that that the curvature of the engagement surfaces from the outside inward uneven changes formally.

10. Rotary piston machine according to claim 9, characterized in that that that the engagement surfaces rectilinear sections and / or arcuate have sections.

11. Rotary piston machine according to claim 10, characterized in that that the convex engagement surfaces in particular on the inside and / or outside ren end of the working channel have sharp angled bends.