Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotationskolbenverdichter zum Verdichten von Gas, insbesondere von Kohlendioxid, wobei der Rotationskolbenverdichter ein Arbeitsgehäuse und einen Rotationskolben aufweist, und das Arbeitsgehäuse eine

Gehäuseseitenwand und zwei, auf einander gegenüberliegenden Seiten der Gehäuseseitenwand angeordnete Gehäusedeckel aufweist, wobei eine Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand und jeweils eine planare Dichtfläche des jeweiligen Gehäusedeckels einen, im Arbeitsgehäuse angeordneten Arbeitsraum umschließen und der Rotationskolben im Arbeitsraum auf einem Exzenter drehbar gelagert ist und der Rotationskolbenverdichter einen Gaseinlass zum Einleiten des zu verdichtenden Gases in den Arbeitsraum und einen Gasauslass mit einem Überdruckauslassventil zum Ableiten des verdichteten Gases aus dem Arbeitsraum aufweist, wobei der Rotationskolben zwei, jeweils einer der planaren Dichtflächen der Gehäusedeckel zugewandte, Kolbengrundflächen und eine, der Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand zugewandte Kolbenmantelfläche aufweist und in den Kolbengrundflächen jeweils ein Planardichtungsaufnahmekanal ausgebildet ist und in jedem der Planardichtungsaufnahmekanäle eine Planardichtung angeordnet ist, wobei die Planardichtungen jeweils eine Dichtungsoberfläche zur Anlage an einer der planaren Dichtflächen der Gehäusedeckel aufweisen. Rotationskolbenverdichter sind an sich seit Langem bekannt. Sie werden z.B. in der US 4,105,375 und der US 4,118,157 gezeigt. Ein Rotationskolben eines gattungsgemäßen

Rotationskolbenverdichters ist in der WO 2020/159394 Al gezeigt. Bei der dort offenbarten Technologie werden in den Planardichtungsaufnahmekanälen Federelemente angeordnet, um so die Planardichtungen an die jeweiligen planaren Dichtflächen der Gehäusedeckel des Arbeitsgehäuses anzudrücken. Diese Federn erzeugen in der Praxis in der Regel nur geringe Anpresskräfte und dienen meist nur der Fühlhaltung an den planaren Dichtflächen. Die eigentliche Abdichtung wird beim Stand der Technik meist durch einen auf die Dichtung einwirkenden Gasdruck erzeugt, wobei das den

Gasdruck erzeugende Gas beim Stand der Technik über Spaltmaße zwischen den planaren Dichtflächen der Gehäusedeckel und den Kolbengrundflächen zur Planardichtung gelangt. Aufgabe der Erfindung ist es, hier eine Verbesserung vorzuschlagen, welche insbesondere auch bei höheren Gasdrücken im Arbeitsraum für eine gute Abdichtung mittels der Planardichtungen sorgt. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem gattungsgemäßen Rotationskolbenverdichter vor, dass zum Andrücken der Dichtungsoberfläche der jeweiligen Planardichtung an die jeweilige planare Dichtfläche, in der Kolbenmantelfläche des Rotationskolbens Mantelflächenöffnungen ausgebildet sind, welche über im

Inneren des Rotationskolbens ausgebildete und jeweils auf einer von der Dichtungsoberfläche abgewandten Seite der jeweiligen Planardichtung in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal mündende Druckdurchführungsleitungen mit dem jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal in druckübertragender Verbindung stehen. Es ist also bei der Erfindung nicht mehr vorgesehen, dass der Gasdruck über Spaltmaße zur Planardichtung gelangt. Die Erfindung schlägt vielmehr vor, dass in der

Kolbenmantelfläche gezielt Mantelflächenöffnungen vorgesehen sind, welche über im Inneren des Rotationskolbens ausgebildete Druckdurchführungsleitungen direkt mit dem

Planardichtungsaufnahmekanal in druckübertragender Verbindung stehen. Das unter Druck stehende Gas aus dem Arbeitsraum kann durch die Mantelflächenöffnungen und die in den Planardichtungsaufnahmekanal mündenden Druckdurchführungsleitungen direkt auf die Planardichtung im Planardichtungsaufnahmekanal einwirken, um diese an die jeweilige planare Dichtfläche des jeweiligen Gehäusedeckels anzudrücken. Diese erfindungsgemäße Lösung hat einerseits den Vorteil, dass zum Andrücken der Dichtungsoberfläche der jeweiligen Planardichtung an die jeweilige planare Dichtfläche des jeweiligen Gehäusedeckels weniger Teile benötigt werden. So kann auf die, beim eingangs genannten gattungsgemäßen Stand der Technik verwendeten Federelemente im

Planardichtungsaufnahmekanal bei der Erfindung vollständig verzichtet werden. Vor allem steht bei der Erfindung aber jeweils der Gasdruck aus dem Bereich des Arbeitsraums, in den die jeweilige Mantelflächenöffnung des Rotationskolbens mündet, im entsprechenden Bereich des

Planardichtungsaufnahmekanals zur Verfügung, um die jeweilige Planardichtung mit ihrer Dichtungsoberfläche an die jeweilige planare Dichtfläche des jeweiligen Gehäusedeckels anzudrücken. Hierdurch wird automatisch auch der Anpressdruck an die in diesem Bereich des Arbeitsraums aktuell vorhandenen Drücke angepasst werden. Dies bewährt sich insbesondere dann, wenn beim Verdichten des Gases mittels des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichters besonders hohe Drücke im Arbeitsraum erreicht werden.

Ein besonders bevorzugter Einsatzbereich für erfindungsgemäße Rotationskolbenverdichter ist das Verdichten bzw.

Komprimieren von Kohlendioxid, um das Kohlendioxid dann als umweltfreundliches Kälte- oder Wärmemittel in einem Kühl- bzw. Wärmekreislauf verwenden zu können. Hier müssen zum Verdichten des Kohlendioxids Arbeitsdrücke von zumindest 80 bar, vorzugsweise von zumindest 100 bar, erreicht werden, damit dieses Kohlendioxid als Kältemittel für Kühlgeräte, Klimaanlagen oder auch als Wärmemittel für Gebäudeheizungen Wärmepumpen und dergleichen eingesetzt werden kann. Bei erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichtern geht es vorrangig um das Verdichten von Kohlendioxid. Trotzdem können erfindungsgemäße Rotationskolbenverdichter natürlich auch zum Verdichten von anderen Gasen eingesetzt werden.

Als Gas wird in diesem Zusammenhang all das bezeichnet, was bei Normalbedingungen, also bei einer Temperatur von 20° C und ein Druck von 1013,25 mbar gasförmig ist. Beim Verdichten bzw. Komprimieren des jeweiligen Gases mit einem erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichter kann das Gas, insbesondere das Kohlendioxid, durchaus in einen transkritischen bzw. überkritischen Zustand gebracht werden, bei dem es gleichzeitig flüssig und gasförmig ist. Trotzdem wird im Zuge der Beschreibung der vorliegenden Erfindung an dem Begriff des Gases im Sinne einer sprachlichen Vereinfachung festgehalten. Bei erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichtern ist der Rotationskolben auf einem Exzenter drehbar gelagert. Man könnte daher erfindungsgemäße Rotationskolbenverdichter auch als Rotationskolbenverdichter nach dem Wandelprinzip bezeichnen. Der Rotationskolben könnte auch als Umlaufkolben oder einfach als Läufer bezeichnet werden. Der Rotationskolbenverdichter selbst könnte auch als Rotationskolbenkompressor bezeichnet werden. Die Planardichtungen könnten auch als Kolbengrundflächendichtungen bezeichnet werden.

Die Druckdurchführungsleitungen im Rotationskolben sind bevorzugt rohrförmig ausgebildet. Sie können z.B. als eine Bohrung oder eine Abfolge von ineinander mündenden Bohrungen im Inneren des Rotationskolbens ausgebildet sein. Es bestehen aber auch andere Möglichkeiten, wie die

Druckführungsleitungen im Rotationskolben ausgebildet werden.

Bevorzugt sind die Mantelflächenöffnungen jedenfalls distanziert von den Kolbengrundflächen in der

Kolbenmantelfläche ausgebildet.

Zur Herstellung und Anordnung der Planardichtungen im jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal bestehen verschiedene Möglichkeiten. Eine erste besonders kosteneffektiv umsetzbare Gruppe von Lösungen hierzu sieht vor, dass die Planardichtungen in den jeweiligen

Planardichtungsaufnahmekanälen direkt hergestellt werden. So sieht eine bevorzugte Variante z.B. vor, dass die Planardichtungen jeweils als Spritzgussteil in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal eingespritzt sind. In anderen Worten werden bei dieser Variante die Planardichtungen mittels Spritzgussverfahren direkt im

Planardichtungsaufnahmekanal hergestellt und damit dort auch gleich angeordnet. Eine andere Variante kann aber auch vorsehen, dass die Planardichtung jeweils als 3D-Druckteil in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal eingedruckt sind. Bei dieser Variante wird somit die jeweilige Planardichtung jeweils direkt durch einen Druckvorgang im

Planardichtungsaufnahmekanal hergestellt und damit dort auch gleichzeitig angeordnet. Eine wiederum andere Variante sieht vor, dass die Planardichtung jeweils als Formpressteil in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal eingepresst sind,

Abweichend hiervon ist es aber auch möglich, die Planardichtung zunächst herzustellen und dann nach ihrer Herstellung im Planardichtungsaufnahmekanal anzuordnen. Es ist also auch möglich, dass die Planardichtungen jeweils als Einlegeteil vorgefertigt und als solches in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal eingelegt sind.

Bevorzugte Varianten der Erfindung sehen vor, dass die Druckdurchführungsleitungen im Bereich ihrer Mündung in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal jeweils mittels einer Kappe abgedeckt sind. Die Verwendung entsprechender Kappen zum Abdecken der Mündung der Druckdurchführungsleitungen in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal ist besonders dann günstig, wenn die Planardichtungen z.B. durch Spritzguss oder 3D-Drucken direkt im Planardichtungsaufnahmekanal ausgebildet wird. Die Kappen können dabei verhindern, dass die Mündung der Druckdurchführungsleitungen beim Herstellungsprozess der Planardichtungen versehentlich verschlossen werden. Natürlich können entsprechende Kappen aber auch dann verwendet werden, wenn die Planardichtung jeweils als Einlegeteil vorgefertigt und als solches in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal eingelegt sind. Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass die Formulierung des Abdeckens der genannten Mündung mittels der Kappe nicht bedeutet, dass die Kappen die jeweiligen Mündungen der Druckdurchführungsleitungen druckfest verschließen. Die Kappen sind nur aufgelegt. Bei entsprechendem Gasdruck in den Druckdurchführungsleitungen kann das Gas durchaus an den Kappen vorbei in den Planardichtungsaufnahmekanal eindringen, um so die Planardichtungen mit ihrer Dichtungsoberfläche an die jeweilige planare Dichtfläche des jeweiligen Gehäusedeckels anzudrücken. In anderen Varianten können die Kappen aber auch weggelassen werden,

Im Sinne einer möglichst geringen Anzahl an Teilen sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass die Planardichtungen in einem der Planardichtungsaufnahmekanäle in einer der Kolbengrundflächen in sich jeweils einstückig ausgeführt sind. In anderen Worten befindet sich bei solchen Varianten in einem Planardichtungsaufnahmekanal dann entsprechend immer nur genau eine Planardichtung. Die Planardichtung dieses Planardichtungsaufnahmekanals ist dann entsprechend in sich einstückig ausgebildet.

Bei erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichtern ist günstigerweise vorgesehen, dass die Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand in einer, zu den planaren Dichtflächen der Gehäusedeckel parallelen Schnittebene gesehen, vollständig oder zumindest abschnittsweise trochoidförmig ausgebildet ist.

Der Rotationskolben weist bevorzugt zwei oder mehr Eckbereiche auf. Günstigerweise ist dabei vorgesehen, dass in den Eckbereichen jeweils eine Radialdichtung zur Abdichtung des Rotationskolbens gegen die Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist wiederum vorgesehen, dass die Kolbengrundflächen im Bereich zwischen jeweils zwei der Eckbereiche des Rotationskolbens jeweils von einer Begrenzungslinie begrenzt sind, wobei die Begrenzungslinien jeweils als eine Hüllkurve einer Kurvenschar aus Trochoiden ausgebildet sind. Um die jeweilige Radialdichtung an die Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand anzudrücken, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die auch miteinander kombiniert werden können. So kann bei erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichtern z.B. vorgesehen sein, dass an den Radialdichtungen jeweils ein zum Rotationskolben weisendes, elastisches Element zum Andrücken der jeweiligen Radialdichtung an die Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand einstückig angeformt ist. In bevorzugten Varianten ist anstelle dessen oder auch zusätzlich vorgesehen, dass die Planardichtung zum Andrücken der jeweiligen Radialdichtung an die Seitenwandfläche der

Gehäuseseitenwand genutzt wird. Solche Varianten können dann vorsehen, dass die Planardichtungen jeweils Kontaktflächen zum Andrücken der jeweiligen Radialdichtung an die Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand aufweisen. Diese Kontaktflächen der Planardichtungen können jeweils als

Schrägflächen ausgebildet sein und auf entsprechende Schrägflächen der jeweiligen Radialdichtung einwirken.

Wie weiter hinten in der Figurenbeschreibung veranschaulicht, entstehen beim Verdichten von Gas mittels

Rotationskolbenverdichtern im Arbeitsraum unterschiedliche, mittels des Rotationskolbens und seiner Eckbereiche voneinander getrennte Teilvolumina, in denen während des Betriebs auch unterschiedliche Gasdrücke vorherrschen und deren Größe sich während des Betriebs kontinuierlich ändert. Es gibt jeweils Teilvolumina des Arbeitsraums in die je nach Momentanlage des Rotationskolbens Gas eingesaugt wird, während auf einer anderen Seite des Rotationskolbens zu diesem Zeitpunkt jeweils das Gas verdichtet wird. So entstehen gleichzeitig sowohl Niederdruck- als auch Hochdruckseiten auf verschiedenen Seiten des Rotationskolbens. Um zu verhindern, dass Gas über die Mantelflächenöffnungen, die Druckdurchführungsleitungen und die Planardichtungsaufnahmekanäle von der jeweils momentan ausgebildeten Hochdruckseite in eine jeweils momentan ausgebildete Niederdruckseite überströmt, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass die Planardichtungen jeweils in den Eckbereichen des Rotationskolbens auf ihrer von der jeweiligen Dichtungsoberfläche abgewandten Seite gegen den, sie aufnehmenden Planardichtungsaufnahmekanal abgedichtet sind. Um diese Abdichtung zu erreichen, kann z.B. vorgesehen sein, dass die Planardichtungen, vorzugsweise auf der von der Dichtungsoberfläche abgewandten Seite, Dichtstege aufweisen, welche in entsprechenden Dichtstegaufnahmen im

Planardichtungsaufnahmekanal angeordnet sind. So können Bereiche des Planardichtungsaufnahmekanals zwischen zwei jeweils benachbarten Eckbereichen des Rotationskolbens gegen jeweils benachbarte Bereiche des Planardichtungsaufnahmekanals abgedichtet werden.

Wie für Rotationskolbenverdichter an sich bekannt, können auch erfindungsgemäße Rotationskolbenverdichter mit verschiedenen Übersetzungen ausgebildet werden. Die Übersetzung bezeichnet dabei das Verhältnis der Anzahl der zur Ausbildung der Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand vorhandenen Trochoidbögen zur Anzahl der Ecken des Rotationskolbens. Bei erfindungsgemäßen

Rotationskolbenverdichtern liegt das Übersetzungsverhältnis günstigerweise bei 1:2 oder 2:3 oder 7:6.

Bei erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichtern können der Gaseinlass und/oder der Gasauslass durch die Gehäusewand hindurchgeführt sein. Alternativ ist es aber auch möglich, dass der Gaseinlass und/oder der Gasauslass durch den Exzenter hindurchgeführt ist bzw. sind. Auch Mischformen hiervon sind möglich. Die Planardichtungen und/oder die gegebenenfalls vorhandenen Radialdichtungen bestehen günstigerweise aus einem Polymer oder aus einem Polymer mit einem Trockengleitstoff und/oder mit Verstärkungsfasern. Als Polymere können z.B. Polyetheretherketon, Polyamidimid, Polyoxymethylen, Polyketon, Polyamid oder auch Polyethylenterephthalat zum Einsatz kommen. Als Trockengleitstoffe können z.B. Polytetraflurethylen oder Molybdändisulfit verwendet werden. Als Verstärkungsfasern kommen z.B. Glasfasern oder Kohlefasern in Frage.

Die Gehäuseseitenwand und die Gehäusedeckel weisen in bevorzugten Varianten jeweils einen Grundkörper aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem Gusseisen auf. Bevorzugt ist auf diesem Grundkörper zur Ausbildung der Seitenwandfläche der Gehäuseseitenwand und der planaren

Dichtflächen der Gehäusedeckel eine Beschichtung aufgebracht. Bei der Beschichtung kann es sich z.B. um eine Nickel- Phosphor-Schicht, um eine Aluminium-Oxid-Schicht oder auch um eine trockenschmierende Gleitlackschicht handeln. Auch eine Kombination aus zumindest zwei dieser Schichten ist möglich. Diese Beschichtungen können direkt auf dem Grundkörper aufgebracht sein. Es kann auf dem Grundkörper aber auch eine offenporige Haftschicht vorhanden sein, auf der dann die Beschichtung aufgebracht ist. Bei einem Grundkörper aus einer Aluminiumlegierung kann es sich bei der Haftschicht z.B. um eine offenporige Aluminium-Oxid-Schicht, wie z.B. Eloxal oder unverdichtetes Harteloxal handeln. Eine andere Variante einer Träger- bzw. Haftschicht besteht in einer offenporigen plasmachemisch oxidierten Aluminium-Schicht. Bei Grundkörpern aus Gusseisen können die Träger- bzw. Haftschichten z.B. durch Phosphatieren oder Sandstrahlen ausgebildet sein.

Soweit nicht sinnentfremdend sind die hier verwendeten Begriffe „ein" bzw. „eine" im Sinne von „zumindest ein" bzw. „zumindest eine" zu verstehen.

Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter

Ausgestaltungsformen der Erfindung werden exemplarisch in der nachfolgenden Figurenbeschreibung anhand von verschiedenen Ausführungsvarianten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 21 Darstellungen zu einem erfindungsgemäßen

Rotationskolbenverdichter mit einer Übersetzung von 1:2 sowie Abwandlungsformen hiervon;

Fig. 22 und 23 Darstellungen eines erfindungsgemäßen

Rotationskolbenverdichters mit einer Übersetzung von 2:3 und

Fig. 24 bis 39 Darstellungen zu einem erfindungsgemäßen

Rotationskolbenverdichter mit einer Übersetzung von 7:6.

Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichters 1 in einer Explosionsdarstellung. Es handelt sich um einen Rotationskolbenverdichter 1 mit einer Übersetzung von 1:2.

Der Rotationskolbenverdichter 1 weist ein Arbeitsgehäuse 2 und einen Rotationskolben 3 auf. Das Arbeitsgehäuse 2 wiederum weist eine Gehäuseseitenwand 4 und auf einander gegenüberliegenden Seiten der Gehäusewand 4 angeordnete Gehäusedeckel 5 und 6 auf. Im diesem Ausführungsbeispiel werden diese Bauteile des Arbeitsgehäuses 2 durch die Schrauben 37 und die Muttern 38 miteinander verbunden. Dies muss aber natürlich nicht zwingend so sein, auch andere Verbindungsarten sind denkbar.

Die Seitenwandfläche 7 der Gehäuseseitenwand 4 und die beiden planaren Dichtflächen 8 und 9 der jeweiligen Gehäusedeckel 5 und 6 umschließen den im Arbeitsgehäuse 2 angeordneten Arbeitsraum 10. Der Rotationskolben 3 ist im Arbeitsraum 10 auf dem Exzenter 11 drehbar gelagert. In diesem ersten Ausführungsbeispiel sitzt der Exzenter 11 drehfest auf einer Antriebswelle 30. Wie in Fig. 2 zu sehen, endet diese

Antriebswelle 30 in einem, im zusammengebauten Zustand aus dem Rotationskolbenverdichter 1 hervorstehenden Anschlusszapfen 31, an den ein Motor zum Drehen der Antriebswelle 30 und damit auch des Exzenters um die Rotationsachse 60 angeschlossen werden kann. Der Exzenter 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel somit drehfest mit der Antriebswelle 30 und auch dem Anschlusszapfen 31 verbunden, sodass ein Drehen der Antriebswelle 30 um die Rotationsachse 60 automatisch auch zu einem entsprechenden Mitdrehen des Exzenters 11 führt.

Mit der Antriebswelle 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel auch eine Außenverzahnung 32 drehfest verbunden. Diese Außenverzahnung 32 greift in eine Innenverzahnung 33 ein, welche drehfest mit dem Rotationskolben 3 verbunden ist. Über diesen Gewindeeingriff wird der Rotationskolben 3 im Arbeitsraum 10 bei entsprechendem Drehen des Anschlusszapfens 31 bzw. Antriebswelle 33 mitgedreht. Dabei ist der Rotationskolben 3 drehbar auf dem Exzenter 11 im Arbeitsraum 10 gelagert.

Die drehbare Lagerung der Antriebswelle 30 im Arbeitsgehäuse 2 erfolgt über die Lager 34 und den Sicherungsring 36. Bei den Lagern 34 kann es sich sowohl um Kugellager als auch Gleitlager oder dergleichen handeln. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Lager 34 im Gehäusedeckel 5 ein Kugellager und das Lager 34 im Gehäusedeckel 6 ein Gleitlager. Dies muss aber natürlich nicht so sein und kann auch anders ausgeführt werden.

Unterhalb des Gehäusedeckels 6 und damit außerhalb des Arbeitsgehäuses 2 ist auf der Antriebswelle 30 drehfest ein Ausgleichsgewicht 35 angebracht, welches die durch die Exzentrizität des Rotationskolbens 3 entstehende Unwucht ausgleicht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Arbeitsgehäuse 2 von einer Außenschale 39 des Rotationskolbenverdichters 1 umgeben. Dies muss aber natürlich auch nicht zwingend so sein.

Bei dem Rotationskolbenverdichter 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels ist ein Gaseinlass 12 zum Einleiten des zu verdichtenden Gases in den Arbeitsraum 10 und auch ein Gasauslass 13 mit einem Überdruckauslassventil 14 zum Ableiten des verdichteten Gases aus dem Arbeitsraum 10 vorgesehen. Dies ist, wie weiter hinten erläutert, besonders gut in den Fig. 3 bis 6 zu sehen.

Der Rotationskolben 3 weist zwei, jeweils einer der planaren Dichtflächen 8 und 9 der Gehäusedeckel 5 und 6 zugewandte

Kolbengrundflächen 15 und 16 und eine der Seitenwandfläche 7 der Gehäuseseitenwand 4 zugewandte Kolbenmantelfläche 17 auf. In den Kolbengrundflächen 15 und 16 befindet sich jeweils ein Planardichtungsaufnahmekanal 18. In jedem dieser Planardichtungsaufnahmekanäle 18 ist eine Planardichtung 19 angeordnet, wobei die Planardichtungen 19 jeweils eine Dichtungsoberfläche 20 zur Anlage an einer der planaren Dichtflächen 8 und 9 der Gehäusedeckel 5 und 6 aufweisen.

Dies wird noch anhand der nachfolgenden Figuren im Detail erläutert. Erfindungsgemäß ist jedenfalls auch bei dem Rotationskolbenverdichter 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass zum Andrücken der Dichtungsoberfläche 20 der jeweiligen Planardichtung 19 an die jeweilige planare Dichtfläche 8, 9, in der Kolbenmantelfläche 17 des Rotationskolbens 3 Mantelflächenöffnungen 21 ausgebildet sind, welche über im Inneren des Rotationskolbens 3 ausgebildete und jeweils auf einer von der Dichtungsoberfläche 20 abgewandten Seite der jeweiligen Planardichtung 19 in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 mündende Druckdurchführungsleitungen 22 mit dem jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 in druckübertragender Verbindung stehen. Dies wird weiter hinten insbesondere anhand der Fig. 7, 8 sowie 11-13 erläutert.

Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Innenverzahnung 33 im Rotationskolben 3 dieses ersten Ausführungsbeispiels in den Fig. 1, 7 und 9 dargestellt, aber in den Fig. 3 bis 6, 11, 14 und 18 nicht gezeigt ist. Das Nichtdarstellen der Innenverzahnung 33 in den genannten Figuren ist eine rein zeichnerische Vereinfachung, welche nicht bedeutet, dass die Innenverzahnung 33 tatsächlich fehlt.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des zusammengebauten Rotationskolbenverdichters 1 dieses ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Schnittebene A-A eingezeichnet ist. Die Fig. 3 bis 6 zeigen jeweils, etwas vereinfacht dargestellte, Schnittzeichnungen zu dieser

Schnittebene A-A, wobei zur Erläuterung der Arbeitsweise des Rotationskolbenverdichters 1 unterschiedliche Stellungen des Rotationskolbens 3 während eines Umlaufs um die Antriebswelle 30 bzw. deren Längsachse dargestellt sind. Der Pfeil 42 zeigt die Rotationsrichtung des Rotationskolbens 3 im Arbeitsraum 10.

In den Fig. 3 bis 6 sieht man, dass die Seitenwandfläche 7 der Gehäuseseitenwand 4, in einer zu den planaren

Dichtflächen 8 und 9 der Gehäusedeckel 5 und 6 parallelen Schnittebene gesehen, in diesem Ausführungsbeispiel vollständig trochoidförmig ausgebildet ist. Der Rotationskolben 3 weist zwei Eckbereiche 25 auf. In diesen Eckbereichen 25 befindet sich jeweils eine Radialdichtung 26 zur Abdichtung des Rotationskolbens 3 gegen die Seitenwandfläche 7 der Gehäuseseitenwand 4. Die Kolbengrundflächen 15 und 16 sind im Bereich zwischen jeweils zwei der Eckbereiche 25 des Rotationskolbens 3 jeweils von einer Begrenzungslinie 27 begrenzt, welche eine Hüllkurve einer Kurvenschar aus Trochoiden ist. Der Rotationskolben 3 teilt den Arbeitsraum 10 mittels seiner Eckbereiche 25 und der dort angeordneten Radialdichtungen 26 in eine Niederdruckseite 40 und eine Hochdruckseite 41. Auf der Niederdruckseite 40 wird beim Rotieren des Rotationskolbens 3 über den Gaseinlass 12 Gas in den Arbeitsraum 10 eingeleitet bzw. eingesaugt. Auf der Hochdruckseite 41, deren Volumen mit zunehmender Rotation des Rotationskolbens 3 abnimmt, wird das vorab eingesaugte Gas verdichtet bzw. komprimiert, sodass bei Rotationen des Rotationskolbens 3 der Gasdruck auf der

Hochdruckseite 41 kontinuierlich steigt. Ist der gewünschte Gasdruck bzw. die gewünschte Verdichtung des Gases auf der Hochdruckseite 41 erreicht, so öffnet das

Überdruckauslassventil 14, sodass das verdichtete Gas über den Gasauslass 13 aus dem Arbeitsraum 10 ausströmen bzw. abgeleitet werden kann. Über eine entsprechende Einstellung bzw. Wahl eines entsprechenden Überdruckauslassventils 14 kann eingestellt werden, wie stark das Gas vom Rotationskolbenverdichter 1 verdichtet wird, bevor es über den Gasauslass 13 abströmt. Kurz gesagt kann so der Grad, wie weit das Gas im Rotationskolbenverdichter 1 verdichtet wird, definiert bzw. eingestellt werden. Die Fig. 3 bis 6 zeigen beispielhaft vier verschiedene

Stellungen des Rotationskolbens 3 während eines Umlaufs und damit während des geschilderten Verdichtungsprozesses. Diese Funktionsweise von Rotationskolbenverdichtern 1 ist an sich bekannt und muss nicht weiter erläutert werden. Die Pfeile 43 in den Fig. 3 bis 6 veranschaulichen das über den Gaseinlass 12 einströmende bzw. eingesaugte, noch zu verdichtende Gas. Die Pfeile 44 veranschaulichen das über den Gasauslass 13 ausströmende, bereits verdichtete Gas. Fig. 7 zeigt nun einen Vertikalschnitt durch den Rotationskolbenverdichter 1 dieses ersten

Ausführungsbeispiels entlang einer, in Fig. 2 angedeuteten vertikalen bzw. entlang der Rotationsachse 60 der Antriebswelle 30 verlaufenden Schnittebene BB, bei dem die erfindungswesentlichen Mantelflächenöffnungen 21 und

Druckdurchführleitungen 22 geschnitten sind. Fig. 8 zeigt den Bereich D aus Fig. 7 vergrößert. In diesen beiden Schnittdarstellungen ist gut zu sehen, dass in jeder der beiden Kolbengrundflächen 15 und 16 jeweils ein Planardichtungsaufnahmekanal 18 ausgebildet ist, wobei sich in jedem der Planardichtungsaufnahmekanäle 18 eine Planardichtung 19 befindet. Die Planardichtungen 19 weisen jeweils eine Dichtungsoberfläche 20 auf, mit der sie zur Abdichtung an einer der planaren Dichtflächen 8 bzw. 9 der Gehäusedeckel 5 bzw. 6 anliegen. In Fig. 8 ist im Detail dargestellt, dass in der Kolbenmantelfläche 17 des Rotationskolbens 3 Mantelflächenöffnungen 21 ausgebildet sind, welche über im Inneren des Rotationskolbens 3 ausgebildete und jeweils auf einer von der Dichtungsoberfläche 20 abgewandten Seite der jeweiligen Planardichtung 19 in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 mündende Druckdurchführungsleitungen 22 mit dem Planardichtungsaufnahmekanal 18 in druckübertragender

Verbindung stehen. Die Druckdurchführungsleitungen 22 sind in bevorzugten Ausgestaltungsformen, wie der hier gezeigten, rohrförmig. Hier konkret sind sie als eine Abfolge von ineinander mündenden Bohrungen im Inneren des Rotationskolbens 3 ausgebildet. Die Mantelflächenöffnungen 21 sind von den Kolbengrundflächen 15 und 16 distanziert in der Kolbenmantelfläche 17 angeordnet. Der die Druckbeaufschlagungsrichtung darstellende Pfeil 47 veranschaulicht, wie das unter entsprechendem Druck im Arbeitsraum 10 vorhandene Gas durch die Mantelflächenöffnung 21 und die Druckdurchführleitung 22 hindurch die Planardichtung 19 auf der der Dichtungsoberfläche 20 gegenüberliegenden Seite mit Druck beaufschlagt, womit die Dichtungsoberfläche 20 gegen die jeweilige planare Dichtfläche 8 bzw. 9 gedrückt wird. Hierdurch wird erreicht, dass der Gasdruck im Arbeitsraum 10 zum Andrücken der Planardichtung 19 mit seiner Dichtungsoberfläche 20 an die entsprechende planare Dichtfläche 8 und 9 genutzt wird. Hiermit kann eine sehr gute Abdichtung auch bei sehr hohen Drücken im Arbeitsraum 10 erreicht werden. Im gezeigten

Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 befindet sich im Bereich der Mündung 23 der Druckdurchführungsleitung 22 in dem Planardichtungsaufnahmekanal 18 eine Kappe 24, welche die Druckdurchführungsleitung 22 abdeckt. Diese Kappe 24 ist so ausgebildet, dass sie der Druckübertragung nicht im Wege steht. Bei entsprechendem Druckaufbau in der

Druckdurchführleitung 22 kann, günstigerweise an der Kappe 24 vorbei, Gas in den Planardichtungsaufnahmekanal 18 auf der der Dichtungsoberfläche 20 gegenüberliegenden Seite der Planardichtung 19 einströmen, um so die Planardichtung 19 entsprechend mit ihrer Dichtungsoberfläche 20 an die jeweilige planare Dichtfläche 8 bis 9 anzudrücken. Wie eingangs erläutert, kann die Kappe 24 grundsätzlich auch weggelassen werden. Ist die Planardichtung 19 allerdings, wie hier realisiert, als Spritzgussteil in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 eingespritzt oder als 3D- Druckteil in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 eingedruckt, so verhindert die Kappe 24 beim Ausbilden bzw.

Herstellen der Planardichtung 19 ein ungewolltes Verschließen der jeweiligen Mündung 23.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch den Rotationskolbenverdichter 1 dieses ersten

Ausführungsbeispiels entlang der in Fig. 3 eingezeichneten Schnittebene C-C, welche durch die Eckbereiche 25 und die dort angeordneten Radialdichtungen 26 des Rotationskolbens 3 verläuft. Fig. 10 zeigt den Bereich E aus Fig. 9 vergrößert. Zu sehen ist hier zunächst, wie die Radialdichtungen 26 zur Abdichtung des Rotationskolbens 3 an den Seitenwandflächen 7 der Gehäuseseitenwand 4 anliegen. Um den zur Abdichtung notwendigen Anpressdruck zu erzeugen, sind hier zwei Maßnahmen realisiert. Zum Einen ist an die Radialdichtung 26 ein zum Rotationskolben 3 weisendes elastisches Element 28 angeformt, welches die Radialdichtung 26 an die Seitenwandfläche 7 der Gehäuseseitenwand 4 andrückt. Zum Anderen drücken aber auch die Planardichtungen 19 mittels ihrer Kontaktflächen 57 die jeweilige Radialdichtung 26 an die Seitenwandfläche 7 an. In den Fig. 10, 14 und 16 ist das auf der von der Radialdichtungsoberfläche 49 an die Radialdichtung 26 angeformte elastische Element 28 als eine Art freigestellte Blattfeder ausgebildet. Fig. 17 zeigt eine Variante hierzu, bei der das elastische Element 28 als eine entsprechende Ausbauchung auf der, der

Radialdichtungsoberflache 49 gegenüberliegenden Seite der Radialdichtung 26 ausgebildet ist. Zurückkommend auf Fig. 10 ist darauf hinzuweisen, dass die Kontaktflächen 57 der Planardichtung 19 zum Andrücken der jeweiligen Radialdichtung 26 an die Seitenwandfläche 7 günstigerweise als Schrägfläche 45 ausgebildet sind. Die Radialdichtung 26 weist, wie in Fig. 10 gut zu sehen, günstigerweise entsprechende korrespondierende Schrägflächen 46 auf, auf die die Kontaktflächen 57 bzw. Schrägflächen 45 der jeweiligen Planardichtung 19 einwirken.

Fig. 11 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den Rotationskolben 3, mit der auf der Kolbengrundfläche 15 im Planardichtungsaufnahmekanal 18 angeordneten Planardichtung 19. Auf der gegenüberliegenden Kolbengrundfläche 16, welche in Fig. 11 nicht zu sehen ist, ist dies ebenfalls entsprechend ausgebildet. Gut zu sehen sind hier auch die Begrenzungslinien 27 der Kolbengrundflächen 15 und 16, welche zwischen den Eckbereichen 25 des Rotationskolbens 3 jeweils als eine Hüllkurve einer Kurvenschar aus Trochoiden ausgebildet sind. In der Kolbenmantelfläche 17 sind die erfindungsgemäß vorgesehenen Mantelflächenöffnungen 21 angeordnet. Im Schnitt F-F, welcher in Fig. 12 dargestellt ist, ist die erfindungsgemäße druckübertragende Verbindung zwischen den Mantelflächenöffnungen 21 und dem Planardichtungsaufnahmekanal 18 über eine der Druckdurchführleitungen 22 noch einmal dargestellt. Abgesehen von dem hier in Fig. 12 fehlenden Gehäusedeckel 5 entspricht die Darstellung gemäß Fig. 12 der bereits diskutierten Darstellung gemäß Fig. 8, sodass im Wesentlichen auf das oben Gesagte verwiesen werden kann. Darauf hinzuweisen ist hier an dieser Stelle allerdings noch einmal, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Planardichtung 19 jeweils als Spritzgussteil in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 eingespritzt ist. Genauso gut könnte die Planardichtung 19 natürlich, wie oben bereits ausgeführt, als 3D-Druckteil oder als Formpressteil im Planardichtungsaufnahmekanal 18 ausgebildet werden.

Fig. 13 zeigt beispielhaft eine Alternative hierzu. Hier ist die Planardichtung 19 als Einlegeteil vorgefertigt und als solches in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 eingelegt worden. Der Steg 58 dieser Planardichtung 19 sorgt für eine entsprechende Führung, wenn die Planardichtung 19 erfindungsgemäß in der Druckbeaufschlagungsrichtung 47 durch die Mantelflächenöffnung 21, die Druckdurchführleitung 22 und den Planardichtungsaufnahmekanal 18 auf der von der

Dichtungsoberfläche 20 abgewandten Seite mit Gasdruck beaufschlagt wird, um so die Planardichtung 19 mit ihrer Dichtungsoberfläche 20 an die in Fig. 13 nicht dargestellte planare Dichtfläche 8 bzw. 9 der Gehäusedeckel 5 bzw. 6 anzudrücken. Bei der Alternative gemäß Fig. 13 sind keine Kappen 24 vorgesehen, um die Mündungen 23 abzudecken. Auch bei dieser Variante gemäß Fig. 13 könnten aber natürlich auch entsprechende Kappen 24 dazu verwendet werden, um die Mündungen 23 abzudecken.

Fig. 14 zeigt eine Explosiondarstellung des Rotationskolbens 3, bei der die Planardichtungen 19 wie auch die Radialdichtungen 26 losgelöst vom Rotationskolben 3 dargestellt sind. In Fig. 14 ist auch gut zu sehen, dass die Planardichtungen 19, welche in einem der

Planardichtungsaufnahmekanäle 18 angeordnet sind, bevorzugt in sich einstückig ausgeführt sind. In Fig. 14 sieht man auch noch einmal die Mündungen 23 der Druckdurchführleitungen 22 im Planardichtungsaufnahmekanal 18. Fig. 15 ist eine Seitenansicht auf eine der Planardichtungen 19 aus der in Fig. 14 eingezeichneten Richtung 59. Hier ist unterhalb der bereits diskutierten Schrägfläche 45 der Dichtsteg 48 der Planardichtung 19 zu sehen, welcher, wie anschließend noch erläutert, dazu dient, die Planardichtung 19 in den jeweiligen Eckbereichen 25 des Rotationskolbens 3 auf ihrer von der jeweiligen Dichtungsoberfläche 20 abgewandten Seite gegen den sie aufnehmenden Planardichtungsaufnahmekanal 18 abzudichten. Diese Art der Abdichtung an dieser Stelle könnte natürlich auch anders, z.B. durch eine Verklebung, ein Anklemmen oder dergleichen erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt diese Abdichtung aber durch das Anordnen des genannten Dichtstegs 48 in einer Dichtstegaufnahmenut 50, welche sich im jeweiligen Eckbereich 25 als Vertiefung im Planardichtungsaufnahmekanal 18 befindet. Hierzu wird auf die Fig. 18 bis 21 verwiesen. Fig.

18 zeigt eine Draufsicht auf eine der Kolbengrundflächen 15 des Rotationskolbens 3 sowie die Schnittlinien bzw. Schnittebenen GG und HH. Die Schnittlinie GG liegt im Bereich der Dichtstegaufnahmenut 50, wie dies in Fig. 19 zu sehen ist. In der Schnittebene HH ist der Rotationskolben 3 im Bereich des Radialdichtungsaufnahmekanals 51 geschnitten, in den die Radialdichtung 26 eingesetzt wird. Fig. 21 zeigt denselben Schnitt wie Fig. 19, wobei allerdings in Fig. 19 jeweils eine Planardichtung 19 im jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 angeordnet ist. Man sieht hier auch, wie der Dichtsteg 48 der jeweiligen Planardichtung

19 in der jeweiligen Dichtstegaufnahmenut 50 angeordnet ist, um so den gewünschten Abdichtungseffekt zu erzielen.

Wie eingangs bereits erläutert, bestehen die Planardichtungen 19 und auch die Radialdichtungen 26 günstigerweise aus einem Polymer, bevorzugt mit einem Trockengleitstoff und/oder Verstärkungsfasern. Die Gehäuseseitenwand 4 und die Gehäusedeckel 5 und 6 weisen günstigerweise einen Grundkörper aus einer Aluminiumlegierung oder aus einem Gusseisen auf.

Zur Ausbildung der Seitenwandflächen 7 der Gehäuseseitenwand 4 und der planaren Dichtflächen 8 und 9 der Gehäusedeckel 5 und 6 ist günstigerweise auf den jeweiligen Grundkörper eine Beschichtung 29 aufgebracht. Dies ist auch bevorzugt in diesem ersten Ausführungsbeispiel so. Bezüglich der Details und bevorzugten Ausführungsvarianten einer solchen Beschichtung 29 wird auf die eingangs bereits dargelegten Erläuterungen hierzu verwiesen.

Die Fig. 22 und 23 zeigen, wiederum in einer Explosionsdarstellung, ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Rotationskolbenverdichters 1, welches über weite Strecken dem ersten Ausführungsbeispiel gleicht, sodass hier nur noch auf die Unterschiede eingegangen wird. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass hier eine Übersetzung von 2:3 realisiert wurde. Entsprechend hat der Rotationskolben 3 dieses

Ausführungsbeispiels auch drei Eckbereiche 25. Die Zahl der Gaseinlässe 12 und Gasauslässe 13 sowie der

Überdruckauslassventile 14 ist entsprechend angepasst, ebenso wie die Form der Seitenwandfläche 7 und die Form der Planardichtung 19. Ansonsten gilt aber, in soweit nötig angepasster Form, das oben Gesagte, sodass auf weitere Ausführungen hierzu verzichtet wird. Darauf hingewiesen wird lediglich, dass auch in Fig. 23 die in Fig. 22 dargestellte Innenverzahnung 33 nicht dargestellt wurde. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist es jedenfalls so, dass die zwischen den Eckbereichen 25 verlaufenden Begrenzungslinien 27 der Kolbengrundflächen 15 und 16 die Form einer Hüllkurve einer Kurvenschar aus Trochoiden haben. Die Seitenfläche 7 der Gehäusewand 4 ist in einer zu den planaren Dichtflächen 8 und 9 der Gehäusedeckel 5 und 6 parallelen Schnittebene gesehen, auch hier vollständig trochoidförmig ausgebildet. Die erfindungsgemäße Anordnung der Mantelflächenöffnungen 21 und der Druckdurchführleitungen 22 im Rotationskolben 3 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel und muss nicht noch einmal erläutert werden.

In den Fig. 24 bis 39 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichters 1 gezeigt, Es handelt sich hier um eine Variante mit einer Übersetzung von 7:6. Der Rotationskolben 3 dieses

Rotationskolbenverdichters 1 hat somit sechs Eckbereiche 25. Die zwischen den Eckbereichen 25 liegenden Bereiche der Kolbenmantelfläche 17 sind wiederum so ausgestaltet, dass die die Kolbengrundflächen 15 und 16 begrenzenden

Begrenzungslinien 27 jeweils als eine Hüllkurve einer Kurvenschar aus Trochoiden ausgebildet sind. Die Seitenwandfläche 7 der Gehäuseseitenwand 4 weist in einer zu den planaren Dichtflächen 8 und 9 der Gehäusedeckel 5 und 6 parallelen Schnittebene 7 Trochoidbögen auf.

In Abweichung von den bisher geschilderten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Rotationskolbenverdichter 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Exzenter 11 auf dem der Rotationskolben 3 im Arbeitsraum 10 drehbar gelagert ist, nicht wie bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen gedreht, sondern starr in der Außenschale 39 des Rotationskolbenverdichters 1 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Rotationskolben 3 zusammen mit dem Arbeitsgehäuse 2 und damit zusammen mit der Gehäuseseitenwand 4 und den beiden Gehäusedeckeln 5 und 6 um eine durch den Exzenter 11 verlaufende Rotationsachse 60 gedreht, während der Exzenter 11 stehen bleibt. Um dies zu erreichen, weist der Rotationskolbenverdichter 1 dieses dritten Ausführungsbeispiels einen mittels Schrauben 37 und Muttern 38 mit dem Arbeitsgehäuse 2 drehfest verbundenen Rotor 53 auf, welcher mit einem mit der Außenschale 39 des Rotationskolbenverdichters 1 starr verbundenen Stator 54 zusammenwirkt. Der Rotor 53 und der Stator 54 bilden einen Antriebsmotor, welcher das Arbeitsgehäuse 2 mit dem im Arbeitsraum 10 des Arbeitsgehäuses 2 auf dem Exzenter 11 gelagerten Rotationskolben 3 dreht.

Ein weiterer Unterschied des dritten Ausführungsbeispiel zu den beiden vorab geschilderten Ausführungsbeispielen besteht darin, dass der Gaseinlass 12 und der Gasauslass 13 in diesem dritten Ausführungsbeispiel durch den Exzenter 11, und nicht wie bei den zuerst geschilderten Ausführungsbeispielen durch die Gehäusewand 4, hindurchgeführt sind. Entsprechend sind im Rotationskolben 3 auch die Kolbenmantelfläche 17 durchdringende Überströmöffnungen 55 vorgesehen. Durch diese Überströmöffnungen 55 hindurch kann das Gas vom Gaseinlass 12 im Exzenter 11 in die entsprechenden Abschnitte des

Arbeitsraums 10 eindringen und von dort über den Gasauslass 13 auch wieder in komprimierter Form herausbefördert werden.

Die durch den Exzenter 11 hindurchgeführten Gaseinlässe 12 und Gasauslässe 13 münden in diesem dritten

Ausführungsbeispiel in einem Ventildeckel 52, welcher außen auf der Außenschale 39 des Rotationskolbenverdichters 1 sitzt und sowohl den Gaseinlass 12 als auch den Gasauslass 13 in den Rotationskolbenverdichter 1 hineinführt bzw. aus diesem herausführt.

Abgesehen von den bislang und nachfolgend noch geschilderten Unterschieden kann im Wesentlichen auf die Beschreibung der ersten Ausführungsbeispiele verwiesen werden. Dies gilt insbesondere für die erfindungsgemäße Art der Druckbeaufschlagung, der in den

Planardichtungsaufnahmekanälen 18 der Kolbengrundflächen 15 und 16 angeordneten Planardichtungen 19, zum Andrücken ihrer Dichtungsoberflächen 20 an die planaren Dichtflächen 8 und 9 der Gehäusedeckel 5 und 6.

Fig. 25 zeigt den in einer Explosionsdarstellung in Fig. 24 dargestellten Rotationskolbenverdichter 1 des dritten Ausführungsbeispiels in einer Seitenansicht. In Fig. 25 ist die Schnittebene II eingezeichnet. Die Fig. 26 bis 32 zeigen jeweils Schnitte in der Schnittebene II zu verschiedenen Momentaufnahmen beim Betrieb des Rotationskolbenverdichters 1 und damit beim Drehen des Arbeitsgehäuses 2 samt Rotationskolben 3 um die entsprechende, durch den Exzenter 11 verlaufende Rotationsachse 60, welche in den Fig. 24 und 25 eingezeichnet ist. Um die Drehbewegung des Rotationskolbens 3 und des Arbeitsgehäuses 2 in den Fig. 26 bis 32 besser nachvollziehen zu können, ist auf dem Rotationskolben 3 in den Fig. 26 bis 32 ein Punkt 61 eingezeichnet. Dies ist nur ein darstellerisches Hilfsmittel, anhand dessen die Momentanposition des Rotationskolbens 3 in den verschiedenen Darstellungen gemäß Fig. 26 bis 32 besser nachvollzogen werden kann.

Die Fig. 26 bis 32 veranschaulichen somit verschiedene Zwischenstationen bei einem Umlauf des Arbeitsgehäuses 2 und des Rotationskolbens 3, um die Rotationsachse 60. Gut zu sehen sind im Exzenter 11 jeweils der Gaseinlass 12 und der Gasauslass 13. Die Pfeile 43 veranschaulichen jeweils das über den Gaseinlass 12 und die entsprechenden Überströmöffnungen 55 in die jeweiligen, momentan als Niederdruckseite 40 fungierenden, Teilbereiche des Arbeitsraums 10 einströmende, noch zu komprimierende Gas. Die Pfeile 44 veranschaulichen das bereits komprimierte und aus der entsprechenden Hochdruckseite 41 des Arbeitsraums 10 jeweils in den Gasauslass 13 hineingedrückte verdichtete Gas. Verfolgt man die Position des Rotationskolbens 3 über die Fig. 26 bis 32 nach, so sieht man, dass die in der jeweiligen Darstellung als Niederdruckseite 40 bezeichneten Teilvolumina des Arbeitsraums 10 über die entsprechenden

Uberströmöffnungen 55 im Rotationskolben 3 mit dem Gaseinlass 12 in Verbindung stehen, sodass Gas einströmen kann. In den als Hochdruckseite 41 jeweils bezeichneten Teilvolumina des Arbeitsraums 10, in denen keine Verbindung mehr zum Gaseinlass 12 besteht, wird das Gas dann durch eine entsprechende Relativbewegung zwischen Rotationskolben 3 und Arbeitsgehäuse 2 verdichtet, um dann in verdichteter Form in den Gasauslass 13 einströmen zu können, wenn das entsprechende Teilvolumen des Arbeitsraums 10 über die entsprechende Öberströmöffnung 55 im Rotationskolben 3 mit dem Gasauslass 13 in Verbindung steht. Fig. 33 zeigt eine Draufsicht auf das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichters 1. In Fig. 33 sind auch die Schnittebenen JJ und KK eingezeichnet. Fig. 34 zeigt den Schnitt in der Schnittebene JJ. In dieser Fig. 34 ist gut zu sehen, wie der Gaseinlass 12 durch den Ventildeckel 52 und den Exzenter 11 hindurchgeführt ist. Genauso gut ist zu sehen, wie der Gasauslass 13 ebenfalls durch den Exzenter 11 und den Ventildeckel 52 hindurchgeführt ist. Dargestellt ist auch das im Gasauslass 13 im Bereich des Ventildeckels 52 vorgesehene Überdruckauslassventil 14. Es handelt sich hier um einen federbelasteten Verschluss, welcher dann öffnet, wenn das vom Arbeitsraum 10 bzw. von einer Hochdurckseite 41 kommende, verdichtete Gas unter dem durch die entsprechende Ausbildung des Überdruckauslassventils 14 vorgebbaren gewünschten Druck steht.

In dem Schnitt gemäß Fig. 34 sieht man auch die in den Kolbengrundflächen 15 und 16 in den entsprechenden Planardichtungsaufnahmekanälen 18 angeordneten Planardichtungen 19, welche entsprechend abdichtend mit ihren Dichtungsoberflächen 20 an den planaren Dichtflächen 8 bzw. 9 der Gehäusedeckel 5 und 6 anliegen.

Fig. 35 zeigt den Schnitt entlang der Schnittebene KK aus Fig. 33. Es handelt sich hier um eine Schnittebene, in der die erfindungsgemäßen Mantelflächenöffnungen 21 und Druckdurchführleitungen 22 angeordnet sind. Das entsprechende Detail L aus Fig. 35 ist in Fig. 36 vergrößert dargestellt. Hier ist gut zu sehen, dass auch in diesem

Ausführungsbeispiel, zum Andrücken der Dichtungsoberfläche 20 der jeweiligen Planardichtung 19 an die jeweilige planare Dichtfläche 8 bzw. 9, in der Kolbenmantelfläche 17 des Rotationskolbens 3 Mantelflächenöffnungen 21 ausgebildet sind, welche über im Inneren des Rotationskolbens 3 ausgebildete und jeweils auf einer der von der Dichtungsoberfläche 20 abgewandten Seite der jeweiligen Planardichtung 19 in den jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 mündende

Druckdurchführungsleitung 22 mit dem

Planardichtungsaufnahmekanal 18 in druckübertragender Verbindung stehen. In Fig. 36 ist wiederum die Druckbeaufschlagungsrichtung der Planardichtung 19 auf ihrer von der Dichtungsoberfläche 20 abgewandten Seite durch den Pfeil 47 veranschaulicht. Wie auch in den beiden ersten Ausführungsbeispielen kann also auch in diesem dritten Ausführungsbeispiel das unter Druck im Arbeitsraum 10 vorhandene Gas über die Mantelflächenöffnung 21 und die durch den Rotationskolben 3 hindurchgeführte Druckdurchführleitung 22 auf die der Dichtungsoberfläche 20 entgegengesetzte Seite der Planardichtung 19 einwirken, um die Planardichtung 19 mit ihrer Dichtungsoberfläche 20 gegen die entsprechende planare Dichtfläche 8 bzw. 9 des entsprechenden Gehäusedeckels 5 bzw. 6 zu drücken.

In Fig. 36 ist auch die Kappe 24 eingezeichnet, deren Funktion bereits erläutert wurde. Auch hier kann diese Kappe 24 natürlich auch weggelassen werden.

Fig. 37 zeigt eine perspektivische Darstellung auf den Rotationskolben 3 dieses Ausführungsbeispiels des Rotationskolbenverdichters 1. In dieser perspektivischen Darstellung ist gut zu erkennen, wie in der

Kolbengrundfläche 15 der Planardichtungsaufnahmekanal 18 ausgebildet und die Planardichtung 19 darin angeordnet ist. Gut zu sehen sind auch die Überströmöffnungen 55 sowie die in der Kolbenmantelfläche 17 angeordneten Mantelflächenöffnungen 21. Fig. 38 zeigt eine Explosionsdarstellung hiervon, bei der die Planardichtung 19 aus dem jeweiligen Planardichtungsaufnahmekanal 18 der jeweiligen Kolbengrundfläche 15 und 16 herausgenommen ist. In Fig. 38 sieht man daher auch die Mündungen 23 im Planardichtungsaufnahmekanal 18, welche über die entsprechenden Druckdurchführleitungen 22 mit den entsprechenden Mantelflächenöffnungen 21 verbunden sind.

Die an den Planardichtungen 19 jeweils angeformten, nach innen weisenden Dichtstege 48 sind im zusammengebauten

Zustand in den entsprechenden Dichtstegaufnahmenuten 50 des Rotationskolbens 3 angeordnet. Sie sorgen, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen dafür, dass die Planardichtungen 19 jeweils in den Eckbereichen 25 des Rotationskolbens 3 auf ihrer von der jeweiligen Dichtungsoberflache 20 abgewandten Seite gegen den sie aufnehmenden Planardichtungsaufnahmekanal 18 abgedichtet sind.

Wie besonders gut in den Fig. 37, 38 und 39 zu sehen ist, weisen die Planardichtungen 19 dieses Ausführungsbeispiels jeweils Dichtungseckbereiche 56 mit entsprechend abgerundeten Kontaktflächen 57 auf. Mit diesen gerundeten Kontaktflächen 57 erfolgt eine Abdichtung gegen die entsprechenden gerundeten Eckabschnitte 62 der Seitenwandfläche 7 der Gehäuseseitenwand 4, wenn der jeweilige Eckbereich 25 des Rotationskolbens 3 in den entsprechenden Eckabschnitt 62 der Gehäuseseitenwand 4 eingreift. Die Eckabschnitte 62 sind in Fig. 24 als solche bezeichnet. Beim Abrollen des jeweiligen Dichtungseckbereichs 56 im Eckabschnitt 62 liegt der Dichtungseckbereich 56 mit seiner gerundeten Kontaktfläche 57 immer in zumindest einem Punkt zwischen den beiden in Fig. 39 dargestellten Endpunkten X und Y abdichtend am entsprechenden Eckabschnitt 62 und damit an der Seitenwandfläche 7 an.

L e g e n d e zu den Hinweisziffern:

1 Rotationskolben - 28 elastisches Element verdichter 29 Beschichtung

2 Arbeitsgehäuse 30 Antriebswelle

3 Rotationskolben 31 Anschlusszapfen

4 Gehäuseseitenwand 32 Außenverzahnung

5 Gehäusedeckel 33 Innenverzahnung

6 Gehäusedeckel 34 Lager

7 Seitenwandfläche 35 Ausgleichsgewicht

8 planare Dichtfläche 36 Sicherungsring

9 planare Dichtfläche 37 Schraube

10 Arbeitsraum 38 Mutter

11 Exzenter 39 Außenschale

12 Gaseinlass 40 Niederdruckseite

13 Gasauslass 41 Hochdruckseite

14 Überdruckauslassventil 42 Rotationsrichtung

15 Kolbengrundfläche 43 einströmendes Gas

16 Kolbengrundfläche 44 ausströmendes Gas

17 KoIbenmantelfläche 45 Schrägfläche

18 Planardichtungs - 46 Schrägfläche aufnahmekanal 47 Druckbeaufschlagungs-

19 Planardichtung richtung

20 Dichtungsoberfläche 48 Dichtsteg

21 Mantelflächenöffnung 49 radiale

22 Druckdurchführleitung Dichtungsoberfläche

23 Mündung 50 Dichtstegaufnahmenut

24 Kappe 51 Radialdichtungs-

25 Eckbereich aufnahmekanal

26 Radialdichtung 52 Ventildeckel

27 Begrenzungslinie 53 Rotor f4 Stator

55 Überströmöffnung

56 Dichtungseckbereich

57 Kontaktfläche

58 Steg

59 Richtung

60 Rotationsachse

61 Punkt

62 Eckabschnitt