DE102011012006A1

DE102011012006A1 - Kreiskolbenmaschine mit mindestens vier Anschlüssen für die Ein- und/oder Ableitung eines Fluidstromes

Info

Publication number: DE102011012006A1
Application number: DE201110012006
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: FGMD GmbH
Current assignee: FGMD GmbH
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-08-23

Abstract

Technische Aufgabe und Zielstellung Die Erfindung hat die Aufgabe, durch Verwendung von mindestens je zwei Anschlossen für die Ein- und/oder Ableitung eines Fluidstroms an der inneren und äußeren Kreiszylinder-Ringscheibe eine konstruktiv einfach aufgebaute Kreiskolbenmaschine zu gestalten, die den Ablauf von Drehbewegungen auch bei Übertragung großer Drehkräfte mit exakter Kinematik zuverlässig realisiert. Das erfindungsgemäße Prinzip der Kreiskolbenmaschine zielt darauf ab, durch ein exaktes Hydraulikmanagement genaueste Zustellbewegungen zu realisieren. Gleichzeitig soll durch die Durchleitung des Fluidstroms die Ansteuerung weiterer Bauteile in Abhängigkeit von der Funktionsweise der Kreiskolbenmaschine möglich sein. Lösung der technischen Aufgabe Zur Lösung der technischen Aufgabe werden mindestens zwei im Inneren der Kreiskolbenmaschine befindliche Kreiszylinder (1) mit Kolben (3) und Zylinderbodenteil (2) genutzt. Die Kreiskolbenmaschine ist verbunden mit Anschluss-Elementen (4) zur Zufuhr und Ableitung des Arbeitsmediums und weist einen gegen Leckströme abgedichteten, torusförmigen Arbeitsraum (5) auf, der von einem Ringoberteil (6), einem Ringunterteil (7) sowie einer konzentrisch angeordneten Scheibe (8) gebildet wird. Die kompakte Bauweise und der große Freiraum bei der anwendungsspezfischen Gestaltung der Kreiskolbenmaschine ermöglichen es, Drehbewegungen auf einfache Weise zu erzeugen. Die mindestens je zwei Anschluss-Elemente für die Ein- und/oder Ableitung eines Fluidstroms befinden sich jeweils im inneren und äußeren Ring. Anwendungsgebiet Die Kreiskolbenmaschine eignet sich wegen ihrer neuartigen konstruktiven Gestaltung gut für vielfältige Anwendungen in den Bereichen Handhabungssysteme, Baumaschinen und Transportmaschinen, bei denen mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand während Kreisbewegungen Drehmomente zu übertragen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiskolbenmaschine mit mindestens vier Anschlüssen für die Ein- und/oder Ableitung eines Fluidstroms, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die erfindungsgemäße Kreiskolbenmaschine erfüllt den Zweck, den Ablauf von Drehbewegungen auch bei Übertragung großer Drehkräfte mit exakter Kinematik vorwiegend bei maschinenbaulichen Anwendungen zu verwirklichen. Gleichzeitig erlauben derartige Kreiskolbenmaschinen durch die räumlich wahlweise Anordnung von Anschluss-Elementen (4) zur Zufuhr und zur Ableitung des Arbeitsmediums an jedem Segment des torusförmigen Arbeitsraumes (5), und zwar im Zusammenwirken mit der so realisierbaren Durchleitung des Fluidstroms, die Ansteuerung weiterer Bauteile – in Abhängigkeit von der Funktionsweise der jeweiligen Ausführung der Maschine.
Bekannte Kreiskolbenmaschinen mit entlang eines Kreises oder eines Kreisbogens gekrümmten, röhrenförmigen Arbeitsräumen sind verhältnismäßig kompliziert aufgebaut. Dies verdeutlicht die in EP24460A1 veröffentlichte Erfindung beispielhaft. Hierbei ist oft eine vergleichsweise große Bauteileanzahl zur Verwirklichung der entsprechenden Wirkprinzipien notwendig. Außerdem können sich aufgrund des komplizierten Aufbaus Undichtigkeiten und dadurch bedingt Reparaturanfälligkeiten ergeben. Das gilt es zu verhindern, denn diese Mängel sind durch zeitgemäße Konstruktionsvereinfachungen vermeidbar.
Es ist also die Aufgabe zu lösen, mittels der Erfindung hohe Betriebssicherheit, günstige Instandhaltbarkeit und mithin wettbewerbsfähige Lebenszykluskosten bei darauf basierenden, modernen Erzeugnissen zu ermöglichen. Zudem dient die Erfindung der zweckmäßigeren Gestaltung der Bauteile. Dadurch sollen auch große Variabilität der Maschine und weitgehende Anpassungsfähigkeit an sehr unterschiedliche Einsatzfälle erreicht werden.
Diese Aufgabe wird mit einer Kreiskolbenmaschine gelöst, die gemäß den Merkmalen nach Anspruch 1 gestaltet ist. Das gestattet es, Material, Bearbeitungsaufwand und Lebenszykluskosten während der Herstellung bzw. während der Nutzung von den auf der Erfindung basierenden Kreiskolbenmaschinen in deutlicher Größenordnung einzusparen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Kreiszylindern ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben:
1 ist die Darstellung des Horizontalschnittes der Kreiskolbenmaschine. Die Schnittebene liegt zwischen den einander zugewandten Flächen der beiden Ringteile (6) und (7).
2 ist die Explosionszeichnung der Kreiskolbenmaschine zur Verdeutlichung von Aufbau und Funktionsweise. Die Anschluss-Elemente (4) ermöglichen Zufuhr und Ableitung des Arbeitsmediums sowohl über die konzentrische Scheibe (8) als auch über die beiden Ringteile (6) und (7).
3 ist die Schnittdarstellung der Kreiskolbenmaschine, die Dichtmittel (10) zeigt, welche den Spalt abdichten, der durch die konzentrische Scheibe (8) und beide Ringteile (6) und (7) entsteht. Die Schnittebene ist durch den torusförmigen Arbeitsraum (5) und mittig durch das Zylinderbodenteil (2) der Maschine geführt.
4 zeigt die Explosionszeichnung der Kreiskolbenmaschine, deren Ringoberteil nicht abgebildet ist. Die konzentrische Scheibe (8) ist bei der dargestellten Position mit ihrer Aufnahmeöffnung (12) für den Fuß des Kolbens (3) gegenüber der Montageöffnung (9) in den Ringteilen (2 zeigt beide Ringteile) um etwa 90 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Dichtmittel (10) übernehmen jeweils die Abdichtfunktion an dem Zylinderbodenteil (2), am Kolben (3) und an dem Ringspalt, der durch die Mantelfläche der konzentrischen Scheibe (8) sowie durch die Innenmantel-Flächen der Ringteile (6) und (7) entsteht.
5 bildet die Gesamtansicht einer Kreiskolbenmaschine ab. Das Befestigungsmittel (11) zwischen Ringoberteil (6) und Ringunterteil (7) hält diese beiden Teile miteinander zusammen.
Bezugszeichenliste

1: Kreiszylinder
2: Zylinderbodenteil
3: Kolben
4: Anschluss-Element
5: Arbeitsraum
6: Ringoberteil
7: Ringunterteil
8: Scheibe
9: Montageöffnung
10: Dichtmittel
11: Befestigungsmittel
12: Aufnahmeöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 24460 A1 [0003]

Claims

Kreiskolbenmaschine mit mindestens zwei Kreiszylindern (1), die in Kreisbogenrichtung jeweils wenigstens den Abschnitt eines torusförmigen Arbeitsraumes (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mit jedem Segment des torusförmigen Arbeitsraumes (5) zumindest zwei Anschluss-Elemente (4) zur Zufuhr und zur Ableitung des Arbeitsmediums verbunden sind.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine einen torusförmigen Arbeitsraum (5) aufweist, der von einem Ringoberteil (6), einem Ringunterteil (7) sowie von einer konzentrisch angeordneten Scheibe (8) gebildet wird.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine einen torusförmigen Arbeitsraum (5) aufweist, der von einem ungeteilten Außenring sowie von einer konzentrisch angeordneten Scheibe (8), die horizontal in ein Oberteil und ein Unterteil zertrennt ist, die durch Montage beide miteinander verbunden sind, gebildet wird.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder einem darauffolgenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kreiszylinder (1) der Maschine mindestens einen Kolben (3) und mindestens ein Zylinderbodenteil (2) enthält, das mindestens einen Zylinderboden aufweist.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder einem darauffolgenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) mittels Aufnahmeöffnung entweder befestigt ist in der konzentrischen Scheibe (8) oder in einer konzentrisch angeordneten Scheibe (8), die horizontal in ein Oberteil und ein Unterteil zertrennt ist, die aber durch Montage beide miteinander verbunden sind, sowie dass jedes Zylinderbodenteil (2) befestigt ist mittels Montageöffnung (9) entweder in den Ringteilen (6) und (7) gemeinsam oder in einem ungeteilten Außenring, der die Ringteile (6) und (7) vereinigt.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder einem darauffolgenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die konzentrische Scheibe (8) so gelagert ist, dass sie in beide Richtungen drehbar ist oder dass die konzentrisch angeordnete Scheibe (8), die horizontal in ein Oberteil und ein Unterteil zertrennt ist, die aber durch Montage beide miteinander verbunden sind, zusammen in beide Richtungen drehbar sind.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder einem darauffolgenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) und jeder Zylinderboden des Zylinderbodenteils (2) mit den diesen Bauteilen zugeordneten Dichtmitteln (10) gegen den Durchtritt des Arbeitsmediums in Kreisbogenrichtung entlang der Wand des Torus abgedichtet ist sowie dass der Durchtritt des Arbeitsmediums in Kreisbogenrichtung an den kraftschlüssigen Kontaktstellen zwischen diesen zugeordneten Dichtmitteln (10) und den Dichtmitteln (10) an den torusseitigen Anfängen derjenigen Spalte verhindert wird, die sich – bedingt durch die Drehbewegungsfunktion – bezüglich des Arbeitsraum-Querschnittes in radialer Richtung erstrecken.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder einem darauffolgenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass alle am torusförmigen Arbeitsraum (5) angrenzenden, sich bezüglich des Torusquerschnittes in radialer Richtung erstreckenden und die Drehbewegungsfunktion ermöglichenden Spalte mit Dichtmitteln (10) gegen den Durchtritt des Arbeitsmediums nach außen abgedichtet sind.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder einem darauffolgenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Ringoberteil (6) und Ringunterteil (7) durch Befestigungsmittel (11) miteinander zusammengehalten werden.
Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder einem darauffolgenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass alle geteilten, nach Montage zusammengefügten Bauteile derart miteinander verbunden sind, dass zwischen den gemeinsamen Kontaktflächen dieser Teile Durchtritt von Arbeitsmedium nach außen unmöglich ist sowie dass der Kolben (3) in die Aufnahmeöffnung (12) und das Zylinderbodenteil (2) in die Montageöffnung (9) derart eingebaut ist, dass über beide Öffnungen kein Arbeitsmedium nach außen gelangen kann.