DE102014211624A1

DE102014211624A1 - Innenzahnradmotor mit Hohlradaussparung

Info

Publication number: DE102014211624A1
Application number: DE102014211624.4A
Authority: DE
Inventors: Heinz Wanninger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Innenzahnradmotor (1), insbesondere für ein Energierückgewinnungssystem eines Fahrzeuges, mit einem, um eine erste Drehachse (3) drehbar gelagerten Hohlrad (2), das eine Innenverzahnung (4) und mehrere sich zwischen dessen Außenumfangsfläche (10) und Innenverzahnung (4) erstreckende Durchströmkanäle (9) aufweist, die jeweils an ihrem radial äußeren Ende eine Einströmöffnung (12) und an ihrem radial inneren Ende eine Ausströmöffnung (13) aufweisen, mit einem radial innerhalb des Hohlrades (2) angeordneten und um eine zur ersten Drehachse (3) exzentrischen zweiten Drehachse (6) drehbar gelagerten Rotor (5), der eine Außenverzahnung (7) aufweist, wobei der Rotor (5) mit seiner Außenverzahnung (7) derart in die Innenverzahnung (4) des Hohlrades (2) einkämmt, dass zwischen diesen beiden (2; 5) mehrere voneinander getrennte volumenveränderbare Arbeitsräume (8) ausgebildet sind, denen jeweils zumindest ein Durchströmkanal (9) zugeordnet ist, und mit einer radial außerhalb des Hohlrades (2) ortsfest angeordneten Zuführeinrichtung (14), die eine sich in Umfangsrichtung des Hohlrades (2) über einen ersten Winkelbereich (17) erstreckende Zuführöffnung (15) aufweist, über die ein Arbeitsmedium durch einen der Durchströmkanäle (9) hindurch in den mit diesem korrespondierenden Arbeitsraum (8) einbringbar ist, wenn die Einströmöffnung (12) bei rotierendem Hohlrad (2) in Umfangsrichtung zumindest teilweise mit der Zuführöffnung (15) überlappt. Erfindungsgemäß weist das Hohlrad (2) an seiner Außenumfangsfläche (10) zumindest eine Aussparung (18) auf, in der zumindest eine der Einströmöffnungen (12) angeordnet ist. Des Weiteren erstreckt sich die Aussparung (18) in Umfangsrichtung des Hohlrades (2) über einen im Vergleich zum ersten Winkelbereich (17) der Zuführöffnung (15) größeren zweiten Winkelbereich (20), so dass der zugeordnete Arbeitsraum (8) über einen größeren Drehwinkel des Hohlrades (2) hinweg mit dem Arbeitsmedium befüllbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Innenzahnradmotor gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
Aus der DE 2 140 569 C ist eine Steuervorrichtung für eine parallel- und innen achsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen zwei Zahnrädern, nämlich einem Ritzel und einem einen Zahn mehr aufweisenden Hohlrad, bekannt. Die Steuervorrichtung umfasst ein Verteiler-Drehventil, dessen erster Ventilteil drehfest mit dem ersten Zahnrad verbunden ist und zu den Verdrängerkammern führende Ventilöffnungen aufweist, deren Zahl gleich der Zähneanzahl des ersten Zahnrades ist. Dessen zweiter Ventilteil ist drehfest mit dem zweiten, eine gerade Zähnezahl aufweisenden Zahnrad verbunden. Der zweite Ventilteil hat ferner abwechselnd mit beiden Anschlüssen der Maschine verbundene Ventilöffnungen, deren Zahl gleich der doppelten Zähnezahl des zweiten Zahnrades ist. Die Steuervorrichtung enthält noch eine Umschaltvorrichtung, mit der wahlweise jede zweite oder vierte Ventilöffnung des zweiten Ventilteils mit einem Anschluss und die dazwischen angeordneten Ventilöffnungen mit dem anderen Anschluss verbindbar sind.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Es wird ein Innenzahnradmotor, insbesondere für ein Energierückgewinnungssystem eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, der ein, insbesondere in einem Gehäuse des Innenzahnradmotors, um eine erste Drehachse drehbar gelagertes Hohlrad aufweist. Das Hohlrad umfasst eine Innenverzahnung. Des Weiteren weist dieses mehrere sich zwischen dessen Außenumfangsfläche und Innenverzahnung erstreckende Durchströmkanäle auf. Die Durchströmkanäle sind zueinander vorzugsweise in Umfangsrichtung des Hohlrades äquidistant beabstandet. Die Durchströmkanäle weisen jeweils an ihrem radial äußeren Ende eine Einströmöffnung und an ihrem radial inneren Ende eine Ausströmöffnung auf. Hierdurch kann ein Arbeitsmedium vom radial äußeren Bereich des Hohlrades ins Innere des Hohlrades eingebracht werden. Des Weiteren umfasst der Innenzahnradmotor einen radial innerhalb des Hohlrades angeordneten Rotor. Dieser ist um eine zur ersten Drehachse exzentrische zweite Drehachse drehbar gelagert. Des Weiteren weist der Rotor eine Außenverzahnung auf. Der Rotor kämmt mit seiner Außenverzahnung derart in die Innenverzahnung des Hohlrades ein, dass zwischen diesen beiden mehrere, insbesondere in Umfangsrichtung des Hohlrades, voneinander getrennte volumenveränderbare Arbeitsräume ausgebildet sind. Jedem dieser Arbeitsräume ist jeweils zumindest ein Durchströmkanal des Hohlrades zugeordnet. Auch umfasst der Innenzahnradmotor eine radial außerhalb des Hohlrades angeordnete Zuführeinrichtung. Diese ist ortsfest ausgebildet, so dass das Hohlrad im bestimmungsgemäßen Gebrauch mit seiner Außenumfangsfläche an der Zuführeinrichtung vorbei rotiert. Die Zuführeinrichtung weist eine sich in Umfangsrichtung des Hohlrades über einen ersten Winkelbereich erstreckende Zuführöffnung auf. Über die Zuführöffnung kann ein, insbesondere kompressibles, Arbeitsmedium durch zumindest einen der Durchströmkanäle hindurch in den mit diesem Durchströmkanal korrespondierenden Arbeitsraum eingebracht werden, wenn die Einströmöffnung bei rotierendem Hohlrad in Umfangsrichtung zumindest teilweise mit der Zuführöffnung überlappt. Eine Zuführung des Arbeitsmediums erfolgt demnach zumindest jedes Mal dann, wenn sich ein Durchströmkanal zumindest teilweise im ersten Winkelbereich der Zuführöffnung befindet. Als Arbeitsmedium wird insbesondere Druckluft, Dampf – vorzugsweise Wasserdampf oder Alkoholdampf – oder ähnliche kompressible Medien verwendet. Für den Innenzahnradmotor sind jegliche gasförmige Arbeitsmedien geeignet.
Das Hohlrad weist an seiner Außenumfangsfläche zumindest eine Aussparung auf. In dieser Aussparung ist, insbesondere an der radial nach außen zeigenden Grundfläche der Aussparung, zumindest eine der Einströmöffnungen ausgebildet. Des Weiteren erstreckt sich die Aussparung in Umfangsrichtung des Hohlrades über einen im Vergleich zum ersten Winkelbereich der Zuführöffnung größeren zweiten Winkelbereich. Hierdurch kann vorteilhafterweise der über den zumindest einen Durchströmkanal befüllbare Arbeitsraum über einen größeren Drehwinkel des Hohlrades hinweg mit dem Arbeitsmedium befüllt werden. Infolgedessen kann die Zuführdauer des Arbeitsmediums beim Vorbeirotieren des jeweiligen Durchströmkanals erhöht werden, wodurch mehr Arbeitsmedium in den jeweiligen Arbeitsraum über die Zuführöffnung der Zuführeinrichtung einführbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Aussparung in der Draufsicht, d.h. bei einer in Radialrichtung des Hohlrades ausgerichteten Blickrichtung, eine derartige Form aufweist, dass der Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer durch eine Verschiebung der Zuführöffnung in Axialrichtung des Hohlrades veränderbar sind. Unter der Begrifflichkeit „Zuführzeitpunkt“ ist derjenige Zeitpunkt zu verstehen, an dem die Aussparung bei rotierendem Hohlrad in den Wirkungsbereich der Zuführöffnung eintritt, so dass das Arbeitsmedium aus der Zuführöffnung austreten und in die Aussparung eintreten kann. Unter der Begrifflichkeit „Zuführdauer“ ist dasjenige Zeitintervall zu verstehen, während dem kontinuierlich das Arbeitsmedium aus der Zuführöffnung in die Aussparung einströmen kann. Mit einer derartigen ausgebildeten Aussparung kann der Innenzahnradmotor vorteilhafterweise auf wechselnde Drehzahlanforderungen in einem Fahrzeugantriebsstrang, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, optimal eingestellt werden. Demnach reduziert sich die Zuführdauer, die letztendlich durch die Länge der Aussparung in Umfangsrichtung des Hohlrades definiert ist, bei Erhöhung der Drehzahl des Hohlrades. Um die Zuführdauer wieder auf einen optimalen Wert anheben zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Zuführöffnung in Axialrichtung des Hohlrades in einen Bereich der Aussparung verschiebbar ist, in dem die Länge der Aussparung in Umfangsrichtung größer ist. Infolgedessen wird die Zuführöffnung über eine größere Länge der Aussparungen in Umfangsrichtung geführt, wodurch wiederum die Zuführdauer des Arbeitsmediums erhöht wird.
Aus vorstehend genannten Gründen ist es ebenso vorteilhaft, wenn die Aussparung in der Draufsicht derart geformt ist, dass diese zumindest einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden ersten Bereich und einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden und/oder in Axialrichtung zum ersten Bereich versetzten zweiten Bereich aufweist. Vorzugsweise weist der erste Bereich eine erste Umfangslänge und der zweite Bereich eine zweite Umfangslänge auf, wobei die beiden Umfangslängen zueinander unterschiedlich lang ausgebildet sind. Infolgedessen kann hierdurch die Zuführdauer des Arbeitsmediums verändert werden, indem die Zuführöffnung vom ersten Bereich in den zweiten Bereich oder von diesem wieder zurück in den ersten Bereich verschoben wird. Dies ist unter anderem dadurch bedingt, dass die Zuführdauer von der Umfangslänge des jeweiligen Bereiches abhängig ist. Unter der Begrifflichkeit „Umfangslänge“ ist die Länge der Aussparung, insbesondere des ersten und/oder zweiten Bereiches, in Umfangsrichtung des Hohlrades zu verstehen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Aussparung, insbesondere im ersten und zweiten Bereich, eine erste Steuerkante zum Steuern des Zuführzeitpunktes des Arbeitsmediums aufweist. Die erste Steuerkante begrenzt die Aussparung, insbesondere den ersten und/oder zweiten Bereich, in einer ersten Umfangsrichtung des Hohlrades. Die erste Steuerkante stellt demnach denjenigen Bereich der Aussparung dar, der in Abhängigkeit der Rotationsrichtung des Hohlrades als erstes mit der Zuführöffnung der Zuführeinrichtung in Wirkkontakt gelangt. Über die erste Steuerkante ist demnach der Zuführzeitpunkt definiert, an dem das Arbeitsmedium in die Aussparung einströmen kann. Zusätzlich oder alternativ ist es ferner vorteilhaft, wenn die Aussparung, insbesondere im ersten und/oder zweiten Bereich, eine zweite Steuerkante zum Steuern der Zuführdauer des Arbeitsmediums aufweist. Die zweite Steuerkante ist hierbei vorzugsweise der ersten Steuerkante in Drehrichtung des Hohlrades nachgelagert. Die zweite Steuerkante definiert demnach das zweite Ende der Aussparung in Umfangsrichtung, insbesondere eines jeden Bereiches, an dem die Zuführöffnung wieder aus dem Wirkbereich der Aussparung austritt. Sobald das Hohlrad mit der zweiten Steuerkante über die Zuführöffnung hinweg rotiert ist, kann über die Zuführöffnung kein Arbeitsmedium mehr in die Aussparung eingebracht werden. Infolgedessen weist die Aussparung in Umfangsrichtung des Hohlrades im Bereich eines ersten Endes und im Bereich des dazu gegenüberliegenden zweiten Endes jeweils eine der vorstehend genannten Steuerkanten auf. In Abhängigkeit der Drehrichtung des Hohlrades wirken diese Steuerkanten demnach entweder als erste Steuerkante zum Steuern des Zuführzeitpunktes oder als zweite Steuerkante zum Steuern der Zuführdauer.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste und/oder zweite Steuerkante, insbesondere in der Draufsicht und/oder in der Abwicklung, zumindest teilweise bzw. bereichsweise gerade und/oder gekrümmt ausgebildet. Bei einer vorzugsweise geraden Ausbildung kann der Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer über die axiale Breite der Aussparung hinweg durch eine axiale Verschiebung der Zuführöffnung in einem konstanten Verhältnis verändert werden. Bei einer gekrümmten Ausbildung der ersten und/oder zweiten Steuerfläche kann dieses Verhältnis variabel ausgebildet sein. Hierdurch kann vorteilhafterweise die Form der Aussparung durch eine entsprechend gerade und/oder gekrümmt ausgebildete Steuerkante optimal auf die äußeren Einsatzbedingungen des Innenzahnradmotors angepasst werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Steuerkante, insbesondere in der Draufsicht und/oder in der Abwicklung, sich zumindest teilweise bzw. bereichsweise in Axial- und/oder Umfangsrichtung erstrecken. Wenn sich die erste Steuerkante im ersten und/oder zweiten Bereich und/oder vom ersten Bereich bis in den zweiten Bereich ausschließlich in Axialrichtung erstreckt, ist der Zuführzeitpunkt über die gesamte axiale Breite der Aussparung hinweg auf einen konstanten Wert festgelegt. Sobald die erste Steuerkante gegenüber der ersten Drehachse des Hohlrades in der Draufsicht eine Neigung und/oder Biegung aufweist, so dass sich die erste Steuerkante sowohl in Axial- als auch in Umfangsrichtung erstreckt, weist die Aussparung über ihre axiale Breite hinweg unterschiedliche Zuführzeitpunkte auf. Erstreckt sich die erste Steuerkante demnach vom ersten Bereich in der Draufsicht winklig und/oder gebogen zum zweiten Bereich, insbesondere Steuerbereich, der Aussparung, so kann das Arbeitsmedium in Abhängigkeit der axialen Position der Zuführöffnung zu einem früheren oder späteren Zuführzeitpunkt in die Aussparung eingebracht werden.
Im Wesentlichen analog verhält es sich bei der Ausbildung und Ausrichtung der zweiten Steuerkante. Wenn sich diese ausschließlich in Axialrichtung, d.h. im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse des Hohlrades, erstreckt, wird die Zuführöffnung unabhängig davon, an welcher axialen Position sie sich relativ zur Aussparung befindet, zum jeweils gleichen Zeitpunkt aus der Aussparung austreten. Ist die zweite Steuerkante im Gegensatz dazu jedoch zur ersten Drehachse des Hohlrades geneigt und/oder gebogen ausgebildet, so dass sie sich sowohl in Axial- als auch in Umfangsrichtung über die Außenumfangsfläche des Hohlrades erstreckt, so kann die Zuführdauer in Abhängigkeit der axialen Position der Zuführöffnung relativ zur Aussparung beeinflusst werden. Hierdurch kann der Innenzahnradmotor vorteilhafterweise auf wechselnde Drehzahlanforderungen in einem Nutzfahrzeugantriebsstrang optimal eingestellt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Aussparung als Polygon ausgebildet ist. Um den Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer bei axialer Verschiebung der Zuführöffnung in einem konstanten Verhältnis variieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Aussparung vorzugsweise als Dreieck ausgebildet ist. Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn die Aussparung insbesondere als rechtwinkliges Dreieck ausgebildet ist, wobei das rechtwinklige Dreieck an der Außenumfangsfläche des Hohlrades vorzugsweise derart orientiert ist, dass sich in der Draufsicht die Gegenkathete parallel zur ersten Drehachse erstreckt. Zusätzlich oder alternativ ist es ferner vorteilhaft, wenn sich die Ankathete zur ersten Drehachse rechtwinklig in Umfangsrichtung erstreckt. Bei einem derart ausgebildeten und ausgerichteten rechtwinkligen Dreieck ist der Zuführzeitpunkt bei einer Axialverschiebung der Zuführöffnung stets konstant, wenn die Gegenkathete bei einer ersten Drehrichtung des Hohlrades als erste Steuerkante wirkt. Aufgrund der gegenüber der ersten Drehachse geneigten Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks verändert sich jedoch die Zuführdauer bei einer Axialverschiebung der Zuführöffnung. Vorzugsweise sind die Ecken des Polygons, insbesondere des rechtwinkligen Dreiecks, abgerundet.
Für eine variable Beeinflussung des Zuführzeitpunktes und/oder der Zuführdauer ist es ferner vorteilhaft, wenn die Aussparung als, insbesondere im Wesentlichen nierenförmige, Freiformgeometrie ausgebildet ist. Hierfür ist vorzugsweise sowohl die erste als auch die zweite Steuerkante gekrümmt und/oder sich in Axial- und Umfangsrichtung erstreckend ausgebildet.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Aussparung im Wesentlichen über ihre gesamte axiale Breite hinweg eine konstante Umfangslänge aufweist. Zur Ausbildung einer derartigen konstanten Umfangslänge ist die Aussparung in der Draufsicht vorzugsweise als Parallelogramm oder Rechteck ausgebildet. Vorzugsweise sind die Ecken der Aussparung auch in diesem Fall abgerundet. Um unabhängig von der axialen Position der Zuführöffnung relativ zur Aussparung stets eine konstante Zuführdauer sicherstellen zu können, muss die als Parallelogramm oder Rechteck ausgebildete Aussparung gegenüber dem Hohlrad insbesondere derart angeordnet sein, dass sich die beiden zueinander parallelen Längsseiten des Parallelogramms oder Rechtecks in der Draufsicht rechtwinklig zur ersten Drehachse des Hohlrades erstrecken. Hierdurch weist die Aussparung stets die gleiche konstante Umfangslänge über ihre gesamte axiale Breite hinweg auf. Der Unterschied zwischen der Rechtecksform und der Parallelogrammform besteht ausschließlich darin, dass bei einem Parallelogramm der Zuführzeitpunkt in Abhängigkeit der axialen Position der Zuführöffnung relativ zur Aussparung durch die beiden zueinander parallelen und zur ersten Drehachse des Hohlrades geneigten Querseiten beeinflussbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Hohlrad mehrere Aussparungen aufweist. Diese sind vorzugsweise alle gleich ausgebildet. Alternativ können diese aber auch gruppenweise zueinander unterschiedlich ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Aussparungen gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
Die Aussparungen sind vorzugsweise mittels Stegen voneinander in Umfangsrichtung und/oder Axialrichtung getrennt. Hierbei können die Stege einteilig mit dem Hohlrad ausgebildet sein. Zur Herstellung des mit den Stegen und den Aussparungen ausgebildeten Hohlrades eignen sich insbesondere Umformprozesse, insbesondere Gießen, Sintern und/oder Pressen. Alternativ kann aber auch die Grundform des Hohlrades in einem ersten Arbeitsschritt hergestellt werden und die Aussparungen bei gleichzeitiger Ausbildung der Stege nachträglich, insbesondere durch spanende oder spanlose Fertigungsverfahren, in einem zweiten Arbeitsschritt eingebracht werden. Ebenso ist es aber auch ebenso denkbar, dass der Grundkörper des Hohlrades und die Stege zweiteilig ausgebildet sind, wobei beispielsweise einzelne Stege in den Außenumfang des Hohlrades lösbar oder fest fixiert sind. Auch ist es denkbar, dass ein mit den Aussparungen ausgebildetes Außenhohlrad auf ein die Durchströmkanäle aufweisendes Innenhohlrad aufgepresst wird.
Wenn eine der Aussparungen des Hohlrades über die Zuführöffnung mit dem Arbeitsmedium gefüllt wird, wirkt auf das Hohlrad eine Radialkraft, die sich negativ auf den Rundlauf des Hohlrades auswirken kann. Zur Kompensation dieser Radialkraft und/oder zur Dampflagerung des Hohlrades ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine, insbesondere rechteckige, Aussparung keine Einströmöffnung aufweist. Infolgedessen ist die Hüllfläche dieser Aussparung zumindest hohlradseitig vollständig geschlossen. Hierdurch wirkt das in der geschlossenen Aussparung eingebrachte Arbeitsmedium als Gaspolster zur Radialkraftkompensation.
Um den Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer eines jeden Arbeitsraumes steuern zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Aussparungen in Umfangsrichtung größer oder gleich der Zähneanzahl des Hohlrades ist. Infolgedessen ist jedem in Umfangsrichtung des Hohlrades ausgebildeten volumenveränderbaren Arbeitsraum zumindest eine Aussparung zugeordnet.
Um die Maschine auf wechselnde Drehzahlanforderungen optimal einstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Zuführeinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Zuführöffnung zur Steuerung des Zuführzeitpunktes und/oder der Zuführdauer des Arbeitsmediums in Axialrichtung, insbesondere parallel zur ersten Drehachse, verschiebbar ist. Hierdurch kann die Zuführöffnung – wenn die mit dieser korrespondierende Aussparung insbesondere mehrere zueinander unterschiedlich ausgebildete Bereiche aufweist – derart relativ zur Außenumfangsfläche des Hohlrades verschoben werden, dass die Aussparung in einem dieser Bereiche an der Zuführöffnung vorbeirotiert.
Vorteilhaft ist es, wenn die Zuführöffnung zumindest zwischen einer Schließposition, einer ersten Zuführposition und/oder einer zweiten Zuführposition verschiebbar ist. In der Schließposition ist die Aussparung an der Zuführöffnung ohne Wirkverbindung vorbeiführbar. Die Zuführöffnung ist demnach in Axialrichtung des Hohlrades außerhalb der Aussparung angeordnet. In der ersten Zuführposition ist die Aussparung in ihrem ersten Bereich an der Zuführöffnung vorbeiführbar. In der zweiten Zuführposition ist die Aussparung in ihrem zweiten Bereich an der Zuführöffnung vorbeiführbar. Wenn die beiden Bereiche der Aussparung, insbesondere mittels der ersten und zweiten Steuerkante, zueinander unterschiedlich ausgebildet sind, kann der Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer durch diese axiale Verschiebung der Zuführöffnung zwischen diesen beiden Zuführposition verändert werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Zuführeinrichtung ein in Axialrichtung des Hohlrades, insbesondere parallel zur ersten Drehachse, verschiebbares Schiebeelement umfasst. Dieses ist derart gegenüber dem Hohlrad angeordnet, dass das Hohlrad an dem Schiebeelement vorbeirotiert, und/oder derart ausgebildet, dass das Schiebeelement gegenüber diesem Hohlrad in Axialrichtung verschiebbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Schiebeelement eine Dichtfläche auf. Vorzugsweise liegt das Schiebeelement mit dieser Dichtfläche unmittelbar an der Außenumfangsfläche des Hohlrades an. In der Dichtfläche ist des Weiteren vorzugsweise die zumindest eine Zuführöffnung ausgebildet. Um eine sehr gute Dichtwirkung zwischen dem Schiebeelement und dem Hohlrad sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Dichtfläche, insbesondere in Querrichtung des Schiebeelementes, eine im Wesentlichen der Außenumfangsfläche des Hohlrades entsprechende konkave Krümmung aufweist, so dass das Schiebeelement mit seiner Dichtfläche dichtend an der Außenumfangsfläche anliegt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Schiebeelement einen Zulaufkanal aufweist, über den das Arbeitsmedium zur Zuführöffnung, die vorzugsweise in Radialrichtung des Hohlrades orientiert ist, gelangen kann. Zum Zuführen des Arbeitsmediums ist der Zulaufkanal vorzugsweise zu einem ersten Ende des Schiebeelementes hin offen ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ erstreckt sich der Zulaufkanal von diesem, insbesondere offenen, ersten Ende des Schiebeelementes ausgehend, insbesondere in Längsrichtung des Schiebeelementes, zumindest bis zur zumindest einen Zuführöffnung. Demnach kann das Arbeitsmedium über das erste Ende des Schiebeelementes in dessen Zulaufkanal einströmen und über die Zuführöffnung wieder aus diesem Schiebeelement in Richtung der Außenumfangsfläche des Hohlrades ausströmen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Zuführeinrichtung, insbesondere elektromagnetische, mechanische, pneumatische und/oder hydraulische, Mittel zum Verschieben des Schiebeelementes und/oder zum Steuern dieser Verschiebung aufweist. Hierbei können diese Mittel vorzugsweise einen Linearmotor, einen Spindelantrieb und/oder einen pneumatischen oder hydraulischen Kolben umfassen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Zuführeinrichtung ein, insbesondere am zweiten Ende des Schiebeelementes angreifendes, Federelement aufweist. Dieses ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieses das Schiebeelement in Richtung der Schließposition drückt und/oder in dieser hält, insbesondere wenn eine aus dem Arbeitsdruck resultierende und/oder in die entgegengesetzte Richtung der Federkraft wirkende Verschiebekraft unterhalb eines durch die Federkraft bestimmten Schwellwerts liegt. Hierdurch kann insbesondere bei einer pneumatischen Verschiebung des Schiebeelementes, insbesondere mittels des Arbeitsdrucks des Arbeitsmediums, sichergestellt werden, dass die Zuführöffnung geschlossen ist, sobald kein Arbeitsdruck am ersten Ende des Schiebeelementes anliegt. Des Weiteren kann durch das Federelement bei einer pneumatischen oder hydraulischen Steuerung der Axialverschiebung der Steuerdruck durch das Federelement reduziert werden, wenn diese in dieselbe Richtung wirken.
Eine konstruktiv einfache und kostengünstigere Umsetzung der Axialverschiebung des Schiebeelementes kann dadurch bewirkt werden, wenn das Schiebeelement mittels des Arbeitsmediums aus seiner Schließposition in Richtung einer Zuführposition verschiebbar ist. Diese axiale Verschiebung mittels des Arbeitsmediums erfolgt insbesondere dann, wenn die aus dem Arbeitsdruck resultierende Verschiebekraft den Schwellwert der Federkraft überschreitet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Zuführeinrichtung eine, insbesondere pneumatische und/oder am zweiten Ende des Schiebeelementes angreifende, Steuereinrichtung aufweist. Vorzugsweise ist mittels der Steuereinrichtung die Verschiebung der Zuführöffnung und/oder des Schiebeelementes, insbesondere mittels eines am zweiten Ende des Schiebeelementes anliegenden Steuerdrucks, steuerbar.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung ein Regelventil zum Einstellen des Steuerdrucks aufweist. Hierdurch kann bei Anliegen eines Arbeitsdrucks im Bereich des ersten Endes des Schiebeelementes die axiale Verschiebung des Schiebeelementes über eine entsprechende Regelung des Regelventils und eine darüber erfolgende Einstellung des Steuerdrucks derart gesteuert werden, dass das Schiebeelement, vorzugsweise in Axialrichtung des Hohlrades, in zumindest einen Bereich der Aussparung verfahrbar und/oder in diesem arretierbar ist.
Um zum Steuern der Axialverschiebung des Schiebeelementes keine zusätzliche Energie in das System einspeisen zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung über den Arbeitsdruck des Arbeitsmediums gespeist ist. Alternativ ist es aber auch ebenso denkbar, dass die Steuereinrichtung über eine externe Druckquelle gespeist ist.
Das Hohlrad und der Rotor sind vorzugsweise zueinander derart angeordnet, dass diese eine von der ersten Drehachse des Hohlrades ausgehende und sich radial nach außen hin erstreckende gemeinsame Radialachse aufweisen. Die gemeinsame Radialachse erstreckt sich demnach bei einer Querschnittsansicht des Innenzahnradmotors von der ersten Drehachse des Hohlrades radial nach außen durch die zweite Drehachse des Rotors. In Abhängigkeit der Form, Anzahl und Größe der an der Außenumfangsfläche des Hohlrades ausgebildeten Taschen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Zuführeinrichtung, insbesondere das Schiebeelement und/oder die Zuführöffnung, in Umfangsrichtung des Hohlrades gegenüber dieser gemeinsamen Radialachse des Hohlrades und des Rotors im Wesentlichen mittig oder um einen Winkel versetzt am Außenumfang des Hohlrades angeordnet ist.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Zuführeinrichtung, insbesondere das Schiebeelement, mehrere, insbesondere in Axialrichtung, voneinander beabstandete Zuführöffnungen aufweist, die insbesondere jeweils einer Aussparung und/oder zumindest einer Einströmöffnung zugeordnet sind. Hierdurch können vorteilhafterweise bei der Axialverschiebung des Schiebeelementes mehrere Zuführöffnungen gleichzeitig um denselben axialen Verschiebeweg verschoben werden. Demnach können diese Zuführöffnungen auch zeitgleich in die, vorzugsweise zueinander jeweils identisch ausgebildeten, Bereiche der mit diesen korrespondierenden Aussparungen bewegt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Einströmöffnung im Vergleich zur Aussparung eine kleinere Umfangslänge und/oder Axialbreite aufweist. Bei einer Draufsicht ist demnach die Fläche der Aussparung größer als die der Einströmöffnung. Zusätzlich oder alternativ ist es ferner vorteilhaft, wenn die Einströmöffnung in der Aussparung in Umfangs- und/oder Axialrichtung mittig oder außermittig angeordnet ist.
Zusätzlich oder alternativ ist es ebenso vorteilhaft, wenn sich die Aussparung in Axialrichtung über mehrere, insbesondere voneinander in Axial- und/oder Umfangsrichtung beabstandete, Einströmöffnungen erstreckt, die vorzugsweise demselben Arbeitsraum zugeordnet sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eine Einströmöffnung und/oder Ausströmöffnung des Hohlrades und/oder zumindest eine Zuführöffnung der Zuführeinrichtung rund und/oder langlochförmig ausgebildet. Bei einer langlochförmigen Ausbildung ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn die langlochförmige Einströmöffnung, Ausströmöffnung und/oder Zuführöffnung gegenüber dem Hohlrad derart orientiert ist, dass sich deren Längsachse in Umfangsrichtung oder Axialrichtung des Hohlrades erstreckt.
Vorteilhaft ist es, wenn der Durchströmkanal in Umfangsrichtung des Hohlrades im Bereich eines Zahns der Innenverzahnung oder alternativ dazu im Bereich zwischen zwei benachbarten Zähnen angeordnet ist.
Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn der Durchströmkanal in einer Querschnittsansicht des Hohlrades koaxial oder winklig zu einer Radialachse des Hohlrades ausgerichtet ist.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn sich der Durchströmkanal, insbesondere konisch und/oder radial nach innen, verjüngt, so dass vorzugsweise die Einströmöffnung im Vergleich zur Ausströmöffnung eine größere Durchströmfläche aufweist.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Innenzahnradmotor im Querschnitt mit einem Hohlrad, das an seiner Außenumfangsfläche mehrere Aussparungen aufweist,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel des Hohlrades in radialer Außenansicht mit rechteckig ausgebildeten Aussparungen,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Hohlrades in radialer Außenansicht mit Aussparungen, deren jeweils zugeordnete Einströmöffnung in Umfangsrichtung außermittig angeordnet ist,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel des Hohlrades in radialer Außenansicht mit Aussparungen, die jeweils mehreren Einströmöffnungen zugeordnet sind,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel des Hohlrades in radialer Außenansicht mit Aussparungen, denen eine Einströmöffnung zugeordnet ist, und mit geschlossenen Aussparungen, denen keine Einströmöffnung zugeordnet ist.
6 ein fünftes Ausführungsbeispiel des Hohlrades mit dreieckförmig ausgebildeten Aussparungen,
7 einen Innenzahnradmotor in der Seitenansicht mit gemäß 6 ausgebildeten Aussparungen und axial verschiebbaren Zuführöffnungen,
8 ein sechstes Ausführungsbeispiel des Hohlrades mit Aussparungen, die eine gekrümmte Außenkontur aufweisen,
9 ein Ausführungsbeispiel der Zuführeinrichtung in einer radial nach außen gerichteten Ansicht, mit langlochförmigen und in Umfangsrichtung des Hohlrades orientierten Zuführöffnungen,
10 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Zuführeinrichtung in einer radial nach außen gerichteten Ansicht, mit langlochförmigen und in Axialrichtung orientierten Zuführöffnungen,
11 ein Ausführungsbeispiel des Hohlrades mit langlochförmigen und in Axialrichtung orientierten Einströmöffnungen,
12 ein alternatives Ausführungsbeispiel des Hohlrades mit langlochförmigen und in Umfangsrichtung orientierten Einströmöffnungen,
13 einen Innenzahnradmotor im Querschnitt mit einer gegenüber einer gemeinsamen Radialachse des Hohlrades und des Rotors um einen Winkel α versetzten Zuführeinrichtung,
14 einen Innenzahnradmotor im Querschnitt mit Durchströmkanälen, die im Bereich eines Zahnes der Innenverzahnung ausgebildet sind,
15 einen Innenzahnradmotor im Querschnitt mit Durchströmkanälen, die gegenüber ihrer jeweils zugeordneten Radialachse um einen Winkel β geneigt sind, und
16 einen Innenzahnradmotor im Querschnitt mit Durchströmkanälen, die sich radial nach innen konisch verjüngen.
1 zeigt einen Innenzahnradmotor 1, der insbesondere für ein hier nicht dargestelltes Energierückgewinnungssystem eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Der Innenzahnradmotor 1 weist ein Hohlrad 2 auf, das in einem hier nicht dargestellten Gehäuse des Innenzahnradmotors 1 um eine erste Drehachse 3 drehbar gelagert ist. Das Hohlrad 2 weist eine Innenverzahnung 4 auf. Des Weiteren umfasst der Innenzahnradmotor 1 einen Rotor 5, der im Inneren des Hohlrades 2 angeordnet ist. Der Rotor 5 ist um eine zweite Drehachse 6 drehbar gelagert. Die zweite Drehachse 6 ist zur ersten Drehachse 3 exzentrisch angeordnet. Der Rotor 5 weist eine Außenverzahnung 7 auf, mit der der Rotor 5 in die Innenverzahnung 4 des Hohlrades 2 einkämmt. Aufgrund der zueinander parallelen sowie exzentrischen Anordnung der beiden Drehachsen 3, 6 sowie der entsprechenden Dimensionierung des Rotors 5 kämmen das Hohlrad 2 und der Rotor 5 derart ineinander, dass zwischen diesen beiden mehrere Arbeitsräume 8 ausgebildet sind. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit ist in 1 lediglich einer dieser Arbeitsräume 8 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Arbeitsräume 8 sind volumenveränderbar und in Umfangsrichtung durch zwischen dem Hohlrad 2 und dem Rotor 5 ausgebildete Berührungsbereiche voneinander getrennt.
Das Hohlrad 2 weist mehrere Durchströmkanäle 9 auf, von denen zur Wahrung der Übersichtlichkeit lediglich einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Durchströmkanäle 9 in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 zwischen zwei benachbarten Zähnen der Innenverzahnung 4 ausgebildet. Die Durchströmkanäle 9 erstrecken sich in Radialrichtung zwischen der Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 und dessen Innenverzahnung 4. Des Weiteren sind die Durchströmkanäle 9 jeweils koaxial zu einer Radialachse 11 des Hohlrades 2 ausgerichtet. Jeder dieser Durchströmkanäle 9 weist an seinem radial äußeren Ende eine Einströmöffnung 12 und an seinem radial inneren Ende eine Ausströmöffnung 13 auf. Die in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Durchströmkanäle 9 sind jeweils einem Arbeitsraum 8 zugeordnet. In Axialrichtung des Hohlrades 2 können mehrere Durchströmkanäle 9 hintereinander angeordnet sein.
Der Innenzahnradmotor 1 weist des Weiteren eine Zuführeinrichtung 14 auf. Die Zuführeinrichtung 14 ist radial außerhalb des Hohlrades 2 ortsfest in einem Winkelintervall des Hohlrades 2 angeordnet, so dass das Hohlrad 2 an der Zuführeinrichtung 14 im bestimmungsgemäßen Gebrauch vorbeirotiert. Die Zuführeinrichtung 14 umfasst zumindest eine Zuführöffnung 15, die radial nach innen zur Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 zeigt. Des Weiteren umfasst die Zuführeinrichtung einen Zulaufkanal 16 über den, insbesondere in Axialrichtung des Innenzahnradmotors, ein hier nicht dargestelltes Arbeitsmedium zuführbar ist. Der Zulaufkanal 16 ist mit der zumindest einen Zuführöffnung 15 verbunden, so dass das Arbeitsmedium durch den Zulaufkanal 16 hindurch zur Zuführöffnung 15 strömen kann, wo es aus der Zuführöffnung 15 radial nach innen austritt.
Die Zuführöffnung 15 und/oder die Einströmöffnung 12 erstrecken sich in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 über einen ersten Winkelbereich 17. Das Hohlrad 2 weist an seiner Außenumfangsfläche 10 mehrere Aussparungen 18 auf, von denen zur Wahrung der Übersichtlichkeit lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Aussparungen 18 sind jeweils einem der Arbeitsräume 8 zugeordnet und mit diesen über den jeweiligen Durchströmkanal 9 verbunden. Infolgedessen ist die jeweilige Einströmöffnung 12 des mit der jeweiligen Aussparung 18 korrespondierenden Durchströmkanals 9 in der Grundfläche 19 der jeweiligen Aussparung 18 ausgebildet. Die Grundfläche 19 erstreckt sich in Umfangs- und Axialrichtung des Hohlrades 2. Wie aus dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hervorgeht, erstrecken sich die Aussparungen 18 in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 jeweils über einen zweiten Winkelbereich 20. Der zweite Winkelbereich 20 ist größer ausgebildet als der erste Winkelbereich 17. Infolgedessen ist die jeweilige Aussparung 18 in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 länger ausgebildet als die Einströmöffnung 12 des Durchströmkanals 9 und/oder als die Zuführöffnung 15 der Zuführeinrichtung 14. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der jeweils zugeordnete Arbeitsraum 8 über einen größeren Drehwinkel des Hohlrades 2 hinweg durch die Zuführeinrichtung 14 mit dem Arbeitsmedium befüllbar ist.
So strömt gemäß 1 das Arbeitsmedium im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Innenzahnradmotors 1 durch den Zulaufkanal 16 im Wesentlichen in Axialrichtung in den Innenzahnradmotor 1 ein. Sobald eine der Aussparungen 18 bei rotierendem Hohlrad 2 in Wirkverbindung mit der Zuführöffnung 15 – d.h. sobald die Aussparung 18 in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 zumindest teilweise mit der Zuführöffnung 15 überlappt – gelangt, strömt das Arbeitsmedium über die Zuführöffnung 15 radial nach innen in die Aussparung 18 ein. Die Zuführdauer des Arbeitsmediums ist hierbei durch die Umfangslänge 21 der Aussparung 18 definiert. Von der Aussparung 18 strömt das Arbeitsmedium über die Einströmöffnung 12 in den Durchströmkanal 9 ein und von diesem über dessen Ausströmöffnung 13 weiter in den volumenveränderbaren Arbeitsraum 8. Das unter Druck stehende Arbeitsmedium bewirkt unter Expansion eine Rotation des Hohlrades 2 und des Rotors 5 um ihre jeweilige Drehachse 3, 6. Sobald der Arbeitsraum 8 sein maximales Volumen erreicht hat, wird dieser über die sich ineinander schiebende Außenverzahnung 7 und Innenverzahnung 4 verkleinert. Während dieser Verkleinerung des Arbeitsraums 8 wird das Arbeitsmedium über zumindest einen, in 1 nicht dargestellten, Ablaufkanal in Axialrichtung aus dem Innenzahnradmotor 1 ausgestoßen.
Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel rotiert das Hohlrad 2 exemplarisch gegen den Uhrzeigersinn. Zur Steuerung des Zuführzeitpunktes – d.h. demjenigen Zeitpunkt an dem das Arbeitsmedium über die Zuführöffnung 15 in die Aussparung 18 einströmen kann – weist die Aussparung 18 eine erste Steuerkante 22 auf. Diese ist in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 an einem ersten Ende der Aussparung 18 ausgebildet. Sobald die Aussparung 18 mit ihrer ersten Steuerkante 22 in den Wirkbereich der Zuführöffnung 15 gelangt, kann über diese das Arbeitsmedium in die Aussparung 18 einströmen. Die Zuführdauer des Arbeitsmediums ist, wie vorstehend erwähnt, über die Umfangslänge 21 der Aussparung 18 definiert, wobei der Endzeitpunkt der Arbeitsmedienzuführung über eine zweite Steuerkante 23 der Aussparung 18 gesteuert wird. Die zweite Steuerkante 23 ist in Umfangsrichtung an einem zweiten Ende der Aussparung 18 ausgebildet. Sie ist demnach der ersten Steuerkante 22 in Drehrichtung des Hohlrades 2 nachgeschaltet.
In den 2, 3, 4, 5, 6 und 8 sind verschiedene Ausführungsformen des Hohlrades 2 mit unterschiedlich ausgebildeten Aussparungen 18 sowie Einströmöffnungen 12 in einer radialen Außenansicht dargestellt. Die Aussparungen 18 sind voneinander mittels Stege 45 getrennt. Bei der nachfolgenden Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele werden für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und Wirkweise den jeweils vorstehend bereits beschriebenen Merkmalen. Die Aussparungen 18 können alle oder einzeln gemäß der nachfolgenden Beschreibung ausgebildet sein, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen rechteckig ausgebildet. Die Aussparungen 18 sind hierbei derart an der Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 angeordnet, dass sich ihre zueinander parallelen Längsseiten 24, 25 rechtwinklig zur ersten Drehachse 3 erstrecken. Hierdurch wirkt jeweils eine der Querseiten 26, 27 der rechteckigen Aussparung 18 als erste bzw. zweite Steuerkante 22, 23. Die beiden Steuerkanten 22, 23 erstrecken sich somit parallel zur ersten Drehachse 3 des Hohlrades 2. Hierdurch weisen die Aussparungen 18 über ihre gesamte axiale Breite hinweg, d.h. über die gesamte Länge der Querseiten 26, 27 hinweg – eine konstante Umfangslänge 21 auf. Infolgedessen weisen die in 2 dargestellten Aussparungen 18 über ihre gesamte axiale Breite hinweg einen durch die sich in Axialrichtung erstreckende erste Steuerkante 22 bestimmten konstanten Zuführzeitpunkt sowie eine durch die Umfangslänge 21 sowie die zweite Steuerkante 23 bestimmte konstante Zuführdauer auf.
Gemäß 2 ist die Einströmöffnung 12 in Umfangsrichtung mittig in der Aussparung, insbesondere der Grundfläche 19, angeordnet. Sie weist demnach in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 sowohl zur ersten Steuerkante 22 als auch zur zweiten Steuerkante 23 denselben Abstand auf. Des Weiteren ist die Einströmöffnung 12 auch in Axialrichtung des Hohlrades 2 mittig in der Aussparung 18 angeordnet. Sie weist demnach ebenso zur ersten und zweiten Längsseite 24, 25 den gleichen Abstand auf. Die Einströmöffnung 12 ist im Vergleich zur Aussparung 18 kleiner ausgebildet. Sie bildet demnach eine Teilfläche der Grundfläche 19 der Aussparung 18.
Gemäß 3 kann die Einströmöffnung 12 aber auch ebenso außermittig in der Aussparung 18 angeordnet sein. So sind gemäß 3 die Abstände in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 zwischen der Einströmöffnung 12 und der ersten sowie zweiten Steuerkante 22, 23 unterschiedlich groß ausgebildet. Hierbei kann die Einströmöffnung 12 entweder näher zur ersten Steuerkante 22 oder alternativ dazu näher zur zweiten Steuerkante 23 angeordnet sein.
Des Weiteren ist es gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ebenso auch denkbar, dass sich die Aussparungen in Axialrichtung des Hohlrades 2 über mehrere in Axialrichtung voneinander beabstandete Einströmöffnungen 12, 28 erstreckt. Die beiden Einströmöffnungen 12, 28 sind gemäß 4 in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 mittig in der Aussparung 18 angeordnet. In Axialrichtung sind diese jedoch außermittig angeordnet. In einem hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel ist es ebenso auch denkbar, dass die beiden Einströmöffnungen 12, 28 auch in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 zueinander versetzt und/oder beabstandet sind. Die Einströmöffnungen 12, 28 der zueinander in Axialrichtung des Hohlrades 2 aneinandergereihten Aussparungen 18 sind alle demselben hier nicht dargestellten Arbeitsraum 8 zugeordnet (vgl. 1).
Gemäß dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es ebenso auch denkbar, dass einige der Aussparungen 18 als geschlossene Aussparungen 29 ausgebildet sind. Diese geschlossenen Aussparungen 29 weisen keine Einströmöffnung 12 auf. Die Grundfläche 19 der Aussparung 29 ist demnach hohlradseitig vollständig geschlossen. Hierdurch kann eine Dampflagerung des Hohlrades 2 ermöglicht werden. Des Weiteren kann mittels derart geschlossener Aussparungen 29 eine Radialkraftkompensation bewirkt werden. Wie aus 5 hervorgeht, ist die zumindest eine geschlossene Aussparung 29 in Axialrichtung des Hohlrades 2 zwischen zwei mit einer Einströmöffnung 12 ausgebildeten Aussparungen 18 angeordnet.
In einem hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel ist es ebenso auch denkbar, dass zumindest eine der Aussparungen 18 als Parallelogramm ausgebildet ist. Hierbei ist das Parallelogramm vorzugsweise derart an der Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 angeordnet, dass sich die Längsseiten 24, 25 des Parallelogramms lotrecht zur ersten Drehachse 3 des Hohlrades 2 in Umfangsrichtung erstrecken. Infolgedessen sind die beiden Querseiten 26, 27 des Parallelogramms schräg zur ersten Drehachse 3 des Hohlrades 2 orientiert. Hierdurch kann die Zuführdauer über die gesamte axiale Breite der Aussparung 18 hinweg bei konstanter Drehzahl des Hohlrades 2 aufgrund der gleichbleibenden Umfangslänge des Parallelogramms konstant gehalten werden. Aufgrund der Parallelogrammform kann jedoch der Zuführzeitpunkt unterschiedlich ausgebildet sein, wenn sich die Zuführöffnung 15 in Axialrichtung der Aussparung 18 in unterschiedlichen Bereichen befindet.
6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Hohlrades 2 mit mehreren Aussparungen 18, die jeweils dreiecksförmig ausgebildet sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 18 jeweils als rechtwinkliges Dreieck ausgebildet. Des Weiteren sind diese an der Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 derart angeordnet, dass sich ihre jeweilige Gegenkathete parallel zur ersten Drehachse 3 erstreckt. Die Ankathete ist demnach rechtwinklig zur ersten Drehachse 3 angeordnet. Infolgedessen verläuft die Hypotenuse der Aussparung 18 schräg über die Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2. Je nach Drehrichtung des Hohlrades 2 wirkt die Gegenkathete sowie die Hypotenuse der dreiecksförmigen Aussparung 18 als erste bzw. zweite Steuerkante 22, 23. Bei der in 6 mittels des Pfeils angedeuteten Drehrichtung des Hohlrades 2 stellt die Gegenkathete des rechtwinkligen Dreiecks die erste Steuerkante 22 dar. Die Hypotenuse bildet demnach die zweite Steuerkante 23. Insbesondere bei einer derartigen Ausbildung der Aussparung 18 kann vorteilhafterweise der Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer durch eine Verschiebung der hier nicht dargestellten Zuführöffnung 15 in Axialrichtung des Hohlrades 2 verändert werden. Dies soll im Folgenden anhand des in 7 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
7 zeigt einen Längsschnitt des Innenzahnradmotors 1. Hierbei sind die Aussparungen 18 gemäß dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Demnach erstreckt sich die erste Steuerkante 22 parallel zur ersten Drehachse 3 des Hohlrades 2. Die zweite Steuerkante 23 ist im Gegensatz dazu winklig zur ersten Drehachse 3 angeordnet. Infolgedessen weist die Aussparung 18 einen sich in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 erstreckenden ersten Bereich 30 sowie zweiten Bereich 31 auf. Hierbei weist der erste Bereich 30 aufgrund der äußeren Form der Aussparung 18 eine erste Umfangslänge 21 und der zweite Bereich 31 eine zweite Umfangslänge 32 auf. Die zweite Umfangslänge 32 ist länger ausgebildet als die erste Umfangslänge 21.
Gemäß 7 ist die Zuführeinrichtung 14 derart ausgebildet, dass die mit der jeweiligen Aussparung 18 korrespondierende Zuführöffnung 15 in Axialrichtung des Innenzahnradmotor 1, insbesondere parallel zur ersten Drehachse 3, verschiebbar ist. Demnach kann die Zuführöffnung 15 aus einer hier nicht dargestellten Schließposition, in der die Aussparung 18 an der Zuführöffnung 15 ohne Zuströmverbindung vorbeiführbar ist, in eine durch den ersten Bereich 30 bestimmte erste Zuführposition und in eine durch den zweiten Bereich 31 bestimmte zweite Zuführposition verschoben werden. Durch diese axiale Verschiebbarkeit der Zuführöffnung 15 und der entsprechenden Kontur der Aussparung 18 kann der Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer des Arbeitsmediums gesteuert werden.
Aufgrund der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur ersten Drehachse 3 parallel ausgebildeten ersten Steuerkante 22 weisen beide Bereiche 30, 31 denselben Zuführzeitpunkt auf. Wenn die erste Steuerkante 22 beispielsweise geneigt wäre würde hierdurch ein unterschiedlicher Zuführzeitpunkt für beide Bereiche 30, 31 bewirkt werden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die beiden Bereiche 30, 31 jedoch unterschiedliche Zuführdauer auf, da die zweite Steuerkante 23 gegenüber der ersten Drehachse 3 geneigt ist. Aufgrund der Neigung der zweiten Steuerkante 23 sind die Umfangslängen 21, 32 der beiden Bereiche 30, 31 unterschiedlich lang ausgebildet. Infolgedessen kann die Zuführdauer dadurch gesteuert werden, indem die Zuführöffnung 15 entweder in den ersten Bereich 30, d.h. in die erste Zuführposition, oder in den zweiten Bereich, d.h. in die zweite Zuführposition, axial verschoben wird.
Gemäß 7 umfasst die Zuführeinrichtung 14 ein Schiebeelement 33. Das Schiebeelement 33 erstreckt sich in Axialrichtung des Hohlrades 2 und weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Zuführöffnungen 15 auf, von denen zur Wahrung der Übersichtlichkeit nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Zuführöffnungen 15 sind jeweils mehreren zueinander in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 beabstandeten Aussparungen 18 zugeordnet. In diesem Zuordnungsbereich können die Zuführöffnungen 15 in den jeweiligen ersten und zweiten Bereich 30, 31 axial verschoben werden.
Das Schiebeelement 33 weist an seiner radialen Innenseite eine Dichtfläche 34 auf. Mit dieser Dichtfläche 34 liegt das Schiebeelement 33 unmittelbar an der Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 an. Die Dichtfläche 34 weist eine im Wesentlichen der Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 entsprechende konkave Krümmung auf. Infolgedessen liegt das Schiebeelement 33 dichtend mit seiner Dichtfläche 34 an der Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 an.
Das Schiebeelement 33 weist an einem ersten Ende 35 eine Öffnung 36 auf. Über diese Öffnung 36 kann das hier nicht dargestellte Arbeitsmedium über den Zulaufkanal 16 zu den Zuführöffnungen 15 strömen. An einem zweiten Ende 38 des Schiebeelementes 33 ist ein Federelement 39 angeordnet. Dieses Federelement 39 drückt das Schiebeelement 33 in die Schließposition, in der die Zuführöffnungen 15 derart in Axialrichtung des Hohlrades 2 verschoben sind, dass sie außerhalb der jeweiligen Aussparung 18, insbesondere außerhalb des ersten und zweiten Bereiches 30, 31, positioniert sind. Des Weiteren hält das Federelement 39 das Schiebeelement 33 in dieser Position, wenn am ersten Ende 35 kein Arbeitsdruck 37 anliegt. Sobald ein entsprechend hoher Arbeitsdruck 37 am ersten Ende 35 des Schiebeelementes 33 anliegt, wird das Schiebeelement 33, gemäß der in 7 vorliegenden Darstellung, nach rechts verschoben, so dass das Federelement 39 gestaucht wird. Hierbei werden die Zuführöffnungen 15 in eine Zuführposition verschoben, so dass das Arbeitsmedium beim Vorbeiführen einer jeweiligen Aussparung 18 aus der jeweiligen Zuführöffnung 15 in den hier nicht dargestellten Arbeitsraum 8 einströmen kann (vgl. 1).
Um die jeweilige Zuführöffnung 15 gezielt in einen Bereich 30, 31 der jeweiligen Aussparung 18 verschieben zu können, weist die Zuführeinrichtung 14 eine Steuereinrichtung 40 auf, mittels der die Verschiebung der Zuführöffnungen 15 bzw. des Schiebeelementes 33 steuerbar ist. Gemäß dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 40 pneumatisch ausgebildet. Infolgedessen erzeugt diese einen Steuerdruck 41, der am zweiten Ende 38 des Schiebeelementes 33 angreift. Der in die zum Arbeitsdruck 37 entgegengesetzte Richtung wirkende Steuerdruck 41 steuert demnach die axiale Verschiebung des Schiebeelementes 33. Zum Regeln des Steuerdrucks 41 weist die Steuereinrichtung 40 ein Regelventil 42 auf. Die Steuereinrichtung 40 kann über eine hier nicht dargestellte Bypassleitung über den Arbeitsdruck 37 des Arbeitsmediums gespeist sein. Alternativ ist es ebenso auch denkbar, dass die Steuereinrichtung 40 mit einer hier nicht dargestellten externen Druckquelle verbunden ist.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Hohlrades 2 mit einer alternativen Kontur der Aussparungen 18. Hierbei ist die erste und zweite Steuerkante 22, 23 nicht wie bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel gerade, sondern gekrümmt ausgebildet. Hierdurch weisen die Aussparungen 18 eine Freiformgeometrie auf. Sowohl die erste als auch die zweite Steuerkante 22, 23 erstreckt sich in dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl in Axial- als auch in Umfangsrichtung über die Außenumfangsfläche 10 des Hohlrades 2 hinweg. Dadurch, dass die erste Steuerkante 22 nicht wie bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ausschließlich in Axialrichtung verläuft, sondern sich zusätzlich auch in Umfangsrichtung erstreckt, wird in Abhängigkeit der axialen Breite der Aussparung 18 der Zuführzeitpunkt verändert. Des Weiteren weist die in 8 dargestellte Freiformgeometrie der Aussparung 18 aufgrund ihrer über die axiale Breite variierenden Umfangslänge eine die Zuführdauer des Arbeitsmediums beeinflussende Form auf. Die in 8 dargestellte Aussparung 18 ist im Wesentlichen nierenförmig ausgebildet.
9 und 10 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Zuführeinrichtung 14 in einer radial nach außen gerichteten Draufsicht. Hierbei sind die Zuführöffnungen 15 nicht wie bei den vorstehend genannten Ausführungsformen als kreisrunde Bohrungen, sondern als Langlöcher ausgebildet. Die als Langlöcher ausgebildeten Zuführöffnungen 15 können sich hierbei gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihrer Längsachse 43 in Umfangsrichtung des hier nicht dargestellten Hohlrades 2 erstrecken. Alternativ ist es ebenso auch denkbar, dass sich diese als Langlöcher ausgebildeten Zuführöffnungen 15 gemäß dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihrer Längsachse 43 in Axialrichtung des hier nicht dargestellten Hohlrades 2 erstrecken.
In analoger Weise können gemäß dem in 11 und 12 dargestellten Ausführungsformen zusätzlich oder alternativ die Einströmöffnungen 12 als Langlöcher ausgebildet sein. Auch in diesem Fall kann die Orientierung der als Langlöcher ausgebildeten Einströmöffnungen 12 gemäß 11 derart ausgebildet sein, dass sich deren Längsachse 43 parallel zur ersten Drehachse 3 des Hohlrades 2 erstrecken. Alternativ kann sich deren Längsachse 43 aber auch gemäß dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 erstrecken. Zusätzlich können den Einströmöffnungen 12 gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ausgebildete Aussparungen 18 zugeordnet sein.
13 zeigt eine Querschnittsansicht des Innenzahnradmotors 1 mit einer alternativen Positionierung der Zuführeinrichtung 14. Demnach weist das Hohlrad 2 und der Rotor 5 eine von der ersten Drehachse 3 ausgehende und sich radial nach außen erstreckende gemeinsame Radialachse 44 auf. Diese gemeinsame Radialachse 44 ist somit durch zwei zueinander koaxial ausgebildete Radialachsen des Hohlrades 2 und des Rotors 5 ausgebildet. Gemäß dem in 13 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Zuführeinrichtung 14, insbesondere deren Zuführöffnungen 15 in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 gegenüber dieser gemeinsamen Radialachse 44 um einen Winkel α versetzt angeordnet sein.
Die in 14 bis 16 dargestellten Ausführungsformen des Hohlrades 2 beziehen sich auf eine alternative Ausführung der Durchströmkanäle 9. So können diese gemäß dem in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel ebenso auch in Umfangsrichtung des Hohlrades 2 im Bereich eines Zahns der Innenverzahnung 4 angeordnet sein. Des Weiteren können die Durchströmkanäle 9 gemäß 15 gegenüber der ihnen jeweils zugeordneten Radialachse 11 um einen Winkel β geneigt sein. Zusätzlich oder alternativ können die Durchströmkanäle gemäß dem in 16 dargestellten Ausführungsbeispiel auch derart ausgebildet sein, dass deren jeweilige Einströmöffnung 12 und Ausströmöffnung 13 unterschiedlich groß ausgebildet sind. Gemäß 16 verjüngen sich die Durchströmkanäle 9 hierfür. Die Durchströmkanäle 9 sind insbesondere konisch ausgebildet. Zusätzlich können den Einströmöffnungen 12 gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ausgebildete Aussparungen 18 zugeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Innenzahnradmotor
2: Hohlrad
3: erste Drehachse
4: Innenverzahnung
5: Rotor
6: zweite Drehachse
7: Außenverzahnung
8: Arbeitsraum
9: Durchströmkanal
10: Außenumfangsfläche
11: Radialachse
12: erste Einströmöffnung
13: Ausströmöffnung
14: Zuführeinrichtung
15: Zuführöffnung
16: Zulaufkanal
17: erster Winkelbereich
18: Aussparung
19: Grundfläche
20: zweiter Winkelbereich
21: erste Umfangslänge
22: erste Steuerkante
23: zweite Steuerkante
24: erste Längsseite
25: zweite Längsseite
26: erste Querseite
27: zweite Querseite
28: zweite Einströmöffnung
29: geschlossene Aussparung
30: erster Bereich
31: zweiter Bereich
32: zweite Umfangslänge
33: Schiebeelement
34: Dichtfläche
35: erstes Ende
36: Öffnung
37: Arbeitsdruck
38: zweites Ende
39: Federelement
40: Steuereinrichtung
41: Steuerdruck
42: Regelventil
43: Längsachse
44: gemeinsame Radialachse
45: Stege

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2140569 C [0002]

Claims

Innenzahnradmotor (1), insbesondere für ein Energierückgewinnungssystem eines Fahrzeuges, mit einem, um eine erste Drehachse (3) drehbar gelagerten Hohlrad (2), das eine Innenverzahnung (4) und mehrere sich zwischen dessen Außenumfangsfläche (10) und Innenverzahnung (4) erstreckende Durchströmkanäle (9) aufweist, die jeweils an ihrem radial äußeren Ende eine Einströmöffnung (12) und an ihrem radial inneren Ende eine Ausströmöffnung (13) aufweisen, mit einem radial innerhalb des Hohlrades (2) angeordneten und um eine zur ersten Drehachse (3) exzentrischen zweiten Drehachse (6) drehbar gelagerten Rotor (5), der eine Außenverzahnung (7) aufweist, wobei der Rotor (5) mit seiner Außenverzahnung (7) derart in die Innenverzahnung (4) des Hohlrades (2) einkämmt, dass zwischen diesen beiden (2; 5) mehrere voneinander getrennte volumenveränderbare Arbeitsräume (8) ausgebildet sind, denen jeweils zumindest ein Durchströmkanal (9) zugeordnet ist, und mit einer radial außerhalb des Hohlrades (2) ortsfest angeordneten Zuführeinrichtung (14), die eine sich in Umfangsrichtung des Hohlrades (2) über einen ersten Winkelbereich (17) erstreckende Zuführöffnung (15) aufweist, über die ein Arbeitsmedium durch einen der Durchströmkanäle (9) hindurch in den mit diesem korrespondierenden Arbeitsraum (8) einbringbar ist, wenn die Einströmöffnung (12) bei rotierendem Hohlrad (2) in Umfangsrichtung zumindest teilweise mit der Zuführöffnung (15) überlappt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (2) an seiner Außenumfangsfläche (10) zumindest eine Aussparung (18) aufweist, in der zumindest eine der Einströmöffnungen (12) angeordnet ist, und dass sich die Aussparung (18) in Umfangsrichtung des Hohlrades (2) über einen im Vergleich zum ersten Winkelbereich (17) der Zuführöffnung (15) größeren zweiten Winkelbereich (20) erstreckt, so dass der zugeordnete Arbeitsraum (8) über einen größeren Drehwinkel des Hohlrades (2) hinweg mit dem Arbeitsmedium befüllbar ist.
Innenzahnradmotor nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18) in der Draufsicht eine derartige Form aufweist, dass der Zuführzeitpunkt und/oder die Zuführdauer durch eine Verschiebung der Zuführöffnung (15) in Axialrichtung des Hohlrades (2) veränderbar sind.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18) in der Draufsicht derart geformt ist, dass diese zumindest einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden ersten Bereich (30), insbesondere mit einer ersten Umfangslänge (21), und einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden sowie in Axialrichtung zum ersten Bereich (30) versetzten zweiten Bereich (31), insbesondere mit einer im Vergleich dazu größeren zweiten Umfangslänge (32), aufweist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18), insbesondere im ersten und zweiten Bereich (30, 31), eine erste Steuerkante (22) zum Steuern des Zuführzeitpunktes des Arbeitsmediums und/oder eine, insbesondere der ersten Steuerkante (22) in Drehrichtung des Hohlrades (2) nachgelagerte, zweite Steuerkante (23) zum Steuern der Zuführdauer des Arbeitsmediums aufweist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Steuerkante (22, 23), insbesondere in der Draufsicht und/oder in der Abwicklung, zumindest bereichsweise gerade und/oder gekrümmt ausgebildet sind und/oder sich in Axial- und/oder Umfangsrichtung erstrecken.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18) als Polygon, vorzugsweise als, insbesondere rechtwinkliges, Dreieck, insbesondere mit einer in der Draufsicht parallel zur ersten Drehachse (3) ausgerichteten Gegenkathete und/oder einer zur ersten Drehachse (3) rechtwinklig in Umfangsrichtung erstreckenden Ankathete, ausgebildet ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18) als, insbesondere im Wesentlichen nierenförmige, Freiformgeometrie, vorzugsweise mit einer gekrümmten ersten und zweiten Steuerkante (22, 23), ausgebildet ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (18) im Wesentlichen über ihre gesamte axiale Breite hinweg eine konstante Umfangslänge (21) aufweist, wobei die Aussparung (18) in der Draufsicht vorzugsweise als Parallelogramm oder Rechteck, insbesondere mit zwei zueinander parallelen und in der Draufsicht rechtwinklig zur ersten Drehachse (3) ausgerichteten Längsseiten (24, 25), ausgebildet ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (2) mehrere Aussparungen (18) aufweist, die mittels Stegen (45) voneinander in Umfangsrichtung und/oder Axialrichtung getrennt sind.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, insbesondere rechteckige, Aussparung (29) zur Radialkraftkompensation keine Einströmöffnung aufweist und/oder die Hüllfläche der Aussparung (29) zumindest hohlradseitig vollständig geschlossen ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Aussparungen (18; 29) in Umfangsrichtung größer oder gleich der Zähneanzahl des Hohlrades (2) ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (14) derart ausgebildet ist, dass die Zuführöffnung (15) zur Steuerung des Zuführzeitpunktes und/oder der Zuführdauer des Arbeitsmediums in Axialrichtung, insbesondere parallel zur ersten Drehachse (3), verschiebbar ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführöffnung (15) zumindest zwischen einer Schließposition, in der die Aussparung (18) an der Zuführöffnung (15) ohne Zuströmverbindung vorbeiführbar ist, einer ersten Zuführposition, in der die Aussparung (18) in ihrem ersten Bereich (30) an der Zuführöffnung (15) vorbeiführbar ist, und/oder einer zweiten Zuführposition, in der die Aussparung (18) in ihrem zweiten Bereich (31) an der Zuführöffnung (15) vorbeiführbar ist, verschiebbar ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (14) ein in Axialrichtung des Hohlrades (2), insbesondere parallel zur ersten Drehachse (3), verschiebbares Schiebeelement (33) umfasst.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (33) mit einer Dichtfläche (34), in der die zumindest eine Zuführöffnung (15) ausgebildet ist, an der Außenumfangsfläche (10) des Hohlrades anliegt und/oder dass die Dichtfläche (34), insbesondere in Querrichtung des Schiebeelementes (33), eine im Wesentlichen der Außenumfangsfläche (10) des Hohlrades entsprechende konkave Krümmung aufweist, so dass diese dichtend an der Außenumfangsfläche (10) anliegt.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (33) einen Zulaufkanal (16) aufweist, der vorzugsweise zum Zuführen des Arbeitsmediums zu einem ersten Ende des Schiebeelementes (33) hin offen ist und/oder sich von dem ersten Ende des Schiebeelementes (33) ausgehend, insbesondere in Längsrichtung des Schiebeelementes (33), zumindest bis zur zumindest einen Zuführöffnung (15) erstreckt.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (14), insbesondere elektromagnetische, mechanische, pneumatische und/oder hydraulische, Mittel zum Verschieben und/oder zum Steuern dieser Verschiebung der Zuführöffnung (15) und/oder des Schiebeelementes (33) aufweist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (14) ein, insbesondere am zweiten Ende des Schiebeelementes (33) angreifendes, Federelement (39) aufweist, das das Schiebeelement (33) in Richtung der Schließposition drückt und/oder in dieser hält, insbesondere wenn eine aus dem Arbeitsdruck (37) resultierende und/oder in die entgegengesetzte Richtung der Federkraft wirkende Verschiebekraft unterhalb eines durch die Federkraft bestimmten Schwellwerts liegt.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (33) mittels des Arbeitsmediums aus seiner Schließposition in Richtung einer Zuführposition verschiebbar ist, insbesondere wenn die aus dem Arbeitsdruck (37) resultierende Verschiebekraft den Schwellwert der Federkraft überschreitet.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (14) eine, insbesondere pneumatische und/oder am zweiten Ende des Schiebeelementes (33) angreifende, Steuereinrichtung (40) aufweist, mittels der die Verschiebung der Zuführöffnung (15) und/oder des Schiebeelementes (33), insbesondere mittels eines am zweiten Ende des Schiebeelementes anliegenden Steuerdrucks (41), steuerbar ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) ein Regelventil (42) zum Einstellen des Steuerdrucks (41) aufweist und/oder dass die Steuereinrichtung (40) über den Arbeitsdruck (37) des Arbeitsmediums oder eine externe Druckquelle gespeist ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (2) und der Rotor (5) eine, insbesondere von der ersten Drehachse (3) des Hohlrades ausgehende, gemeinsame Radialachse (44) aufweisen und dass die Zuführeinrichtung (14), insbesondere das Schiebeelement (33) und/oder die Zuführöffnung (15), in Umfangsrichtung des Hohlrades (2) gegenüber dieser gemeinsamen Radialachse (44) im Wesentlichen mittig oder um einen Winkel (α) versetzt am Außenumfang des Hohlrades (2) angeordnet ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (14), insbesondere das Schiebeelement (33), mehrere in Axialrichtung voneinander beabstandete Zuführöffnungen (15) aufweist, die insbesondere jeweils einer Aussparung (18) und/oder zumindest einer Einströmöffnung (12) zugeordnet sind.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (12) im Vergleich zur Aussparung (18) eine kleinere Umfangslänge und/oder Axialbreite aufweist und/oder dass die Einströmöffnung (12) in der Aussparung (18) in Umfangs- und/oder Axialrichtung mittig oder außermittig angeordnet ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aussparung (18) in Axialrichtung über mehrere, insbesondere voneinander in Axial- und/oder Umfangsrichtung beabstandete, Einströmöffnungen (12, 28) erstreckt, die vorzugsweise demselben Arbeitsraum (8) zugeordnet sind.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einströmöffnung (12) und/oder Ausströmöffnung (13) des Hohlrades (2) und/oder zumindest eine Zuführöffnung (15) der Zuführeinrichtung (14) rund und/oder langlochförmig ausgebildet sind, wobei die langlochförmige Einströmöffnung (12), Ausströmöffnung (13) und/oder Zuführöffnung (15) vorzugsweise gegenüber dem Hohlrad (2) derart orientiert sind, dass sie sich mit ihrer Längsachse in Umfangsrichtung oder Axialrichtung erstrecken.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmkanal (9) in Umfangsrichtung des Hohlrades (2) im Bereich eines Zahns der Innenverzahnung (4) oder im Bereich zwischen zwei benachbarten Zähnen angeordnet ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmkanal (9) in einer Querschnittsansicht des Hohlrades (2) koaxial oder winklig zu einer Radialachse (11) des Hohlrades (2) ausgerichtet ist.
Innenzahnradmotor nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchströmkanal (9), insbesondere konisch und/oder radial nach innen, verjüngt, so dass vorzugsweise die Einströmöffnung (12) im Vergleich zur Ausströmöffnung (13) eine größere Durchströmfläche aufweist.