DE1528984B1 - Drehkolbenmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine wird ein besonders robuster, gedrungener Aufbau mit einem innen gezahnten Zahnring, einem exzen- dadurch erhalten, daß jedes der drei Ventilelemente irisch innerhalb des Zahnringes angeordneten, außen eine zylindrische Bohrung besitzt, das zweite Ventilgezahnten Radstern, der mindestens einen Zahn element in der Bohrung des ersten Ventilelementes weniger als der Zahnring hat und dessen Zähne zu- 5 und das dritte Ventilelement in der Bohrung des sammen mit den Zähnen des Zahnringes Zellen bil- zweiten Ventilelementes drehbar gelagert ist und der den, die sich auf der einen Seite einer Exzentrizitäts- Druckmitteleinlaß und der erste Druckmittelauslaß linie ausdehnen und auf der anderen Seite der Ex- in die Bohrung des ersten Ventilelementes, der zweite zentrizitätslinie zusammenziehen, wenn eines der ge- Druckmittelauslaß in die Bohrung des dritten Ventilzahnten Bauteile eine Umlaufbewegung um die io elementes sowie die Auslaßkanäle des zweiten Ven-Achse des anderen Bauteiles ausführt und eines der tilelementes in die Bohrung des zweiten Ventilgezahnten Bauteile um die eigene Achse rotiert, elementes münden. Bei dieser koaxialen Gruppierung einem ersten Ventilelement, das eine der Zähnezahl der Ventilelemente reichen zweckmäßig Teile der eines der gezahnten Bauteile entsprechende Anzahl Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes radial von Kanälen aufweist, die in Umfangsrichtung ver- 15 durch das zweite Ventilelement und die Austrittsteilt angeordnet sind und mit den Zellen in Verbin- kanäle des dritten Ventilelementes radial durch das dung stehen, und einem zweiten Ventilelement, das dritte Ventilelement hindurch, sich synchron mit der Drehbewegung des um die Minimale Strömungswiderstände in den von den

eigene Achse rotierenden Bauteiles dreht und Ein- Zellen zu den beiden Druckmittelauslässen führenlaß- und Auslaßkanäle aufweist, über die die sich 20 den Kanälen werden sichergestellt, wenn das dritte vergrößernden Zellen mit einem Druckmitteleinlaß Ventilelement eine zweite Gruppe von Austrittsbzw, die sich verkleinernden Zellen mit einem Druck- kanälen aufweist, deren Anzahl der Zähnezahl des mittelauslaß in Verbindung kommen. Zahnringes entspricht und die bei einer Relativ-

Bei bekannten Drehkolbenmaschinen dieser Art drehung zwischen zweitem und drittem Ventilelement liegt der Weg fest, den das Druckmittel durch die 25 nacheinander die über die Auslaßkanäle des zweiten Drehkolbenmaschine hindurch nimmt. In der Praxis, Ventilelementes führende Verbindung zwischen den so insbesondere in der Steuer- und Regeltechnik, ist Kanälen des ersten Ventilelementes und dem ersten es jedoch häufig erwünscht, einen Druckmittelstrom Druckmittelauslaß herstellen, in einstellbarem Verhältnis auf mehrere Strecken auf- Der Einschluß von Druckmittel in den sich verzuteilen. 30 kleinernden Zellen kann vorteilhaft dadurch sicher

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vermieden werden, daß die Auslaßkanäle des zweiten dafür geeignete Drehkolbenmaschine zu schaffen. Ventilelementes mit Rückschlagventilen ausgestattete

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Abschnitte aufweisen, über die die Kanäle des ersten löst, daß bei einer Drehkolbenmaschine der eingangs Ventilelementes an den ersten Druckmittelauslaß angenannten Art mindestens zwei Druckmittelauslässe 35 schließbar sind.

und ein drittes, mit dem zweiten Ventilelement im Die Drehkolbenmaschine nach der Erfindung

Gleiteingriff stehendes, gegenüber dem Maschinen- kann mit Vorteil auch als Druckverstärker oder zum gehäuse einstellbares Ventilelement vorgesehen sind. Zusammenfassen von Druckmittelströmen verwenmittels dessen die Aufteilung des durch die Auslaß- det werden.

kanäle des zweiten Ventilelementes hindurch'treten- 40 Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines den Druckmittelstromes auf die Druckmittelauslässe Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt wahlweise beeinflußbar ist. Fig. 1 einen Längsschnitt einer Drehkolben-

Kleine Verstellwege des dritten Ventilelementes maschine nach der Erfindung entlang der Linie 1-1 reichen zum Überstreichen des gesamten Verstell- der Fig. 5, bereiches aus, wenn in weiterer Ausgestaltung der 45 Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 linken Erfindung die Einlaß- und Auslaßkanäle des zweiten Endes der Drehkolbenmaschine, teilweise aufge-Ventilelementes einander abwechselnd derart ange- brachen,

ordnet sind, daß sie bei einer Relativdrehung zwi- F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der

sehen erstem und zweitem Ventilelement nacheinan- Fig. 1,

der mit den Kanälen des ersten Ventilelementes in 5° F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 Verbindung kommen, und das dritte Ventilelement der F i g. 1,

eine der Zähnezahl des Zahnringes entsprechende F i g. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5

Anzahl von Austrittskanälen aufweist, deren Lage der Fig. 1,

gegenüber den Kanälen des ersten Ventilelementes Fig. 6 und 7 Querschnitte ähnlich Fig. 5 für

durch Verstellen des dritten Ventilelementes wahl- 55 andere Stellungen des Steuerventilelementes und weise einstellbar ist und die bei einer Relativdrehung F i g. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 der

zwischen zweitem und drittem Ventilelement nach- Fig. 1.

einander mit den Auslaßkanälen des zweiten Ventil- Die veranschaulichte Drehkolbenmaschine weist

elementes in Verbindung kommen. Sind insgesamt ein Gehäuse auf, das aus mehreren ringförmigen, nur zwei Auslaßkanäle vorgesehen, stehen dabei 60 zylindrischen Teilen besteht, und zwar einem Ventilzweckmäßigerweise die Auslaßkanäle des zweiten gehäuseteil 2, einem mit Druckmittelkanälen ver-Ventilelementes mit einem ersten Druckmittelauslaß sehenen Gehäuseteil 4, einem Zahnring 6 sowie Dek- und die Austrittskanäle des dritten Ventilelementes kein 8 und 10. Die Gehäuseteile 2 und 4 sowie der mit einem zweiten Druckmittelauslaß in Verbin- Deckel 8 werden mit Hilfe von in Umfangsrichtung dung. 65 verteilt angeordneten Schrauben 12 axial ausgerich-

Vorzugsweise ist das zweite Ventilelement zwi- tet zusammengehalten. Der Deckel 10, der als Seitenschen dem ersten und dem dritten Ventilelement an- wand des Zahnrings 6 dient, und der Zahnring 6 geordnet und steht mit beiden im Gleiteingriff. Dabei sind untereinander und mit dem Gehäuseteil 4 über

ORIGINAL INSPECTED

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mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Eine Welle 50 sorgt für eine mechanische Antriebs-

Schrauben 14 verbunden. verbindung zwischen dem Radstern 16 und dem

Der Zahnring 6 trägt eine Innenverzahnung, die Kommutator-Ventilelement 24. Der Radstern 16 weist mit der Verzahnung eines außen gezahnten Radster- eine zu seinen Zähnen 34 konzentrisch liegende Bohnes 16 im Eingriff steht, der mindestens einen Zahn 5 rung 52 mit mehreren am Umfang verteilt angeordweniger als der Zahnring besitzt. Der Radstern 16 neten, axial verlaufenden Keilen 54 auf. An dem dem führt eine Hypozykloidbewegung aus, bei der seine Radstern zugekehrten Ende trägt die Welle 50 einen Achse 18 auf einer Kreisbahn um die Achse 20 des kugeligen Kopf 56 mit Keilen, deren Anzahl gleich Zahnringes 6 umläuft. der Anzahl der Keile 54 des Radsternes 16 ist und

Das Ventilgehäuseteil 2 ist mit einer Bohrung 22 xo die mit diesen Keilen im Eingriff stehen. In der Bohversehen, in der ein zylindrisches Kommutator-Ven- rung 52 sitzt eine Abstandsrolle 57, die sich gegen tilelement 24 mit einer· Bohrung 26 drehbar gelagert den Kopf 56 und den Deckel 10 anlegt. Am anderen ist. In der Bohrung 26 des Kommutator-Ventil- Ende der Welle 50 befindet sich ein kugeliger Kopf elementes 24 ist ein zylindrisches Steuerventilelement 58, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der 28 mit einer Bohrung 30 drehbar gelagert, die ebenso 15 Lagerbüchse 49 entspricht und der in die Lagerbüchse wie die Bohrungen 22 und 26 koaxial mit Bezug auf 49 hineinreicht. Ein Stift 60 sitzt mit Preßsitz sowohl die Achse 20 des Zahnringes liegt. in Bohrungen 61 des Kommutator-Ventilelementes 24

In F i g. 8 sind die Zähne des Zahnringes 6 mit 32 als auch Bohrungen 63 der Lagerbüchse 49. Die Boh- und die Zähne des Radsternes 16 mit 34 bezeichnet. rungen 61 und 63 sind so angeordnet, daß der Stift Der Radstern 16 ist in der von dem Zahnring 6 um- ao 60 quer durch die Bohrung 26 des Kommutatorschlossenen Kammer exzentrisch angeordnet und Ventilelementes hindurchreicht. Der Kopf 58 der kann eine Umlaufbewegung mit Bezug auf den Zahn- Welle 50 weist einen Schlitz 66 auf, der die gleiche ring 6 ausführen, wobei die Achse 18 des Radsternes Breite wie der Stift 60 hat und der den Stift 60 auf-16 eine Kreisbahn um die Achse 20 des Zahnringes 6 nimmt.

beschreibt. 25 Da der Radstern 16 gegenüber dem Zahnring 6

Während dieser Umlaufbewegung des Radsternes exzentrisch angeordnet ist, ist die Welle 50 stets 16 kommen dessen Zähne 34 mit den Zähnen 32 des gegenüber dem die gleiche Achse 20 wie der Zahn-Zahnringes 6 in Eingriff und bilden sich vergrößernde ring 6 aufweisenden Kommutator-Ventilelement 24 und verkleinernde Zellen 36 bis 41, deren Anzahl und der Achse 18 des Radsternes 16 geneigt. Die gleich der Anzahl der Zähne 34 des Radsternes 16 30 Welle 50 bildet Universalgelenke und bewirkt, daß ist. Das Gehäuseteil 4 besitzt eine Bohrung 42, die das Kommutator-Ventilelement 24 sich synchron mit zur Achse 20 konzentrisch liegt und genügend klei- der Drehbewegung des Radsternes 16 dreht. Ein sechs nen Durchmesser hat, so daß die entstehende, an Zähne aufweisender Radstern 16 führt eine Umdem Zahnring 6 anliegende Ringfläche 43 zusammen drehung um die eigene Achse 18 aus, während er mit dem Deckel 10 die sich vergrößernden und ver- 35 sechsmal in entgegengesetzter Richtung um die Achse kleinernden Zellen 36 bis 41 zwischen den Zähnen 20 des Zahnringes 6 umläuft. Infolgedessen führt das von Radstern 16 und Zahnring 6 für alle Umlauf- rechte Ende der Welle 50 gemeinsam mit dem Radstellungen des Radsternes 16 seitlich abschließt. stern 16 sowohl eine Umlaufbewegung als auch eine Eine lotrechte Mittellinie stellt in der in F i g. 8 ge- Drehbewegung aus, während das linke Ende der zeigten Betriebsstellung des Radsternes 16 gegenüber 40 Welle 50 gemeinsam mit dem Kommutator-Ventildem Zahnring 6 die Exzentrizitätslinie 47 des Rad- element 24 nur eine Drehbewegung ausführt.
Sternes dar. Unter Exzentrizitätslinie wird dabei eine Das Steuerventilelement 28 ist in der Bohrung 26 Linie verstanden, die in sämtlichen Umlaufstellungen drehbar gelagert, jedoch nur um es in jede beliebige, des Radsternes 16 senkrecht zu den Achsen 18 und gewünschte Winkelstellung mit Bezug auf das Ge-20 steht und diese Achsen schneidet. Läuft beispiels- 45 häuse bringen zu können. Verschiedenartige Einstellweise der Radstern 16 im Uhrzeigersinn um, dehnen vorrichtungen können vorgesehen sein; die veransich die Zellen 36 bis 38 auf der linken Seite der schaulichte Anordnung ist daher nur als zweck-Exzentrizitätslinie aus und ziehen sich die Zellen 39 mäßiges Ausführungsbeispiel zu werten. Bei der gebis 41 auf der rechten Seite dieser Linie zusammen. zeigten Anordnung ist ein Zahnsegment 68, dessen Im Betrieb der veranschaulichten Drehkolben- 50 Verzahnung auf einem zur Achse 20 konzentrischen maschine wird den sich vergrößernden Zellen auf der Kreisbogen liegt, mittels Schrauben 69 an dem Flansch linken Seite der Exzentrizitätslinie unter Druck stehen- 46 des Steuerventilelementes 28 befestigt. Ein mit des Druckmittel zugeführt und wird Druckmittel aus dem Zahnsegment 68 im Eingriff stehendes Zahnrad den sich verkleinernden Zellen auf der rechten Seite 70 ist auf einer Welle 71 fest angebracht, die parallel der Exzentrizitätslinie verdrängt. 55 zu der Achse 20 verläuft und in dem Deckel 8 sowie Der Deckel 8 besitzt einen mittig angeordneten, dem Ventilgehäuseteil 2 drehbar gelagert ist. Auf der nach innen gerichteten Ansatz 45, an dem das linke Welle 71 sitzt ein Knopf 72, mittels dessen das Steuer-Ende des Steuerventilelementes 28 anliegt. Ein Flansch ventilelement 28 in eine beliebige Winkelstellung mit des Steuerventilelementes 28 liegt an dem linken Bezug auf das Gehäuse gebracht werden kann.
Ende des Kommutator-Ventilelementes 24 an. Das 60 Die Drehkolbenmaschine besitzt einen Druckmittelrechte Ende des Kommutator-Ventilelementes steht einlaß 74 und zwei Druckmittelauslässe 75, 76. Der mit der Stirnfläche 48 des Gehäusteils 4 im Eingriff. Druckmitteleinlaß 74 und der Druckmittelauslaß 75 Die Bohrung 26 des Kommutator-Ventilelementes 24 reichen durch die Wand des Ventilgehäuseteils 2 hinist etwas länger als das Steuerventilelement 28. Eine durch und öffnen sich in die Bohrung 22. Der zweite Lagerbüchse 49, deren Außendurchmesser dem Durch- 65 Druckmittelauslaß 76 ist in dem Deckel 8 konzenmesser der Bohrung 26 entspricht, ist in die Bohrung trisch zu dem Ansatz 45 angeordnet und steht mit der eingesetzt und liegt an dem Steuerventilelement 28 Bohrung 30 des Steuerventilelementes 28 in Ver- und der Stirnfläche 48 des Gehäuseteils 4 an. bindung.

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Das Kommutator-Ventilelement 24 und die Ge- die Achse 20 des Zahnringes 6 dreht. Solange jedoch häuseteile 2, 4 sind mit Kanälen versehen, durch die Druckmittel über den Druckmitteleinlaß 74 zugeleitet hindurch Druckmittel von dem Druckmitteleinlaß 74 wird, wird es stets auf der gleichen Seite der Exzenzu den sich vergrößernden Zellen 36 bis 38 geleitet trizitätslinie 47 liegenden Zellen zugeführt, während wird. Von den sich verkleinernden Zellen 39 bis 41 5 Druckmittel aus den Zellen auf der anderen Seite der kann das Druckmittel entweder zu dem Druckmittel- Exzentrizitätslinie abströmt. Das Kommutator-Ventilauslaß 75 oder dem Druckmittelauslaß 76 zurück- element 24 kann gegenüber dem Radstern 16 geringgeführt werden; der Druckmittelstrom kann auch in fügig verdreht werden, so daß die Druckmittelzugewünschter Weise auf die Druckmittelauslässe 75 und -abfuhr mit Bezug auf die Exzentrizitätslinie um- und 76 verteilt werden. Da das Kommutator-Ventil- io gekehrt werden und der Radstern in der entgegenelement 24 über die Welle 50 mit dem Radstern 16 gesetzten Richtung umläuft.

verbunden ist, dreht es sich mit der gleichen Ge- Während der Umlaufbewegung des Radsternes 16 schwindigkeit wie der Radstern 16, jedoch in einer um die Achse 20 des Zahnringes dreht sich der Rad-Richtung, die der Richtung der Umlaufbewegung des stern in entgegengesetzter Richtung mit niedrigerer Radsternes 16 entgegengesetzt ist. Das Ventilgehäuse- 15 Drehzahl um die eigene Achse 18. Das Verhältnis teil 2 besitzt zwei axial in Abstand voneinander lie- zwischen der Umlauf- und der Drehgeschwindigkeit gende Ringnuten 78 und 79, die an die Bohrung 22 hängt von dem Verhältnis der Zähnezahlen von angrenzen und mit dem Druckmitteleinlaß 74 bzw. Zahnring und Radstern ab. Ist dieses Verhältnis, wie dem Druckmittelauslaß 75 des Ventilgehäuseteiles 2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel, gleich 7 : 6, beaxial ausgerichtet sind. Wie aus den Fig. 1 und 4 20 trägt die Drehgeschwindigkeit des Radsternes ein bis 7 hervorgeht, ist das Kommutator-Ventilelement Sechstel der Umlaufgeschwindigkeit. Weil der Rad-24 mit sechs in Umfangsrichtung verteilt angeord- stern 16 und das Kommutator-Ventilelement 24 über neten, axial verlaufenden Einlaßkanälen 84 versehen, die Welle 50 miteinander verbunden sind, dreht sich die mit der Ringnut 78 und dem Druckmitteleinlaß das Kommutator-Ventilelement 24 mit der gleichen 74 in Verbindung stehen. Das Kommutator-Ventil- «5 Drehzahl und in derselben Richtung wie der Radelement 24 ist ferner mit sechs mit den Einlaß- stern 16. Dabei sorgt das Kommutator-Ventilelement kanälen 84 in Umfangsrichtung abwechselnden Aus- 24 jedoch für eine Druckmittelzu- und -abfuhr mit laßkanälen 85 ausgestattet, die durch die Wand des der Umlauffrequenz des Radsternes. Kommutator-Ventilelementes 24 hindurchreichen und Bei einer Drehung des Kommutator-Ventilelemenmit dessen Bohrung 26 in Verbindung stehen. Bei der 3° tes 24 wird jeder der Einlaß- und Auslaßkanäle 84, veranschaulichten Drehkolbenmaschine ist also die 85 nacheinander mit den Kanälen 86 in den Gehäuse-Anzahl der Einlaßkanäle 84 und der Auslaßkanäle teilen 2, 4 in Radialrichtung zur Deckung gebracht.

85 gleich der Anzahl der Zähne 34 des Radsternes 16. Einer einzelnen Zelle 36 bis 41 wird zunächst über Die Gehäuseteile 2 und 4 weisen sieben (entspre- einen Kanal 86 Druckmittel zugeführt, so daß sich

chend der Anzahl der Zähne 32 des Zahnringes 6) in 35 die Zelle vergrößert. Wenn sich die Zelle anschlie-

Umfangsrichtung verteilt angeordnete, im wesent- ßend verkleinert, wird Druckmittel aus der Zelle

liehen axial verlaufende Kanäle 86 auf. Die Kanäle über denselben Kanal 86 herausgedrückt, über den

86 reichen von Punkten zwischen den Zähnen 32 des das Druckmittel der Zelle zugeleitet wurde. Zahnringes 6 in der von dem Zahnring 6 umschlos- Das Steuerventilelement 28 weist mehrere in Umsenen Kammer ausgehend durch die Gehäuseteile 4 4<> fangsrichtung verteilt angeordnete Radialkanäle 88 und 2 hindurch und öffnen sich in radialer Richtung auf, die von der Ringnut 79, über die die Radialin die Bohrung 22 des Ventilgehäuseteiles 2. Dort kanäle mit dem Druckmittelauslaß 75 ständig in Verkommen die gehäusefesten Kanäle 86 mit den in dem bindung stehen, zu der Bohrung 26 des Kommutatordrehbaren Kommutator-Ventilelement 24 ausgebilde- Ventilelementes 24 reichen. Die Anzahl der Radialten Einlaß- und Auslaßkanälen 84,85 in Verbindung. 45 kanäle 88 ist gleich der Anzahl der Auslaßkanäle 85. Bei einer Drehung des Kommutator-Ventilelementes Vorzugsweise sind die Radialkanäle 88 mit den Aus-24 werden die Einlaß- und Auslaßkanäle 84, 85 laßkanälen 85 axial ausgerichtet. Zwischen den Ausnacheinander mit jedem der Kanäle 86 der Gehäuse- laßkanälen 85 und den Radialkanälen 88 verlaufen teile 2 und 4 zur Deckung gebracht. Axialkanäle 89. Jeder der Axialkanäle 89 ist mit

Im Betrieb der Drehkolbenmaschine strömt Druck- 5° einem Rückschlagventil 90 in Form einer unter Federmittel über den Druckmitteleinlaß 74, die Ringnut 78, vorspannung stehenden Ventilkugel ausgestattet. Die die Einlaßkanäle 84 des Kommutator-Ventilelemen- Rückschlagventile 90 lassen Druckmittel von jedem tes 24 und die in Fig. 8 auf der linken Seite der Auslaßkanal 85 zu dem zugeordneten Radialkanal 88 Exzentrizitätslinie 47 liegenden Kanäle 86 der Ge- gelangen, sperren jedoch den Druckmittelstrom in häuseteile 2, 4 in die Zellen 36 bis 38 ein, die sich in 55 entgegengesetzter Richtung. Die Ventilkugel der F i g. 8 auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie 47 Rückschlagventile 90 wird mittels einer Feder 91 in befinden. Infolge der Vergrößerung der Zellen 36 bis die Schließstellung gedrückt. Eine an dem Kommuläuft der Radstern 16 im Uhrzeigersinn um, so tator-Ventilelement 24 befestigte Federführung 92 daß die Zellen 39 bis 41 auf der rechten Seite der hält die Feder 91 in der richtigen Lage. Exzentrizitätslinie 47 verkleinert werden. Aus den sich ⁶° Das Steuerventilelement 28 weist zwei Gruppen verkleinernden Zellen 39 bis 41 austretendes Druck- von Nuten 94 und Radialkanälen 95 auf, die einanmittel gelangt über die Kanäle 86 auf der in F i g. 8 der in Umfangsrichtung abwechseln und deren Anrechten Seite der Exzentrizitätslinie 47 in die Bob.- zahl gleich der Anzahl der Kanäle 86 ist, bei der verrung 22, die, wie aus den Fig. 5 bis 7 hervorgeht, anschaulichten Ausführungsform also sieben beträgt, mit den Auslaßkanälen 85 des Kommutator-Ventil- ⁶5 Die an der Außenfläche des Steuerventilelementes 28 elementes 24 in Verbindung steht. Die geschilderten ausgebildeten Nuten 94 verlaufen in Axialrichtung Strömungsverhältnisse gelten nur für einen Augen- und kommen mit den Auslaßkanälen 85 des Komblickszustand, da sich die Exzentrizitätslinie 47 um mutator-Ventilelementes 24 nacheinander in Verbin-

dung, wenn letzteres gedreht wird. Das Steuerventilelement 28 ist ferner mit einer an die Nuten 94 angrenzenden, breiten, flachen Ringnut 98 ausgestattet, die mit den Radialkanälen 88 des Kommutator-Ventilelementes 24 in Verbindung steht. Auf diese Weise sind die Radialkanäle 88 ständig mit den Nuten 94 des Steuerventilelementes 28 verbunden. Die Radialkanäle 95 des Steuerventilelementes 28 sind mit den Auslaßkanälen 85 des Kommutator-Ventilelementes 24 axial ausgerichtet. Sie reichen durch die Wand des Steuerventilelementes 28 hindurch in dessen Bohrung 30 und werden nacheinander mit den Auslaßkanälen 85 des Kommutator-Ventilelementes 24 zur Deckung gebracht, wenn das Kommutator-Ventilelement 24 gedreht wird.

In F i g. 5 ist das Steuerventilelement 28 in derselben Winkelstellung wie in F i g. 1 gezeigt. Dabei sind die Nuten 94 mit den Kanälen 86 ausgerichtet. Aus einem Vergleich der F i g. 5 und 8 folgt, daß die auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Einlaßkanäle 84 Druckmittel zu den auf derselben Seite der Exzentrizitätslinie befindlichen Kanälen 86 gelangen lassen, die zu den sich vergrößernden Zellen 36 bis 38 führen. Gleichzeitig wird Druckmittel über die auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Kanäle 86 aus den sich verkleinernden Zellen 39 bis 41 zu den Auslaßkanälen 85 auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie abgeführt. Die drei Kanäle 86, über die in der veranschaulichten Arbeitsstellung Druckmittel aus den Zellen 39 bis 41 abströmt, sind der besseren Übersicht halber in den Fig. 5 bis 7 mit 86,4, 865 und 86C bezeichnet.

Wenn sich das Steuerventilelement 28 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung befindet, sind die Radialkanäle 95 wirkungslos, da sie mit keinem der Kanäle 86Λ, 86B und 86 C in Verbindung stelen. Dagegen sind die auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Nuten 94 des Steuerventilelementes mit den Kanälen 86 A, 86 B und 86 C verbunden, so daß das in diesen Kanälen befindliche Druckmittel über den Druckmittelauslaß 75 aus der Drehkolbenmaschine abströmt. In einigen Fällen können die Abmessungen der Nuten 94 nicht ausreichen, um zu gewährleisten, daß die mit den Kanälen 86^4, 86 B und 86 C verbundenen, sich verkleinernden Zellen vollständig in die Nuten 94 entleert werden. In den Zellen 39 bis 41 eingeschlossenes Druckmittel würde in einem solchen Fall eine Hemmwirkung ausüben. Über die Axialkanäle 89 im Kommutator-Ventilelement 24 kann jedoch Druckmittel, das sonst in den Zellen 39 bis 41 eingeschlossen würde, unter Umgehung der Nuten 94 des Steuerventilelementes 28 unmittelbar zum Druckmittelauslaß 75 gelangen. Es kann sich sogar als zweckmäßig erweisen, die Nuten 94 im Steuerventilelement 28 ganz wegzulassen und nur die Axialkanäle 89 vorzusehen. Es steht infolgedessen im Einzelfall zur Wahl, nur die Axialkanäle 89 oder nur die Nuten 94 oder die Axialkanäle 89 und die Nuten 94 vorzusehen. Jedenfalls tritt bei der in F i g. 5 gezeigten Stellung des Steuerventilelementes 28 das Druckmittel nur über den Druckmittelauslaß 75 aus.

In F i g. 6 hat das Kommutator-Ventilelement 24 die gleiche Lage wie in Fig. 5; das Steuerventilelement 28 ist jedoch derart verstellt, daß die Radialkanäle 95 mit den Kanälen 86 in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Wie bei der Stellung nach F i g. 5 strömt Druckmittel aus den Einlaßkanälen 84 auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie zu den auf der gleichen Seite dieser Linie liegenden Kanälen 86, die zu den sich vergrößernden Zellen 36 bis 38 führen. Gleichzeitig wird über die auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Kanäle 86 Druckmittel aus den sich verkleinernden Zellen 39 bis 41 an die Auslaßkanäle 85 auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie abgegeben.

In der in F i g. 6 veranschaulichten Stellung des Steuerventilelementes sind die Nuten 94 wirkungslos, da sie mit keinem der Kanäle 86/1, 86 B oder 86 C in Verbindung stehen. Dagegen sind die auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Radialkanäle 95 des Steuerventilelementes mit den Kanälen 86^4, 86 B und 86 C verbunden, so daß das Druckmittel über den Druckmittelauslaß 76 aus der Drehkolbenmaschine abströmt. In der Praxis kann es vorkommen, daß der Querschnitt der Radialkanäle 95 nicht ausreicht, um die mit den Kanälen 86 A, 86 B und 86 C in Verbindung stehenden Zellen vollständig in die Radialkanäle 95 zu entleeren, so daß es zu einer Hemmung durch in den Zellen 39 bis 41 eingeschlossenes Druckmittel kommen würde. In einem solchen Falle lassen die Axialkanäle 89 im Kommutator-Ventilelement 24 Druckmittel, das andernfalls in den Zellen 39 bis 41 eingeschlossen würde, unmittelbar zum Druckmittelauslaß 75 abströmen. Bei der in F i g. 6 veranschaulichten Stellung des Steuerventilelementes 28 tritt also das Druckmittel über den Druckmittelauslaß 76 aus, mit Ausnahme einer gewissen Druckmittelmenge, die unter den oben erläuterten Umständen gegebenenfalls über die Axialkanäle 89 abgeführt wird.

In F i g. 7 hat das Kommutator-Ventilelement 24 die gleiche Stellung wie in den Fig.5 und 6; das Steuerventilelement 28 ist jedoch in eine Lage gebracht,in der sowohl die Nuten 94 als auch die Radialkanäle 95 in Umfangsrichtung gegenüber den Kanälen 86 verschoben sind. Ebenso wie bei der Stellung nach den F i g. 5 und 6 gelangt Druckmittel über die auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Einlaßkanäle 84 zu den auf derselben Seite dieser Linie befindlichen Kanälen 86, die zu den sich vergrößernden Zellen 36 bis 38 führen. Gleichzeitig strömt Druckmittel über die Kanäle 86 auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie aus den sich verkleinernden Zellen 39 bis 41 zu den Auslaßkanälen 85 ab, die sich auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie befinden.

Bei der in Fig.7 gezeigte Stellung des Steuerventilelementes 28 stehen bestimmte Nuten 94 und Radialkanäle 95 auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie ständig mit einem der Kanäle 86 A, 86 B und 86 C in Verbindung. So sind die Kanäle 86,4 und 86 B mit zwei der Radialkanäle 95 verbunden, die zu dem Druckmittelauslaß 76 führen, während der Kanal 86 C mit einer der Nuten 94 in Verbindung steht, von denen Druckmittel zu dem Druckmittelauslaß 75 gelangt. Durch eine geringfügige Verstellung des Steuerventilelementes 28 in der einen oder der anderen Richtung wird infolgedessen das Aufteilungsverhältnis der Druckmittelströme auf die Druckmittelauslässe 75 und 76 geändert. Diesbezüglich arbeitet also die beschriebene Drehkolbenmaschine als einstellbarer Strömungsteiler, mittels dessen der über den Druckmitteleinlaß 74 eingeführte Druckmittelstrom in beliebiger Weise auf die Druckmittelauslässe 75 und 76 aufgeteilt werden kann.

Falls die Querschnitte der Nuten 94 und 95 bei

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der in F i g. 7 veranschaulichten Stellung des Steuerventilelementes nicht ausreichen, um die mit den Kanälen 86^4, 865 und 86C verbundenen Zellen ganz in die Nuten 94 und die Radialkanäle 95 zu entleeren, kann, wie bereits in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 erläutert, Druckmittel, das andernfalls in den Zellen 39 bis 41 eingeschlossen würde, unter Umgehung der Nuten 94 und der Radialkanäle 95 des Steuerventilelementes 28 über die Axialkanäle 89 des Kommutator-Ventilelementes 24 unmittelbar zu dem Druckmittelauslaß 75 gelangen.

Die Drehkolbenmaschine kann auch als Druckverstärker oder Druckvervielfacher eingesetzt werden. Das den drei sich vergrößernden Zellen 36 bis 38 zugeführte Druckmittel, das auf einer von dem Durchmesser des Radsternes 16 bestimmten Fläche wirksam ist, bewirkt nämlich eine Umlaufbewegung des Radsternes, durch die Druckmittel aus den sich verkleinernden Zellen 39 bis 41 herausgepreßt wird. Das aus den einzelnen Zellen austretende Druckmittel wird verschiedenen Druckmittelauslässen zugeführt. Bei der in F i g. 7 gezeigten Stellung des Steuerventilelementes 28 verbindet beispielsweise der Kanal 86 C die Zelle 39 über eine der Nuten 94 mit dem Druckmittelauslaß 75. Entsprechend verbinden die Kanäle 86 Λ und 865 die Zellen 41 und 40 über zwei der Radialkanäle 95 mit dem Druckmittelauslaß 76. Wird einer der Druckmittelauslässe, beispielsweise der Druckmittelauslaß 76, mit einem Auffangbehälter derart verbunden, daß dem Abstrom des Druckmittels aus dem Druckmittelauslaß 76 kein Widerstand entgegengesetzt wird, konzentriert sich die resultierende Gesamtkraft des Druckmittels in den sich erweiternden Zellen 36 bis 38 auf das Herausdrücken des Druckmittels aus der Zelle 39 über den Druckmittelauslaß 75. Der Druckmittelauslaß 75 ist in diesem Falle mit einer energieverbrauchenden Vorrichtung, z. B. einem hydraulischen Motor, verbunden, die dem Abfluß des Druckmittels aus dem Druckmittelauslaß 75 einen Widerstand entgegensetzt, so daß in der Zelle 39 ein Druck aufgebaut werden kann. Der in einer einzelnen Zelle, beispielsweise der Zelle 39, herrschende Druck ist infolgedessen erheblich höher als der Druck, unter dem das Druckmittel dem Druckmitteleinlaß 74 zugeleitet wird.

Durch Einstellung des Steuerventilelementes 28 kann also das Druckmittel in einer oder zwei der sich verkleinernden Zellen über einen der Druckmittelauslässe einem Auffangbehälter zugeleitet werden, der keinen Gegendruck entwickelt, während das Druckmittel in einer oder zwei anderen, sich verkleinernden Zellen unter erhöhtem Druck über den anderen Druckmittelauslaß einer energieverbrauchenden Vorrichtung zugeführt wird.

Es ist ferner möglich, mittels der Drehkolbenmaschine Druckmittelströme zusammenzufassen, und zwar in der Weise, daß diese über die Druckmittelauslässe 75 und 76 zugeführt und gemeinsam aus dem Druckmitteleinlaß 74 abgeleitet werden. Die Drehkolbenmaschine kann auch als Pumpe oder als Motor eingesetzt werden, wenn mit der Welle 50 eine Antriebs- oder Abtriebswelle mechanisch verbunden

Claims (8)

Patentansprüche: ,

1. Drehkolbenmaschine mit einem innen gezahnten Zahnring, einem exzentrisch innerhalb des Zahnringes angeordneten, außen gezahnten Radstern, der mindestens einen Zahn weniger als der Zahnring hat und dessen Zähne zusammen mit den Zähnen des Zahnringes Zellen bilden, die sich auf der einen Seite einer Exzentrizitätslinie ausdehnen und auf der anderen Seite der Exzentrizitätslinie zusammenziehen, wenn eines der gezahnten Bauteile eine Umlaufbewegung um die Achse des anderen Bauteiles ausführt und eines der gezahnten Bauteile um die eigene Achse rotiert, einem ersten Ventilelement, das eine der Zähnezahl eines der gezahnten Bauteile entsprechende Anzahl von Kanälen aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind und mit den Zellen in Verbindung stehen, und einem zweiten Ventilelement, das sich synchron mit der Drehbewegung des um die eigene Achse rotierenden Bauteiles dreht und Einlaß- und Auslaßkanäle aufweist, über die die sich vergrößernden Zellen mit einem Druckmitteleinlaß bzw. die sich verkleinernden Zellen mit einem Druckmittelauslaß in Verbindung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Druckmittelauslässe (75, 76) und ein drittes, mit dem zweiten Ventilelement (24) im Gleiteingriff stehendes, gegenüber dem Maschinengehäuse einstellbares Ventilelement (28) vorgesehen sind, mittels dessen die Aufteilung des durch die Auslaßkanäle (85, 88, 89) des zweiten Ventilelementes hindurchtretenden Druckmittelstromes auf die Druckmittelauslässe wahlweise beeinflußbar ist.

2. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßkanäle (84; 85, 88, 89) des zweiten Ventilelementes (24) einander abwechselnd derart angeordnet sind, daß sie bei einer Relativdrehung zwischen erstem und zweitem Ventilelement (2, 24) nacheinander mit den Kanälen (86) des ersten Ventilelementes (2) in Verbindung kommen, und daß das dritte Ventilelement (28) eine der Zähnezahl des Zahnringes (6) entsprechende Anzahl von Austrittskanälen (95) aufweist, deren Lage gegenüber den Kanälen (86) des ersten Ventilelementes durch Verstellen des dritten Ventilelementes wahlweise einstellbar ist und die bei einer Relativdrehung zwischen zweitem und drittem Ventilelement nacheinander mit den Auslaßkanälen (85, 88, 89) des zweiten Ventilelementes in Verbindung kommen.

3. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (85, 88, 89) des zweiten Ventilelementes (24) mit einem ersten Druckmittelauslaß (75) und die Austrittskanäle (95) des dritten Ventilelementes (28) mit einem zweiten Druckmittelauslaß (76) in Verbindung stehen.

4. Drehkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilelement (24) zwischen dem ersten und dem dritten Ventilelement (2, 28) angeordnet ist und mit beiden im Gleiteingriff steht.

5. Drehkolbenmaschine nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der drei Ventilelemente (2, 24, 28) eine zylindrische Bohrung (22, 26, 30) besitzt, daß das zweite Ventilelement (24) in der Bohrung (22) des ersten Ventilelementes (2) und das dritte Ventilelement (28) in der Bohrung (26) des zweiten

Ventilelementes drehbar gelagert ist und daß der Druckmitteleinlaß (74) und der erste Druckmittelauslaß (75) in die Bohrung des ersten Ventilelementes, der zweite Druckmittelauslaß (76) in die Bohrung (30) des dritten Ventilelementes sowie die Auslaßkanäle (85, 88, 89) des zweiten Ventilelementes in die Bohrung des zweiten Ventilelementes münden.

6. Drehkolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Teile (85) der Auslaßkanäle (85, 88, 89) des zweiten Ventilelementes (24) radial durch das zweite Ventilelement und die Austrittskanäle (95) des dritten Ventilelementes (28) radial durch das dritte Ventilelement hindurchreichen.

7. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

das dritte Ventilelement (28) eine zweite Gruppe von Austrittskanälen (94) aufweist, deren Anzahl der Zähnezahl des Zahnringes (6) entspricht und die bei einer Relativdrehung zwischen zweitem und drittem Ventilelement nacheinander die über die Auslaßkanäle (85, 88) des zweiten Ventilelementes (24) führende Verbindung zwischen den Kanälen (86) des ersten Ventilelementes (2) und dem ersten Druckmittelauslaß (75) herstellen.

8. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (85, 88, 89) des zweiten Ventilelementes (24) mit Rückschlagventilen (90) ausgestattete Abschnitte (89) aufweisen, über die dTe Kanäle (86) des ersten Ventilelementes (2) an den ersten Druckmittelauslaß (75) anschließbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen