DE1528984C - Drehkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine 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 ao vergrößernden Zellen mit einem Druckmitteleinlaß bzw. die sich verkleinernden Zellen mit einem Druckmittelauslaß in Verbindung kommen.

Bei bekannten Drehkolbenmaschinen dieser Art liegt der Weg fest, den das Druckmittel durch die Drehkolbenmaschine hindurch nimmt. In der Praxis, so insbesondere in der Steuer- und Regeltechnik, ist es jedoch häufig erwünscht, einen Druckmittelstrom in einstellbarem Verhältnis auf mehrere Strecken aufzuteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine C dafür geeignete Drehkolbenmaschine zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Drehkolbenmaschine der eingangs genannten Art mindestens zwei Druckmittelauslässe und ein drittes, mit dem zweiten Ventilelement im Gleiteingriff stehendes, gegenüber dem Maschinengehäuse einstellbares Ventilelement vorgesehen sind, mittels dessen die Aufteilung des durch- die Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes hindurchtretenden Druckmittelstromes auf die Druckmittelauslässe wahlweise beeinflußbar ist.

Kleine Verstellwege des dritten Ventilelementes reichen zum Überstreichen des gesamten Verstellbereiches aus, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Einlaß- und Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes einander abwechselnd derart angeordnet sind, daß sie bei einer Relativdrehung zwischen erstem und zweitem Ventilelement nacheinander mit den Kanälen des ersten Ventilelementes in Verbindung kommen, und das dritte Ventilelement eine der Zähnezahl des .Zahnringes entsprechende Anzahl von Austrittskanälen aufweist, deren Lage gegenüber den Kanälen 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 des zweiten Ventilelementes in Verbindung kommen. Sind insgesamt nur zwei Auslaßkanäle vorgesehen, stehen dabei zweckmäßigerweise die Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes mit einem ersten Druckmittelauslaß und die Austrittskanäle des dritten Ventilelementes mit einem zweiten Druckmittelauslaß in Verbindung.

Vorzugsweise ist Jas zweite Ventilelement zwischen dem f.-<-ten und dem dritten Ventiielement angeordnet n;n; stein n~ii beiden im Gleitcingriit. Dabei wird ein besonders robuster, gedrungener Aufbau dadurch erhalten, daß jedes der drei Ventilelemente eine zylindrische Bohrung besitzt, das zweite Ventilelement in der Bohrung des ersten Ventilelementes und das dritte Ventilelement in der Bohrung des zweiten Ventilelementes drehbar gelagert ist und der Druckmitteleinlaß und der erste Druckmittelauslaß in die Bohrung des ersten Ventilelementes, der zweite Druckmittelauslaß in die Bohrung des dritten Ventilelementes sowie die Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes in die Bohrung des zweiten Ventilelementes münden. Bei dieser koaxialen Gruppierung der Ventilelemente reichen zweckmäßig Teile der Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes radial durch das zweite Ventilelement und die Austrittskanäle des dritten Ventilelementes radial durch das dritte Ventilelement hindurch.

Minimale Strömungswiderstände in den von den Zellen zu den beiden Druckmittelauslässen führenden Kanälen werden sichergestellt, wenn das dritte Ventilelement eine zweite Gruppe von Austrittskanälen aufweist, deren Anzahl der Zähnezahl des Zahnringes entspricht und die bei einer Relativdrehung zwischen zweitem und drittem Ventilelement nacheinander die über die Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes führende Verbindung zwischen den Kanälen des ersten Ventilelementes und dem ersten Druckmittelauslaß herstellen.

Der Einschluß von Druckmittel in den sich verkleinernden Zellen kann vorteilhaft dadurch sicher vermieden werden, daß. die Auslaßkanäle des zweiten Ventilelementes mit Rückschlagventilen ausgestattete Abschnitte aufweisen, über die die Kanäle des ersten Ventilelementes an den ersten Druckmittelauslaß anschließbar sind.

Die Drehkolbenmaschine nach der Erfindung kann mit Vorteil auch als Druckverstärker oder zum Zusammenfassen von Druckmittelströmen verwendet werden.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Drehkolbenmaschine nach der Erfindung entlang der Linie 1-1 der F i g. 5,

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 linken Endes der Drehkolbenmaschine, teilweise aufgebrochen,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der

Fig.1,

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 1,

F i g. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 1,

F i g. 6 und 7 Querschnitte ähnlich F i g. 5 für andere Stellungen des Steuerventilelementes und

F i g. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 der Fig. 1.

Die veranschaulichte Drehkolbenmaschine weist ein Gehäuse auf, das aus mehreren ringförmigen, zylindrischen Teilen besteht, und zwar einem Ventilgehäuseteil 2, einem mit Druckmittelkanälen versehenen Gehäuseteil 4, einem Zahnring 6 sowie Dekkeln 8 und 10. Die Gehäuseteile 2 und 4 sowie der Deckel 8 werden mit Hilfe von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Schrauben 12 axial ausgerichtet zusammengehalten. Der Deckel 10, der als Seitenwand des Zahnrings 6 dient, und der Zahnring 6 sind untereinander und mit de:n Gehäuseteil 4 über

mehrere in Umfangsrichtung .verteilt angeordnete Schrauben 14 verbunden.

Der Zahnring 6 trägt eine Innenverzahnung, die mit der Verzahnung eines außen gezahnten Radsternes 16 im Eingriff steht, der mindestens einen Zahn weniger als der Zahnring besitzt. Der Radstern 16 führt eine Hypozykloidbewegung aus, bei der seine Achse 18 auf einer Kreisbahn um die Achse 20 des Zahnringes 6 umläuft.

Das. Ventilgehäuseteil 2 ist mit einer Bohrung 22 versehen, in der ein zylindrisches Kommutator-Ventilelement 24 mit einer Bohrung 26 drehbar gelagert ist. In der Bohrung 26 des Kommutator-Ventilelementes 24 ist ein zylindrisches Steuerventilelement 28 mit einer Bohrung 30 drehbar gelagert, die ebenso wie die Bohrungen 22 und 26 koaxial mit Bezug auf die Achse 20 des Zahnringes liegt.

In F i g. 8 sind die Zähne des Zahnringes 6 mit 32 und die Zähne des Radsternes 16 mit 34 bezeichnet. Der Radstern 16 ist in der von dem Zahnring 6 umschlossenen Kammer exzentrisch angeordnet und kann eine Umlaufbewegung mit Bezug auf den Zahnring 6 ausführen, wobei die Achse 18 des Radsternes 16 eine Kreisbahn um die Achse 20 des Zahnringes 6 beschreibt. »

Während dieser Umlaufbewegüng des Radsternes 16 kommen dessen Zähne 34 mit den Zähnen 32 des Zahnringes 6 in Eingriff und bilden sich vergrößernde und verkleinernde Zellen 36 bis 41, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zähne 34 des Radsternes 16 ist. Das Gehäuseteil 4 besitzt eine Bohrung 42, die zur Achse 20 konzentrisch liegt und genügend kleinen Durchmesser hat, so daß die entstehende, an dem Zahnring 6 anliegende Ringfläche 43 zusammen mit dem Deckel 10 die sich vergrößernden und verkleinernden Zellen 36 bis 41 zwischen den Zähnen von Radstern 16 und Zahnring 6 für alle Umlaufstellungen des Radsternes 16 seitlich abschließt.

Eine lotrechte Mittellinie stellt in der in F i g. 8 gezeigten Betriebsstellung des Radsternes 16 gegenüber dem Zahnring 6 die Exzentrizitätslinie 47 des Radsternes dar. Unter Exzentrizitätslinie wird dabei eine Linie verstanden, die in sämtlichen Umlaufstellungen des Radsternes 16 senkrecht zu den Achsen 18 und ■20 steht und diese Achsen schneidet. Läuft beispielsweise der Radstern 16 im Uhrzeigersinn um, dehnen sich' die Zellen 36 bis 38 auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie aus und ziehen sich die Zellen 39 bis 41 auf der rechten Seite dieser Linie zusammen. Im Betrieb der veranschaulichten Drehkolbenmaschine wird den sich vergrößernden Zellen auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie unter Druck stehendes Druckmittel zugeführt und wird Druckmittel aus den sich verkleinernden Zellen auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie verdrängt.

Der Deckel 8 besitzt einen mittig angeordneten, nach innen gerichteten Ansatz 45, an dem das linke Ende des Steuerventilelementes28 anliegt. Ein Flansch 46 des Steuerventilelementes 28 liegt an dem linken Ende des Kommutator-Ventilelementes 24 an. Das rechte Ende des Kommutator-Ventilelementes steht mit der- Stirnfläche 48 des Gehäusteils 4 im Eingriff. Die Bohrung 26 des Kommutator-Ventilelementes 24 ist etwas langer als das Steuerventilelement 28. Eine Lagerbüchse 49, deren Außendurchmesser dem Durchmesser der Bohrung 26 entspricht, ist in die Bohrung 26 eingesetzt und liegt an dem Steuerventilelement 28 irad der Stirnfläche 48 des Gehäuseteil 4 an.

Eine Welle 50 sorgt für eine mechanische Antriebsverbindung zwischen dem Radstern 16 und dem Kommutator-Ventilelement 24. Der Radstern 16 weist eine zu seinen Zähnen 34 konzentrisch liegende Bohrung 52 mit mehreren am Umfang verteilt angeordneten, axial verlaufenden Keilen 54 auf. An dem dem Radstern zugekehrten Ende trägt die Welle 50 einen kugeligen Kopf 56 mit Keilen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Keile 54 des Radsternes 16 ist und

ίο die mit diesen Keilen im Eingriff stehen. In der Bohrung 52 sitzt eine Abstandsrolle 57, die sich gegen den Kopf 56 und den Deckel 10 anlegt. Am anderen Ende der Welle 50 befindet sich ein kugeliger Kopf 58, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der

»5 Lagerbüchse 49 entspricht und der in die Lagerbüchse 49 hineinreicht. Ein Stift 60 sitzt mit Preßsitz sowohl in Bohrungen 61 des Kommutator-Ventilelementes 24 als auch Bohrungen 63 der Lagerbüchse 49. Die Bohrungen 61 und 63 sind so angeordnet, daß der Stift

ao 60 quer durch die Bohrung 26 des Kommutator-Ventilelemehtes hindurchreicht. Der Kopf 58 der Welle 50 weist einen Schlitz 66 auf, der die gleiche Breite wie der Stift 60 hat und der den Stift 60 aufnimmt. " -

Da der Radstern 16 gegenüber dem Zahnring 6 exzentrisch angeordnet ist,* ist die Welle 50 stets gegenüber dem die gleiche Achse 20 wie der Zahnring 6 aufweisenden Kommutator-Ventilelement 24 und der Achse 18 des Radsternes 16 geneigt. Die Welle-50 bildet Universalgelenke und bewirkt, daß das Kommutator-Ventilelement 24 sich synchron mit der Drehbewegung des Radsternes 16 dreht. Ein sechs Zähne aufweisender Radstern 16 führt eine Umdrehung um die eigene Achse 18 aus, während er sechsmal in entgegengesetzter Richtung um die Achse 20 des Zahnringes 6 umläuft. Infolgedessen führt das rechte Ende der Welle 50 gemeinsam mit dem Radstern 16 sowohl eine Umlaufbewegung als auch eine Drehbewegung aus, während ,das linke Ende der Welle 50 gemeinsam mit dem Kommutator-Ventilelement 24 nur.eine Drehbewegung ausführt.

Das Steuerventilelement 28 ist in der Bohrung 26 drehbar gelagert, jedoch nur um es in jede beliebige, gewünschte Winkelstellung mit Bezug auf das Gehäuse bringen zu können. Verschiedenartige Einstellvorrichtungen können vorgesehen sein; die veranschaulichte Anordnung ist daher nur als zweckmäßiges Ausführungsbeispiel zu werten. Bei der gezeigten Anordnung ist ein Zahnsegment 68, dessen Verzahnung auf einem zur Achse 20 konzentrischen Kreisbogen liegt, mittels Schrauben 69 an dem Flansch 46 des Steuerventilelementes 28 befestigt. Ein mit dem Zahnsegment 68 im Eingriff stehendes Zahnrad 70 ist auf einer Welle 71 fest angebracht, die parallel zu der Achse 20 verläuft und in dem Deckel 8 sowie dem Ventilgehäuseteil 2 drehbar gelagert ist..Auf der Welle 71 sitzt ein Knopf 72, mittels dessen das Steuerventilelement 28 in eine beliebige Winkelstellung mit Bezug auf das Gehäuse gebracht werden kann.

Die Drehkolbenmaschine besitzt einen Druckmitteleinlaß 74 und zwei Druckmittelauslässe 75, 76. Der Druckmitteleinlaß 74 und der Druckmittelauslaß 75 reichen durch die Wand des Ventilgehäuseteils 2 hindurch und öffnen sich in die Bohrung 22. Der zweite Druckmittelauslaß 76 ist in dem Deckel 8 konzentrisch zu dem Ansatz 45 angeordnet und steht mit der Bohrung 30 des Steuerventilelementes 28 in Verbindung.

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Das Kommutator-Vcntilelement 24 und die Gehäuseteile 2, 4 sind mit Kanälen versehen, durch die hindurch Druckmittel von dem Druckmitteleinlaß 74 zu den sich vergrößernden Zellen 36 bis 38 geleitet wird. Von den sich verkleinernden Zellen 39 bis 41 kann das Druckmittel entweder zu dem Druckmittelauslaß 75 oder dem Druckmittelauslaß 76 zurückgeführt werden; der Druckmittelstrom kann auch in gewünschter Weise auf die Druckmittelauslässe 75 und 76 verteilt werden. Da das Kommutator-Ventil- »o element 24 über die Welle 50 mit dem Radstern 16 verbunden ist. dreht es sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Radstern 16, jedoch in einer Richtung, die der Richtung der Umlaufbewegung des Radsternes 16 entgegengesetzt ist. Das Ventilgehäuse- »5 teil 2 besitzt zwei axial in Abstand voneinander liegende Ringnuten 78 und 79, die an die Bohrung 22 angrenzen und mit dem Druckmit?.!einlaß 74 bzw. dem Druckmittelauslaß 75 des Ventilgchäuseteiles 2 axial ausgerichtet sind. Wie aus den Fig. 1 und 4 ^a° bis 7 hervorgeht, ist das Kommutator-Ventilelement 24 mit sechs in Umfangsrichlung verteilt angeordneten, axial verlaufenden Einlaßkanälen 84 versehen, die mit der Ringnut 78 und dem Druckmittcleinlaß 74 in Verbindung stehen. Das Kommutator-Ventil- ^a5 element 24 ist ferner mit sechs mit den Einlaßkanälen 84 in Umfangsrichtung abwechselnden Auslaßkanälen 85 ausgestattet, die durch die Wand des Kommutator-Ventilelementes 24 hindurchreichen und mit dessen Bohrung 26 in Verbindung stehen. Bei der veranschaulichten Drehkolbenmaschine ist also die C Anzahl der Einlaßkanäle 84 und der Auslaßkanäle

85 gleich der Anzahl der Zähne 34 des Radsternes 16. Die Gehäuseteile 2 und 4 weisen sieben (entsprechend der Anzahl der. Zähne 32 des Zahnringes 6) in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, im wesentlichen axial verlaufende Kanäle 86 auf. Die Kanäle

86 reichen von Punkten zwischen den Zähnen 32 des Zahnringes 6 in der von dem Zahnring 6 umschlossenen Kammer ausgehend durch die Gehäuseteile 4 und 2 hindurch und offnen sich in radialer Richtung in die Bohrung 22 des Ventügehäuscteiles 2. Dort kommen die gehäusefesten Kanäle 86 mit den in dem drehbaren Kommutator-Yentilelement 24 ausgebildeten Einlaß- und Auslaßkanälen 84.85 in Verbindung. *5 Bei einer Drehung des Kommutator-Ventilelementes 24 werden die Hinlaß- und Auslaßkanäle 84. 85 nacheinander mit jedem der Kanäle 86 der Gehäuseteile 2 und 4 zur Deckung gebracht.

. Im Betrieb der Drehkolbenmaschine strömt Druck- so mittel über den Druckmitteleinläß 74. die Ringnut 78. die Einlaßkanäle 84 des Kommutator-Ventilelemcntes 24 und 3ic" in Fig. S auf der linken Seite der Exzcntrizitätslinic 47 liegenden Kanäle 86 der Gehäuscteile 2. 4 in die Zellen 36 bis 38 ein. die sich in Fig. 8 auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie 47 befinden. Infolge der Vergrößerung der Zellen 36 bis 38 läuft der Radstern 16 im Uhrzeigersinn um. so daß die Zellen 39 bis 41 auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie 47 verkleinert werden. Aus den sich verkleinernden Zellen 39 bis 41 austretendes Druckmittel gelangt über die Kanäle 86 auf der in F i g. 8 rechten Seite der Exzentrizitätslinie 47 in die Bohrung 22. die. wie aus den F i g. 5 bis 7 "hervorgeht. mit den Auslaßkanälen 85 des Kommutator-Ventilelcmentes 24 in Verbindung steht. Die geschilderten Strömungsverhältnisse gelten nur für einen Augenblickszustand, da sich die Exzentrizitätslinie 47 um die Achse 20 des Zahnringes 6 dreht. Solange jedoch Druckmittel über den Druckmitteleinlaß 74 zugeleitet wird, wird es stets auf der gleichen Seite der Exzentrizitätslinie 47 liegenden Zellen zugeführt, während Druckmittel aus den Zellen auf der anderen Seite der Exzentrizitälslinic abströmt. Das Kommulator-Ventilelement 24 kann gegenüber dem Radstern 16 geringfügig %'crdreht werden, so daß die Druckmittelzu- und -abfuhr mit Bezug auf die Exzentrizitätslinie umgekehrt werden und der Radstern in der entgegengesetzten Richtung umläuft.

Während der Umlaufbewegung des Radsternes 16 um die Achse 20 des Zahnringes dreht sich der Radstern in entgegengesetzter Richtung mit niedrigerer Drehzahl um die eigene Achse 18. Das Verhältnis zwischen der Umlauf- und der Drehgeschwindigkeit hängt von dem Verhältnis der Zähnczahlen von Zahnring und Radstern ab. Ist dieses Verhältnis, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, gleich 7 :6, beträgt die Drehgeschwindigkeit des Radsternes ein Sechstel der Umlaufgeschwindigkeit. Weil der Radstern 16 und das Kommutator-Ventilelement 24 über die Welle 50 miteinander %erbunden sind, dreht sich das Kommutator-Ventilelement 24 mit der gleichen Drehzahl und in derselben Richtung wje der Radstern 16. Dabei sorgt das Kommutator-Ventilelement 24 jedoch für eine Druekmittclzu- und -abfuhr mit der Umlauf frequenz des Radsternes.

Bei einer Drehung des Kommutator-Ventilelementes 24 wird jeder der Einlaß- und Auslaßkanäle 84, 85_ nacheinander mit den Kanälen 86 in den Gehäuscteilen 2, 4 in Radialrichtung zur Deckung gebracht. Einer einzelnen Zelle 36 bis 41 wird zunächst über einen Kanal 86 Druckmittel zugeführt, so daß sich die Zelle vergrößert. Wenn sich die Zelle anschließend verkleinert, wird Druckmittel aus der Zelle über denselben Kanal 86 herausgedrückt, über den das Druckmittel der Zelle zugeleitet wurde.

Das Steuerventilelement 28 weist mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Radialkanäle 88 auf. die von der Ringnut 79. über die die Radialkanäle mit dem Druckmittelauslaß 75 ständig in Verbindung stehen, zu der Bohrung 26 des Kommutator-Ventilelcmentes 24 reichen. Die Anzahl der Radialkanäle 88 ist gleich der Anzahl der Auslaßkanäle 85. Vorzugsweise sind die Radialkanäle 88 mit den Auslaßkanälen 85 axial ausgerichtet. Zwischen den Auslaßkanälen 85 und den Radialkanälen 88 verlaufen Axialkanälc 89. Jeder der Axialkanäle 89 ist mit einem Rückschlagventil 90 in Form einer unter Federvorspannung stehenden Ventilkugel ausgestattet. Die Rückschlagventile 90 lassen DruckmitteJL-von jedem Auslaßkanal 85 zu dem zugeordneten Radialkanal 88 gelangen, sperren jedoch den Druckmittelstrom in entgegengesetzter Richtung. Die Ventilkugel der Rückschlagventile 90 wird mittels einer Feder 91 in die Schließstellung gedrückt. Eine an dem Kommutator-Yentilele'ment 24 befestigte Federführung 92 hält die Feder 91 in der richtigen Lage.

Das Steuerventilelement 28 weist zwei Gruppen von Nuten 94 und Radialkanälen 95 auf. die einander in Umfangsrichtung abwechseln und deren Anzahl gleich der Anzahl der Kanäle 86 ist. bei der veranschaulichten 'Ausführungsform also sieben beträgt. Die an der Außenfläche des Steuerventilelementes 28 ausgebildeten Nuten 94 verlaufen in Axialrichtung und kommen mit den Auslaßkanälen 85 des Kommutator-Vcnlilelementes 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 Stcuerventilelementes 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 Stcuerventilelementes 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 86/1, 86B 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 86/1, 86 B und 86 C in Verbindung stelen. Dagegen sind die auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Nuten 94 des Steuerventilelementes mit den Kanälen 86/1, 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 86/1, 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 Steuerventilelcmentes 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,

ίο da sie mit keinem der Kanäle 86/4, 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 Λ, 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 86/1, 86 B und 86 C in Verbindung stehenden Zellen vollständig

»o 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

as 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 Dnickmittelauslaß 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 Fig. 5 und 6 gelangt Druckmittel über die auf der linken Seite der ExzentrizitätsHnie 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 ExzentrizitätsHnie 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 F i g. 7 gezeigte Stellung des Steuerventilelementes 28 stehen bestimmte Nuten 94 und Radialkanäle 95 auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie ständig mit einem der Kanäle 86/1, 86 ß 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 Fig. 7 veranschaulichten Stellung des Steuerventilelementes nicht ausreichen, um die mit den Kanälen 86 A, 86 B und 86 C verbundenen Zellen ganz in die Nuten 94 und die Radialkanäle 95 zu entleeren, kann, wie bereits in Verbindung mit den F i g. 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 Druck- ao mittel 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 as die Kanäle S6A und 86 δ 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 energievefbrauchenden 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

wird. „ ...

Claims (8)

Patentansprüche: -

1. Drehkolbenmaschine mit einem innen gezahnten Zahnring, einem exzentrisch innerhalb des Zaiinringcs 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, init 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 Ventilelemehtes (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 BTe Kanäle (86) des ersten Ventilelementes (2) an den ersten Druckmittelauslaß (75) anschließbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen