DE1576918C3

DE1576918C3 - Control device for a rotary piston machine operating as a pressure medium motor

Info

Publication number: DE1576918C3
Application number: DE19671576918
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-07-29
Filing date: 1967-07-12
Publication date: 1977-03-17

Description

Das Hauptpatent betrifft eine als Druckmittelmotor arbeitende Umlaufkolbenmaschine mit einem Gehäuse und einem in diesem drehbaren, auf einer Welle angeordneten Exzenter, wobei im Gehäuse mindestens eine gegen den Exzenter hin offene zylindrische Arbeitskammer vorgesehen ist, in der ein Dichtring mit kugeliger Außenfläche lose angeordnet ist, der dichtend einerseits mit der zylindrischen Innenfläche der Arbeitskammer und andererseits mit der Oberfläche des Exzenters zusammenwirkt, die Arbeitskammer an ihrem äußeren Ende ein Einlaßventil für das Arbeitsmittel aufweist, das im wesentlichen in Abhängigkeit von den auf es einwirkenden, innerhalb und außerhalb der Arbeitskammer herrschenden Drucken des Arbeitsmediums betätigt wird, und im Exzenter mindestens ein Steuerschlitz vorgesehen ist, der im Zusammenwirken mit dem Dichtring als Auslaßventil für das Arbeitsmedium dient.The main patent relates to a rotary piston machine operating as a pressure medium motor with a housing and an eccentric rotatable in the latter and arranged on a shaft, wherein in the housing at least a cylindrical working chamber which is open towards the eccentric and in which a sealing ring is provided is provided spherical outer surface is loosely arranged, the sealing one hand with the cylindrical inner surface of the Working chamber and, on the other hand, cooperates with the surface of the eccentric, the working chamber on her outer end has an inlet valve for the working medium, which is essentially a function of the pressure of the working medium acting on it inside and outside the working chamber is actuated, and at least one control slot is provided in the eccentric, which interacts serves with the sealing ring as an outlet valve for the working medium.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine derartige Umlaufkolbenmaschine eine Steuereinrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, diese Maschine mit einfachen Mitteln mit einer Dampfmaschinencharakteristik betreiben zu können.The invention is based on the object of providing a control device for such a rotary piston machine to create that makes it possible to use this machine with simple means with a steam engine characteristic to be able to operate.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Einlaßventil durch den außerhalb der Arbeitskammer herrschenden Druck des Arbeitsmediums im Schließsinn und durch den innerhalb der Arbeitskammer herrschenden Druck des Arbeitsmediums im Öffnungssinn beaufschlagt ist und daß der Steuerschlitz so angeordnet ist, daß er außer Verbin dung mit der Arbeitskammer kommt, bevor der Exzenter seinen oberen Totpunkt in bezug auf dieTo solve this problem, the invention proposes that the inlet valve through the outside the working chamber prevailing pressure of the working medium in the closing direction and by the inside the working chamber pressure of the working medium is applied in the opening direction and that the Control slot is arranged so that it comes out of connec tion with the working chamber before the Eccentric its top dead center with respect to the

Arbeitskammer erreicht hat.Chamber of Commerce has reached.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird das in der Arbeitskammer befindliche Arbeitsmittel bis zum Erreichen des oberen Totpunktes des Exzenters unter einen Druck gesetzt, der ausreicht, um das Einlaßventil 5 gegen den außerhalb der Arbeitskammer herrschenden Druck zu öffnen. Wenn das Ventil geöffnet ist, tritt zunächst ein Druckausgleich zwischen dem Druck in der Arbeitskammer und dem Druck außerhalb der Arbeitskammer ein. Sobald der Exzenter seinen oberen Totpunkt durchlaufen hat und das Volumen der Arbeitskammer sich vergrößert, tritt eine Strömung in die Arbeitskammer ein, die zur Folge hat, daß sich der Druck in- der Arbeitskammer verringert. Die Strömungsgeschwindigkeit ist dabei abhängig von dem Ventilhub und von der Momentangeschwindigkeit des Exzenters, und diese wiederum von der Drehzahl und der Größe der Exzentrizität. Je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist, desto mehr verringert sich der Druck in der Arbeitskammer und desto eher schließt das Einlaßventil, wobei der Moment des Schließens für eine bestimmte Drehzahl durch entsprechende Wahl des Unterschiedes der wirksamen, einerseits vom Druck außerhalb der Arbeitskammer und andererseits vom Druck in der Arbeitskammer beaufschlagten Flächen des Einlaßventils und/oder durch entsprechende Federbelastung des Einlaßventils oder durch die Größe des Ventilhubes bestimmt werden kann. Durch die vorstehend beschriebene Wirkungsweise erhält der Umlaufkolbenmotor eine Hauptschluß- oder Dampfmaschinencharakteristik, d. h., er gibt sein größtes Drehmoment bei geringer Drehzahl und sein geringstes Drehmoment bei hoher Drehzahl ab. In Verbindung mit einer volumetrisch fördernden Pumpe kann der erfindungsgemäße Umlaufkolbenmotor ein Getriebe bilden, dessen Ausgangsdrehmoment und Ausgangsdrehzahl sich selbsttätig den jeweiligen Erfordernissen anpaßt. Wird ein derartiges Getriebe zur Kraftübertragung in Kraftfahrzeugen eingesetzt, so tritt bei Verwendung eines Umlaufkolbenmotors, bei dem der Moment des Ventilschlusses durch einen bestimmten Flächenunterschied des Einlaßventils bestimmt ist, eine weitere vorteilhafte Wirkung in Erscheinung, die darauf beruht, daß die Kraft zum Offenhalten des Einlaßventils auch dem Druck des zugeführten Arbeitsmediums proportional ist. Je geringer dieser Druck ist, desto geringer wird die Strömungsgeschwindigkeit, bei der das Einlaßventil schließt, was zur Folge hat, daß bei gleichbleibender Drehzahl das Einlaßventil um so eher schließt, je geringer der Druck des zugeführten Arbeitsmediums ist. Je eher das Einlaßventil schließt, desto geringer ist der Verbrauch an Arbeitsmittel, was bedeutet, daß bei einem Kraftfahrzeugantrieb nach dem Beschleunigen auf Reisegeschwindigkeit die Drehzahl der Fahrzeugmaschine verringert wird. Bei gleichbleibender Fahrleistung muß somit das Drehmoment erhöht werden, was einem Overdrive-Betrieb entspricht, der sich durch einen Betrieb der Fahrzeugmaschine mit niedriger Drehzahl und höherer Belastung, d. h. in einem Gebiet günstigeren spezifischen Verbrauchs, auszeichnet.By the proposal according to the invention, the working fluid located in the working chamber is up to Reaching the top dead center of the eccentric is placed under a pressure which is sufficient to the inlet valve 5 to open against the pressure prevailing outside the working chamber. When the valve is open, occurs First, a pressure equalization between the pressure in the working chamber and the pressure outside the working chamber one. As soon as the eccentric has passed its top dead center and the volume of the Working chamber increases, a flow occurs in the working chamber, which has the consequence that the Pressure in the working chamber reduced. The flow rate is dependent on the valve lift and on the instantaneous speed of the eccentric, and this in turn on the speed and the size of the eccentricity. The greater the flow velocity, the more it decreases Pressure in the working chamber and the sooner the inlet valve closes, with the moment of closing for one certain speed by appropriate choice of the difference between the effective, on the one hand, and pressure outside the working chamber and on the other hand, areas acted upon by the pressure in the working chamber of the inlet valve and / or by corresponding spring loading of the inlet valve or by the size of the Valve lift can be determined. As a result of the mode of operation described above, the rotary piston engine a main circuit or steam engine characteristic, d. i.e., it gives its greatest torque at low speed and its lowest torque at high speed. In conjunction with a volumetrically conveying pump, the rotary piston motor according to the invention can form a gear, its Output torque and output speed automatically adapt to the respective requirements. Will Such a transmission used for power transmission in motor vehicles, it occurs when used of a rotary piston engine, in which the moment of valve closure is determined by a certain area difference of the inlet valve is determined, a further beneficial effect in appearance, which is based on that the force to keep the inlet valve open is also proportional to the pressure of the working medium supplied is. The lower this pressure, the lower the flow velocity at which the inlet valve is closes, which has the consequence that at constant speed the inlet valve closes the sooner, ever the pressure of the working medium supplied is lower. The sooner the inlet valve closes, the lower the Consumption of work equipment, which means that in a motor vehicle drive after acceleration the speed of the vehicle engine is reduced to cruising speed. With the same driving performance the torque must therefore be increased, which corresponds to an overdrive operation, which is through an operation of the vehicle engine at a low speed and a higher load, d. H. in one area lower specific consumption.

Durch die DT-AS 10 42 607 ist eine Hubkolbenkraftmaschine bekanntgeworden, die getrennte Einlaß- und Auslaßventile aufweist, deren Ventile durch das Betriebsmittel selbst betätigt werden. Das Einlaßventil ist im Schließsinn federbelastet und das Auslaßventil ist im Öffnungssinn federbelastet. Beide Ventile sind mit Steuerkolben verbunden. Der Raum oberhalb des Steuerkolbens des Einlaßventils steht über eine Leitung mit dem Zylinderraum unterhalb des oberen Totpunktes des Arbeitskolbens in Verbindung und der Raum unterhalb des Steuerkolbens des Einlaßventils steht über eine zweite Leitung mit dem Zylinderraum nahe des oberen Totpunktes des Kolbens in Verbindung. Der Raum unterhalt) des Steuerkolbens des Auslaßventils ist durch eine Leitung einerseits mit dem Zylinderraum etwa in dessen oberem Drittel verbunden und er steht außerdem durch eine Leitung mit einstellbarem Drosselventil mit dem Einlaßventilraum in Verbindung. Das Öffnen des Einlaßventils erfolgt durch die Restkompression im Arbeitsraum bei geschlossenem Auslaßventil. Beim Abwärtshub des Kolbens und spätestens in dem Moment, in dem die in den Raum oberhalb des Steuerkolbens des Einlaßventils mündende Leitung von dem Arbeitskolben freigegeben ist, wird das Einlaßventil durh die Feder geschlossen. Eine Ausnützung des vollen Hubs des Arbeitskolbens ist bei dieser bekannten Ausführung nicht möglich. Außerdem ist diese Steuerung außerordentlich aufwendig aufgrund der Vielzahl von Leitungen, Drosselventilen, Steuerkolben und der damit verbundenen Abdichtungsprobleme. Die Steuerung des Auslaßventils ist ebenfalls problematisch, da dieses Ventil über einen relativ großen Bereich des Aufwärtshubs des Arbeitskolbens geschlossen ist, andererseits über einen relativ großen Bereich des Abwärtshubs des Arbeitskolbens jedoch geöffnet ist. Der Wirkungsgrad einer derartigen Maschine muß als sehr niedrig angesehen werden. Demgegenüber weist der erfindungsgemäße Vorschlag nur ein einziges Ventil, nämlich ein Einlaßventil auf, während der Auslaß durch den Schlitz im Exzenter gesteuert wird. Es sind keinerlei äußere Leitungen, Steuerkolben, Drosselventile und dergl. erforderlich.Through the DT-AS 10 42 607 a reciprocating piston engine has become known, the separate inlet and Has exhaust valves, the valves of which are actuated by the operating medium itself. The inlet valve is spring-loaded in the closing direction and the outlet valve is spring-loaded in the opening direction. Both valves are with Control piston connected. The space above the control piston of the inlet valve is connected to a line with the cylinder space below the top dead center of the working piston in connection and the space below the control piston of the inlet valve is close to the cylinder chamber via a second line the top dead center of the piston in connection. The space upkeep) of the control piston of the exhaust valve is Connected by a line on the one hand with the cylinder chamber approximately in its upper third and it is standing also connected to the inlet valve chamber by a line with an adjustable throttle valve. The inlet valve is opened by the residual compression in the working chamber when it is closed Outlet valve. During the downward stroke of the piston and at the latest at the moment in which it enters the room Above the control piston of the inlet valve opening line from the working piston is released the inlet valve is closed by the spring. The full stroke of the working piston can be used this known version is not possible. In addition, this control is extremely complex due to the multitude of lines, throttle valves, control pistons and the associated sealing problems. Control of the exhaust valve is also problematic because this valve covers a relatively large area of the upstroke of the working piston is closed, on the other hand over a relatively large area of the However, the downstroke of the working piston is open. The efficiency of such a machine must be as be considered very low. In contrast, the proposal according to the invention has only a single one Valve, namely an inlet valve, while the outlet is controlled through the slot in the eccentric. There are no external lines, control pistons, throttle valves and the like required.

Das Einlaßventil ist vorzugsweise als Plattenventil ausgebildet, das von dem außerhalb der Arbeitskammer herrschenden Druck im Schließsinn und von dem in der Arbeitskammer herrschenden Druck des Arbeitsmediums im Öffnungssinn beaufschlagt ist, wobei entweder eine im Sinne des Offenhaltens des Einlaßventils wirkende Feder vorgesehen ist oder die im Schließsinn beaufschlagte wirksame Fläche kleiner ist als die im Öffnungssinn beaufschlagte wirksame Fläche. Der wirksame Flächenunterschied bestimmt entsprechend den vorhergehenden Ausführungen den Moment des Schließens des Einlaßventils bei einer bestimmten Drehzahl und die Arbeitsfläche des Umlaufkolbenmotors. The inlet valve is preferably designed as a plate valve that is separated from the outside of the working chamber prevailing pressure in the closing direction and the pressure of the working medium prevailing in the working chamber is acted upon in the opening direction, either one in the sense of keeping the inlet valve open acting spring is provided or the effective area acted upon in the closing direction is smaller than that in the Opening sense acted upon effective area. The effective area difference determines accordingly the preceding statements the moment of closing the inlet valve at a certain Speed and the working surface of the rotary piston engine.

Das Plattenventil besteht vorzugsweise aus einem eine öffnung in der Wandung der Arbeitskammer im Schließfall von außen abdeckenden Ventilteller und einer im Inneren der Arbeitskammer angeordneten, mittels eines die öffnung durchdringenden Verbindungsgliedes mit dem Ventilteller verbundenen Platte. Beim Aufwärtshub des Exzenters wird das nach dem Absteuern noch in der Arbeitskammer befindliche Arbeitsmittel unter Druck gesetzt und hebt die Platte an, wenn dieser Druck, gegebenenfalls zusammen mit einer im gleichen Sinn wirkenden Federkraft, den außerhalb der Arbeitskammer herrschenden Druck des Arbeitsmediums übersteigt, wodurch der Ventilteller von seinem Sitz abgehoben wird. Um zu gewährleisten, daß sich hinter der Platte kein Druck aufbauen kann, können in der Fläche der Arbeitsraumwand, auf der die Platte in der Offenstellung des Ventils aufliegt, Druckentlastungsfelder vorgesehen sein, die mit einem Niederdruckraum in Verbindung stehen.The plate valve preferably consists of an opening in the wall of the working chamber Closing case from the outside covering valve plate and one arranged inside the working chamber, a plate connected to the valve disk by means of a connecting member penetrating the opening. During the upward stroke of the eccentric, that which is still in the working chamber after it has been turned off becomes Work equipment is pressurized and lifts the plate when this pressure, possibly together with a spring force acting in the same sense, the pressure of the outside of the working chamber Working medium exceeds, whereby the valve disc is lifted from its seat. To ensure, that no pressure can build up behind the plate, can in the area of the workspace wall on which the Plate rests in the open position of the valve, pressure relief fields can be provided with a Low pressure space are in communication.

Um das Anfahren des Umlaufkolbenmotors zuTo start up the rotary piston engine

erleichtern, ist es zweckmäßig, eine Feder vorzusehen, die das Einlaßventil im Öffnungssinn beaufschlagt. Dadurch ist das Einlaßventil offen, solange kein unter Druck stehendes Arbeitsmedium zugeführt wird. Sobald die Pumpe fördert, kann das Arbeitsmittel in die Arbeitskammer gelangen. Da es denkbar ist, daß der Exzenter in diesem Moment so steht, daß der Auslaßsteuerschlitz mit der Arbeitskammer in Verbindung steht, würde der Druck des Arbeitsmediums nicht zur Arbeitsleistung herangezogen werden können. Daher ist es zweckmäßig, mehrere Arbeitskammern sternförmig um den Exzenter herum im Gehäuse anzuordnen und in der gemeinsamen Rücklaufleitung eine einstellbare Drossel vorzusehen, die zum Anfahren verengt wird, so daß sich in den Arbeitskammern ein Druck aufbauen kann, der die Einlaßventile offen hält. Durch schnelles Öffnen der Drossel sinkt der Druck in denjenigen Arbeitskammern, mit denen der Auslaßschlitz in Verbindung steht, und die Einlaßventile dieser Arbeitskammern werden geschlossen, während in den anderen Arbeitskammern der Druck auf den Exzenter wirken und diesen in Drehung versetzen kann.facilitate, it is useful to provide a spring that acts on the inlet valve in the opening direction. As a result, the inlet valve is open as long as no pressurized working medium is supplied. As soon as the pump conveys, the working fluid can get into the working chamber. Since it is conceivable that the At this moment the eccentric is in such a way that the outlet control slot is in communication with the working chamber stands, the pressure of the working medium would not be able to be used for the work performance. It is therefore useful to have several working chambers in a star shape around the eccentric in the housing to be arranged and to provide an adjustable throttle in the common return line for starting is narrowed so that a pressure can build up in the working chambers which keeps the inlet valves open. By quickly opening the throttle, the pressure in those working chambers with which the outlet slot drops is in communication, and the inlet valves of these working chambers are closed while in the other working chambers, the pressure can act on the eccentric and cause it to rotate.

Wie vorstehend ausgeführt wurde, ist bei konstantem Druck des zugeführten Arbeitsmittels der Moment des Schließens des Einlaßventils von dem wirksamen Flächenunterschied und von der Drehzahl abhängig. Um bei einem Umlaufkolbenmotor mit mehreren Arbeitskammern zu verhindern, daß die Einlaßventile aller Arbeitskammern bei der gleichen Drehzahl geschlossen werden, ist es zweckmäßig, die Einlaßventi-Ie der einzelnen Arbeitskammern wenigstens zum Teil mit unterschiedlichen wirksamen Flächenverhältnissen auszuführen, so daß die einzelnen Arbeitskammern bei verschiedenen Drehzahlen abgeschaltet werden. Werden die Einlaßventile durch Federn offengehalten, bis der Druck des zugeführten Arbeitsmittels die Einlaßventile schließt, so soll die Federkraft für verschiedene Einlaßventile verschieden sein. Schließlich besteht die Möglichkeit, die Größe des Ventilhubes für verschiedene Einlaßventile verschieden auszuführen.As stated above, at constant pressure of the working fluid supplied, the moment is the Closing of the inlet valve depends on the effective area difference and the speed. In order to prevent the intake valves from opening in a rotary piston engine with several working chambers all working chambers are closed at the same speed, it is advisable to open the inlet valves of the individual working chambers, at least in part, with different effective area ratios execute, so that the individual working chambers are switched off at different speeds. Will the inlet valves are kept open by springs until the pressure of the working medium reaches the inlet valves closes, the spring force should be different for different inlet valves. After all, the Possibility of designing the size of the valve lift differently for different intake valves.

Die Öffnungszeiten der Einlaßventile sind, wie erwähnt, unter anderem von der Drehzahl abhängig und um so kürzer, je höher die Drehzahl ist. Um bei hohen Drehzahlen, wie sie z. B. beim Bergabfahren auftreten, ein Blockieren der Pumpe und der Antriebsmaschine zu verhindern, ist es zweckmäßig, bei mindestens einer Arbeitskammer das wirksame Flächenverhältnis des Einlaßventils so zu wählen, daß es erst schließt, wenn der Auslaßsteuerschlitz mit dieser Arbeitskammer in Verbindung kommt. Dadurch ist stets ein Verbrauch an Arbeitsmedium gewährleistet.The opening times of the inlet valves are, as mentioned, dependent on the speed and among other things the shorter the higher the speed. To at high speeds, as z. B. occur when driving downhill, To prevent the pump and the prime mover from blocking, it is advisable to use at least one Working chamber to choose the effective area ratio of the inlet valve so that it only closes when the outlet control slot comes into communication with this working chamber. This means that there is always consumption Working medium guaranteed.

Die Aufsteuerkante des Steuerschlitzes im Exzenter kann schräg zur Drehachse des Exzenters angeordnet und der Exzenter kann axial verschiebbar sein. Dadurch läßt sich die Kennlinie des Umlaufkolbenmotors verändern.The control edge of the control slot in the eccentric can be arranged at an angle to the axis of rotation of the eccentric and the eccentric can be axially displaceable. This allows the characteristic curve of the rotary piston engine change.

Um einen Rückwärtslauf des Umlaufkolbenmotors zu ermöglichen, können im Exzenter zwei Steuerschlitze in axialem Abstand voneinander und spiegelbildlich zueinander in bezug auf die durch Exzenter-Mittelpunkt und Wellendrehachse gelegte Ebene angeordnet und der Exzenter axial verschiebbar ausgebildet werden, so daß alternativ der eine oder der andere Steuerschlitz mit der bzw. den Arbeitskammern(n) zusammenwirkt, wodurch Rechts- oder Linkslauf des Motors erreicht wird.In order to enable the rotary piston engine to run backwards, two control slots can be found in the eccentric axial distance from each other and mirror images of each other with respect to the center of the eccentric and the axis of rotation laid plane and the eccentric are designed to be axially displaceable, so that alternatively one or the other control slot interacts with the working chamber (s), whereby clockwise or counterclockwise rotation of the motor is achieved.

Der erfindungsgemäße Umlaufkolbenmotor wird vorzugsweise mittels eines flüssigen Arbeitsmediums betrieben, jedoch ist grundsätzlich auch die Verwendung eines gas- oder dampfförmigen Arbeitsmittels möglich.The rotary piston engine according to the invention is preferably operated by means of a liquid working medium operated, but in principle the use of a gaseous or vaporous working medium is also possible possible.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beispielshalber erläutert. Es zeigt:The invention is explained below by way of example with reference to the drawings. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt gemäß Linie 1-1 in Fig.2, durch einen Umlaufkolbenmotor mit fünf Arbeitskammern, wobei der Schließzeitpunkt der Einlaßventile durch entsprechende Wahl der wirksamen Flächenunterschiede der Ventile bestimmt ist,Fig. 1 is a longitudinal section along line 1-1 in Fig.2, by a rotary piston engine with five working chambers, the closing time of the inlet valves is determined by appropriate selection of the effective area differences of the valves,

Fig.2 einen Querschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Umlaufkolbenmotor, undFIG. 2 shows a cross section through the rotary piston engine shown in FIG. 1, and FIG

F i g. 3 einen Teilquerschnitt ähnlich F i g. 2 durch einen Umlaufkolbenmotor, bei dem die Einlaßventile durch eine Feder im Öffnungssinn beaufschlagt sind.F i g. 3 shows a partial cross section similar to FIG. 2 by a rotary piston engine in which the intake valves are acted upon by a spring in the opening direction.

Es sei zunächst auf F i g. 1 und 2 Bezug genommen, in denen ein Umlaufkolbenmotor gezeigt ist, dessen Gehäuse mit 1 bezeichnet ist. Das Gehäuse 1 weist einen Innenraum 2 auf, in welchem ein auf einer Welle 4 angeordneter kugelförmiger Exzenter 5 umläuft. Die Welle 4 ist in Lagern 6 im Gehäuse 1 gelagert. Im Gehäuse 1 sind fünf gegen den Exzenter 5 hin offene zylindrische Arbeitskammern 7 vorgesehen, die sich in im wesentlichen radialer Richtung erstrecken. In jede Arbeitskammer 7 ist eine zylindrische Laufbüchse 8 mit radialem Spiel eingesetzt, die auf einem ringförmigen Vorsprung 9 des Gehäuses 1 aufliegt. Den äußeren Abschluß jeder Arbeitskammer 7 bildet ein Zylinderkopf 10, der auf der Laufbuchse 8 aufliegt und durch einen Dichtungsring 11 gegenüber der Innenwand der Arbeitskammer 7 abgedichtet ist. Der Zylinderkopf 10 wird durch zylindrische Bolzen 12, die in zylindrische Aussparungen 13 des Gehäuses 1 eingesetzt sind, in seiner Lage gehalten. Außerhalb des Zylinderkopfes 10 ist im Gehäuse 1 ein Ringraum 14 vorgesehen, der nach außen durch einen Ring 15 abgeschlossen ist. Der Ringraum 14 dient als Einlaßkanal, dessen Einlaßanschluß 16 (Fig.2) mit der Förderseite einer nicht gezeigten Pumpe ständig in Verbindung steht.Let us first refer to FIG. 1 and 2, in which a rotary piston engine is shown, its Housing is denoted by 1. The housing 1 has an interior 2 in which a shaft 4 arranged spherical eccentric 5 rotates. The shaft 4 is supported in bearings 6 in the housing 1. in the Housing 1 five towards the eccentric 5 open towards cylindrical working chambers 7 are provided, which are in extend substantially in the radial direction. In each working chamber 7 is a cylindrical liner 8 with radial play is used, which rests on an annular projection 9 of the housing 1. The outer one Each working chamber 7 is closed by a cylinder head 10 which rests on the cylinder liner 8 and passes through a sealing ring 11 is sealed against the inner wall of the working chamber 7. The cylinder head 10 is by cylindrical bolts 12, which are inserted into cylindrical recesses 13 of the housing 1, in held its position. Outside the cylinder head 10, an annular space 14 is provided in the housing 1, which after is closed on the outside by a ring 15. The annular space 14 serves as an inlet channel, its inlet connection 16 (Fig.2) is constantly connected to the delivery side of a pump, not shown.

In jeder Arbeitskammer 7 ist ein Dichtring 17 lose angeordnet, der eine kugelige Außenfläche 18 aufweist, mit welcher er dichtend mit der zylindrischen Innenfläche 8' der Laufbuchse 8 zusammenwirkt. Mit seiner ringförmigen Stirnfläche 19 sitzt der Dichtring 17 auf der Oberfläche 5' des Kugelexzenters 5. Der Ring 17 wird durch eine Feder 20 ständig dichtend an den Kugelexzenter 5 angedrückt. Im Zylinderkopf 10 ist eine zentrale öffnung 21 vorgesehen, die ein allgemein mit 22 bezeichnetes Einlaßventil aufnimmt. Dieses Einlaßventil 22 ist im Ausführungsbeispiel als Plattenventil ausgebildet, das aus einem die öffnung 21 abdeckenden Ventilteller 23 und einer im Inneren der Arbeitskammer 7 angeordneten Platte 24 besteht. Die Platte 24 ist durch ein die öffnung 21 durchdringendes rohrförmiges Verbindungsglied 25 mit dem Ventilteller 23 verbunden. Das Verbindungsglied 25 ist länger als die Dicke des Zylinderkopfes 10 und weist eine oder mehrere öffnungen 26 auf, die bei geöffnetem Ventil 22 den Ringraum 14 mit dem Inneren der Arbeitskammer 7 in Verbindung bringen. Der Ventilteller 23 ist mit dem Verbindungsglied 25 bzw. mit der Platte 24 kraft- oder formschlüssig verbunden. Im Ausführungsbeispiel besteht eine kraftschlüssige Verbindung mit Hilfe einer Feder 27. Der Ventilteller 23 wird durch den Druck des Arbeitsmittels im Ringraum 14 im Schließsinn beaufschlagt, während der Druck in der Arbeitskammer 7 im Öffnungssinn auf die Platte 24 und durch den Hohlraum des Verbindungsgliedes 25 auf die Unterseite desIn each working chamber 7, a sealing ring 17 is loosely arranged, which has a spherical outer surface 18, with which it cooperates sealingly with the cylindrical inner surface 8 'of the liner 8. With The sealing ring 17 sits on its annular end face 19 on the surface 5 ′ of the spherical eccentric 5. The ring 17 is constantly sealingly pressed against the ball eccentric 5 by a spring 20. In the cylinder head 10 is a central opening 21 is provided which receives an inlet valve generally designated 22. This inlet valve 22 is designed as a plate valve in the exemplary embodiment, which consists of a valve that covers the opening 21 Valve plate 23 and a plate 24 arranged in the interior of the working chamber 7. The plate 24 is through a tubular connecting member 25 penetrating the opening 21 is connected to the valve disk 23. The connecting member 25 is longer than the thickness of the cylinder head 10 and has one or more Openings 26 which, when the valve 22 is open, connect the annular space 14 with the interior of the working chamber 7 in Connect. The valve disk 23 is with the connecting member 25 or with the plate 24 force or positively connected. In the exemplary embodiment, there is a non-positive connection with the aid of a Spring 27. The valve disk 23 is urged in the closing direction by the pressure of the working medium in the annular space 14, while the pressure in the working chamber 7 in the opening direction on the plate 24 and through the cavity of the link 25 on the underside of the

Ventiltellers 23 wirkt.Valve disk 23 acts.

Die Welle 4 weist einen zentralen Kanal 29 auf, der als Abflußkanal dient. Er steht mit zwei Steuerschlitzen 30 und 31 in Verbindung, die in der Oberfläche 5' des Kugelexzenters 5 angebracht sind. Die beiden Steuerschlitze 30 und 31 sind in axialem Abstand voneinander und in bezug auf die durch den Exzentermittelpunkt und die Wellendrehachse gelegte Ebene spiegelbildlich zueinander angeordnet. Der Exzenter 5 ist axial verschiebbar, derart, daß alternativ der eine oder der andere Steuerschlitz 30 oder 31 mit der Arbeitskammer 7 zusammenwirkt. Wenn der eine Steuerschlitz in Tätigkeit ist, läuft die Welle 4 in der einen Richtung um, und wenn der andere Steuerschlitz in Tätigkeit ist, läuft die Welle 4 in der anderen Richtung um. Durch axiales Verschieben des Exzenters 5 bzw. der Welle 4, die mit dem Exzenter 5 einstückig ist, läßt sich also die Drehrichtung der Welle 4 ändern. Wird die Aufsteuerkante der Steuerschlitze 30, 31 schräg zur Drehachse des Exzenters 5 gelegt, so läßt sich durch Axialverschiebung des Exzenters 5 der Steuerpunkt »Auslaß öffnet« verändern.The shaft 4 has a central channel 29 which serves as a drainage channel. It has two control slots 30 and 31 in connection, which are mounted in the surface 5 'of the ball eccentric 5. The two control slots 30 and 31 are at an axial distance from each other and with respect to the center of the eccentric and the axis of rotation laid plane arranged in mirror image to one another. The eccentric 5 is axial displaceable, such that alternatively one or the other control slot 30 or 31 with the working chamber 7 cooperates. When the one control slot is in operation, the shaft 4 rotates in one direction, and when the other control slot is in operation, the shaft 4 revolves in the other direction. By axial Moving the eccentric 5 or the shaft 4, which is integral with the eccentric 5, can therefore be the Change the direction of rotation of shaft 4. If the control edge of the control slots 30, 31 is oblique to the axis of rotation of the eccentric 5 is placed, the control point "outlet opens" can be achieved by axially shifting the eccentric 5 change.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist das Ausführungsbeispiel fünf Arbeitskammern auf, die mit den Bezugszeichen 7 bis Td bezeichnet sind und von denen jede in der aus F i g. 1 ersichtlichen Art ausgebildet ist. Der Exzenter 5 läuft in Pfeilrichtung um, wobei sich das Volumen der Arbeitskammern 7 bis Td periodisch mit entsprechender Phasenversetzung ändert. In der in F i g. 2 gezeigten Stellung des Exzenters 5 vollführen die Arbeitskammern 7 und 7a ihren Ausschubtakt, wobei der Steuerschlitz 30 mit diesen beiden Arbeitskammern in Verbindung steht. Die Ventilteller 23 dieser beiden Arbeitskammern 7 und Ta liegen durch den Druck des Arbeitsmediums im Ringraum 14 dichtend auf dem Zylinderkopf 10 auf und schließen die Einlaßöffnung 21 ab.As shown in FIG. 2, the embodiment has five working chambers, which are designated by the reference numerals 7 to Td and each of which is in the form shown in FIG. 1 apparent type is formed. The eccentric 5 revolves in the direction of the arrow, the volume of the working chambers 7 to Td changing periodically with a corresponding phase shift. In the in F i g. The position of the eccentric 5 shown in FIG. 2, the working chambers 7 and 7a complete their extension cycle, the control slot 30 being connected to these two working chambers. The valve disks 23 of these two working chambers 7 and Ta are sealingly on the cylinder head 10 due to the pressure of the working medium in the annular space 14 and close off the inlet opening 21.

Die Arbeitskammer Tb befindet sich noch in ihrem Arbeitstakt, der Ventilteller 23 ist durch die Platte 24 und das Verbindungsglied 25 angehoben und das zugeführte Arbeitsmittel kann in die Arbeitskammer Tb einströmen. Spätestens in dem Moment, in welchem der Steuerschlitz 30 mit der Arbeitskammer Tb in Verbindung kommt, wird der Druck in der Arbeitskammer abgebaut, so daß der Druck des durch den Ringraum 14 zugeführten Arbeitsmittels den Ventilteller 23 gegen den Zylinderkopf 10 drücken und damit die Druckmittelzufuhr zur Arbeitskammer absperren kann. Der Steuerschlitz 30 bzw. 31 ist so in der Oberfläche 5' des Exzenters 5 angeordnet, daß er von der jeweiligen Arbeitskammer abgesteuert wird, bevor der Exzenter in bezug auf diese Arbeitskammer seinen oberen Totpunkt erreicht hat. Dies ist deutlich in bezug auf die Arbeitskammer Td ersichtlich. Bezüglich dieser Arbeitskammer befindet sich der Exzenter 5 im oberen Totpunkt. Der Steuerschlitz 30 ist bereits einige Zeit vorher von dieser Arbeitskammer Td abgesteuert worden. Dies hat zur Folge, daß in der Arbeitskammer Td ein Restvolumen verbleibt, das beim Weiterdrehen des Exzenters 5 in die aus F i g. 2 ersichliche Stellung unter Druck gesetzt wird, der auf die Unterseite der Platte 24 und auf die Unterseite des Ventiltellers 23 wirkt, wodurch der letztere gegen den Druck des im Ringraum 14 befindlichen Arbeitsmittels sowie gegen die Kraft der Feder 27 abgehoben wird, so daß Druckflüssigkeit aus dem Raum 14 durch die öffnung 26 in die Arbeitskammer Td eindringen kann. Wenn das Ventil geöffnet ist, tritt zunächst ein Druckausgleich zwischen der Arbeitskammer 7J und dem Ringraum 14 ein. Sobald der Exzenter 5 seinen oberen Totpunkt in bezug auf die Arbeitskammer Td durchlaufen hat und das Volumen der Arbeitskammer Td sich wieder vergrößert, tritt eine Strömung in die Arbeitskammer ein, die zur Folge hat, daß sich der Druck in der Arbeitskammer Td verringert. Die Strömungsgeschwindigkeit ist dabei abhängig von der Momentangeschwindigkeit des Exzenters 5 und diese wiederum von der Drehzahl und der Größe der Exzentrizität. Je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist, desto mehr verringert sich der Druck in der Arbeitskammer Td und desto eher schließt das Einlaßventil 22, wobei der Moment des Schließens für eine bestimmte Drehzahl durch entsprechende Wahl des Unterschiedes der wirksamen, einerseits vom Druck des zugeführten Arbeitsmittels und andererseits vom Druck in der Arbeitskammer beaufschlagten Flächen des Ventils 22 bestimmt ist. Je größer die im Öffnungssinn wirkende druckbeaufschlagte Fläche ist, desto später schließt das Ventil. Um einen Druckaufbau hinter der Platte 24 zu vermeiden oder zu verringern, ist in der Innenfläche 28 des Zylinderkopfes 10 eine als Druckentlastungsfeld dienende Ringnut 32 vorgesehen, die urch Kanäle 33 und den Spalt 34 zwischen der Zylinderlaufbüchse 8 und der Innenwandung der Arbeitskammer 7 sowie durch eine Aussparung 35 am unteren Ende der Laufbuchse 8 mit dem Innenraum 2 des Gehäuses 1 in Verbindung steht, in welchem Niederdruck herrscht.The working chamber Tb is still in its working cycle, the valve disk 23 is raised by the plate 24 and the connecting member 25 and the working medium supplied can flow into the working chamber Tb. At the latest at the moment in which the control slot 30 comes into contact with the working chamber Tb , the pressure in the working chamber is reduced so that the pressure of the working medium supplied through the annular space 14 press the valve disk 23 against the cylinder head 10 and thus the pressure medium supply Can shut off the working chamber. The control slot 30 or 31 is arranged in the surface 5 'of the eccentric 5 that it is diverted from the respective working chamber before the eccentric has reached its top dead center with respect to this working chamber. This can be clearly seen in relation to the working chamber Td . With regard to this working chamber, the eccentric 5 is in the top dead center. The control slot 30 has already been shut off from this working chamber Td some time beforehand. This has the consequence that a residual volume remains in the working chamber Td , which when the eccentric 5 is rotated further into the position shown in FIG. 2 apparent position is put under pressure, which acts on the underside of the plate 24 and on the underside of the valve disk 23, whereby the latter is lifted against the pressure of the working medium located in the annular space 14 and against the force of the spring 27, so that pressure fluid is removed the space 14 can penetrate through the opening 26 into the working chamber Td. When the valve is open, a pressure equalization occurs between the working chamber 7J and the annular space 14 first. As soon as the eccentric 5 has passed its top dead center with respect to the working chamber Td and the volume of the working chamber Td increases again, a flow enters the working chamber, with the result that the pressure in the working chamber Td is reduced. The flow speed is dependent on the instantaneous speed of the eccentric 5 and this in turn on the speed and the size of the eccentricity. The greater the flow rate, the more the pressure in the working chamber Td decreases and the sooner the inlet valve 22 closes, with the moment of closing for a certain speed by appropriate selection of the difference between the effective, on the one hand the pressure of the working medium supplied and on the other hand Pressure in the working chamber acted upon surfaces of the valve 22 is determined. The larger the area exposed to pressure acting in the direction of opening, the later the valve closes. In order to avoid or reduce a pressure build-up behind the plate 24, an annular groove 32 serving as a pressure relief field is provided in the inner surface 28 of the cylinder head 10, through channels 33 and the gap 34 between the cylinder liner 8 and the inner wall of the working chamber 7 as well as by a Recess 35 at the lower end of the liner 8 is connected to the interior 2 of the housing 1, in which low pressure prevails.

Um das Anfahren des Umlaufkolbenmotors zu erleichtern, ist für jede Arbeitskammer eine Feder 36 vorgesehen, die das Ventil 22 im Öffnungssinn beaufschlagt. Dadurch sind alle Ventile offen, solange kein Arbeitsmittel durch den Ringraum 14 zugeführt wird. Sobald die zugehörige Pumpe fördert, kann das Arbeitsmittel in alle Arbeitskammern 7 bis Td gelangen. Durch Drosseln des Rückflußkanals 29 mit Hilfe einer nicht dargestellten Drosseleinrichtung kann sich in allen Arbeitskammern 7 bis Td ein Druck aufbauen, der die Ventile 22 offen hält. Wird nun die Drossel geöffnet, so sinkt der Druck in denjenigen Arbeitskammern, die durch den Steuerschlitz 30 mit dem Auslaßkanal 29 in Verbindung stehen und die Ventile dieser Arbeitskammern werden geschlossen, während in den anderen Arbeitskammern der Druck auf den Exzenter 5 wirken und diesen in Drehung versetzen kann. Um zu verhindern, daß die Ventile aller Arbeitskammern bei der gleichen Drehzahl geschlossen werden, ist es zweckmäßig, die Ventile der einzelnen Arbeitskammern wenigstens zum Teil mit unterschiedlichen wirksamen Flächenverhältnissen auszuführen, so daß die Ventile der einzelnen Arbeitskammern bei verschiedenen Drehzahlen schließen.In order to facilitate the start-up of the rotary piston engine, a spring 36 is provided for each working chamber, which acts on the valve 22 in the opening direction. As a result, all valves are open as long as no working medium is supplied through the annular space 14. As soon as the associated pump delivers, the working fluid can get into all working chambers 7 to Td. By throttling the return channel 29 with the aid of a throttle device, not shown, a pressure can build up in all working chambers 7 to Td, which pressure keeps the valves 22 open. If the throttle is now opened, the pressure in those working chambers which are in communication with the outlet channel 29 through the control slot 30 and the valves of these working chambers are closed, while in the other working chambers the pressure acts on the eccentric 5 and rotates it can move. In order to prevent the valves of all working chambers from being closed at the same speed, it is expedient to design the valves of the individual working chambers at least partially with different effective area ratios, so that the valves of the individual working chambers close at different speeds.

In F i g. 3 ist eine der Arbeitskammer 7c in F i g. 2 entsprechende Arbeitskammer T bei einer Ausführung dargestellt, bei der das Einlaßventil 22' durch eine Feder 38 offengehalten wird. Die Kraft der Feder 38 bestimmt den Moment, bei dem das Ventil 22' bei einer bestimmten Drehzahl geschlossen wird. Das Schließen des Ventils 22' erfolgt in dem Moment, in dem die durch die Feder 27 und den Druck im Ringraum 14 auf das Ventil 22' wirkende Kraft die Summe der auf das Ventil 22' im Öffnungssinn wirkenden Kräfte, nämlich die Kraft der Feder 38 und die durch den Druck in der Arbeitskammer T erzeugte Kraft, überwiegt. Der Druck in der Arbeitskammer T ist jedoch, wie vorher erwähnt, von der Strömungsgeschwindigkeit, also von der Drehzahl des Exzenters abhängig. Das öffnen desIn Fig. 3 is one of the working chambers 7c in FIG. 2 corresponding working chamber T is shown in an embodiment in which the inlet valve 22 'is kept open by a spring 38. The force of the spring 38 determines the moment at which the valve 22 'is closed at a certain speed. The valve 22 'closes at the moment when the force acting on the valve 22' by the spring 27 and the pressure in the annular space 14 is the sum of the forces acting on the valve 22 'in the opening direction, namely the force of the spring 38 and the force generated by the pressure in the working chamber T predominates. However, as mentioned before, the pressure in the working chamber T is dependent on the flow rate, that is to say on the rotational speed of the eccentric. The opening of the

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.Ventils 22f erfolgt in der gleichen Weise wie im Zusammenhang rnit Fig. 1 und 2 beschrieben dadurch, daß der Steuerschlitz 30 von der Arbeitskammer T vor Erreichen des oberen Totpunktes des Exzenters 5 in bezug auf diese Arbeitskammer abgesteuert wird, so daß die in dex Arbeitskammer 7' befindliche Restflüssigkeit bei weiterer. Drehung des Exzenters 5 in Pfeilrichtuhg, unter Druck gesetzt wird, der zusammen.Valve 22f takes place in the same way as described in connection with FIGS. 1 and 2, in that the control slot 30 is controlled by the working chamber T before the top dead center of the eccentric 5 is reached in relation to this working chamber, so that the working chamber in dex 7 'residual liquid in further. Rotation of the eccentric 5 in Pfeilrichtuhg, is put under pressure, which together

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mit der Kraft der Feder 38 ausreicht, um das Ventil 22' entgegen dem in dem Ringraum 14 herrschenden Drück zu öffnen. Die Feder 38 übernimmt, zugleich¹ die Funktion der Feder 36 in F ig. 1 und 2. Um auch hier das Schließen der Ventile 22' für alle Arbeitskammern: bei der gleichen,Drehzahl zu vermeiden, soll die Kraft der Federn 38 für verschiedene Ventile 22' verschieden sein.with the force of the spring 38 is sufficient to open the valve 22 'against the pressure prevailing in the annular space 14. The spring 38 takes over, at the same time ^1, the function of the spring 36 in F ig. 1 and 2. In order to avoid the closing of the valves 22 'for all working chambers: at the same speed, the force of the springs 38 should be different for different valves 22'.

Hierzu.3 Blatt Zeichnungen-To do this, 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control device for a rotary piston machine operating as a pressure medium motor with a Housing and an eccentric rotatable in this, arranged on a shaft, wherein in the housing at least one cylindrical working chamber open towards the eccentric is provided in which a sealing ring with a spherical outer surface is loosely arranged, the sealing on the one hand with the cylindrical inner surface of the working chamber and on the other hand with the surface of the eccentric cooperates, the working chamber at its outer end an inlet valve for the working medium has, which is essentially dependent on the acting on it within and outside the working chamber prevailing pressures of the working medium is operated, and in Eccentric at least one control slot is provided, which in cooperation with the sealing ring as The outlet valve for the working medium is used according to patent 11 83 515, characterized in that that the inlet valve (22) by the pressure of the working medium outside the working chamber (7) in the closing direction and by the pressure of the working medium prevailing inside the working chamber is acted upon in the opening direction and that the control slot (30; 31) is arranged so that it except Connection with the working chamber comes before the eccentric (5) with respect to its top dead center has reached the Chamber of Labor.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the inlet valve (22) as Plate valve is formed whose effective area acted upon in the closing direction is smaller than its effective area acted upon in the opening direction.

3. Control device according to claim 1, characterized in that the inlet valve (22 ') as Plate valve is designed and that a spring (38) which acts to keep the valve open is provided.

4. Control device according to claim 2, characterized in that the plate valve (22) consists of one an opening (21) in the wall of the working chamber (7) covering from the outside when it is closed Valve plate (23) and one in the interior of the working chamber (7), by means of an opening (21) penetrating connecting member (25) with the valve plate (23) connected plate (24).

5. Control device according to claim 4, characterized in that in a surface (28) of the Working space wall on which the plate (24) rests in the open position of the inlet valve (22), pressure relief fields (32) are provided, which are in communication with a low-pressure chamber (2).

6. Control device according to claim 2, characterized by a spring (36) which the inlet valve (22) is also acted upon in the opening direction.

7. Control device according to claim 3 or 6, characterized in that in one of the Outlet valve adjoining return line (29) an adjustable throttle is arranged.

8. Control device according to claim 2 for a rotary piston machine with several working chambers, characterized in that the inlet valves (22) of the individual working chambers (7, 7a, 7b, 7c, 7d) at least partially different effective

Have area ratios.

9. Control device according to claim 3 for a rotary piston machine with several working chambers, characterized in that the spring force (spring 38) is different for different valves (22 ') is.

10. Control device according to claim 8, characterized in that at least one working chamber the effective area ratio of the inlet valve (22) is chosen so that the valve (22) only closes when the outlet control slot (30 or 31) comes into communication with the working chamber.

11. Control device according to claim 9, characterized characterized in that the spring force acting in the opening direction in at least one working chamber (38) is selected so that the inlet valve (22 ') only closes when the outlet control slot (30 or 31) comes into contact with this working chamber.

12. Control device according to claim 1, characterized in that the control edge of the outlet control slot (30 or 31) runs obliquely to the axis of rotation of the eccentric (5) and the eccentric (5) axially is movable.

13. Control device according to claim 1, characterized in that the eccentric (5) has two control slots (30,31) at an axial distance from each other and with respect to the center of the eccentric and Are arranged in mirror image to each other and the eccentric (5) is axially displaceable, such that alternatively one or the other control slot (30 or 31) with the Working chamber (7) cooperates.