DE2365057A1 - Druckmittelbetaetigte maschine, insbesondere parallel- und innenachsige rotationskolbenkraftmaschine oder -pumpe mit kaemmeingriff - Google Patents

Description

PATENTANWALT ÜIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

BÜRO: 8000 MÜNCHEN 83 · ELtENSTRASSE 32

28, Dez, 1973

72-CHL-5O5

EATON CORPORATION
1OO Erieview Plaza, Cleveland» Ohio 44114, V.St.A.

Druckmittelbetätigte Maschine, insbesondere parallel- und
innenachsige Rotationskolbenkraftmaschine oder -pumpe mit

Kämmeingriff

Die Erfindung betrifft druckmittelbetätigte Rotationsmotoren
oder -pumpen und befaßt sich insbesondere mit einer Steuerschieberanordnung für parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschinen mit Kämmeingriff.

Die erfindungsgemäße Maschine eignet sich insbesondere als Riemenantriebsmotor mit rotierendem Gehäuse, der ein Fließband,
Taktband oder dergleichen antreibt. Die Erfindung wird daher im folgenden an Hand eines solchen Motors näher erläutert. Die beschriebene Steuerschieberanordnung kann jedoch auch, bei jeder
beliebigen anderen druckmittelbetätigten Maschine eingesetzt
werden, bei der ein Verdrängerorgan eine Umlaufbewegung gegenüber einem anderen Verdrängerorgan ausführt, wie dies bei innenachsigen Rotationskolbenmaschinen mit Kämmeingriff der Fall ist.

Innenachsige Rotationskolbenmaschinen mit Kämmeingriff weisen
ein innenverzahntes, ringförmiges Bauteil mit einer Anzahl N von

409828/03A3

FERNSPRECHER: 0811/6012039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

Zähnen auf, innerhalb dessen ein außenverzahntes Bauteil exzentrisch angeordnet ist, das eine geringere Anzahl (N-1 ) von Zähnen aufweist und zusammen mit dem innenverzahnten Bauteil N sich vergrößernde und verkleinernde Verdrängerzellen bildet, wenn das eine Bauteil eine Umlaufbewegung mit Bezug auf eine Achse des anderen Bauteils ausführt. Eine die Achsen der beiden Bauteile enthaltende imaginäre Ebene, die Exzentrizitätsebene, trennt die auf der einen Seite der Ebene liegenden ₅ sich vergrößernden Verdrängerzellen von den auf der anderen Seite der Ebene befindlichen, sich verkleinernden Verdrängerzellen. Die Exzentrizitätsebene rotiert mit der Umlaufgeschwindigkeit des umlaufenden Bauteils der Maschine. Über eine Steuerschieberanordnung werden die auf der einen Seite der Exzentrizitätsebene liegenden Verdrängerzellen mit der Hochdruckseite und die auf der anderen Seite der Exzentrizitätsebene liegenden Verdrängerzellen mit der Niederdruckseite der Maschine verbunden.

Es sind verschiedene Anordnungen bekannt» um für die erforderliche funktionsgerechte Druckmittelbeaufschlagung zu sorgen. Eine bekannte Lösung arbeitet mit einem sogenannten Kommutatorsteuerschieber. Dabei ist ein erstes Schieberelement mit einer Anzahl b< von Druckmittelkanälen vorgesehen, von denen jeder an seinem einen Ende mit einer Verdrängerzelle in Verbindung steht. Das andere Ende der N Durchlässe wird der Reihe nach mit 2(N-1) Durchlässen eines zweiten Schieberelements in Verbindung gebracht. Die 2(N-1 ) Durchlässe des zweiten Schieberelements stehen ihrerseits mit dem Druckmitteleinlaß und dem Druckmittelauslaß in Verbindung.

-"-'· -*■■ ·-■·■■■ 409828/0 34 3 -

N-1 Durchlässe des zweiten Schieberelement.s „ die mit dem Druckmitteleinlaß verbunden sind, wechseln sich mit N-I Durchlässen ab ι die an den Druckmittelauslaß angeschlossen sind. Die relative Drehbewegung der Verdrängerba jtei'ie wird ausgenutzt, om über eine Gelenkwelle das zweite Schieberelement anzutreiben und für die gewünschte Takt- und Folgesteuerung zu sorgen.

Derartige Steuerschieberanordnungen arbeiten zwar zufriedenstellend. Sie erfordern jedoch eine große Anzahl von Einzelteilen, die mit geringen Toleranzen gefertigt werden müssen, um für die richtige Taktfolge zu sorgen, Dies wird besonders kritisch, wenn die Rotationskolbenmaschine mit einer großen Anzahl von Verdrängerzellen ausgestattet ist, um für einen sehr gleichmäßigen Betrieb zu sorgen. Zusätzliche Probleme treten auf, wenn eine innenachsige Rotationskolbenmaschine mit. Kämmeingriff als Riemenantriebsmotor benutzt wird, bei dem das Außengehäuse und nicht die Abtriebswelle rotiert. Ein Spiel in der Antriebsanordnung des Riemenantriebsmotors, das auf Abnutzung zurückzuführen ist, führt leicht zu einer unerwünschten Umlaufbewegung des rotierenden Genäuses. Ein derartiger Riemenantriebsmotor* ist aus der US-PS 3 552 893 bekannt. Er ist mit einer herkömmlichen Steuerschieberanordnung versehen, die ein inneres ventilkolbenförmiges Schieberteil und eine Schieberhülse aufweist und in der obengenannten Weise über eine Gelenkwelle betätigt wird. Zu Taktfehlern kann es dabei durch Torsionsverformungen der Antriebsverbindung zwischen dem ersten und dem. zweiten Bauteil kommen. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, daß ein sehr langes Motorgehäuse erforderlich

40β8?0/υ3£Ί

-A-

ist, um genügend Raum für leistungsfähige radial belastbare Lager zu schaffen, wie sie in den meisten Anwendungsfällen von Riemenantriebsmotoren notwendig sind. Die zusätzliche Länge ist in erster Linie auf die Verwendung von Gelenkwellen zum Antrieb der Schieberteile zurückzuführen.

Dementsprechend liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Riemenantriebsmotor in Form einer innenacbsigen Rotationskolbenkraftmaschine zu schaffen, der mit einer vereinfachten, sicher arbeitenden Steuerschiebe.ranordnung ausgestattet ist. Es soll ein Fördermotor geschaffen werden, der ein rotierendes Außengehäuse aufweist und bei dem die gegenüberliegenden Enden einer feststehenden durchgehenden Welle so ausgebildet sind, daß über sie die Druckmittelzufuhr zum Motor und die Druckmittelabfuhr vom Motor erfolgt. Eines der Verdrängerteile soll dabei stillstehen, während das andere eine Umlauf- und eine Drehbewegung ausführt, um für eine verbesserte Steuerschieberfunktion zu sorgen. Es soll ferner eine neuartige, zwangsweise wirkende Steuerschieberanordnung für eine druckmittelbetätigte Maschine, insbesondere eine parallel- und innenachsige Rotationskolbenkraftmaschine oder -pumpe mit Kämmeingriff geschaffen werden.

Erfindungsgemäß ist ein langgestrecktes Bauteil vorgesehen, das an seinen gegenüberliegenden Enden mit einem Einlaß- und einem Auslaßabschnitt versehen ist. Im mittleren Bereich dieses Bauteils ist ein außenverzahntes Innenzahnrad fest angebracht. Ein innenverzahntes ringförmiges Außenzahnrad umfaßt das außenverzahnte

/^r,.^- ; 409828/a34 3 .. . -,. - ·

Innenzahnrad exzentrisch. Die Zähne der beiden Zahnräder kämmen miteinander und bilden sich vergrößernde und verkleinernde Verdrängerzellen, während die beiden Zahnräder eine relative Umlauf- und Drehbewegung ausführen. Auf Grund der unterschiedlichen Zähne zahl der Zahnräder führt eine Umlaufbewegung des Außenzahnrades um die Achse des Innenzahnrades zu einer Drehung des Außenzahnrades, die ihrerseits über Rollen- oder Zapfenverbindungen auf ein Gehäuse übertragen wird, das das Gehäuse des Riemenantriebsmotors bildet.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung, geht von jeder axialen Stirnfläche des Außenzahnrades eine Anzahl N von diskontinuierlichen oder abgestuften Ausnehmungen aus» die in der Innen fläche des Außenzahnrades an Stellen ausmünden, die im Bereich der Verdrängerzellen liegen. Jeder axialen Stirnfläche des Außenzahnrades liegt eine feststehende Gehäusefläche gegenüber, die eine gleiche Anzahl N von Durchlässen aufweist. Die Durchlässe und Ausnehmungen sind derart ausgerichtet und angeordnet, daß die Umlaufbewegung des Außenzahnrades für eine Druckmittelverbindung zwischen bestimmten Durchlässen benachbart der einen axialen Stirnfläche und sämtlichen sich vergrößernden Verdrängerzellen sowie für eine Druckmittelverbindung zwischen bestimmten Durchlässen benachbart der anderen axialen Stirnfläche und sämtlichen sich verkleinernden Verdrängerzellen sorgt. Auf diese Weise können alle auf der einen Seite einer Exzentrizitätsebene liegenden, sich vergrößernden Verdrängerzellen von der einen axialen Stirnfläche aus mit der Hochdruckseite verbunden werden, während alle

409828/0343

sich verkleinernden Verdrängerzellen auf der anderen Seite der Exzentrizitätsebene über die andere nxiale Stirnfläche mit der Niederdruckseite verbunden werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der; beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Ansicht der einen Stirnseite eines Motors,

Figur 2 einen Schnitt des Motors entlang der Linie 2-2 der Figur 1, und

Figuren 3, 4, 5, 6, 7 und 8 Querschnitte entlang den entsprechenden Linien der Figur 2.

Figur 2 zeigt einen Riemenantriebsmotor 1O zum Antrieb eines nicht veranschaulichten Förderbandes. Der Motor 10 umfaßt eine Gehäuseanordnung A, die eine Verdrängervorrichtung B und eine Steuerschieberanordnung C aufnimmt. Die Gehäuseanordnung A weist hohle zylindrische Gehäuseendteile 14₉ 15 auf, die sich gegen ein Ringgehäuseteil 16 anlegen. Je nach der gewünschten Drehrichtung der Gehäuseanordnung A wird Druckmittel über das Gehäuseendteil 14 oder das Gehäuseendteil 15 zugeführt und über das jeweils andere Gehäuseendteil abgeführt. In den Gehäuseendteilen 14,15 ist eine einteilige durchgehende Welle 12 gelagert, die in ihrem mittleren Abschnitt mit einem außenverzahnten Innenzahnrad 18 einteilig verbunden ist. Es versteht sich, daß es grundsätzlich auch möglich ist, das außenverzahnte Innenzahnrad als

409828/0343

' BAD

gesondertes Bauteil zu fertigen und dann auf der Welle 12 fest anzubringen. Zu der Verdrängervorrichtung B gehört das Innenzahnrad 18, das von einem innenverzahnteh ringförmigen Außenzahnrad 20 exzentrisch umfaßt ist, das seinerseits Innerhalb d^s Ringgehäuseteils 16 sitzt,- Über einen Rollenantrieb 23 wird die kombinierteUmlauf- und Drehbewegung des Außerszahnrades 20 in eine reine Drehbewegung am Gehäuse A umgesetzt. Aufbau und Arbeitsweise des Rollenantriebs sind im einzelnen aus der US-PS 3 389 618 bekannt. Die Steuerschieberanordnung C weist Steuerschieberelemente 24, 25 auf, die innerhalb der Gehäuseendteile 14,15 sitzen und sich dichtend gegen jeweils eine axiale Stirnfläche des AuSenzahnrades 2O anlegen. Schieberdurchlässe 26,27 der Steuersehieberelemente 24,25 kommen bei einer Umlauf bewegung des Au>3enzahn~ rads 2O um das Innenzahnrad 18 der Reihe nach mit diskontinuierlichen oder nicht durchgehenden Ausnehmungen 28_β29 in Verbindung, die auf den gegenüberliegenden axialen Stirnflächen des Außenzahnrades 2O vorgesehen sind. ■

Das zylindrische.Ringgehäuseteil 16 sitzt zwischen den innenliegenden axialen Stirnflächen 3O,31 der Gehäuseendteile 14,15, deren außenliegende axiale Stirnflächen mit 32 und 33 bezeichnet sind. Zwischen die Gehäuseendteile 14_S15 und das Ringgehäuseteil 16 .sind Abstandsscheiben 36 eingesetzt, .die über die Urafangsflächen. der Gehäuseteile vorstehen und als Führungen für ein mehrteiliges, nicht veranschaulichtes Band dienen. Die Abstandsscheiben 36 und die Gehäuseteile 14,15,16 sind mittels eines zweckentsprechenden Klebstoffes, beispielsweise Epoxydharz, miteinander

28/0

verbunden, um für eine kompakte Konstruktion zu sorgen. Es versteht sich, daß die Gehäuseanordnung A auch auf andere Weise zusammengehalten werden kann, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben oder durch gegenseitiges Verschrauben der Gehäuseteile.

Das Einlaßgehäuseendteil 14 weist eine langgestreckte Kammer 38 auf, die von der Stirnfläche 32 ausgeht und mit einer Bohrung 40 größeren Durchmessers in Verbindung steht, die zur innenliegenden Stirnfläche 3O des Gehäuseendteils 14 reicht. In ähnlicher Weise ist das Auslaßgehäuseendteil 15 mit einer langgestreckten Kammer 39 versehen, die von der Stirnfläche 33 ausgeht und mit einer zu der Stirnfläche 31 reichenden Bohrung 41 in Verbindung steht. In den Kammern 38, 39 der Gehäuseendteile 14,15 sind Ausnehmungen zur Aufnahme von Nadellagern 42,43 und Dichtungen 44,45 ausgebildet, mittels deren die durch die Kammern 38,39 hindurch reichende einteilige Welle 12 gelagert und abgedichtet wird. Die Welle 12 ist mit Einlaß- und Auslaßanschlüssen 48,49 versehen, die einander gegenüberliegende Abflachungen 5O zur Aufnahme einer C-förmigen, nicht veranschaulichten Spannvorrichtung aufweisen, um eine Drehung der Welle 12 zu verhindern.

An ihrem äußeren Ende mit Stöpseln verschlossene Bohrungen 53,54 reichen von der Außenfläche der Gehäuseendteile 14,15 zu einer Stelle jenseits der Kammern 38 bzw. 39. Zwei längsgerichtete Schmierkanäle 56,58 und 57,59 verlaufen von den Bohrungen 53 bzw. 54 zur innenliegenden Stirnfläche 3O_f31 der Gehäuseendteile 14 bzw. 15. Sie erlauben es, den Rollenantrieb zwischen dem Außenzahnrad

409828/0343

2Ö und dem Ringgehäuseteil 16 zu schmieren, indem sie leckendes Druckmittel über das Wellenspiel 60,61 von der Hochdruck- zur Niederdruckseite gelangen lassen.

Die N Zähne 21 des Außenzahnrades 2O werden in an sich bekannter Weise von Rollen gebildet. Das Innenzahnrad 18 weist N-1 Außenzähne auf. Die Exzentrizität e entspricht dem Abstand zwischen der Achse 64 des Außenzahnrades und der Achse 65 des Innenzahnrades. Wie aus Figur 4 hervorgeht, bilden die Zähne der Zahnräder 18,2O N Verdrängerzellen 22, wobei alle sich vergrößernden Verdrängerzellen auf der einen Seite der die Achsen 64_r65 enthaltenden rotierenden Exzentrizitätsebene Y-Y und alle sich verkleinernden Verdrängerzellen auf der anderen Seite dieser Ebene liegen. Bei der in den Figuren 4, 5 und 6 veranschaulichten Ausführungsform ist N gleich 14-

Wird das Innenzahnrad 18 gegen Drehung festgehalten, führt: das Außenzahnrad 2O eine hypozykloidförmige Umlaufbewegung um das Innenzahnrad 18 aus, wobei die Achse 64 um die Achse 65 einen Kreis beschreibt, dessen Radius gleich der Exzentrizität e ist. Bei dieser Bewegung des Außenzahnrads 2O wird jede der N Verdrängerzellen 22 vergrößert und verkleinert während sich das Außenzahnrad 2O um eine einer Zahnbreite entsprechende Strecke dreht. Die Exzentrizitätsebene Y-Y rotiert mit einer Winkelgeschwindigkeit, die gleich der Umlaufgeschwindigkeit des Außenzahnrades 20 ist.

An der Außenfläche des Außenzahnrades 2O ist eine Mehrzahl von in

4098 2 8/0 34 3

- 1O - :

Urnfdngs richtung verteilt angeordneten, axial gerichteten Nuten 67 vorgesehen, während die Innenfläche des Ringgehäuseteils 16 mit einer gleichen Anzahl von Nuten 68 v/ersehen ist. Die Nuten 67,68 des Außenzahnrads 2O und des Ringgehäuseteiis 16 bilden zur -„ - \ sqmmen eine Mehrzahl von geteilten Löchern 69. In jedem Loch 69 ; sitzt eine Antriebsrolle 70. Über di0 Antriebsrollen 7O wird das \\ ν ·, Ringgehäuseteil 16 in der gleichen Richtung und mit dar gleichen; [. Drehzahl wie das Außenzahnrad 2O gedreht. Um für eine möglichst gleichförmige Antriebsverbindung zwischen dem Außenzahnrad 2Q und; ■ dem Ringgehäuseteil 16 in beiden Drehrichtungen zu sorgen, ist die Anzahl der Antriebsrollen 7O und der geteilten Locher 69 gleich der Anzahl der Verdrängerzellen 22 und liegen die Antriebs-' rollen und die Löcher 69 auf radialen Linien, die die Winkel zwi—■■ >■ ·_ j sehen den die Zähne 21 bildenden Rollen halbieren. Der effektive J. Durchmesser jedes geteilten Loches 69 ist gleich dem Durchmesser >,:;/, der Antriebsrolle 7O plus der Exzentrizität e der Zahnräder 18_t2o₃ "I- ._; Diese Beziehung gewährleistet, daß nur die Drehbewegung, nicht *" · tf *. aber die Umlaufbewegung des AuSenzahnrads 2O auf das Ringgehäuse ■ * teil 16 übertragen wird. .

Die zylindrischen Steuerschieberelemente 24,25 sind in den abge— : stuften Bohrungen 4O bzw. 41 derart fest angeordnet, daß die axialen Stirnflächen 72^73 der Steuerventilelemente 24,25 mit den · ■·■ Stirnflächen 30,31 der Gehäuseendteile 14_S15 fluchten. Eine Mittelöffnung reicht durch die Steuerschieberelemente 24,25 hindurch, wobei für ein leichtes Spiel zur Aufnahme der Welle 12 gesorgt ist. Pie Steuerschieberelemente 24,25 sind, beispielsweise über

409828/0343

einen Preßsitz, in den Bohrungen 4O,41 festgelegt, so daß. sie gemeinsam mit dem Gehäuse 16 rotieren. Die axiale Lange der Steuerschieberelemente 24,25 ist etwas kleiner als die: oxiole Länge der Bohrungen 4O,41 de*r Gehäu-seenrfteile. "1 4,1 5,.. um ringiojrmige Offnungen 74 bzw. 75 zu bilden.

Wie aus den Figuren 2 und 8 hervorgeht, stehen die jeweils N Schieberdurchlässe 26,27 der Steuerschieberelemente 24,25 über, die Öffnungen 74,75 mit vier radial gerichteten Durchlässen 76, 77 der Welle 12 in Verbindung. Die Durchlässe-76_f77 sind ihrerseits mit längsverlaufenden Einlaß- und Auslaßkanälen 78,79 an den gegenüberliegenden Enden der Welle 12 verbunden. Da die Anordnung vorliegend als Motor veranschaulicht ist, können sämtliche Einlaßschieberdurchlässe 26 mit der Hochdruckseite und olle Auslaßschieberdurchlässe 27 mit der Niederdruckseite der Maschine verbunden werden.

Wie aus Figur 3 hervorgeht, haben die Schieberdurchlässe 26 des Steuerschieberelements 24 untereinander gleiche Abmessungen; die Schieberdurchlässe 26 sind ferner in gleichen gegenseitigen Abständen um die Umfangsflache des Steuerschieberelements 24 verteilt. Hervorzuheben ist, daß das Ein!aßsteuerschieberelement in der Bohrung 4O derart ausgerichtet .ist, aa3 nach der Montage ein Schieberdurchlaß 26a auf der einen Seite einer zur Exzentrizitätsebene senkrechten Linie liegt (bei der in Figur 3 veranschaulichten Stellung ist dies die Achse 64), während ein diametral gegenüberliegender Schieberdurchlaß 26b an der anderen Seite

409828/034 3

dieser Linie verläuft. So erstreckt sich gemäß Figur 3 der Durchlaß 26a von der Achse 64 nach oben, während eine.Seite dieses
Durchlasses im wesentlichen in Linienkontakt mit der Achse 64
steht. Der Durchlaß 26b verläuft dagegen von der Achse 64 nach
unten und steht ebenfalls mit seiner einen Seitenfläche praktisch in Linienkontakt mit der Achse 64. Um die Durchlässe 26a und 26b in gr-ei gneter Weise auszurichten, wird die Linie als eine. Achse
des Gehäuses 16 definiert, die bei der Endmontage senkrecht zu
der Exzentrizitätsebene steht. Die Schieberdurchlässe 27 des
Steuerschieberelements 25 hoben die gleiche Größe wie die Schieberdurchlässe 26; sie sind in Umfangsrichtung.in gleichen Abständen um die Außenfläche des Steuerschieberelements 25 verteilt.
Hervorzuheben ist, daß das Auslaßsteuerschiebereiement 25 in der Bohrung 41 spiegelbildlich mit Bezug auf das Steuerschieberelement 24 ausgerichtet ist. Wie aus Figur 7 hervorgeht_s verläuft ein Durchlaß 27a im wesentlichen von,der einen Seite einer zur Exzentrizitätsebene senkrecht stehenden Achse des Gehäuses 16 in einer Richtung, die derjenigen des entsprechenden Einlaßdurehlasses 26a entgegengesetzt ist. Der entsprechende diametral gegenüberliegende Durchlaß 27b geht von der anderen Seite dieser Linie in einer
Richtung aus» ai-a derjenigen des entsprechenden Einlaßdurehlasses 27a entgegengesetzt ist. So steht bei der in Figur 7 veranschaulichten Stellung die eine Seitenfläche des Durchlasses 27a im wesentlichen in Linienkontakt mit der Achse 64 und reicht dieser
Durchlaß von der Achse 64 nach unten, während eine Seitenfläche
de^ Durch kJ.sses 37b im_: wesentlichen in Linienkontakt mit der Achse 64 steht und /on ,dieser Achse aus nach oben verlauft. -Die Pha-

409828/0 343

senlage der Schieberdurchldsse 27 stellt damit ein Spiegelbild der Phasenlage der Schieberdurchlässe 26 dar₃ und umgekehrt„

Entsprechend Figur 2 ist das Außenzahnrad 20 o.e. jeder seiner rs··!·'.·· len Stirnflächen 80,81 mit einer Anzahl N von diskontinuier licnsr: oder nicht durchgehenden Ausnehmungen 28,29 versehen. Die Ajsnehmungen 28,29 können mit den betreffenden SchiebercürcrLassen 26, 27 zusammenwirken. Die Ausnehmungen 28 sind in Umfangsrichtung in gleichen Abständen um die Innenfläche des Außenzahnrads 2O verteilt. Sie reichen von der Stirnfläche 8O nach innen und münden in der Innenfläche des Außenzahnrades 2O derart aus, daß sie mit den Verdrängerzellen 22 in Verbindung stehen. In entsprechender Weise sind die Auslaßausnehmungen 29 in Umfangsrichtung .in gleichen Abständen um das Außenzahnrad 2O verteilt, wobei jede Ausnehmung von der Stirnfläche 81 nach innen reicht und in der Innenfläche des Außenzahnrades 2O mündet. Aus Figur 4 geht hervor, daß die eine Kante der Ausnehmungen 28, 29 derart von einem Radius des Außenzahnrades 2O ausgeht, daß die Ausnehmungen 28 und 29 um einen kleinen Winkel cC vor oder hinter der Mitte der zugehörigen Verdrängerzelle liegen,, und zwar in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Äußenzahnrades 20 sowie davon, ob es sich bei der Ausnehmung 28 oder 29 um einen Einlaß- oder einen Auslaßkanal handelt.

Weil jede Verdrängerzelle 22 zwischen benachbarten Zähnen 21 des Außenzahnrades 2O verläuft, reicht jede der Ausnehmungen 28, 29 der Breite nach von einem Zahn 21 bis zu einer Stelle, die der Hälfte des Abstands zwischen benachbarten Zähnen entspricht. Da-

OiO ORIGINAL. 409828/0343 . ■

bei ist hervorzuheben, daß die diskontinuierlicher; Ausnehmungen derart mit Bezug auf die Zahne 21 des AuBenzahhrads 20 angeordnet sind, daß die auf der Einiaßseite liegend&r: Ausnehmung er. 2.8 spiegelbildlich zu den auslaßseitigen Ausnehmungen 29 liegen» und zwar in der gleichen Weise, wie dies vorstehend für die EiniaQ- und Auslaßschieberdurchlässe 26_y27 diskutiert wurde. So liegt entsprechend den Figuren 4 und 6 eine Einlaßausnermung 28x benachbart dem Zahn 21x, während die entsprechende Auslaßausnehmung 29x benachbart dem Zahn 21 y angeordnet ist. Der Raum zwischen den Zähnen 21 χ und 21y bildet eine Verdrcmgerzelle 22k. Außerdem muß die Höhe jeder Ausnehmung 28,29 über die Schieberdurchlässe 26,27 um eine Strecke hinausreichen, die mindestens gleich der Exzentrizität e der Anordnung ist.

Zu einem bestimmten Zeitpunkt und in einer bestimmten'Stellung stehen, wie am besten aus den Figuren 4 und 6 hervorgeht, N/2 Einlaßdurchlässe 26 mit Ausnehmungen 28 in Verbindung, die zu auf der einen Seite der Exzentrizitätsebene liegenden, sich erweiternden Verdrängerzellen führen, während N/2 Auslaßdurchlässe 27 mit Ausnehmungen in Verbindung stehen, die zu sich verkleinern-' den Verdrängerzellen auf der anderen Seite der Exzentrizitätsebene führen. Diese Beziehung wird bei der veranschaulichten Ausführungsform durch die Bemessung der Schieberdurchlässe 26,27 und der Ausnehmungen 28,29 sichergestellt. Wird die Breite einer Verdrangerzelle als der in Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen zwei radialen Linien definiert, die von der Mitte des Gehäuses oder der Achse 64 ausgehen und benachbarte,, die Zähne bildende

t-ίϊ ■;". J

409828/0343

Rollen halbieren, und wird ungefähr die Hälfte dieser Strecke von den durch die Rollen gebildeten. Zähnen eingenommen, wird der verbleibende halbe Abstand zu gleichen Teilen auf die Ausnehmungen 28,29 aufgeteilt. Die SchieberdurchiäSHs 25,27 nehmen im wesentlichen die gleiche Breite wie die. Ausnehmungen 28 ..29 ein, um für einen geeigneten Druckmittelstrom zwischen den DurchJaasen und den Ausnehmungen zu sorgen. Der Steuerschiebertakt kann durch Variieren der Breite der Schieberdurchlösse 26,27 und der Ausneh- · mungen 28,29 eingestellt werden.

Auf der Einlaßseite ist jeweils ein bestimmter Einlaßdurchlaß 26a stets derselben Ausnehmung 28x und derselben Verdrängerzelle 22x zugeordnet» Die gleiche Zuordnung gilt für die Auslaßseite. Dadurch werden die Herstellung und die Montage der Anordnung wesentlich vereinfacht. .

Die Steuerschieberanordnung C weist ferner einen Druckentlastungskanal 86 auf, der diagonal von der einen zur anderen Stirnfläche der Verdrängervorrichtung B reicht, wie dies aus den Figuren 2, 4, 5 und 6 hervorgeht.

Die Gehäuseanordnung A sitzt fest in einer nicht veranschaulichten Aufnahme,die die Abflachungen 5O des Einlaß- und des Auslaßanschlusses 48,49 faßt, um eine Drehbewegung der Welle 12 zu verhindern. Ein Band oder ein Riemen (nicht veranschaulicht) mit drei gesonderten, nebeneinanderliegenden Abschnitten wird um die Außenfläche der Gehäuseanordnung A herumgelegt, wobei jeder Band-

abschnitt zwischen die nach außen vorstehenden Abstandsscheiben 36 paßt und von diesen.geführt wird.

Unter Druck stehendes Druckmittel, beispielsweise Drucköl, wird von einer nicht veranschaulichten Pumpe aus in den Einlaßkonal 78 eingeführt und gelangt über die radial verlaufenden Durchlässe 76 in die ringförmige Öffnung 74 sowie von dort in die Schieberdurchlässe 26, wobei sämtliche Schieberdurchlässe 26 mit Druck beaufschlagt werden. Wegen der in den Figuren 4 und 6 veranschaulichten geometrischen Beziehung zwischen den Schieberdurchlässen 26,27" und den Ausnehmungen 28,29 erfolgt eine Verbindung nur zwischen den Einlaßschieberdurchlässen 26 und den Einlaßausnehmungen 28, die mit auf der einen Seite der Exzentrizitätsebene Y-Y liegenden, sich vergrößernden Verdrängerzellen 22 ausgerichtet sind. In ähnlicher Weise stehen auf der Niederdruckseite der Anordnung die sich verkleinernden Verdrängerzellen nur über die zugeordneten Auslaßausnehmungen 29 mit Atislaßschi eberdunchlässen 27 in Verbindung. Das Druckmittel gelangt von den Auslaßschieberdurchlässen 27 über die ringförmige Öffnung 75 in die radial verlaufenden Durchlässe 78; es strömt von dort über den Auslaßkanal 79 zu einem nicht veranschaulichten Auffangbehälter» Während des Betriebes rotieren die Steuerschieberelemente 24 und 25 in Synchronismus sowohl mit dem Gehäuse 16 als auch mit dem Außenzahnrad 2O. Da jedoch das Außenzahnrad 2O außerdem umläuft, führt jede der Ausnehmungen 28_r29 des Außenzahnrades 2O eine komplizierte Umlauf bewegung gegenüber dem zugeordneten Einlaß- oder Auslaßdurchlaß 26,27 <jus. Diese Relativbewegung stellt die für

4098 2 8/0 34 3

das Arbeiten der Maschine erforderlichen Druckmittelverbindungen her.

An der Einlaßseite der Maschine eingeführtes, unter r;onem Druck stehendes Druckmittel bewirkt ajf diese Weise, daß des Außerzahnrad 20 entgegen dem Uhrzeigersinn (Figur 5) um das Irnenzahnrad 18 rotiert und umläuft. Es kann jedoch nur die Drehbewegung des Außenzahnrades 2O über die Antriebsrollen 7O auf das Ringgehäuseteil 16 übertragen werden. Es kommt also zu einer Drehbewegung der Gehäuseanordnung A₁ wodurch ein Band, Riemen oder dergleichen angetrieben wird. Werden die Druckmitteleinlaß- und -auslaßanschlüsse vertauscht, läuft der Motor in der entgegengesetzten Richtung.

Die Antriebsrollen 7O werden durch Druckmittel geschmiert, das über das geringe Wellenspiel 6O auf der Hochdruckseite der Maschine austritt und den Antriebsrollen 7O über die Bohrung 53 und die Schmierkanäle 56,58 zugeführt wird. Das Druckmittel wird von dem Spalt zwischen dem Außenzahnrad 2O und dem Ringgehäuseteil 16 über die Bohrung 54 und die Schmierkanäle 57,58 im Gehöuseendteil 15 abgeleitet. Entsprechend den Verhältnissen auf der Einlaßseite der Maschine gelangt das Druckmittel von dem Wellenspiel 61 in die ringförmige Öffnung 75 und von dort über die radial verlaufenden Durchlässe 77 in den Auslaßkanal 79.

Auf der Hochdruckseite der Verdrängervorrichtung B an der axialen Stirnfläche ausleckendes Druckmittel wird über den Druckentla-

409828/0343

stungskanal 86 zu der auf der Niederdruckseite liegenden axialen Stirnfläche abgeleitet und verläßt die Maschine in der normalen Weise über die Auslaßschieberdurchlässe 27„

Während die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einem Motor beschrieben wurde, versteht es sich, daß die Maschine in entsprechender Weise auch als Pumpe eingesetzt werden kann, indem der
Maschine unter niedrigem Druck stehendes Druckmittel zugeleitet und die Gehäuseanordnung A in Drehung versetzt wird.

8/0343

Claims (12)

1. - 19 A η s ρ r ü c h e

   Ί .'jsteuerschieberanordmjng fur eine druckmittel betätigte Maschine, bei der. ein innenverzahntes Bauteil exzentrisch zu einem außenverzahnten Bauteil angeordnet ist, das eine kleinere Zähnezahl hat, wobei .die beiden Bauteile mit Kämmeingriff unter Ausbildung einer vorbestimmten Anzahl von sich vergrößernden und verkleinernden Verdrängerzellen gegeneinander bewegbar sind und wobei eine die Achsen der beiden Bauteile enthaltende Exzentrizitätsebene die sich vergrößernden Verdrängerzellen auf der einen Seite der Ebene von den sich verkleinernden Verdrängerzellen auf der anderen Seite der Ebene trennt, gekennzeichnet durch ein erstes Steuerschieberelement mit mehreren ersten Schieberdurchlässen, die Druckmittel von der Hochdruckseite der Maschine aufnehmen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Verdrängerzellen ist und von denen jeder ständig einer bestimmten Verdrängerzelle zugeordnet ist, ein zweites Steuerschieberelement mit mehreren zweiten Schieberdurchlässen, über die Druckmittel zur Niederdruckseite der Maschine gelangt, deren Anzahl der Anzahl der Verdrängerzellen entspricht und von denen jeder ständig einer bestimmten Verdrängerzelle zugeordnet ist, durch Mittel, die für eine Druckmittelverbindung zwischen jeder sich vergrößernden Verdrängerzelld auf der einen Seite der Exzentrizitätsebene und den zugeordneten ersten Schieberdurchlässen sorgen, sowie Mittel, die für eine Druckmittelverbindung zwischen jeder sich verkleinernden Verdrängerzelle auf der anderen Seite der Exzentrizitätsebene und den zugeordne-

   4 0982 8/QK 3 ■-""·'·

   - 2O ten zweiten Schieberdurchlässen sorgen.
2. 2. Steuerschieberanordnung nach Anspruch T-, dadurch gekennzeichnet, daß die druckmittelbetätigte Maschine ein Gehäuse mit einem Einlaß, der ständig mit sämtlichen Durchlässen des ersten Steuerschieberelements verbunden ist, und einem Auslaß aufweist, der ständig mit sämtlichen Durchlässen des zweiten Steuerschieberelements verbunden ist, daß das außenverzahnte Bauteil eine Umlaufbewegung um die Achse der Steuerschieberelemente ausführt und daß jedes der Steuerschieberelemente eine axiale Stirnfläche aufweist, die derart mit einer axialen Stirnfläche des innenverzahnten Bauteils.in Eingriff steht, daß auf Grund der Umlaufbewegung des innenverzahnten Bauteils gegenüber den Steuerschieberelementen die Durchlässe in den beiden Steuerschieberelementen geöffnet und geschlossen werden.
3. 3. Steuerschieberanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide axiale Stirnflächen des innenverzahnten Bauteils mit mehreren in Umfangsrichtung in' gleichmäßigem Abstand verteilt angeordneten, diskontinuierlichen Ausnehmungen 'versehen sind, deren Anzahl gleich der Anzahl der Verdrängerzellen ist und von denen jede von einer axialen Stirnfläche des innenverzahnten Bauteils ausgeht und in dessen Inhenumfangsflache im Bereich einer Verdrängerzelle mündet.
4. 4. Steuerschieberanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberdurchlässe und die Ausnehmungen an der einen

   409828/0343

   axialen Stirnfläche des innenverzahnten Bauteils spiegelbildlich zu den Ausnehmungen und den Schieberdurchlässen an der anderen axialen Stirnfläche des innenverzahnten Bauteils angeordnet sind.
5. 5. Druckmittelbetätigte Maschine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes innenverzahntes Bauteil, ein in dem innenverzahnten Bauteil sitzendes außenverzahntes Bauteil, wobei das innenverzahnte. Bauteil mit einer vorbestimmten Anzahl von Zähnen versehen und exzentrisch mit Bezug auf das außenverzahnte Bauteil derart angeordnet ist, daß es eine Drehbewegung und eine Umlaufbewegung ausführen kann, wobei die Zähne der beiden Bauteile während deren Relativbewegung unter Bildung einer vorbestimmten Anzahl von sich vergrößernden und verkleinernden Verdrängerzellen miteinander kämmen, ferner durch Mittel zur Lagerung des innenverzahnten Bauteils derart, daß es eine Umlaufbewegung mit Bezug auf eine Achse des Gehäuses ausführen kann, ein erstes Steuerschieberelement mit mehreren ersten Schieberdurchlässen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Verdrängerzellen ist und von denen jeder ständig einer bestimmten Verdrängerzelle zugeordnet ist, ein zweites Steuerschieberelement mit mehreren Schieberdurchlässen, deren Anzahl der Anzahl der Verdrängerzellen entspricht und von denen jeder ständig einer bestimmten Verdrängerzelle zugeordnet ist, Mittel, die für eine Druckmittelverbindung zwischen jeder der sich vergrößernden Verdrängerzellen und den zugeordneten ersten Schieberdurchlässen sorgen, sowie Mittel, die für eine Druckmittelverbindung

   409828/0343

   zwischen jeder der sich verkleinernden Verdrängerzellen und den zugeordneten zweiten Schieberdurchlässen sorgen.
6. 6. Druckmittelbetätigte Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Steuerschieberelement derart gelagert sind, daß sie sich synchron mit der Drehbewegung des innenverzahnten Bauteils drehen.
7. 7. Druckmittelbetätigte Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Steuerschieberelement auf in Axialrichtung gegenüberliegenden Seiten des innenverzahnten Bauteils angeordnet sind und auf Grund der Umlaufbewegung des innenverzahnten Bauteils die ersten und zweiten Schieberdurchlässe in dem ersten und zweiten Steuerschieberelement der art geöffnet und geschlossen werden können, daß für die Druckmittelverbindung zwischen jeder der sich vergrößernden Verdrängerzellen und den zugeordneten Durchlässen im ersten Steuerschieberelement sowie für die Druckmittelverbindung zwischen jeder der sich verkleinernden Verdrängerzellen und den zugeordneten Durchlässen des zweiten Steuerschieber elements gesorgt wird.
8. 8. Druckmittelbetätigte Maschine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem Ringgehäuseteil, ein innerhalb des Ringgehäuseteils angeordnetes innenverzahntes Bauteil, eine zwischen dem innenverzahnten Bauteil und dem Ringgehäuseteil befindliche Antriebsanordnung, die eine drehende Antriebsbewegung zwischen

   409 828/0343

   diesen Bauteilen überträgt und gleichzeitig eine gegenseitige Umlaufbewegung zuläßt, eine in dem Gehäuse drehbar.gelagerte .Welle, die an ihren axialen Enden einen Druckmitteleinlaß und einen Druckmittelauslaß bildet, ein auf der Welle sitzendes und über ein Teil der Welle reichendes außenverzahntes Bauteil, dessen Zähnezahl kleiner als diejenige des . innenverz.ahnten Bauteils ist, wobei das innenverzahnte Bauteil exzentrisch mit Bezug auf das außenverzahnte Bauteil angeordnet ist und gegenüber diesem eine Drehbewegung und eine Umlaufbewegung ausführen kann, während deren die Zähne der verzahnten Bauteile unter Bildung einer vorbestimmten Anzahl von sich vergrößernden und verkleinernden Verdrängerzellen miteinander kämmen, und wobei die Achsen der verzahnten Bauteile eine sich während des Betriebs der Maschine bewegende Exzentrizitätsebene bestimmen, die die sich vergrößernden Verdrängerzellen von den sich verkleinernden Verdrängerzellen trennt, sowie durch eine Steuerschieberanordnung, die für eine Druckmittelverbindung zwischen dem Einlaß und den auf der einen Seite der Exzentrizitätsebene liegenden Verdrängerzellen sowie für eine Druckmittelverbindung zwischen dem Auslaß und den auf der anderen Seite der Exzentrizitätsebene liegenden Verdrängerzellen sorgt.
9. 9. Druckmittelbetätigte Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersc.hieberanordnung ein erstes Steuerschieberelement mit mehreren ersten Schieberdurchlässen und ein zweites Steuerschieberelement mit mehreren zweiten Schieberdurchlässen aufweist, daß alle ersten Schieberdurchlässe ständig mit

   409828/0343

   dem Einlaß und alle zweiten Schieberdurchlässe ständig mit dem Auslaß in Druckmittelverbindung stehen und daß das erste und das zweite SteuerschiebereLeinent derart gehäusefest angeordnet sind, daß eine Relativbewegung zwischen ihnen verhindert wird.
10. 10..DruGkmittelbetatigte Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß' beide axialen Stirnflächen des innenverzahnten Bauteils mit mehreren in Umfangsrichtung in gleichem Abstand verteilt abgeordneten, diskontinuierlichen Ausnehmungen versehen sind;» von denen jede von einer axialen Stirnfläche des innenverzahnten Bauteils ausgeht und in dessen innerer Umfangsflache im Bereich einer Verdrängerzelle mündet.
11. 11. Druckmittelbetätigte Maschine nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberdurchlässe und die Ausnehmungen an der einen axialen Stirnfläche des innenverzahnten Bauteils spiegelbildlich zu den Ausnehmungen und den Schieberdurchlässen an der anderen axialen Stirnfläche des innenverzahnten Bauteils angeordnet sind.
12. 12. Riemenantriebsmotor., gekennzeichnet durch eine einteilige Welle mit einem sich über einen Mittelabschnitt der Welle erstreckenden außenverzahnten Bauteil und an gegenüberliegenden Wellenenden vorgesehenen rohrförmigen Abschnitten, die einen Druckmitteleinlaß und einen Druckmittelauslaß für den Motor bilden, einen ersten hohlen zylindrischen Gehäuseabschnitt, der die Welle an der einen Seite des außenverzahnten Bauteils umfaßt und in dem

    409828/0343

    die Welle gelagert ist, einen zweiten hohlen zylindrischen Gehäuseabschnitt, der auf der anderen Seite des außenverzahnten Bauteils sitzt und in dem' die Welle gelagert ist, einen zylindrischen Ringgehäuseabschnitt, der mit dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt verbunden ist und mit diesem zusammen das Gehäuse bildet, ein innenverzahntes Bauteil, dessen Zähnezahl größer als diejenige des außenverzahnten Bauteiles ist und das innerhalb des Ringgehäuseqbschnitts exzentrisch zu dem außenverzahnten Bauteil angeordnet und diesem gegenüber bewegbar ist, wobei die Zähne der verzahnten Bauteile während der Relativbewegung unter Bildung einer Mehrzahl von sich verkleinernden und vergrößernden Verdrängerzellen miteinander kämmen, ferner durch eine zwischen dem Ringgehäuseabschnitt und dem innenverzahnten Bauteil sitzencfe Antriebsanordnung, mittels deren der Ringgehäuseabschnitt in Abhängigkeit von der Hypozykloidbewegung des innen verzahnten Bauteils um das außenverzahnte Bauteil drehbar ist. sowie durch eine funktionsmäßig zwischen dem Einlaß am einen Ende der Welle und dem Auslaß am anderen Ende der Welle sitzende Steuerschieberanordnung, die den Einlaß mit den sich vergrößernden Verdrängerzellen und den Auslaß mit den sich verkleinernden Verdrängerzellen verbindet und das innenverzahnte Bauteil zu einer Hypozykloidbewegung um das außenverzahnte Bauteil veranlaßt,,

    "4098 28/034 3

    Leerseite