DE2605343A1 - Drehkolbenmotor - Google Patents

Description

• Drehkolbennotor
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehkolbenmotor nit einem zylindrischen Gehäuse, einer darin angeordneten koaxialen drehbaren Welle, die wenigstens durch einen der an den Enden des Gehäuses angeordneten Deckel abgedichtet hinausgeführt ist, einem in Ringraum gegenüber den Gehäuse und der Welle abgedichtet angeordneten Kolben zur Übertragung eines Drehnonentes auf die Welle und einen ebenfalls in Ringraum gegenüber den Gehäuse und der Welle abgedichtet angeordneten Kolben zur Übertragung des Reaktionsmomentes auf das Gehäuse, wobei die Kolben miteinander Räune in Umfangsrichtung veränderlichen Volumens bilden, in die das Druckmittel hineingeleitet bzw. aus denen es abgeleitet wird.
• Die bekannten Drehkolbennotoren dieser Art werden verwendet, wenn bei einem geforderten Drehmoment und einem bestinnten Drehwinkel ein möglichst kleines Bauvolunen, insbesondere eine geringe Grundfläche gefordert wird.
• Nachteilig bei den bekannten erwähnten Drehkolbenmotoren ist, daß der maximal mögliche Drehwinkel bauweisebedingt kaui größer als 1800 sein kann, so daß diese bekannten Drehkolbenmotoren allenfalls unter Zwischenschaltung von Zahnradgetrieben für größere Drehwinkel verwendet werden können, wobei dann der Nachteil auftritt, daß ein spielfreier Antrieb wegen des stets vorhandenen Flankenspiels bei Zahnradgetrieben nicht möglich ist. Stets ist jedoch der maximal mögliche Drehwinkel begrenzt und die Welle des Drehkolbenmotors muß, nachdem sie diesen Winkel erreicht hat, in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden, um ein erneutes Arbeitsspiel durchführen zu können.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Drehkolbenmotoren der eingangs erwähnten Art so weiter zu entwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden und beliebig große Drehwinkel erreicht werden, daß also die Welle des Drehkolbenmotors schrittweise oder kontinuierlich ständig in einer Richtung umlaufen kann, ohne daß diese Drehung durch einen Anschlag begrenzt ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die in den Ansprüchen wiedergegebenen Merkmale.
• Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, daß bei einem einfachen Aufbau mit kleinen Abmessungen große Leistungen erzeugt werden können, wobei der Motor keine hin- und hergehende Teile aufweist, so daß keine unausgeglichenen Massen oder Druckkräfte entstehen können. Der Drehkolbenmotor weist nur ein kleines Trägheitsmoment auf, so daß er als kleines und universell einsatzfähiges und reaktionsschnelles Stellglied verwendbar ist. Der erfindungsgemäße Drehkolbenmotor ist auf einfache Weise in der Drehrichtung umsteuerbar und ist für hohe Drehzahlen geeignet. In seiner symmetrischen Ausführungsform mit mindestens zwei an einem ringförmigen Element angeordneten Kolben heben sich die auf die Kolben und die Welle wirkenden Druckkräfte des Druckmittels gegenseitig auf, so daß keinerlei unsymmetrische Beanspruchung der Welle und des Gehäuses auftreten kann. Hierdurch ist es möglich, auf besondere, aus weichelastischem Werkstoff hergestellte Dichtelemente zu verzichten und die erforderliche Dichtwirkung zwischen den einzelnen Bauelementen allein durch eine besonders genaue Bearbeitung mit bester Oberflächengüte zu erreichen.
• Im nachiolgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Zeichnungen beispielsweise erläutert und zwar zeigen: Fig. 1 einen Langsschnitt durch einen Drehkolbenmotor gern. einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Drehkolbenmotor gem. einer zweiten Ausführungsform zusammen mit einer Abwicklung der ringförmigen Elemente zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips des erfindungsgemäßen Drehkolbenmotors, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Drehkolbenmotor gern. einer dritten Ausführungsform ebenfalls zusammen mit einer Abwicklung entsprechend Fig. 2 Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Drehkolbenmotor gern. einer vierten Ausführungsform mit einer Abwicklung der ringförmigen Elemente, Fig. 5 eine Abwicklung der ringförmigen Elemente des Drehkolbenmotors gern. Fig. 3 mit der Möglichkeit zur Drehrichtungsumkehr, Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Drehkolbennotor gern. einer fünften Ausführungsform, Fig. 7 einen Schnitt gern. A-A in Fig. 6, Fig. 8 bis 12 eine Darstellung der Steuerphasen der Steuerscheibe des Drehkolbenmotors gem. Fig. 6, wobei die zusammengehörigen Abbildungen eine Draufsicht auf die Steuerscheibe gern. B-B und einen Schnitt durch die Steuerscheibe gen. C-C zeigen.
• Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Drehkolbenmotors weist ein zylindrisches Gehäuse 102 aui, an dessen Enden die Gehäusedeckel 104 befestigt sind. Durch die Deckel 104 ist die Welle 106 hindurchgeführt, wobei diese gegenüber dem Deckel in nicht dargestellter Weise abgedichtet ist. Die Deckel 104 sind ebenfalls mit den Gehäuse 102 abgedichtet verschraubt. Auf der Welle 106 ist das ringfarmige Element 108c mittels des Paßstifte 24 drehfest befestigt. Ein gleich aufgebautes ringförmiges-Element 108c ist gegenüber dem ersten ringförmigen Element 108c so im Gehäuse 102 angeordnet, daß die zwei daran befestigten gegenüber liegenden Kolben 108a bzw. 108b ineinandergreifen, so daß Räume llOa bzw. llOb mit in Umiangrichtung veränderlichen Volumen gebildet werden, in die das Druckmittel hineingeleitet bzw. aus denen das Druckmittel abgeleitet werden kann. Die Art des Ineinandergreifens der Kolben 108a, 108b ist aus der Abwicklung der Fig. 2 zu erkennen. Jedes der ringförmigen Elemente 108c weist eine nit den Gehäuse 102 kuppelbare Reibungskupplung in Form eines flanschartigen Ansatzes 108e auf, der in einer Ausnehmung 102a des Gehäuses 102 angeordnet ist. Die eine Seitenfläche 108f des flanschartigen Ansatzes 108e ist über die Ringnut 104a mit Druckmittel beaufschlagbar. Hierdurch wird die andere Seitenfläche 108g des flanschartigen Ansatzes 108e gegen die entsprechende Fläche 102b des Gehäuses 102 gepreßt, so daß in diesem Falle das ringförmige Element 108c mit dem Gehäuse 102 kraftschlüssig gekuppelt ist. Das Druckmittel wird über die Speiseleitung 20 der Steuereinrichtung in Form eines periodisch angesteuerten Umsteuerventils 12 und die Druckmittelzu- bzw. Ableitungen 104b den Ringnuten 104a und über die Bohrungen 108h den Räumen veränderlichen Volumens llOa, llOb abwechselnd zugeführt bzw. abgeführt und über die Leitung 22 zum Druckmittelbehälter zurückgeführt.
• Nimmt man nun an, daß sich das Umsteuerventil 12 nach rechts bewegt, so wird die linke Druckmittelzuleitung 104b mit Druckmittel beaufschlagt, während die rechte Druckmittelleitung 104b mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung gebracht wird. Das Druckmittel gelangt in die Ringnut 104a und preßt somit den flanschartigen Ansatz 108e gegen die entsprechende Fläche 102b des Gehäuses 102. Das linke ringförmige Element 108c ist somit kraftschlüssig mit dem Gehäuse 102 verbunden und kann sich nicht drehen. Die Bohrung 108h im linken ringförmigen Element 108c steht einerseits mit der Ringnut 104a im linken Gehäusedeckel 104 in Verbindung und andererseits mit dem Raum veränderlichen Volumens llOa, so daß dieser Raum ilOa ebenfalls mit Druckmittel beaufschlagt wird.
• Die Bohrungen 108h im rechten ringförmigen Element 108c stellen die Verbindung zwischen den Räumen veränderlichen Volumens ilOb und der Ringnut 104a im rechten Gehäusedeckel 104 her und von da aus über die Druckmittelleitung 104b und das Umsteuerventil 12 mit dem Druckmittelbehälter. Durch die Zufuhr des Druckmittels zun Raum veränderlichen Volumens iiOa vergrößert sich dieser, während sich der Raum llOb verkleinert, d.h. dem Raum llOa wird über das Umsteuerventil 12 Druckmittel zugeführt, während aus dem Raum llOb Druckmittel abfließt. Hierdurch wird die Welle 106 in Drehung versetzt, bis der Kolben 108b an den feststehenden Kolben 108a anschlägt. Wird nun das Umsteuerventil 12 nach links verschoben, so wird die Druckmittelbeaufschlagung der beiden ringförmigen Elemente 108c umgekehrt. Das rechte ringförmige Element 108c wird mit Druckmittel beaufschlagt, während das linke ringförmige Element 108c entlastet wird. Die Welle 106 kommt somit zum Stillstand, da der flanschartige Ansatz lOSe der rechten Seite als Kupplung mit dem Gehäuse 102 wirkt.
• Statt dessen wird das linke ringförmige Element 108c dadurch, daß der Raum llOb mit Druckmittel beaufschlagt wird, während der Raum llOa mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung steht, solange in Drehung versetzt, bis der Kolben 108a am Kolben 108b zur Anlage kommt. Jetzt kann das Umsteuerventil 12 wiederum umgesteuert werden und der zuerst erwähnte Zyklus kann erneut beginnen.
• Wie man sieht, handelt es sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel um einen Schrittmotor, dessen Schrittfrequenz von der Steuerfrequenz des Umsteuerventils 12 abhängt, wobei die Welle 106 jeweils dann stillsteht, wenn das linke ringförmige Element 108c sich dreht. Zu bemerken ist noch, daß in der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Umsteuerventils 12 die Welle 106 festgebremst ist.
• Bei einer Ansteuerfrequenz von 25 Hz und einem Schrittwinkel von 120° sind bei einem Druck des Druckmediums von 100 bar 500 Umdrehungen pro Minute zu erzielen, was eine Leistung von etwa 4 kW ergibt. Der Druckmittelverbrauch beträgt hierbei rund 48 Liter pro Minute.
• Ein Drehkolbenmotor mit kontinuierlich umlaufender Welle ist in Fig. 2 dargestellt. Bei diesem Drehkolbenmotor beträgt die Leistung bei im wesentlichen gleichen Abmessungen und gleichem Drehmoment etwa 8 kW bei 1000 Umdrehungen pro Minute.
• In Fig. 2 sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen, während analoge Elemente, die dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel entsprechen, mit der Vorziffer 2 versehen sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl das linke als auch das rechte ringförmige Element 208c wechselweise mit der Welle 206 und mit dem Gehäuse 202 kuppelbar.
• Im vorliegenden Beispiel sind zu diesem Zwecke zwischen der Welle 206 und den ringförmigen Elementen 208c sowie zwischen diesen und dem Gehäuse 202 die Freilaufkupplungen 16 angeordnet. Der in den Räumen 210a bzw. 210b herrschende Druck, der einen Axialschub auf die ringförmigen Elemente 208c bewirkt, wird durch die Axialnadellager 18 auf die Gehäusedeckel 204 geleitet. Die Druckmittelzuleitung bzw. -ableitung in die Räume 210a bzw. 210b erfolgt über die Leitungen 202c, die Ringnuten 202d und die axialen Bohrungen 208h, die jeweils benachbart zu den Kolben 208a bzw. 208b in den Räumen 210a bzw. 210b münden.
• Wird nun das Umsteuerventil 12 nach links verschoben, so werden die Räume 210a mit Druckmittel beaufschlagt, während die Räume 210b mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung gebracht werden. Das Druckmittel im Raume 210a versucht also, diesen Raum zu vergrößern, wobei sich die Kolben 208a, 208b voneinander entfernen. Nimmt man run an, daß sich das linke ringförmige Element 208c über einen Freilauf 16 am Gehäuse 202 abstützt, während sich das rechte ringförmige Element 208c über einen Freilauf 16 an der Welle 206 abstützt, so folgt daraus, daß das linke ringförmige Element 208c stillsteht, während das rechte ringförmige Element 208c sich dreht unter Mitnahme der Welle 206. Diese Drehung setzt sich fort, bis sich die Räume 210b zum Anschlag zwischen den Kolben 208a,208b verkleinert haben, während sich die Räume 210a entsprechend vergrößert haben.
• In diesem Moment wird das Ventil in die rechte Stellung umgesteuert. Nunmehr werden die Räume 210b mit Druckmittel beaufschlagt, während die Räume 210a mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung stehen. Das rechte ringförmige Element 108c stützt sich jetzt auf dem Gehäuse 202 ab, während sich das linke ringförmige Element 208c unter Mitnahme der Welle 206 dreht. Durch die periodische Umsteuerung des Ventils 12 werden also die Räume 210a und 210b wechselweise mit Druckmittel beaufschlagt bzw. entlastet, so daß sich die ringförmigen Elemente 208c schrittweise weiterdrehen und dabei abwechselnd die Welle 206 mitnehmen. Im Gegensatz zum in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird die Welle 206 daher ständig durch eines der beiden ringförmigen Elemente 208c mitgenommen und-führt daher eine kontinuierliche Drehung aus. Die ringförmigen Elemente 208c selber jedoch bewegen sich nur schrittweise.
• Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Drehrichtungsumkehr auf einfache Weise dadurch zu erreichen, daß die Freiläufe 16 als von außen reversierbare Freiläufe ausgebildet werden. Derartige Freiläufe sind bekannt und hier ohne weiteres anwendbar.
• Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel weist ein ringförmiges Element 308d auf, das mittels des Paßstifte 24 drehfest mit der Welle 306 verbunden ist. An diesem ringförmigen Element 308d sind beiderseits die Kolben 308b angebracht, die mit den Kolben 308a der ringförmigen Elemente 308c die Räume veränderlichen Volumens 310a bzw. 310b bilden. Die ringförmigen Elemente 308c stimmen fast vollständig mit den in Fig. 1 gezeigten ringförmigen Elementen überein. Die kraftschlüssige Kupplung mit dem Gehäuse 302 wird hier ebenfalls mittels des flanschartigen Ansatzes 308e erreicht.
• Im Gegensatz zur Fig. t ist hier die Ringnut 308i in der einen Seitenfläche 308f des flanschartigen Ansatzes 308e angeordnet. Von den dargestellten Räumen veränderlichen Volumens werden nur die Räume 310a bzw. 310b abwechselnd mit Druckmittel beaufschlagt bzw. entlastet. Die Räume 311a bzw.
• 3iib stehen untereinander über die Leitung 308k in Verbindung, ohne daß jedoch eine weitere Verbindung nach außen besteht.
• Wird nun das Umsteuerventil 12 nach links verschoben, so gelangt das Druckmittel über die Leitungen 104b in die Ringnut 308i, so daß das linke ringförmige Element 308c mit dem Gehäuse 302 kraftschlüssig gekuppelt wird. Uber die Bohrungen 308h gelangt ferner Druckmittel in die Räume 310a.
• Umgekehrt sind die Räume 310b über die Bohrungen 308h im rechten ringförmigen Element 308c, die Ringnut 308i und die Druckmittelleitung 104b mit dem Druckmittelbehälter verbunden.
• Vergrößern sich nun die Räume 310a unter der Wirkung des zugeführten Druckmittels, so muß sich das ringförmige Element 308d mit den Kolben 308b drehen unter Mitnahme der Welle 306, da das linke ringförmige Element 308c mit dem Gehäuse 302 kraftschlüssig gekuppelt ist. Hierdurch verkleinern sich die Räume 311b, die darin befindliche Flüssigkeit wird über die Bohrungen 308k in die Räume 311a verdrängt, wodurch sich diese Räume 311a vergrößern, während sich die Räume 310b verkleinern unter Abfluß des Druckmittels über die Bohrungen 308h, die Ringnut 308i und die Druckmittelleitung 104b. Diese Drehung setzt sich solange fort, bis die Kolben 308a bzw. 308b sich fast bis zur Anlage genähert haben bzw. sich entsprechend voneinander entfernt haben. Wird nunmehr das Ventil 12 umgesteuert und nach rechts verschoben, so wiederholt sich das ganze Spiel unter Stillstand des rechten ringförmigen Elementes 308c, Mitnahme des mittleren ringförmigen Elementes 308d und Voreilen des linken ringförmigen Elementes 308c.
• Wie man sieht, wird auch hier die Welle 306 wie in Fig. 2 in kontinuierlicher Drehung durch das ringförmige Element 308d mitgenommen, während die ringförmigen Elemente 308c sich abwechselnd am Gehäuse 302 abstützen. Da die ringförmigen Elemente 308c keinerlei Mitnahmefunktion für die Welle 306 haben, sondern nur zur Ubertragung des Reaktionsmomentes auf das Gehäuse 302 dienen, sind nur zwei dem Gehäuse 302 gegenüber wirkende Kupplungen erforderlich. Jedoch muß jeweils das frei bewegliche ringförmige Element 308c gegenüber der Welle 306 mit doppelter Geschwindigkeit voreilen, um nach dem Umsteuern des Ventils 12 mit dem Gehäuse 302 kraftschlüssig gekuppelt zu werden. Selbstverständlich können die dargestellten Reibungskupplungen auch durch Freiläufe, wie in Fig. 2 dargestellt, ersetzt werden.
• In Fig. 4 ist ein prinzipiell dem Drehkolbenmotor der Fig. 3 entsprechender Drehkolbenmotor dargesteut. Der Unterschied liegt hier darin, daß die Kolben 408b nicht mit einem ringförmigen Element, das zwischen den äußeren ringförmigen Elementen angeordnet ist, verbunden ist, sondern daß die Kolben 408b in Fenster der ringförmigen Elemente 408c eingreifen und mit der Welle 306 mittels PatBifte 24 verbunden sind. In der Teilfuge der aneinander stoNenden ringförmigen Elemente 408c sind einander gegenüberliegßnde umlaufende Ringnuten 408e angeordnet, die über die Bohrungen 408k mit den Räumen 411a, 411b in Verbindung stehen. Bei dieser Anordnung treten nur geringe Axialkräfte aufte ringförmigen Elemente 408c auf, wodurch es möglich ist, nif besonders ausgebildete Drucklager zu verzichten. Die Funktionsweise des Drehkolbensmotors gem. Fig. 4 ist identi$eh mit derjenigen des Drehkolbenmotors gem. Fig. 3.
• Die in Fig. 5 dargestellte Abwicklung en$pricht derjenigen de des Drehkolbenmotors gem. Fig. 3 mit dem Unterschied, daß ein doppeltes Umsteuerventil 14 zwischen das Umsteuerventil 12 und den Drehkolbenmotor geschaltet ist. Mittels dieses doppelten Umsteuerventils 14 ist es möglioh, den Drehsinn des Drehkolbenmotors umzukehren. In Fig. ) weist das ringförmige Element 508d keinerlei Verbindungsbdirungen zwischen den Räumen 511a und 511b auf.
• Vielmehr werden diese Räume 51in, 511b über die in den äußeren ringförmigen Elementen 508c angeordneten Bohrungen 508k und die Leitungen 504n im doppelten Umsteuerventil 14 miteinander verbunden. Da ferner die Räume 510a und 510b über die Bohrungen 508h und die Leitungen 504m sowie das doppelte Umsteuerventil 14 mit dem Umsteuerventil 12 verbunden sind, während die denjenigen der Fig. 3 und 4 entsprechenden Reibungskupplungen über die Leitungen 504b direkt vom Umsteucrventil 12 angesteuert werden, ist es möglich, bei der dargestellten Stellung des doppelten Umsteuerventils 14 und bei entsprechender periodischer Betätigung des Umsteuerventils 12 eine kontinuierliche Drehung des ringförmigen Elements 508d in Pfeilrichtung zu erzielen.
• ueber die Leitungen 504m werden die Räume wechselweise mit Druckmittel beaufschlagt bzw. entlastet, während die Räume 511a bzw. 511b über das doppelte Umsteuerventil 14 miteinander in Verbindung stehen und so das wechselweise Voreilen eines der äußeren ringförmigen Elemente 508c bewirken.
• Wird nun das doppelte Umsteuerventil 14 in die zweite mögliche Lage gebracht, so wird die Rolle der Räume 510a, 510b bzw.
• 511a, 511b vertauscht. Nunmehr werden die Räume 511a, 511b wechselweise mit Druckmittel beaufschlagt bzw. entlastet, während die Räume 510a, 510b über das doppelte Emsteuerventil 14 miteinander in Verbindung stehen. Hierdurch wird bewirkt, daß das mit der Welle v->rbundene ringförmige Element 508d entgegengesetzt zur Pfeilrichtung in Drehung versetzt wird.
• Die in Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele wurden alle durch ein Umsteuerventil 12 angesteuert, das als elektrisch angesteuertes Servoventil ausgebildet sein kann, wobei die Ansteuerung entweder über einen Frequenzgenerator mit konstanter Frequenz erfolgt oder aber über einen mit der Welle verbundenen Impulsgeber.
• In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Ansteuerung über eine mit der Welle verbundene Steuerscheibe-606a erfolgt. In Aufbau und Wirkungsweise entspricht der in Fig. 6 dargestellte Drehkolbenmotor demjenigen der Fig. 2, d.h. es sind zwei ringförmige Elemente 608c vorhanden, die jeweils wechselweise mittels der Freiläufe 16 mit dem Gehäuse 602 bzw. der Welle 606 kuppelbar sind. Die Steuerscheibe 606a ist als flanschartiger Ansatz am Ende der Welle 606 angeordnet. Auf ihrem Umfang weist sie eine Ringnut auf, die an zwei um 1800 versetzten Stellen unterbrochen ist, wodurch die Ringnutabschnitte 606b und 606c entstehen.
• Im Gehäuse 602 sind zwei um 1800 versetzte Bohrungen 602c, 602d angeordnet, die in die Ringnutabschnitte 606b, 606c münden. Die Bohrung 606c dient zur Druckmittelzufuhr, während die Bohrung 602d der Druckmittelabfuhr dient. In der dem rechten ringförmigen Element 608c zugekehrten Stirnfläche der Steuerscheibe 606a ist ebenfalls eine Ringnut eingearbeitet, die viermal im Abstand von 90° unterbrochen ist, so daß je zwei sich gegenüberliegende Ringnutabschnitte 606d bzw. 606e entstehen, die jeweils durch die Verbindungsleitungen 606f bzw. 606g miteinander verbunden sind. Diese Verbindungsleitungen 606f bzw. 606g stehen ferner mit den Ringnutabschnitten 606b bzw. 606c auf dem Umfang der Steuerscheibe 606a in Verbindung. Im in Fig. 7 gezeigten schematischen Querschnitt durch den Drehkolbenmotor gem. Fig. 6 längs der Schnittlinie A-A erkennt man, daß die Bohrungen 608h und 608k jeweils dicht benachbart zu den mit dem rechten ringförmigen Element 608c verbundenen Kolben 608b in die Räume 610a bzw.
• 610b münden. Auf der'der Stirnfläche der Steuerscheibe 606a zugekehrten Seite des ringförmigen Elementes 608c münden diese Bohrungen 608h bzw. 608k genau um.900 versetzt im Bereich der Ringnutabschnitte 606d bzw. 606e. In den Fig. 8 bis 12 sind die verschiedenen Steuerphasen der Steuerscheibe 606a gezeigt, wobei die Bohrungen 608h, 608k in ihrer Lage bezüglich der Ringnutabschnitte 606d, 606e dargestellt sind, obwohl sie im Schnitt gem. B-B an sich nicht sichtbar sind.
• Der rechte Teil der Fig. 8 bis 12 stellt einen Schnitt durch die Steuerscheibe gem. C-C dar.
• Nimmt man an, daß sich die Kolben 608a, 608b in der in Fig. 7 bezeichneten Stellung befinden und daß sich die Steuerscheibe 606a bezüglich der Bohrungen 608h, 608k und der Bohrungen 602c, 602d in der in Fig. 8 dargestellten Stellung gegenüber den Ringnutabschnitten 606b, 606c bzw. 606d, 606e befindet, so erkennt man, daß das Druckmittel über die Druckmittelleitung 602c,den Ringnutabschnitt 606b,die Verbindungsleitung 606f in die Ringnutabschnitte 606e gelangt und von dort in die Bohrungen 608k. Von diesen Bohrungen 608k gelangt das Druckmittel in die Raume veränderlichen Volumens 610a und treibt die Kolben 608a, 608b auseinander. Unter der Annahme, daß sich das rechte ringförmige Element 608c, mit dem die Kolben 608b verbunden sind, am Gehäuse 602 abstützt, so bedeutet dies, daß sich die Kolben 608a unter der Wirkung des Druckmittels in die gestrichelte Stellung bewegen, was eine Drehung um 900 der Welle 606 bewirkt. Gleichzeitig wird das Druckmittel aus dem Raum 610b über die Bohrungen 608h, die Ringnutabschnitte 606d, die Verbindungsleitungen 606g, den Ringnutabschnitt 606c und die Bohrungen 602d in den Druckmittelbehälter zurückgeleitet. Nach 900 erreichen diese Elemente die in Fig. 9 dargestellte Stellung. Das über die Bohrung 602c in den Ringnutabschnitt 606b gelangende Druckmittel beaufschlagt weiterhin über die Verbindungsleitung 606f die Ringnutabschnitte 606e, die sich jetzt jedoch mit den Bohrungen 608h überdecken. Hierdurch werden nunmehr die Räume 610b mit Druckmittel beaufschlagt, während die Räume 610a über die Bohrungen 608k,die Ringnutabschnitte 606d, die Verbindungsleitungen 606g, den Ringnutabschnitt 606c und die Bohrung 602d mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung stehen. Jetzt stützt sich das linke ringförmige Element 608c über die Freilaufkupplung 16 am Gehäuse 602 ab, während sich das rechte ringförmige Element 608c überie Freilaufkupplung 16 auf der Welle 606 abstützt und diese um 900 mitnimmt. Am Ende dieser 900-Drehung befindet sich die Steuerscheibe in der in Fig. 10 gezeigten Stellung. Da sich das rechte ringförmige Element 608c zusammen mit der Steuerscheibe 606a um 900 gedreht hat, hat sich die Lage der Bohrungen 608h, 608k gegenüber den Ringnutabschnitten 606d, 606e nicht geändert. Jedoch ist der Ringnutabschnitt 606b nunmehr in den Bereich der Bohrung 602d gelangt und steht somit mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung, während der Ringnutabschnitt 606c in, den Bereich der Druckmittelzufuhr über die Bohrung 602c gelangt ist. Hierdurch wird erneut die Druckmittelzufuhr bzw, Abfuhr zu den Bohrungen 608h bzw. 608k vertauscht, so daß erneut eine Drehung um 900 eingeleitet wird unter gleichzeitigem Wechsel der Abstützung der ringförmigen Elemente 608c am Gehäuse 602 bzw. an der Welle 606.
• Die Steuerscheibe gelangt somit in die in Fig. li gezeigte Stellung, diesmal wird der Wechsel der Druckbeaufschlagung wiederum durch die Ringnutabschnitte 606d, 606e bewirkt, die sich relativ zu den Bohrungen 608h, 608k um 900 gedreht haben.
• Es tritt also erneut ein Wechsel zwischen dem linken und dem rechten ringförmigen Element 60Rc bezüglich der Abstützung am Gehäuse 602 bzw. der Welle 606 ein, so daß in der letzten Phase wiederum das rechte ringförmige Element 608c sich zusammen mit der Steuerscheibe 606a um 900 dreht. Hierdurch wird der Wechsel in der Beaufschlagung mit Druckmittel wiederum durch die auf dem Umfang der Steuerscheibe 606a angeordneten Ringnutabschnitte 606b, 606c bewirkt und es ist eine Stellung erreicht, die mit der. in Fig. 8 gezeigten Stellung identisch ist.
• Wie man erkennen kann, ist es durch diese einfache Steuerscheibe möglich, den erfindungsgemäßen Drehkolbenmotor anzusteuern, wobei diese Art der Ansteuerung den Vorteil hat, zwangsweise mit der Drehung der Welle gekuppelt zu sein, so daß hier im Gegensatz zum Umsteuerventil 12 keine Begrenzung durch Eigenschwingungsverhalten eintritt. Es sei noch bemerkt, daß ein Drehsinnumkehr der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ebenfalls durch reversierbare Freiläufe erreicht werden kann. Jedoch muß hierzu zusätzlich entweder die Steuerscheibe auf der Welle verdreht werden oder aber es muß eine zweite, um 900 versetzte Steuerscheibe am anderen Ende der Welle 602 vorgesehen werden, wobei dann die Druckmittelbeaufschlagung bzw. -entlastung je nach Drehsinn über die rechte oder die linke Steuerscheibe erfolgt. Ferner ist zu bemerken, daß selbstverständlich auch die Ausführungsbeispiele gem. Fig. 1, 3, 4 und 5 mit entsprechenden Steuerscheiben angesteuert werden können, wobei in diesem Falle sämtliche Motoren auch als Pumpen wirken können.

Claims (1)

1. Patentansprüche Drehkolbenmotor mit einem zylindrischen Gehäuse, einer darin angeordneten,koaxialen,drehbaren Welle, die wenigstens durch einen der an den Enden des Gehäuses angeordneten Deckel abgedichtet hinausgeführt ist, einem im Ringraum gegenüber dem Gehäuse und der Welle abgedichtet angeordneten Kolben zur ftbertragung eines Drehmomentes auf die Welle und einem ebenfalls im Ringraum gegenüber dem Gehäuse und der Welle abgedichtet angeordneten Kolben zur Übertragung des Reaktionsmomentes auf das Gehäuse, wobei die Kolben miteinander Räume in Umfangsrichtung veränderlichen Volumens bilden, in die das Druckmittel hineingeleitet bzw. aus dem es abgeleitet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens ein Kolben (108a) mit einem gegenüber der Welle (106) und dem Gehäuse (102) drehbaren ringförmigen Element (108c) verbunden ist, daß Je ein Kolben (108b) mit je einem Kolben (108a) des ringförmigen Elementes (108c) zusammenwirkt und drehfest mit der Welle (106) verbunden ist, daß das ringförmige Element (108c) und/oder die Welle (106) mittels entsprechender Kupplungen (108e) wechselweise mit dem Gehäuse (102) kuppelbar sind und daß eine Steuereinrichtung (12) für das Druckmedium vorgesehen ist, mittels derer die Räume (ilOa, llOb) veränderlichen Volumens über Druckmittelzuleitungen bzw. -ableitungen (104b) wechselweise mit Druck beaufschlagbar bzw.

   entlastbar sind.

   2. Drehkolbenmotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei ringförmige Elemente (iO8c) mit je mindestens einem Kolben (108a, 108b) vorgesehen sind, wovon das eine drehfest mit der Welle (106) verbunden ist und mit dem Gehäuse (102) kuppelbar ist, während das andere ringförmige Element (108c) gegenüber der Welle (106) und dem Gehäuse (102) drehbar ist und mit dem Gehäuse (102) kuppelbar ist.

   3. Drehkolbenmotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei ringförmige, gegenüber der Welle (306) und dem Gehäuse (302) drehbare Elemente (308c) mit je mindestens einem Kolben (308a) vorgesehen sind, die wechselweise mit dem Gehäuse (302) kuppelbar sind und daß mindestens zwei axial versetzte, mit der Welle (306) drehfest verbundene Kolben (308b) vorgesehen sind, von denen jeweils einer mit einem entsprechenden Kolben (308a) eines ringförmigen Elementes (308c) zusammenwirkt.

   4. Drehkolbenmotor nach Anspruch 3, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t, daß die mit der Welle (306) verbundenen Kolben (308b) beidseitig eines weiteren ringförmigen Elementes (3OSd) angeordnet sind und einstückig mit diesem ausgebildet sind.

   5. Drehkolbenmotor nach Anspruch 3, d a d u r c h gek e n n z e i c h n e t, daß die mit der Welle (306) verbundenen Kolben (408b) in in die ringförmigen Elemente (408c) eingearbeitete Fenster eingreifen, wobei die die Fenster in Umfangsrichtung begrenzenden Stege die Kolben (408a) der ringförmigen Elemente (408c) bilden.

   6. Drehkolbenmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeweils mindestens ein Kolben (208a, 208b) mit-je einem gegenüber der Welle (206) und dem Gehäuse (202) drehbaren ringförmigen Element (208c) verbunden ist, daß jedes der ringförmigen Elemente (208c) mittels entsprechender Kupplungen (16) wechselweise mit dem Gehäuse (202) bzw. der Welle (206) kuppelbar ist und daß eine Steuereinrichtung (12) für das Druckmedium vorgesehen ist, mittels derer die Räume (210a, 210b) veränderlichen Volumens über Druckmittelzuleitungen bzw.

   -ableitungen (202c) wechselweise mit Druck beaufschlagbar bzw. entlastbar sind.

   7. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e t e n n z e i c h n e t, daß jeweils mindestens zwei Kolben (108a) mit der Welle (106) bzw. dem/den ringförmigen Element/Elementen (108c) in Umfangsrichtung versetzt verbunden sind und gemeinsam mit den entsprechenden Kolben (108b) zusammenwirken.

   8. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche i - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kupplungen als Freilaufkupplungen (16) ausgebildet sind.

   9. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kupplungen als druckmediumbetätigte Reibungskupplungen (108e) ausgebildet sind, die mittels der -Steuereinrichtung (12) wechselweise betätigt werden.

   10. Drehkolbenmotor nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ringförmigen Elemente (108c) einen flanschartigen Ansatz (iO8e) aufweisen, der in einer entsprechenden Ausnehmung (102a) des Gehäuses (102) abgedichtet angeordnet ist und daß die eine Seitenfläche (108f) mit Druckmedium beaufschlagbar ist, während die andere Seitenfläche (108g) und die entsprechende Fläche (102b) des Gehäuses (102) die Kupplungsflächen der Reibungskupplung bilden.

   ii. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckmittelzuleitungen und -ableitungen zu bzw. aus den zwischen den Kolben (108a, 108b) gebildeten Räumen (iiOa, llOb) aus in den ringförmigen Elementen (108c) und/oder dem Gehäusedeckel (104) angeordneten Ringnuten (104a) bestehen, die jede für sich nach außen mit einer eigenen Speiseleitung (104b) in Verbindung stehen und nach innen über Kanäle (108h) mit den entsprechenden Räumen (iiOa, llOb) in Verbindung stehen.

   12. Drehkolbenmotor nach Anspruch 10, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t, daß die Ringnuten (104a) in den mit Druckmedium beaufschlagbaren Seitenflächen der flanschartigen Ansätze (108e) und/oder der entsprechenden Fläche der Gehäusedeckel (104) angeordnet sind und daß von dort Bohrungen (108h) in den ringförmigen Elementen (108c) zu den Räumen (liga, ilOb) zwischen den Kolben (108a, 108b) führen.

   15. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 3, 4, 5, 7 - 12, ad u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß von den in Umfangsrichtung beiderseits der mit der Welle (306) verbundenen Kolben (308b) gebildeten Räumen (310a, 310b, 311a, 311b) jeweils die Räume (310a, 310b) mit der Druckmittelzuleitung bzw. -ableitung (104b) in Verbindung steht, während die anderen Räume (311a, 311b) über einen Kanal (308k) untereinander verbunden sind.

   14. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 - 13, d a durch g e k e n n z e i c h fl e t, daß die Steuereinrichtung aus einem periodisch angesteuerten Umsteuerventil (12) besteht, das mit den Druckmittelzuleitungen bzw. -ableitungen (104b) in Verbindung steht und die wechselweise Beaufschlagung bzw. Entlastung der entsprechenden Räume (iiOa', llOb) mit Druckmedium bewirkt.

   15. Drehkolbenmotor nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Umsteuerventil (12) durch einen unabhängigen Taktgeber periodisch angesteuert wird.

   16. Drehkolbenmotor nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß das Umsteuerventil (12) durch einen von'der Welle (106) betätigten Taktgeber periodisch angesteuert wird.

   17. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 - 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuereinrichtung aus einer mit der Welle (606) drehfest verbundenen Steuerscheibe (606a) besteht mit Steuernuten (606b, 606c, 606d, 606e), die einerseits eine Verbindung zu den Räumen (610a, 610b) veränderlichen Volumens und andererseits zu den Druckmittelzuleitungen und -ableitungen (602c, 602d) im zylindrischen Gehäuse (602) herstellen.

   18. Drehkolbenmotor nach Anspruch 6, 8 und 17, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuerscheibe (606a) als flanschartiger Ansatz am Ende der Welle (606) einstückig mit dieser ausgebildet ist, daß auf dem Umfang der Steuerscheibe eine Ringnut (606b, 606c) angeordnet ist, die an zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen unterbrochen ist, daß auf der am ringförmigen Element (608c) anliegenden Stirnfläche eine Ringnut (606d, 606e) angeordnet ist, die an vier um 90° versetzten Stellen unterbrochen ist, daß jeweils zwei sich gegenüberliegende Ringnutabschnitte (606d bzw. 606e) auf der Stirnfläche mit einem Ringnutabschnitt (606b bzw. 606c) auf dem Umfang der Steuerscheibe (606a) verbunden sind und daß die Ringnutabschnitte (606d, 606e) auf der Stirnfläche der Steuerscheibe (606a) mit vier um 900 versetzte Bohrungen (608h, 6oSk) im ringförmigen Element (608c), die zu jeder Seite eines Kolbens (608b) in den Räumen (610a, 610b) veränderlichen Volumens münden, zusammenwirken, während die Ringnutabschnitte (606b, 606c) auf dem Umfang der Steuerscheibe (606a) mit zwei um 1800 versetzten Bohrungen (602c, 602d) im zylindrischen Gehäuse (602) für die Druckmittelzufuhr und -abfuhr zusammenwirken.

   19. Drehkolbenmotor nach einem der Ansprüche 8, ii, 13, 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Freilaufkupplungen (16) als reversierbare Freilaufkupplungen zur Drehrichtungsumkehr ausgebildet sind.

   20. Drehkolbenmotor mit einem der Ansprüche 9 - il, 14 - i6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das periodisch angesteuerte Umsteuerventil (12) einerseits direkt über Leitungen (504b) mit den mit Druckmedium beaufschlagbaren Seitenflächen der Reibungskupplungen in Verbindung steht und andererseits über ein doppeltes Umsteuerventil (14) zur Drehrichtungsumkehr mit den Druckmittelzuleitungen und -ableitungen (504m, 504n) zu bzw. von der zwischen den Kolben (508a, 508b) gebildeten Räumen (510a, 510b, 5ila, 511b) in Verbindung steht.