DE2852477C2

DE2852477C2 - Rotary piston machine

Info

Publication number: DE2852477C2
Application number: DE19782852477
Authority: DE
Inventors: Hans 5231 Woldert Göbler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-05
Filing date: 1978-12-05
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE2852477A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine, im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse, einem feststehenden Zahnkranz, einem beweglichen Innenzahnrad, einer Exzenterwelle und einem Steuerdrehschieber, wobei der Zahnkranz und das Innenzahnrad Verdrängcrzellen miteinander bilden, die Steuerdrehscheibe die Verdrängerzellen funktionsgerecht mit dem Druck- und Niederdruckanschluß der Rotationskolbenmaschine verbindet, indem sie über Ringkanäle mit dem Druckanschluß und dem Niederdruckanschluß in Verbindung steht und örtliche Ausnehmungen am Auflenrand aufweist, von denen mindestens eine mit dem Ringkanal für den Druckanschluß und eine andere mit dem Ringkanal für den Niederdrückanschluß verbunden sind, wobei die Exzenterwelle den Steuerdrehschieber mitnimmt und mit dem Innenzahnrad für eine gegenseitige Mitnahme in Eingriff steht und wobei zwischen dem Steuerdrehschieber und den Verdrängerzellen Strömungskanäle im Gehäuse vorgesehen sind.The invention relates to a rotary piston machine, consisting essentially of a housing, a fixed ring gear, a movable internal gear, an eccentric shaft and a control rotary valve, wherein the ring gear and the internal gear form displacement cells with one another, the control turntable the displacement cells function properly with the pressure and low pressure connection of the rotary piston machine connects by being connected to the pressure connection and the low-pressure connection via ring channels stands and has local recesses on the outer edge, of which at least one with the annular channel for the pressure connection and another connected to the ring channel for the low pressure connection are, wherein the eccentric shaft takes the rotary valve and with the internal gear for a mutual Entrainment is in engagement and flow channels between the rotary control valve and the displacement cells are provided in the housing.

Bei einer bekannten Rotationskolbenmaschine dieser Art (vgl. DE-AS 11 38 639) wirken zwei Verteilerscheiben als Steuerdrehschieber. Sie sind beidseits des Innenzahnrades auf die Exzenterwelle aufgebracht und laufen in seitlichen zylindrischen Aussparungen des Zahnkranzes, welcher gleichzeitig die Gehäuseuinfangswand bildet. In axialer Richtung wird das Gehäuse von sogenannten Seitenschilden abgeschlossen, in die die Ringkanäle eingelassen sind.In a known rotary piston machine of this type (cf. DE-AS 11 38 639), two distributor disks act as a rotary valve. They are attached to the eccentric shaft on both sides of the internal gear and run in lateral cylindrical recesses of the ring gear, which at the same time forms the housing wall. In the axial direction, the housing is closed off by so-called side shields, in which the ring channels are let in.

Die Verteilerscheibcn müssen vor allem in den seitlichen zylindrischen Aussparungen des Zahnkranzes gut dichten, darüber hinaus aber auch zu den Seitenschilden hin; sie müssen radial wie axial wirksam sein. Die gegenseitige Anpassung der einzelnen Bauteile und insbesondere die Herstellung wirksamer Dichtflächen in den verschicdenen Ebenen ist zweifellos sehr aufwendig. Mit anderen Worten, die Bauteile einer bekannten Rotationskolbenmaschine sind nur sehr teuer herzustellen und zeitraubend zu montieren. Ebenso problematisch ist es, eine bekannte Rotationskolbenmaschine zu Reinigungs- und Kontrollzwecken zu demontieren, um gegebenenfalls Verschleißerscheinungen rechtzeitig vorbeugen zu können. Es verwundert daher nicht, daß sich diese Ausführungsform mit ihren vielen Bauteilen in der Praxis nicht durchgesetzt hat, obwohl die danach mögliehe kurze Bauform für viele Einsatzzwecke erwünscht wäre.The distributor disks must above all in the lateral Seal the cylindrical recesses of the ring gear well, but also to the side shields there; they must be effective both radially and axially. The mutual adaptation of the individual components and in particular the production of effective sealing surfaces in the various levels is undoubtedly very complex. With In other words, the components of a known rotary piston machine are only very expensive to manufacture and time consuming to assemble. It is just as problematic to clean a known rotary piston machine and for control purposes in order to prevent signs of wear and tear in good time to be able to. It is therefore not surprising that this embodiment with its many components in the Practice has not enforced, although it is possible afterwards short design would be desirable for many purposes.

Durchgesetzt haben sich vielmehr Ausführungsformen anderer Art (vgl. US-PS 34 46 153). Dabei werden zur Steuerung zweiteilige Weilen herangezogen, wovon der hintere Teil die An- oder Abtriebswelie darstellt, axial gerichtet ist und axial läuft und der vordere Teil für den Bewegungsausgleich zwischen der quasi exzentrischen Bewegung des !nnenzahnrades und der reinen Drehbewegung des hinteren Teils der Welle sorgt.Rather, embodiments of a different type have prevailed (see US Pat. No. 3,446,153). Be there two-part shafts are used for control, of which the rear part represents the input or output shaft, is axially directed and runs axially and the front part for the movement compensation between the quasi eccentric Movement of the internal gear and the pure rotary movement of the rear part of the shaft.

Nachteilig an einer solchen Welle ist ihre große Baulänge. Eine Rotationskolbenmaschine mit ein^r derartigen Welle läßt sich nämlich für viele Fälle nicht einsetzen, insbesondere nicht bei Kleinfahrzeugen und Kleingeräten, z. B. Rasenmähern.The disadvantage of such a shaft is its great overall length. A rotary piston machine with one such Shaft cannot be used in many cases, especially not in small vehicles and small appliances, z. B. lawn mowers.

Hier setzt nun die Erfindung an. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rotationskolbenmaschine dahingehend zu verbessern, daß bei kurzer Bauart die Funktion des Steuerdrehschiebers durch weniger Einzelbauteile ermöglicht wird.This is where the invention comes in. It is based on the task of a rotary piston machine of the generic type to the effect that with a short design the function of the rotary control valve by less Individual components is made possible.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die örtlichen Ausnehmungen des Steuerdrehschieber* als Nutenabschnitle einer Umfangsnut ausgebildet sind, welche mit den Strömungskanälen verbindbar sind, und daß die Ringkanäle in Form von Umfangsnuten beidseits und parallel zu den Nutenabschnitten am Steuerdrehschieber angeordnet sind, wobei die Umfangsnuten und die Nutenabschnitte auf der Exzenterwelle angeordnet sind.The object is achieved according to the invention in that the local recesses of the rotary control valve * are designed as groove sections of a circumferential groove which can be connected to the flow channels, and that the annular channels in the form of circumferential grooves on both sides and parallel to the groove sections on the rotary control valve are arranged, wherein the circumferential grooves and the groove sections are arranged on the eccentric shaft are.

Mit der Erfindung lassen sich Rotationskolbenmaschinen von besonders kleiner Bauform bei nur wenigen Bauteilen realisieren und auch neue Anwendungsgebiete erschließen.With the invention, rotary piston machines of a particularly small design can be used with only a few Realizing components and opening up new areas of application.

Vorteilhaft sind der Steuerdrehschieber und die Exzenterwelle einstückig ausgebildet.The rotary control valve and the eccentric shaft are advantageously designed in one piece.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Darin zeigtThe invention is described in more detail below with reference to the drawing for a preferred embodiment. In it shows

Fig. 1 eine Rotationskolbenmaschine als Hydraulik-Motor in Draufsicht,1 shows a rotary piston machine as a hydraulic motor in plan view,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 im Schnitt entiang der Linie U-H, wobei die Welle in voller Ansicht dargestellt ist und die Nutenabschnitte zur besseren Übersicht etwas auf ihrer Umfangslinie versetzt sind,Fig. 2 shows the object of Fig. 1 in section entiang the line U-H, with the shaft shown in full view and the groove sections for better Overview are slightly offset on their circumferential line,

Fig. 3 die Welle nach F i g. 2 mit ihren Nutenabschnitten in natürlicher Lage und3 shows the shaft according to FIG. 2 with their groove sections in a natural location and

F i g. 4 die Welle nach Fig.! in Einzeldarstellung.
Nach den Fi g. 1 und 2 weis' der Hydraulik-Motor im wesentlichen ein Gehäuse 1. eine Gehäusescheibe 2. einen feststehenden Zahnkranz 3. ein bewegliches Innen-F i g. 4 the shaft according to Fig.! in individual representation.
According to the Fi g. 1 and 2, the hydraulic motor essentially has a housing 1. a housing washer 2. a fixed ring gear 3. a movable inner

b^r> zahnrad 4. eine Abdeckplatte 5 sowie eine Welle (Exzenterwelle) β auf. Die Gehäusescheibe 2 stellt dabei eine Ergänzung des Gehäuses 1 dar und ist mit diesem feststehend verbunden. Ebenso sind der Zahnkranz 3b ^r > gear 4. a cover plate 5 and a shaft (eccentric shaft) β. The housing washer 2 is an addition to the housing 1 and is fixedly connected to it. The gear rim 3

und die Abdeckplatte 5 feststehend mit dem Gehäuse 1 verbunden.and the cover plate 5 is fixedly connected to the housing 1.

Wie ersichtlich, ist das Gehäuse 1 symmetrisch zu einer Mittelachse 7 aufgebaut Nach unten wird es von dem einen Ende 6a der Welle 6 durchdrungen, welches als Abtriebswelle wirkt Mit diesem Ende ist die Welle 6 in einem Lager 8, einem Kugellager, geführt Letzteres gilt auch für das andere Ende 6Zj der Welle 6.As can be seen, the housing 1 is constructed symmetrically to a central axis 7 penetrated by one end 6a of shaft 6, which acts as an output shaft. With this end, shaft 6 is penetrated guided in a bearing 8, a ball bearing, the latter also applies to the other end 6Zj of the shaft 6.

In ihrem mittleren Bereich zwischen ihren Enden 6a und Sb weist die Welle 6 als Bestandteil einer Süuerdrehscheibe zwei radiale Nutenschnitte 9a und 9b auf, welche einander gegenüberliegend auf einer Umfangslinie angeordnet und in F i g. 2 gegenüber der Schnittlinie nach F i g. 1 etwas versetzt auf ihrer Umfangslinie dargestellt sind. Ferner sind beidseits und parallel zu den Nutenabschnitten 9a, b noch umlaufende Nuten 10 und 11 angeordnet. Die Nutenabschnitte 9a, b und die Nuten 10, 11 sind in den Fig. 1 und 2 etwas dunkler gekennzeichnet. Schließlich besitzt die Welle 6 an ihrem Ende 66 noch einen zur Mittelachse 7 versetzten Zapfen 12, welcher in das Innenzahnrad 4 eingreift, und von einem Kugellager 13 umgeben ist. Wie ersichtlich, sieht das Innenzahnrad 4 exzentrisch zur Mittelachse 7 und greift der Zapfen 12 mittig in das Innenzahnrad 4 ein.In its central area between its ends 6a and Sb , the shaft 6 has two radial groove cuts 9a and 9b as part of a rotary disk, which are arranged opposite one another on a circumferential line and are shown in FIG. 2 opposite the line of intersection according to FIG. 1 are shown slightly offset on their circumference. Furthermore, circumferential grooves 10 and 11 are arranged on both sides and parallel to the groove sections 9a, b. The groove sections 9a, b and the grooves 10, 11 are marked somewhat darker in FIGS. 1 and 2. Finally, at its end 66, the shaft 6 also has a pin 12 offset from the central axis 7, which engages in the internal gear 4 and is surrounded by a ball bearing 13. As can be seen, the internal gear 4 looks eccentric to the central axis 7 and the pin 12 engages in the center of the internal gear 4.

Das Gehäuse 1 ist mit Bohrungen 14 zur Befestigung der Abdeckplatte 5 versehen, ferner mit Öffnungen 15 und 16, von denen jeweils die eine den Einlaß oder den Zulauf für die Antriebsflüssigkeit (Druckanschluß) und die andere den Auslaß oder den Ablauf für die Antriebsflüssigkeit (Niederdruckanschluß) bildet und umgekehrt, je nachdem in welcher Richtung sich die Welle 6 drehen soll. Im vorliegenden Beispiel bildet die Öffnung 15 den Zulauf und die öffnung 16 den Ablauf. Die Öffnung 15, welche sich in axialer Richtung durch die Abdeckplatte 5, den Zahnkranz 3, die Gehäusescheibe 2 und teilweise das Gehäuse 1 erstreckt, ist dabei über einen radialen Verbindungskanal 15a mit der Nut 10 verbunden. In ähnlicher Weise steht die Öffnung 16 über einen Verbindi'ngskanal 16a mit der Nut 11 in Verbindung, was in F i g. 2 — bei versetzter Lage — gestrichelt angedeutet ist. Andererseits sind die Nut 10 mit dem Nutenabschnitt 9a und die Nut 11 mit dem Nutenabschnitt 9b verbunden.The housing 1 is provided with bores 14 for fastening the cover plate 5, furthermore with openings 15 and 16, one of which is the inlet or the inlet for the drive fluid (pressure connection) and the other the outlet or the outlet for the drive fluid (low pressure connection ) and vice versa, depending on the direction in which the shaft 6 is to rotate. In the present example, the opening 15 forms the inlet and the opening 16 the outlet. The opening 15, which extends in the axial direction through the cover plate 5, the ring gear 3, the housing disk 2 and partially the housing 1, is connected to the groove 10 via a radial connection channel 15a. In a similar way, the opening 16 is connected to the groove 11 via a connecting channel 16a, which is shown in FIG. 2 - in the case of an offset position - is indicated by dashed lines. On the other hand, the groove 10 is connected to the groove portion 9a and the groove 11 is connected to the groove portion 9b .

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, weist der Zahnkranz 3 Ausnehmungen 17 auf und besitzt das Innenzahnrad 4 Zähne 18. mit denen es abwechselnd in die Ausnehmungen 17 eingreift. Insgesamt sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel sieben Ausnehmungen 17 und sechs Zahn" 18 vorgesehen. Zwischen den Ausnehmungen 17, den Zahnen 18, der Abdeckplatte 5 und der Gehäusescheibe 2 entstehen bei der Bewegung des Innenzahnrades 4 Zwischenräume, deren Volumen sich fortlaufend ändert (Verdrängerzellen). Im Bereich der Ausnehmungen 17 sind Strömungskanäle 19 vorgesehen. Diese erstrecken sich hier im wesentlichen in axialer Richtung in das Gehäuse 1 und besitzen radiale Abschnitte zur Verbindung mit den Nutenabschnitten 9a, b. Zur besseren Übersicht ist die im Einsatz bei einemAs shown in FIGS. 1 and 2, the ring gear has 3 recesses 17 and the internal gear has 4 teeth 18 with which it alternately engages in the recesses 17. A total of seven recesses 17 and six teeth 18 are provided in the present embodiment. Between the recesses 17, the teeth 18, the cover plate 5 and the housing disc 2, when the internal gear 4 moves, spaces are created, the volume of which changes continuously (displacement cells) Flow channels 19 are provided in the area of the recesses 17. These extend here essentially in the axial direction into the housing 1 and have radial sections for connection to the groove sections 9a, b

ίο Hydraulik-Motor gezeigte Welle 6 samt Steuerdrehschieber in Fig.3 noch einmal allein dargestellt, und zwar in ihrer natürlichen Lage bei einem Schnitt entlang der Linie H-II nach F i g. 1. Ebenso ist in F i g. 4 die Welle 6 bzw. der Steuerdrehschieber noch einmal gemäß F i g. 1 einzeln dargestelltίο Hydraulic motor shown shaft 6 including control rotary valve in Fig.3 again shown alone, and although in their natural position in a section along the line H-II according to FIG. 1. Likewise, in FIG. 4 the wave 6 or the rotary valve once again according to FIG. 1 shown individually

Der gezeigte Hydraulik-Motor arbeitet wie folgt. Über die öffnung 15 wird von außen eine Antriebsflüssigkeit beispielsweise öl, in das Gehäuse 1 eingepumpt. Von dort fließt die Antriebsflüssigkeit über den Verbindungskanal 15a in die Nut 10 und den Nutenabschnitt 9a. Vom Nutenabschnitt 9a gelangt sie sodann über einige benachbarte Strömungskanäle 19 in die Verdrängerzellen zwischen dem Zahnkranz 3 und dem Innenzahnrad 4 und beaufschlagt dort die Zähne 18 des letzteren.The hydraulic motor shown works as follows. A drive fluid is supplied from the outside via the opening 15 for example oil, pumped into the housing 1. From there, the drive fluid flows through the connecting channel 15a into the groove 10 and the groove section 9a. From the groove section 9a it then passes over some adjacent flow channels 19 in the displacement cells between the ring gear 3 and the internal gear 4 and acts there on the teeth 18 of the latter.

Das Innenzahnrad 4 gerät dadurch in eine annähernd exzentrische Drehbewegung, während der es den Zapfen 12 und damit die gesamte Welle 6 in einer gegenläufigen Bewegung, und zwar hier mit sechsfach gesteigerter Geschwindigkeit mitnimmt.The internal gear 4 thereby gets into an approximately eccentric rotational movement, during which it the pin 12 and thus the entire shaft 6 in a counter-rotating movement, here with a sixfold increase Speed takes with you.

Der Zapfen 12 führt jedesmal eine volle Drehbewegung aus, wenn s^;ch das Innenzahnrad 4 mit einem Zahn 18 von einer Ausnehmung 17 zur nächsten Ausnehmung 17 weiterbewegt. Die Drehgeschwindigkeit des Zapfens 12 ist damit gegenüber der Drehgeschwindigkeit des Innenzahnrades 4 soviel mal höher wie das Innenzahnrad Zähne hat.The pin 12 performs a full rotary movement each time s ^; ch the internal gear 4 with a tooth 18 is moved from one recess 17 to the next recess 17. The speed of rotation of the pin 12 is therefore as many times higher than the speed of rotation of the internal gear 4 as the internal gear has teeth.

Während durch die Drehbewegung der Welle 6 fortlaufend neue Strömungskanäle 19 mit dem Zulauf in der vorbeschriebenen Weise in Verbindung kommen, geraten die zurückliegenden Strömungskanäle 19 anschließend mit dem Nutenabschnitt 9b und dadurch letztlich mit der öffnung 16 in Verbindung. Darüber kann dann nach dem Expansionsvorgang die Antriebsflüssigkeit wieder abfließen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind maximal drei StrömungsLnäle mit dem Zulauf und maximal drei Strömungskanäk mit dem Ablauf verbunden und ein Strömungskanal währenddessen geschlossen. While the rotary movement of the shaft 6 continuously brings new flow channels 19 into connection with the inlet in the manner described above, the flow channels 19 lying behind come into connection with the groove section 9b and thus ultimately with the opening 16. The drive fluid can then flow away again after the expansion process. In the present exemplary embodiment, a maximum of three flow channels are connected to the inlet and a maximum of three flow channels are connected to the outlet and one flow channel is closed during this.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rotary piston machine, essentially consisting of a housing, a fixed ring gear, a movable internal gear, an eccentric shaft and a rotary control valve, the ring gear and the internal gear forming displacement rows with one another, the control turntable connecting the displacement cells functionally to the pressure and low pressure connection of the rotary piston machine, in that it is connected to the pressure connection and the low pressure connection via ring channels and has local recesses on the outer edge, at least one of which is connected to the ring channel for the pressure connection and another with the ring channel for the low pressure connection, the eccentric shaft taking the rotary control valve with it and with it the internal gear is in engagement for mutual entrainment and wherein flow channels are provided in the housing between the rotary control valve and the displacement cells, characterized in that the local recesses of the control Rehschiebers are designed as groove sections (9a, 9b) of a circumferential groove, which can be connected to the flow channels (19), and that the annular channels in the form of circumferential grooves (10, II) on both sides and parallel to the groove sections (9a, 96 ^ aUf of the eccentric shaft (6) are arranged.

2. Rotary piston machine according to claim!, Characterized characterized in that the rotary control valve and the eccentric shaft (6) are integrally formed are.