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Die
Erfindung betrifft eine hydraulische Druckvorrichtung mit geschlossener
Mitte. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Hydraulische Druckvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Historisch
ist bei hydraulischen Druckvorrichtungen der gesamte innere Hohlraum
der Druckvorrichtung unter Druck gesetzt. Dies erfordert die Verwendung
von Hochdruckdichtungen überall
in der Vorrichtung, umfassend Dichtungen, welche die Eingangs/Ausgangswelle
umgeben. Zusätzlich
wird hierbei das hydraulische Fluid einer Verunreinigung (Teilchen)
unterworfen, auf der Basis der körperlichen
Verunreinigungen, die durch die Abnutzung zwischen der Eingangs/Ausgangswelle
an dem Energiemechanismus erzeugt werden, beispielsweise beim Übergang
zur und von der Taumelstange in einer Gerotorvorrichtung. Die
US 36 06 601 und
US 46 97 997 zeigen Beispiele
typischer hydraulischer Gerotormotoren. Diese hydraulischen Gerotormotoren sind
betriebsfähig.
Die Motoren verwenden jedoch beide eine unter Druck gesetzte Mitte
(Zentrum). Gerotormotoren mit geschlossener Mitte haben viele Vorteile,
und eine Anzahl solcher Vorteile ist beschrieben in der
US 48 77 383 . Diese Patentschrift beschreibt
eine Lösung
für das
Problem von unter Druck gesetztem Fluid durch wirksames Isolieren
der Mitte bzw. des Zentrums der Gerotorvorrichtung von dem Betriebsfluid
zu dem und von dem Fluidenergiemechanismus. Die Vorrichtung gemäß
US 48 77 383 zeigt jedoch
in ihrer bevorzugten Ausführungsform die
Verwendung von Dichtungen an der Innenseite des umlaufenden Ventils,
um die Verbindung zu dem Taumelstangenantrieb abzudichten. Diese
Dichtungen erfordern einen etwas größeren inneren Querschnitt für das Ventil,
als er sonst möglich
wäre. Die Dichtungen
dienen auch dazu, die Größe der Verbindung
des Taumelstangenantriebs zu dem umlaufenden Ventil zu beschränken. Zusätzlich erfolgt
der Abfluß für das Zentrum
der hydraulischen Vorrichtung über
eine getrennte Abflußleitung,
die auf der Außenseite
des Gerotorgebildes angeordnet ist. Hierdurch ergeben sich Begrenzungen
hinsichtlich der Anwendung der bevorzugten Ausführungsform gemäß
US 48 77 383 .
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Die
Druckschrift
EP 0 207
687 B1 zeigt ebenfalls eine hydraulische Geroto-Druckvorrichtung,
bei der der gesamte innere Hohlraum der Druckvorrichtung den gleichen
Druck aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eine Verbesserung von Vorrichtungen
mit geschlossenem Zentrum, wobei die Abdichtung für die mittlere Antriebsöffnung des
Kommutatorventils durch die Verwendung eines beweglichen Kolbens
geschaffen ist. Dies dichtet die Öffnung ab, während auch
zusätzliche
Vorteile geschaffen sind umfassend die Möglichkeit, den Gehäuseabfluß für die Vorrichtung zentral
vorzusehen und zu vereinfachen.
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Es
ist ein Zweck der Erfindung, eine hydraulische Vorrichtung mit geschlossenem
Zentrum zu schaffen, bei welcher innere Abdichtungen vermieden sind.
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Es
ist weiter ein Zweck der vorliegenden Erfindung, die Größe der Verbindung
zwischen der Taumelstange und dem umlaufenden Ventil in einer Gerotorvorrichtung
zu vergrößern.
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Es
ist weiter ein Zweck der Erfindung, einen mittleren Gehäuseabfluß für einen
hydraulischen Motor zu schaffen.
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Es
ist weiter ein Zweck der Erfindung, die Kosten von Gerotorvorrichtungen
zu verringern.
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Diese
und andere Zwecke der Erfindung werden durch die Gesamtheit der
Merkmale des Patentanspruchs 1 und die Unteransprüche gelöst.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
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1 ist
eine mittlere Längsquerschnittsansicht
eines Gerotorgebildes, an welchem die Erfindung verkörpert ist.
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2 ist
eine in vergrößertem Maßstab gehaltene
Ansicht des Abdichtungsbereiches für die Gerotorvorrichtung gemäß 1.
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3 ist
eine der 2 ähnliche Ansicht einer abgewandelten
Dichtungsausführung.
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4 zeigt
eine Variation der abgewandelten Dichtungsausführung.
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5 ist
eine Teillängsschnittansicht
einer hydraulischen Druckvorrichtung, an welcher die Erfindung verkörpert ist.
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6 ist
eine seitliche Querschnittsansicht der End/Öffnungsplatte gemäß 5 nach
Linie 6-6 der 5.
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7 ist
eine seitliche Querschnittsansicht des umlaufenden Ventils der Vorrichtung
gemäß 5 nach
Linie 7-7 der 5.
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8 ist
eine Längsschnittansicht
einer gesamten hydraulischen Vorrichtung, einschließlich der Teilschnittansicht
gemäß 5.
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9 ist
eine Längsschnittansicht
einer abgewandelten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
Erfindung betrifft eine verbesserte Gerotorvorrichtung mit geschlossenem
Zentrum bzw. mit geschlossener Mitte. Eine grundsätzliche
Beschreibung einer Vorrichtung mit geschlossener Mitte findet sich
in der US-PS 4 877,383. Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß US-PS
4 877 383 werden O-Ringdichtungen für ein Ventil 14 verwendet
zusätzlich
zu einer Zapfenverbindung zwischen der Taumelstange 15 und
dem Ventil 14. Diese Gestaltung ist betriebsfähig. Sie
ist auch in vernünftiger
Weise komplex, wobei die speziellen Durchmesser und Anordnungsstellen
verschiedener Teile durch das Vorhandensein der O-Ringdichtungen
beschränkt
sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Gerotorvorrichtung,
bei welcher ein Kolben verwendet wird, um eine Dichtung für die geschlossene
Mitte zu schaffen. Dieser Kolben verbessert die Abdichtung zwischen
dem beweglichen Ventil und der stationären Vorrichtung. Der Kolben
ermöglicht auch
die Verwendung einer Taumelstange mit integralem Zehenteil. Die
Erfindung wird beschrieben in der bevorzugten Umgebung einer Gerotor-Motor-Pumpe 10 umfassend
ein Gehäuse 11,
welches eine Antriebswelle 12 enthält, die über eine Taumelstange 15 (1)
mit einem Gerotorgebilde 13 und einem Drehventil 14 verbunden
ist. Die Gerotorvorrichtung 10 kann Energie erzeugen, wenn
sie fluidisch als ein Motor an eine Hochdruckquelle angeschlossen
wird, oder sie kann Hochdruckfluid liefern, wenn sie körperlich
als eine Pumpe an eine Quelle drucklosen Fluids angeschlossen wird.
Nachstehend wird die Vorrichtung als ein Motor beschrieben.
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Die
Antriebswelle 12 ist in dem Gehäuse 11 für Drehung
zu diesem angeordnet. Bei einem Gerotormotor, wie er beispielsweise
in der US-PS 3 606 601 offenbart ist, werden die Geschwindigkeit
und die Richtung der Drehung der Welle 12 bestimmt durch das
Volumen, den Druck und die Richtung des Fließens des Fluids durch das Gerotorgebilde 13.
Bei der in der vorliegenden Anmel dung dargestellten Ausführungsform
wird der Fluidfluß durch
die Vorrichtung hindurch durch vier Ventile 80, 81, 82 und 83 gesteuert.
Diese Ventile 80 bis 83 werden in ausgewählter Weise
betätigt,
um eine Öffnung 30 oder 31 mit
einer Fluidpumpe 85 (Quelle von Druckfluid) und die andere Öffnung 31 bzw. 30 mit
dem Sumpf 86 (Abgabe von Fluid) zu verbinden, aus welchem
die Pumpe 85 Fluid abzieht bzw. ansaugt. Bei der dargestellten Ausführungsform
kann auch eine Hilfsöffnung
A in ausgewählter
Weise über
ein Ventil 88 mit der Fluidpumpe 85 verbunden
werden, um die Lager der Vorrichtung zu schmieren und zu kühlen, wenn
dies erforderlich ist. Ein Filter 89 filtert das Fluid
in der Schmierungsschleife vor der Abgabe an den Sumpf 86, um auf
diese Weise die Schmierungsfunktion wirksam von der Energiefunktion
der Vorrichtung zu trennen. Das Zentrum bzw. die Mitte der Vorrichtung ist
durch eine Dichtung für
eine geschlossene Mitte isoliert bzw. getrennt. Aus diesem Grunde
kann eine vollständig
getrennte Fluidschleife dazu verwendet werden, Fluid durch die Mitte
der Vorrichtung umlaufen zu lassen, und ein Abfluß kann dazu
verwendet werden, irgendwelches Fluid abzuziehen oder abfließen zu lassen,
welches in die Mitte der Vorrichtung eintritt, wobei keine Fluidverbindungen
dazu verwendet werden könnten,
es dem Fluid zu ermöglichen, von
selbst in der Mitte der Vorrichtung umzulaufen, und eine einendige
Vibrierkugelpumpe könnte
verwendet werden (used off of an occasionally pressurized area),
um Fluid von der Mitte der Vorrichtung zu dem gelegentlich oder
zufällig
unter Druck gesetzten Bereich umlaufen zu lassen, oder eine andere
Fluidhandhabungsseinrichtung könnte
mit einem solchen isolierten oder getrennten Zentrum verwendet werden.
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Die
Gestalt des Gehäuses 11 der
Motor/Pumpe 10 ist an die beabsichtigte Anwendung angepaßt, wobei
die Motor/Pumpe 10 sogar mit der zu verwendenden Ausführung einheitlich
ausgebildet sein kann (ein Merkmal, welches ermöglicht ist durch die Trennung
des Fluids innerhalb des Gerotorgebildes 13, wie es später beschrieben
wird).
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Das
Gerotorgebilde 13 ist an dem Gehäuse 11 abnehmbar angebracht,
vorzugsweise mittels Bolzen 19. Das Gerotorgebilde 13 umfaßt eine
Endplatte 20, eine Verteilerplatte 21, eine Gerotoreinrichtung 22 und
eine Ausgleichsplatte 23, die mittels Bolzen (nicht dargestellt)
fest miteinander verbunden sind, so daß eine einzige inegrale Einheit
geschaffen ist. Die dargestelle Gerotoreinrichtung (22)
ist ein umlaufender Rotor 16 innerhalb eines ortsfesten
Stators 17. Es könnten
auch andere Druckmechanismen als Energieerzeugungsmittel für die Vorrichtung
verwendet werden.
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Die
Endplatte 20 ist eine Endkappen- und Öffnungsplatte für die Vorrichtung 10.
Die Platte 20 kann aus einer einzigen Platte (1 bis 3)
oder aus mehreren Einzelplatten (4) bestehen.
Zwei Öffnungen 30 und 31 sind
in der Platte 20 gebildet, um die Fluidanschlüsse für die Vorrichtung
zu bilden. Eine Öffnung 31 steht
mit einem Kommutierungsring bzw. einem solchen Durchgang 32 in
der gegenüberliegenden
Fläche
der Platte 20 in Verbindung. Dieser Kommutierungsring bzw.
-durchgang 32 steht seinerseits mit dem mittleren Abschnitt 34 des
umlaufenden Ventils 14 in Verbindung, um hierfür eine Fluidverbindung
zu schaffen. Die andere Öffnung 30 steht
mit einem ringförmigen
Hohlraum 33 an der gegenüberliegenden Seite der Platte 20 in
Verbindung. Dieser Hohlraum 33 umgibt die äußere Umfangskante 35 des
umlaufenden Ventils 14, um eine zweite Fluidverbindung
zu dem Ventil 14 zu schaffen.
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Das
umlaufende Ventil 14 ist das Hauptventil für die Vorrichtung 10.
Bei der besonderen Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 wird
ein übliches
ringförmiges
Ventil verwendet, welches eine kreisförmige Mittelöffnung 34 und
eine umgebende kreisförmige
Kante 35 hat. Die Mittelöffnung 34 des Ventils 14 steht über den
Ring bzw. den Durchgang 32 mit der einen Öffnung 31 in
Verbindung. Die Außenseite
um die Außenkante 35 des
Ventils 14 herum steht mit der anderen Öffnung 30 in Verbindung.
(Als Folge der Tatsache, daß ein
Zwischenraum zwischen der äußeren Fläche des
umlaufenden Ventils 14 vorhanden ist, kann Fluid frei um
die Außenseite
des Ventils 14 herum fließen). Bei der Ausführungsform gemäß 4 wird
eine Umlaufbewegung eines modifizierten Ventils 14 als
das Hauptventil für
die Vorrichtung verwendet. Im Gegensatz zu der Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 ist
hier das Ventil 14 mit der Taumelstange 15 für Drehung
mit dieser verbunden und es sind getrennte Öffnungen für die Mittelöffnung 34 und
vertiefte Ausnehmungen in der Außenkante 35 vorhanden.
Dies ermöglicht eine
Größe der Gesamtvorrichtung,
die kleiner als bei Verwendung einer kreisförmigen Ventilvorrichtung ist.
Eine weitere Einzelheiten des Ventils 14 enthaltende Beschreibung
findet sich in der schwebenden USA-Patentanmeldung 07/471 475 vom
29. Januar 1990. Bei beiden Ausführungsformen
ist das Ventil 14 ein umlaufendes Ventil, welches in ausgewählter Weise
Fluid von zwei Öffnungen
an sich ausdehnende und sich zusammenziehende Gerotorzellen anlegt
durch Zweirichtungs-Fluiddurchgänge
in dem ortsfesten Körper
des Gehäuses
der Vorrichtung. Dies wird bevorzugt.
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Die
Verteilerplatte 21 befindet sich auf der von der Endplatte 20 abgewandten
Seite des umlaufenden Ventils 14 zwischen dem letzteren
und dem Rotor 16. Die Verteilerplatte 21 dient
dazu, die Mitte und äußere Abschnitte 35 des
umlaufenden Ventils 14 mit den Gerotorzellen zwischen dem
Rotor 16 und dem Stator 17 beim Betrieb der Vorrichtung
in ausgewählter
Weise zu verbinden. Die Verteilerplatte 21 selbst ist als
ein gelötetes
Gebilde aus dünnen
gestanzten Platten gebildet, wie es in der US-PS 4 697 997 offenbart ist.
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Druckfluid
wird nicht in die mittlere Taumelstangenantriebsöffnung des Verteilers 21 eingeführt, außer wenn
es erwünscht
wird (beispielsweise eine getrennte Lagerschmierungsschleife). Das
Druckfluid wird stattdessen zu dem Bereich der Vorrichtung nahe
dem umlaufenden Ventil 14 abgesondert durch die Abdichtung
der Taumelstangenantriebsverbindung zu dem Ventil 14. Diese
Abdich tung ist erhalten durch Beschränken der wirksamen Größe der Antriebsöffnung durch
die Verteilerplatte 21 hindurch zu einem Bereich, der durch
die Innenseitenantriebsfläche
des Ventils 14 abgedichtet werden kann. Um dies zu erzielen,
ist der Radius der Antriebsfläche
des Ventiles 14 geringfügig
größer als
der Radius der Öffnung
in der Verteilerplatte 21 plus der Versetzung der Mitte
des Ventils 14 gegenüber
der Mitte der Verteilerplatte 21. Mit einem solchen Verhältnis dichtet
die Innenseitenantriebsfläche
des Ventils 14 die Öffnung beim
Betriebsventilfunktionsumlauf des Ventiles 14 ab. Dieses
Verhältnis
ist in der bevorzugten Ausführungsform
erläutert,
wie sie in der US-PS 4 877 383 beschrieben ist. Irgendein Fluid,
welches durch die Dichtung hindurch in den mittleren Taumelstangenhohlraum
leckt, wird bequem abgezogen. Ein solches Fluid würde in nur
sehr kleinem Volumen vorhanden sein und nicht unter Druck stehen.
Eine innere Abflußverbindung
ist für
dieses Fluid vorgesehen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Dichtung für das Ventil mit einem Vorspannkolben,
um auf diese Weise auch den Hochdruck nahe dem Ventil in einer Weise
abzutrennen oder zu isolieren, daß das meiste Lecken innerhalb
der Vorrichtung verhindert ist.
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Als
Folge der Begrenzung des Hochdrucks auf den Bereich nahe dem Ventil 14,
ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, das Gerotorgebilde 13 als eine
selbsttragende Einheit zu behandeln. Die zugeordnete mechanische
Struktur (ähnlich
dem Gehäuse 11)
benötigt
keine Hochdruckdichtungen oder andere Mittel zum Einschließen von
Fluid. Die Gerotorgebildeeinheit kann an ein Gehäsue 11 angebolzt werden
oder auf andere Weise in mechanische Gebilde integriert werden mit
geringer Aufmerksamkeit hinsichtlich des Vorhandenseins von Hochdruckfluid innerhalb
des Gerotorgebildes 13. Diese Fluidtrennung ermöglicht es,
daß die
Funktionen der Antriebswelle 12 und des Gehäuses 11 in
die mechanischen Gebilde inkorporiert werdeb ohne die Notwendigkeit, in
solchen mechanischen Gebilden Hochdruckdichtungen vorzuse hen, wodurch
die wirksame Länge der
Vorrichtung beträchtlich
verkürzt
wird. Die Fluidtrennung ermöglicht
es auch, das Gerotorgebilde 13 von seinen zugeordneten
mechanischen Gebilden abzunehmen, ohne das Fluid in dem Gerotorgebilde
zu beachten. Sowohl das Gerotorgebilde als auch die mechanischen
Gebilde können
auf diese Weise bequem miteinander verbunden werden, voneinander
getrennt werden und unabhängig
voneinander repariert werden. Weitere Vorteile ergeben sich auch
aus der Trennung oder dem Einschließen des Fluids innerhalb des
Gerotorgebildes 13.
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Als
Folge der Verwendung des Vorspannkolbens auf der Seite des Ventils 14,
ist die mechanische Abdichtung auf der anderen Seite des Ventils 14 verbessert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, wie
sie dargestellt ist, umfaßt
dies die Abdichtung der Zweirichtungs-Ventilöffnungen in der Verteilerplatte 21.
Hierdurch wird die Wirksamkeit der Vorrichtung verbessert.
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Die
Platte 23 ist eine dünne
Platte, die zwischen dem Gehäuse 11 und
dem Gerotor 22 eingeschlossen ist. Die Platte 23 dichtet
allgemein das Gerotorgeilbde 13 gegen Fluidlecken ab. Falls
gewünscht,
kann eine kleine Tasche hinter ihr in dem Gehäuse 11 vorgesehen
sein, welche mit einer Hochdruckzufuhr verbunden ist. Dies könnte ausgeführt werden
beispielsweise durch Bildung von Löchern, die axial durch den
Rotor hindurchgehen und an jeder Fläche des Rotors enden. Andere
Löcher
in der Verteilerplatte 21 und in der Platte 23 würden innerhalb
der Grenzen des Bereiches angeordnet, der von den Löchern in
dem Rotor kontinuierlich überstrichen wird.
Die Löcher
in dem Rotor würden
die Löcher
in der Verteilerplatte überstreichen,
die mittels Hochdruck unter Druck gesetzt werden, wobei das Loch
in dem Rotor seinerseits die Löcher
in der Platte 23 überstreicht,
um die Tasche in dem Gehäuse 11 unter Druck
zu setzen. Der Druck des Fluids in der Tasche in dem Gehäuse würde seinerseits
die Platte 23 rückwärts in Richtung
gegen den Rotordruck drücken,
um auf diese Weise den Rotor auzugleichen. Wenn die Vorrichtung für Drehung
in zwei Richtungen vorgesehen ist bzw. gestaltet wird, können kleine
Rückschlagventile
verwendet werden, um die zweckentsprechende ausschließlich Hochdruckverbindung
zu gewährleisten.
Die Größe der Tasche
in dem Gehäuse 11 würde danach
gestaltet, einen Ausgleich für das
axiale Ungleichgewicht des Rotors gegenüber dem ankommenden hohen Druck
zu schaffen. Die Ausgleichsplatte ist im einzelnen in der US-Patentanmeldung
798 301 vom 15. November 1985 beschrieben, die zum US-Patent 4 717
320 geführt
hat.
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Die
Taumelstange 15 verbindet die Antriebswelle 12 mit
dem Rotor 16 und dem Ventil 14. Bei der dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
erstreckt sich eine integrale Verlängerung bzw. eine Zehe 40 von
dem Ende der Taumelstange 15 zur Verbindung mit dem umlaufenden
Ventil 14. Bei den Ausführungsformen
gemäß den 1 bis 3 erstreckt
sich eine Spitze 41 mit halbkreisförmigem Querschnitt dieser Zehe 40 in
eine kreisförmige Öffnung 42 in
dem Ventil 14, wobei im wesentlichen kein radiales Spiel
zwischen diesen vorhanden ist. Dies schafft eine genaue Ventilzeitsteuerung.
Die Verbindung der Taumelstange 15 mit dem umlaufenden Ventil 14 bei
der Ausführungsform
gemäß 4 ist ähnlich jedoch
mit Hinzufügung
einer Fortschalteinrichtung (dargestellte Keilnuten 120),
um das Ventil 14 mit der Taumelstange 15 für Drehung
mit dieser zu verbinden. Die Seiten der Zehe 40 sind so
gestaltet, daß maximale
Querschnittsfläche
entlang der vollständigen
Länge der
Zehe 40 erhalten wird. Hierdurch wird große Festigkeit
für die
Zehe 40 erhalten. Es wird bevorzugt, daß die Zehe 40 eine
geringe Verjüngung
bzw. einen geringen Spielraum entlang ihrer Länge hat derart, daß eine Überlappung
von mehr als einer Einheitsüberlappung
zwischen der Fläche
des Ventils 14 innerhalb der mittleren Öffnung 34 und der Innenseitenoberfläche der
Verteilerplatte 21 ermöglicht
ist. Dies schafft in Kombination mit der sich in Längsrichtung
erstreckenden Kappe 44 an der Innenseitenfläche der
Verteilerplatte 21 eine gute mechanische Abdichtung an
dieser kritischen Verbindung. Die Kappe 44 und das Ventil 14 haben vorzugsweise
im wesentlichen gleiche Härte,
bei der dargestellten Ausführungsform
bestehen sie aus RC-60-Stahl.
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Bei
seiner Umlaufbewegung verbindet das Ventil 14 die Öffnung 31 über die
mittlere Öffnung 34 mit
einigen Gerotorzellen der Gerotoreinrichtung 22, während die Öffnung 30 über die
umgebende Kante 35 die anderen Gerotorzellen der Gerotoreinrichtung über die
Verteilerleitung 21 verbindet, wie es für Vorrichtungen mit getrenntem
umlaufenden Ventil üblich ist.
Eine Hauptabweichung besteht jedoch darin, daß Fluid in dem Gerotorgebilde 13 allgemein
vollkommen isoliert ist. Weder die mittlere Öffnung des Rotor 16 noch
die mittlere Öffnung 56 des
Gehäuses 11 sind
mit irgendeiner Fluidquelle verbunden. Irgendwelches Restfluid,
welches in die Öffnungen
oder auf andere Weise in diesen Abschnitt der Vorrichtung gelangen
könnte,
wird über
einen kleinen Durchgang 60 bequem abgezogen bzw. abfließen gelassen,
der von den Öffnungen
zu einem äußeren Sumpf
führt (beispielsweise
zum Sumpf 86).
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Als
Folge der Fluidisolierung bildet das Gerotorgebilde 13 eine
getrennte vollständig
einheitliche Einrichtung. Diese Einrichtung kann zu irgendeinem Zeitpunkt
irgendwo angebracht oder abgenommen werden ohne Beachtung des Fluiddrucks,
der an die Öffnungen 30 und 31 angelegt
wird. Die Einrichtung kann auch mit Gehäusen 11 verwendet
werden, die nicht für
Hochdruckdichtungen gestaltet sind und auch solche Dichtungen nicht
haben. Diese Trennung ermöglicht
die Verwendung von Gerotorgebilden in einer größeren Vielzahl von Vorrichtungen.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind die Dichtungen, welche diese Trennung
für das
Ventil 14 ermöglichen,
durch einen federbelasteten Kolben 100 in einem Hohlraum 90 des
Gehäuses 11 (2, 3)
vorgesehen.
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Der
Kolben 100 wird dazu verwendet, eine mechanische ebene
Dichtung zwischen dem Gehäuse 11 (speziell
der Endplatte 20 und der Verteilerplatte 21) und
dem Ventil 14 derart zu drücken bzw. vorzuspannen, daß der Taumelstangenzehenantriebsbereich
gegenüber
Fluid abgedichtet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Kolben ein
allgemein zylindrisch gestalteter Teil 101. Es wird bevorzugt,
daß der
Kolben 100 aus bearbeitbarem Stahl hergestellt wird, der
eine Härte
hat, die geringer ist als die Härte
des Materials des Ventils 14. Auf diese Weise wird Abnutzung
auf den austauschbaren bzw. ersetzbaren Kolben 100 konzentriert.
Es ist zu bemerken, daß es
weiterhin bevorzugt wird, daß die Härte des
Materials des Kolbens 100 derart ist, daß es ermöglicht ist,
die zylindrische Form des Kolbens 100 zu drehen ohne die
Notwendigkeit für
spätere Wärmebehandlung.
Bei der dargestellten Ausführungsform
beträgt
die Härte
des Kolbens 100 angenähert
RC-37.
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Der
Kolben 100 arbeitet mit dem Hohlraum 90 zusammen,
um die Vorspannkraft für
die ebene mechanische Dichtung zu erzeugen. Der Hohlraum 90 ist
in dem Gehäuse 11 des
Gerotormotors 10 gebildet, vorzugsweise in der Endplatte 20 auf
der von der Verteilerplatte 21 abgewandten Seite des Ventils 14.
Dies ermöglicht,
daß ein
einziger Kolbenabdichtung an zwei Flächen des Ventils 14 erzeugt.
Der Hohlraum 90 selbst ist eine zylindrische Öffnung 91, die
allgemein der Gestalt des Kolbens 100 entspricht.
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Es
wird bevorzugt, daß der
Außendurchmesser
des Hohlraumes 90 nahe dem Ventil 14 ausreichend
größer als
der Außendurchmesser
des Kolbens 100 ist, so daß ein Fluidring oder Fluiddurchgang 32 dazwischen
gebildet ist. Dies erzeugt diesen Fluiddurchgang 32 ohne
die Notwendigkeit eines getrennten Herstellungvorganges an der Endplatte 20. Weiterhin
wird dadurch ein solcher Durchgang soweit innen wie möglich angeordnet
bzw. gebildet. Der Durchgang 32 ist seinerseits mit der Öffnung 31 verbunden
für Kommutation,
wie es zuvor beschrieben worden ist.
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Der
Kolben 100 der bevorzugten Ausführungsform gemäß den 1 und 2 hat
ein Loch 102 mit zwei Durchmessern, welches sich axial
durch den Kolben 100 erstreckt zur Verwendung mit einem mittleren
Anordnungsabschnitt 92 (später beschrieben), der sich
von der Endplatte 20 weg erstreckt. Eine kleine Stufe 103 ist
zwischen den beiden Durchmessern des Loches 102 vorgesehen.
Diese kleine Stufe 103 verringert den wirksamen Durchmesser des
Kolbens 100, der dem Druck unterworfen ist (wie es später beschrieben
wird). Diese Verringerung erniedrigt die Betriebskräfte zwischen
dem Kolben 100, dem Ventil 14 und der Verteilerplatte 21 auf
zu bevorzugende Abdichtwerte (das heißt Werte, bei denen an den
mechanischen Dichtungen keine unangemessene Abnutzung auftritt).
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Der
Hohlraum 90, der mit dieser bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird, umfaßt
einen mittleren Anordnungsabschnitt 92 (vergleiche 2 mit 3 oder 4).
Der Anordnungsabschnitt 92 hat zwei Durchmesser 93,
die wiederum durch eine kleine Stufe 94 voneinander getrennt
sind. Die Durchmesser des Anordnungsabschnitts 92 sind
allgemein so ausgewählt,
daß sie
an die Durchmesser des Kolbens 100, welche den Kolben 100 radial
abstützen, angepaßt sind,
während
sie weiterhin ermöglichen, daß der Kolben 100 an
dem Anordnungsabschnitt 92 axial gleiten kann. Es wird
bevorzugt, daß das
Ende 95 des Anordnungsabschnitts 92 geringfügig ausgenommen
ist mit Bezug auf die Ebene des Ventils 14 derart, daß irgendeine
Störung
mit dem Ventil 14 vermieden ist (später beschrieben). In dieser
Hinsicht ist zu bemerken, daß der
Kolben 100 sich über
das Ende des Anordnungsabschnitts 92 erstrecken könnte, falls
dies gewünscht
wird, und zwar derart, daß dem
Ventil 14 eine gleichmäßige oder
gleichförmige Fläche dargeboten
wird. Hierdurch würde
die Belastung über
einen größeren Oberflächenbereich
verteilt, obwohl zu Lasten einer erhöhten Reibung.
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Der
Spalt zwischen dem Kolben 100 und dem Hohlraum 90 ist
derart abgedichtet, daß die
Betriebskräfte
für den
Kolben 100 erzeugt werden. Bei den Ausführungsformen gemäß den 1 und 2 ist
eine O-Ringdichtung 110 zwischen der Stufe 94 des
Anordnungsabschnittes 92 und der Stufe 103 des
Kolbens 100 vorgesehen. Es wird bevorzugt, daß diese
Dichtung 110 eine Gegenhalterung 111 aus Polytetraflouräthylen (Teflon)
aufweist auf der Seite des O-Ringes 110, die jedweder Hochdruckverbindung
gegenüberliegt
(in diesem Fall lediglich der Fluiddurchgang 32). Diese
O-Ringdichtung 110 verhindert, daß irgendwelches Fluid aus dem
Durchgang 32 zwischen dem Anordnungsabschnitt 92 und dem
Kolben 100 ausleckt derart, daß über das Ende 41 des
Anordnungsabschnitts 92 eine Verbindung zu der Mitte des
Gehäuses 11 geschaffen
ist. Diese O-Ringdichtung 110 erfüllt daher den Zweck ähnlich demjenigen
der Dichtung 38B in der US-PS 4 877 383.
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Wenn
in dem Hohlraum 90 kein Anordnungsabschnitt 92 vorhanden
ist, sollte eine andere Führungseinrichtung
für den
Kolben 100 vorgesehen sein. Eine Führungseinrichtung sollte derart
sein, daß der
Außendurchmesser
des Kolbens 100 den Hohlraum 90 wenigstens auf
einem Teil seiner Länge kontaktiert
(3 und 4). Durch Verringern oder Verkleinern
dieses Berührungsabschnitts 130 können wiederum
die Vorspannkräfte
auf bevorzugten Abdichtungswerten gehalten werden. Dieser verringerte
oder verkleinerte Abschnitt 130 hat im wesentlichen den
gleichen Durchmesser wie ein Teil des Kolbens 100. Der
verkleinerte Abschnitt 130 kann auf diese Weise die gleiche
physikalische Lokalisierung und Führung für den Kolben 100 schaffen
wie der Anordnungsabschnitt 92, obwohl auf der Außenseite anstelle
auf der Innenseite. Wiederum ist eine Stufe 131 vorzugsweise
vorgesehen derart, daß die
für den Zylindereffekt
vorhandene Fläche
bzw. der entsprechende Bereich verkleinert ist. Bei den Ausführungsformen
gemäß den 3 und 4 ist
eine Dichtung 110 an der Außenfläche des Kolbens 100 vorgesehen,
um die Betriebskräfte zu
erzeugen (wiederum mit einer Gegenhalterung 111 aus Polytetraflouräthylen,
falls zweckentsprechend).
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Es
ist zu bemerken, daß in
allen Ausführungsformen
bevorzugt wird, daß der
Kolben 100 eine ausreichende Überlappung mit der ebenen Fläche des
Ventils 14 hat derart, daß eine mechanische ebene Abdichtung
ohne übermäßige Abnutzung
geschaffen ist (Abnutzung hauptsächlich
hervorgerufen durch eine Konzentration von Kräften auf eine zu kleine Fläche). Allgemein
gilt, daß,
je niedriger die Dichtungskraft des Kolbens ist, desto größer die
Berührungsfläche sein
muß. Vorzugsweise
beträgt
die Kraft über
die Dichtung angenähert
100 PSI (7 kg/cm2).
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Eine
Feder ist vorzugsweise in der Vorrichtung derart vorgesehen, daß eine anfängliche
Vorspannung für
den Kolben geschaffen ist. Eine Wellenfeder 120 ist zwischen
dem Ende 105 des Kolbens 100 und der Hinterwand 98 der
Ausnehmung 90 vorgesehen, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist.
Diese Wellenfeder 120 liefert eine Vorspannung für den Kolben 100 gegen
das Ventil 14. Dies ist nützlich beim Anlaufen und beim
Abstellen. Eine Schraubenfeder 125 ist in den 3 und 4 für einen ähnlichen
Zweck dargestellt. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform
beträgt
diese anfängliche
Belastung der Feder im wesentlichen 4,5 kg (10 Pfund). Beim Unterdrucksetzen
der Vorrichtung wird der Kolben 100 in Richtung aus dem
Hohlraum 90 heraus gedrückt
als Folge der Druckbelastung des Kolbens 100. In dieser
Druckbelastung wird der Oberflächenbereich
der Stufe 103 oder 131 multipliziert mit dem Druck
des Fluids in dem Durchgang 32, so daß die wirksame Dichtungskraft
für den
Kolben 100 weg von der Hinterwand 98 des Hohlraumes 90 geschaffen
wird. Es wird wiederum bevorzugt, daß diese Kraft etwa 100 PSI
(7 kg/cm2) beträgt.
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Der
auf den Kolben 100 wirkende Druck drückt diesen gegen die gegenüberliegende
Seite des Ventils 14. Hierdurch wird die Berührungsfläche zwischen
dem Kolben 100 und dem Ventil 14 abge dichtet.
Auf der anderen Seite des Ventils 14 ist eine Kappe 44 auf
der Innenseite des Mehrplattenverteilers 21 vorgesehen.
Diese Kappe 44 erstreckt sich um den Umfang des Innendurchmessers
der Verteilerplatte 21 und ist mit dieser einheitlich verlötet derart,
daß sie
mit ihr fluchtet. Der Außendurchmesser dieser
Kappe 44 ist gleichwertig dem Innendurchmesser der Verteilerplatte 21,
und hat eine Gestalt und eine Abmessung, die ausreichend sind, um Spielraum
für Bewegung
der Taumelstange 15 während
des Betriebes der Vorrichtung zu ermöglichen, während weiterhin eine Überlappung
der Fläche
des Ventils 14 auf der Innenseite der Öffnung 34 geschaffen
ist. Als Folge der auf den Kolben 100 wirkenden Kraft auf
der anderen Seite des Ventils 14 ist diese Überlappung
zwischen der Kappe 44 und dem Ventil 14 wiederum
eine druckbelastete ebene mechanische Dichtungsberührung. Der
Kolben 100 trennt auf diese Weise das Fluid in dem Ventil 14 von
dem Bereich innerhalb der Kappe 44 (und der Mitte des Gehäuses) ab.
Als Folge der Anordnung der Zweirichtungsventilfunktionslöcher an
der Fläche
der Verteilerplatte 21 (die Kappe 44 umgebend),
verbessert diese Druckbelastung die Abdichtung zwischen benachbarten
Ventilfunktionsöffnungen
gegen Auslecken an diesem kritischen Bereich. Hierdurch wird die
fluidische Wirksamkeit der Vorrichtung verbessert. Es ist zu bemerken,
daß vorzugsweise
eine getrennte Dichtung 39 für den Bereich vorgesehen ist, der
durch den Kolben 100 nicht druckbelastet ist. Diese Dichtung 39 vergrößert geringfügig die
Wirksamkeit der Vorrichtung durch Schaffen einer Dichtung zwischen
den beiden Ventilfunktionsöffnungen 33 und 34 des
Ventils 14. Diese Dichtung 39 geht nicht über irgendwelche Öffnungen.
Eine getrennte Dichtung 39 kann daher verwendet werden.
Da die Außenkante
des Ventils nicht den gleichen Abmessungs-, Abnutzungs- und anderen
Beschränkungen wie
die Mitte des Ventils unterworfen ist, ist diese Verwendung annehmbar.
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Durch
Verwendung des Zylinders oder Kolbens 100 zum Vorspannen
des Ventils 14 in massive Dichtungsberührung mit der Kappe 44 der
Verteilerplatte 21, kann die Dichtung für die Mitte des Ge häuses 11 in
einem kleineren Bereich als zuvor geschaffen werden. Wenn ein Kolben 100 die
Abdichtung schafft, ist es für
die kreisförmige Öffnung 42 und
die Ventilfunktionsöffnung 34 des
Ventils möglich,
die gleiche Fläche
zu überstreichen,
ohne die Abdichtung zu beeinträchtigen.
Dies ermöglicht
eine Optimierung hinsichtlich der Größe der Vorrichtung. Der Kolben 100 ermöglicht weiterhin
eine Vergrößerung der
Größe des Antriebs
(die Zehe 40), welche die Taumelstange 15 mit
dem Ventil 14 verbindet, wodurch diese kritische Verbindung
verstärkt
wird. Diese Zunahme der Größe ermöglicht auch
das Vorsehen eines Gehäuseabzugs
oder Gehäuseabflusses über das
umlaufende Ventil (wie es später
beschrieben wird). Der Kolben 100 vereinfacht die Herstellung,
Reparatur und den Betrieb der Vorrichtung, indem er es ermöglicht,
den O-Ring oder andere getrennte Dichtungen für die Mitte des Gehäuses 11 fortzulassen.
Die Verwendung eines Kolbens 100 ermöglicht weiterhin eine Verbesserung
der Dichtung einer Fläche,
welche über
Löcher
oder Vorsprünge streicht
ohne Beeinträchtigung
der Lebensdauer der Dichtung. Dies ermöglicht beispielsweise eine
Verbesserung der Abdichtung der Vorrichtung an den Zweirichtungsventilfunktionslöchern, die
von dem Ventil 14 überstrichen
werden. Dies verbessert die Gesamtwirksamkeit der Vorrichtung ohne
Nachteile für
die Lebensdauer.
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Die 5 bis 8 offenbaren
eine abgewandelte Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher die mittlere Öffnung des umlaufenden Ventils
als Teil des Gehäuseabzugs
oder Gehäuseabflusses
für die
Gerotoreinrichtung verwendet wird. Dies ermöglicht es, die Gehäuseabflußöffnung in
der Endplatte der Vorrichtung vorzusehen.
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Die
Gerotorvorrichtung 10 gemäß den 5 bis 8 hat
einen Körper
umfassend ein Gehäuse 11,
eine Schließplatte 18,
ein Gerotorgebilde 13, eine Verteilerplatte 21,
einen Tragarm 24 mit Spiel für Anbringung des Ventils 14 und
eine Endplatte 20. Diese Teile sind durch Bolzen 19 miteinander
verbolzt. In dem Gehäuse
sind eine Antriebswelle 12, eine Taumelstange 15,
ein Rotor 16 und ein Drehventil 14 bewegbar angeordnet.
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Das
Gehäuse 11 des
Körpers 10 der
Gerotorvorrichtung dient als Tragteil für die Drehantriebswelle 12.
Die Antriebswelle 12 ist radial an dem Gehäuse 11 durch
in Längsrichtung
angeordnete Radiallager 26 abgestützt. Ein getrenntes Schublager 27 überträgt irgendeine
Auswärtsbewegung
an der Antriebswelle 12 auf das Gehäuse 11 der Gerotorvorrichtung 10.
Eine Hauptdichtung 28 dichtet das Innere des Gehäuses 11 gegenüber der
Außenseite
ab. Als Folge des Vorsehens der Erfindung gemäß der vorliegenden Anmeldung
ist die Hauptdichtung 28 gewöhnlich nicht dem vollen hydraulischen
Druck unterworfen, der beim Betrieb der Gerotorvorrichtung 10 angewendet
wird. Aus diesem Grunde sind die Anforderungen für diese Hauptdichtung 28 beträchtlich
verringert gegenüber
denjenigen, die sonst vorhanden wären.
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Die
Schließplatte 18,
das Gerotorgebilde 13 und die Verteilerplatte 21 bilden
zusammen den Druckmechanismus für
die bevorzugte Ausführungsform
der Anmeldung. Diese Druckeinrichtung ist ein Gerotormechanismus
mit ortsfestem Stator 17 und umlaufenden Rotor 16.
Der ortsfeste Stator 17 und der Rotor 16 bilden
zusammen sich ausdehnende und sich zusammenziehende Gerotorzellen 29 in üblicher
Weise. Die Schließplatte 18 schließt diese
sich ausdehnenden und sich zusammenziehennden Gerotorzellen 29 auf
einer Seite des Gerotorgebildes 13 ab. Die Verteilerplatte 21 auf
der anderen Seite des Gerotorgebildes erfüllt den gleichen Zweck wie
die Schließplatte 18.
Zusätzlich
schafft die Verteilerplatte 21 eine Verbindung zwischen
dem Fluid in dem Drehventil 14 (später beschrieben) mit den sich
ausdehenden und sich zusammenziehenden Gerotorzellen 29.
Beispiele der Konstruktion eines Mehrplattenverteilers sind in den
US-PS'en 4 697 997
und 4 877 383 beschrieben. Andere Druckmechanismen und Verteilerausführungen
könnten
mit der Erfindung verwendet werden, falls dies gewünscht wird.
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Die
Tragausführung 24 mit
Spiel für
die Anbringung des Ventils 14 dient bei der besonderen Ausführungsform
dazu, einen Abstandsteil für
das Drehventil 14 zwischen der Verteilerplatte 21 und
der Endplatte 20 zu schaffen (später beschrieben). Zusätzlich dient
diese Tragausführung 24 zur
mechanischen Verbindung des Körpers
der Gerotorvorrichtung mit der körperlichen
Ausführung,
mit welcher die Gerotorvorrichtung 10 verwendet werden
soll. Der VentilSpielabschnitt könnte
entweder mit der Verteilerplatte 21 oder mit der Endplatte 20 einheitlich
ausgebildet sein, und andere Anbringungsmechanismen könnten weiterhin
verwendet werden für
den Körper der
Gerotorvorrichtung, falls dies zweckentsprechend wäre.
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Die
Endplatte 20 dient zum Vervollständigen des Körpers der
Gerotorvorrichtung 10. Die Endplatte 20 dient
auch dazu, Fluidverbindung zwischen der Gerotorvorrichtung und der
Außenseite
zu schaffen. Dies wird erzielt durch die Verwendung zweier Hauptbetriebsöffnungen 30 und 31 und
einer sekundären Abflußöffnung 50.
Die erste Öffnung 30 ist
innen mit dem ringförmigen
Hohlraum 33 verbunden, welcher das Drehventil 14 umgibt.
Auf diese Weise ist eine Fluidverbindung für die Gerotorvorrichtung geschaffen.
Es ist zu bemerken, daß,
da der ringförmige Hohlraum 33 sich über 360° rund um
das Drehventil 14 erstreckt, eine einfache Lochverbindung
dazu dienen würde,
die Öffnung 30 mit
diesem ringförmigen Hohlraum 33 zu
verbinden. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform
ist ein geringfügig
ausgenommener Ring 36 in der Endplatte 20 derart
vorgesehen, daß ein
zusätzliches
Maß an
Fluidverbindung geschaffen ist. Diese Ausnehmung 36 dient auch
dazu, im Betrieb die Oberfläche
des Drehventils 14 geringfügig zu schmieren.
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Die
zweite Öffnung 31 ist
mit dem mittleren Abschnitt 34 des Drehventils 14 derart
verbunden, daß Fluid
zwischen ihnen fließen
kann. Ein ausgenommener Kommutationsring bzw. ein solcher Durchgang 32 in
der Endplatte 20 dient dazu, die Fläche für Fluidverbindung zwischen
dem mittleren Abschnitt 34 und der Öffnung 31 zu vergrößern.
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Eine
einzelne Dichtung 39a dient dazu, den mittleren Abschnitt 34 des
Ventils 14 von dem ringförmigen Hohlraum 33 rund
um dieses Ventil 14 zu trennen. Diese Dichtung 39a ermöglicht geringe
axiale Bewegung des Ventils (sowie Kompensation für Wärmeausdehnung
usw.), während
eine körperliche Dichtung
zwischen den fluidischen Bereichen des Ventils 14 aufrecht
erhalten wird. Die anderen Flächen
zwischen dem Ventil 14 und der Verteilerplatte 21 und
zwischen dem Ventil 14 und der Endplatte 20 sind
körperlich
abgedichtet als Folge des Vorhandenseins des Kolbens 100 (wie
zuvor und später
beschrieben). Diese Verwendung einer einzelnen oder einzigen Dichtung 39a vereinfacht
die Vorrichtung, während
ihre Betriebslebensdauer verlängert
wird. Die bei der bevorzugten Ausführungsform dargestellte Dichtung 39a ist
aus einem Metallring gebildet, der durch einen integral angeschlossenen
inneren O-Ring gegen die Endplatte 20 vorgespannt ist.
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Die
Taumelstange 15 dient dazu, die Antriebswelle 12 mechanisch
mit dem Rotor 16 und dem Drehventil 14 zu verbinden.
In einer üblichen Gerotorvorrichtung
ist der die Taumelstange 15 umgebende Bereich dem vollen
hohen Druck unterworfen, der beim Betrieb des Gerotorgebildes 13 angewendet
wird. Hierdurch wird das Betriebsfluid den körperlichen Verunreinigungen
(Teilchen) unterworfen, die durch die Abnutzung in der mechanischen Verbindung
zwischen der Eingangs/Ausgangs-Welle und einem Ende der Taumelstange
und in der mechanischen Verbindung zwischen dem Rotor 16 und dem
anderen Ende der Taumelstange 15 erzeugt werden. Diese
körperlichen
Verunreinigungen verringern die Lebensdauer des Motors. In einer
Gerotorvorrichtung, wie sie in der US-PS 4 877 383 beschrieben ist,
wird dieses Problem überwunden
in einem gewissen Grad durch die Isolierung oder Trennung des zum
Gerotorgebilde, der Verteilerplatte und der Endplatte ge langenden
Betriebsfluids. Irgendein Restfluid, welches in den mittleren Taumelstangenhohlraum
der Vorrichtung gemäß US-PS
4 877 383 gelangt, wird durch einen Durchgang abfließen gelassen,
der sich zur Außenseite
des Gerotorgebildes erstreckt und in ausgewählter Weise mit den Öffnungen über Rückschlagventile
verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform,
die in der US-PS 4 877 383 offenbart ist, wird ein massiver Zapfen
dazu verwendet, die Taumelstange mit dem umlaufenden Ventil zu verbinden,
und ein Außenflächendurchgang
wird dazu verwendet als Abfluß an
dem mittleren Taumelstangenhohlraum. Dies ist teilweise so als Folge
der Abmessungen der verschiedenen Teile. Im Gegensatz dazu ist bei
der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung der Antrieb zum Drehventil 14 einheitlich
oder integral mit der Taumelstange 15, wobei die Verbindung
zur Abflußöffnung 50 erzielt
ist über
ein Loch 51, welches entlang der Längsachse der Endplatte 20 vorgesehen
ist. Diese auf der Achse liegende Verbindung ist ermöglicht,
weil die Abdichtung zwischen dem umlaufenden Ventil 14 und
der Verteilerplatte 21 durch den Kolben 100 geschaffen
ist anstelle durch die Verwendung traditioneller Dichtungen. Als
Folge dieses Nichtvorhandenseins von körperlichen Dichtungen ist es
möglich, die
mittlere kreisförmige Öffnung 42 des
Drehventils 14 zu vergrößern derart,
daß diese
mittlere kreisförmige Öffnung 42 einen
Bereich an oder sehr nahe der mittleren Längsachse der Endplatte 20 überstreicht.
Als Folge der Größe der kreisförmigen Öffnung 42 befindet
sich ein Loch 51, welches in dem durch die Öffnung 42 überstrichenen
Bereich an oder nahe dieser Achse gebohrt ist, in konstanter Verbindung
mit der mittleren kreisförmigen Öffnung 42 des Drehventils 14.
Dies ermöglicht
eine bevorzugte konstante Verbindung von Fluid zwischen ihnen, welche konstante
Verbindung einen mittleren Abflußdurchgang für die Vorrichtung
ermöglicht
(intermittierende Verbindung würde
auch funktionieren, obwohl nicht ganz so gut).
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
gemäß den 5 bis 8 ist
das Loch 51 direkt in dem Kolben 100 gebildet.
Das Loch 51 könnte
auch in dem Gehäuse
angeordnet sein, beispielsweise in dem Bereich 70 der Endplatte 20 innerhalb
des ringförmigen
Kolbens 100 gemäß 2.
Es ist zu bemerken, daß bei
dieser abgewandelten Ausführungsform der
Kolben 100 eine mechanische Abdichtung zwischen dem Durchgang 32 und
dem Bereich 70 schafft in Verbindung mit der kreisförmigen Öffnung 42 des
Ventils 14. Aus diesem Grunde ist konstante Verbindung
zwischen der Öffnung 42 und
dem Bereich 70 vorhanden, selbst wenn die Öffnung 42 die Längsachse
des Gehäuses
nicht körperlich überlappt.
Es ist weiter zu bemerken, daß bei
dieser Ausführungsform
das Abflußloch 51 irgendwo
innerhalb des Kolbens 100 mit dem Bereich 70 in
Verbindung stehen kann. Dies ergibt sich, weil der gesamte Bereich 70 wirksam
das Ende des Abflußloches 51 ist als
Folge der Tatsache, daß Fluid
vorhanden ist und frei über
den gesamten Bereich 70 bzw. über die gesamte Fläche 70 wandert
bzw. fließt.
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Bei
der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die tatsächliche
Größe der Öffnung 42 vorzugsweise
im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Endes der Taumelstange 15.
Hierdurch wird diese Verbindung ausreichend abgedichtet, um einen
Durchgang von Fluid entlang eines mittleren Loches 55 in
der Taumelstange 15 zu unterstützen (sowie auch genaue Ventilfuntion
zu schaffen). Falls gewünscht,
könnte
an dieser Stelle auch eine getrennte Dichtung vorgesehen sein. Der
effektive Radius der kreisförmigen Öffnung 42 ist
im wesentlichen gleich der oder größer als die Versetzung der
Achse des Ventils 14 und der Längsachse des Gehäuses 11.
Diese bevorzugte minimale Erstreckung ermöglicht konstante Verbindung
zwischen der Öffnung 42 und
dem Loch 51 an der Längsachse
des Gehäuses (es
ist zu bemerken, daß Anordnung
des Loches 51 irgendwo an der Fläche, die von der kreisförmigen Öffnung 42 überstrichen
wird, ebenfalls die erforderliche Verbindung schaffen würde. Dies
würde die
Abflußverbindung
schaffen.).
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Der
Kolben 100 gemäß den 5 bis 8 wird
durch eine große
Feder 120 gegen das Drehventil 14 gedrückt. Dies
ist ermöglicht als
Folge der Tatsache, daß der
Kolben 100 selbst druckbalanziert ist (das bedeutet, keinem
Zylindereffekt unterworfen ist auf der Basis des Hauptbetriebsdruckfluids
für die Vorrichtung).
Es ist zu bemerken, daß bei
der bevorzugten Ausführungsform
das Ventil 14 im übrigen druckbalanziert
bzw. druckausbalanziert ist trotz der Tatsache, daß der mittlere
Abschnitt 34 zwischen seinen beiden Seiten unterschiedlichen
Durchmesser hat. Dies trifft zu als Folge der Ähnlichkeit der Flächenbereiche
für den
mittleren Abschnitt 34 auf den beiden Seiten des Ventils 14.
Sich unterscheidende Durchmesser werden verwendet derart, daß die Anordnung
der Dichtung 39a optimiert und die Abdichtungsfläche zwischen
der Öffnung 34 und
dem Loch 47 in der Mitte der Verteilerplatte 21 maximiert
sind. Falls gewünscht,
könnten
sich unterscheidende Flächenbereiche
verwendet werden mit einem größeren Bereich
auf der Seite der End/Öffnungs-Platte 20, was
bevorzugt wird als Beitrag zu dem durch Federbelastung hervorgerufenen
Vorspanneffekt des Kolbens 100. Alternativ kann die Feder 120 durch
die Wirkung eines hydraulischen Zylinders ersetzt und/oder ergänzt werden,
parasitär
zu dem Betriebsdruck für
die Gerotorvorrichtung (wie gemäß den 1 bis 4).
Dies erfordert jedoch zusätzliche Ventilfunktions-
und/oder Fluiddurchgänge
in der Vorrichtung, zusätzliche
Teile, welche die Gestaltung und/oder die Herstellung des Mittelgehäuseabflusses der
Ausführungsform
gemäß den 5 bis 8 beeinträchtigen
oder komplizieren. Die Federkraft wird daher bevorzugt.
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Bei
einer abgewandelten Ausführungsform könnte das
Loch 51 in dem Kolben 100 direkt mit der Öffnung 30 oder 31 verbunden
werden über
Kugelrückschlagventile
derart, daß das
Loch 51 mit der Öffnung
verbunden wird, an welcher der niedrigste Druck herrscht. Hierdurch
würde die
Abflußöffnung 50 beseitigt
und ein integraler Abfluß geschaffen sein,
obwohl zu Lasten der Verunreinigung des Hauptbetriebsfluids der
Vorrichtung durch die Verunreinigungsbestandteile der körperlichen
Taumelstangenantriebsverbindungen. Aus diesem Grunde werden Kugelrückschlagventile
gewöhnlich
nicht bevorzugt.
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Der
Kolben 100 ermöglicht,
daß die
mechanische Verbindung zwischen der Taumelstange 15 und
dem Drehventil 14 gegenüber
der bevorzugten Ausführungsform
nach der US-PS 4 877 383 mit größerer Größe gebildet
werden kann. Hierdurch wird die mechanische Verbindung verstärkt, während die Kosten
für das
Schaffen einer solchen Verbindung verringert werden (das heißt, es ist
kein getrennter Zapfen erforderlich). Zusätzlich ermöglicht die mit Übergröße versehene
mittlere Öffnung 42 in
Kombination mit dem Loch 51 durch den Kolben 100 hindurch
ein Umlaufen des Fluids, aus den sich ausdehnenden oder sich zusammenziehenden
Gerotorzellen über
die mittlere Öffnung
der hydraulischen Gerotorvorrichtung 10. Dieses Umlaufen
wird erleichtert durch das Vorsehen eines zweiten Loches 55 entlang der
Länge der
Taumelstange 15. Als Folge dieses Loches 55 wird
das Fluid, welches aus den sich ausdehenden und sich zusammenziehenden
Gerotorzellen ausleckt, zu dem mit der Eingangs/Ausgangs-Welle 12 verbundenen
Ende der Taumelstange 15 gedrückt, wo es entlang des Loches 50 zu
dem Loch 51 durch den Kolben 100 und demgemäß zur Abflußöffnung 50 fließt. Hierdurch
wird die mechanische Verbindung zwischen der Eingangs/Ausgangs-Welle 12 und
der Taumelstange 15 usw. geschmiert und gekühlt. Das
Loch 55 befindet sich vorzugsweise an der Achse der Taumelstange 15.
Hierdurch wird die Herstellung erleichtert. Dies schafft weiterhin
ein konstantes Umlaufen von Fluid zum Kopfende einer Schmierungsschleife 61 für die Schublager 27.
Diese Schmierungsschleife 61 ist erhalten durch Verwendung
des Schublagers 21 als eine Pumpe von einem radialen Loch 61 über die
radialen Lager 26 zurück zu
dem mittleren Bereich der Gerotorvorrichtung 10 nahe der
Schließplatte 18.
Hierdurch werden gleichzeitig alle kritischen Lager für die Vorrichtung
gekühlt und
geschmiert.
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Obwohl
die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform mit einem gewissen
Grad an Besonderheit beschrieben worden ist, ist zu verstehen, daß zahlreiche Änderungen
ausgeführt
werden können,
ohne von der nachstehend beanspruchten Erfindung abzuweichen. Beispielsweise
zeigt 9 die Verwendung eines Taumelstangesloches für Drainage,
vorgesehen bei der Vorrichtung gemäß US-PS 4 533 302. Um dies
auszuführen,
wird es bevorzugt, daß der
die Antriebswelle 201 umgebende mittlere Hohlraum 200 von
einer direkten Verbindung zu dem Druckeingang in die Vorrichtung
getrennt wird. Als Folge dieser Trennung würde irgendwelches Fluid, welches
in den Hohlraum 200 eintritt, vorhanden sein als Folge
des Hochdruckleckens aus dem Ventil 202 und des Gerotorgebildes 203.
Die Vorrichtung gemäß US-PS
4 533 302 wird modifiziert durch das Vorsehen eines Loches 204,
welches sich entlang der Länge
der Taumelstange 205 erstreckt, und eines zweiten Loches 206,
welches sich entlang der Länge der
Ventilantriebswelle 207 erstreckt. Ein Rohr 208 erstreckt
sich durch die Länge
des Loches 204 in der Taumelstange 205 und des
zweiten Loches 206 in der Ventilantriebswelle 207,
um diese Löcher
derart zu vereinigen, daß Fluid
am Kopfende 210 der Taumelstange 205 zu dem Ventilende 211 der
Ventilwelle 207 geführt
wird. Ein sekundäres
Kautschukstück 212 nahe
dem Drehventil 202 dichtet die gezahnte Antriebsverbindung
zwischen der Ventilwelle 207 und dem Ventil 202 derart
ab, daß irgendwelches
Fluid am Ventilwellenende 211 entlang des Loches 213 in
dem Ventil 202 durch den Durchgang 214 fließt, um mit
der Abflußöffnung 215 in
Verbindung zu gelangen. Die getrennte Dichtung 212 wird
verwendet, um den gezahnten Antrieb an dieser Stelle zu schließen, ein
Antrieb, der sonst eine ausreichende Fluidmenge im Bypass fließen lassen
kann derart, daß die Wirksamkeit
der Abflußschleife
beeinträchtigt
bzw. in Frage gestellt wird. (Die bevorzugte Ausführungsform
hat eine glatte nicht gezahnte Verbindung mit dem Ventil und hat
demgemäß als solche
einen kleineren Leckpfad derart, daß keine getrennte Dichtung erforderlich
ist). Bei ausreichend engen Toleranzen würde keine ge trennte Dichtung 212 erforderlich sein.
Im Betrieb wird durch das natürliche
Auslecken aus dem Ventil 202 und dem Gerotormechanismus 203 die
Kammer 200 unter Druck gesetzt. Dieses Fluid wandert dann
von dem Kopfende der Taumelstange entlang der Länge des Rohres 208 und
der Durchgänge 213 und 214 und
tritt an der Abflußöffnung 215 aus.
Es ist zu bemerken, daß es
bevorzugt wird, daß die
Enden der Taumelstange 205 und der Ventilwelle 207 Glockengestalt 220 haben
derart, daß der
Druck bzw. die Kräfte
an dem Rohr 208 an der Verbindung zwischen der Taumelstange 205 und der
Ventilwelle 207 verringert sind. Die Länge des Rohres 208 wird
vorzugsweise derart ausgewählt, daß keine
Beanspruchung an ihm vorhanden ist, wenn die Taumelstange 205 und
die Ventilwelle 207 in ihren Betriebspositionen ausgerichtet
sind, wie es in 9 dargestellt ist. Es ist zu
bemerken, daß bei dieser
besonderen Ausführungsform
die Abflußöffnung 215 fortgelassen
werden könnte,
wenn der Durchgang 213 mittels eines Kugelrückschlagventils mit
den beiden Fluidanschlüssen 221, 222 der
in 9 dargestellten hydraulischen Vorrichtung verbunden
ist. Daher sind andere Modifikationen auch möglich, ohne von der nachstehend
beanspruchten Erfindung abzuweichen.