DE4222644C2 - Als Motor oder Pumpe betreibbare Rotationsscheibenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine als Motor oder Pumpe betreibbare Rotationsscheibenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Rotationsscheibenmaschine ist durch die US 27 14 858 bekanntgeworden. Bei dieser Rotationsscheibenmaschine werden die Gleitschuhe im wesentlichen hydraulisch nach außen gegen ihre Laufbahn gedrückt. Ein Ausführungsbeispiel zeigt eine mechanische Abstützung der Stößel, durch welche jedoch nicht der erforderliche Längenausgleich erzielbar ist. Dadurch können zwischen den Gleitschuhen und ihrer Laufbahn Undichtigkeiten auftreten, die den Wirkungsgrad der Rotationsscheibenmaschine reduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine umlaufende Rotationscheibenmaschine zu schaffen, die mit einer ver­ gleichsweise geringen Anzahl von Bauteilen auskommt und daher entsprechend störunanfällig sowie wenig aufwendig bezüglich der Konstruktion und der Herstellung ist und bei der eine bessere Abdichtung erzielt werden kann, so daß die Verluste dieser Maschine vergleichsweise gering sind und folglich der Wirkungsgrad der Maschine entsprechend hoch ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise gelangt man zu einer Rotationsmaschine, deren Stößel nicht als Kolben wirken und in axialer Rich­ tung keine Arbeitskräfte aufnehmen müssen. Die Stößel mit den Gleitschuhen unterteilen den Zylinderraum in einen Zufuhr- und einen Abfuhrraum, in denen unterschiedliche Drücke herrschen. Die Rotationsscheibe wird durch ihre exzentrische Lagerung zum Zylinderraum in Drehung ver­ setzt. Die Gleitschuhe werden an der Innenwand des Zylin­ derraumes geführt und machen je Umdrehung der Rotations­ scheibe in ihr eine axiale Bewegung mit einem Hub, der der doppelten Exzenterverstellung entspricht. Diese Axialbewegung pro Zeit ist im Verhältnis zur Axialbewe­ gung eines Hubkolbenmotors sehr klein. Es ergeben sich daraus im Verhältnis zum Hubkolbenmotor sehr kleine Be­ schleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte. Zudem wirken an den Stößeln mit Gleitschuhen Fliehkräfte, die den Be­ schleunigungs- bzw. Verzögerungskräften entgegengesetzt wirken, so daß diese Maschine vergleichsweise geringe in­ nere Verluste aufweist. Damit verbunden ist ein günstiger Wirkungsgrad der Maschine. Hinzu kommt, daß die Maschine aus vergleichsweise wenig Bauteilen besteht und daher entsprechend störunanfällig und wenig aufwendig bezüglich der Konstruktion und der Herstellung ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in der Rotationsscheibe vier radiale Bohrungen in einer gemeinsamen Ebene innerhalb der Rotationsscheibe jeweils in einem Winkel von 90° aufeinander stehend vor­ gesehen sind, in denen je ein Stößel mit je einem Gleit­ schuh radial beweglich angeordnet ist und wobei zentral im Bereich der inneren Enden der Stößel ein Längenaus­ gleichsstück vorgesehen ist.

Außerdem empfiehlt es sich, daß zwischen dem Einlaßkanal und dem den Zylinderraum radial begrenzenden Gehäuseteil ein Zuströmbereich und zwischen dem Auslaßkanal und dem Kreisring ein Abströmbereich vorgesehen sind.

Es können auch mehrere Zylinderräume auf der gleichen Achse mit Abstand zueinander nebeneinander angeordnet sein.

Der Motor bzw. die Pumpe können mit einem konstanten Schluckvolumen oder mit einem variablen Schluckvolumen ausgestattet sein. Für die Ausführung mit einem konstan­ ten Schluckvolumen ist eine fest eingebaute Exzentrizi­ tät zwischen Welle und Zylindergehäuse vorgesehen.

Für die Ausführung mit variablem Schluckvolumen sind vor­ teilhafterweise auf dem Gehäuse zwei diametral in Rich­ tung der Exzenterverschiebung gegenüberliegende Verstell­ kolben in zugeordneten Verstellzylindern vorgesehen, die von außen mit Druckmedium über ein Mengenverteilventil beaufschlagbar sind.

Das Gehäuse kann mit dem den Zylinderraum radial begrenzenden Gehäuseteil gegenüber der Welle eine konstante Exzentrizität einnehmen. - Das führt zu Vorteilen bei Verwendung von Gas als Arbeitsmedium.

An den Stößeln kann je ein Gleitschuhhalter vorgesehen sein, der eine zylindrische Lagerfläche für den zugeord­ neten Gleitschuh hat, in der der Gleitschuh mit passender zylinderförmiger umgekehrt orientierter Gleitfläche gleitbeweglich und gleichzeitig schwenkbeweglich gelagert ist.

Zweckmäßig weisen die Gleitschuhe eine dem den Zylinderraum radial begrenzenden Gehäuseteil zugewandte Gleitfläche auf, deren Durchmesser dem Durchmesser des Kreisringes entspricht.

In zweckmäßiger Ausgestalung der Erfindung kann des wei­ teren vorgesehen sein, daß das Längenausgleichsstück in der Mitte innerhalb des durch die Exzentrizität definier­ ten Bereiches angeordnet ist und entsprechend der durch die Exzentrizität definierten radialen Bewegungen der einzelnen Stößel diese Bewegungen entsprechend mitmacht.

Außerdem empfiehlt es sich, daß die nach innen orientier­ ten Enden der Stößel eine zylindrische Fläche mit jeweils gleichem Radius aufweisen, und daß das Längenausgleichs­ stück vier den Enden der Stößel zugeordnete zylindrische Außenflächen mit jeweils gleichen zylindrischen Außenflä­ chen mit dem Radius R/2 aufweisen.

Zweckmäßig kann die Rotationsscheibenmaschine so ausge­ bildet sein, daß der Einlaufbereich und der Auslaufbe­ reich des Rotationszylinders einander diametral gegen­ überliegen und sich über einen Bereich von jeweils ge­ ringfügig mehr als einen Winkel von etwa 90° erstrecken und daß zwischen dem Einlaufbereich und dem Auslaufbe­ reich jeweils zwei diametral gegenüberliegende Dichtflä­ chen vorgesehen sind, die sich über einen Bereich von ge­ ringfügig weniger als einen Winkel von etwa 90° er­ strecken.

Beim Rotieren der Rotationsscheibe kann eine Überlappung zwischen dem aus der Dichtfläche auslaufenden Gleitschuh und der Dichtfläche sowie zwischen dem nachfolgenden in die Dichtfläche einlaufenden Gleitschuh und der Dichtflä­ che gegeben sein.

Zweckmäßig sind zwischen benachbarten Radialbohrungen Ausgleichsbohrungen vorgesehen.

Des weiteren empfiehlt es sich, daß in einer Bohrung ein kreisrunder Stößel vorgesehen ist, der mit einem vier­ eckigen Gleitschuhhalter verbunden ist, in dem ein Gleit­ schuh schwenkbeweglich und gleichzeitig gleitbeweglich gelagert ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Rotationsschei­ benmaschine so ausgebildet sein, daß in der Rotations­ scheibe mehr als vier Stößel mit zugehörigen Gleitschu­ hen, beispielsweise acht Stößel mit zugehörigen Gleit­ schuhen vorgesehen sind, wobei die radialen Bohrungen in der Rotationsscheibe gleiche Winkelabstände zueinander haben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des weiteren erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäß aus­ gebildete Rotationsscheibenmaschine,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II,

Fig. 3 eine Stirnansicht auf Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 6,

Fig. 8 ein Schema zur Erklärung der Umlaufgeometrie des Rotationsprinzips,

Fig. 9 eine Darstellung, die die Rotationsscheibe in der größtmöglichen Exzenterverstellung e zeigt,

Fig. 10 eine Darstellung, die die Rotationsscheibe in Exzenterverstellung e = 0 zeigt,

Fig. 11 eine der Fig. 6 ähnliche Darstellung, jedoch ohne Exzenterverstellung,

Fig. 12 eine Schaltung der Rotationscheibenmaschine als Pumpe bzw. als Motor und

Fig. 13 ein Hydraulikgetriebe, bestehend aus einer Pumpe und einem Motor.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Rotationsschei­ benmaschine hat ein Gehäuse 1, in dem eine Antriebswelle 14a, 14b gelagert ist, deren beide Wellenstummel 2, 3 um einen bestimmten Betrag aus dem Gehäuse 1 herausragen. Außerdem sind eine Zufuhrleitung 4 und eine Abfuhrleitung 5 dargestellt, sowie auch Kolbengehäuse 6 und 7, in denen die Kolben für die Einstellung der Exzentrizität e der Maschine untergebracht sind. An dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten, aber im einzelnen nicht weiter bezeich­ neten Schrauben ist zu erkennen, wie das Pumpengehäuse zusammengeschraubt ist.

Wie sich insbesondere aus Fig. 4 ergibt, hat das Gehäuse 1 einen linken Gehäusehauptteil 8 und einen rechten Ge­ häusehauptteil 9, die mit gegenseitigem axialen Abstand parallel zu einander angeordnet sind. In einer Vertiefung 10 des linken Gehäusehauptteiles 8 ist eine linke Seiten­ wand 11 vorgesehen. An der äußeren Seite des linken Gehäusehauptteiles 8 ist ein Abschlußdeckel 12a angeord­ net. Des weiteren ist in dem linken Gehäusehauptteil 8 ein Kegelrollenlager 13 vorgesehen, in dem der linke Wel­ lenteil 14a drehbeweglich gelagert ist.

Das rechte Gehäusehauptteil 9 ist spiegelbildlich zum linken Gehäusehauptteil 8 aufgebaut und hat ebenfalls eine Vertiefung 15, in der eine rechte Seitenwand 16 vor­ gesehen ist. Desgleichen ist an der Außenseite des rech­ ten Gehäusehauptteiles 9 ein Abschlußdeckel 12b vorge­ sehen. In dem rechten Gehäusehauptteil 9 ist ebenfalls ein Kegelrollenlager 17 vorgesehen, in dem der Wellenteil 146 drehbeweglich gelagert ist.

Zwischen den beiden Seitenwänden 11 und 16 ist ein Kreis­ ring 18 vorgesehen, der über Dichtungen 19a und 19b gegen die beiden benachbarten Seitenwände 11 und 16 abgedichtet ist. Die beiden Wellenteile 14a und 14b sind im Gehäuse 1 ortsfest, d. h. unverschieblich gelagert, so daß die Achse 21 der bei den Wellenteile 14a und 14b mit Bezug auf das Gehäuse 1 unverschieblich, mithin ortsfest angeordnet ist.

Die Längsachse 22 des den Zylinderraum 27 radial begrenzenden Gehäuseteils 18 ist um die Exzentrizität e gegenüber der festen Achse 21 unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 4 nach unten verschoben. Zu beiden Seiten des Gehäuses 1 sind diametral gegenüberliegend in Richtung der exzentrischen Verschiebung e bzw. der Exzentrizität e zwischen der festen Achse 21 und der verschieblichen Achse 22 die Kolbengehäuse 6 und 7 vorge­ sehen, in denen Kolben 23 und 24 über Bohrungen 25a und 25b mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind. Hierdurch läßt sich der den Zylinderraum 27 radial begrenzende Gehäuseteil 18 senkrecht zur festen Achse 21 um die Exzentrizität e in die exzentrische Position 22 ver­ schieben.

Die Wellenteile 14a und 146 sind symmetrisch zur Schnitt­ ebene entlang des Schnittes VI-VI im mittleren Bereich der Fig. 4 ausgebildet. Zwischen den zwei Wellenteilen 14a und 146 ist eine Rotationsscheibe 26 vorgesehen, die drehfest mit den beiden Wellenteilen 14a und 146 verbunden ist.

In neutraler Stellung fallen die feste Achse 21 der bei­ den Wellenteile 14a und 146 mit der Achse 22 zusammen, so daß in diesem Falle die Exzentrizität e null ist. Bei Verschieben des Kreisringes 18 gegenüber den Wellenteilen 14a und 14b verschiebt sich die verschiebliche Achse 22 der Rotationsscheibe 26 nach unten in die in Fig. 4 dargestellte untere, d. h. exzentrische Position, so daß dadurch der Abstand e zwischen der festen Achse 21 und der verschieblichen Achse 22, mithin die Exzentrizität gebildet wird.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Welle 14a vor der Seitenwand 11 und dem den Zylinderraum 27 radial begrenzende Gehäuseteil 18 sowie durch die Kolbengehäuse 6 und 7 längs der Schnittebene V-V der Fig. 4.

Die Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Rotationsschei­ be 26 längs der Schnittebene VI-VI der Fig. 4. In dem Zylinderraum 27 in dem den Zylinderraum 27 radial begrenzende Gehäuseteil 18 und zwischen den be­ nachbarten Seitenwänden 11 und 16 ist die Rotationsschei­ be 26 vorgesehen.

Die Zufuhrleitung 4 mündet in einen Zufuhrkanal 62, der durch eine weitere Bohrung 63 zu einer Armaturenanordnung 64 führt. Zwischen dem Kanal 62 und dem Zylinderraum 27 ist ein Einströmbereich 65 vorgesehen, durch den das strömende Medium aus dem Kanal 62 in den Zylinderraum 27 gelangt.

Desgleichen mündet die Abströmleitung 5 in einen Abström­ kanal 66, der durch eine weitere Bohrung 67 zu einer Ar­ maturenanordnung 68 führt. Zwischen dem Kanal 66 und dem Zylinderraum 27 ist ein Ausströmbereich 69 vorgesehen, durch den das strömende Medium aus dem Zylinderraum 27 der Maschine in den Kanal 66 tritt.

Die Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 6.

In der Rotationscheibe 26 sind in Bohrungen 28, 29, 30, 31 Stößel 32, 33, 34, 35 vorgesehen, an denen Gleitschuhhalter 36, 37, 38, 39 befestigt sind. An den Gleitschuhhaltern 36, 37, 38, 39 sind zylinderförmige Gleitflächen 40, 41, 42, 43 vorgesehen, in denen Gleitschuhe 44, 45, 46, 47 mit passen­ den zylinderförmigen Lagerflächen 48, 49, 50, 51 gelagert sind. Die Gleitschuhe 44, 45, 46, 47 haben an ihrer gegen­ überliegenden Seite Gleitflächen 52, 53, 54, 55, die zylin­ derförmig ausgebildet sind und den gleichen Radius haben wieder Kreisring 18 an seiner Innenfläche 56. Die Stößel 32, 33, 34, 35 liegen mit ihren inneren Enden 57, 58, 59, 60 gegen ein in der Mitte angeordnetes Längenausgleichsstück 61 an.

In dem Gleitschuhhalter 36 ist der Gleitschuh 44 so gela­ gert, das die zylindrische Aufnahmefläche 48 des Gleit­ schuhhalters und die mit dieser Fläche korrespondierende Abstützfläche 40 des Gleitschuhes 44 genau miteinander korrespondieren. Für die übrigen Gleitschuhhalter 37, 38, 39 sowie für die übrigen Gleitschuhe 45, 46, 47 gilt das gleiche wie vorstehend zu dem Gleitschuhhalter 36 und dem Gleitschuh 44 beschrieben.

Die Fig. 8 zeigt weitere Einzelheiten und Erklärungen zur Umlaufgeometrie des Rotationsprinzips. Die Rotations­ scheibe 26 ist in dem Zylinderraum 27 zwischen der Innen­ fläche 56 des Kreisringes 18 und den beiden Seitenwänden 11 und 16 um das Maß e, also um die Exzentrizität ver­ schoben dargestellt. Aufgrund dieser Exzentrizität e liegt die Kreisscheibe 26 im oberen Bereich der Fig. 8 gegen den Kreisring 18 dicht an, während im unteren Be­ reich der Fig. 8 zwischen der Rotationsscheibe 26 und dem Kreisring 18 ein Abstand 73 gebildet ist. Der untere Raum 74 zwischen der Rotationsscheibe 26 und dem Kreis­ ring 18 ist der Raum, der das Schluckvolumen der Pumpe bzw. des Motors pro Viertel-Umdrehung bildet, wenn die Winkelstellung α = 45° ist. Die Räume 75, 76 und 77 haben Verbindungen zu dem Einströmbereich 65 und dem Ausström­ bereich 69.

In der Rotationsscheibe 26 sind vier senkrecht aufeinan­ derstehende Bohrungen vorgesehen, in denen vier Stößel längsverschieblich, also in Radialrichtung verschieblich angeordnet sind. Am inneren Ende des Stößels 32 hat dieser zwei gegenüberliegende konische Abflachungen 78 und am inneren Ende eine zylinderförmige Fläche 79a. In der gleichen Weise sind auch die übrigen Stößel 33, 34, 35 ausgebildet und haben je zwei gegenüberliegende konische Abflachungen und an ihren inneren Enden je eine zylinder­ förmige Fläche, wobei die zylinderförmigen Flächen aller vier Stößel gleich sind und den gleichen Krümmungsradius haben.

Zwischen den inneren Enden der Stößel 32, 33, 34, 35 ist ein Längenausgleichsstück 61 vorgesehen, das näherungsweise viereckig ausgebildet ist und zwischen je zwei benachbar­ ten Kanten eine Zylinderfläche 79b aufweist, die den gleichen Radius hat, wie die Zylinderflächen 79a der vier Stößel 32, 33, 34, 35. Der Radius der Zylinderflächen 79a der vier Stößel 32, 33, 34, 35 und der Radius der Zylinder­ flächen 79b des Längenausgleichsstückes 61 entsprechen dem Radius R/2.

Um einen Rundlauf der Rotationsscheibe 26 mit den einge­ bauten Gleitschuhen 44 bis 47, den Gleitschuhhaltern 36 bis 39 und den Stößeln 32 bis 35 zu erreichen, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein. Diese Bedingungen werden an einem Gleitschuh, Gleitschuhhalter, Stößel und einer Zylinderfläche des Längenausgleichsstücks erklärt und gelten für alle anderen auch.

Gemäß der ersten Bedingung muß bei der Drehung der Rota­ tionsscheibe 26 eine Schwenkbewegung zwischen dem Gleit­ schuh 44 mit seiner Zylinderfläche 48 und dem Gleitschuh­ halter 36 mit seiner Zylinderfläche 40 möglich sein.

Gemäß der zweiten Bedingung muß ein Längenausgleich zwi­ schen dem Gleitschuh 44 und der Zylinderfläche 52 und dem Kreisring 18 mit seiner Innenfläche 56 möglich sein.

Diese beiden Bedingungen werden durch die Exzentrizität e der Achse 21 zur Achse 22 erforderlich. Die Strecken x und e . cosα< sowie y und e . sinα sind in Abhängigkeit vom Drehwinkel α veränderlich.

Der Stößel 32 mit dem Radius R/2 des Kreisbogens 79a und das Längenausgleichsstück 61 mit dem Radius R/2 des Kreisbogens 79b haben eine Linienberührung, die sich bei jeder Änderung des Drehwinkels α gleitend verändert. Die­ se Linienberührung wird an jedem Stößel mit dem Längen­ ausgleichsstück 61 gebildet.

Aufgrund dieser veränderlichen Linienberührung bleibt die Strecke 2 . R/2 = R stets erhalten. Die Strecke R ist für alle Drehwinkel α die Hypothenuse der Katheten x und e . cosα sowie der Katheten y und e . sinα .

Mit der Erfüllung der vorher genannten Bedingungen wird erreicht, daß die Gleitschuhe 44 bis 47 im Kreisring 18 an der Innenfläche 56 bei der Drehung der Rotationsschei­ be 26 anliegen und gleitend den Einströmbereich vom Ab­ strömbereich abdichten.

Die Führungsflächen zwischen der Rotationsscheibe 26 und den Gleitschuhhaltern 36 bis 39 und den Stößeln 32 bis 35 sind so bemessen, daß eine genaue Führung der Bauteile erreicht wird und diese vom Arbeitsmedium geschmiert werden und im Innenraum 80 der Rotationsscheibe 26 eine Druckentlastung an den Krümmungsradien 79a und 79b bewir­ ken, wobei die Leckverluste aber möglichst gering sein sollen.

Außerdem sind zwischen den Führungsräumen der Gleitschuh­ halter die Ausgleichsbohrungen 81 bis 84 erforderlich.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 9 und 10 die Funk­ tionsweise der vorstehend beschriebenen Rotationsschei­ benmaschine am Beispiel eines Motors erläutert.

In Fig. 9 ist ein Motor mit der Exzenterverstellung e = max und in Fig. 10 mit der Exzenterverstellung e = 0 dargestellt.

In Richtung des Pfeiles 85 strömt Druckmittel in den Zu­ strömkanal 62, von diesem aus durch den Verbindungsbe­ reich 65 in den Zylinderraum 27 der Maschine. In der in Fig. 9 dargestellten Situation dichten die Gleitflächen 52 und 53 der Gleitschuhe 44 und 45 an der Innenfläche 56 des Kreisringes 18 in den Bereichen 86a und 87a ab. In dem Zylinderraum 27 herrscht der Druck des Druckmediums, der gegen die Fläche 90 ansteht und durch die Exzentrizi­ tät e ein rechtsdrehendes Moment ausübt. Dadurch dreht sich die Ratationsscheibe rechtsherum, wobei sich die Gleitfläche 54 des Gleitschuhes 46 von der Innenfläche 56 des Kreisringes 18 im Bereich 89b entfernt und das im Volumen 91 zwischen den zwei Gleitschuhhaltern mit Gleit­ schuhen 45 und 46 eingeschlossene Druckmittel in den Übergang 69 strömt und von hieraus in den Auslaßkanal 66, um diesen in Richtung des Pfeiles 92 zu verlassen.

Die Abdichtverhältnisse der Gleitflächen 52 bis 55 der Gleitschuhe 44 bis 47 an der Innenfläche 56 des Kreisrin­ ges 18 verändern sich bei jeder Exzenterverstellung e. Die Abdichtzonen 86a, 86b und 87a, 87b sind so gestaltet, daß zwischen dem Zuströmkanal 62 und dem Abströmkanal 66 stets eine Abdichtung erfolgt. Um diese Abdichtung bei jeder Exzentereinstellung e zu erreichen, sind die Über­ lappungszonen 88a, 88b und 89a, 89b erforderlich. Somit wird durch den gemäß der Darstellung in den Fig. 9 und 10 rechts anstehenden Druck die Rotationsscheibe 26 im Uhrzeigersinn gedreht. Das Schluckvolumen und das Drehmo­ ment sind von der Exzenterverstellung e abhängig.

Eine Pumpe funktioniert ebenso wie der vorstehend be­ schriebene Motor, wobei lediglich bei der Pumpe alle Vor­ gänge umgekehrt ablaufen.

In Fig. 11 ist ein Motor bzw. eine Pumpe dargestellt, der bzw. die keine Exzenterverstellung e hat. Das bedeu­ tet, daß der Motor bzw. die Pumpe ein konstantes Schluck­ volumen hat. Bei dieser Ausführung wird der Kreisring 18 mit dem Gehäuse 1, bestehend aus dem linken Gehäusehaupt­ teil 8 und dem rechten Gehäusehauptteil 9 mit der Exzen­ trizität e fest verschraubt.

Dadurch entfallen alle Bauteile, die zur Exzenterverstel­ lung erforderlich sind, nämlich die Kolbengehäuse 6 und 7 sowie die dazu gehörenden Kolben 23 und 24.

In Fig. 12 ist die Rotationsscheibenmaschine als Pumpe bzw. als Motor dargestellt. Die Rotationsscheibenmaschine ist mit einer Leitung 95 und mit einer Leitung 96 für das zu pumpende Medium verbunden.

Im Falle des Betriebes der Rotationscheibenmaschine als Pumpe stellt die Leitung 95 die drucklose Tankleitung dar, während es sich bei der Leitung 96 um die abgehende Druckleitung handelt.

Zum Betrieb der Rotationscheibenmaschine 1 als Motor han­ delt es sich bei der Leitung 95 um die Druckleitung und bei der Leitung 96 um die vom Motor abführende drucklose Tankleitung.

Zur Steuerung der Rotationsscheibenmaschine sind ein Ser­ voventil 97, ein Speicher 98 und eine Rückschlagventilan­ ordnung 99 vorgesehen.

Das Servoventil 97 hat drei Schaltstellungen. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel steht das Servoventil 97 auf der mittleren Schaltstellung, in der der Speicher 98 über die Leitungen 100 und 101 mit dem Druckanschluß 102 des Servoventils 97 verbunden ist. Von dem Servoventil 97 zweigen eine Leitung 103 zu dem linken Plunger 104 und eine Leitung 105 zu dem rechten Plunger 106 ab.

Die Ventilanordnung 99 besteht aus den Rückschlagventilen 107, 108, 109 und 110, wobei die Rückschlagventile 107 und 108 nach der einen Richtung und die Rückschlagventile 109 und 110 nach der entgegengesetzten Richtung orientiert sind. Die Rückschlagventile liegen in einer Leitung 111, die über Leitungen 112 und 100 mit dem Speicher 98 ver­ bunden ist und die zu dem Tankanschluß 113 des Servoven­ tils 97 geführt ist. Von der Leitung 111 zweigt zwischen den zwei Rückschlagventilen 107 und 108 eine Leitung 114 zur Rotationsscheibenmaschine 1 und zwischen den Rück­ schlagventilen 109 und 110 eine Leitung 115 zur Rota­ tionsscheibenmaschine 1 ab.

Die Rotationsscheibenmaschine 1 hat ein stufenlos regel­ bares Schluckvolumen.

Sie hat eine Rotationskolbenwelle, die in dem Gehäuse 1 gelagert ist. Im Gehäuse 1 ist eine Zylinderscheibe 26 vorgesehen, die mit zwei Plungern 104 und 106 exzentrisch zur Rotationskolbenwelle verschiebbar ist. Die Zylinder­ scheibe wird nach Programm geregelt. Das Programm ver­ gleicht ständig das Ist-Schluckvolumen mit dem Soll- Schluckvolumen und errechnet daraus die erforderliche Ex­ zentrizität bzw. die erforderliche Exzenterverstellung der Rotationskolbenwelle gegenüber dem zugeordneten den Zylinderraum 27 radial begrenzende Gehäuseteil. Die Exzenterverstellung wird mit dem Öldruck und dem Ölvolumen aus dem Speicher 98 und dem Servoventil 97 hydraulisch betätigt. Der Druck im Speicher 98 wird von der Pumpe 1 erzeugt. Bei sinkendem Pumpendruck verhindert die Rückschlagventilanordnung 99 einen Druckabfall im Speicher 98.

In der Leitung 114 ist der Druckmeßanschluß 116 und in der Leitung 115 der Druckmeßanschluß 117 angeordnet. Bei Betrieb der Maschine als Pumpe ist der Druckmeßanschluß 116 in der Druckleitung und der Druckmeßanschluß 117 in der Tankleitung angeordnet, während bei Betrieb als Motor der Druckmeßanschluß 117 in der Druckleitung und der Druckmeßanschluß 116 in der Tankleitung liegt.

Das in Fig. 13 dargestellte Hydraulikgetriebe besteht aus einer Pumpe 118, einem Motor 119, zwei Servoventilen 120, 121, einem Speicher 122a, einem Rückschlagventil 123, einem Tank mit Ölstandsanzeige 122b und einer Vielzahl von Leitungen.

Von dem Speicher 122a führt eine Leitung 124 zu den Druckanschlüssen 125 bzw. 126 der Servoventile 120 bzw. 121. Eine Leitung 127 zweigt von der Leitung 124 ab und ist über ein Rückschlagventil 123 und einen Druckmeßan­ schluß 128b mit dem Druckanschluß 128a der Pumpe 118 ver­ bunden. Auf der anderen Seite der Pumpe 118 führt vom Druckanschluß 128c eine Druckleitung 129 zur Druckseite bzw. zum Druckanschluß 130a des Motors 119. Auf der ande­ ren Seite des Motors 119 führt vom Druckanschluß 130b eine Leitung 130c zum Druckmeßanschluß 130d. Auf dersel­ ben Seite des Motors 119 führt vom drucklosen Tankan­ schluß 131a eine Leitung 131b zum Druckmeßanschluß 131c und zum Tank mit Ölstandsanzeige 122b. Auf der anderen Seite des Motors 119 führt vom Tankanschluß 131d eine Saugleitung 132 zur Saugseite bzw. zum Tankanschluß 133a der Pumpe 118. Von der anderen Seite der Pumpe 118 führt vom Tankanschluß 133b eine Leitung 134 mit dem Druckmeß­ anschluß 133c zu den Tankanschlüssen 135 bzw. 136 der Servoventile 120 bzw. 121.

Vom Servoventil 120 führt eine Leitung 137 zum Plunger 138 der Pumpe 118 und eine Leitung 139 zum Plunger 140 der Pumpe 118. Desgleichen führt vom Servoventil 121 eine Leitung 141 zum Plunger 142 den Motors 119 und eine Lei­ tung 143 zum Plunger 144 des Motors 119. Die Pfeile 145 und 146 geben die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums an.

Das Hydraulikgetriebe hat drei verschiedene Leerlaufstel­ lungen, nämlich eine Leerlaufstellung für die Pumpe 118, eine weitere Leerlaufstellung für den Motor 119 und eine andere Leerlaufstellung für das Hydraulikgetriebe.

Bei der Leerlaufstellung für die Pumpe 118 ist die Exzen­ terverstellung der Pumpe Null, während die Exzenterver­ stellung des Motors größer als Null oder gleich Null ist.

Das bedeutet Leerlauf für den Antrieb und Stillstand für den Abtrieb.

Für die Leerlaufstellung des Motors ist die Exzenter­ verstellung des Motors Null und die Exzenterverstellung der Pumpe größer als Null oder gleich Null. Das bedeutet Stillstand für den Antrieb und Leerlauf für den Abtrieb.

Bei der Leerlaufstellung für das Hydraulikgetriebe, also für Pumpe und Motor gemeinsam, ist die Exzenterver­ stellung für die Pumpe Null und die Exzenterverstellung für den Motor Null. Das bedeutet Leerlauf für Antrieb und Abtrieb.

Das in Fig. 13 dargestellte Hydraulikgetriebe hat ein stufenlos regelbares Übersetzungsverhältnis. Bei variab­ ler Antriebsdrehzahl kann eine konstante Abtriebsdrehzahl erreicht werden. Entsprechend kann umgekehrt bei konstan­ ter Abtriebsdrehzahl eine variable Antriebsdrehzahl er­ reicht werden.

Das stufenlose Übersetzungsverhältnis wird nach Programm geregelt. Das Programm vergleicht ständig die Ist-Dreh­ zahl mit der Soll-Drehzahl zwischen Antrieb und Abtrieb und errechnet daraus die erforderliche Exzenterverstel­ lung für die Pumpe und ebenfalls die erforderliche Exzen­ terverstellung für den Motor.

Das Übersetzungsverhältnis des Hydraulikgetriebes wird vom Schluckvolumen der Pumpe und des Motors bestimmt. Bei einem Übersetzungsverhältnis von kleiner als Eins(i < 1) ist die Exzenterverstellung der Pumpe kleiner als die Exzen­ terverstellung des Motors, während bei einem Überset­ zungsverhältnis größer als Eins(i < 1) die Exzenterverstel­ lung der Pumpe größer als die Exzenterverstellung des Motors ist. Bei einem Übersetzungsverhältnis von Eins(i = 1) sind die Exzenterverstellungen der Pumpe und des Motors gleich. Das Hydraulikgetriebe hat ein zur Drehzahl rezi­ prok proportionales Drehmoment.

Die Exzenterverstellung der Pumpe und die Exzenterver­ stellung des Motors werden mit dem Öldruck und dem Ölvo­ lumen aus dem Speicher 122a und den Servoventilen 120a und 121 hydraulisch betätigt. Der Druck im Speicher 122a wird von der Pumpe 118 erzeugt. Bei sinkendem Pumpendruck verhindert das Rückschlagventil 123 einen Druckabfall im Speicher 122a.

Der Tank mit Ölstandsanzeige gleicht die eventuellen Leckverluste aus, damit keine Luft in die Ölleitungen ge­ langt.

Claims (15)

1. Als Motor oder Pumpe betreibbare Rotationsscheibenma­ schine, mit einem Gehäuse, in dem eine Welle als An­ triebswelle bzw. Abtriebswelle für die Verwendung als Motor bzw. als Pumpe gelagert ist, mit einem zur Welle exzentrisch angeordneten Zylinderraum, welcher eine Rotationsscheibe aufnimmt, mit in der Rotationsscheibe radial angeordneten Bohrungen, in denen radial bewegliche Stößel mit je einem Gleitschuh am freien Ende der Stößel vorgesehen sind, und mit Anschlüssen für die Maschine und Kanälen innerhalb des Gehäuses der Maschine für die Zufuhr und Abfuhr des Arbeitsmediums, wobei in der Rotationsscheibenmaschine ein hydraulisches oder ein pneumatisches Arbeitsmedium einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zentral im Bereich der inneren Enden der Stößel ein Längen­ ausgleichsstück (61) vorgesehen ist.

2. Rotationsscheibenmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Rotationsscheibe (26) vier radiale Bohrungen (28, 29, 30, 31) in einer gemeinsamen Ebene innerhalb der Rotationsscheibe (26) jeweils in einem Winkel von 90° aufeinander stehend vorgesehen sind.

3. Rotationsscheibenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einlaßkanal (4) und dem den Zylinderraum (27) radial begrenzenden Gehäuseteil (18) ein Zuströmbereich (65) und zwischen dem Auslaßkanal (5) und dem den Zylinderraum (27) radial begrenzenden Gehäuseteil (18) ein Abströmteil (69) vorgesehen sind.

4. Rotationkolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinderräume(27) auf der gleichen Achse mit Abstand zueinander nebeneinander angeordnet sind.

5. Rotationsscheibenmaschine nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ge­ häuse (1) zwei diametral in Richtung der Exzenterver­ schiebung gegenüberliegende Verstellkolben (23, 24) in zugeordneten Verstellzylindern (6, 7) vorgesehen sind, die von außen mit Druckmedium über ein Mengenverteil­ ventil beaufschlagbar sind.

6. Rotationsscheibenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit dem den Zylinderraum (27) radial begrenzenden Gehäuseteil (18) gegenüber der Welle (14a, 14b) eine konstante Exzentrizität (e) einnimmt.

7. Rotationskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stößeln (32 bis 35) je ein Gleitschuhhalter (36 bis 39) vorge­ sehen ist, der eine zylindrische Lagerfläche (48 bis 51) für den zugeordneten Gleitschuh (44 bis 47) hat, in der der Gleitschuh (44 bis 47) mit passender zylin­ derförmiger umgekehrt orientierter Gleitfläche (40 bis 43) gleitbeweglich und gleichzeitig schwenkbeweglich gelagert ist.

8. Rotationsscheibenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe (44 bis 47) eine dem den Zylinderraum (27) radial begrenzenden Gehäuseteil (18) zugewandte Gleitfläche aufweisen, deren Durchmesser dem Durchmesser des Zylinderraumes (27) entspricht.

9. Rotationscheibenmaschine nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Län­ genausgleichsstück (61) in der Mitte innerhalb des durch die Exzentrizität (e) definierten Bereiches angeordnet ist und entsprechend der durch die Exzen­ trizität (e) definierten radialen Bewegungen der einzelnen Stößel (32 bis 35) diese Bewegungen entsprechend mitmacht.

10. Rotationsscheibenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen orientierten Enden der Stößel (32 bis 35) eine zylindrische Fläche (57 bis 60) mit jeweils gleichem Radius (R/2) aufweisen, und daß das Längenausgleichsstück (61) vier den Enden der Stößel (32 bis 35) zugeordnete zylindrische Außenflächen mit ebenfalls jeweils gleichem Radius (R/2) aufwei­ sen.

11. Rotationsscheibenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufbereich und der Auslaufbereich des Rotationszylinders einander diametral gegenüberliegen und sich über einen Bereich von jeweils geringfügig mehr als einen Winkel von etwa 90° erstrecken und daß zwischen dem Einlaufbereich und dem Auslaufbereich jeweils zwei diametral gegenüberliegende Dichtflächen vorgesehen sind, die sich über einen Bereich von geringfügig weniger als einen Winkel von etwa 90° erstrecken.

12. Rotationscheibenmaschine nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ro­ tieren der Rotationsscheibe eine Überlappung (88a, 89a) zwischen dem aus der Dichtfläche auslau­ fenden Gleitschuh und der Dichtfläche sowie zwischen dem nachfolgenden in die Dichtfläche einlaufenden Gleitschuh und der Dichtfläche gegeben ist.

13. Rotationsscheibenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Radialbohrungen Ausgleichsbohrungen vorgesehen sind.

14. Rotationsscheibenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel kreisrunde Querschnitte aufweisen und jeweils mit einem viereckigen Gleitschuhhalter verbunden sind, in dem ein Gleitschuh schwenkbeweglich und gleichzeitig gleitbeweglich gelagert ist.

15. Rotationsscheibenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rotationsscheibe mehr als vier Stößel mit zugehörigen Gleitschuhen, beispielsweise acht Stößel mit zugehörigen Gleitschuhen vorgesehen sind, wobei die radialen Bohrungen in der Rotationsscheibe gleiche Winkelabstände zueinander haben.