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Die
Erfindung betrifft eine Leistungseinheit zur Verwendung als druckflüssigkeitsbetriebener
Motor und/oder als Pumpe für
Druckflüssigkeiten,
wobei die Leistungseinheit einen ringförmigen Zylinderraum umfasst
und mindestens zwei Kolben, die sich gegenseitig bewegen, wobei
die Kolben im Wesentlichen die selbe Form und Größe aufweisen wie der Querschnitt
des Umfangs des Zylinderraums, mindestens einer der Kolben ist so
angeordnet, dass er in Bezug auf das Gehäuse des Zylinderraums nicht beweglich
ist, und in der Leistungseinheit ist mindestens einer der Kolben
so angeordnet, dass er sich in Bezug auf den Zylinderraum um seine
Achse dreht, so dass der Kolben sich im Zylinderraum in Richtung seines
Umfangs bewegen kann, und eine Transmissionswelle ist so angeordnet,
dass sie sich um die Achse des Zylinderraums mit dem Kolben dreht,
und Kanäle
zum Leiten von Druckfluid in und aus dem Zylinderraum, wobei die
Leistungseinheit Arretierungsglieder zum Arretieren mindestens eines
der Kolben umfasst, so dass er sich nicht drehen kann oder seine
Bewegung in Bezug auf die Achse des Zylinderraums verlangsamt, so
dass mindestens ein Kolben und die sich mit ihm drehende Transmissionswelle
in Bezug auf den Zylinderraum simultan um seine Achse drehbar sind.
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Es
sind verbreitet verschiedene Leistungseinheiten zur Verwendung als
druckflüssigkeitsbetriebene
Anordnungen bekannt, wie druckflüssigkeitsbetriebene
Motoren und Druckfluidpumpen. Es gibt verschiedene Arten von druckflüssigkeitsbetriebenen
Motoren wie Kolbenmotoren, Schraubenmotoren, Getriebemotoren und
Flügelzellenmotoren.
Es sind auch verschiedene Arten von Druckfluidpumpen bekannt, z.
B. Kolbenpumpen, Schraubenspindelpumpen, Zahnradpumpen und Flügelzellenpumpen. Die
selbe Leistungseinheit funktioniert oft sowohl als Motor wie als
Pumpe, wodurch z. B. eine Hydraulikpumpe und ein damit verbundener
Hydraulikmotor in der selben Vorrichtung identisch sein können.
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Sowohl
die Struktur und die Produktion von Leistungseinheiten mit Kolben
sind üblicherweise kompliziert,
und daher weisen sie Dichtungen und verschiedene Teile auf, die
dem Verschleiß unterliegen.
Es ist ziemlich teuer, sie herzustellen, und ihr Einsatz erhöht die Betriebskosten
erheblich. Bei Schraubenanordnungen hingegen ist der Schraubenmechanismus
teuer und schwierig herzustellen. Flügelzellenmotoren und Getriebemotoren
sowie Flügelzellenpumpen
und Zahnradpumpen sind relativ günstig
herzustellen, aber die Effizienz der Leistungseinheit vom Flügeltyp ist
in jeder Hinsicht gering, und ihre Funktion ist sehr ungenau.
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DE-A-123
931 und AT-B-3654 offenbaren Leistungseinheiten, wo der Betriebszyklus
auf dem Trägheitsmoment
von Kolben und Gehäusen
beruht. Ein weiteres Problem bei Lösungen im Stand der Technik
ist, dass wenn sie zum Betreiben eines Stellorgans verwendet werden,
ist es ziemlich schwierig, das Stellorgan genau in eine vorbestimmte
Position zu führen,
und eine bestimmte wechselnde Arbeitsbewegung zu steuern, zum Beispiel
sind zusätzliche Lampen
und Steuerungssysteme erforderlich, was die Lösungen im Stand der Technik
schwierig und teuer macht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, eine Leistungseinheit zur Verwendung
als druckflüssigkeitsbetriebene
Anordnung zur Verfügung
zu stellen, die einfach ist und leicht zu installieren, und die
eine genaue Bewegung in der selben Weise wie ein Schrittmotor erzeugen
kann, wenn dies gewünscht ist.
Die Leistungseinheit ein Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Kanäle
so angeordnet sind, dass sie Druckfluid in und aus abwechselnden
Seiten aller Kolben leiten, der (die) Kolben so angeordnet, dass
er (sie) in Bezug auf das Gehäuse
nicht beweglich ist (sind) und der Kolben so angeordnet, dass er sich
in Be zug auf den Zylinderraum dreht, so angeordnet sind, dass sie
sich abwechselnd um die Achse des Zylinderraums drehen und dass
die Arretierglieder Einwegekupplungen sind, die der Transmissionswelle
ermöglichen,
sich um die Achse des Zylinderraums in eine Richtung zu drehen,
aber die Transmissionswelle und den damit verbundenen Kolben arretieren,
so dass sie sich nicht um die Achse des Zylinderraums in die andere
Richtung drehen können.
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Die
zugrundliegende Idee der Erfindung ist, dass es einen ringförmigen,
geschlossenen Zylinderraum um die Rotationsachse gibt und mindestens zwei
Kolben, die so angeordnet sind, dass sie sich um die Achse drehen
und im Querschnitt die Form des ringförmigen Raums aufweisen, wobei
die Kolben so angeordnet sind, dass sie sich um die Achse in der
Weise drehen, dass mindestens ein Kolben so angeordnet werden kann,
dass er in Bezug auf die Achse unbeweglich ist oder seine Bewegung
verlangsamt werden kann. Eine andere wesentliche Idee der Erfindung
ist, dass sie Kanäle
umfasst, durch die Druckfluid in und aus dem Teil des Zylinderraums
zwischen den beiden Kolben strömen
kann, wie es erforderlich ist. Wenn Druckfluid in einen der Räume zwischen
den Kolben zugeführt
wird, wobei einer der Kolben so angeordnet ist, dass er unbeweglich
ist oder seine Bewegung verlangsamt ist, bewirkt das Druckfluid,
dass sich der andere Kolben bewegt, und der Kolben lässt die
direkt oder indirekt damit verbundene Welle in Bezug auf den Zylinderraum drehen.
Dementsprechend bewegt eine Welle, wenn sie gedreht wird, den damit
verbundenen Kolben, und wenn ein Kolben so angeordnet ist, dass
er unbeweglich ist oder seine Bewegung verlangsamt ist, zwingt die
Welle das Druckfluid, aus dem Raum zwischen den Kolben herauszuströmen.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist, dass unter Verwendung der Kolben, die
wenn nötig
so angeordnet werden können,
dass sie unbeweglich sind oder sich in Bezug auf die Achse des Zylinderraums
drehen, wobei die Kolben einer nach dem anderen im ringförmigen Zylinderraum
angeordnet werden, es möglich ist,
eine im Wesentlichen kontinuierliche Rotationsbewegung zu erzeugen,
die zum Zylinderraum parallel ist. Wenn einer oder mehrere Kolben
in einer Weise verwendet werden, dass sie so angeordnet werden,
dass sie gleichzeitig unbeweglich sind, kann die Anordnung verwendet
werden, um einen Ablenkwinkel in gewünschtem Grad vorzusehen, wodurch
die Anordnung wie ein Schrittmotor funktioniert. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung ist, dass durch Verwendung von Spiel zwischen den
Kolben und den anderen Flächen
des Zylinderraums, das ausreichend eng ist, im Wesentlichen keine
Dichtungen in der Anordnung notwendig sind, die effizient funktioniert,
wobei sie im Wesentlichen keine Verschleißteile umfasst. Auf diese Weise
ist es möglich,
eine vielseitige Anordnung zu implementieren, die ziemlich wirtschaftlich
herzustellen und zu betreiben ist.
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Die
Erfindung wird ausführlicher
in den begleitenden Zeichnungen beschreiben, in denen
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1a bis 1c schematisch
eine Anordnung darstellen, die gemäß ähnlicher Funktionsprinzipien einer
Leistungseinheit der Erfindung implementiert ist,
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2 eine schematische Explosionsansicht einer
Anordnung gemäß der in 1 dargestellten Leistungseinheit ist,
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3 eine
schematische Teilschnittansicht der in 2 gezeigten
Anordnung in Richtung der Welle darstellt,
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4a bis 4c schematisch
eine Ausführungsform
der Leistungseinheit gemäß der Erfindung im
Prinzip darstellen,
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5 eine
schematische Explosionsansicht einer anderen Ausführungsform
der in 4 dargestellten Leistungseinheit
zeigt,
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6 eine
schematische Teilschnittansicht der Ausführungsform von 5 in
Richtung der Welle zeigt, und
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7a bis 7b schematische
Ansichten der Ausführungsformen
der Erfindung darstellen.
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Die 1a bis 1c stellen
schematisch die Grundstruktur einer Leistungseinheit dar. Es ist
anzumerken, dass die in den 1a bis 1c sowie in 2 und 3 offenbarten
Anordnungen nicht in den Ansprüchen
beansprucht sind. Die Figuren zeigen eine Leistungseinheit mit einem
ringförmigen,
geschlossenen Zylinderraum 1. In der Mitte des Zylinderraums 1 ist
eine Welle koaxial zum Zylinderraum, wobei die Welle von zwei koaxial
drehbaren Transmissionswellen 2 und 3 gebildet
ist. Der Zylinderrraum umfasst ferner zwei Kolben 4 und 5 in
der Form des Querschnitts des Zylinderraums, die beide nicht drehbar mit
ihren entsprechenden Transmissionswellen 2 und 3 verbunden
sind. Auf diese Weise können
die Transmissionswelle 2 und der Kolben 4 sich
in Bezug auf den Zylinderraum 1 unabhängig von der Transmissionswelle 3 und
dem Kolben 5 drehen und umgekehrt, wobei die Situation
ausgeschlossen ist, in der sich die Kolben bei der Drehbewegung
treffen. Im Prinzip erstrecken sich die Transmissionswellen 2 und 3 außerhalb
des Zylinderraums 1 und praktisch durch die Endflansche,
die zur Ausbildung des Zylinderraums notwendig sind, so dass Leistung
durch die Wellen der Leistungseinheit übertragen werden kann, d. h. zu
dem auf der fraglichen Welle angebrachten Kolben, oder die vom Druck
des auf den Kolben wirkenden Druckfluids erzeugte Leistung kann
aus der Leistungseinheit herausgeleitet werden. Zum Zwecke der Einfachheit
sind die Endflansche in den 1a bis 1c nicht dargestellt.
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Ein
Kanal 6 verläuft
durch die Transmissionswelle 2. Die Öffnung 6a des Kanals
ist in der Figur auf der rechten Seite des Kolbens 4 gezeigt,
d. h. sie ist in dem mit V1 markierten Teil des Zylinderraums 1. Gleichermaßen ist
am Ende der Transmissionswelle 3 (nicht gezeigt) ein Kanal,
der zur Oberfläche
des Kolbens 5 führt,
die der Oberfläche
des Kolbens 4 entspricht, so dass es eine Verbindung zwischen
der Oberfläche
des Teils des ringförmigen
Zylinderraums 1 gibt, die in den Figuren mit V2 markiert
ist.
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Wenn
die Leistungseinheit als Hydraulikmotor verwendet wird, wird zum
Beispiel zunächst
der Kolben 4 festgelegt, so dass er sich nicht drehen kann,
wonach Druckfluid durch den Kanal 6 in den Teil V1 des
Zylinderraums zwischen die Kolben 4 und 5 geleitet
wird. Wenn der Kanal über
den Kolben 5 durch die Transmissionswelle 3 gleichzeitig
offen ist, lässt
der Druck des Druckfluids im Raum V1 den Kolben 5 in die
mit Pfeil A angegebene Richtung wandern, und gleichzeitig strömt das Druckfluid
durch den Kanal des Kolbens 5 aus dem Raum V2. Wenn der
Kolben 5 sich in die in 1b gezeigte
Position bewegt hat oder sogar mit dem Kolben 4 in Kontakt steht,
ist der Kolben 5 arretiert, so dass er sich nicht drehen
kann und die Zufuhr von Druckfluid ist anders herum verbunden. In
der Situation von 1c wurde Druckfluid
in den Raum V2 zwischen den Kolben 5 und 4 durch
die Transmissionswelle 3 und über die Öffnung 7a des Kolbens 5 zugeführt. In
dieser Situation schiebt das Druckfluid den Kolben 4 in
den ringförmigen
Zylinderraum vorwärts,
wodurch gleichzeitig die Transmissionswelle 2 sich dreht,
wenn das Druckfluid sich an der Öffnung 6a in
der Transmissionswelle 2 des Kolbens 4 in den
Druckfluidkanal 6 entleert und durch diesen herausströmt. Durch
abwechselnde Zufuhr von Druckfluid unter Arretierung der Kolben
ist es möglich,
die Kolben im Zylinderraum 1 rotieren zu lassen. Diese
Drehbewegung kann an den Enden der Transmissionswellen 2 und 3 abgenommen
werden und durch diese auf die zu betreibende Vorrichtung übertragen
werden. Dementsprechend kann durch geeignetes Verbinden der Wellen
mit Arretiergliedern in einem separaten Körper das Gehäuse 8 um
den Zylinderraum 1 in Rotation versetzt werden und auf
diese Weise kann die erzeugte Leistung von der Rotation gewonnen
werden. Es ist auch möglich,
eine Drehbewegung zu erzeugen, obwohl einer der Kolben nicht vollständig arretiert
ist, so dass er sich nicht drehen kann, sondern seine Drehbewegung
wurde verlangsamt, z. B. mit einer Bremse oder durch andere Mittel,
die die Bewegung verlangsamen.
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Die
oben beschriebene Funktion kann auch umgekehrt werden, wodurch die
Transmissionswelle 2 oder 3 mechanisch gedreht
wird, was den darauf angebrachten Kolben dreht. In diesem Fall schiebt der
Kolben das Druckfluid aus dem Druckfluidkanal, während Fluid ohne Druck aus
dem anderen Druckfluidkanal in den anderen Raum strömt, so dass
die Leistungseinheit der Erfindung auf diese Weise als Pumpe funktioniert.
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2 ist eine Explosionsansicht einer Anordnung
der Leistungseinheit. Die Figur zeigt, dass die Transmissionswellen 2 und 3 mit
den Kolben 4 und 5 in einer Weise verbunden sind,
dass die Kolben 4 und 5 sich selbst durch die
Welle eines der Kolben positionieren können. Damit die Transmissionswellen
ihre Richtung und Position ungeachtet der wirkenden Kräfte behalten,
ist eine Trägerwelle 9 dazwischen
angeordnet, wobei die Welle an den Enden der Transmissionswellen 2 und 3 auf
geeignete Weise angebracht ist. Das Anbringen kann mit Gleitlagern oder
mit anderen bekannten Lagern erfolgen. Die Figur zeigt ferner Endflansche 10,
mittels derer ein ringförmiger
Zylinderraum 1 um die Transmissionswellen 2 und 3 im
Gehäuse 8 ausgebildet
werden kann. Die Figur zeigt auch Einwegekupplungen 11 und 12,
die an den Enden der Transmissionswellen 2 und 3 außerhalb
der Endflansche 10 angebracht sind. Solche Einwegekupplungen
umfassen einen Innenumfang, Außenumfang
und Arretierglieder dazwischen. Eine Einwegekupplung funktioniert
in der Weise, dass der Innenumfang und der Außenumfang in eine Richtung
zueinander frei drehbar sind, dass sie aber durch die Arretierglieder
daran gehindert sind, sich in umgekehrte Richtung zu drehen. Einwegekupplungen
dieser Art und ihre Struktur sind an sich verbreitet bekannt, und
die Kupplungen sind einfach erhältlich,
weshalb ihre Struktur und Details in diesem Zusammenhang nicht ausführlicher
behandelt werden müssen.
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In
dieser Anordnung sind die Einwegekupplungen 11 und 12 auf
den Transmissionswellen 2 und 3 in einer Weise
anzubringen, dass der Innenumfang der Einwegekupplungen in Bezug
auf die Transmissionswellen 2 und 3 so angeordnet
wird, dass sie nicht drehbar sind z. B. mit den in der Figur gezeigten
Keilnuten 13 und den darin einzuschiebenden Keilen 14. Außerdem sind
die Einwegekupplungen 11 und 12 auf den Transmissionswellen 2 und 3 in
einer Weise angebracht, dass die Richtungen der freien Drehung der
Einwegekupplungen auf der selben Welle umgekehrt sind. Sie sind
ferner auf den Wellen in der Weise angebracht, dass auf beiden Transmissionswellen 2 und 3 die
Richtungen der freien Drehung der Einwegekupplungen 11,
die neben den Endflanschen 10 gelegen sind, parallel sind,
wie es mit unterbrochenen Pfeilen bei den Einwegekupplungen in der
Figur gezeigt ist. Der Außenumfang
der Einwegekupplungen 11 ist wiederum so angeordnet, dass
er in Bezug auf die Endflansche 10 nicht drehbar ist, und
der Außenumfang
der äußeren Einwegekupplungen 12 ist so
angeordnet, dass er in Bezug auf die separaten Befestigungsmittel 15 nicht
drehbar ist. Im Prinzip können
die Befestigungsmittel 15 Teil eines einheitlichen Körpers sein
oder sie können
am selben Körper oder
Bett befestigt sein, so dass sie in Bezug zueinander nicht drehbar
sind. In einigen Ausführungsformen
können
die Transmissionswellen so verbunden sein, dass sie eine Vorrichtung
oder eine Welle abwechselnd mittels geeigneter Getriebe oder dergleichen
drehen. Die Figur zeigt auch Druckfluidkoppler 16, durch
die Druckfluid über
die Kanäle 6 und 7 in den
Zylinderraum 1 hinein und daraus heraus geführt werden
kann. Die Figur zeigt ferner einen Abschnitt des Kolbens und der
Welle entlang der Linie A bis A, um zu erläutern, wie der Kanal 6 und
die Öffnung 6a miteinander
verbunden sind, um Druckfluid in den Zylinderraum 1 hinein
und daraus heraus zu leiten.
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3 ist
eine schematische Teilschnittansicht der Anordnung von 2, die die zusammengebaute Anordnung darstellt.
Wie in der Figur zu sehen ist, bilden das Gehäuse 8 und die Endteile 10 einen
geschlos senen Zylinder, in dem ein ringförmiger Zylinderraum um die
Transmissionswellen 2 und 3 ausgebildet ist. Die
Einwegekupplungen 11 und 12 sind an den Transmissionswellen 2 und 3 in
einer Weise angeordnet, dass die Einwegekupplungen 12 an
den Kopplern 15 befestigt sind, und die Einwegekupplungen 11 an
den Endflanschen 10 befestigt sind, wie es in der Figur
gezeigt ist. Es können
separate Abstandsringe 17 zwischen den Einwegekupplungen
vorhanden sein, so dass sie in einem geeigneten Abstand zueinander
gehalten sind, obwohl die Konstruktion auch anders implementiert
werden kann. Die Figur zeigt auch einen Keil 14, der die Transmissionswelle 3 mit
den Einwegekupplungen 11 und 12 an dem Ende verbindet,
wo der Keil gelegen ist. Es ist auch ein entsprechender Keil am
Ende der Transmissionswelle 2 vorhanden, obwohl er in der
Figur nicht dargestellt ist.
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Die
Figur zeigt, dass der Kolben 5 die selbe Form und Größe aufweist
wie der Zylinderraum 1, so dass auf diese Weise der gesamte
Zylinderraum 1 geschlossen ist. In dieser Ausführungsform
ist der Kolben an der Transmissionswelle 3 mit Befestigungsbolzen 18 befestigt,
die durch die Kolbenfläche 5 neben
dem Flansch 8 hindurch verlaufen und sich zur Transmissionswelle 3 erstrecken.
Es verläuft
ein Kanal 7 durch die Transmissionswelle 3 und
ein anderer durch die Öffnung 7a des
Kolbens 5, wobei der Kanal sich zum Kanal 7 in
radialer Richtung erstreckt, wodurch sich ein einheitlicher Kanal
für Druckfluid ausbildet.
Da sich die Befestigungsbolzen 18 in der Mitte des Kolbens 5 befinden,
dichtet die Außenfläche auf
beiden Seiten der Bolzenlöcher
des Kolbens 5 den Kolben in Bezug auf das Gehäuse 8 ab.
Der Kolben 4 (nicht gezeigt) und die Welle 2 sind
in gleicher Weise miteinander verbunden und so angeordnet, dass
sie auf die selbe Weise funktionieren. Außer mit Bolzenbefestigung können die
Kolben an ihren Wellen auf verschiedene andere Befestigungsweisen
befestigt werden, die an sich bekannt sind, vorausgesetzt, dass
die Verbindung zwischen den Kolben und den Wellen fest ist und das
Spiel zwischen den verschiedenen Flächen klein genug ist oder mit
einer geeigneten Dichtung abgedichtet werden kann.
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In
dieser Anordnung bewirkt Zufuhr von Druckfluid in den Zylinderraum 1 zwischen
den Kolben 4 und 5, dass einer der Kolben arretiert
ist, so dass er sich durch die Einwegekupplung 11 in Bezug auf
den Endflansch 10 nicht drehen kann, und der andere in
Bezug auf den Koppler 15 arretiert ist. Als Folge davon
dreht sich die gesamte Konstruktion, d. h. Gehäuse, Endflansche und einer
der Kolben in Bezug auf den Koppler 15, wodurch die Leistung
der Drehbewegung mit einer geeigneten Betätigung durch das Gehäuse 8 und
Endflansche 10 übertragen
werden kann. Wenn dementsprechend Druckfluid in den anderen Raum
zwischen den Kolben geleitet wird, verbinden sich die Kolben anders
herum, d. h. der Kolben, der in der vorigen Stufe nicht drehbar am
Endflansch angebracht war, verbindet sich nicht drehbar mit der
Befestigungsvorrichtung auf seiner Seite und der andere Kolben verbindet
sich mit den Endflansch anstelle des Befestigungsmittels. Als Folge
der Zufuhr von Druckfluid drehen sich Gehäuse 8, Endflansche 10 und
einer der Kolben erneut in Bezug auf die Befestigungsmittel in die
selbe Richtung. In dieser Anordnung funktionieren die Einwegekupplungen 11 und 12 als
Arretierglieder, mittels derer die Wellen, in Abhängigkeit
von ihrer Verwendung, arretiert werden können, so dass sie sich in Bezug
auf das Gehäuse
und die Endflansche, die den Zylinderraum bilden, nicht drehen können, so
dass eine kontinuierliche Drehbewegung erzeugt wird.
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Die 4a bis 4c stellen
eine Ausführungsform
der Erfindung dar. In dieser Ausführungsform ist der Kolben 4 fest
am Gehäuse 8 angebracht
und nur der Kolben 5 ist so angeordnet, dass er sich um
die Welle drehen kann. In der Figur weisen selbe Bezugszeichen die
selbe Bedeutung auf wie in den vorhergehenden Figuren, um Verwirrung
zu vermeiden.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Kolben 5 fest am Gehäuse 8 angebracht,
wodurch sie einen einheitlichen Teil bilden, und nur der Kolben 4 dreht sich
mit der Welle 2. Wenn Druckfluid über den Kanal 6 in
den Raum V1 geleitet wird, dreht sich der Kolben 4 um die
Welle vorwärts,
während
auf die selbe Weise wie in den 1 bis 3 die
Drehbewegung durch die Einwegekupplungen vorwärts übertragen wird. Wenn Druckfluid über den
Kanal 3 in den Raum V2 geleitet wird, bewegt sich der Kolben 5 vom
Kolben 4 weg, der sich um die Welle dreht, wobei gleichzeitig
das Gehäuse 8 sich
dreht. Die mit dem Gehäuse
verbundene Welle 3 und ihr Endflansch überträgt dann gemäß dem oben beschriebenen Prinzip
die Rotationsbewegung vorwärts.
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5 ist
eine Explosionsansicht einer praktischen Ausführungsform der in 4 gezeigten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform
umfasst die Leistungseinheit eine Hilfswelle 19, um die
die gesamte Leistungseinheit drehbar angeordnet ist. Die Hilfswelle 19 verläuft durch
die Wellen 2 und 3, so dass sie sich um die Hilfswelle 19 drehen
können.
An den Enden der Hilfswelle 19 sind Kanäle 6 und 7,
die sich im Inneren der Welle erstrecken, aber nur der Kanal 7 ist
in der Figur gezeigt. Für
das Druckfluid sind Öffnungen 6a und 7a auf
beiden Seiten des Kolbens 4 vorhanden und sich durch die
Welle 2 erstreckende Kanäle, wobei die Kanäle fast
parallel zum Radius sind. An den Enden der Kanäle sind Druckfluidrinnen 2a und 3a in
der Hilfswelle 19. Diese Rinnen sind so vorgesehen, dass
sie den Kanälen
in der Welle 2 des Kolbens 4 entsprechen, so dass
Druckfluid wahlweise auf jeder Seite des Kolbens 4 über die
Kanäle 7 und 6 geleitet
werden kann.
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Die
Figur zeigt Hilfsflansche 20 und ein Hilfsgehäuse 21,
die eine einheitliche Umfassung um das Gehäuse 8 bilden, um Leistungsübertragung
vorzusehen. In dieser Anordnung sind die Einwegekupplungen 11 mit
den Hilfsflanschen 20 des Gehäuses 8 des Zylinderraums
anstatt den Endflanschen 10 verbunden, wodurch sie wie
in Verbindung mit den 1 bis 3 erläutert funktionieren,
mit der Ausnahme, dass die Leistung von der Welle 2 und 3 an die
Hilfsflansche 10 in der Weise übertragen wird, dass die von
den Hilfsflanschen 20 und dem Hilfsgehäuse 21 gebildete Anordnung
sich um den Kolben 4 oder den Kolben 5 dreht,
während
sich das Gehäuse 8 in
Bezug auf die Befestigungsmittel 15 um die Hilfswelle 19 dreht.
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6 ist
eine schematische Teilschnittseitenansicht der Leistungseinheit
von 5 in Richtung der Welle. Wie in der Figur zu sehen
ist, bilden das Hilfsgehäuse 21 und
die Hilfsflansche 20 eine Umfassung um das Gehäuse 8 und
die Endflansche 10. Der Kolben 4 ist auf der Welle 2 angebracht,
die sich um die Hilfswelle 19 dreht. Der Kanal 6 erstreckt sich
durch die Druckfluidrinne 2a in der Hilfswelle 19 zum
axialen Kanal, der zur Kanalöffnung 6a führt, wodurch
Druckfluid entlang des Kanals 6 in die Rinne 2a strömen kann
und von der Öffnung 6a zum
Teil V1 des Zylinderraums 1. Dementsprechend ist auf der anderen
Seite des Kolbens 4 eine Öffnung 7a vorhanden,
die mit der Druckfluidrinne 3a verbunden ist, so dass Druckfluid über den
Kanal 7 am anderen Ende der Hilfswelle 19 durch
die Öffnung 7a zum
Teil V2 des Zylinderraums 1 geleitet werden kann. Auf diese
Weise lassen die sich abwechselnd um die Hilfswelle 19 drehenden
Kolben den durch die Hilfsflansche 20 und das Hilfsgehäuse 21 gebildeten
Zylinder in die gewünschte
Richtung rotieren.
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Anstelle
eines separaten Hilfsgehäuses 21 und
Hilfsflanschen 20 ist es möglich, eine Anordnung zu verwenden,
in der einer der Hilfsflansche und das Hilfsgehäuse 21 als integraler
Teil ausgebildet sind. Es ist auch möglich, zwei Zylinderhälften zu
verwenden, die beide einen Hilfsflansch 20 und einen gehäuseartigen
Teil aufweisen, der sich zylindrisch davon trennt, wobei die gehäuseartigen
Teile zweier solcher Teile zusammengefügt werden, so dass sie einen
einheitlichen Zylinder bilden. Außer dem ist es möglich, anstelle
eines Hilfsgehäuses 21 ein
oder mehrere voneinander beabstandete Befestigungsmittel auf dem
Zylinderumfang zu verwenden, wobei die Befestigungsmittel die Hilfsflansche 20 miteinander
verbinden.
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Die 7a und 7b sind
schematische Ansichten einiger Ausführungsformen der Leistungseinheit
der Erfindung. Sie zeigen wie Kolben in einer Weise angeordnet sein
können,
dass die selbe Leistungseinheit verschiedene Kolben umfasst, die
z. B. in Bezug auf die Rotationsachse symmetrisch angebracht sind.
Daher sind in beiden Figuren zwei Kolbenpaare vorhanden. Diese Kolben
jedes Paars sind in Bezug auf die Rotationsachse symmetrisch angebracht,
so dass sie ausgeglichen sind. 7a stellt die
Anwendung einer Ausführungsform
der Erfindung gemäß der 1 bis 3 dar, wo
alle Kolben sich in Bezug auf das Gehäuse des Zylinderraums drehen,
während 7b Anwendung der Ausführungsform der Erfindung gemäß der 4 bis 6 darstellt,
wo die Hälfte
der Kolben sich um eine separate Welle drehen und die Hälfte der
Kolben nicht drehbar in Bezug auf das Gehäuse 8 des Zylinderraums
angeordnet sind.
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Gemäß diesem
Prinzip können
die Kolben in Gruppen angeordnet sein, die verschiedene Kolben enthalten.
In diesem . Fall ist die offensichtlichste Ausführungsform die, in der gemäß dem in
den 7a und 7b gezeigten
Prinzip die Kolben beider Gruppen in Bezug auf die Rotationsachse
symmetrisch angeordnet sind. Wenn verschiedene Kolben verwendet
werden, ist es möglich,
einen Motor oder eine Pumpe vorzusehen, die in Bezug auf ihre Größe leistungsstark
ist, akkurat funktioniert und leicht und einfach als Schrittmotor
oder als Förderpumpe
zu verwenden ist. In diesen Fällen
kann das Zuführen von
Druckfluiden in die Räume
zwischen den Kolben auch wie oben offenbart implementiert sein oder
auf eine andere an sich bekannte Art.
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Die
Erfindung kann auf verschiedene Weise implementiert werden. Es ist
nicht notwendig, zwei separate Endflansche in der Vorrichtung zu
verwenden, sondern einer der Endflansche und das Gehäuse können als
integraler Teil ausgebildet sein. Der axiale Querschnitt der Kolben
ist bevorzugt derart, dass ihre Seiten zu den Radien der Rotationsachse parallel
sind, obwohl Querschnitte anderer Art auch verwendet werden können. Die
Größe der Kolben kann
ebenfalls variieren.
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Anstelle
von zwei Kolben können
auch drei oder mehr Kolben verwendet werden, wenn es gewünscht ist.
In diesen Ausführungsformen
ist es jedoch manchmal notwendig, in einander angeordnete Wellen
zu verwenden, um Rotationsbewegung zu übertragen. Wenn dementsprechend
verschiedene Kolben auf der selben Welle befestigt sind, ist es möglich, durch
die Anzahl der Kolben vervielfachte Leistung zu erzeugen. Wenn die
Anzahl der Kolben gerade ist, werden sie in Bezug auf die Rotationsachse
bevorzugt in zwei Gruppen angeordnet und die Gruppen werden symmetrisch
angeordnet.
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Gleichermaßen können verschiedene
Takter zum Zuführen
des Druckfluids verwendet werden, um die Zufuhr zu regulieren, was
eine ziemlich gleichmäßige Bewegung
und akkurate Schritte erzeugt. Es kann notwendig sein, separate
Steuerung zu verwenden, um die Arretierglieder zu bedienen, so dass
die Leistungseinheit als Motor oder Pumpe auf gewünschte Weise
betrieben wird.
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Die
Einwegekupplungen, die verwendet werden, funktionieren gleichzeitig
als Lager der Kolben, aber wenn Arretierglieder anderer Art verwendet
werden, kann es notwendig sein, die Montage auf andere Weise vorzunehmen.
Obwohl mit Gleitlagern vorgenommene Montage in einigen Fällen ausreichend sein
kann, können
auch herkömmliche
Lager anderer Art an den Wellen der Kolben angebracht werden.
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Die
in den 4 bis 6 gezeigte
Anordnung mit Hilfswellen kann auch bei den in den 1 bis 3 gezeigten
Anordnungen vorgesehen sein.
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Es
ist möglich,
verschiedene Gase oder Gasmischungen, wie Luft, oder verschiedene
Hydraulikfluide wie Öl,
Wasser usw. als Druckfluid in der Leistungseinheit der Erfindung
zu verwenden.
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Die
Kanäle
zum Einleiten und Ausleiten von Druckfluid in und aus den Räumen zwischen
den Kolben können
so angeordnet sein, dass sie durch die Wellen, durch die Wellen
und die Kolben, durch die Endflansche, die die Wände des Zylinderraums bilden,
oder durch das Gehäuse
usw. hindurch verlaufen, wie es an sich bekannt ist.
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Die
Leistungseinheit der Erfindung kann als Förderpumpe oder als Schrittmotor
funktionieren, da ihre Bewegung von einer Position in eine andere
beschränkt
werden kann. Zur Erzeugung einer Bewegung in gewünschtem Maß kann die Drehbewegung der
Welle unter Verwendung verschiedener Übertragungsmechanismen verhindert
werden, oder die Bewegung kann durch Verwendung mehrerer Kolben eingeschränkt werden,
mittels derer es möglich
ist, einen Ablenkwinkel in gewünschtem
Grad vorzusehen und kann damit das Ausmaß der Bewegung oder die Menge
des Druckfluids eingestellt werden.
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Anstelle
des in den 5 bis 6 gezeigten äußeren Zylinders
ist es natürlich
möglich,
die Leistung aus der Leistungseinheit mit einer separaten sekundären Welle
oder unter Verwendung anderer bekannter Leistungsübertragungslösungen zu übertragen.