DE69827527T2 - Leistungseinheit zur Verwendung als druckflüssigkeitsbetriebener Motor oder/und als Pumpe für Druckflüssigkeiten - Google Patents

Leistungseinheit zur Verwendung als druckflüssigkeitsbetriebener Motor oder/und als Pumpe für Druckflüssigkeiten Download PDF

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • F01C1/073Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having pawl-and-ratchet type drive

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird ausführlicher in den begleitenden Zeichnungen beschreiben, in denen
  • 1a bis 1c schematisch eine Anordnung darstellen, die gemäß ähnlicher Funktionsprinzipien einer Leistungseinheit der Erfindung implementiert ist,
  • 2 eine schematische Explosionsansicht einer Anordnung gemäß der in 1 dargestellten Leistungseinheit ist,
  • 3 eine schematische Teilschnittansicht der in 2 gezeigten Anordnung in Richtung der Welle darstellt,
  • 4a bis 4c schematisch eine Ausführungsform der Leistungseinheit gemäß der Erfindung im Prinzip darstellen,
  • 5 eine schematische Explosionsansicht einer anderen Ausführungsform der in 4 dargestellten Leistungseinheit zeigt,
  • 6 eine schematische Teilschnittansicht der Ausführungsform von 5 in Richtung der Welle zeigt, und
  • 7a bis 7b schematische Ansichten der Ausführungsformen der Erfindung darstellen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die in den 4 bis 6 gezeigte Anordnung mit Hilfswellen kann auch bei den in den 1 bis 3 gezeigten Anordnungen vorgesehen sein.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (8)

  1. Leistungseinheit zur Verwendung als druckflüssigkeitsbetriebener Motor und/oder als Pumpe für Druckflüssigkeiten, wobei die Leistungseinheit einen ringförmigen Zylinderraum (1) umfasst und mindestens zwei Kolben (4, 5), die sich gegenseitig bewegen, wobei die Kolben im Wesentlichen die selbe Form und Größe aufweisen wie der Querschnitt des Umfangs des Zylinderraums (1), mindestens einer der Kolben (5) ist so angeordnet, dass er in Bezug auf das Gehäuse (8) des Zylinderraums (1) nicht beweglich ist, und in der Leistungseinheit ist mindestens einer der Kolben (4, 5) so angeordnet, dass er sich in Bezug auf den Zylinderraum (1) um seine Achse dreht, so dass der Kolben (4, 5) sich im Zylinderraum (1) in Richtung seines Umfangs bewegen kann, und eine Transmissionswelle (2, 3) ist so angeordnet, dass sie sich um die Achse des Zylinderraums (1) mit dem Kolben dreht, und Kanäle (6, 7) 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 (1) verlangsamt, so dass mindestens ein Kolben und die sich mit ihm drehende Transmissionswelle in Bezug auf den Zylinderraum (1) simultan um seine Achse drehbar sind, 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 (8) nicht beweglich ist (sind) und der Kolben (5) so angeordnet, dass er sich in Bezug auf den Zylinderraum (1) dreht, so angeordnet sind, dass sie sich abwechselnd um die Achse des Zylinderraums (1) drehen und dass die Arretierglieder Einwegekupplungen (11, 12) sind, die der Transmissionswelle (2, 3) ermöglichen, sich um die Achse des Zylinderraums (1) in eine Richtung zu drehen, aber die Transmissionswelle (2, 3) und den damit verbundenen Kolben (4, 5) arretieren, so dass sie sich nicht um die Achse des Zylinderraums (1) in die andere Richtung drehen können.
  2. Leistungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) und das Gehäuse (8) auf der Transmissionswelle (3) so angebracht sind, dass sie sich koaxial zur Achse des Zylinderraums (1) drehen.
  3. Leistungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal (6, 7) mindestens durch eine Transmissionswelle (2, 3) zu einer Oberfläche des Kolbens (4) führt, der sich in Bezug auf das Gehäuse (8) des Zylinderraums (1) bewegt und es ist eine Öffnung (6a, 7a) mindestens eines Kanals (6, 7) auf beiden Seiten des Kolbens (4) in Richtung des Umfangs des Zylinderraums (1) vorhanden.
  4. Leistungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine gerade Anzahl von Kolben (4, 5) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie auf eine der beiden Transmissionswellen (2, 3) wirken und jeder andere Kolben (4) ist so angeordnet, dass er auf eine Transmissionswelle (2) wirkt und jeder andere Kolben (5) auf die andere Transmissionswelle (3) wirkt, und die auf einer Transmissionswelle angebrachten Kolben können sich in Bezug auf die andere Transmissionswelle bewegen.
  5. Leistungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie verschiedene Kolben umfasst, die auf die beiden Transmissionswellen (2, 3) wirken, so dass die zur Wirkung auf der selben Transmissionswelle (2, 3) angeordneten Kolben in Bezug auf die Rotationsachse des Zylinderraums (1) im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sind.
  6. Leistungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderraum (1) aus einem separaten Gehäuse (8) und mindestens einem Endflansch (10) gebildet ist, der auf der Seite des Gehäuses (8) angebracht ist.
  7. Leistungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine separate Hilfswelle (19) umfasst, die so angeordnet ist, dass sie durch die Transmissionswelle (2) geht, so dass die Transmissionswelle (2) sich um sie drehen kann.
  8. Leistungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (6, 7) zum Leiten von Druckfluid in und aus den Räumen zwischen den Kolben (4, 5) so angeordnet sind, dass sie durch den Hilfskanal (19) gehen.
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