EP2118490A1 - Kreiskolbenmaschine - Google Patents

Kreiskolbenmaschine

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EP2118490A1
EP2118490A1 EP07857029A EP07857029A EP2118490A1 EP 2118490 A1 EP2118490 A1 EP 2118490A1 EP 07857029 A EP07857029 A EP 07857029A EP 07857029 A EP07857029 A EP 07857029A EP 2118490 A1 EP2118490 A1 EP 2118490A1
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EP
European Patent Office
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rotary
annular channel
piston
lever
machine according
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EP07857029A
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English (en)
French (fr)
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EP2118490B1 (de
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Heinz Raubacher
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Individual
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Publication date
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Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to PL07857029T priority Critical patent/PL2118490T3/pl
Publication of EP2118490A1 publication Critical patent/EP2118490A1/de
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Publication of EP2118490B1 publication Critical patent/EP2118490B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C9/00—Oscillating-piston machines or pumps
    • F04C9/002—Oscillating-piston machines or pumps the piston oscillating around a fixed axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0007—Radial sealings for working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C9/00—Oscillating-piston machines or pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston machine with at least one annular channel curved along an at least partial circular arc, in which a piston is movably mounted in a fluid which mediates a movement and flows in via a fluid connection and via another fluid connection, which is concentric with a lever is coupled to the circular arc with its axis of rotation coaxially arranged rotary body, wherein the lever is guided by a in the wall of the annular channel in the direction of movement of the piston introduced, sealed gap to the rotary body.
  • a rotary engine of this type is specified in DE 91 03 452 U1.
  • a piston connected to a drive is rotated by oil pressure in an annular housing.
  • oil pressure pump in the tubular annular inner supplied oil of the housing by means of an oil pressure pump via an oil pressure line to achieve an overfeed of the piston.
  • oil is eliminated via a suction line by means of an intermediate suction pump in this area, whereby a continuous uniform piston circulation is to be ensured.
  • the piston is mounted on a radially guided by a gap from the tubular housing rotatable piston disc which is fixed to a central motor shaft.
  • the two surrounding the tubular annulus engine halves extend over the entire cross-sectional area of the engine, wherein the shaft is passed through the motor halves.
  • the oil pressure within the cylinder after its inflow into the cylinder space can equally spread in both directions, with the suction line apparently ending in an oil sump. With this structure, no continuous operating function is achieved. Also, no information is given to a seal, which is essential for the function.
  • a hydraulic motor with gear effect is specified, with which certain rotational angle settings are possible at low speeds.
  • a gear on a shaft which is rotatably mounted in a housing, radially flat piston with wedge-shaped tip towards the gear and a T-shaped design on the side facing away from the gear in a fixedly connected to the housing segment sleeve slidably disposed.
  • penetrating oil pushes the flat piston with the wedge-shaped tip in the teeth of the gear. Due to the pitch difference of flat piston and gear, the gear is rotated, with several pistons are constantly engaged. By the continuous, successive loading of the flat pistons, a uniform rotational movement is generated.
  • a plurality of flat pistons must be moved in coordination with each other, wherein the movement takes place in the radial direction. This intended for defined rotational angle settings construction is relatively complex and suitable only for relatively slow rotational movements.
  • the FR 2 500 075 A1 shows a further hydraulic motor with a circular arc-shaped curved circular cylinder and disposed therein, acted upon by the hydraulic medium piston, which are fixed to a central shaft.
  • flaps are movably mounted, which are pivoted into recesses of the cylinder wall to release the path of the piston passing through.
  • the pistons can pass through the cylinder space only in Einschwenkides the flaps.
  • the pistons and flaps are subject to high wear, whereby a permanent function and high torque are not guaranteed.
  • the cylinder space is enclosed by interconnected housing halves, which have radially projecting towards the middle of the housing, adjacent to a central shaft projections. Between the projections, a gap is left, are guided by the lever arms, which are connected on the one hand with the piston and on the other hand with the central shaft, wherein between the designed as a circular disk lever arms and the projections sealing elements are arranged.
  • the circular disk-shaped lever arms are provided with recesses for a pressure reduction.
  • GB 1 283 907 Another rotary piston machine, which is designed as a metering pump, is shown in GB 1 283 907.
  • two concentrically opposite pitch circle cylinders are used.
  • the curved piston mounted with curved piston rods mounted thereon which are moved by a central shaft in reciprocating motion via a lever acting on the piston rod to pump a liquid in a precisely metered amount in a pulsed manner.
  • the piston rods are led out of the respective partial circular cylinder by their cross-sectional area and coupled to the lever outside the cylinder.
  • the movement of the piston or the shaft is limited to a relatively small angular range, wherein the structure has primarily synchronizing function.
  • an exact guidance and force transmission between the shaft and piston, especially at relatively high torques is difficult and the structure is unsuitable for transmitting high forces or moments.
  • DE 39 00 375 shows an internal combustion engine with evenly circulating piston in an annular space.
  • this annular space cylinder space the four operating cycles of an internal combustion engine are integrated in series.
  • the structure requires elaborate measures for controlling the combustion, generating the fuel mixture and guiding the exhaust gases. Especially with slow movements and high torques, it is difficult to build such a machine suitable. To such an internal combustion engine is therefore not present.
  • the invention has for its object to provide a rotary piston machine with a fluid located in the cylinder chamber, in particular an incompressible liquid, with the motion sequences are controllable with high accuracy even when transmitting high torques.
  • This structure results in a stable coupling between the piston and rotary body.
  • an adaptation to the requirements of the respective application purpose can be made in a wide range.
  • an accurate control of the motion sequences z. B. via a program in a control device possible, especially if a liquid is used as incompressible fluid.
  • the control can take place by means of an exactly operating pump and control valves which can be activated in the desired way.
  • the cross section of the piston or channel space need not be circular, but may also have a virtually any other shape.
  • the lever does not need to be brought out on the side opposite the rotary body side of the channel wall, but the gap can for example also be arranged on the top or bottom of the annular channel, wherein the annular channel can be constructed with its housing on the plane of movement of the lever. Supported by the seal, high driving forces and precise movement sequences can be achieved.
  • An advantageous guidance of the lever and sealing of the gap is achieved in that the lever over its entire range of movement along the gap length z. B. is extended as a circular ring or disc.
  • Advantageous measures for the seal further consist in that the wall of the annular channel is widened in the gap region in the radial direction.
  • the measures are advantageous in that the retaining structure on the annular channel are designed as radial projections extending on both sides along the gap and the complementary retaining structure on the lever as a claw-type clamp.
  • the lever in plan view has the shape of a circular disc or a circular cutout or that the annular channel is directly adjacent to the outer periphery of the rotary body.
  • axially one or both sides mounted shaft stumps can serve.
  • the measures are advantageous in that the annular channel with respect to the plane of movement of the piston is composed of two interconnected half-shells.
  • the half-shells can advantageously be screwed together on flanges on both sides of the annular channel and can have different outer contours.
  • Various further design variants result from the fact that the rotary body with respect to the annular channel arranged outside or inside, in particular a central shaft, and that the lever is coupled by means of a hub to the shaft, the force transmission in both directions or only in a direction of rotation causes and causes a freewheel in the other direction.
  • At least two independently rotating pistons are arranged in a 360 ° cylinder or that at least two annular channels are coupled to a rotary body, which are arranged on radially opposite sides of the rotary body and / or axially offset.
  • multiple ring channels can be used in parallel operation z.
  • B. increases the drive torque or conversely, a pump power can be increased.
  • With radially opposing arrangement of at least two annular channels can be achieved by a corresponding control a continuous 360 ° circumferential movement of the rotary body in a drive.
  • a control over larger angular ranges z. B. be achieved in that at least two independently rotating pistons are arranged in a 360 ° comprehensive channel or that at least two annular channels are coupled to a rotating body and operated so that the pistons are out of phase.
  • two pistons operating independently of one another in an annular channel one is always blocked by a controllable locking element in its movement relative to the channel.
  • a further advantageous embodiment for the motion control is that fluid connections of the annular channels are connected to each other in such a way that a return of the one piston is done by the drive of the other piston.
  • An advantageous construction for a reliable function further consists in that the rotary piston machine is designed as an aggregate for a reciprocating movement, wherein the connections are mutually controllable to the inflow or outflow of the fluid, that the wall of the annular channel in the gap region has an increased width, the lever, on the one hand, and the wall regions of the annular channel adjacent to the gap, on the other hand, are provided with interengaging complementary retaining structures whose retaining forces are in opposition to opening the gap, and in that the retaining structure on the annular channel extends as radial projections extending along the gap on both sides complementary holding structure is formed on the lever as a cross-section claw-like clamp.
  • the rotary body is mounted on a housing part of the annular channel by means of balls or rollers.
  • the sealing means are acted upon by their side facing away from the lever surface side with compressive force.
  • a further advantageous embodiment is that two levers are provided with two pistons running in the annular channel and that a locking device is provided with locking means by means of which a respective rotary body with the associated piston can be fixed and the stationary piston has a channel bottom for driving the respective other piston forms with the associated rotary body.
  • rotary piston engine is used as a steering drive of a steered wheel.
  • an easily adaptable control program results in individual, coordinated controls of the steering angle of the individual wheels of a vehicle.
  • a further advantageous application is that the rotary piston engine is used as a rotary drive of a wheel, so that in a vehicle z. B. each wheel an individual drive with central or decentralized control can be assigned.
  • 1 is a rotary piston machine in plan view in a schematic sectional view
  • 2 shows the rotary piston machine in cross-section with respect to the annular channel in a schematic representation
  • FIG. 3 shows a section of the rotary piston machine in the region of a coupling of a rotary body in the form of a shaft
  • Fig. 5 shows a detail of the rotary piston engine in the region of the coupling between an annular channel and a lever between the piston and
  • Fig. 8 shows a detail of the rotary piston engine in a Abdicht Geneva
  • 9A and 9B a detail of another embodiment of the rotary piston engine with two levers and a common annular channel.
  • Fig. 1 shows a section through a rotary piston machine perpendicular to a rotary body in the form of a shaft 7 in a schematic representation.
  • a piston 2 is in one along a pitch circle by more than 180 ° extending annular channel 1, for example circular cylinder, guided and transmits by a lever 5, the z. B. is formed as a circular disc, the movement of the piston via a hub 6 on the shaft. 7
  • the piston 2 is z. B. as a drive member by pumping a advantageously incompressible fluid through a corresponding fluid port 3 or 4 and discharge of the fluid via the other fluid port 4 or 3 moves.
  • the hub 6 On the shaft 7 is seated for coupling between the lever 5 and the shaft, the hub 6, which may be embodied in various ways, for example, to transmit the torque to the shaft 7 in one direction and freewheel in the other direction or for torque transmission in both directions.
  • a relatively large angular range between z. B. 180 ° and 320 ° are covered, so that the rotary piston drive can be used as an aggregate for a reciprocating movement, for example, for the steering of individual wheels in a vehicle, such as a forklift, advantageous.
  • the rotary piston drive and two or more annular channels 1 or circular cylinder can be provided which are operated in parallel in the same direction or transmit their torques in the opposite direction, the other lever in the freewheel with respect to the shaft 7 is operated , O- the annular channels 1 can optionally be arranged axially offset with respect to the shaft on radially opposite sides with respect to the shaft, so that by means of multiple ring channels 1 by phase-offset control and a continuous rotational movement of the shaft can be realized by 360 °. Also, by the control with an unchanged structure of the drive unit by speaking control of switching valves 11 the same drive unit once taxed in parallel operation of the ring channels 1 and the other time in the staggered operation. Also mixed forms are possible. This means that different torque ranges and angular ranges of movement can be covered with the same machine.
  • pistons operate in the same annular channel space, wherein the pistons are associated with separate, axially offset levers, which are connected via unlockable locking elements, such as.
  • Pawls are coupled via a hub with the shaft 7, as shown schematically in Fig. 3. In this way, the pistons are movable relative to each other in the cylinder space to effect the drive by suitable control.
  • Fig. 2 shows an axial section of the rotary piston engine. On the left side of the piston 2 in the annular channel 1 or circular cylinder can be seen. In this illustration, it is clear how the lever 5, z. B. realized by a circular disc, extends into the annular channel 1 and closes the cavity with the annular channel 1. In this case, the lever 5 is fixedly connected to the piston 2.
  • a freewheel by means of locking elements in the form of pawls 8 and nubs 9 and a toothing is formed, wherein the pawls 8 in the drive direction on steep flanks of the knobs 9 and toothing support, while the pawls 8 glide in the freewheeling direction over the flat flanks of the knobs 9 and Zah- tion.
  • Such a pawl mechanism may be constructed with double pawls pivotable in both directions also in such a way that a drive on the one hand and freewheel on the other hand is made possible in both directions, why accordingly steep and flat tooth flanks in different directions on the shaft or hub z.
  • B. a solenoid or hydraulic actuator provided.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of the coupling of two annular channels 1 to a rotary piston drive.
  • the coupling makes it possible, with a corresponding connection to the switching valve 11, to drive the shaft 7 with constant torque or to pump the fluid at constant flow by means of a pump 15.
  • the fluid connections 4A and 3B or 3A and 4B are connected via a connecting line 10, so that while one piston (eg 2A) drives the shaft 7, the other piston (eg 2B) is returned ,
  • the arrow in Fig. 4 indicates the direction in which a force can be exerted on the shaft 7.
  • Fig. 5 shows an embodiment of the rotary piston engine, wherein a pressure on the wall of the annular channel 1 is received by a mounted on the lever 5 claw-like clamp 12.
  • This allows the wall z. B. be made significantly thinner than without such a terminal or the rotary piston engine can be designed for much higher pressure.
  • sealing elements 13, in particular sealing rings can advantageously be used in the gap region to the two adjacent lever surfaces.
  • a short lever 5 is z. B. be achieved in that the shaft 7 and the annular channel 1 in the gap region adjacent to each other and z. B. a seal is made in the manner as shown in Fig. 5. Furthermore, it is advantageously provided that the annular channels 1 z. B. in the middle plane of movement of the piston 2 are composed of two parts, so that the piston 2 and the seals 13 can be used easily. This z. B. also be formed on the outside of the annular channels 1, a flange for clamping the two half-shells of the circular cylinder 1.
  • the described basic unit of the rotary piston engine can be used for various purposes, for example as a central or decentralized steering drive of wheels, as a rotary drive of wheels, as a hydraulic servo motor, in combination as a hydraulic pump / motor assembly z. B. for simulating a propeller shaft and the like.
  • the externally arranged rotary body is on a housing portion of the annular channel 1, on an upper half of the housing, in addition to the Lever, which is also formed here, for example, as a circular disk, mounted by means of a ball bearing. Accordingly, the lever 5 is led out in the form of the traction sheave through a gap on the outer circumference of the annular channel 1 and sealed in the gap by means of the sealing means 13.
  • the rotary body in the present case designed as an outer rotary ring 20, mounted and in turn provided with an overhead support structure 31, on which then a structure to be rotated, for example a crane frame, can be mounted.
  • a support structure 30 on the underside of the outer rotary ring 20 is readily feasible, as far as appropriate requirements are to be met.
  • the housing of the annular channel 1 can be constructed in a variety of ways and connected to a suitable base for the respective case.
  • the outer rotary ring 20 is z. B. via a four-point bearing part on the housing of the annular channel 1 stored.
  • the traction sheave if necessary, be led out by a top or bottom (north or south side) of the annular channel 1 arranged gap and even outside the gap z. B. to the outside or inside horizontally or obliquely.
  • Fig. 7 shows an embodiment of the rotary piston engine, in which the rotary body is designed as an inner rotary ring 21, to which also an overhead support structure 31 is coupled.
  • an additional storage is provided via a ball bearing in the lower region of a portion of the annular channel housing.
  • a lower support structure may be provided on the inner rotary ring 21 and a lower support structure 30 for receiving the annular channel housing.
  • a gap for the lever 5 on the top or the bottom of the annular channel 1 may be arranged.
  • a reliable sealing with sealing means 13 is also necessary in this case.
  • the remote from the surface of the lever 5 outside of the sealant 13 is effected with a contact pressure, for example via a fluid, which may be the same fluid as in the annular channel 1, which is supplied via separate channels.
  • the hydraulic pressure can be suitably adjusted and z. B. be secured by valves.
  • transitions between housing parts, between housing and piston and / or lever 5 are sealed with other sealing means, which are also equipped where necessary, with adapted guide surfaces.
  • the contact pressure can be carried out in the manner mentioned above.
  • FIGS. 9A and FIG. 9B A further embodiment of the rotary piston engine is shown in FIGS. 9A (partially cutaway section in plan view) and FIG. 9B (partially cutaway section in cross section).
  • two separate levers 5, which are preferably designed as traction sheaves are connected to two pistons 2 driven in the same annular channel 1.
  • a traction sheave 5 is about a z.
  • the movable traction sheave 5 'z. B hydraulic or electromechanical locking system with locking means 16 and forms a bottom in the annular channel against which a pressure to drive the free traction sheave 5 'with the other piston 2 can build.

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Description

Kreiskolbenmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolbenmaschine mit mindestens einem entlang eines zumindest teilweisen Kreisbogens gekrümmten Ringkanal, in dem ein Kolben beweglich in einem eine Bewegung vermittelnden, über einen Fluidanschluss einströmenden und über einen anderen Fluidanschluss ausströmenden Fluid gelagert ist, welcher über einen Hebel mit einem konzentrisch zu dem Kreisbogen mit seiner Drehachse koaxial angeordneten Drehkörper gekoppelt ist, wobei der Hebel durch einen in der Wandung des Ringkanals in Bewegungsrichtung des Kolbens ein- gebrachten, gedichteten Spalt zu dem Drehkörper geführt ist.
Eine Kreiskolbenmaschine dieser Art ist in der DE 91 03 452 U1 angegeben. Bei dieser bekannten Kreiskolbenmaschine in Form eines Öldruckmotors wird in einem kreisringförmigen Gehäuse ein mit einem Antrieb verbundener Kolben durch Öl- druckbeaufschlagung in Drehung versetzt. Hierzu wird in den rohrringförmigen Innen- räum des Gehäuses mittels einer Öldruckpumpe über eine Öldruckleitung Öl zugeführt, um eine Voreilung des Kolbens zu erzielen. Zur Vermeidung von Ölstau- Energieverlusten, die durch einen Ölstau zwischen einer Kolbenwand und einer Wand eines Schiebers entstehen können, wird Öl über eine Saugleitung mittels einer zwischengeschalteten Absaugpumpe in diesem Bereich beseitigt, wodurch ein kontinuierlich gleichmäßiger Kolbenumlauf gewährleistet sein soll. Der Kolben ist an einer radial durch einen Spalt aus dem rohrringförmigen Gehäuse geführten umlaufbaren Kolbenscheibe angebracht, die an einer zentralen Motorwelle befestigt ist. Wie der Querschnitt nach Fig. 2 dieser Druckschrift zeigt, erstrecken sich die beiden den Rohrringraum umgebenden Motorhälften über die gesamte Querschnittsfläche des Motors, wobei die Welle durch die Motorhälften hindurchgeführt ist. Bei der gezeigten Ausführung kann sich der Öldruck innerhalb des Zylinders nach seinem Einstrom in den Zylinderraum in beiden Richtungen gleichermaßen ausbreiten, wobei die Saugleitung offenbar in einem Ölsumpf endet. Bei diesem Aufbau wird keine fortwäh- rende Betriebsfunktion erreicht. Auch sind keine Angaben zu einer Abdichtung gemacht, die jedoch für die Funktion wesentlich ist.
In der DD 276 122 A1 ist ein Hydraulikmotor mit Getriebewirkung angegeben, mit dem bei niedrigen Drehzahlen bestimmte Drehwinkeleinstellungen möglich sind. Da- bei sind um ein Zahnrad auf einer Welle, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, radial Flachkolben mit keilförmiger Spitze zum Zahnrad hin und einer T-förmigen Ausbildung auf der dem Zahnrad abgewandten Seite in einer mit dem Gehäuse fest verbundenen Segmenthülse gleitbeweglich angeordnet. In einen Zylinderraum eindringendes Öl schiebt die Flachkolben mit der keilförmigen Spitze in die Verzahnung des Zahnrads. Durch die Teilungsdifferenz von Flachkolben und Zahnrad wird das Zahnrad gedreht, wobei sich ständig mehrere Kolben im Eingriff befinden. Durch die kontinuierliche, nacheinander erfolgende Beaufschlagung der Flachkolben wird eine gleichförmige Drehbewegung erzeugt. Bei dieser Gestaltung des Hydraulikmotors müssen eine Vielzahl von Flachkolben in Abstimmung aufeinander bewegt werden, wobei deren Bewegung in radialer Richtung erfolgt. Dieser für definierte Drehwinkel- einstellungen vorgesehene Aufbau ist relativ aufwändig und nur für relativ langsame Drehbewegungen geeignet.
Die FR 2 500 075 A1 zeigt einen weiteren Hydraulikmotor mit einem kreisbogenförmig gekrümmten Kreiszylinder und darin angeordneten, von dem Hydraulikmedium beaufschlagten Kolben, die an einer zentralen Welle befestigt sind. Innerhalb des Zylinderraums sind Klappen beweglich gelagert, die in Aussparungen der Zylinderwand hineingeschwenkt werden, um den Weg des durchlaufenden Kolbens freizugeben. In diesem Bereich ist jedoch keine wirksame Abdichtung der Kolben entlang der Zylinderwand gegeben, so dass keine zuverlässige Funktion gewährleistet ist. Auch können die Kolben den Zylinderraum nur in Einschwenkrichtung der Klappen durchlaufen. Ferner sind die Kolben und Klappen einem hohen Verschleiß unterworfen, wodurch eine dauerhafte Funktion und ein hohes Drehmoment nicht gewährleistet sind. Der Zylinderraum ist von miteinander verbundenen Gehäusehälften eingefasst, die radial zur Gehäusemitte hin ragende, an eine zentrale Welle angren- zende Vorsprünge aufweisen. Zwischen den Vorsprüngen ist ein Spalt freigelassen, durch den Hebelarme geführt sind, die einerseits mit den Kolben und andererseits mit der zentralen Welle verbunden sind, wobei zwischen den als Kreisscheibe ausgebildeten Hebelarmen und den Vorsprüngen Dichtelemente angeordnet sind. Die kreisscheibenförmigen Hebelarme sind mit Aussparungen für einen Druckabbau ver- sehen.
Eine weitere Kreiskolbenmaschine, die als Dosierpumpe ausgebildet ist, zeigt die GB 1 283 907. Hierbei sind in zwei sich konzentrisch gegenüberliegenden Teilkreiszylin- dem gekrümmte Kolben mit daran angeschlossenen gekrümmten Kolbenstangen gelagert, die von einer zentralen Welle in Hin- und Herbewegung über einen an der Kolbenstange angreifenden Hebel bewegt werden, um eine Flüssigkeit pulsförmig in genau dosierter Menge zu pumpen. Die Kolbenstangen sind entsprechend dem Ver- lauf des Kreisbogens durch deren Querschnittsfläche stirnseitig aus dem jeweiligen Teilkreiszylinder herausgeführt und außerhalb des Zylinders mit dem Hebel gekoppelt. Durch diesen Aufbau ist die Bewegung des Kolbens bzw. der Welle auf einen relativ geringen Winkelbereich beschränkt, wobei der Aufbau primär Synchronisierfunktion besitzt. Außerdem ist eine exakte Führung und Kräfteübertragung zwischen Welle und Kolben insbesondere bei relativ hohen Drehmomenten schwierig und der Aufbau ist zum Übertragen hoher Kräfte bzw. Momente ungeeignet.
Weit verbreitet sind auch geradlinig ausgedehnte Kolben-/Zylindereinheiten für Antriebszwecke, beispielsweise zum Bewegen eines Hebelarms bei einem Bagger. Hierbei ändert sich bei der Schwenkbewegung der Hebelarm und dadurch auch das wirkende Moment und die Kräfte insbesondere auch in den Lagerstellen.
Die DE 39 00 375 zeigt eine Brennkraftmaschine mit in einem Ringraum gleichmäßig umlaufenden Kolben. In diesen ringraumförmigen Zylinderraum sind die vier Arbeits- takte einer Brennkraftmaschine in Reihe integriert. Hierbei ist es schwierig, einen genau steuerbaren Bewegungsablauf über die Bewegungsstrecke zu erreichen. Außerdem erfordert der Aufbau aufwändige Maßnahmen zur Steuerung der Verbrennung, Erzeugen des Brennstoffgemischs und Führung der Abgase. Insbesondere auch bei langsamen Bewegungen und hohen Drehmomenten ist es schwierig, eine derartige Maschine geeignet aufzubauen. Um eine derartige Brennkraftmaschine geht es daher vorliegend nicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiskolbenmaschine mit einem in dem Zylinderraum befindlichen Fluid, insbesondere einer inkompressiblen Flüssigkeit, bereit zu stellen, mit der Bewegungsabläufe auch bei Übertragung hoher Drehmomente mit hoher Genauigkeit steuerbar sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass in den Spaltbereich zwischen dem Hebel und den beidseitig benachbarten Wandabschnitten zum Verhindern eines Fluidaustritts Dichtmittel eingebracht sind.
Dieser Aufbau ergibt eine stabile Kopplung zwischen Kolben und Drehkörper. Über die Länge des Hebels und/oder den Kanalquerschnitt bzw. die wirksame Fläche des Kolbens kann eine Anpassung an die Erfordernisse des jeweiligen Einsatzzwecks in weiten Bereichen erfolgen. Auch bei hohen Drehmomenten, beispielsweise für An- triebszwecke, ist eine genaue Steuerung der Bewegungsabläufe z. B. über ein Programm in einer Steuereinrichtung möglich, insbesondere wenn eine Flüssigkeit als inkompressibles Fluid verwendet wird. Bei einem Antrieb kann die Steuerung vermittels einer exakt arbeitenden Pumpe und in gewünschter Weise ansteuerbarer Schaltventile erfolgen. Der Querschnitt des Kolbens bzw. Kanalraums braucht nicht kreisförmig zu sein, sondern kann auch eine praktisch beliebige andere Form aufweisen. Auch braucht der Hebel nicht an der dem Drehkörper unmittelbar gegenüberliegenden Seite der Kanalwandung herausgeführt zu werden, sondern der Spalt kann beispielsweise auch an der Oberseite oder Unterseite des Ringkanals angeordnet sein, wobei der Ringkanal mit seinem Gehäuse auf der Bewegungsebene des Hebels aufgebaut werden kann. Unterstützt durch die Abdichtung werden hohe Antriebskräfte und genaue Bewegungsabläufe erzielbar. Eine vorteilhafte Führung des Hebels und Abdichtung des Spalts wird dadurch erreicht, dass der Hebel über seinen gesamten Bewegungsbereich entlang der Spaltlänge z. B. als Kreisring oder Kreisscheibe ausgedehnt ist.
Vorteilhafte Maßnahmen für die Abdichtung bestehen des Weiteren darin, dass die Wandung des Ringkanals im Spaltbereich in radialer Richtung verbreitert ist.
Zu einem stabilen, dichten Aufbau tragen des Weiteren die Maßnahmen bei, dass der Hebel einerseits und die dem Spalt beidseitig benachbarten Wandbereiche des Ringkanals andererseits mit ineinander greifenden komplementären Haltestrukturen versehen sind, deren Haltekräfte einem Öffnen des Spalts entgegengerichtet sind.
Hierbei sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass die Haltestruktur an dem Ringkanal als beidseitig entlang dem Spalt verlaufende radiale Vorsprünge und die komplementäre Haltestruktur an dem Hebel als eine im Querschnitt klauenartige Klemme ausgebildet sind.
Der Aufbau und die Funktion werden femer dadurch begünstigt, dass der Hebel in Draufsicht die Form einer Kreisscheibe oder eines Kreisausschnittes besitzt oder dass der Ringkanal unmittelbar an den Außenumfang des Drehkörpers angrenzt. Zum Ankoppeln an dem Drehkörper, beispielsweise eine Welle, können axial ein- oder beidseitig angebrachte Wellenstümpfe dienen.
Für den Aufbau und die Montage sind auch die Maßnahmen von Vorteil, dass der Ringkanal bezüglich der Bewegungsebene des Kolbens aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen zusammengesetzt ist. Die Halbschalen können dabei auf beiden Seiten des Ringkanals vorteilhafte an Flanschen miteinander verschraubt sein und können unterschiedliche Außenkontur aufweisen. Verschiedene weitere Ausgestaltungsvarianten ergeben sich dadurch, dass der Drehkörper bezüglich des Ringkanals außen oder innen angeordnet, insbesondere eine zentrale Welle ist, und dass der Hebel mittels einer Nabe an die Welle gekoppelt ist, die eine Kraftübertragung in beiden Drehrichtungen oder nur in einer Drehrich- tung bewirkt und in der anderen Drehrichtung einen Freilauf bewirkt.
Vorteilhafte weitere Maßnahmen bestehen darin, dass mindestens zwei unabhängig voneinander umlaufende Kolben in einem 360° umfassenden Zylinder angeordnet sind oder dass mindestens zwei Ringkanäle an einen Drehkörper gekoppelt sind, die auf sich radial gegenüberliegenden Seiten des Drehkörpers angeordnet sind und/oder axial versetzt sind. Mit mehreren Ringkanälen kann bei Parallelbetrieb z. B. das Antriebsmoment erhöht oder umgekehrt eine Pumpleistung vergrößert werden. Bei sich radial gegenüberliegender Anordnung mindestens zweier Ringkanäle kann durch entsprechende Steuerung eine fortlaufend um 360° umlaufende Bewegung des Drehkörpers bei einem Antrieb erreicht werden. Durch einen zusätzlichen Axialversatz können Aufbauten mit verschiedener Überlappung der Ringkanäle verwirklicht werden.
Eine Steuerung über größere Winkelbereiche kann z. B. dadurch erreicht werden, dass mindestens zwei unabhängig voneinander umlaufende Kolben in einem 360° umfassenden Kanal angeordnet sind oder dass mindestens zwei Ringkanäle an einen Drehkörper derart gekoppelt und betrieben sind, dass die Kolben phasenverschoben arbeiten. Bei zwei voneinander unabhängig in einem Ringkanal arbeitenden Kolben wird jeweils immer einer durch ein ansteuerbares Verriegelungselement in seiner Bewegung relativ zu dem Kanal gesperrt. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung für die Bewegungssteuerung besteht darin, dass Fluidanschlüsse der Ringkanäle in der Weise miteinander verbunden sind, dass eine Rückführung des einen Kolbens durch den Antrieb des anderen Kolbens geschieht.
Ist vorgesehen, dass die Ausdehnung des Kolbens in Bogenrichtung des Kreiszylinders verstellbar ist, so ergeben sich exakte Justiermöglichkeiten.
Ein für eine zuverlässige Funktion vorteilhafter Aufbau besteht ferner darin, dass die Kreiskolbenmaschine als Aggregat für eine Hin- und Herbewegung ausgebildet ist, wobei die Anschlüsse wechselseitig zum Einströmen oder Ausströmen des Fluids steuerbar sind, dass die Wandung des Ringkanals im Spaltbereich eine erhöhte Breite aufweist, dass der Hebel einerseits und die dem Spalt beidseitig benachbarten Wandbereiche des Ringkanals andererseits mit ineinander greifenden komplementä- ren Haltestrukturen versehen sind, deren Haltekräfte einem Öffnen des Spaltes entgegengerichtet sind, und dass die Haltestruktur an dem Ringkanal als beidseitig entlang dem Spalt verlaufende radiale Vorsprünge und die komplementäre Haltestruktur an dem Hebel als eine im Querschnitt klauenartige Klemme ausgebildet ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen für vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise den Drehkranz eines Krans, ergeben sich dadurch, dass der außen angeordnete Drehkörper als Außen-Drehring und/oder der innen angeordnete Drehkörper als Innen-Drehring ausgebildet sind und mit einer unteren und/oder oberen Tragkonstruktion versehen sind.
Dabei bestehen vorteilhafte Maßnahmen darin, dass der Drehkörper an einem Gehäuseteil des Ringkanals mittels Kugeln oder Walzen gelagert ist. Zu einer zuverlässigen Abdichtung tragen die Maßnahmen bei, dass die Dichtmittel von ihrer von der Hebeloberfläche abgekehrten Seite her mit Druckkraft beaufschlagt sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass zwei Hebel mit zwei in dem Ringkanal laufenden Kolben vorhanden sind und dass eine Verriegelungsvorrichtung mit Verriegelungsmitteln vorgesehen ist mittels deren jeweils ein Drehkörper mit dem zugehörigen Kolben festsetzbar ist und der stillstehende Kolben einen Kanalboden zum Treiben des jeweils anderen Kolbens mit dem diesem zugeordneten Drehkörper bildet.
Eine vorteilhafte Anwendung besteht darin, dass die Kreiskolbenmaschine als Lenkantrieb eines gelenkten Rades eingesetzt wird. Bei mehreren gelenkten Rädern ergeben sich über ein einfach anpassbares Steuerprogramm individuelle, aufeinander abgestimmte Steuerungen des Lenkeinschlags der Einzelräder eines Fahrzeugs.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung besteht darin, dass die Kreiskolbenmaschine als Drehantrieb eines Rades eingesetzt wird, so dass bei einem Fahrzeug z. B. jedem Rad ein individueller Antrieb mit zentraler oder dezentraler Steuerung zugeord- net werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kreiskolbenmaschine in Draufsicht in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 2 die Kreiskolbenmaschine im Querschnitt bezüglich des Ringkanals in schematischer Darstellung,
Fig. 3 einen Ausschnitt der Kreiskolbenmaschine im Bereich einer Ankopplung eines Drehkörpers in Form einer Welle,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Kopplung zweier Ringkanäle,
Fig. 5 einen Ausschnitt der Kreiskolbenmaschine im Bereich der Kopplung zwischen einem Ringkanal und einem Hebel, der zwischen Kolben und
Welle verläuft, im Querschnitt,
Fig. 6 einen Ausschnitt eines Aufbaubeispiels der Kreiskolbenmaschine mit außen liegendem Drehkörper,
Fig. 7 einen Ausschnitt eines Aufbaubeispiels mit innen liegendem Drehkörper,
Fig. 8 einen Ausschnitt der Kreiskolbenmaschine in einem Abdichtbereich und
Fig. 9A und 9B einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Kreiskolbenmaschine mit zwei Hebeln und einem gemeinsamen Ringkanal.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Kreiskolbenmaschine senkrecht zu einem Drehkörper in Form einer Welle 7 in schematischer Darstellung. Ein Kolben 2 wird in einem sich entlang einem Teilkreis um mehr als 180° erstreckenden Ringkanal 1 , beispielsweise Kreiszylinder, geführt und überträgt durch einen Hebel 5, der z. B. als kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, die Bewegung des Kolbens über eine Nabe 6 auf die Welle 7.
Der Kolben 2 wird z. B. als Antriebsglied durch Einpumpen eines vorteilhafterweise inkompressiblen Fluids durch einen entsprechenden Fluidanschluss 3 oder 4 und Abführen des Fluids über den anderen Fluidanschluss 4 bzw. 3 bewegt. Auf der Welle 7 sitzt zur Kopplung zwischen dem Hebel 5 und der Welle die Nabe 6, die in ver- schiedener Weise ausgeführt sein kann, beispielsweise zur Übertragung des Drehmoments auf die Welle 7 in einer Richtung und Freilauf in der anderen Richtung oder zur Drehmomentübertragung in beiden Richtungen. Bereits bei nur einem Ringkanal 1 und entsprechender Bauweise des Kolbens 2 kann ein relativ großer Winkelbereich zwischen z. B. 180° und 320° abgedeckt werden, so dass der Kreiskolbenantrieb als Aggregat für eine Hin- und Herbewegung beispielsweise für die Lenkung einzelner Räder bei einem Fahrzeug, wie etwa einem Gabelstapler, vorteilhaft verwendet werden kann.
Bei einer Ausgestaltung des Kreiskolbenantriebs können auch zwei oder mehr Ring- kanäle 1 bzw. Kreiszylinder vorgesehen sein, die in gleicher Richtung parallel betrieben werden oder die in entgegen gesetzter Richtung ihre Drehmomente übertragen, wobei der jeweils andere Hebel im Freilauf bezüglich der Welle 7 betrieben wird. O- der die Ringkanäle 1 können bezüglich der Welle auf radial gegenüberliegenden Seiten gegebenenfalls axial bezüglich der Welle versetzt angeordnet sein, so dass mit- tels mehrerer Ringkanäle 1 durch phasenversetzte Ansteuerung auch eine fortlaufende Rotationsbewegung der Welle um 360° realisiert werden kann. Auch kann durch die Steuerung bei unverändertem Aufbau des Antriebsaggregates durch ent- sprechende Ansteuerung von Schaltventilen 11 dasselbe Antriebsaggregat einmal im Parallelbetrieb der Ringkanäle 1 und das andere Mal im versetzten Betrieb besteuert werden. Auch Mischformen sind möglich. Es können also mit derselben Maschine unterschiedliche Drehmomentbereiche und Winkelbereiche der Bewegung abge- deckt werden.
Eine andere Ausführungsform besteht darin, dass zwei Kolben in demselben Ringkanalraum arbeiten, wobei den Kolben getrennte, axial versetzte Hebel zugeordnet sind, welche über freischaltbare Verriegelungselemente, wie z.B. Sperrklinken, über eine Nabe mit der Welle 7 gekoppelt sind, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt. Auf diese Weise sind die Kolben relativ zueinander in dem Zylinderraum bewegbar, um durch geeignete Steuerung den Antrieb zu bewirken.
Fig. 2 zeigt einen axialen Schnitt der Kreiskolbenmaschine. Auf der linken Seite ist der Kolben 2 in dem Ringkanal 1 bzw. Kreiszylinder zu sehen. In dieser Darstellung wird deutlich, wie der Hebel 5, z. B. realisiert durch eine kreisförmige Scheibe, in den Ringkanal 1 hineinreicht und mit dem Ringkanal 1 den Hohlraum abschließt. Dabei ist der Hebel 5 mit dem Kolben 2 fest verbunden.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der Kreiskolbenmaschine im Bereich der Welle 7 und der Nabe 6. Hierbei ist ein Freilauf mittels Verriegelungselementen in Form von Klinken 8 und Noppen 9 bzw. einer Zahnung gebildet, wobei sich die Sperrklinken 8 in Antriebsrichtung an steilen Flanken der Noppen 9 bzw. Zahnung abstützen, während die Klinken 8 in Freilaufrichtung über die flachen Flanken der Noppen 9 bzw. Zah- nung hinweggleiten. Ein derartiger Sperrklinkenmechanismus kann mit in beiden Richtungen schwenkbaren Doppelklinken auch in der Weise aufgebaut sein, dass ein Antrieb einerseits und Freilauf andererseits in beiden Richtungen ermöglicht wird, wozu entsprechend steile und flache Zahnflanken in unterschiedlicher Richtung an der Welle oder Nabe z. B. axial versetzt vorgesehen sind, mit denen die dann ebenfalls axial versetzten Sperrklinken zusammenwirken. Zum Verstellen der Sperrklinken ist z. B. ein Schaltmagnet oder Hydrauliksteller vorgesehen.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Kopplung zweier Ringkanäle 1 zu einem Kreiskolbenantrieb. Die Kopplung ermöglicht es, bei einem entsprechenden An- schluss an das Schaltventil 11 , die Welle 7 mit konstantem Drehmoment anzutreiben bzw. das Fluid mit konstantem Fluss mittels einer Pumpe 15 zu pumpen. Hierzu wer- den die Fluidanschlüsse 4A und 3B bzw. 3A und 4B über eine Verbindungsleitung 10 verbunden, so dass während der eine Kolben (z. B. 2A) die Welle 7 antreibt, der andere Kolben (z. B. 2B) zurückgeführt wird. Der Pfeil in Fig. 4 deutet die Richtung an, in der eine Kraft auf die Welle 7 ausgeübt werden kann.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung der Kreiskolbenmaschine, bei der ein Druck auf die Wandung des Ringkanals 1 durch eine an dem Hebel 5 angebrachte klauenartige Klemme 12 aufgenommen wird. Dadurch kann die Wandung z. B. deutlich dünner ausgeführt werden als ohne eine derartige Klemme oder die Kreiskolbenmaschine kann für deutlich höheren Druck ausgelegt werden. An den beidseitigen Vorsprüngen 14 im Spaltbereich, die von der Klemme 12 übergriffen werden, können im Spaltbereich zu den beiden angrenzenden Hebelflächen Dichtungselemente 13, insbesondere Dichtungsringe, vorteilhaft eingesetzt werden.
Ein kurzer Hebel 5 wird z. B. dadurch erreicht werden, dass die Welle 7 und der Ringkanal 1 im Spaltbereich aneinander grenzen und z. B. eine Abdichtung in der Weise vorgenommen wird, wie in Fig. 5 gezeigt. Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Ringkanäle 1 z. B. in der mittleren Bewegungsebene der Kolben 2 aus zwei Teilen zusammengesetzt sind, so dass der Kolben 2 und die Dichtungen 13 problemlos eingesetzt werden können. Hierbei kann z. B. auch auf der Außenseite der Ringkanäle 1 ein Flansch zum Verspannen der beiden Halbschalen des Kreiszylinders 1 angeformt sein.
Die beschriebene Grundeinheit der Kreiskolbenmaschine lässt sich für verschiedene Zwecke einsetzen, beispielsweise als zentraler oder dezentraler Lenkantrieb von Rädern, als Drehantrieb von Rädern, als hydraulischer Stellmotor, in Kombination als hydraulische Pump-/Motorenanordnung z. B. zum Nachbilden einer Kardanwelle und dgl.
Eine Ausgestaltungsvariante für den Antrieb eines Drehkörpers, der außen bezüglich des Ringkanals 1 bzw. Kreiszylinders angeordnet ist, zeigt Fig. 6. Der außen ange- ordnete Drehkörper ist dabei an einem Gehäuseabschnitt des Ringkanals 1 , und zwar an einer oberen Gehäusehälfte, zusätzlich zu dem Hebel, der auch hierbei beispielsweise als Kreisscheibe ausgebildet ist, mittels eines Kugellagers gelagert. Entsprechend ist der Hebel 5 in Form der Treibscheibe durch einen Spalt am äußeren Umfang des Ringkanals 1 herausgeführt und im Spalt mittels der Dichtmittel 13 ab- gedichtet. Auf der Treibscheibe ist der Drehkörper, vorliegend ausgebildet als Au- ßen-Drehring 20, angebracht und seinerseits mit einer oben liegenden Tragkonstruktion 31 versehen, auf der dann ein zu drehender Aufbau, beispielsweise ein Krangerüst, montiert werden kann. Auch eine Tragkonstruktion 30 an der Unterseite des Außen-Drehrings 20 ist ohne Weiteres realisierbar, soweit entsprechende Anforde- rungen zu erfüllen sind. Auch das Gehäuse des Ringkanals 1 kann in vielfältiger Weise aufgebaut und mit einer für den jeweiligen Fall geeigneten Basis verbunden sein. Der Außen-Drehring 20 ist z. B. über ein Vier-Punkt-Lagerteil an dem Gehäuse des Ringkanals 1 gelagert. Alternativ kann die Treibscheibe, soweit erforderlich, auch durch einen oben oder unten (Nord- bzw. Südseite) des Ringkanals 1 angeordneten Spalt herausgeführt sein und selbst außerhalb des Spalts z. B. nach außen oder innen horizontal oder schräg weiter verlaufen.
Fig. 7 zeigt eine Ausgestaltung der Kreiskolbenmaschine, bei der der Drehkörper als Innen-Drehring 21 ausgeführt ist, an dem ebenfalls eine oben liegende Tragkonstruktion 31 angekoppelt ist. Hierbei ist eine zusätzliche Lagerung über ein Kugellager im unteren Bereich eines Abschnitts des Ringkanal-Gehäuses vorgesehen. Auch hierbei kann alternativ eine untere Tragekonstruktion an dem Innen-Drehring 21 vorgesehen sein und eine untere Tragekonstruktion 30 zur Aufnahme des Ringkanal-Gehäuses. Alternativ kann auch bei dieser Ausführung, soweit zweckmäßig, ein Spalt für den Hebel 5 auf der Oberseite oder der Unterseite des Ringkanals 1 angeordnet sein. In jedem Falle ist auch hierbei eine zuverlässige Abdichtung mit Dichtmitteln 13 erfor- derlich.
Fig. 8 zeigt eine nähere Ausgestaltung der Abdichtmittel 13. Diese sind in eine Ringnut an dem Gehäuseteil im Spaltbereich eingebracht und so ausgelegt, dass sie in axialer und radialer Richtung eine zuverlässige Abdichtung um den Ringkanal 1 zu dem Hebel 5 hin bilden. Hierzu wird die von der Oberfläche des Hebels 5 abgelegene Außenseite des Dichtmittels 13 mit einem Anpressdruck, beispielsweise über ein Fluid bewirkt, bei dem es sich um dasselbe Fluid wie in dem Ringkanal 1 handeln kann, welches über getrennte Kanäle zugeführt wird. Der hydraulische Druck kann dabei geeignet eingestellt und z. B. mittels Ventilen gesichert werden. Auch in dem Raum des Ringkanals können, soweit vorhanden, Übergänge zwischen Gehäuseteilen, zwischen Gehäuse und Kolben und/oder Hebel 5 mit weiteren Dichtmitteln abgedichtet werden, die zugleich auch, wo erforderlich, mit angepassten Führungsflächen ausgestattet sind. Die Anpressung kann dabei in der vorstehend genannten Weise erfolgen. Eine weitere Ausgestaltung der Kreiskolbenmaschine ist in den Fig. 9A (teilweise geschnittener Ausschnitt in Draufsicht) und 9B (teilweise geschnittener Ausschnitt im Querschnitt) gezeigt. Bei dieser Ausgestaltung sind zwei getrennte Hebel 5, die vorzugsweise als Treibscheiben ausgebildet sind, mit zwei in demselben Ringkanal 1 angetriebenen Kolben 2 verbunden. Eine Treibscheibe 5 wird dabei über ein z. B. hydraulisches oder elektromechanisches Verriegelungssystem mit Verriegelungsmitteln 16 festgehalten und bildet einen Boden im Ringkanal, gegen den sich ein Druck zum Antrieb der freien Treibscheibe 5' mit dem anderen Kolben 2 aufbauen kann. Hierdurch kann die bewegliche Treibscheibe 5' z. B. zu einem Umlauf von ca. 315° ausgelegt sein, wonach hydraulisch bzw. (bei entsprechender Ausbildung) das Verriegelungsmittel 16 elektromechanisch umgeschaltet wird. Die zuvor angetriebene Treibscheibe 5' mit ihrem Kolben 2 wird mit dem zugeordneten Verriegelungsmittel 16 festgesetzt und die bisher festliegende Treibscheibe 5 wird entriegelt und freigegeben. Durch dieses wechselseitige Umschalten der umlaufenden Kolben 2 mit ihren Treibscheiben 5, 5' ergibt sich ein beliebiger Drehwinkel. Für die Steuerung ist eine Ölzuführung 17 und ein Rücklauf vorteilhaft über das Gehäuse, die Treibscheiben 5 bzw. 5' und Kolben 2 gebildet, wie aus den Fig. 9A und 9B ersichtlich. Dieser Aufbau kann in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Drehkörpern in verschiedener Weise an unterschiedliche Anwendungen und Aufbauten angepasst werden.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Kreiskolbenmaschine mit mindestens einem entlang eines zumindest teilwei- sen Kreisbogens gekrümmten Ringkanal (1 ), in dem ein Kolben (2) beweglich in einem eine Bewegung vermittelnden, über einen Fluidanschluss (3 oder 4) einströmenden und über einen anderen Fluidanschluss (4 oder 3) ausströmenden Fluid gelagert ist, welcher über einen Hebel (5) mit einem konzentrisch zu dem Kreisbogen mit seiner Drehachse koaxial angeordneten Dreh- körper gekoppelt ist, wobei der Hebel (5) durch einen in der Wandung des
Ringkanals (1 ) in Bewegungsrichtung des Kolbens (2) eingebrachten, gedichteten Spalt zu dem Drehkörper geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Spaltbereich zwischen dem Hebel (5) und den beidseitig benach- barten Wandabschnitten zum Verhindern eines Fluidaustritts Dichtmittel (13) eingebracht sind.
2. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (5) entlang der gesamten Spaltlänge ausgedehnt ist.
3. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Ringkanals (1 ) im Spaltbereich auf ihrer Außenseite verbreitert ist.
4. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (5) einerseits und die dem Spalt beidseitig benachbarten Wandbereiche des Ringkanals (1 ) andererseits mit ineinander greifenden komplementären Haltestrukturen versehen sind, deren Haltekräfte einem Öffnen des Spalts entgegengerichtet sind.
5. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur an dem Ringkanal (1) als beidseitig entlang dem Spalt verlaufende radiale Vorsprünge (14) und die komplementäre Haltestruktur an dem Hebel (5) als eine im Querschnitt klauenartige Klemme (12) ausgebildet sind.
6. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (5) in Draufsicht die Form einer Kreisscheibe oder eines
Kreisausschnittes besitzt oder dass der Ringkanal (1 ) unmittelbar an den Außenumfang des Drehkörpers (7) angrenzt.
7. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (1 ) bezüglich der Bewegungsebene des Kolbens (2) aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen zusammengesetzt ist.
8. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper bezüglich des Ringkanals (1 ) außen oder innen angeordnet ist, insbesondere eine zentrale Welle (7) ist, und dass der Hebel (5) mittels einer Nabe (6) an die Welle (7) gekoppelt ist, die eine Kraftübertragung in beiden Drehrichtungen oder nur in einer Drehrichtung bewirkt und in der anderen Drehrichtung einen Freilauf bewirkt.
9. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Ringkanäle (1 ) an einen Drehkörper gekoppelt sind, die auf sich radial gegenüberliegenden Seiten des Drehkörpers angeordnet sind und/oder axial versetzt.
10. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Ringkanäle (1 ) an einen Drehkörper derart gekoppelt und so betrieben sind, dass die Kolben phasenverschoben arbeiten.
11. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Fluidanschlüsse (4.1 , 4.2) der Ringkanäle (1 ) in der Weise miteinander verbunden sind, dass eine Rückführung des einen Kolbens (2) durch den Antrieb des anderen Kolbens (2) geschieht.
12. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Kolbens in Bogenrichtung des Ringkanals (1 ) verstellbar ist.
13. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiskolbenmaschine als Aggregat für eine Hin- und Herbewegung ausgebildet ist, wobei die Anschlüsse wechselseitig zum Einströmen oder Ausströmen des Fluids steuerbar sind, dass die Wandung des Ringkanals (1) im Spaltbereich eine erhöhte Breite aufweist, dass der Hebel (5) einerseits und die dem Spalt beidseitig benachbarten
Wandbereiche des Ringkanals (1 ) andererseits mit ineinander greifenden komplementären Haltestrukturen versehen sind, deren Haltekräfte einem Öffnen des Spaltes entgegengerichtet sind, und dass die Haltestruktur an dem Ringkanal (1) als beidseitig entlang dem Spalt verlaufende radiale Vorsprünge (14) und die komplementäre Haltestruktur an dem Hebel (5) als eine im Querschnitt klauenartige Klemme (12) ausgebildet ist.
14. Kreiskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der außen angeordnete Drehkörper als Außen-Drehring (20) und/oder der innen angeordnete Drehkörper als Innen-Drehring (21 ) ausgebildet sind und mit einer unteren und/oder oberen Tragkonstruktion (30, 31 ) versehen sind.
15. Kreiskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper an einem Gehäuseteil des Ringkanals (1 ) mittels Kugeln oder Walzen gelagert ist.
16. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel (13) von ihrer von der Hebeloberfläche abgekehrten Seite her mit Druckkraft beaufschlagt sind.
17. Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hebel (5) mit zwei in dem Ringkanal (1) laufenden Kolben (2) vorhanden sind und dass eine Verriegelungsvorrichtung mit Verriegelungsmitteln (16) vorgesehen ist mittels deren jeweils ein Drehkörper mit dem zugehörigen Kolben (2) festsetzbar ist und der stillstehende Kolben (2) einen Kanalboden zum Treiben des jeweils anderen Kolbens (2) mit dem diesem zugeordneten Drehkörper bildet.
18. Anwendung der Kreiskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Lenkantrieb eines Rades.
19. Anwendung der Kreiskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Drehantrieb eines Rades.
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