WO2008125106A1 - Gerotor motor - Google Patents

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WO2008125106A1
WO2008125106A1 PCT/DK2008/000128 DK2008000128W WO2008125106A1 WO 2008125106 A1 WO2008125106 A1 WO 2008125106A1 DK 2008000128 W DK2008000128 W DK 2008000128W WO 2008125106 A1 WO2008125106 A1 WO 2008125106A1
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WO
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motor shaft
piston machine
rotary piston
shaft
machine according
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PCT/DK2008/000128
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German (de)
French (fr)
Inventor
Henning Lund Larsen
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Sauer-Danfoss Aps
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/103Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • F04C2/105Details concerning timing or distribution valves
    • F04C2/106Spool type distribution valves
    • 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
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/02Arrangements of bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/103Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • F04C2/104Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement having an articulated driving shaft

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston machine with a toothed wheel, a toothed ring enclosing this, forming with it displacement chambers, a motor shaft and a propeller shaft rotatably connecting the gear and the motor shaft, wherein the motor shaft and a motor housing receiving the housing a rotary valve arrangement comprising recesses for controlling the Displacement chambers has.
  • the invention relates to a gerotor motor.
  • Such machines are known as motors, pumps or flow meters. They are used, for example, as a drive for vehicles and machines, in hydrostatic steering units and in many other areas.
  • the drive or pump unit of such rotary piston machines is formed by a so-called gerotor gear set with a fixed outer toothed ring and a gear arranged therein.
  • the inner gear has one tooth less than the outer toothed ring.
  • a corresponding number of displacement chambers are formed between the outer sprocket and the inner sprocket.
  • a cardan shaft Power transmission from the inner sprocket to the motor shaft, which is in communication with external components, is accomplished using a cardan shaft.
  • the cardan shaft is rotatably connected to the gear, as well as with the motor shaft. During operation, the cardan shaft rotates and nutates. To make room for the Nutations Gay the propeller shaft create, is usually in the motor shaft, a receiving space, usually in the form of a cylindrical recess provided.
  • a suitable drive device In order to fluidically connect the displacement chambers at an appropriate time with the high-pressure hydraulic supply line or with the low-pressure connection line to the hydraulic storage tank, a suitable drive device is required.
  • a rotary valve arrangement which usually extends over a certain axial length of the motor shaft serves as a rule.
  • the rotary valve arrangement typically consists of two annular channels and a number of associated axial channels, which are arranged along the outer circumference of the motor shaft. These occur during the rotation of the motor shaft in the housing with correspondingly arranged inlet and discharge lines in contact, which are arranged in the motor shaft receiving motor housing and corresponding openings, which are directed towards the motor shaft have.
  • Such rotary piston machines are known for example from DE 19 06 445 C1 or DE 26 06 172 C2.
  • the receiving opening for the cardan shaft in the motor shaft is formed very deep.
  • the receiving opening extends over a large part of the range of the motor shaft, which lies in the motor housing, away.
  • This arrangement is generally chosen to minimize the angle between propshaft and motor shaft or propeller shaft and inner gear (Nutationswinkel). In this way, the losses and wear in the respective storage locations should be avoided as far as possible.
  • the disadvantage here is that a large part of the motor shaft is formed only very thin due to the gimbal recess.
  • a rotary piston machine in particular a gerotor motor, with a gear, this enclosing, 5 with him displacement chambers forming toothed ring, a motor shaft and the gear and the motor shaft rotatably connecting propeller shaft, wherein the motor shaft and the motor shaft receiving housing a recesses comprehensive rotary valve arrangement for controlling the displacement chambers, to the effect form that o the walls of the recesses are supported by at least one support means.
  • the walls of the recesses formed in the motor shaft should be supported by at least one support means.
  • the high-pressure recesses should be supported by a Stützmit- tel. It is quite conceivable that the (usually) high-pressure recesses at certain operating times can also be under a low pressure. A special ders low leakage results when a larger proportion or all recesses each have at least one support means. It is conceivable that different recesses have different support means. It is also possible that individual or all recesses each have a plurality of support means. Incidentally, it can also be useful if at least certain areas of the motor shaft have at least one support means. In particular, it may be the area between high pressure areas and low pressure areas of the rotary valve arrangement. This also leakage losses can be reduced again.
  • At least one support means is designed as a material reinforcement. This can be achieved, for example, in that the thin-walled section of the cardan shaft receiving the cardan shaft is made less deep in the motor shaft. It is also conceivable to provide the corresponding section of the motor shaft with a greater material thickness, for example by providing a two or more stepped cardan recess. If you do not want to increase the outer dimensions of the rotary piston engine, if necessary, the length of the propeller shaft must be shortened accordingly. This can lead to increased eccentricity and increased wear of the joints between propshaft and motor shaft or propeller shaft and inner gear. However, this effect can be overcompensated by the lower leakage losses and the associated higher efficiency.
  • Another advantage of a thicker wall motor shaft is that the deflection of the shaft in the case of radial loads (eg when a wheel is connected to the motor shaft) can be reduced. This can also lead to a further reduction of leaks or to a lower wear of the rolling bearing device by "skewed position" and cause a better running behavior.
  • Another advantage of a shorter propeller shaft is that the twist angle of the propshaft under Load can be reduced, whereby the wake of the rotary valve assembly relative to the gear set can be reduced, which can also contribute to increasing the efficiency of the gerotor motor. Due to the larger wall thicknesses or the proportionately longer area of the motor shaft without cardan recess, the total mass of the rotary piston machine can increase. However, this effect can be at least partially compensated for by providing one or more bores distributed over the cross section in the corresponding region of the motor shaft, which reduce the weight without excessively reducing the stability of the corresponding region of the motor shaft.
  • a statics device can be understood to mean any structure which, according to the laws of statics, has the effect of increasing the stability. These may be, for example, furrow-like, bead-like or web-like structures (running in the axial direction and / or radial direction) or honeycomb structures. In this context, it proves to be particularly advantageous if an already to be provided material structuring is used as a static device.
  • the non-rotatable connection between propeller shaft and motor shaft can be formed in that the corresponding end of the propeller shaft has a slightly convex shaped portion whose surface is provided with longitudinal grooves and the inside of the gimbal has correspondingly arranged longitudinal grooves.
  • the longitudinal grooves provided in the cardan bore of the motor shaft are arranged at least partially in the area of recesses of the rotary valve arrangement, these longitudinal grooves, which are present in any case, can serve as a static device at the same time. This can reduce the manufacturing costs accordingly.
  • Another possible embodiment of at least one support means results when this is designed in the form of a material change.
  • a change in material means, for example, a separate hardening process of the material (for example induction hardening). It is also conceivable that a different material or a material change in the form of a change in the alloy composition is provided in this area. As a result, the advantages of the invention can be achieved without the entire motor shaft having to be hardened cost-intensive or consisting of a corresponding material.
  • At least one support means extends over at least 50% of the width of the corresponding recess.
  • Width is to be understood in particular as the extent in the axial direction.
  • a further surprisingly significant increase in the tightness results when at least one support means extends over at least 60% of the width of the corresponding recess.
  • Another surprisingly strong increase in the tightness results with further increasing proportion, for example when the support means extends over at least 70%, 80%, 90% and 95% of the width of the corresponding recess.
  • the greatest effect of the invention results when at least one support means extends over the entire width of the corresponding recess.
  • the invention can also be realized if the said overlapping areas are realized by juxtaposing different, respectively shorter, supporting means.
  • at least one support means extends over at least 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 100% of the axial length of the part of the motor shaft located in the housing.
  • the motor shaft is supported by peripheral rolling bearing devices.
  • Such rolling bearing devices can be arranged on only one side, in particular on the side adjacent to the drive gear, or else the side spaced therefrom. Of course, rolling bearing devices can be provided at both ends of the motor shaft. With such rolling bearing devices, the efficiency of the rotary piston machine can be increased again.
  • roller bearing is interpreted broadly in this context and may in particular also include ball bearings and carb bearings.
  • the motor shaft has recesses, in particular a receiving space for at least partially receiving the propeller shaft. Through such recesses in the motor shaft, the total weight of the rotary piston machine can be reduced.
  • the depth of the recess for the propeller shaft is preferably only a certain portion of the range of the motor shaft, which is located in the housing.
  • the depth of the cardan bore in the motor shaft is less than 70% of the length of the range of the motor shaft that is in the housing.
  • 90%, 80%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% or 10% are also provided.
  • further recesses may be provided, which cause a weight reduction of the rotary piston machine by the material removal.
  • it may be a longitudinal bore which extends along the central axis of the motor shaft. It is also possible to provide a plurality of bores arranged, for example, in a circular manner and at a distance from the center line of the motor shaft.
  • the weight-reducing holes can of course also be provided in a region of the motor shaft.
  • All recesses - including the cardan recess for the cardan shaft - can also be designed stepped, d. H. seen in the axial direction have different cross-sections.
  • the non-rotatable connection between propshaft and motor shaft and / or between propshaft and gear is done by a positive connection.
  • the corresponding positive connection simultaneously acts as a static device and thus stabilizing the rotary valve assembly.
  • a positive connection is in particular an arrangement of mutually correspondingly formed longitudinal grooves on cardan shaft, motor shaft and / or gear into consideration, which engage positively in one another.
  • the diameter of the cardan shaft is at least 20% of its length. As a result, relatively large forces can be transmitted.
  • the propeller shaft can be made shorter in relation to known construction designs, so that the rotary piston machine, in which the propeller shaft is used, may have correspondingly smaller outer dimensions.
  • other diameter / length ratios can be selected here, in particular 25%, 30%, 35%, 45% and 50%.
  • a further advantageous embodiment is obtained when the rotary piston machine has a preferred direction of rotation, wherein the high-pressure side recess (s) of the rotary valve arrangement at an internal rotational position.
  • ren gear spaced side of the motor shaft are formed.
  • this area is usually no recess, such as to provide a cardan recess for receiving the propeller shaft.
  • the leakage losses that occur can be correspondingly reduced.
  • they usually serve only the weight reduction, so that their size and shape has a wide design freedom, or such recesses can be completely eliminated. Therefore, a particularly large support of the corresponding recess, which is part of the rotary valve arrangement, possible. Leakage losses can be avoided to a special extent.
  • the above does not exclude that the rotary piston machine can also be operated with other pressure conditions in certain operating modes. Seen over the total operating time of the rotary piston machine, however, a higher efficiency can result overall from the proposed arrangement.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through an embodiment of a gerotor motor.
  • FIG. 2 shows a cross section through a gear-toothed-ring drive device.
  • a gerotor motor 1 is shown in a schematic cross-sectional view.
  • the gerotor motor 1 has a gerotor gear set 2 on its left side in FIG.
  • a cross-sectional view along the cross-sectional plane H-II is shown in FIG.
  • the gerotor gear set 2 has an outer toothed ring 3 with inner teeth 22 and an inner gear 4 with outer teeth 21 arranged therein (see Fig. 2).
  • the inner gear 4 has a tooth 21 less, as teeth 22 are provided in the outer toothed ring 3.
  • more fluid chambers 19 formed by a suitable pressurization of the fluid chambers 19 with hydraulic fluid under high pressure the inner gear 4 in a rotational movement relative to the outer toothed ring 3 are added.
  • only a part of the fluid chambers 19 is connected to the high-pressure supply line.
  • the other part of the fluid chambers 19 is connected to a fluid outlet, which may be substantially unpressurized with a hydraulic fluid reservoir.
  • the inner gear 4 rotates not only around the gear center 27. Rather, the gear center 27 follows a circular line about the central axis 26 of the gerotor motor 1. In other words, orbits the inner gear 4 in the course of its rotation about the central axis 26 of the gerotor motor 1.
  • the drive of external components takes place via the motor shaft 6 located on the right-hand side in FIG. 1.
  • the motor shaft 6 has a connection region 28 designed differently depending on the specific embodiment.
  • the motor shaft 6 is arranged in a housing 18. Opposite the housing 18, the motor shaft 6 performs a pure rotational movement about the central axis 26 of the housing 18 during operation. Motor shaft 6. The rotational movement of the motor shaft 6 is thus not superimposed by an orbital motion.
  • the motor shaft 6 is mounted with low friction in the shaft bore 17 at its two end regions located within the housing 18, in each case by a roller bearing ring 15.
  • a propeller shaft 5 is provided.
  • the cardan shaft 5 is in each case connected in a rotationally fixed manner to the motor shaft 6 or to the inner gearwheel 4 ,
  • the ends of the cardan shaft are each provided with sprockets 7, 8.
  • the sprockets 7, 8 engage in each case in correspondingly formed sprockets 10, 29 of the motor shaft 6 and the inner gear 4 a.
  • the rotational movement superimposed by the orbiting movement of the inner gear 4 causes a nutating movement of the propeller shaft 5.
  • both in the motor shaft 6 and in the inner gear 4 of the gerotor Gear set 2 corresponding Kardanboh- ments 30, 31 provided.
  • the gimbals 30, 31 are each divided into two subregions, namely in a provided with a sprocket 10, 29 area and an outer portion 11, 32, each having a substantially smooth wall.
  • the diameter of the gimbals 30, 31, in particular of the outer regions 11, 32 is selected such that between the propeller shaft 5 and the wall of the gimbal 30, 31 also taking into account Nutationswinkels ⁇ sufficient clearance remains.
  • the outer regions 11, 32 of the gimbals 30, 31 each have a substantially constant diameter.
  • an intermediate disc 33 between the motor shaft 6 receiving housing 18 and the gerotor gear set 2 is still provided.
  • a cover 34 As the outer termination of the gerotor gear set 2 is a cover 34.
  • the parts of the assembly are fastened by screws 24 which are inserted into corresponding screw holes 25 to each other. In the area of the screw holes 25, which is located in the housing 18, a thread is provided.
  • High pressure part of a hydraulic oil supply system is connected, fluidly connected.
  • the other part of the fluid chambers 19 is connected by means of the rotary valve arrangement 23 with an outlet port (not shown), which outputs the hydraulic oil, for example, in a standing under ambient pressure hydraulic oil reservoir.
  • the rotary valve assembly 23 comprises two formed on the outer side 35 of the motor shaft 6 radial channels 13 and 14, namely an inner radial channel 14 (right in the drawing) and an outer radial channel 13 (left in Fig. 1). Furthermore, 35 axial channels 12 are provided in certain radial areas of the motor shaft 6 on the outside thereof. These are partly with the outer radial channel 13, partly but also with the inner radial channel 14 in connection.
  • the axial channels 12 via channel openings 16 arranged on the inner wall 20 of the shaft bore 17, which are in turn connected to fluid passages 37 provided in the housing 18, effect a fluidic connection of the inner radial channel 14 and of the Outer radial channel 13 with the corresponding fluid chambers 19 of the gerotor gear set 2.
  • the intermediate disc 33 is provided with a number of axially continuous, circularly arranged channels.
  • the total depth of the cardan bore 30 is approximately 50% of the area of the motor shaft 6 received by the housing 18 (ie, the depth of the shaft bore 17).
  • a bore 38 which serves to reduce the weight of the gerotor motor 1. Incidentally, this bore can also extend into that part of the motor shaft 6 which no longer lies within the housing 18 and can extend into the connection region 28.
  • the bore 38 also serves by means of radially outwardly facing channels of the lubrication of the bearings 15.
  • the bore 38 with one or more radial holes in connection, which in turn open into the shaft bore 17.
  • the bore 38 in turn communicates with a low pressure port.
  • this support means is in the form of the ring gear 8 of the gimbal 30. Due to the rib structure here is a reinforced support effect based on the static effect of such a rib structure.
  • the motor shaft 6 in the region of the rotary slide valve assembly 23 can easily withstand the hydraulic pressure acting radially on the outer side 35 of the motor shaft 6.
  • the deformation of the motor shaft can be smaller and the unavoidable in the region of the gap 36 between the outside 35 of the motor shaft 6 and the inner wall 20 of the shaft bore 17 leakage losses remain very small.
  • the efficiency of the engine 1 increases thereby.
  • the inner radial ring 14 is connected to the high-pressure wedge of the hydraulic system.
  • the distance to the relatively thin-walled outer region 11 of the formed in the motor shaft 6 Kardanbohrung 30 is particularly large.
  • the outer radial channel 13 in the exemplary embodiment illustrated is mechanically supported only over approximately 75% of its width with a support means in the form of the toothed rim 10 of the motor shaft 6. Nevertheless, a surprisingly greatly reduced deflection of the outer side 35 of the motor shaft 6 is already achieved by this support, so that the gap 36 between the motor shaft 5 and shaft bore 17 remains very small and the leakage losses are correspondingly low. In addition, the deformations of the motor shaft 6 in this
  • a rolling bearing ring 15 is respectively arranged at the axial ends of the motor shaft 6 between the motor shaft 6 and the housing 18.
  • outer region 32 of the gimbal 31 formed in the inner gear 4 has a substantially unstructured inner wall, whose diameter corresponds to the "valley-valley" diameter of the sprocket 29 in the inner gear 4.
  • the inner diameter may be greater than the valley-valley diameter of the ring gear 7 are selected (the same applies to the gimbal 30 in the motor shaft 6).
  • An advantage of increasing the width of the gerotor gear set 2 o is that the torques generated by the fluid chambers 19 can be increased.
  • the nutation angle ⁇ depending on the specific application, a suitable Kom- promiss from low wear of the sprockets 7, 8, 10, 29 of propeller shaft 5, motor shaft 6 and inner gear 4 on the one hand and the smallest possible size of the gerotor motor 1 on the other hand, are selected.

Abstract

In a gerotor motor, deformations in the motor shaft (6) occur due to the oil pressure in the region of the rotary valve arrangement (23) controlling the inlet and outlet of hydraulic oil to the fluid chambers (19). The gaps (36) between the motor shaft (6) and housing (18) can thus be enlarged and increased leakage losses can occur. In order to avoid such an effect, the invention proposes that supporting means (10) for the recesses (12, 13, 14) of the rotary valve arrangement (23) be provided in the motor shaft (6) in the region of said recesses (12, 13, 14).

Description

GEROTORMOTOR Gerotormotor
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine mit einem Zahnrad, einem dieses umschließenden, mit ihm Verdrängungskammern bildenden Zahnring, einer Motorwelle und einer das Zahnrad und die Motorwelle drehfest verbindenden Kardanwelle, wobei die Motorwelle und ein die Mo- torwelle aufnehmendes Gehäuse eine Ausnehmungen umfassende Drehschieberanordnung zur Ansteuerung der Verdrängungskammern aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Gerotormotor.The invention relates to a rotary piston machine with a toothed wheel, a toothed ring enclosing this, forming with it displacement chambers, a motor shaft and a propeller shaft rotatably connecting the gear and the motor shaft, wherein the motor shaft and a motor housing receiving the housing a rotary valve arrangement comprising recesses for controlling the Displacement chambers has. In particular, the invention relates to a gerotor motor.
Derartige Maschinen sind als Motoren, Pumpen oder Durchflussmesser bekannt. Sie werden beispielsweise als Antrieb für Fahrzeuge und Maschinen, in hydrostatischen Lenkeinheiten und auf vielen anderen Gebieten verwendet.Such machines are known as motors, pumps or flow meters. They are used, for example, as a drive for vehicles and machines, in hydrostatic steering units and in many other areas.
Die Antriebs- bzw. Pumpeinheit derartiger Rotationskolbenmaschinen wird von einem so genannten Gerotor-Zahnradsatz mit einem fest stehenden äußeren Zahnring und einem darin angeordneten Zahnrad ausgebildet. Das innere Zahnrad weist dabei einen Zahn weniger als der äußere Zahnring auf. Dadurch bildet sich zwischen äußerem Zahnkranz und innerem Zahnring eine entsprechende Anzahl an Verdrängungskammern. Durch eine geeignete Ansteuerung dieser Verdrängungskammem wird das innere Zahnrad in Bewegung gesetzt, wobei es gleichzeitig rotiert und innerhalb des inneren Zahnrings orbitiert.The drive or pump unit of such rotary piston machines is formed by a so-called gerotor gear set with a fixed outer toothed ring and a gear arranged therein. The inner gear has one tooth less than the outer toothed ring. As a result, a corresponding number of displacement chambers are formed between the outer sprocket and the inner sprocket. By appropriate control of these displacement chambers, the inner gear is set in motion, simultaneously rotating and orbiting within the inner gear ring.
Die Kraftübertragung vom inneren Zahnkranz auf die Motorwelle, die mit externen Komponenten in Verbindung steht, erfolgt unter Verwendung einer Kardanwelle. Die Kardanwelle ist jeweils drehfest mit dem Zahnrad, als auch mit der Motorwelle verbunden. Im Betrieb rotiert und nutiert die Kardanwelle. Um Platz für die Nutationsbewegung der Kardanwelle zu schaffen, ist üblicherweise in der Motorwelle ein Aufnahmeraum, meist in Form einer zylindrischen Ausnehmung, vorgesehen.Power transmission from the inner sprocket to the motor shaft, which is in communication with external components, is accomplished using a cardan shaft. The cardan shaft is rotatably connected to the gear, as well as with the motor shaft. During operation, the cardan shaft rotates and nutates. To make room for the Nutationsbewegung the propeller shaft create, is usually in the motor shaft, a receiving space, usually in the form of a cylindrical recess provided.
Um die Verdrängungskammern zu einem geeigneten Zeitpunkt mit der unter Hochdruck stehenden Hydraulikversorgungsleitung bzw. mit der unter Niederdruck stehenden Verbindungsleitung zum Hydraulikvorratstank fluidisch zu verbinden, ist eine geeignete Ansteuerungsvorrichtung erforderlich. Heutzutage dient dazu in der Regel eine Drehschieberanordnung, welche sich über eine gewisse axiale Länge der Motorwelle hin erstreckt. Die Drehschieberanordnung besteht typischerweise aus zwei Ringkanälen sowie einer Anzahl damit verbundener axialer Kanäle, welche längs des äußeren Umfangs der Motorwelle angeordnet sind. Diese treten während der Drehung der Motorwelle im Gehäuse mit korrespondierend angeordneten Zu- bzw. Abführleitungen in Kontakt, welche im die Motorwelle auf- nehmenden Motorgehäuse angeordnet sind und entsprechende Öffnungen, die zur Motorwelle hin gerichtet sind, aufweisen.In order to fluidically connect the displacement chambers at an appropriate time with the high-pressure hydraulic supply line or with the low-pressure connection line to the hydraulic storage tank, a suitable drive device is required. Nowadays, a rotary valve arrangement which usually extends over a certain axial length of the motor shaft serves as a rule. The rotary valve arrangement typically consists of two annular channels and a number of associated axial channels, which are arranged along the outer circumference of the motor shaft. These occur during the rotation of the motor shaft in the housing with correspondingly arranged inlet and discharge lines in contact, which are arranged in the motor shaft receiving motor housing and corresponding openings, which are directed towards the motor shaft have.
Derartige Rotationskolbenmaschinen sind beispielsweise aus DE 19 06 445 C1 oder DE 26 06 172 C2 bekannt. Bei den dort dargestellten Moto- ren ist die Aufnahmeöffnung für die Kardanwelle in der Motorwelle sehr tief ausgebildet. Die Aufnahmeöffnung erstreckt sich über einen großen Teil des Bereichs der Motorwelle, die im Motorgehäuse liegt, hinweg. Diese Anordnung wird allgemein gewählt, um den Winkel zwischen Kardanwelle und Motorwelle bzw. Kardanwelle und innerem Zahnrad (Nutationswinkel) möglichst klein zu halten. Auf diese Weise sollen die Verluste und der Verschleiß in den jeweiligen Lagerungsstellen möglichst vermieden werden. Von Nachteil ist dabei, dass ein Großteil der Motorwelle aufgrund der Kardan-Ausnehmung nur sehr dünnwandig ausgebildet ist. Dadurch befinden sich zwangsläufig große Teile der in der Motorwelle ausgebildeten Ausnehmungen, die Teil der Drehschieberanordnung sind, in einem Bereich, in dem die Motorwelle nur eine geringe Wandstärke aufweist. Ein Großteil der Drehschieberausnehmungen ist somit nur dünnwandig unter- stützt. Wird die Rotationskolbenmaschine unter hohem Druck betrieben, so wirkt dieser Druck auch und gerade im Bereich der Ausnehmungen der Drehschieberanordnung radial von außen auf die Motorwelle ein. Diese verformt sich aufgrund der nur dünnwandigen Ausbildung der Motorwelle 5 nicht unerheblich. Die Verformung reicht aus, um eine spürbare Vergrößerung des Spalts zwischen Motorwelle und Motorwellenaufnahmeraum im Gehäuse zu bewirken. Die Größe der Leckagen steigt, womit der Wirkungsgrad des Motors entsprechend absinkt. 0 Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rotationskolbenmaschine mit verringerten Leckageverlusten zur Verfügung zu stellen.Such rotary piston machines are known for example from DE 19 06 445 C1 or DE 26 06 172 C2. In the engines shown there, the receiving opening for the cardan shaft in the motor shaft is formed very deep. The receiving opening extends over a large part of the range of the motor shaft, which lies in the motor housing, away. This arrangement is generally chosen to minimize the angle between propshaft and motor shaft or propeller shaft and inner gear (Nutationswinkel). In this way, the losses and wear in the respective storage locations should be avoided as far as possible. The disadvantage here is that a large part of the motor shaft is formed only very thin due to the gimbal recess. As a result, there are inevitably large parts of the recesses formed in the motor shaft, which are part of the rotary valve arrangement, in a region in which the motor shaft has only a small wall thickness. A large part of the rotary valve recesses is therefore only thin-walled. supports. If the rotary piston machine is operated under high pressure, then this pressure also acts and in the region of the recesses of the rotary valve arrangement radially from the outside on the motor shaft. This deforms not insignificantly due to the only thin-walled design of the motor shaft 5. The deformation is sufficient to cause a noticeable increase in the gap between the motor shaft and the motor shaft receiving space in the housing. The size of the leaks increases, whereby the efficiency of the engine decreases accordingly. The object of the invention is therefore to provide a rotary piston machine with reduced leakage losses.
Dazu wird vorgeschlagen, eine Rotationskolbenmaschine, insbesondere einen Gerotormotor, mit einem Zahnrad, einem dieses umschließenden,5 mit ihm Verdrängungskammern bildenden Zahnring, einer Motorwelle und einer das Zahnrad und die Motorwelle drehfest verbindenden Kardanwelle, wobei die Motorwelle und ein die Motorwelle aufnehmendes Gehäuse eine Ausnehmungen umfassende Drehschieberanordnung zur Ansteuerung der Verdrängungskammern aufweist, dahingehend auszubilden, dass o die Wände der Ausnehmungen durch wenigstens ein Stützmittel abgestützt sind. Durch die Abstützung der Wände der Ausnehmungen mit Hilfe des Stützmittels bzw. der Stützmittel kann die Verformung einzelner Bereiche der Rotationskolbenmaschine verringert werden. Dadurch können verformungsbedingte Leckageverluste vermieden werden, so dass der Wir- 5 kungsgrad der Rotationskolbenmaschine gesteigert werden kann.For this purpose, a rotary piston machine, in particular a gerotor motor, with a gear, this enclosing, 5 with him displacement chambers forming toothed ring, a motor shaft and the gear and the motor shaft rotatably connecting propeller shaft, wherein the motor shaft and the motor shaft receiving housing a recesses comprehensive rotary valve arrangement for controlling the displacement chambers, to the effect form that o the walls of the recesses are supported by at least one support means. By supporting the walls of the recesses with the aid of the support means or the support means, the deformation of individual regions of the rotary piston machine can be reduced. As a result, deformation-induced leakage losses can be avoided so that the efficiency of the rotary piston machine can be increased.
Insbesondere sollen dabei die Wände der in der Motorwelle ausgebildeten Ausnehmungen durch wenigstens ein Stützmittel abgestützt sein. Speziell die unter Hochdruck stehenden Ausnehmungen sollen durch ein Stützmit- o tel abgestützt werden. Dabei ist es durchaus denkbar, dass die (üblicherweise) unter Hochdruck stehenden Ausnehmungen zu gewissen Betriebszeitpunkten auch unter einem Niederdruck stehen können. Eine beson- ders geringe Leckage ergibt sich, wenn ein größerer Anteil bzw. sämtliche Ausnehmungen jeweils wenigstens ein Stützmittel aufweisen. Denkbar ist es, dass unterschiedliche Ausnehmungen unterschiedliche Stützmittel aufweisen. Auch ist es möglich, dass einzelne oder alle Ausnehmungen jeweils mehrere Stützmittel aufweisen. Im Übrigen kann es auch sinnvoll sein, wenn zumindest bestimmte Bereiche der Motorwelle wenigstens ein Stützmittel aufweisen. Insbesondere kann es sich um den Bereich zwischen Hochdruckbereichen und Niederdruckbereichen der Drehschieberanordnung handeln. Auch hierdurch können Leckageverluste nochmals vermindert werden.In particular, the walls of the recesses formed in the motor shaft should be supported by at least one support means. Specifically, the high-pressure recesses should be supported by a Stützmit- tel. It is quite conceivable that the (usually) high-pressure recesses at certain operating times can also be under a low pressure. A special ders low leakage results when a larger proportion or all recesses each have at least one support means. It is conceivable that different recesses have different support means. It is also possible that individual or all recesses each have a plurality of support means. Incidentally, it can also be useful if at least certain areas of the motor shaft have at least one support means. In particular, it may be the area between high pressure areas and low pressure areas of the rotary valve arrangement. This also leakage losses can be reduced again.
Eine mögliche Bauweise ergibt sich, wenn wenigstens ein Stützmittel als Materialverstärkung ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass der dünnwandige Abschnitt der die Kardanwelle aufneh- menden Kardan-Ausnehmung in der Motorwelle weniger tief ausgeführt wird. Auch ist es denkbar, den entsprechenden Abschnitt der Motorwelle mit einer größeren Materialstärke zu versehen, beispielsweise indem eine zwei- oder mehrfach gestufte Kardan-Ausnehmung vorgesehen wird. Will man die äußeren Abmessungen der Rotationskolbenmaschine nicht anstei- gen lassen, muss gegebenenfalls die Länge der Kardanwelle entsprechend gekürzt werden. Dies kann zu einer vergrößerten Exzentrizität und einem erhöhten Verschleiß der Verbindungen zwischen Kardanwelle und Motorwelle bzw. Kardanwelle und innerem Zahnrad führen. Dieser Effekt kann jedoch durch die geringeren Leckageverluste und den damit einhergehen- den höheren Wirkungsgrad überkompensiert werden. Ein weiterer Vorteil einer Motorwelle mit dickerer Wandung ist darin zu sehen, dass die Durchbiegung der Welle im Falle radialer Lasten (z.B. wenn ein Rad mit der Motorwelle verbunden ist) verringert werden kann. Dies kann auch zu einer weiteren Verringerung von Leckagen bzw. zu einem geringeren Verschleiß der Wälzlagereinrichtung durch "Schief-stellung" führen und ein besseres Laufverhalten bewirken. Noch ein Vorteil bei einer kürzer ausgeführten Kardanwelle besteht darin, dass der Verwindungswinkel der Kardanwelle unter Belastung geringer werden kann, wodurch der Nachlauf der Drehschieberanordnung gegenüber dem Zahnradsatz verringert werden kann, welches auch zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Gerotormotors beitragen kann. Durch die größeren Wandstärken bzw. den anteilmäßig längeren Be- reich der Motorwelle ohne Kardan-Ausnehmung kann es zu einer Erhöhung der Gesamtmasse der Rotationskolbenmaschine kommen. Dieser Effekt kann jedoch zumindest teilweise dadurch kompensiert werden, dass im entsprechenden Bereich der Motorwelle ein oder mehrere über den Querschnitt verteilt angeordnete Bohrungen vorgesehen werden, die gewichts- reduzierend wirken, ohne die Stabilität des entsprechenden Bereichs der Motorwelle über Gebühr zu verringern.A possible construction results if at least one support means is designed as a material reinforcement. This can be achieved, for example, in that the thin-walled section of the cardan shaft receiving the cardan shaft is made less deep in the motor shaft. It is also conceivable to provide the corresponding section of the motor shaft with a greater material thickness, for example by providing a two or more stepped cardan recess. If you do not want to increase the outer dimensions of the rotary piston engine, if necessary, the length of the propeller shaft must be shortened accordingly. This can lead to increased eccentricity and increased wear of the joints between propshaft and motor shaft or propeller shaft and inner gear. However, this effect can be overcompensated by the lower leakage losses and the associated higher efficiency. Another advantage of a thicker wall motor shaft is that the deflection of the shaft in the case of radial loads (eg when a wheel is connected to the motor shaft) can be reduced. This can also lead to a further reduction of leaks or to a lower wear of the rolling bearing device by "skewed position" and cause a better running behavior. Another advantage of a shorter propeller shaft is that the twist angle of the propshaft under Load can be reduced, whereby the wake of the rotary valve assembly relative to the gear set can be reduced, which can also contribute to increasing the efficiency of the gerotor motor. Due to the larger wall thicknesses or the proportionately longer area of the motor shaft without cardan recess, the total mass of the rotary piston machine can increase. However, this effect can be at least partially compensated for by providing one or more bores distributed over the cross section in the corresponding region of the motor shaft, which reduce the weight without excessively reducing the stability of the corresponding region of the motor shaft.
Eine weitere mögliche Ausbildung wenigstens eines Stützmittels besteht darin, dieses als Statikeinrichtung auszubilden. Unter einer Statikeinrich- tung können jegliche Strukturen verstanden werden, die nach den Gesetzen der Statik stabilitätserhöhend wirken. Dabei kann es sich beispielsweise um furchenartige, sickenartige oder stegartige Strukturen (in Axialrichtung und/oder Radialrichtung verlaufend) oder um Wabenstrukturen handeln. Als besonders vorteilhaft erweist es sich in diesem Zusammen- hang, wenn eine ohnehin vorzusehende Materialstrukturierung als Statikeinrichtung verwendet wird. Beispielsweise kann die drehfeste Verbindung zwischen Kardanwelle und Motorwelle dadurch ausgebildet werden, dass das entsprechende Ende der Kardanwelle einen leicht konvex geformten Bereich aufweist, dessen Oberfläche mit Längsfurchen versehen ist und die Innenseite der Kardanbohrung dazu korrespondierend angeordnete Längsfurchen aufweist. Sind die derart in der Kardanbohrung der Motorwelle vorgesehenen Längsfurchen zumindest zum Teil im Bereich von Ausnehmungen der Drehschieberanordnung angeordnet, so können diese ohnehin vorhandenen Längsfurchen gleichzeitig als Statikeinrichtung die- nen. Dies kann die Fertigungskosten entsprechend verringern. Eine weitere mögliche Ausbildung wenigstens eines Stützmittels ergibt sich, wenn dieses in Form einer Materialveränderung ausgebildet ist. Unter einer Materialveränderung ist in diesem Zusammenhang beispielsweise ein gesonderter Härtevorgang des Materials (beispielsweise Indukti- onshärten) zu verstehen. Auch ist es denkbar, dass in diesem Bereich ein anderes Material bzw. eine Materialveränderung in Form einer Änderung der Legierungszusammensetzung vorgesehen wird. Dadurch können die Vorteile der Erfindung erzielt werden, ohne dass die gesamte Motorwelle kostenintensiv gehärtet werden muss bzw. aus einem entsprechenden Material bestehen muss.Another possible embodiment of at least one support means is to form this as a static device. A statics device can be understood to mean any structure which, according to the laws of statics, has the effect of increasing the stability. These may be, for example, furrow-like, bead-like or web-like structures (running in the axial direction and / or radial direction) or honeycomb structures. In this context, it proves to be particularly advantageous if an already to be provided material structuring is used as a static device. For example, the non-rotatable connection between propeller shaft and motor shaft can be formed in that the corresponding end of the propeller shaft has a slightly convex shaped portion whose surface is provided with longitudinal grooves and the inside of the gimbal has correspondingly arranged longitudinal grooves. If the longitudinal grooves provided in the cardan bore of the motor shaft are arranged at least partially in the area of recesses of the rotary valve arrangement, these longitudinal grooves, which are present in any case, can serve as a static device at the same time. This can reduce the manufacturing costs accordingly. Another possible embodiment of at least one support means results when this is designed in the form of a material change. In this context, a change in material means, for example, a separate hardening process of the material (for example induction hardening). It is also conceivable that a different material or a material change in the form of a change in the alloy composition is provided in this area. As a result, the advantages of the invention can be achieved without the entire motor shaft having to be hardened cost-intensive or consisting of a corresponding material.
Von Vorteil ist es auch, wenn sich zumindest ein Stützmittel über wenigstens 50 % der Breite der korrespondierenden Ausnehmung erstreckt. Versuche haben ergeben, dass sich bereits bei diesem Anteil eine starke Ab- nähme der Leckageverluste und damit eine spürbare Verbesserung des Wirkungsgrads erreichen lässt. Unter "Breite" ist insbesondere die Ausdehnung in Axialrichtung zu verstehen. Ein nochmals überraschend deutlicher Anstieg der Dichtigkeit ergibt sich, wenn sich zumindest ein Stützmittel über wenigstens 60 % der Breite der korrespondierenden Ausneh- mung erstreckt. Ein weiteres erstaunlich starkes Ansteigen der Dichtigkeit ergibt sich mit weiter zunehmendem Anteil, beispielsweise wenn sich das Stützmittel über wenigstens 70 %, 80 %, 90 % bzw. 95 % der Breite der korrespondierenden Ausnehmung erstreckt. Die größte Wirkung der Erfindung ergibt sich, wenn sich zumindest ein Stützmittel über die gesamte Breite der korrespondierenden Ausnehmung erstreckt. Die Erfindung kann auch realisiert werden, wenn die genannten Überdeckungsbereiche durch Aneinanderreihung verschiedener, jeweils kürzerer Stützmittel realisiert werden. In entsprechenderweise kann es auch von Vorteil sein, wenn sich zumindest ein Stützmittel über wenigstens 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % oder 100 % der axialen Länge des im Gehäuse befindlichen Teils der Motorwelle erstreckt. Die bereits gemachten Ausführungen gelten in entsprechender Weise. Von Vorteil ist es, wenn die Motorwelle von randseitigen Wälzlagereinrichtungen abgestützt ist. Derartige Wälzlagereinrichtungen können auf nur einer Seite, insbesondere auf der dem Antriebszahnrad benachbarten Sei- te, oder aber auch der diesem beabstandeten Seite angeordnet werden. Selbstverständlich können Wälzlagereinrichtungen an beiden Enden der Motorwelle vorgesehen werden. Mit derartigen Wälzlagereinrichtungen kann der Wirkungsgrad der Rotationskolbenmaschine nochmals gesteigert werden. Der Begriff Wälzlager ist in diesem Zusammenhang breit auszu- legen und kann insbesondere auch Kugellager und Carb-Lager umfassen.It is also advantageous if at least one support means extends over at least 50% of the width of the corresponding recess. Experiments have shown that even with this proportion, it is possible to achieve a significant reduction in the leakage losses and thus a noticeable improvement in the efficiency. "Width" is to be understood in particular as the extent in the axial direction. A further surprisingly significant increase in the tightness results when at least one support means extends over at least 60% of the width of the corresponding recess. Another surprisingly strong increase in the tightness results with further increasing proportion, for example when the support means extends over at least 70%, 80%, 90% and 95% of the width of the corresponding recess. The greatest effect of the invention results when at least one support means extends over the entire width of the corresponding recess. The invention can also be realized if the said overlapping areas are realized by juxtaposing different, respectively shorter, supporting means. In a corresponding manner, it can also be advantageous if at least one support means extends over at least 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 100% of the axial length of the part of the motor shaft located in the housing. The statements already made apply accordingly. It is advantageous if the motor shaft is supported by peripheral rolling bearing devices. Such rolling bearing devices can be arranged on only one side, in particular on the side adjacent to the drive gear, or else the side spaced therefrom. Of course, rolling bearing devices can be provided at both ends of the motor shaft. With such rolling bearing devices, the efficiency of the rotary piston machine can be increased again. The term roller bearing is interpreted broadly in this context and may in particular also include ball bearings and carb bearings.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Motorwelle Ausnehmungen, insbesondere einen Aufnahmeraum zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kardanwelle aufweist. Durch derartige Ausnehmungen in der Motorwelle kann das Gesamtgewicht der Rotationskolbenmaschine verringert werden.It is also advantageous if the motor shaft has recesses, in particular a receiving space for at least partially receiving the propeller shaft. Through such recesses in the motor shaft, the total weight of the rotary piston machine can be reduced.
Dient die korrespondierende Ausnehmung gleichzeitig als Aufnahmeraum für die Kardanwelle, so kann die Größe der Rotationskolbenmaschine verringert werden. Die Tiefe der Ausnehmung für die Kardanwelle beträgt vorzugsweise nur einen gewissen Anteil des Bereichs der Motorwelle, der sich im Gehäuse befindet. Insbesondere beträgt die Tiefe der Kardanbohrung in der Motorwelle weniger als 70 % der Länge des Bereichs der Motorwelle, der sich im Gehäuse befindet. Denkbar sind in diesem Zusammenhang auch 90 %, 80 %, 60 %, 50 %, 40 %, 30 %, 20 % oder 10 %. Neben der Kardan-Ausnehmung, die als Aufnahmeraum zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kardanwelle vorgesehen ist, können auch weitere Ausnehmungen vorgesehen werden, die durch den Materialabtrag eine Gewichtsreduktion der Rotationskolbenmaschine bewirken. Insbesondere kann es sich um eine Längsbohrung handeln, die sich längs der Mittelachse der Motorwelle erstreckt. Auch können mehrere, beispielsweise kreis- förmig und beabstandet zur Mittellinie der Motorwelle angeordnete Bohrungen vorgesehen sein. Die gewichtsreduzierenden Bohrungen können selbstverständlich auch in einem Bereich der Motorwelle vorgesehen wer- 2008/000128Serves the corresponding recess at the same time as a receiving space for the cardan shaft, so the size of the rotary piston machine can be reduced. The depth of the recess for the propeller shaft is preferably only a certain portion of the range of the motor shaft, which is located in the housing. In particular, the depth of the cardan bore in the motor shaft is less than 70% of the length of the range of the motor shaft that is in the housing. Also conceivable in this context are 90%, 80%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% or 10%. In addition to the cardan recess, which is provided as a receiving space for at least partially receiving the propeller shaft, also further recesses may be provided, which cause a weight reduction of the rotary piston machine by the material removal. In particular, it may be a longitudinal bore which extends along the central axis of the motor shaft. It is also possible to provide a plurality of bores arranged, for example, in a circular manner and at a distance from the center line of the motor shaft. The weight-reducing holes can of course also be provided in a region of the motor shaft. 2008/000128
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den, welcher außerhalb des Bereichs der Motorwelle liegt, der im Gehäuse angeordnet ist. Sämtliche Ausnehmungen - einschließlich der Kardan- Ausnehmung für die Kardanwelle - können auch gestuft ausgebildet sein, d. h. in Axialrichtung gesehen unterschiedliche Querschnitte aufweisen.that which is outside the range of the motor shaft, which is arranged in the housing. All recesses - including the cardan recess for the cardan shaft - can also be designed stepped, d. H. seen in the axial direction have different cross-sections.
Von Vorteil ist es auch, wenn die drehfeste Verbindung zwischen Kardanwelle und Motorwelle und/oder zwischen Kardanwelle und Zahnrad durch eine formschlüssige Verbindung erfolgt. Insbesondere für die Verbindung zwischen Kardanwelle und Motorwelle ist es möglich, dass die entspre- chende formschlüssige Verbindung gleichzeitig als Statikeinrichtung und damit stabilisierend für die Drehschieberanordnung wirkt. Als formschlüssige Verbindung kommt dabei insbesondere eine Anordnung zueinander korrespondierend ausgebildeter Längsfurchen an Kardanwelle, Motorwelle und/oder Zahnrad in Betracht, welche formschlüssig ineinander eingreifen.It is also advantageous if the non-rotatable connection between propshaft and motor shaft and / or between propshaft and gear is done by a positive connection. In particular, for the connection between propeller shaft and motor shaft, it is possible that the corresponding positive connection simultaneously acts as a static device and thus stabilizing the rotary valve assembly. As a positive connection is in particular an arrangement of mutually correspondingly formed longitudinal grooves on cardan shaft, motor shaft and / or gear into consideration, which engage positively in one another.
Von Vorteil ist es, wenn der Durchmesser der Kardanwelle wenigstens 20 % von deren Länge beträgt. Dadurch können relativ große Kräfte übertragen werden. Gegebenenfalls besteht bei einer derart dicken Ausführung der Kardanwelle auch die Möglichkeit, im Inneren der Kardanwelle ge- wichtsreduzierende Ausnehmungen, beispielsweise in Form von Bohrungen, vorzusehen, ohne dass die Stabilität der Kardanwelle leidet. Darüber hinaus kann bei einem derartigen Verhältnis von Durchmesser zu Länge die Kardanwelle im Verhältnis zu bekannten Bauausführungen verkürzt ausgebildet werden, so dass die Rotationskolbenmaschine, in der die Kardanwelle eingesetzt wird, entsprechend geringere Außenabmessungen aufweisen kann. Selbstverständlich können hier auch andere Durchmesser/Längenverhältnisse gewählt werden, insbesondere 25 %, 30 %, 35 %, 45 % bzw. 50 %.It is advantageous if the diameter of the cardan shaft is at least 20% of its length. As a result, relatively large forces can be transmitted. Optionally, with such a thick design of the cardan shaft, it is also possible to provide weight-reducing recesses in the interior of the cardan shaft, for example in the form of bores, without the stability of the cardan shaft suffering. In addition, with such a ratio of diameter to length, the propeller shaft can be made shorter in relation to known construction designs, so that the rotary piston machine, in which the propeller shaft is used, may have correspondingly smaller outer dimensions. Of course, other diameter / length ratios can be selected here, in particular 25%, 30%, 35%, 45% and 50%.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn die Rotationskolbenmaschine eine Vorzugsdrehrichtung aufweist, wobei die hochdrucksei- tige(n) Ausnehmung(en) der Drehschieberanordnung an einer dem inne- 2008/000128A further advantageous embodiment is obtained when the rotary piston machine has a preferred direction of rotation, wherein the high-pressure side recess (s) of the rotary valve arrangement at an internal rotational position. 2008/000128
ren Zahnrad beabstandeten Seite der Motorwelle ausgebildet sind. In diesem Bereich ist üblicherweise keine Ausnehmung, wie beispielsweise eine Kardan-Ausnehmung zur Aufnahme der Kardanwelle vorzusehen. Wenn gerade in diesem Bereich der Hochdruckbereich der Rotationskolbenma- schine angeordnet wird, so können die auftretenden Leckageverluste entsprechend verringert werden. Befinden sich in diesem Bereich der Motorwelle Ausnehmungen, so dienen diese in der Regel ausschließlich der Gewichtsreduktion, so dass deren Größe und Formgebung einen weiten Gestaltungsspielraum aufweist, bzw. derartige Ausnehmungen gänzlich entfallen können. Von daher ist eine besonders große Unterstützung der entsprechenden Ausnehmung, die Teil der Drehschieberanordnung ist, möglich. Leckageverluste können dadurch in besonderem Maße vermieden werden. Das Gesagte schließt es nicht aus, dass die Rotationskolbenmaschine in gewissen Betriebsmodi auch mit anderweitigen Druckver- hältnissen betrieben werden kann. Über die Gesamtbetriebsdauer der Rotationskolbenmaschine gesehen kann sich durch die vorgeschlagene Anordnung jedoch insgesamt ein höherer Wirkungsgrad ergeben.ren gear spaced side of the motor shaft are formed. In this area is usually no recess, such as to provide a cardan recess for receiving the propeller shaft. If the high-pressure region of the rotary-piston machine is arranged precisely in this region, the leakage losses that occur can be correspondingly reduced. Are located in this area of the motor shaft recesses, they usually serve only the weight reduction, so that their size and shape has a wide design freedom, or such recesses can be completely eliminated. Therefore, a particularly large support of the corresponding recess, which is part of the rotary valve arrangement, possible. Leakage losses can be avoided to a special extent. The above does not exclude that the rotary piston machine can also be operated with other pressure conditions in certain operating modes. Seen over the total operating time of the rotary piston machine, however, a higher efficiency can result overall from the proposed arrangement.
Weitere Ausbildungsmöglichkeiten, Vorteile und Aufgaben der Erfindung ergeben sich aufgrund des folgenden Ausführungsbeispiels eines Gerotormotors, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.Further training possibilities, advantages and objects of the invention will become apparent from the following embodiment of a gerotor motor, with reference to the accompanying drawings.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Gerotormotors;1 shows a schematic cross section through an embodiment of a gerotor motor.
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Zahnrad-Zahnkranz-Antriebsvorrichtung.2 shows a cross section through a gear-toothed-ring drive device.
In Fig. 1 ist ein Gerotormotor 1 in schematischer Querschnittsansicht dargestellt. Der Gerotormotor 1 weist auf seiner in Fig. 1 links befindlichen Seite einen Gerotor-Zahnradsatz 2 auf. Zur Verdeutlichung des Aufbaus des Gerotor- Zahnradsatzes 2 ist in Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Quer- schnittsebene H-Il dargestellt.In Fig. 1, a gerotor motor 1 is shown in a schematic cross-sectional view. The gerotor motor 1 has a gerotor gear set 2 on its left side in FIG. To clarify the structure of the gerotor gear set 2, a cross-sectional view along the cross-sectional plane H-II is shown in FIG.
Der Gerotor-Zahnradsatz 2 weist einen äußeren Zahnring 3 mit Innenzähnen 22 und ein darin angeordnetes inneres Zahnrad 4 mit Außenzähnen 21 auf (s. Fig. 2). Das innere Zahnrad 4 weist einen Zahn 21 weniger auf, als Zähne 22 im äußeren Zahnring 3 vorgesehen sind. Auf diese Weise bilden sich zwischen innerem Zahnrad 4 und äußerem Zahnring 3 mehrere Fluidkammem 19. Durch eine geeignete Beaufschlagung der Fluid- kammern 19 mit unter Hochdruck stehenden Hydraulikfluid kann das innere Zahnrad 4 in eine Rotationsbewegung gegenüber dem äußeren Zahn- ring 3 versetzt werden. Selbstverständlich wird nur ein Teil der Fluidkam- mern 19 mit der Hochdruckversorgungsleitung in Verbindung gesetzt. Der andere Teil der Fluidkammem 19 wird mit einem Fluidauslass verbunden, der im Wesentlichen drucklos mit einem Hydraulikfluidsammelbehälter in Verbindung stehen kann.The gerotor gear set 2 has an outer toothed ring 3 with inner teeth 22 and an inner gear 4 with outer teeth 21 arranged therein (see Fig. 2). The inner gear 4 has a tooth 21 less, as teeth 22 are provided in the outer toothed ring 3. In this way, between the inner gear 4 and outer ring gear 3 more fluid chambers 19 formed by a suitable pressurization of the fluid chambers 19 with hydraulic fluid under high pressure, the inner gear 4 in a rotational movement relative to the outer toothed ring 3 are added. Of course, only a part of the fluid chambers 19 is connected to the high-pressure supply line. The other part of the fluid chambers 19 is connected to a fluid outlet, which may be substantially unpressurized with a hydraulic fluid reservoir.
Das innere Zahnrad 4 rotiert im Betrieb jedoch nicht nur um den Zahnradmittelpunkt 27. Vielmehr folgt der Zahnradmittelpunkt 27 einer Kreislinie um die Mittelachse 26 des Gerotormotors 1. Mit anderen Worten orbitiert das innere Zahnrad 4 im Laufe seiner Rotationsbewegung um die Mit- telachse 26 des Gerotormotors 1.In operation, however, the inner gear 4 rotates not only around the gear center 27. Rather, the gear center 27 follows a circular line about the central axis 26 of the gerotor motor 1. In other words, orbits the inner gear 4 in the course of its rotation about the central axis 26 of the gerotor motor 1.
Der Antrieb externer Komponenten erfolgt über die in Fig. 1 auf der rechten Seite befindliche Motorwelle 6. Die Motorwelle 6 verfügt dazu über einen je nach der konkreten Ausführung unterschiedlich ausgebildeten Ver- bindungsbereich 28. Die Motorwelle 6 ist in einem Gehäuse 18 angeordnet. Gegenüber dem Gehäuse 18 vollzieht die Motorwelle 6 im Betrieb eine reine Drehbewegung um die Mittelachse 26 von Gehäuse 18 bzw. Motorwelle 6. Die Drehbewegung der Motorwelle 6 ist somit nicht von einer Orbitalbewegung überlagert.The drive of external components takes place via the motor shaft 6 located on the right-hand side in FIG. 1. The motor shaft 6 has a connection region 28 designed differently depending on the specific embodiment. The motor shaft 6 is arranged in a housing 18. Opposite the housing 18, the motor shaft 6 performs a pure rotational movement about the central axis 26 of the housing 18 during operation. Motor shaft 6. The rotational movement of the motor shaft 6 is thus not superimposed by an orbital motion.
Die Motorwelle 6 ist an ihren beiden, innerhalb des Gehäuses 18 liegen- den Endbereichen jeweils durch einen Wälzlagerring 15 reibungsarm in der Wellenbohrung 17 gelagert.The motor shaft 6 is mounted with low friction in the shaft bore 17 at its two end regions located within the housing 18, in each case by a roller bearing ring 15.
Zur Umsetzung der kombinierten Rotations- und Orbitalbewegung des inneren Zahnrads 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 auf die reine Rotations- bewegung der Motorwelle 6 des Gerotormotors 1 , ist eine Kardanwelle 5 vorgesehen. Die beim Betrieb des Gerotormotors 1 nutierende Kardanwelle 5 sorgt für eine drehfeste Verbindung zwischen dem inneren Zahnrad 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 und der Motorwelle 6. Dazu ist die Kardanwelle 5 jeweils drehfest mit der Motorwelle 6 bzw. mit dem inneren Zahn- rad 4 verbunden. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Enden der Kardanwelle jeweils mit Zahnkränzen 7, 8 versehen. Die Zahnkränze 7, 8 greifen dabei jeweils in korrespondierend ausgebildete Zahnkränze 10, 29 der Motorwelle 6 bzw. des inneren Zahnrads 4 ein.To implement the combined rotational and orbital movement of the inner gear 4 of the gerotor gear set 2 to the pure rotational movement of the motor shaft 6 of the gerotor motor 1, a propeller shaft 5 is provided. The cardan shaft 5, which uses the gerotor motor 1 during operation, ensures a rotationally fixed connection between the inner gearwheel 4 of the gerotor gearwheel set 2 and the motor shaft 6. For this purpose, the cardan shaft 5 is in each case connected in a rotationally fixed manner to the motor shaft 6 or to the inner gearwheel 4 , In the present embodiment shown, the ends of the cardan shaft are each provided with sprockets 7, 8. The sprockets 7, 8 engage in each case in correspondingly formed sprockets 10, 29 of the motor shaft 6 and the inner gear 4 a.
Beim Betrieb des Gerotormotors 1 bewirkt die von der orbitierenden Bewegung des inneren Zahnrads 4 überlagerte Rotationsbewegung eine nutierende Bewegung der Kardanwelle 5. Um der Kardanwelle 5 diese Nuta- tionsbewegung zu ermöglichen, sind in der Motorwelle 6, als auch im inneren Zahnrad 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 entsprechende Kardanboh- rungen 30, 31 vorgesehen. Die Kardanbohrungen 30, 31 sind jeweils in zwei Teilbereiche unterteilt, nämlich in einen mit einem Zahnkranz 10, 29 versehenen Bereich sowie einen äußeren Abschnitt 11 , 32, der jeweils im Wesentlichen eine glatte Wand aufweist.During operation of the gerotor motor 1, the rotational movement superimposed by the orbiting movement of the inner gear 4 causes a nutating movement of the propeller shaft 5. In order to enable the propeller shaft 5 to effect this nutation movement, both in the motor shaft 6 and in the inner gear 4 of the gerotor Gear set 2 corresponding Kardanboh- ments 30, 31 provided. The gimbals 30, 31 are each divided into two subregions, namely in a provided with a sprocket 10, 29 area and an outer portion 11, 32, each having a substantially smooth wall.
Die Durchmesser der Kardanbohrungen 30, 31 , insbesondere der äußeren Bereiche 11 , 32 ist derart gewählt, dass zwischen der Kardanwelle 5 und der Wand der Kardanbohrung 30, 31 auch unter Berücksichtigung des Nutationswinkels α ein ausreichendes Spiel verbleibt. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die äußeren Bereiche 11 , 32 der Kardanbohrungen 30, 31 jeweils einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf. Insbesondere im Falle größerer Nutationswinkel α ist es je- doch denkbar, eine ein- oder mehrfach gestufte Bohrung, gegebenenfalls auch eine konische Bohrung, vorzusehen.The diameter of the gimbals 30, 31, in particular of the outer regions 11, 32 is selected such that between the propeller shaft 5 and the wall of the gimbal 30, 31 also taking into account Nutationswinkels α sufficient clearance remains. In the embodiment shown in FIG. 1, the outer regions 11, 32 of the gimbals 30, 31 each have a substantially constant diameter. In particular, in the case of larger nutation angles α, however, it is conceivable to provide a single or multiple stepped bore, possibly also a conical bore.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin noch eine Zwischenscheibe 33 zwischen dem die Motorwelle 6 aufnehmenden Gehäuse 18 und dem Gerotor-Zahnradsatz 2 vorgesehen. Als äußerer Abschluss des Gerotor-Zahnradsatzes 2 dient ein Deckel 34. Die Teile der Anordnung werden durch Schrauben 24, die in entsprechende Schraubenlöcher 25 eingesetzt sind, aneinander befestigt. Im Bereich der Schraubenlöcher 25, der sich im Gehäuse 18 befindet, ist ein Gewinde vorgesehen.In the illustrated embodiment, an intermediate disc 33 between the motor shaft 6 receiving housing 18 and the gerotor gear set 2 is still provided. As the outer termination of the gerotor gear set 2 is a cover 34. The parts of the assembly are fastened by screws 24 which are inserted into corresponding screw holes 25 to each other. In the area of the screw holes 25, which is located in the housing 18, a thread is provided.
Die Ansteuerung der Fluidkammern 19 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 erfolgt mit Hilfe einer Drehschieberanordnung 23, die in Axialrichtung der Motorwelle 6 vorgesehen ist. Je nach Drehwinkel der Motorwelle 6 wird ein geeignet gewählter Teil der Fluidkammern 19 mit Hilfe der Drehschie- beranordnung 23 mit einem Fluideinlass (nicht dargestellt), der mit demThe control of the fluid chambers 19 of the gerotor gear set 2 by means of a rotary valve assembly 23 which is provided in the axial direction of the motor shaft 6. Depending on the angle of rotation of the motor shaft 6, a suitably selected part of the fluid chambers 19 by means of the rotary slide assembly 23 with a fluid inlet (not shown), which with the
Hochdruckteil einer Hydraulikölversorgungsanlage verbunden ist, fluidisch verbunden. Der andere Teil der Fluidkammern 19 ist mittels der Drehschieberanordnung 23 mit einem Auslassanschluss (nicht dargestellt) verbunden, der das Hydrauliköl beispielsweise in ein unter Umgebungsdruck stehendes Hydraulikölreservoir ausgibt.High pressure part of a hydraulic oil supply system is connected, fluidly connected. The other part of the fluid chambers 19 is connected by means of the rotary valve arrangement 23 with an outlet port (not shown), which outputs the hydraulic oil, for example, in a standing under ambient pressure hydraulic oil reservoir.
Die Drehschieberanordnung 23 umfasst zwei auf der Außenseite 35 der Motorwelle 6 ausgebildete radiale Kanäle 13 und 14, nämlich einen inneren radialen Kanal 14 (in der Zeichnung rechts) und einen äußeren radia- len Kanal 13 (in Fig. 1 links). Weiterhin sind in gewissen radialen Bereichen der Motorwelle 6 an deren Außenseite 35 axiale Kanäle 12 vorgesehen. Diese stehen zum Teil mit dem äußeren radialen Kanal 13, zum Teil jedoch auch mit dem inneren radialen Kanal 14 in Verbindung. Bei einer entsprechenden Winkelstellung der Motorwelle 6 bewirken die axialen Kanäle 12 über an der Innenwand 20 der Wellenbohrung 17 angeordnete Kanalöffnungen 16, die wiederum mit im Gehäuse 18 vorgesehenen FIu- idkanälen 37 in Verbindung stehen, eine fluidische Verbindung des inneren radialen Kanals 14 bzw. des äußeren radialen Kanals 13 mit den entsprechenden Fluidkammern 19 des Gerotor-Zahnradsatzes 2. Selbstverständlich ist hierzu die Zwischenscheibe 33 mit einer Anzahl axial durchgehender, kreisförmig angeordneter Kanäle versehen.The rotary valve assembly 23 comprises two formed on the outer side 35 of the motor shaft 6 radial channels 13 and 14, namely an inner radial channel 14 (right in the drawing) and an outer radial channel 13 (left in Fig. 1). Furthermore, 35 axial channels 12 are provided in certain radial areas of the motor shaft 6 on the outside thereof. These are partly with the outer radial channel 13, partly but also with the inner radial channel 14 in connection. At a corresponding angular position of the motor shaft 6, the axial channels 12 via channel openings 16 arranged on the inner wall 20 of the shaft bore 17, which are in turn connected to fluid passages 37 provided in the housing 18, effect a fluidic connection of the inner radial channel 14 and of the Outer radial channel 13 with the corresponding fluid chambers 19 of the gerotor gear set 2. Of course, this is the intermediate disc 33 is provided with a number of axially continuous, circularly arranged channels.
Wie in Fig. 1 deutlich zu erkennen ist, ist die Gesamttiefe der Kardanbohrung 30 in der Motorwelle 6 im Verhältnis zum Längenbereich der Motorwelle 6, der vom Gehäuse 18 aufgenommenen ist, relativ klein gewählt. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamttiefe der Kar- danbohrung 30 etwa 50 % des Bereichs der Motorwelle 6, der vom Gehäuse 18 aufgenommen ist (d.h. der Tiefe der Wellenbohrung 17). Durch diese Ausbildung ist es möglich, dass der gesamte innere radiale Kanal 14 durch ein Stützmittel abgestützt ist, das beim in Fig. 1 dargestellten inneren radialen Kanals 14 in Form einer Materialverdickung ausgeführt ist. Es ist auch möglich, die Motorwelle 6 in diesem Bereich vollständig massiv auszuführen. Jedoch wurde im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Bohrung 38 vorgesehen, die der Gewichtsreduktion des Gerotormotors 1 dient. Diese Bohrung kann sich im Übrigen auch in den Teil der Motorwelle 6 erstrecken, der nicht mehr innerhalb des Gehäuses 18 liegt und kann bis in den Ver- bindungsbereich 28 hinein verlaufen. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Bohrung 38 mittels radial nach außen weisender Kanäle zusätzlich der Schmierung der Wälzlager 15. Dazu steht die Bohrung 38 mit einer oder mehreren radialen Bohrungen in Verbindung, die ihrerseits in die Wellenbohrung 17 münden. Die Bohrung 38 steht wiederum mit einem Niederdruckanschluss in Verbindung. Dadurch kann Lecköl vom inneren radialen Kanal am in Fig. 1 rechts befindlichen Wälzlager 15 vorbeiströmen und dadurch für eine Schmierung des Lagers sorgen. Der in Fig. 1 dargestellte äußere radiale Kanal 13 sowie die dort dargestellten axialen Kanäle 12 sind ebenfalls durch ein Stützmittel abgestützt. Im vorliegenden Fall liegt dieses Stützmittel in Form des Zahnkranzes 8 der Kardanbohrung 30 vor. Aufgrund der Rippenstruktur liegt hier eine verstärkte Stützwirkung basierend auf der Statikwirkung einer derartigen Rippenstruktur vor.As can be clearly seen in Fig. 1, the total depth of the gimbal 30 in the motor shaft 6 in relation to the length range of the motor shaft 6, which is received by the housing 18, selected to be relatively small. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the total depth of the cardan bore 30 is approximately 50% of the area of the motor shaft 6 received by the housing 18 (ie, the depth of the shaft bore 17). By virtue of this construction, it is possible that the entire inner radial channel 14 is supported by a support means, which is embodied in the form of a thickening of the material in the inner radial channel 14 shown in FIG. It is also possible to perform the motor shaft 6 in this area completely solid. However, in the present embodiment, a bore 38 has been provided, which serves to reduce the weight of the gerotor motor 1. Incidentally, this bore can also extend into that part of the motor shaft 6 which no longer lies within the housing 18 and can extend into the connection region 28. In the embodiment shown in Fig. 1, the bore 38 also serves by means of radially outwardly facing channels of the lubrication of the bearings 15. For this purpose, the bore 38 with one or more radial holes in connection, which in turn open into the shaft bore 17. The bore 38 in turn communicates with a low pressure port. As a result, leakage oil can flow past the inner radial channel on the rolling bearing 15 located on the right in FIG. 1, thereby ensuring lubrication of the bearing. The illustrated in Fig. 1 outer radial channel 13 and the axial channels 12 shown there are also supported by a support means. In the present case, this support means is in the form of the ring gear 8 of the gimbal 30. Due to the rib structure here is a reinforced support effect based on the static effect of such a rib structure.
Dank der Stützeinrichtungen kann die Motorwelle 6 im Bereich der Dreh- Schieberanordnung 23 dem radial auf die Außenseite 35 der Motorwelle 6 einwirkenden Hydraulikdruck gut widerstehen. Dadurch kann die Verformung der Motorwelle kleiner werden und die im Bereich der Spalte 36 zwischen Außenseite 35 der Motorwelle 6 und der Innenwand 20 der Wellenbohrung 17 unvermeidlichen Leckageverluste bleiben sehr klein. Der Wirkungsgrad des Motors 1 steigt dadurch an.Thanks to the support means, the motor shaft 6 in the region of the rotary slide valve assembly 23 can easily withstand the hydraulic pressure acting radially on the outer side 35 of the motor shaft 6. As a result, the deformation of the motor shaft can be smaller and the unavoidable in the region of the gap 36 between the outside 35 of the motor shaft 6 and the inner wall 20 of the shaft bore 17 leakage losses remain very small. The efficiency of the engine 1 increases thereby.
Beim in Fig. 1 dargestellten Gerotormotor 1 ist der innere radiale Ring 14 mit dem Hochdruckkeil des Hydrauliksystems verbunden. Hier ist die Entfernung zum relativ dünnwandig ausgeführten äußeren Bereich 11 der in der Motorwelle 6 ausgebildeten Kardanbohrung 30 besonders groß. DieIn the gerotor motor 1 shown in Fig. 1, the inner radial ring 14 is connected to the high-pressure wedge of the hydraulic system. Here, the distance to the relatively thin-walled outer region 11 of the formed in the motor shaft 6 Kardanbohrung 30 is particularly large. The
Leckageverluste können dadurch nochmals reduziert werden.Leakage losses can be further reduced.
Wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, ist der äußere radiale Kanal 13 im dargestellten Ausführungsbeispiel nur über etwa 75 % seiner Breite hin- weg mit einem Stützmittel in Form des Zahnkranzes 10 der Motorwelle 6 mechanisch abgestützt. Dennoch wird bereits durch diese Abstützung eine erstaunlich stark verringerte Durchbiegung der Außenseite 35 der Motorwelle 6 erreicht, so dass der Spalt 36 zwischen Motorwelle 5 und Wellenbohrung 17 sehr klein bleibt und die Leckageverluste entsprechend gering sind. Darüber hinaus sind die Verformungen der Motorwelle 6 in diesemAs can also be seen from FIG. 1, the outer radial channel 13 in the exemplary embodiment illustrated is mechanically supported only over approximately 75% of its width with a support means in the form of the toothed rim 10 of the motor shaft 6. Nevertheless, a surprisingly greatly reduced deflection of the outer side 35 of the motor shaft 6 is already achieved by this support, so that the gap 36 between the motor shaft 5 and shaft bore 17 remains very small and the leakage losses are correspondingly low. In addition, the deformations of the motor shaft 6 in this
Bereich auch deshalb gering, weil der entsprechende Bereich nur einen geringen Hydrauliköldruck aufweist. Selbstverständlich ist es ebenso mög- 2008/000128Range also low because the corresponding area has only a small hydraulic oil pressure. Of course it is also possible 2008/000128
15 lieh, dass ein größerer Anteil der Breite des äußeren radialen Kanals 13 durch Stützmittel abgestützt wird. Insbesondere kann auch der gesamte äußere radiale Kanal 13 derartig abgestützt werden.15 lends that a greater proportion of the width of the outer radial channel 13 is supported by support means. In particular, the entire outer radial channel 13 can be supported in this way.
5 Zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrads des in Fig. 1 gezeigten Gerotormotors 1 wird an den axialen Enden der Motorwelle 6 zwischen Motorwelle 6 und Gehäuse 18 jeweils ein Wälzlagerring 15 angeordnet.In order to further increase the efficiency of the gerotor motor 1 shown in FIG. 1, a rolling bearing ring 15 is respectively arranged at the axial ends of the motor shaft 6 between the motor shaft 6 and the housing 18.
Um die geringere Tiefe der in der Motorwelle 6 vorgesehenen Kardanboh-0 rung 30 auszugleichen, ist es einerseits möglich, den Nutationswinkel α der Kardanwelle 6 zu vergrößern. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Dicke des Gerotor-Zahnradsatzes 2 zu vergrößern. Dabei ist es möglich, die im inneren Zahnrad 4 des Gerotor-Zahnradsatzes 2 vorgesehene Kardanbohrung 31 in zwei Teilbereiche zu unterteilen. So kann ein5 Teil der Kardanbohrung 31 mit einem Zahnkranz 29 versehen sein, dessen Längsfurchen mit einem korrespondierenden Zahnkranz 7 im Endbereich der Kardanwelle 5 in Eingriff kommen. Ein weiterer, äußerer Bereich 32 der im inneren Zahnrad 4 ausgebildeten Kardanbohrung 31 weist dem gegenüber eine im Wesentlichen unstrukturierte Innenwandung auf, deren o Durchmesser dem "Tal-Tal"-Durchmesser des Zahnkranzes 29 im inneren Zahnrad 4 entspricht. Gegebenenfalls kann der Innendurchmesser auch größer als der Tal-Tal-Durchmesser des Zahnkranzes 7 gewählt werden (entsprechendes gilt für die Kardanbohrung 30 in der Motorwelle 6). Mit den beiden genannten Möglichkeiten ist es möglich, den äußeren Bereich 5 11 der in der Motorwelle 6 ausgebildeten Kardanbohrung 30 gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel noch weiter zu verkürzen und im Extremfall auf Null zu reduzieren.In order to compensate for the reduced depth of the shaft provided in the motor shaft 6 Kardanboh-O 30, it is on the one hand possible to increase the nutation angle α of the propeller shaft 6. Alternatively or additionally, it is also possible to increase the thickness of the gerotor gear set 2. It is possible to divide the provided in the inner gear 4 of the gerotor gear set 2 Kardanbohrung 31 into two subregions. Thus, a part of the cardan bore 31 may be provided with a toothed rim 29, the longitudinal grooves of which engage with a corresponding toothed rim 7 in the end region of the cardan shaft 5. A further, outer region 32 of the gimbal 31 formed in the inner gear 4 has a substantially unstructured inner wall, whose diameter corresponds to the "valley-valley" diameter of the sprocket 29 in the inner gear 4. Optionally, the inner diameter may be greater than the valley-valley diameter of the ring gear 7 are selected (the same applies to the gimbal 30 in the motor shaft 6). With the two mentioned possibilities, it is possible to further shorten the outer region 5 11 of the gimbal 30 formed in the motor shaft 6 with respect to the exemplary embodiment shown in FIG. 1 and, in the extreme case, to reduce it to zero.
Ein Vorteil bei der Vergrößerung der Breite des Gerotor-Zahnradsatzes 2 o liegt darin, dass die mittels der Fluidkammem 19 erzeugbaren Drehmomente vergrößert werden können. In Bezug auf den Nutationswinkel α kann in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung ein geeigneter Kom- promiss aus geringem Verschleiß der Zahnkränze 7, 8, 10, 29 von Kardanwelle 5, Motorwelle 6 und innerem Zahnrad 4 einerseits und möglichst geringer Größe des Gerotormotors 1 andererseits, gewählt werden. An advantage of increasing the width of the gerotor gear set 2 o is that the torques generated by the fluid chambers 19 can be increased. With regard to the nutation angle α, depending on the specific application, a suitable Kom- promiss from low wear of the sprockets 7, 8, 10, 29 of propeller shaft 5, motor shaft 6 and inner gear 4 on the one hand and the smallest possible size of the gerotor motor 1 on the other hand, are selected.

Claims

Patentansprüche claims
1. Rotationskolbenmaschine (1), insbesondere Gerotormotor, mit ei- nem Zahnrad (4), einem dieses umschließenden, mit ihm Verdrängungskammern (19) bildenden Zahnring (3), einer Motorwelle (6) und einer das Zahnrad (4) und die Motorwelle (6) drehfest verbindenden Kardanwelle (5), wobei die Motorwelle (6) und ein die Motorwelle aufnehmendes Gehäuse (18) eine Ausnehmungen (12, 13, 14) umfassende Drehschieberanordnung (23) zur Ansteuerung der1. Rotary piston machine (1), in particular gerotor motor, with a gear (4), a this surrounding, with him displacement chambers (19) forming the toothed ring (3), a motor shaft (6) and the gear (4) and the motor shaft (6) rotatably connecting propeller shaft (5), wherein the motor shaft (6) and a housing receiving the motor shaft (18) a recesses (12, 13, 14) comprising rotary valve assembly (23) for controlling the
Verdrängungskammern (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Ausnehmungen (12, 13, 14) durch wenigstens ein Stützmittel (6, 10) abgestützt sind.Displacement chambers (19), characterized in that the walls of the recesses (12, 13, 14) by at least one support means (6, 10) are supported.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stützmittel als Materialverstärkung (6) ausgebildet ist.2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that at least one support means is formed as a material reinforcement (6).
3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass wenigstens ein Stützmittel als Statikeinrichtung3. Rotary piston machine according to claim 1 or 2, character- ized in that at least one support means as a static device
(10) ausgebildet ist.(10) is formed.
4. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stützmittel in Form ei- ner Materialveränderung ausgebildet ist.4. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one support means is formed in the form of a material change.
5. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Stützmittel (6, 10) über wenigstens 50 % der Breite der korrespondierenden Ausneh- mung (12, 13, 14) erstreckt. 5. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that extending at least one support means (6, 10) over at least 50% of the width of the corresponding recess (12, 13, 14).
6. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (6) von randseitigen Wälzlagereinrichtungen (15) abgestützt ist.6. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the motor shaft (6) by peripheral rolling bearing devices (15) is supported.
7. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (6) Ausnehmungen (30, 38), insbesondere einen Aufnahmeraum (30) zur zumindest teilweisen Aufnahme der Kardanwelle (5) aufweist.7. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the motor shaft (6) has recesses (30, 38), in particular a receiving space (30) for at least partially receiving the propeller shaft (5).
8. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung zwischen Kardanwelle (5) und Motorwelle (6) und/oder zwischen Kardanwelle (5) und Zahnrad (4) durch eine formschlüssige Verbindung (7, 8, 10, 29) erfolgt.8. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotationally fixed connection between propeller shaft (5) and motor shaft (6) and / or between propeller shaft (5) and gear (4) by a positive connection (7, 8, 10, 29) takes place.
9. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kardanwelle (5) wenigstens 20 % von deren Länge beträgt.9. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the diameter of the propeller shaft (5) is at least 20% of the length thereof.
10. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationskolbenmaschine (1) eine Vorzugsdrehrichtung aufweist, wobei die hochdruckseitige(n) Aus- nehmung(en) (14) der Drehschieberanordnung (23) an einer dem Zahnrad (4) beabstandeten Seite der Motorwelle (6) ausgebildet sind. 10. Rotary piston machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotary piston machine (1) has a preferred direction of rotation, wherein the high-pressure side (s) recess (s) (14) of the rotary valve arrangement (23) on a gear (4 ) spaced side of the motor shaft (6) are formed.
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