CH626951A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Rotationskolbenmaschine.

Es sind hydraulische Rotationskolbenmaschinen bekannt, bei denen eine Reihe vergrösserbarer und verkleinerbarer Arbeitskammern zwischen den kämmenden Zähnen eines innenverzahnten Teils und eines aussenverzahnten Teils gebildet werden, wobei die Zähne eines Teils durch zylindrische Rollen gebildet sind, die in Aussparungen dieses Teils angeordnet sind und während des Betriebs der Vorrichtung rotieren und eine Flügelfunktion übernehmen. Die Aussparungen sind gegenüber den zylindrischen Rollen derart bemessen,

dass sie ein Wälzbett für diese bilden.

Die Innenwände der Aussparungen und die Aussenwände der Rollen sind glatt bearbeitet, wobei ihre Dimensionierung so gewählt ist, dass während des Betriebs der Vorrichtung zwischen diesen Flächen ein Hochdruck-Medienfilm gebildet wird. Der Hochdruck-Medienfilm unterstützt die Abdichtung des Hochdruckbereichs gegenüber dem Niederdruckbereich duch die Aufbringung einer resultierenden Kraft mit einer im wesentlichen radialen Komponente gegen die Zahnrollen des Aussenzahnrades, durch die diese in dichte Anlage an die Zähne des Innenzahnrades bewegt und in dieser Anlage gehalten werden. Die auf die Rollen einwirkenden Kräfte führen ausserdem dazu, dass diese eine Umfangsverlagerung erfahren, so dass sie zwischen sich und der zugehörigen Aussparungsfläche eine Dichtung bilden. Diese Wirkung der Rollen ist als Flügelwirkung bezeichnet. Der Hochdruck-Medienfilm dient auch der Verringerung des Verschleisses zwischen den Rollen und den Aussparungen durch Schmierung zwischen diesen Teilen.

Es wurde erkannt, dass bei hohen Arbeitsdrücken hohe resultierende, nichtradiale Kräfte auf die zylindrischen Rollen wirken, die zu einer Zerstörung des Hochdruck-Medienfilms führen, der zwischen den Rollen und der jeweiligen Aussparung vorhanden ist. Dies führt wiederum zu einem beträchtlichen direkten Kontakt zwischen den Rollen und der zugehörigen Aussparung. Das kann zu einem Verschleiss und/oder einem Fressen der Teile führen. Der Wälzvorgang der Rollen kann dann aufhören, wodurch auch ein Verschleiss an den Zähnen des Innenzahnrades durch deren Reibberührung mit den Rollen eintritt.

Es sind viele Vorschläge gemacht worden, um Rotationskolbenmaschinen dieser Art so zu gestalten, dass zwischen den Rollen und ihren Aussparungen zwangsweise Hochdruckmedium verbleibt, um so die Dichtwirkung der Rollen zu fördern und den Verschleiss der Rollen sowie der Aussparungswände zu verringern. Ein solcher Vorschlag ist in der US-Patentschrift 3 915 603 gezeigt. In dieser Patentschrift ist jede der bogenförmigen Aussparung mit einem Paar zuzusätzlicher Ausnehmungen versehen, wobei jede dieser zusätzlichen Ausnehmungen ein Dichtglied aufnimmt, das durch die beim Betrieb der Vorrichtung auftretenden Drücke in der Ausnehmung beweglich ist. Die Bewegung des Dichtgliedes soll einen erwünschten Hochdruck-Medienfilm zwischen jede Rolle und der zugehörigen Arbeitskammer aufrechterhalten. Das Dichtglied arbeitet nicht als Lastaufnahmeglied zur Aufnahme der auf die Rolle einwirkenden Kräfte.

Eine andere Vorrichtung ist so ausgebildet, dass Arbeitsmedium in die Bereiche zwischen die Rollen und die bogen5

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förmigen Aussparungen geleitet wird, wie dies die US-Patentschrift 3 692 439 zeigt. Bei der in dieser Patentschrift offenbarten Lösung wird Hochdruckmedium direkt dem Bereich zwischen den Rollen und den Aussparungen zugeleitet, um dadurch die Rollen in Anlage an die Zähne des Innenzahnrads zu drücken. Durch die zwangsweise Zuführung von Hochdruckmedium hierfür ergibt sich bei dieser Vorrichtung ein Verlust an volumetrischem Wirkungsgrad.

Bei den Lösungen nach den US-Patentschriften 3 915 603 und 3 692 439 kann durch die Vorkehrungen zur Erhaltung der Flüssigkeit in den Aussparungen zur radialen Verlagerung der Rollen aufgrund der Rollenumfangsbewegung ein Fressen auftreten. Darüberhinaus ist der Aufbau bei diesen Lösungen kompliziert und aufwendig, wobei eine Vielzahl von Teilen erforderlich ist.

Ein Vorschlag zur Verringerung des Fressens der Rollen und der Aussparungen des Aussenzahnrades ist in der US-Patentschrift 3 460 481 gezeigt, bei dem die Innenwand jeder Aussparung mit einem Überzug, beispielsweise mit einem «Teflon»-Überzug versehen ist. Dieser Aufbau ist ebenfalls kompliziert und aufwendig.

Es soll eine hydraulische Rotationskolbenmaschine geschaffen werden, bei der geringer Verschleiss und einfacher Aufbau erreicht sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 definierte hydraulische Rotationskolbenmaschine gelöst.

Das innenverzahnte Teil kann als einstückiger homogener Körper ausgebildet sein.

Wenn die Rollen durch hohe nichtradiale Kräfte belastet und dadurch in der zugehörigen Aussparung radial und in Umfangsrichtung bewegt werden, können Wandbereiche der Aussparungen ausbiegen, so dass normalerweise ein Medienfilm zwischen der Rolle und den Wandbereichen der Aussparung aufrechterhalten wird. Durch die zusätzliche Ausbildung einer Rinne wird eine beträchtliche Verringerung des Verschleisses zwischen der Rolle und der Aussparung selbst bei hohen Arbeitsdrücken erreicht. Dies ist eine wesentliche Vereinfachung verglichen mit den komplizierten und aufwendigen bekannten Bauweisen, wie sie zuvor beschrieben sind.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist durch die Merkmale gemäss Anspruch 3 definiert.

Diese Ausbildung erlaubt eine wirkungsvolle Überführung einer entsprechenden Arbeitskammer aus einem Hochdruckbereich in einen Niederdruckbereich, wobei ein hoher volu-metrischer Wirkungsgrad der Vorrichtung erreicht wird.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäss gestalteten hydraulischen Rotationskolbenmaschine,

Fig. 2 eine Axialansicht des innenverzahnten Teils der Maschine gemäss Fig. 1,

Fig. 3 eine Axialansicht des aussenverzahnten Teils und einer damit verbundenen Steuerscheibe der in Fig. 1 dargestellten Maschine,

Fig. 4 einen Querschnitt der Maschine entsprechend der Linie X-X in Fig. 1, in einer von Fig. 1 abweichenden Arbeitsstellung der kämmenden Verzahnung,

Fig. 5 eine Axialansicht der Steuerscheibe gemäss Fig. 4 bei entferntem aussenverzahntem Teil und

Fig. 6 eine vergrösserte schematische Teildarstellung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Verzahnung mit Darstellung der miteinander in Eingriff stehenden Zähne unter der Wirkung der während des Betriebs auftretenden Kräfte.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete Hydraulik-Rotationskolbenmaschine, die als Pumpe oder als Motor betrieben werden kann, jedoch zur Erläuterung nachfolgend nur als Motor beschrieben wird.

Nach Fig. 1 umfasst die Maschine ein Gehäuse mit den Gehäuseteilen 10,12, die mit herkömmlichen Bauteilen wie Bolzen usw. (nicht dargestellt) fest miteinander verbunden sind. Zwischen den Gehäuseteilen 10,12 sind ein innenverzahnter Teil 14 sowie ein zusätzliches Plattenbauteil 16 angeordnet und axial ausgerichtet mit diesen Gehäuseteilen fest verbunden.

Das Gehäuseteil 10 weist eine zentrale Kammer 18 auf, in der eine Abtriebswelle 20 teilweise angeordnet ist. Innerhalb der Kammer 18 ist ein Lagerglied 22 untergebracht, das eine Innenwand 24 umfasst, die ein Traglager für einen Teil der Abtriebswelle 20 bildet. Ein ebenfalls in der Kammer 18 angeordnetes Endverschlussteil 26 umgreift ein Rollenlager 28, in dem die Abtriebswelle 20 koaxial zur Mittelachse 30 gelagert ist. Das innerste Ende der Abtriebswelle 20 umfasst einen vergrösserten Kopf 32, der durch ein radial wirkendes Rollenlager 34 und ein axial wirkendes Rollenlager 36 mit Lagerscheiben 38,40 koaxial zur Mittelachse 30 gelagert ist. Zur Übertragung der während des Betriebs der Maschine auftretenden, gemäss Fig. 1 nach rechts wirkenden Axialkräfte auf das Gehäuse ist eine Axialdruckscheibe 42 vorgesehen.

Ein vorzugsweise aus «Teflon» oder einer Kombination aus «Teflon» und einem Teil aus Elastomer-Material gebildetes Ringglied 44 stellt eine dynamische Dichtung dar, die Medien-Leckverluste zwischen der Welle 20 und dem Lagerglied 22 verhindert. Das Ringglied 46, das ebenfalls aus «Teflon» oder aus einer Kombination aus «Teflon» und einem Elastomer-Material hergestellt ist, bildet eine dynamische Dichtung gegen Leckverluste des Arbeitsmediums aus einer Kammer 48, die zwischen dem Lagerglied 22 und dem Endverschlussteil 26 liegt. Statische Dichtungen werden von O-Ringen 50,52 gebildet, die der zusätzlichen Dichtung der Kammer 18 gegen Leckverluste des Arbeitsmediums dienen.

Die Drehung der Abtriebswelle 20 wird durch eine Umlauf- und Rotationsbewegung der kämmenden Bauteile des innenverzahnten Teils 14 und eines aussenverzahnten Teils 54 bewirkt. Das aussenverzahnte Teil 54 hat einen Zahn weniger als das innenverzahnte Teil 14, wobei seine Mittelachse 53 exzentrisch gegenüber der Mittelachse 55 des Aussenzahnrades angeordnet ist. Während des Betriebs rotiert das Teil 54 um seine Achse und läuft darüberhinaus noch um die Mittelachse des Teils 14 um.

Eine TaumelweUe 56 mit Mittelachse 58, die im Winkel zur Mittelachse 30 der Abtriebswelle angeordnet ist, weist einen Bereich auf, der mit dem Teil 54 keilverzahnt ist und mit diesem Teil rotiert und auf einer Kreisbahn umläuft. Ein anderer Abschnitt der Taumelwelle 56 ist mit dem vergrösserten Kopf 32 der Abtriebswelle 20 keilverzahnt und dient der Drehung der Abtriebswelle 20 um ihre Mittelachse 30, wenn das Teil

54 gegenüber dem Teil 14 umläuft und rotiert.

Die Keilverzahnungen zwischen der Taumelwelle 56 und dem Innenzahnrad 54 sowie der Taumelwelle 56 und der Abtriebswelle 20 sind vorzugsweise entsprechend der Lösung nach der US-Patentschrift 3 606 601 gestaltet, auf deren Inhalt hier Bezug genommen wird. Generell macht der Bereich der Taumelwelle für die Keilverbindung zwischen 50% und 60% der Umfangsteilung aus und ist so gewählt, dass die belasteten Keilzähne der Taumelwelle Druckspannungen unterworfen werden und Druckwinkel besitzen, die kleiner als 45° sind. Weitere Einzelheiten dieser Keilverzahnung können der genannten Schrift entnommen werden.

Das Teil 14 besitzt eine Innenbohrung mit einer Mittelachse

55 (siehe Figur 2) und ist vorzugsweise als einstückiges, homogenes Bauteil aus schmiedbarem Gusseisen ausgebildet. Es weist eine Innenwand 59 mit einer kontinuierlichen Obers

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fläche auf, die eine Reihe teilzylindrischer oder bogenförmiger Aussparungen 60 bildet, welche im Umfangsabstand zueinander angeordnet und zur Innenbohrung hin geöffnet sind. Jede der Aussparungen 60 bildet einen zylindrischen Bogen, wobei die Mittelpunkte der Bögen alle gleich weit von der Mittelachse 55 entfernt sind. Jede der teilzylindrischen Aussparungen 60 ist so bemessen, dass sie eine zylindrische Rolle 62 aufnehmen kann (von denen in Fig. 2 nur eine dargestellt ist).

Jede Rolle 62 wird dabei durch die zugehörige Aussparung wälzbar aufgenommen, wobei sie mit ihrem Umfang in der Aussparung verlagerbar ist, wie dies die US-Patentschrift 3 289 602 zeigt.

Die Aussparungen 60 sind in ihrer Umfangserstreckung vorzugsweise etwas grösser als ein Halbkreis, so dass sie die Rollen mehr als 180° übergreifen und dadurch eine zu starke zum Herausdrücken führende Radialbewegung der Rollen 62 unterbinden. Die Innenwand des Teils 14 mit den in je eine Aussparung 60 eingesetzten Rollen 62 bilden die Innenverzahnung der Maschine. Die Zwischenräume der zylindrischen Rollen der Innenverzahnung und den Zähnen der Aussenverzahnung des Teils 54 bilden Arbeitskammern, die sich auf Grund des zugeführten Arbeitsmediums sowie durch die relative Rotations- und Umlaufbewegung der Innenverzahnung und der Aussenverzahnung vergrössern und verkleinern.

Die Innenwand 59 des Teils 14 weist darüberhinaus eine Vielzahl von im Umfangsabstand zueinander angeordneten Rinnen 64 auf, die zwischen den bogenförmigen Aussparungen 60 und radial zur Mittelachse 55 angeordnet sind. Die Rinnen 64 erstrecken sich axial über die gesamte Breite des Teils 14 und schneiden damit deren beide Stirnseiten. Jede der Rinnen 64 weist vorzugsweise ein Paar konvergierender Wandbereiche 66,68 auf, die mit einem Winkel von 30° bis 40° konvergieren und deren radiale Tiefe etwas kleiner ist als die Tiefe der Aussparungen 60, wie dies Fig. 2 erkennen lässt. Der Winkel und die Tiefe der Rinnen können jedoch im Rahmen des grundlegenden Erfindungsgedankens auch abweichend gestaltet sein.

In Fig. 4 ist mit Ce eine Exzentrizitätsmittellinie der Vorrichtung gekennzeichnet, wobei die Linie durch die Mittelachse des Innenzahnrades 54 und die Mittelachse des Aussenzahnrades geht. Die Innenverzahnung des Teils 14 umfasst neun Rollen, die mit den Buchstaben A-I bezeichnet sind und die zwischen sich die Arbeitskammern bilden. Den auf einer Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Kammern (beispielsweise die Kammern zwischen den Zahnrollen I, H, G, F und E) wird Hochdruckmedium zugeführt. Die auf der anderen Seite der Exzentrizitätslinie liegenden Kammern (beispielsweise die Kammern zwischen den Rollen E, D, C, B und A) entleeren Niederdruckmedium. Diese In- und Abführung erfolgt mittels einer noch im einzelnen zu beschreibenden Steuereinrichtung. Dadurch erfährt das Teil 54 ein resultierendes Drehmoment, das zu einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn um die Mittelachse des Teils 54 und zu einer Umlauf bewegung um die Mitelachse 55 der Innenverzahnung bzw. des Teils 14 im Uhrzeigersinn führt. An den verschiedenen Punkten dieser Bewegung kann ein Zahn der Aussenverzahnung des Teils 54 maximal zwischen Zähne der Innenverzahnung des Teils 14 eingreifen, wie dies beim Zahn 72 der Aussenverzahnung in Fig. 4 der Fall ist. An anderen Punkten kann ein Zahn der Aussenverzahnung während dieser Bewegung nur mit einem Minimum oder überhaupt nicht zwischen Zähne der Innenverzahnung eingreifen (der Zahn 74 in Fig. 4 befindet sich nahe dieser Stellung).

Die Anordnung von drehbaren und umfangsverlagerbaren Rollen in den Aussparungen 60 dient der Abdichtung der Hochdruck-Arbeitskammern gegen die Niederdruck-Arbeitskammern. Fig. 6 zeigt, dass das Teil 54 im Gegenuhrzeigersinn rotiert, wenn sich die Hochdruckzone auf der linken Seite der Rolle E befindet. Unter diesen Bedingungen wird eine Kraft auf die Rolle E ausgeübt, die diese in dichtende Anlage an den rechten Teil der Aussparungswand zu bringen sucht. Das Hochdruckmedium hat dabei einen leichten Zugang zu den radial am weitesten aussen liegenden Bereichen 69 der Aussparung. Eine resultierende Kraft R wirkt mit einer im wesentlichen radial gerichteten Komponente auf die Rolle E ein und drückt diese in dichte Anlage an den Zahn 74 des Teils 54. In Fig. 4 wirkt auf die Rolle I (die im Bereich des Zahns 72 der Aussenverzahnung einen maximalen Eingriff hat) eine resultierende Kraft R', wodurch sie ebenfalls sowohl radial als auch in Umfangsrichtung in dichtende Anlage an die Aussenverzahnung und an die zugehörige Aussparung gebracht wird, so dass eine weitere Abdichtung der Hochdruckzone gegenüber der Niederdruckzone entsteht.

Es ist bekannt, dass zwischen den Rollen und den zugehörigen Aussparungswänden die Neigung zur Bildung eines dünnen Hochdruck-Medienfilms besteht. Fig. 6 zeigt in ausgezogenen Linien und vergrössertem Massstab einen schmalen Spalt P zwischen der Aussenwand 76 der Rolle E und einem Bereich 78 der rechten Seite der Aussparungswand. In diesem Spalt ist ein dünner Hochdruck-Medienfilm ausgebildet, der nicht nachteilig für die grundlegende Dichtfunktion der Zahnrollen ist und in der Tat dadurch nützlich ist, dass er der Schmierung der Rollen dient, wenn diese gegenüber den Aussparungswänden rotieren.

Bei bekannten Vorrichtungen besteht bei hohen Drücken und fehlenden Rinnen 64 bei den Rollen - z.B. wie der Rolle E- die Neigung zu einem Andruck gegen einen Bereich der Aussparungswand mit einer solchen Kraft, dass der Flüssigkeitsfilm zwischen der Rolle und der Aussparungswand nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Das kann zu einem direkten Reibungskontakt zwischen den Rollen und der Aussparungswand mit extrem hoher Flächenpressung sowie im Ergebnis zu extremem Verschleiss der Rollen und der Aussparungswände führen. Zugleich kann ein hoher Verschleiss der Aussenverzahnung verursacht werden, wenn die Kräfte zwischen einer Rolle und der zugehörigen Aussparungswand so gross werden, dass die Drehung der Rolle blockiert wird.

Die Rinnen 64 ermöglichen bei den Kräften, die während des Betriebs der Vorrichtung auftreten, eine Ausbiegung der Aussparungswände. Dadurch ist die Möglichkeit eines direkten Kontaktes zwischen den Aussparungswänden und den Rollen vermindert. Die Rinnen 64 machen dabei jene Bereiche der Aussparungswände unter der Wirkung der Kräfte elastisch ausbiegbar, die auf die Zähne des Aussenzahnrades wirken. Bei der Darstellung in Fig. 6 ist der ausgebogene Bereich der Aussparungswand in gestrichelten Linien bei 78' dargestellt, während die Rollenoberfläche in die schematisch bei 76' dargestellte Position bewegt wird. Bei hohen Betriebsdrücken biegen sich die Aussparungswände in Abhängigkeit von den aufgebrachten Kräften aus. Hierdurch wird zwischen diesen und der Rolle ein Medienfilm gebildet und aufrechterhalten, wodurch die Möglichkeit eines direkten Kontakts zwischen den Rollen und den Aussparungswänden auf ein Minimum beschränkt wird und die Rolle bei guter Schmierung eine gut dichtende Anlage an die Aussparungswand erfährt. Bei einer Verringerung der hohen Kräfte führt die Elastizität der Aussparungswand zu deren Rückkehr in die Ausgangsposition.

Wenn die Hochdruck- und die Niederdruckbereiche auf den der Darstellung in Fig. 6 entgegengesetzten Seiten der Rolle E lägen, würde das aussenverzahnte Teil 54 im Uhrzeigersinn rotieren. Die Rolle E würde dann eine Umfangsverlagerung in Anlage an den rechts leigenden Bereich der Aussparungswand erfahren, wobei diese in Abhängigkeit von den auftretenden Kräften ausgebogen würde.

Die Umlauf- und Rotationsbewegung des aussenverzahnten

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Teils wird durch eine Steuerscheibe gesteuert, die nach Art eines Drehschiebers arbeitet und im wesentlichen in den Fig. 1, 4 und 5 dargestellt ist. Der festgelegte Gehäuseteil umfasst einen Ringkanal 80, der mit einem ersten Zu- oder Abführkanal 82 in Verbindung steht. Der Ringkanal 80 steht ausser- s dem in Verbindung mit einem Medienraum 84, der innerhalb einer Innenwand 86 des Plattenbauteils 16 gebildet ist.

In dem Gehäuseteil 10 ist ausserdem ein Kanal 88 gebildet, der mit einem zweiten Zu- oder Abführkanal 90 in Verbindung steht. Der Kanal 88 steht ferner mit der Keilverzahnung zwi- io sehen der Taumelwelle 56 und dem vergrösserten Kopf 32 der Abtriebswelle in Verbindung, wobei eine Mittelbohrung 92 in der Taumelwelle so ausgebildet ist, dass auch eine Verbindung mit einem Medienraum 94 in einer Mittelbohrung eines Steuerschiebers 96 besteht. Für einen Betrieb der Maschineis in der einen oder anderen Drehrichtung wird der erste Kanal 82 als Zuführkanal und der zweite Kanal 90 als Abführkanal für das Arbeitsmedium mit entsprechenden, nicht dargestellten äusseren Arbeitsmediumanschlüssen verbunden oder umgekehrt der Kanal 82 als Abführkanal und der Kanal 90 als Zu- m führkanal. Uber die Medienräume 84 bzw. 94 stehen die Kanäle 82 und 90 weiter mit den Kanälen 108,102 bzw. 110, 104 der Steuerscheibe 96 in Verbindung.

Die Steuerscheibe 96 wird durch drei aneinander befestigte Platten gebildet und ist durch Stifte 98 am Teil 54 befestigt, wodurch er mit diesem umläuft und rotiert. Eine erste Platte 100 weist eine in Axialrichtung orientierte, d.h. in einer radialen Ebene liegende Fläche 101 auf, die in Gleitberührung mit einer ebensolchen Fläche des Teils 14 steht. Wie Fig. 4 erkennen lässt, 3# umfasst die Platte 100 eine Mehrzahl von Paaren erster und zweiter Kanäle 102,104, die sich axial durch sie hindurch erstrecken. Die Kanäle 102,104 sind auf einem Kreis angeordnet.

Eine zweite Platte 106 umfasst eine Mehrzahl von Paaren generell radial verlaufender erster und zweiter Kanäle 108,110 35 (siehe Fig. 5), von denen die ersten Kanäle 108 in Verbindung mit den jeweüs zugehörigen ersten Kanälen 102 und der Kammer 84 stehen, welch letztere die Steuerscheibe 96 umschliesst. Die zweiten Kanäle 110 stehen in Verbindung mit jeweils einem zweiten Kanal 104 und mit dem Medienraum 94, der innerhalb 40 der Steuerscheibe gebildet ist. Eine dritte Platte 112 wirkt als Verschleissplatte, die an einer Stirnfläche 114 des Gehäuseteils 10 gleitend anliegt (siehe Fig. 1).

Die Arbeitskammern der erfindungsgemäss ausgebildeten hydraulischen Maschine befinden sich zwischen den Rollen 62 45 und erstrecken sich über die Rinnen 64. Während des Betriebs wird Hochdruckmedium entweder durch die ersten Kanäle 102 oder die zweiten Kanäle 104 in die Arbeitskammern auf einer Seite der Exzentrizitätslinie eingeführt. Zur gleichen Zeit verbinden die anderen Kanalgruppen 102 oder 104 die Arbeits- 50 kammern auf der anderen Seite der Exzentrizitätslinie mit der Niederdruckseite des Hydrauliksystems. Dadurch wird ein auf das aussenverzahnte Teil 54 wirkendes Drehmoment erzeugt, das dessen Rotation und Umlauf gegenüber dem innenverzahnten Teil 14 bewirkt. ss

Der Kreis, auf dem die Kanäle 102,104 angeordnet sind, ist so bemessen, dass diese Kanäle in bestimmten Rotations- und

Umlaufpositionen des aussenverzahnten Teils in radiale Deckung mit den Rinnen 64 kommen. Wenn beispielsweise, wie in Fig. 4 dargestellt, ein Zahn des Teils 54 - hier der Zahn 74 - einen minimalen Eingriff hat, sind die zugeordneten Kanäle 102,104 nur in geringem Mass oder überhaupt nicht in radialer Deckung mit den Rinnen 64. Bei den dem Zahn 72 mit maximalem Eingriff zugeordneten Kanälen sind demgegenüber beide in radialer Deckung. An verschiedenen Punktenzwischen dem maximalen und dem minimalen Eingriff verändert sich das Mass der radialen Überdeckung der Kanäle 102,104 mit den Rinnen 64.

Auf diese Weise ergibt sich ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad. Eine mit hohem Druck beaufschlagte Arbeitskammer, die ausserdem den maximalen Eingriff erreicht (beispielsweise die Kammer zwischen den Rollen E und H in Fig. 4), steht im wesentlichen in Verbindung mit einem ersten Kanal 102, so dass das Medium aus der Arbeitskammer austreten kann, bevor sie die Grenze der Niederdruckzone zur Hochdruckzone überschreitet. Dadurch wird ein Hochdruckabfall in der Arbeitskammer bei maximalem Eingriff auf ein Minimum beschränkt. Eine unter Niederdruck stehende Arbeitskammer, die gerade einen maximalen Eingriff erreicht hat (beispielsweise die Kammer zwischen den Rollen A und B), wird einem grossen Teil eines zweiten Kanals 104 ausgesetzt, wodurch Hochdruckmedium schnell mit der Arbeitskammer in Verbindung gelangt. Dadurch werden die Hochdruckkammern vor Erreichen der maximalen Eingriffstellung im wesentlichen entleert und kurz nach dem maximalen Eingriff mit Medium gefüllt, wodurch hohe Druckunterschiede in den Arbeitskammern beim maximalen Eingriff vermieden werden, die den volumetrischen Wirkungsgrad der Vorrichtung beeinflussen würden.

Wie die Fig. 5 erkennen lässt, weist jedes Paar von Kanälen 102 und 104 mit einander zugewandten Seitenwänden versehen, die im gleichen Winkel wie die Wände der Kerben konvergieren. Beim maximalen Eingriff der Verzahnungen sperrt die Stirnfläche des innenverzahnten Teils, die Verbindung jedes Kanals mit der Arbeitskammer trotz der radialen Deckung der Kanäle mit der betreffenden Rinne 64.

Wie darüberhinaus Fig. 1 erkennen lässt, ist eine Überdruckabsperranordnung vorgesehen, durch die Medium aus der Kammer 48 austreten kann, die zwischen dem Glied 22 und dem Endverschlussteil 26 gebildet ist. Ein Medienkanal 116 umfasst einen ersten Zweig 118, der über ein Rückschlagventil 120 mit der ersten Öffnung verbunden ist, während ein zweiter Ring 122 über ein Rückschlagventil 124 mit der zweiten Öffnung verbunden ist. Diese Anordnung ist so gestaltet, dass sie das jeweilige Rückschlagventil schliesst, wann immer eine Öffnung mit Hochdruck beaufschlagt ist. Dadurch kann Hochdruckmedium, das in die Kammer 48 austritt, das Rückschlagventil öffnen, das zur Niederdrucköffnung führt, wodurch die Kammer 48 entleert wird.

Wie bereits erwähnt, ist die vorangehend beschriebene Ausführungsform nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung, in deren Rahmen noch vielerlei Änderungen möglich sind.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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1. Hydraulische Rotationskolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiges, innenverzahntes Teil (14) und ein ringförmiges, aussenverzahntes Teil (54) vorgesehen ist, wobei die Aussenverzahnung einen Zahn weniger als die Innenverzahnung aufweist und wobei eines dieser Teile zur Ausführung einer Umlauf- und Rotationsbewegung in bezug auf das andere Teil ausgebildet ist, dass die Zähne des innenverzahnten Teiles Rollen sind, die in mit gegenseitigem Abstand in Umfangsrichtung angeordneten, bogenförmig begrenzten Aussparungen (60) in Umfangsrichtung und Radialrichtung beweglich gelagert sind, wobei zwischen dem innenverzahnten Teil (14) und dem aussenverzahnten Teil (54)

sich während der Umlauf- und Rotationsbewegung vergrössern-de und verkleinernde Arbeitskammern gebildet sind und wobei jede der Rollen (62) in Umfangsrichtung zur dichtenden Anlage an einem ersten Abschnitt der Aussparungsfläche und in Radialrichtung zur dichtenden Anlage an einem Zahn der Aussenverzahnung bewegbar ist, so dass das hydraulische Arbeitsmedium in den sich vergrössernden Arbeitskammern gegen das hydraulische Arbeitsmedium in den sich verkleinernden Arbeitskammern abgedichtet ist, wenn sich die Rollen (62) zwischen den in Vergrösserung und den in Verkleinerung begriffenen Arbeitskammern befinden, und wobei die Rollen (62) und ein zweiter Abschnitt der Aussparungsfläche einen Durch-lass für das hydraulische Arbeitsmedium bilden, der in Verbindung mit einer in Vergrösserung oder Verkleinerung begriffenen Arbeitskammer steht und Arbeitsmedium in der Arbeitskammer um wenigstens einen Teil des Rollenum-fanges zu einer Stelle (69) radial ausserhalb der Rolle leitet,

dass jeweils zwischen einem Paar benachbarter Aussparungen (60) eine Rinne (64) angeordnet ist und dass der erste Abschnitt der Aussparungsfläche unter der Wirkung der von der zugeordneten Rolle im Betrieb aufgebrachten Kräfte federnd verformbar ist, derart, dass ein Arbeitsmediumfilm zwischen jeder Rolle und dem ersten Abschnitt der Aussparungsoberfläche aufrechterhalten wird.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rinne (64) nach aussen konvergierende Wandabschnitte (76,68) aufweist, die sich in Axialrichtung durch das innenverzahnte Teil (14) erstrecken.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das innenverzahnte Teil (14) feststehend und das aussenverzahnte Teil (54) zur Ausführung einer Umlauf- und Rotationsbewegung bezüglich des innenverzahnten Teils (14) gelagert ist, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die hydraulisches Arbeitsmedium in die bzw. aus den Arbeitskammern leitet und eine Steuerscheibe (96) mit einer auf einer Seite der verzahnten Teile (14,54) liegenden Stirnfläche (101) aufweist, dass in dieser Stirnfläche Paare von Kanälen (102,104) für den Durchtritt von Arbeitsmedium kreisförmig angeordnet sind, wobei jeweils ein Kanal eines Paares in ständiger Verbindung mit einer ersten Arbeits-mediumkammer (84) und der andere Kanal des Paares in ständiger Verbindung mit einer zweiten Arbeitsmediumkammer (94) steht, dass die Steuerscheibe (96) mit dem aussenverzahnten Teil (54) drehfest verbunden ist und dadurch die Zu-fuht bzw. Abfuhr des Arbeitsmediums in die bzw. aus den sich vergrössernden bzw. verkleinernden Arbeiskammern in zeitlicher Abstimmung mit der Umlauf- und Rotationsbewegung des aussenverzahnten Teils (54) steuert, und dass die Kanäle (102,104) stirnseitig bezüglich wenigstens eines Teils der Rinnen (64) derart angeordnet sind, dass das Arbeitsmedium zu bzw. von den in Vergrösserung bzw. Verkleinerung begriffenen Arbeitskammern geleitet wird.

4. Rotationskolbenmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innenverzahnte Teil (14) als einstückiges, homogenes Bauteil aus schmiedbarem Gusseisen ausgebildet ist.