DE1553275A1

DE1553275A1 - Hydraulische Vorrichtung

Info

Publication number: DE1553275A1
Application number: DE1965W0040531
Authority: DE
Inventors: White Harvey C; White Hollis N; White Jun Hollis N
Original assignee: WHITE HARVEY C; WHITE HOLLIS N; WHITE JUN HOLLIS N
Current assignee: WHITE HARVEY C; WHITE HOLLIS N; WHITE JUN HOLLIS N
Priority date: 1965-02-24
Filing date: 1965-12-17
Publication date: 1970-05-14
Also published as: DE1553275B2; DK123182B; US3288034A; GB1147606A; GB1147607A; DE1553275C3; SE326415B

Description

DR. E. WIEGAND 2000 HAMBURO Ir 15» ΟβΖ. 1965

MÜNCHEN BALLINDAfM^i f; ■../ Γ Γ " ''" '- ο

D.PL.-.NG. W. NIEMANN telefon= 33^₅C L , ,, _{( :J} < , _,· Γ

HAMBURG 1CCOO7K

PATENTANWÄLTE 1 0 0 O 4, /

W.22073/65 12/Pl

Hollis H. White, jr. W. Lafayette, Indiana (V.St.A.)

Harvey C. White Maryville, Missouri (V.St.A.)

Höllis N. V/hite Maryville, Missouri (V.St.A.)

Hydraulische Vorrichtung.

Die Erfindung besieht sich auf eine hydraulische Vorrichtung, die als Pumpe oder Motor verwendet werden kann, und insbesondere auf eine derartige hydraulische Vorrichtung mit einem Rotor, der eine hypozykloidartiege Bewegung-ausführt.

Obgleich Vorrichtungen dieser Art, die auf dem Gedanken beruhen, einen mit Außenverzahnung versehenen Botor vorzusehen, der weniger Zähne als der mit Innenverzahnung versehene Stator hat, seit langer Zeit bekannt sind, besteht für den Pail, daß die Vorrichtung als Motor verv?endet wird, ein Problem darin, 'für den Rotor eine zufriedenotellerid arbeitende Antriebsvorrichtung zu schaffen. Wenn eine derartige Vorrichtung als Pumpe verwendet werden soll, besteht ein Problem in der zufriedenstellenden

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Zufuhr und Abfuhr von Arbeitsmittel· Bei den bekannten Ausführungen sind komplizierte Ventileinrichtungen vorhanden, und selbst wenn eine Umschalt- bzw. Umateuer-Ventileinrichtung (commutator type valving system) verwendet wird, ist sie zu kompliziert, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten,

Ein Zweck der Erfindung besteht daher darin, eine als Motor oder Pumpe au verwendende hydrauliuche Vorrichtung mit hypozykloidartiger Rotorbewegung zu schaffen, bei \7Glcher die Schwierigkeiten der bekannten Ausführungen vermieden sind, und insbesondere darin, eine neue und zuverlässige Einrichtung zum Umsteuern bzw. Verteilen des verwendeten Arbeitsmittels zu schaffen.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, bei einer hydraulischen Vorrichtung der genannten Art, bei welcher einer der verzahnten Teile sich relativ zu dem anderen dreht und auf einer Bahn umläuft, eine Einrichtung zum Antrieb eines Umsteuerorgans zu schaffen, und zwar mittels einer exzentrischen zapfenartigen Verbindung zwischen dem umlaufenden Teil und dem Urasteuerorgaii, wodurch das Umsteuerorgan lediglich in Übereinstimmung mit der Bahnbewegung des sich bewegenden Teiles angetrieben wird.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, bei einer hydraulischen Vorrichtung der genannten Art eine neue Anbringung und einen exzentrischen Antrieb von dem

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bewegbaren Teil für ein Umsteuerorgan zu schaffen, wobei der Antrieb wirksam arbeitet und eich nicht exzentrisch festklemmen (eccentric lock) kann, wie es bei bekannten AufUhrungen der Fall ist,

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, bei einer hydraulischen Vorrichtung der genannten Art eine» Betätigungsglied zu schaffen, das eine Welle und den bewegbaren Teil mittels Gelenkverbindungen miteinander verbindet, wobei eine Verlängerung des Betätigungsgliedes als exzentrisches Antriebsglied zum Drehen eines Umateuerorgans in Übereinstimmung mit dem Umlaufen des bewegbaren Teiles dient.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, bei einer hydraulischen Vorrichtung der genannten Art, bei welcher ein Umateuerorgan den Zufluß und den Abfluß von Arbeitsmittel steuert, eine Verbindung zwischen den einzelnen Arbeitsteilen der Vorrichtung und einer Welle zu schaffen derart, daß lediglich Drehmomente und keine radiale oder axiale Belastung zwischen ihnen übertragen werden.

Ein anderer Zweck der Erfingung besteht darin, bei einer hydraulischen Vorrichtung der ganannten Art ein Uraeteuerorgan zu schaffen, nach Art eines "rii-'che.^Yeiitiles im Unterschied zu einem ^T;.;f_: ..^"-Ve.rt 1 v.irlrt wobei die Arbeitsnittelöffnungen und Durchgänge in der Vorrichtung eine im allgemeinen gerade und ungehinderte Arbeitsmittelströnung zu und von dem Innen-Außenverzahnungs-

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getriebe der Vorriclitung ermöglichen.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher die Erfindung an Hnnd der Zeichnung beispielweise erläutert ist.

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer hydraulischen Vorrichtung gemäß der Erfindung, die als Rotor verwendet wird.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-2 der Fig. Γ.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht nach Linie 3-3 der Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Sebnittansioht nach Linie 4-4 der Fig. 1.

Fig. 5 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines abgeänderten Aueführungebeiapiels der Erfindung.

Fig. 6 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer abgeänderten AusfUhrungsform der Erfindung.

Fig. 7 ist eine Ansicht nach Linie 7-7 der Fig.

Fig. 8 ist eine Schnitt ansieht nach Linie 8-8 der Fig. 6.

Fig· 9 ist eine Schnittansicht n.-?ch Linie 9-9 der Fig. 6.

Fig,1o ist eine Schnittansicht nach Linie "Iq-1 ο der Fig. 6.

Fig.11 ist eine schematische Aneicht, in welcher

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die Bewegungnbahn zweier Elemente der in den Pig. 6 bis tO wiedergegebenen Vorrichtung dargestellt i. t.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Ausführungsform einer hydraulischen Vorrichtung in form eines Motors v/eist ein erstes zylindrisches Gehäuse TO auf» Das Geliäuse 10 hat, wie aus Pig. 2 erkennbar, eine Achse 11 ui und eine Innenwandung 12, Die Innenwandung 12 ist mit einer Mehrzahl von Zähnen bzw. erhöhten Stellen 13 versehen, die in zweckentsprechendem Abstand voneinander angeordnet sind, um eine gleiche Anzahl von niedrigen Stellen H zu bilden. Der Einfachheit halber, werden die erhöhten Stellen 13 nachfolgend als Zähne bezeichnet, und aus Pig. 2 ist erkennbar, daß diese Zähne 13 in üblicher Weise mit Außenaähnen 15 eines Rotors 16 zusammenarbeiten können. .

Der Rotor 16 hat einen Zahn 15 weniger als Zähne 13 an der Innenwandung 12 des Gehäuses 1o vorgesehen sind. Bei dem dargestellten Beispiel weist der Rotor 16 sechs Zähne 15 auf, während der durch das Gehäuse To gebildete Stator sieben Zähne 13 hat. Die Achse 17 des Rotors 16 ist mit Bezug auf die Achse 11 des Gehäuses 1o versetzt, so daß die von dem Rotor 16 ausgeführte Bewegung hypozykloidartig ist, d.h. eine Drehkomponente und eine Bahnkomponente hat.

Zum Hervorrufen der hypozykloidartigen Bewegung des

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Rotors 16 ist' ein zweites Gehäuse 18 vorgesehen. Das zweite Gehäuse 18 ist auf zweckentsprechende Weise durch (nicht dargestellte) Bolzen an einer ersten Außenfläche 19 des ersten Gehäuses 1o befestigt« Das zweite Gehäuse 18 ist, wie das erste Gehäuse 10, zylindrisch und ist, wie aus Fig. 3 erkennbar, mit einer sich, axial erstreckenden Kammer 2o versehen, die eine Achse 21 hat, welche zu der .. chee 'i des ersten Gehäuses Io koaxial liegt. Druckmittel wird in die Kannner 2o durch eine eich. radial erstreckende Durohflußöffnung 22 eingelassen und aus dem zweiten Gehäuse 18 durch, eine sich allgemein axial erstreckende Durchflußöffnung bzw. einen Auslaß 23 hindurch ausgelassen.

Das durch die Einlaßöffnung 22 hindurch eintretende Druckmittel gelangt durch. Durchgänge 25 hindurch in die Statorkammer 24 (Fig. 2), Aus der Statorkammer 24- austretendes Druckmittel gelangt durch, weitere Durchgänge 26 hindurch zu der Auslaßöffnung 23· Demgemäß ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Jedem gegebenen Augenblick ein Durchgang 27 (Fig. 3) vorhanden, der Druckmittel weder in die Statorkanmer 24 hinein noch aus ihr herausführt.

Die ^Schaltung" bzw· Umsteuerung der Durchgänge 25 bis 27 erfolgt durch, ein Umsteuerorgan 28(commutator), das in ä.en Figuren 1,3 und. 4 dargestellt ist. Zum Einschließen des Umsteuerorgan 28 kann eine Endplatte 29 verwendet werden.

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Das Umsteuerorgan 28 hat allgemein zylindrische Form und seine Achse stimmt mit der Achse 21 überein und verläuft zu der Achse 11 gleichachsig. Das Umsteuerorgan 28 lot mit einer sich allgemein axial erstreckenden Bohrung 3o veraehen, die, wie aus Fig· 3 erkennbar, mit den Durchgängen 26 in Verbindung steht· Das Umsteuerorgan 28 weist weiterhin einen mit einer Nut Tersebenen-Umfangsteil 31 auf, welcher, wie ebenfalls aus Fig. 3 erkennbar, die Durchgänge 25 freilegt· Somit tritt bei den dargestellten Zustand Druckmittel in in Fig. 2 dargestellte Durchgänge 25 a ein, während daje verbrauchte bzw· benutzte Druckmittel durch öffnungen 26a hinduroh aus der Statorkanmer 24 austritt, wobei eine öffnung 27a verdeckt let· Dadurch wird bewirkt, daß der Botor 16 eich in der durch den Pfeil in Fig. 2 angedeuteten Richtung dreht, woraus sich eine Änderung der Betriebsoharakterikstik der verschiedenen öffnungen 25a, 26a, 27a ergibt. Demgemäß -ist zu jedem gegebenen Zeitpunkt eine Mehrzahl von öffnungen 26a (weniger als die Gesamtzahl der Durchgänge 25 bis 27), die mit der Auslaßöffnung in Verbindung stehen, sowie eine ähnliche Mehrzahl von öffnungen 25a, wechselseitig ausschließlich der zuerst genannten Mehrzahl von öffnungen 26a, vorhanden, die mit der Einlaßöffnung 22 in Verbindung stehen«

Das Unisteuerorgan 28 ist vorteilhaft mittels Hadelrollgenlager 32 in der Kammer 2o drehbar gelagert, und

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die Durchgänge 25 bis 27 sind derart angeordnet, daß sie mit der Kammer 2o in einem Abstand einwärts von der die Kramer 2o umgrenzenden Wandung 2oa in Verbindung stehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, daß die Durchgänge 25 bis 27, wie am besten aus Pig. 1 erkennbar, axial schräg nach innen angeordnet sind.

Die Drehung des Uus teuer organs 20 wird durch ein stift— oder bolzenartiges Verstärlcungs- bzw. Vergrößerungsglied 33 erhalten, das sich in einen Teil 3oa der Bohrung 3o erstreckt, der zu der Achse 21 exzentrisch liegt. Das Vergrößerungsglied 33 hat einen mittleren Teil, der mit Keilen 34 versehen ist, die mit Keilen 35 einer in den Rotor 16 vorgesehenen Bohrung 35 zusammenarbeiten, welche zur Achse 17 des Ilotors 16 konzentrisch liegt. Dadurch ergibt sich, daß, wenn der Eotor 16 in der Statorkammer 24 seiner hypozykloidartigen Bahn folgt, daa Vergrößcrungsglied 33 der Drehkomponente der hypozykloidartigen Bewegung nicht folgt, jedoch deren Bahnkomponente ▼erstärkt bzw. vergrößert, um das Umsteuerorgang 28 anzutreiben.

An dem gemäß Pig. 1 linien Ende des Gehäuses 1o ist ein drittes Gehäuse 37 befestigt. Das dritte Gehäuse hat eine Achse 33, die zu den Achsen 11 und 21 koaxial verläuft, und es bildet eine Kammer 39» in welcher ein ringförmiger erweiterter bzw. vergrößerter Teil 4o einer

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Ausgangswelle 41 aufgenommen ist. Der rir-gförmige vergrößerte Teil 4o weist eine axiale Bohrung 42 auf, die alt Keilen 43 versehen iat, welche mit Keilen 44 zusammenarbeiten, die an denjenigen Ende des Vergrößerungsgliedea 33 vorgesehen sind, welches dem in dem Umsteuerorgan aufgenommenen Ende gegenüberliegt. Der ringförmige vergrößerte Seil 4o ist mittels ITadellagern 45 in der Kammer auf zweckentsprechende w'eise gelagert, und die Ausgangswelle 41 erstreckt <iich aus einer Endöffnung 46 heraus, die auf zweckentsprechende V/o is e mittels eines O-Ringes 47 abgedichtet ist,- Damit dreht sich bei dem dargestellten Ausf"hrungsbuispiel die V/elle 41 mit einer Drehzahl, die 1/6 der Drehzahl des Umsteuerorgans 2- beträgt, und zwar su diesem in entgegengesetzter Sichtung, Die Ausgangswelle 41 nutzt somit lediglich die Drehkoinponente des P.otors 16 aus und nicht seine Bahnkoraponente.

Beim .Arbeiten des hydraulischen .'.lotors wird jede Bahn bsw. jeder Bahnumlauf des Eotors 16 verwendet, um dem Umsteuerorgan 28 ei^e Umdrehung zu erteilen. Jede sechste Drehung bzw. ;jeder sechste Umlauf des Rotors 16 treibt die Ausgänge-Welle 41 urn eine Umdrehung und in entgegengesetzter dichtung wie das TJnuteuerorgan 28 an. An der anderen Seite des Rotors I6 wird die Bahnkomponente'der lVi>oz;/l:l..<:LdDtⁱtigen Bewegung verwendet, Uta das Umsteuer-Oi'ο·η 28 aiirjutreii.en. Die Drehlroaponente der liypozykloidartigon Bewegung des Iiotors 16 geht dabei verloren, weil

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Bas Verzögerungsglied 33 einen universal «irkenden zylindrischen Endteil 33a aufweist» dereit dea exzentrischen Teil 30a der Bohrung 30 des Uasteuerorgans 28 la Kingriff steht. Jedoch niaat das Verzögerungsglied 33 die Bahnkoaponente der hypozykloidartigen Bewegung des Rotors 16 auf« die durch die Länge des Gliedes 33 und den Winkel« welchen es ait der Achse 11 bildet» verstärkt bzw. vergröflert wird.

In Flg. 5 ist ein AusfUhrungsbelsplel der Erfindung wieder· gegeben, das ie wesentlichen dea AusfUhrungsbeispiel geaäfl Fig. 1 ähnlich 1st, und bei welchen die Ausgangswell· wiederua alt 4l, da» dritte Gehäuse ait 37, das erste Gehäuse ait 10, jedoch das zweite Gehäuse Bit 118 bezeichnet ist. Es sind wiederua ein ait 33 bezeichnetes Vergröflerungsglied sowie ein Uasteuerorgan vorhanden, das alt 128 bezeichnet 1st. Der Rotor ist wiederua ait 16 bezeichnet. Das Uasteuerorgan ist ait einer einstückig ait lha ausgebildeten oder fest ait iha verbundenen sich axial erstreckenden Ausgangswelle 147 versehen, durch weide ein Ausgang hoher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl erhalten wird, und zwar bei dea dargestellten Ausführungsbeispiel eine Drehzahl, die 6 mal so hoch und in entgegengesetzter Richtung wie diejenige der Auegangswelle ist. Da die Ausgangswelle 147 in der Achse des Uaeteuerorgans 128 angeordnet ist, ist eine andere Anordnung der Auslaüöffnung für das Druokaittel erforderlich, und geaKS Fig. 5 1st eine sich radial erstreckende Auslasöffnung 123 vorgesehen, wobei für diesen Zweck die Bohrung 130 des Uasteuerorgans 128 bei 130b

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ringförmig vergrö/Bert ist und außerdem einen exzentrischen Teil 13oa zur Aufnahme des Vergrößerungügliedee 33 aufweist.

Das VergrößerungS£Tlied 33 kann, wenn es gewünscht wird, die Bahribewegung des Rotors 16 direkt übertragen, beispielsweise wenn ee- zu der Achse 21 in einem Winkel Hull angeordnet wird, wodurch dann keine Verstärkung bzw. Vergrößerung vorhanden ist.

In den Figuren 6 bis 11 ist eine v/eitere abgeänderte Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben, die als Pumpe beschrieben ist. Die hier gegebene Lehre kann jedoch auch bequem auf einen Motor angewendet werden. Die in den Figuren 6 bis 11 beschriebene Pumpe weist ein Gehäuse 5o mit einer Wandung auf, die eine Bohrung 51 be Tenzt. In der GehT-ueebohrung 51 ist ein mit Innenverzahnang versehener Stator 53 fest angebracht, dessen Achse 54 zu der Gehäuseachse in Ausrichtung liegt. In dea Stator 53 ist ein mit Außenverzahnung versehener Rotor 57 mit einer Achse 50 angeordnet, der einen Zahn weniger als der Stator 53 hat und eine Drehbewegung und auch eine Bahnbewegung ausführen kann, wobei seine Achse 56 mit Bezug auf die Achse 54 des Stators 53 eine Bahnbewegung ausfahrt· Diese Bewegung wird allgeuein als hypozyklüidartige Bewegung bezeichnet* Die Zähne des Stators 53 sind mit 55 und die Zähne des Rotors 57 mit 59 bezeichnet. Durch den mittleren Teil des Rotors 57 und gleichachsig mit ihm erstreckt sich eine mit

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Keilen und Hüten versehene Bohrung 60. Eine oben erwähnte Dreh- und Bahnbewegung des Rotors 57 relativ zu dem Stator 53 erzeugt eine Mehrzahl von abwechselnd sich vergrößernden und verkleinernden Kammern zwischen den Rotorzähnen 59 und den Statorzähnen 55. In anderen Worten ausgedrückt, die Kammern liegen zwischen den Statorzähnen 55 und ihre Vergrößerung bzw· Verkleinerung wird durch die Bewegung ι er Rotorzähne 59 in diese und aus diesen Räumen hervorgerufen. Die Kammern sind mit den Bezugszeichen A, B, C, D, E, F und G bezeichnet.

Eine Versclilußplatte 62 ist in der Gehäusebohrung 51 auf der linken Seite des Stators 53 und des Rotors 57 angeordnet, v.ie es aus Pig· 6 ersichtlich ist, und sie schafft einen Abschluß für die Kammern auf dieser Seite des Rotors 57 und des Stators 53· Auf der anderen Seite des Rotors 57 und des Stators 53 ist in der Gehäusebohrung 51 ein zylindrischer, mit öffnungen versehener Teil 64 angeordnet, der eine Yfendung h;t, die eine Bohrung 65 begrenzt, die sich allgemein axial durch den Teil 64 hindurcherstreckt, und eine erste Fläche ist mit einer Endfläche des Rotore und des Stators 53 bündig angeordnet· Eine zweite Fläche des Teiles 64 liegt nache und bündig zu einer ersten Fläche eines allgemein zylindrischen bzw. ringförmigen Umsteuerorgans 7o (commutator) das in der Gehäusebohrung 51 um eine zu der Statorachse 54 in Ausrichtung befindliche Achse drehbar angeordnet· Eine zweite Flüche des Umsteuerorgans

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ist nahe einer Innenseitenwandflache einer Endplatte angeordnet, welche durch Bolzen 76 an Ort und Stelle ge halten ist, die dazu dienen, ein Ende des Gehäuses 5o zu ver& schließen. Wie dargestellt, ist die Endplatte 75 mit einer Einlaßöffnung 78 und einer Auslaßöffnung 79 versehen, die sich in einer allgemein axialen Richtung erstrecken.

Der mit Öffnungen versehene Teil 64 ist mit einer Mehrzahl von auf dem Umfang in Abständen angeordneten Öffnungen 81 versehen, von denen bei der beschriebenen Ausführungsform sieben vorhanden sind. Die mit Bezug auf Pig. 6 linken Enden dieser Öffnungen 81 stehen mit den betreffenden Kammern A bis G in Verbindung und erstrecken sich dann in einer allgemein axialen Richtung zu der zweiten Fläche des Teiles 64. Das ümsteuerorgan 7o weist Wände auf, die Einlaß- und Auslaßdurchgänge 83 bzw* 84 begrenzen, deren Benennung im Hinblick auf die nachstehende beschriebene Drehrichtung der Vorrichtung erfolgt, wobei, wenn die Drehrichtung umgekehrt wird, die Wirkung-der Einlaß- und Außlaßdurchgänge gleichfalls umgekehrt wird· Diese Einlaß- und Auslaßäurchgänge 83 und 84 erstrecken sich ebenfalls in einer allgemein axialen Richtung und aus 3?ig. 8 ist ersichtlich, daß jeder dieser Durchgänge eine ausreichende Umfange- und Radialerstreckung hat_f um zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt mehr als eine der auf dem Umfang in Abstanden angeordneten öffnungen 91 zu umfassen bzsw« zu übe.2?>··

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decken· Aus Flg. 8 let ersichtlich, das der AuslaBdurchgang 84 und der ElnlaSdurohgang 83 «iah alt je drei der öffnungen 8l in Verbindung befinden.

Das Umsteuerorgan 70» das la Unterschied zu eines "Umfange"-Steuerorgan ein "Flächen"-Steuerorgan ist« 1st mittels eines Stiftes 86 drehbar angeordnet» dessen alt Bezug auf Fig. 6 rechtes Ende an der Endplatte 75 befestigt 1st und dessen linkes Ende In einer in dem Umsteuerorgan 70 gebildeten Öffnung 87 aufgenommen 1st. Der Stift 86 und die Öffnung 87 sind auf der Gehäuseachse und gleichachsig zu der Statoraohse 54 angeordnet.

Eine Welle 90« die bei Verwendung der Vorrichtung als Pumpe als Antriebswelle und im F He der Verwendung als Motor als antriebswelle bezeichnet werden kann, 1st in zweckentsprechender Weise in Lagern 91 in dem Gehäuse 50 drehbar gelagert und ihre Drehachse liegt zu der Statoraohse 54 In Ausrichtung. Die Welle 90 hat eine mit Kellen und Nuten versehene Ausnehmung 93 an ihrem in den Gehäuse 50 aufgenommenen Ende uvd ihr anderes Ende erstreckt sich aus dem Gehäuse 50 heraus. Ein Betätigungsglied 95 ist in dem Gehäuse 50 angeordnet und weist einen ersten «nit Kellen und **uten versehenen Teil 96 auf, der In der mit Keilen und Nuten versehenen Ausnehmung der Welle 90 aufgenommen ist. Das Betätigungsglied 95 1st weiterhin mit einem zweiten mit Kellen und Nuten versehenen bzw. gezahnten Teil 97 versehen, der in der mit Keilen und Nuten versehenen Bohrung 60 des Rotors §7 aufgenommen ist. Das

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Betätigungeglied 95 erstreckt sich weiterhin durch die axiale Öffnung in der Versehlußplatte 62 hindurch· Die Verbindung des Eotors 57 mit der Welle 9o über das Betätigungaglied 95 dient zur Übertragung von Drehbewegungen zwischen der Welle 9o und dem Hotor 57» wobei die Bahnkomponente dee Rotors 57 ausgefiltert bzw· nicht übertragen wird, insbesondere in dem Fall» in dem der Rotor bei Verwendung der Vorrichtung als Motor die Welle 9o antreibt· Im Falle einer Verwendung als Pumpe führt der Hotor 57» während die Vtelle 9o ihn dreht, weiterhin eine Bahnbewegung aus· Die Verbindung des Betätigungsgliedes mittels der mit Keilen und Hüten versehenen feile 96 und 97 schafft in der Wirkung eine Gelenkverbindung an jeder dieser Stellen.

Das Betätigungeglied 95 ist mit einer Verlängerung versehen, die sich als Fortsetzung des Betätigungsgliedes über den Rotor 57 hinauserstreckt und in der Achse des Betätigungsgliedee 95 liegt sowie von der Achse 54 des Stators 53 bzw. des Gehäuses 5o um eine Strecke versetzt ist, die größer als die Strecke ist, um welche die Hotorachse von der Statorachse 54 versetzt ist· Wie nachstehend beschrieben, schafft diese Verlängerung einen Exzentrischen Antrieb mit Bezug auf die Statorachse 54 und sie dient dazu, den exzentrischen Antrieb zumindest mit Bezug auf einen entsprechenden Teil der Verlängerung an der Stelle, an welcher sie den Rotor 57 verläßt, zu übersetzen bzw·

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zu vergrößern.

In dem Unsteuerorgan 7o ist eine Wandung vorgesehen, die eine Antriebsöffnung 1o1 begrenzt, in welcher das Ende der Verlängerung 99 aufgenommen. Diese Verbindung bzw· dieser exzentrische Antrieb dient zur Drehung des Uiiisteuerorgans 7o in Übereinstimmung mit der Bahnbewegung des Rotors 57. In anderen Worten ausgedrückt, wenn die Rotorachse 58 um die Statorachse 54 umläuft, muß die Verlängerung 99 ebenfalls um die Statorachse 54 umlaufen und bewirkt bei dieser Bewegung eine Drehung des Umsteuerorgans 7o um den Stift 86, welcher das Umsteuerorgan 7o drehbar anordnet. Die Verlängerung 99 dreht sich weiterhin in Übereinstimmung mit der Drehung des Kotors 57_f jedoch dreht sie sich lediglich relativ zu der Antriebsöffnung 1o1, da keioi Eingriff vorhanden ist, um die Drehbewegung des Rotors zu übertragen und tatsächlich wird die Drehbewegung unwirksam gemacht bzw. ausgeschieden.

Bei der Verwendung der Einrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zum Antrieb des Umsteuerorgans 7o, wobei diese Einrichtung als Exzentrischer Antrieb beschrieben ist, ist es nichtig, daß der Antrieb, um wirksam zu sein, zu keinem exzentrischen Pestklemmen (eccentric lock) führt. Dies wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 11 beschrieben. Pig. 11 ist eine dreifach vergrößerte schematische Ansicht, in welcher der das Umsteuerorgan 7o drehbar anordnende Stift 86 zusammen mit der Verlängerung 99» welche das

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Umsteuerorgan 7o antreibt, und die Exzentrizität e der Verlängerung 99 mit Bezug auf die Statorache 54, um welche sie sich dreht, wiedergegeben sind. Damit der .Antrieb wirksam ist, ist es wichtig, daß die folgende Gleichung erfüllt ist.

^k1 ^B1 +B₂

k₂ k₂

wobei R- = der Radius des Stiftes 86, welcher das Umsteuerorgan 7o drehbar anordnet, R₂ der Radium des Antriebsgliedes (Verlängerung 99), Ic* = der Reibungskoeffizient für R₁, Ic₂ - der Reibungskoeffizient für R₂ und e = die Exzentrizität ist.

Bei Betrachtung und .Analyse der in Fig. 6 bis 11 wiedergegebonen iusfuhrungsforin und bei einer maßstabgerechten Wiedergabe der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung beträgt der Radius/2,36 mm (0,093"), der Radius R₂ 2,778 mm (0,1o9") und e 6,35 mm (0,25"). Ein üblicher Reibungskoeffizient von 0,18 wurde für die Reibung bei .Ansprechen auf gesehmierte M.tall-zu-Metall-Jier uhrUHg angenommen. Da in diesem Pall Ic₁ der Reibungskoeffizient für die Berührung zwischen dem Stift 86 und der Öffnung 87 iat, in welcher der Stift 86 angeordnet ist, und k₂ der Reibungskoeffizient für die Berührung zwischen der Verlängerung 99 und der Ö'nfnung 1o1 ist, in welcher

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die Verlängerung aufgenommen ist, kann gesagt werden, daß k. » k₂ ist. Daraus wird die obige gleichung zu

mit den oben gegebenen numerischen Werten wird Folgendes erhalten

2,36 + 2,778 ^J£~

5,138 <55,2

Dies zeigt, daß eine exzentrische Verklemmung sich nicht ergibt und zeigt weiter, daß der exzentrische Bahnantrieb der besonderen Ausführungsform mit den Paktor

5&§ ^{= 6}'⁸⁸

arbeitet.

Wenn beispielsweise bei einer Berechnung einer entsprechenden -Ausführung, bei welcher Hollenlager verwendet werden anstelle der hier beschriebenen Metall-zu-Hetall-Berührung, kann der Reibungskoeffizient mit 0,01 angenommen werden.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ale Pumpe bei Betrachtung in Hichtung der Figuren 8 und 9 wird nachstehend beschrieben. v;enn die Welle 9o in Gegenuhrzeigerrichtung angetrieben wird, wird der Rotor 57 gleichfalls veranlaßt, sich in Gegenuhrzeigerrichtung um seine eigene Achse 58 zu drehen, jedoch bewegt die Rotorachse 58 sich uia die Statorachse 54 in Uhrzeigerrichtung bzw. läuft auf einer

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entsprechenden Bahn um, wodurch in den Kammern A, B und C (in der in Pig. 9 wiedergegebenen Stellung) ein Druckhub '

-hub erfolgt, in den Kammern D, E und F ein Einlaß erfolgt und die Kammer G eich in einer Über gans st ellung befindet. Eine Drehung der teile 9o bewirkt, daß der Rotor 57 eine.voll-Qtänciige Umdrehung um seine eigene Achse 58 ausführt und die Rotorachse 58 sechsmal um die Statorachse 54 umläuft. Das Betätigungsglied 95 mit den I_eilen 96 und 97 kann als Zwischenwelle uezeichnet v/erden und ihre Achse beschreibt boi dqr Übertragung der Bewegung zwischen der Welle 9o und dem Rotor 57 allgemein eine Kegelfläche· Die Kammern A, B und C stehen in Verbindung nit "dem Ausgangsdurchgang 84, und zwar mittels derjenigen Üffnungen 81, die sich mit diesem Teil des TJasteuerorgana 7o in Ausrichtung befinden (Fig· 8), und der Einlaßdurchgang 85 des Umsteuerorgans 7o schafft eine χ rbeitsnittelverbindung zu den Kammern D, E und F über diejenigen öffnungen 81, die sich damit in Verbindung befinden,' Wie aus der Zeichnung ersichtlich, befindet sich der Einlaßdurchgang 83 dauernd in Verbindung mit der Einlaßöffnung 78, und der Auelaßuurchgang 84 befindet eich dauernd mit der Auslaßöffnung 79 in Verbindung. Das Umsteuerorgan 7o führt für einen vollständigen Umlauf des Rotore 57 eine vollständige Drehung aus, und zwar zufolge der Antriebsverbindung Über die Verlängerung 99 und der Antriebeöffnung to1, und als Ergebnis sind die sich verkleinernden K amern mit der Auslaßöffnung 79 und die sich

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vergrößernden Kammern uit der Einlaßöffnung 78 dauernd verbunden.

Es ist weiterhin eraichtlieh, daß die beschriebenen Grundsätze bequem an eine Aueführung angepaßt werden können, bei v;elcher die abwechselnd sich verkleinernden und vergrößernden Kammern zu einer Ausführung führen, bei welcher der bei der beschriebenen besonderen Ausführungsform als Rotor bezeichnete innere Teil in einer festen Stellung gehalten wird und ddr als Stator bezeichnete äußere Seil veranlaßt wird ;:ich zu drehen und mit Bezug auf den inneren Teil umzulaufen.

Durch die Erfindung ist eine neue und wirksame Einrichtung zum Antrieb eir.es Ums teuer organs von der Bewegung eines mit Innenverzahnung und Außenverzahnung verseh'enen Getriebes einer hydraulischen Vorrichtung geschaffen, die weiterhin eine zweckmäßige und wirksame Ausführung des Unsteuerorgans selbst zuläßt. Es ist weiterhin eine wirksame Einrichtung zur drehbaren Anordnung dec Umsteuerorgans bei Verwendung einer exzentrischen Antriebseinrichtung zu dessen Drehung gesch ffen. Weiterhin ist gezeigt worden, daß die Drehkomponente eines mit Innenverzahnung und Außenberzahnung versehenen Getriebes auf eine Welle übertragen werden kann, während die Bnhnkoraponente des Getriebes für den Antrieb eines Umsteuerorgans verwendet werden I:ann. Durch die Erfindung Y/ird weiterhin eine Ausführung geschaffen, bei welcher keine radialen oder axialen Belastungen auf das Innenverzahnung

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und Auße ην er sahnung auf v/eis ende Getriebe oder das Umsteuerorgan von der Welle ausgeübt werden, wobei weiterhin ein im wesentlichen gerader Durchfluß au und von dem Getriebe geschaffen ist.

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Claims

£at ent anspr liehe

Hydraulische Vorrichtung mit einom Gehäuse, in den ein mit Veraahnung versehener Stator und ein mit Verzahnung versehener Rotor angeordnet sind, der einen Zahn weniger als der Stator hat und eine Drebev.egung um seine eigene Achse und eine Bahnbev/egung un die Utatorachse ausfuhren kann, wobei durch die Drehbewegung und die Bahnbcwegung dos Rotors eine Ilehrsahl von abv/echselnd sich vergrößernden und verkleinernden Kammern zwischen den Zählen des Rotors und des Stators erzeugt v/erden, gekennzeichnet durch ein drehbares Urneteuerorgan (7o) f r das Steuern dos Eintritts von Arbeitsmittel in den und des Austritts aus den sich abwechselnd vergrößernden und verkleinernden K-.ianern (A bis G), eine exzentrische Einrichtung (93) zum Drehen des Urne teuer organs (7o) enturireclieiid der liahnbcviGtOing des Rotors (57) und durch eine mit dem Rotor gekoppelte \7elle (9o), wobei zwischen der Welle und dem Ector nur Drehbewegungen übertragen v/erden«
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerorgan (7o) mitteln eines stiftartigen Gliedes (86) drehbar abgestützt ist, dessen eines Ende in einer Genaue einnenv/and und deepen anderes Ende in einer zu der Statorachae (54) gleichaehsigen Öffnung (07) in dem Umstuororgan (7o) aufgeiioni.ien ist.

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3. Vorrichtung ^-ach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Einrichtung ein Zepfenglied (99) aufweist, welches mit äera Eotor (.57) zur Bewegung mit ihn während seiner Bahnbev;e{aing gekoppelt ist und dadurch mit Bezug auf die Statorachse (54) eine exaentrische Bahn beschreibt, und welches in einer an äea Umsteuerorgan gebildeten öffnung (io.1) derart auf£renoiatien iot, daß es das Ulis teuer organ für jeden Bahnualauf des Rotors einmal dreht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützglied (8G), das Zapfenglied (99) und die an dem Umsteuerorgen (To) gebildete Öffnung (1o1) gemäß folgende! Gleichung angeordnet sind.

^k2 ^k2

Rgder Radius des Zapfengliedes (99)» R.J der Radius des AOstiitzeliedes (86), kp der Eüibungskoeffiaient avfischen dem Zapfenglied

und der V.anfiung der Öffnung (Ιοί) des Umst euer organs Ic- der Reibungskoeffizient des das Uiasteuerorgan

drehbar abstützenden Gliedes, und e der Auetand zwischen der .achse des Zapfengliedes und der Achse des Ahctütsirliedes ist»

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zapfonglied mit einem Betätigungsglied (95) verhunden ist, daa einen mit der Welle (9o) durch eine Gelerikverbindung verbundenen ersten Teil (96) und einen mit dem Rotor (57) durch eine Gelenkverbindung verbundenen zweiten feil (97) aufweist, und dessen Achse sich in einem Winkel zu der Statorachse (54) erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Zapfenglied (99) sich in der Achse des Betätigungsgliedes (95) erstreckt und von der Stator, ehse (54) in einem größeren Abstand liegt, als der mit dem Eotor (57) gelenkig verbundene Teil (97) des Betätigungsgliedes.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen zylindrischen mit Öffnungen versehenen Teil (64), der in einer Bohrung (51) des Gehäuses (5o) fest angeordnet ist und eine Bohrung (65) sowie eine erste und eine zweite in axialem Abstand voneinander befindliche Fläche aufweist, von denen die erste dem Eotor (57) und dem Stator (53) benachbart liegt, das TJmeteuerorgan (7o) allgemein zylindrische Form hat und zwei in axialem Abstand voneinander befindliche Flächen aufweist, von denen die erste der zweiten Fläche des mit Öffnungen versehenen Teiles (64) benachbart liegt, das Gehäuse (5o) eine der zweiten Fläche des Umsteuerorgans benachbart liegende Wandfläche aufweist, in der sich in einer allgemein axialen Richtung erstreckende Einlaß- und Auslaßöffnungen (78, 79) gebildet

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sind, der mit Öffnungen versehene Teil (64) eine Mehrzahl vo auf dem Umfang in .Abstünden, voneinander angeordneten Öffnungen (01) aufv/eidt, die sich von seiner ersten zu seiner zweiten Fläche in einer allgemein axialen Richtung erstrecken und an der ersten Fläche in Ausrichtung mit betreffenden K ramern (A bis G-) liegen, in dem Umsteuerorgan ein Einlaßdurchgang (83) und ein Auslaßdurchgang (84) gebildet sind, die sich allgemein in axialer Richtung erstrecken und deren jeder eine UmfangserStreckung hat, die ausreichend ist, ua in ehr als eine der auf dem Umfang in Abstanden voneinander angeordneten Öffnungen (81) überdecken, v;obei die Drehung des Umstouerorgans (7o) eine abwechselnde Verbindung der Einlaß- und Auslaßdurchgänge (03, 84) mit jeder der auf dem Umfang in Abständen angeordneten öffnungen (81) bewirkt.
8, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, άαύ die Gelenkverbindungen des ersten und des aweiten Teiles (96 bsw. 97) des Betätigungsgliedes .(95) Mit der Vrelle (9o) und dem Rotor (57) Keil-Hut-Ver-Lindungeii sind.
9. Vorrichtung nach einem der Anspräche 3 bis 8,daäurch gekeniJi' lehnet, daß die in dem Umsteuerorgan (7o) gebildete öffnung (1o1) um einen gegebenen Abstand von dem Stift (06) vorsetzt ist, und daß der Radius des Stiftes (Cu) plus dem Radius des Zapfengliedes (99) geringer als der Abstand zwischen der Achse des Stiftes (86) und der

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Achse de3 Zapfengliedes (99), geteilt durch den Koeffizienten der HeifcuniisTseruhriuig av.iechen den sich "bewegenden Beilen ist,

1o. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bie 9» dadurch gekennzeichnet, daß die '»eile öich zu dem Stator (53) tjleichachsig erotreckt und drehbar in ihm angeordnet iat·.

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