DE1601835A1

DE1601835A1 - Als Motor und als Pumpe verwendbare Vorrichtung

Info

Publication number: DE1601835A1
Application number: DE1968T0035923
Authority: DE
Inventors: White Jun Hollis N
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1967-08-11
Filing date: 1968-02-23
Publication date: 1970-08-13
Also published as: GB1236400A; DE1601835B2; US3452680A; SE344105B; SE344106B

Description

Als Motor und als Pumpe verwendbare Vorrichtung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf als Motor und als Pumpe verwendbare Vorrichtungen von der Art mit sich ausdehnenden und sich zusammenziehenden Kammern und insbesondere auf als Motor und als Pumpe verwendbare Einheiten mit Inneneingriff s-Zahnradsätzen.

Aus der USA-Patentschrift 3 288 034 ist bereits eine als Motor und als Pumpe verwendbare Anordnung bekannt mit einer Umschaltventilplatte, die mit einer Umlaufgeschwindigkeit um eine feste Achse drehbar ist, die durch ein festes, durch einen Stift zentriertes Lager festgelegt ist.

Gemäss der vorliegeaden Erfindung verwendet eine Ventilanordnung für eine als Motor und als Pumpe verwendbare Einheit

mit

Tit.

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BAD

mit. zwangsläufiger Verdrängung von der Art mit ineinandergreifenden inneren und äusserea Zähnen oder Flügeln ein Umschaltventil in Gestalt einer Platte oder Scheibe, das mit einer Steuerfläche versehen ist zum Umschalten des Einlass- und Auslasstromes auf der Fläche der Ventilplatte. Auf diese Weise braucht die Platte nicht durch einen Stift zentriert zu werden, sondern sie kann auf einer Platte vorgesehen werden, die zur· kreisenden und drehenden Bewegung » derart gehalten wird, dass die umgebende Kammer keinerlei Stromsteuerfunktion entwickeln muss. Die Steuerfläche ist entweder genutet oder anderweitig unregelmässig gestaltet, um den Strom zu den Pumpkammern des Inneneingriffs-Zahnradsatzes zu verstärken, wenn es notwendig ist. Beispielsweise kann das Umschaltventil eine Scheibe von regelmäss'iger vieleckiger oder abgewandelter hypo-cycloidischer Form aufweisen, wobei die Zahl der Seiten oder Flügel der Zahl der Zähne auf del sich drehenden Zahnradelement gleicht. Um das Ventil in Winkelrichtung weiterzuschalten, ist die Ventilplatte zu diesem Zweck mit Hilfe von Antriebskeilen gekuppelt, die mit der Verlängerung eines Taumelwellenantriebs in Eingriff stehen, der demjenigen in der obengenannten Patentschrift gleicht.

Ausserdem ist die Umschaltventilplatte der vorliegenden Erfindung hydraulisch ausbalanciert auf Grund der radialen und axialen Hydraulikkräfte, die auf sie einwirken.

Eine

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. j_ 16Q1835

Eine Fläche der Umschaltventilplatte berührt gleitend die Fläche eines feststehenden Wandelementes, und es ist beabsichtigt, dass ein Dichtelement auf der Platte .vorgesehen wird, um Flüssigkeitsdurchtritt zwischen den einander berührenden Flächen zu verhindern, wenn das Umschaltventil in Bezug auf die angrenzende'feststehende Oberfläche kreist. Eiae Ringnut ist in der Fläche der Ventilplatte ausgeformt und nimmt eine durchgehende Dichtbaugruppe auf, um radial im Abstand angeordnete Abschnitte der Fläche des Umschaltventils v/irksam voneinander zu trennen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine hydrauliashe als Motor und als Pumpe verwendbare Anordnung, die gemäss den Grundlagen der vorliegenden Erfindung konstruiert . ist;

Fig. 2 bis 5 Schnitte entlang den Linien II-II, III-III, ,IV-IV und V-V in Fig. 1;

Fig. 6 einen vergrösserten Teilschnitt durch ein Dichtelement, das in der Konstruktion gemäss der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

Fig. 7 009633/0429

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Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Darstellung, in der das Dichtelement in einer riut aufgenommen ist, die in der Fläche der Umschaltveutilplatte ausgeformt ist, vjobei die Form der Elemente währeaö der tatsächlichen Betriebsbedingungen dargestellt ist, und

Fig. 8 eine der. j/ig. 4 ähnliche -Ansicht, die jedoch eine abgewandelte Gestalt der Steuerfläche der Ventilplatte zeigt.

In Fig. 1 bis 5 ist eine als Motor und als Pumpe verwendbare Einheit IO mit einem Inneneingriffs-Zahnradsatz gezeigt, die gemäss den Grundlagen der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und einen Körper 11 aufweist. Ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12 erstreckt sich axial, um eine Anzahl von Teilen einzuschliessen, die mit dem Körper 11 durch eine Vielzahl von Schrauben 48 zusammengehalten v/erden, von denen jede einen Gev/indeabscnnitt 49aufweist, die in entsprechend umfangsmässig im Abstand angeordneten Gewindebohrungen aufgenommen sind, die in einer radialen Fläche 11a des Körpers 11 ausgeformt sind. Eine Abdeckplatte 46 verschliesst die Baugruppe. Ein Paar O-Ringe 15 bilden eine Dichtung zwischen dem Gehäuse 12 und dem Körper 11 und der Abdeckplatte 46.

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BAD ORiGiNAL

i?aar Flüssigkeitsverdrängungs-Elemente 22 und 23 eines Inneneingriffs-Zahnradsatzes ist vorgesehen, um sich zusammenziehende und sich ausdehnende Flüssigkeitstaschen oder Pumpkammern zu bilden. Diese Elemente können genauer als ein innen mit Flügeln versehener Stator 22 bzw, ein aussen mit Flügeln versehener Stern oder Rotor 23 bezeichnet werden« Gemäss Fig. 1 und 2 besteht der Stator 22 aus einem zylindrischen- Element mit einer Ümfangswand 24-, die von einer inneren Wand 26 des Gehäuses 12 radial nach innen einen Abstand aufweist. ™

Der Stator 22 ist in der Mitte mit einer Öffnung versehen, um eine innere Wand 2? zu bilden, in der in umfangsmassiger Abstandsbeziehung eine Reihe von axial gerichteten Aussparungen 28 ausgebildet sind, von denen $eüe ein zylindrisches Flügeleleraent 29 aufnimmt, das zusammen mit einem anderen die inneren Flügel des Stators 22 bildet» Die zwischen den Flügeln 29 liegenden Zwischenräume 30 bilden Flüssigkeitstaschen oder Kammern, die sich ständig abwech- (fl

selnd ausdehnen oder zusammenziehen, wenn sich der Rotor 23 j dreht, um Flüssigkeit aufzunehmen oder herauszulassen»

Der Rotor 23 ist im Querschnitt sternförmig und weist ein© Vielzahl von Flügeln 31 auf, deren Zahl um eins geringer ist als die Zahl der Flügöl/29 des'Stators 22. Äussere Wandabschnitte ' 009933/0429

. BAD ORSQiNAL. '^;

abschnitte 32, die Paare von aneinander angrenzenden !Flügeln 31 verbinden, sind so geformt, dass sie im wesentlichen den Aussenflacheη der Flügel 29 entsprechen.

Die Achse des Rotors 23 ist in Bezug zur Achse des Stators 22 derart versetzt, dass die Bewegung des Rotors 23 in Bezug auf den Stator 22 im wesentlichen hypo-cycloidisch ist, d. h. sowohl drehen.de als auch kreisende Komponenten aufweist, wie' es in der Technik allgemein verständlich ist.

Der Rotor 23 ist mit einer Antriebshülse 14 durch einen verstärkenden Wellenteil oder eine Taumelwelle .33 verbunden, die eine Drehachse 34- aufweist und unter einem Winkel zur Achse der Eingangs- Ausgangs-Welle/angeordnet 1st.

Die Taumelwelle 33 ist an einer Stelle 36 mit einer entsprechend genuteten Bohrung 37 der Antriebshülse 14 zur gemeinsamen Drehung verkeilt,und sie ist ausserdem bei 38 mit einer Bohrung 39 ^es Rotors.25 verkeilt. Die Keile 36 und 38 auf der Taumelwelle 33 sind etwas gewölbt, um eine begrenzte Universalschwenkbewegung der Welle 33 ift Bezug auf die Antriebshülse 14 und den Rotor 23 zu ermöglichen,

Um

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Um Flüssigkeit zu und von den Flüssigkeitstaschen 30 in seitlich abgestimmter Beziehung zur kreisenden und drehenden Bewegung des Rotors 23 in Bezug auf den Stator 22 zu leiten, weist die Einheit 10 eine Umschaltventilanordnung 40 auf. Im einzelnen besteht die Anordnung 40.aus einem Paar feststehender Ventilplatten 41 und 42, die als Zwischenplatte 41 und als Verteilerplatte 42 bezeichnet werden können.

Die Umschalt-ventilanordnung weist ausserdem eine bewegliche Umschaltventilplatte 43 auf, die radial von einer Platte 44 umgeben ist, die-zwischen der Abdeckplatte 46 und Verteilerplatte 42 liegt. Die Platte 41 liegt zwischen dem St at .or 22 'und dem Rotor 23 auf der einen Seite und der Verteilerplatte 42 auf der anderen Seite. Eine Klemmplatte 47 ist an den entgegengesetzten angrenzenden Enden des

und
Stators 22T^eS Rotors 23 angeordnet, und die Platten 41, 42, 44 und 47 werden in fest zusammengebauter Beziehung durch eine Vielzahl der Schrauben 48 zusammengeklemmt, die sich durch in äen entsprechenden Platten ausgebildete fluchtende Bohrungen "hindurch in die Gewindebohrungen 49 in dem Körper 11 der Einheit 10 erstrecken»

Die Platten 41, 42, 44 und 4? sind rund und haben Durchmesser i die dem Durchmesser der Umfangswand 24 des Stators

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^f BAD

22 entsprechen, wodurch ein axial gerichteter ringförmiger Flüssigkeitsströmungskanal 5^Ü ent la ag der Innenwand 26 des Gehäuses 12 zwischen den Platten 47 und 44 entsteht. Andere otrömungskahäle werden in Bohrungen 51 und 52 geschaffen, die in der Taumelwelle 33 ausgebildet sind, und in Bohrungen 53 und 54, die in der Antriebshülse 14 ausgeformt sind.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass die feststehende Platte 41, die unmittelbar an den Stator 22 angrenzt, eine Vielzahl von radialen Strömungskanälen 56 hat, die sich axial durch sie hindurcherstrecken. Die Kanäle 56 entsprechen in ihror Anzahl der Anzahl der Flüssigkeitskammern 30» die zv/ischen den Flügeln 29 und dem Stator 22 ausgebildet sind, und auch der Anzahl der Klemmschrauben 48, die sich axial dort hindurch und durch eine entsprechende Anzahl von umfangsmässig im Abstand angeordneten axialen Schraubenaufnahmebohrungen 57 erstrecken. Jeder der Kanäle 56 steht offen mit seiner entsprechenden Bohrung 57 in Verbindung, und jede der Bohrungen 57 ist an einem radialen inneren Segment 58 überbemasst. Die Platte 41 ist auch mit einer mittleren Öffnung 59 versehen, um die Taumelwelle 33 aufzunehmen, von der ein vorderer oder Nasenabschnitt 60 eine gegabelte Verlängerung bildet, die Kupplungsabschnitte 60a und 60b hat, die mit entsprechenden in der Umschaltventilplatte 43 ausgebildeten Führungen 61a und 61b zusammenarbeiten·

Die 009833/0429

BAD ORIGINAL

üie in der Platte 41 ausgebildeten Kanäle 56 erstrecken sich radial von der Innenwand 27 des Stators 22 nach innen, so dass die Taschen oder Flüssigkeitskammera 30, die zwischen den Flügeln 29 des Stators 22 ausgeformt sind, mit ihnen in offener Flüssigkeitsverbindung stehen.

Genw.ss Fig. 3 bat die Verteilerplatte 42 ebenfalls eine Reihe von umfangsmässig im Abstand angeordneten Axialbohrungeη 60, die darin ausgeformt- sind, um die Schäfte der Klemmschrauben 48 aufzunehmen» Ausserdem sind in einer radialen Fläche 66 eine Vielzahl von gebogenen Nuten 64 ausgeformt, die sich in einem radial nach innen gebogenen Verlauf von einer entsprechenden Bohrung 60 zu einem entfernt liegenden Ende 67 erstrecken, das mit einem Axialkanol 67a mit begrenztem Querschnittsbereich bis au einer gegenüberliegenden Fläche 68 der Platte 42 in Verbindung steht. Die Kanäle 67a sind kreisförmig um eine konzentrische Bohrung 69 herum angeordnet, die sich axial durch die blatte 42 erstreckt, um die Taumelwelle 33 aufzunehmen. iSin radialer innerer Abschnitt 70 oeder der Bohrungen 60 ist erweitert, um einen axialen Strömungskanal 71 zu bilden, der einen Teil des ümfangs der Klemmschrauben 48 umgibt.

Gemäss Fig. 1 und 4 besteht die Umschaltventilplatte 43 aus einer Scheibe und hat eine zylindrische Umfangswand

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72 mit einem Durchmesser, der beträchtlich geringer ist als der Durchmesser einer inneren Wand 73 der Platte 44, die sich um sie herum anschliesst. Eine radiale Fläche 74

. der Umschaltventilplatte 43 berührt gleitend eine angrenzende innere radiale Wand 76 der Abdeckplatte 46, während

■ eine gegenüberliegende radiale Fläche 77 gleitend eine angrenzende radiale Fläche 78 der Verteilerplatte 42 berührt.

Um Flüssigkeitsdurchtritt zwischen den einander berührenden Flächen der Umschaltventilplatte 43 und der Abdeckplatte 46 zu verhindern, ist gemäss den Grundlagen der vorliegenden Erfindung eine Dichtungsbaugruppe 89 in der Umschaltventilplatte 43 angebracht.

Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Dichtungsbaugruppe 89 ringförmig, erstreckt sich umfangsmässig fortlaufend um eine Aussparung 79 und ist in einer Ringnut 9° angeordnet, die in der Fläche 74 der Umschaltventilplatte 43 ausgeformt ist.

Die Dichtungsbaugruppe 89 besteht aus dreV ElementGn₁ die aus verschiedenen Materialien hergestellt sind, usa bestimmt,β und unterschiedliche Funktionen zu erfüllen» Das erste Element 91 ist ein Verschieisselement und besteht aus Me-

tril,

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tall, wie ζ. B. Bronze, Eisen oder ähnlichem Material, mit günstigen Verschleisseigenschaften in einer Lagerbaugruppe.

Vie es in E¹Ig* 6 und 7 gezeigt ist, hat das metallische Element 91 einen rechteckigen Querschnitt und parallel im Abstand angeordnete obere und untere Uände 92 und 93 ₅ die sich zwischen parallel im Abstand angeordneten Seitenwände α 94- und 95 erstrecken.

Innerhalb davon ist ein Dichtelement 96 vorgesehen, das in unbelastetem Zustand gemass Fig. 6 einen rechteckigen Querschnitt hat und mit parallel im Abstand angeordneten oberen und.untereη Wänden 97 und 98 und parallel im Abstand angeordneten Seitenwänden 99 und IQO versehen ist. Das Dichtelement 96 kann zweckmässigerweise aus Material mit guten Dichteigenschaften bestehen, wie z. B. Nylon oder ein ■Fluor-Kohlenstoff-Harz-Material, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen "Teflon" oder "K-F" bekannt ist, oder aus einem· anderen ähnlichen Material aus einer Fluor-Kohlenwasserstoff-Verbindung .

Das dritte Element 10L hat im freien Zustand einen halbkreisförmigen Querschnitt und einen Ilurehmesaer, der der Breite*des VerechleIsselementes 9£ und des JDiehtelemen-

tes 96 entspricht« Das Element 101 ist ein Belastungselement und kann aus einem Elastomer oder einem anderen Material bestehen, das eine ständige Belastung ausüben .kann. Die drei Elemente 91, 96 und 101 können als feste Baugruppe miteinander durch geeignete Mittel verbunden sein, wie z. B. durch Vorsehen eines Bindemittels oder eines Klebstoffs zwischen den angrenzenden Oberflächen.

Gemäss Fig.. 7 ist die Breite der Nut 90 grosser als die Breite des Yerschleisselementes 91 j und die Gesamttiefe der Nut 90 ist geringer als die Gesamttiefe der Dichtungsanordnung 89» die das Verschleisselemetit 91» das Dichtulewent und das Belastungselement 101 einschliesst. Wenn somit die Dichtungsanordnung 89 in der Nut 90 in zusammengebautem Zustand der Einheit 10 aufgenommen ist, wird das Verschleisselement 91 in die Hut gegen das Dicht element 96 und das jielastungse lerne nt 101 gepresst. Eine derartige einwärts gerichtete Kraft flacht das aus Elastomer bestehende Element ab und verformt es, das wiederum die Seiten 99 und 100 des Dichtelementes 96 nach euesen um die 3eiteuwände 93 und 94 des Verschleisselementes 91 und in Zwischenräume 102 und 103 zwischen den Seitenwänden 93 und 94 des VerechleiBselementes 91 und Seitenwänden 104 und 106 der Nut 90 umlegt» Somit wird nicht nur das Verecfaleisselement gegen die Wand 76 der Abdeckplatte 46 gepresst, sondern

die

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die Bänder des Dichtelementes 96 werden auch in enge Dichtberührung zwischen die angrenzenden Wände des Verschleisseleiaentes 91 und der Wut 90 gepresst.

In der in Fig. 4 gezeigten Form der Erfindung ist die radiale Fläche 78 der Umschaltventilplatte 43 ausgespart, um eine Aussparung 111 zu bilden, die eine äussere Umfangswand hat, die in ihrer Form der Gestalt des Sterns oder Rotors'23 entspricht. Infolgedessen bildet diese mit Aussparungen 111 versehene Wand eine Vielzahl von umfangsmässig im Abstand angeordneten Taschen 112 und eine entsprechende Vielzahl von radial nach innen gerichteten Vorsprüngen 113. Die Wand mit den Aussparungen 111 läuft in eine radial gerichtete Oberfläche 114· aus.

Eine Kupplungseinrichtung ist mittig relativ zur Ausrichtung der Umschaltventilplatte 43 angeordnet _t ao dass das Umschaltventil 43 synchron mit dem Botor 23 rotiert und kreist. Die Kupplungseinrichtung besteht aus einander ergänzenden ineinander greifenden Teilen, die inBezug zueinander umgekehrt werden können, in dieser Ausführung jedoch weist die Umschaltventilplatte 43 zwei mondförmige axiale öffnungen JL6 bzw. 117 auf· Die G?aumelwell& 33 hat ein ent sprechendes Paar Finger, das durch ©ine gsgaböüte Verlängerung gebildet wird» Auf diese Weise ist ein erster Finger

118

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118 und ein zweiter finger 119 vorgesehen. Ein überbrückungsabschnitt 120, der in der Umschaltventilplatte 43 zwischen den mondfö'rmigen Öffnungen 116 und 11? stehengeblieben ist, passt zwischen die gegabelte Verlängerung oder, mit anderen Worten, zwischen die Finger 118 und 119» um dadurch eine gemeiiisame Drehung der Taumelwelle 33 und der Umschaltventilplatte 43 sicherzustellen. Die Beziehung der Umschaltventilplatte 43 zu dem verlängerten Ende der (Eaumelwelle 33 stellt-eine kreisende Bewegung der Umschaltventilplatte 43 sicher, wenn die Fläche 78 die Öffnungen 6? in der angrenzenden Üffnungsflache öffnet und schlisset.

E» ist zu bemerken, dass in der in Fig. 4 gezeigten Form der Erfindung jede Öffnung 67 rund ausgeführt ist und sich in ihrer Form mit entsprechenden umfangsmässig im Abstand angeordneten runden Abschnitten in äev Steuerfläche 78 ergänzt, die durch verringerte Abschnitte miteinander verbunden e-indU Somit wird bei Verwendung der Anordnung gemäss Fig- 4 bemerkt werden, dass die Öffnung 67 an der linken Seite der Zeichnung vollständig geschlossen ist, während die anderen öffnungen in verschiedenen Öffnungagraden entweder zu der äusseren Umfangsfläche der Umsehaltventilplatte 43 oder sm der Wand 111 stehen.

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r» ·

In der in Fig. 8 gezeigten Form der Erfindung sind die Öffnungen mit 67a bezeichnet. Es wird bemerkt werden, dass diese Öffnungen im wesentlichen rhomboidische Gestalt haben und mit zusammenlaufenden Seitenwänden versehen sind. Die U.nschaltventilplatte 43 a hat eine ventilgesteuerte Oberfläche, die zum üff--nen und Schliessen der Öffnungen 67a vorgesehen ist. Obwohl diese Ausführung der in Fig. 4 gezeigten Form der Erfindung im wesentlichen ähnlich ist, da sie- eine unregelmässige innere Wand mit äusseren Abschnitten 112a und inneren Abschnitten 113a hat, wird bemerkt werden, dass die Gestalt des die Steuerfläche bildenden Abschnitts im Querschnitt einer Vielzahl von umfangsmävisig im Abstand angeordnete.! Trapezen gleicht, die miteinander durch verringerte Abschnitte verbunden sind, um eine umfangsmässig fortlaufend unregelmässig gestaltete t'ffnungsfläche zu schaffen. Somit hat jedes Trapez innere und äussere parallele Abschnitte 121 und 122 und Endabschnitte 123 und 124. Die verbindenden Teile sind mit 126 bezeichnet. In der Anordnung gemäss Fig. 8 wird bemerkt, werden, dass die öffnung 67a an der linken Seite der Zeichnung vollständig durch einen der Trapezbereiche verdeckt ist, während die anderen Öffnungen 67a in verschiedenen Öffnungsatufen gezeigt sind , sowohl in Bezug auf die inneren als auch auf die äusseren Abschnitte des Öffnungsbereicheβ♦

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In beiden Formen der Erfindung bilden die verringerten Abschnitte einen weit offenen Offnungsbereich und trafen dadurch zu guten Strömungseigenschafteri durch die uifnuagen bei und verringern den Druckabfall an den üffnutigen, ^ine Drehung der Umschaltventilplatte 43 bzw. 43a bei der Kreisbewegung stellt jedoch sicher, dass die verringerten Abschnitte genau zu jeder Zeit weitergeschaltet werden, so dass das irumpmedium niemals unsachgemäss kurzgeschlossen ist.

Es wird bemerkt werdea, dass die gegenüberliegende Flache der Umschaltventilplatte 43 bzw. 43a eine Aussparung 79 hat, die darin ausgeformt ist und über eine Axialbohrung 51 in der Taurnelwelle 33 niit entfernt liegenden Abschnitten der Pumpvorrichtung in Verbindung steht.

Im Betrieb, wenn die Einhält als üotor arbeitet, um die Eingangs™ Ausgangs-V/elle 18 drehend anzutreiben, wird eine unter Druck stehende Flüssigkeitsquelle mit ■ iner Öffnung 83 verbunden, die in dem Körper 11 ausgeformt ist, von wo aus sie zu einer Kammer 84 und in den Strömurir:skanal 5^ gelangt, der unmittelbar innerhalb der Wand 26 des Gehäuses 12 liegt. Die unter Druck stehende Flüssigkeit strömt dann durch die radial im Winkelabstand angeordneten .uton 85 und 86 in den Flächen 68 bzw. 7? der Platten 42 und 44 und in

eine

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eine Kammer c37, die die Umschaltventilplatte 4-3 bzw. 4-3a umgibt.

Unabhängig von der Stellung der Umschaltventilplatte 4-3 bzw. 4-3a steht wenigstens einer der Strömungskanäle 67 bzw. 67a in der Verteilerplatte 4-2 mit der Kammer 87 in Verbindung und leitet die unter Druck stehende flüssigkeit durch seinen entsprechenden gebogenen Kanal 64 zu dem dtrömungskanal 71» der mit ihm in Verbindung, steht. Die unter Druck stehende Flüssigkeit wird daan in den Strömungskanal 65 weitergeleitet, der in der Platte 4-1 in Übereinstimmung mit dem Kanal 71 ausgeformt ist, und strömt daan in eine .Flüssigkeitskarnmer oder Tasche 30, äis zwischen den flügeln 29 des Stators 22 ausgeformt ist,

x)in Unterdruckoetzen von einer oder mehreren der Flüssigkeitskammern 30 in irgendeiner stellung des Rotors 23 übt auf den Rotor in einer Drehrichtung eine Drehkraft aus, beispielsweise gemäss Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn,

Jede der Flüs3igkeitskammern30 in Verbindung mit der unter Druck stehenden Flüssigkeit dehnt sich infolge der gleichzeitigen kreisenden und drehenden Bewegung aea Hotors 2J aus, wahrend die Kammern 3ü_t dta mit der unter Öruok stehenden

henden flüssigkeit nicht in Verbindung stehen, sich zusammenziehen, wenn die Flügel 31 des Rotors 23 beginnen, sich in die Kammern 30 hineinzubewegen und die Flüssigkeit dort hinauszupressen.

Die Flüssigkeit in den Kammern 3O₅ die in ihrer Grosse verringert werden, wird durch die radialen Kanäle 56 der Zwischenplatte 41 entsprechend den zusammenziehenden Ka_rm- » mern geleitet und dann durch die Kanäle 65 und 71 zu dem entsprechenden gebogenen Kanal 64-, Die Flüssigkeit strömt dann durch die zugehörigen Kanäle 67, die an den entfernt liegenden Enden der entsprechenden Kanäle 64- ausgeformt sind, und dann durch die Aussparung 80, die in der Umschalt ventilplatte 43 ausgeformt ist, durch die Bohrungen 82, 51 und 52, die in der Taumelwelle 33 ausgeformt sind, und dann durch Kanäle 53 und pH- und die Antriebshülse 14 und aus dem Körper 11 äurch eine öffnung 88 heraus, die der öffnung 83 gegenüberliegt. Wenn sich, der Rotor 23 infolge der aufeinanderfolgenden Unterdrucksetaung von umfangsmässig benachbarten Flüssigkeitakammern 30 über eine Umlauf bahn dreht, wird auch die Taumelwelle $3 gedreht und kreist gemeinsam mit dem Rotor 23 mit der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors* In der dargestellten Ausführung hat der Stator 22 sieben Flügel, während eier Rotor 23 sechs hat, Somit

kreist

kreist der Rotor 23 bei jeder Umdrehung sechsmal. Die Taumelwelle 33 kreist ebenfalls an der Stelle 38 um das Schwenkende oder den Punkt 36 mit der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 23,

Da die Umschaltventilplatte 4-3 bzw. 4-3a mit der Nase 60 der Taumelwelle 33 gekuppelt ist, wird sie mit der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors 23 in Kreisbewegung und mit der Drehgeschwindigkeit der Taumelwelle 33 in Drehbewegung versetzt.

Die Umschaltventilplatte4-3 bzw· 4-3a öffnet und schliesst daher abwechselnd und nacheinander die radial winklig im Abstand.angeordneten Kanäle 67 bzw. 67a in Bezug auf die unter Druck stehende Kammer 87 _s während sie in seitlich abgestimmter Beziehung zu der kreisenden und drehenden Bewegung des Rotors 23 kreist und rotiert, so dass die Flüssigkeitst8sehen oder Kammern 30 nacheinander.und abwechselnd sich unter der Antriebskraft der unter Druck stehenden Flüssigkeit ausdehnen und dann zusammenziehen, um die Flüssigkeit herauszupressen.

Da die Taumelwelle 33 mit der Arbeitseingangs- Ausgangszeile 18 gekuppelt ist, dreht sie die Welle 18 mit der Drehgeschwindigkeit des Rotors 23. Die Arbeitsweise der

Einheit 009833/0429

BAD OFtISiNAL

Einheit 10 und die Drehung der Welle 18 wird eich so lange fortsetzen, wie die öffnung 83 des Körpers 11 mit einer Quelle von unter D_ruck stehender Flüssigkeit verbunden ist.

Um die Drehrichtung der Welle 18 umzukehren, ist es nur notwendig, die Öffnung 88 mit der Quelle der unter Druck stehenden Flüssigkeit zu verbinden, statt die Öffnung 83. Die unter Druck stehende Flüssigkeit wird dann durch die Einheit 10 in einer Richtung strömen, die der oben beschriebenen entgegengesetzt ist, und dadurch verursachen, dass sich der Rotor 23 im Uhrzeigersinn gemäss Fig. 2 dreht. Wenn die einheit 10 als Hydraulikpumpe verwendet wird, wird die Welle 18 zur Drehung mit einem geeigneten Antriebsmotor verbunden, uad Flüssigkeit wird dur-ch die Einheit IU zwischen den öffnungen 83 und 88 in einer Kichtuug gepuapt, die von der Drohrichtung der Welle 18 abhängt.

Patentansprüche

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Claims

■-■■■ :-■■■ -.21;-' ... '.... ; V- .

Fate n~t a η s -ρ r it-ο. ti β : V V

1. iiydraTilikvorr i c.tittrag mit innere α "und buss eren .Plügeleleüienten, die hypo-cyeloidisch bewegbar sind, um sich ausdehnende und- sich zusammenziehende Arbeits-kamüiern zu schaffen,, gekennzeichnet durch Öffnungen in der riähe der Arbeit skamraern, die eine fest st ehetide üffnungsfläche haben, ein bewegbares Umsehaltventil mit einer Öffnungsfläche_r die die feststehende Öff-. nungsflache gleitend berührt,, um den l'lüssigkeitS'-strom in und aus den Arbeitskammern und jäurch die feststehende üffnungsfläche zu steuern, und eine Einrichtung, die das Ventil zur kreisenden und drehenden .Bewegung synchron mit den Flügelelementen tragt.

2v Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsflache a.us einer unregelmässig gestalteten Oberflächebesteht^ die durch eine Umfangsreihe von abwechselnd angeordneten erweiterten und verringerten Abschnitten gebildet wird, die jeweils grosser und kleiner sinä als die entsprechenden Öffnungen in der feststehenden ptf-■ . ; nungsfläche» · ;j - _:

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BAD OBIÖJNÄL

3· Hydraulikvorrichtung naeti Anspruch.-1, dadurch gekennzeichnet, dass-die das Ventil tragende Einrichtung aus einer im wesentlichen zylindrischen Kammer besteht, die eine grössere Abmessung hat als das Ventil und von der die feststehende Öffnungsfläche eine radiale Wand ist, während eine zweite radiale Wand axial von dieser in paralleler Beziehung zu ihr angeordnet ist.

4« Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Antreiben des Ventils in synchroner, hypo-cyd.oidisch.er Bewegung mit den i'lügelelementen.

5. Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung aus einer Taumelwelle besteht.

6. Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelwelle eine Verlängerung hat

-und dass das Ventil derart ausgespart Ist, dass die Taumelwalle und das Ventil miteinander eine ineinandergreifend© Antriebsverzahnung bilden_t die "eine synchrone Drehung und kreisend© Bewegung dea Ventils in Bezug auf die IPlügelelemettte bewirkt,

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7· Hydraul ikvorrichtung nach Anspruch 3? gekennzeichnet durch eine Dichtanordnung zwischen der zweiten radialen Wand und der angrenzenden Fläche des Ventils.

8. Hydraulikvorrichtung nach Anspriieh 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unregelmässig gestaltete Fläche eine innere Wand hat, die in ihrer Form zu der Gestalt des innen mit Flügeln versehenen Elementes komplementär ist, und dass die feststehende üffriungsflache eine Reihe von runden öffnungen hat.

9. Hydraulikvorrichtung.nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet j dass die unregelmässig gestaltete Fläche eine Reihe von rhomboidisch geformten Abschnitten hat, die durch mittlere verringerte Abschnitte verbunden sind, und dass die feststehende üffnungsflache trapezförmige Öffnungen aufweist.

IO.Hydraulische, als Motor und als Pumpe verwendbare Einheit, gekennzeichnet durch zusammenarbeitende, . innen bzw· aussen mit Flügeln versehene Flüssigkeits-

verdrängungselemente, die zur gleichzeitigen relativen kreisenden und drehenden Bewegung bei Drehung eines der Elemente angeordnet sind, um eine Reihe von aufeinanderfolgenden sich abwechselnd ausdehnenden

und

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und zusammenziehenden Flüssigkeitskammern efezwischen zu bilden, eine Einrichtung zum Drehen eines dieser Elemente, Umschaltöffnungen zum Lenken eines Flüssigkeitsstromes zu und von den Flüssigke it ska vnrnern, eine Einrichtung, die Führungselemente bildet und die Umschaltöffnunge.n. zur kreisenden uad drehenden Bewegung trägt, eine.Taumelwelle, die mit dem kreisenden der Elemente wirksam verbunden ist und einen Abschnitt hat, der dadurch mit der kreisendea Geschwindigkeit des einen Elementes in kreisende bewegung versetzt wird und im Gleichlauf mit ihm rotiert, eine Einrichtung, die diesen Abschnitt der Taumelwelle mit den Umschaltöffnurigen kuppelt, um diese Umschaltöffhungen im Gleichlauf mit diesem einen Element in kreisende und drehende .Bewegung zu versetzen.

11. Einheit nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eiue Einrichtung, die ein flaches inneres Wandelement darin bildet, wobei die Lfmschaltöff mangen in einem Umschaltelement mit einem flachen Wandabschnitt angeordnet sind, der in gleitender .Berührung mit dem inneren Wandelement steht, eine cmrchgehende, in der Fläche des fischen Wandabschnitts ausgebildete Wut

und

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, und ein In der Mut angeordnetes durchgehendes Blohtelement zum Schaffen einer flüssigkeitsdichtung zwischen dem inneren Wandelement und dem, flachen Wandabschnitt* ; ·/

■12» Einheit nach Anspruch IO,/dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltöffnungea in einem Umsehaltelement angeordnet sind, das einen flachen V/andabschnitt,

eine ilinrichtung zum Bilden einer fortlaufend en Hut in der !Fläche des flachen Wandabschnitts, eine durchgehende Biehtungsanordnung in der Nut und eine Aus—· sparung in der Dichtungsanardnung aufweist, die eine erste ITüssigkeitsdruckkariimer bildet, dia in die fläche des flachen WandabSchnitts mündet, dass ein flachea inneres Wandelement in gegönuberliegender anstossender und gleitender Berühru-ng mit dem flachen, Wandabschnitt des Umsehaltelementes angeordnet ist und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine zweite flüssigkeitsdruckkammer bildet, dl© in ä%e ■< anstossende Fläclse des fiacheB inneren WöiissitlenH&ntes mündet, wodurch die Diahtungsatiordnung eint KLüsslg- ; keitsdichtung zwischen den dnstassendaä Iläehö» «S#s ; /' ■ fischen Wandabsohriitts des -uiBsatialt^eii^tt^^ uiiä^ ■ demf!sollen inneren Wandeiement btldttj mni i

verlust dort entlang und zwischen· den Flussigkeitsdruckkammern zu verhindern.

13. Einheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung aus einer geschichteten Konstruktion besteht, die ein Verschleisselement, das aus der Nut hervorsteht und mit dem flachen inneren Wandelement in Berührung bringbar ist, ein Dicht- * element hinter dem Verschleisselement und ein Belastungselement hinter dem Dichtelement aufweist, und dass die Dicht- und Belastungselemente aus einer Gestalt im freien Zustand in eine Gestalt in zusammengefügtem Zustand verformbar sind.

·. Einheit nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement aus plastischem Material besteht.

15. Einheit naah Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dea Belastunggelsment aus einem Elastomer besteht» - ·

16·. Einheit nach Anspruch 1$, dadurch gekennzeichnet, . daes. Äi· Nut ein Pe»? flache parallel· Seitenwände aufweist 1 dis voneinander eine& Abstand aufweisen.,"

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2? -

■ der grosser ist als die Breite des Yerschleisselementes und die Breite der Dicht- und Belastungselemente in ihrer Gestalt im freien Zustand, und
dass das Dichtelement in seiner Gestalt in zusammengesetztem Zustand derart verformt wird, dass es sich nach aussen um die. Seite des Verschleiss.elementes umlegt, um den Spalt zwischen den Seitenwänden der Nut und den Seiten des Terschleissßlementes zu
füllen. ' ·

17. Hydraulische, als Pumpe und als Motor verwendbare Vorrichtung, gekennzeichnet durch um eine Achse
drehbare Arbeitseingangs-Ausgangselemente, Flüssig— " keitsverdrängungseleinente mit inneren und äusseren Teilen, die relativ zueinander um diese Achse rotieren und kreisen, einen unter einem Winkel zu dieser Achse angeordneten Verstärkungswellenteil, eine Einrichtung, die die Arbeitseiugangs-Ausgangselemente und den
V/ell-enteil an einer ersten Stelle an denn Wellenteil universell schwenkbar und antriebsmassig verbindet, dine Einrichtung, die den Wellenteil mit einem der inneren und äusseren Teile an einer zweiten Stelle auf den Wellenteilen verbindet, die von der ersten Stelle eutfernt ist, wobei die zweite Stelle auf

einer

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einer ersten Kreisbahn relativ zu der Achse kreist, wodurch die zweite Stelle auf dem Wellenteil relativ zu der Achse im Gleichlauf mit dem einen der inneren und äusseren Teile kreist, und Umschaltöffnungen für die inneren und äusseren Teile, die mit einer dritten Stelle auf dem Wellenteil gekuppelt sind, die von der zweiten Stelle entfernt ist, wobei die dritte Stelle auf einer zweiten Kreisbahn relativ zu der Achse kreist, wobei die Umlaufgeschwindigkeiten der zweiten und dritten Stellen gleich und die Umlaufbahnen der zweiten und dritten Stellen unterschiedlich sind als Funktion der Entfernung der zweiten und dritten Stellen von der ersten Stelle, wodurch die Umschaltöffnungen mit der Umlauf jceschwindigkeit der zweiten und dritten Stellen in Kreisbewegung versetzt werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltöffnungen eine Umschaltplatte einschliessen und dass Wandelemente vorgesehen sind, die die Uruschaltplatte zwischen sich zur drehenden und kreisenden bewegung nur radial in liezug auf die Achse einschliessen.

19.

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— 29 w ;. ".-■; ·

19. HydraulikvorriGtitung mit einer scheibenförmigen Umschaltventilplatte zum Bedecken und freigeben von Öffnungen und mit einer Fläche_r die eine Oberfläche zur gleitenden und anstossenden Berührung mit einer angreazenden Gehäusefläche bildet, dadurch, gekennzeichnet, dass eine Dichtungsanordnung in der fläche zur Berührung mit der angrenzenden. Gehäuseflache angeordnet■ist ο , _;

20. Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet , dass die Dichtungsanordnung aus einem Verschleisselement,"einem Dichtelement und einem üelastungselement hinter dem Dichtelement besteht, um das Verschleisselement ständig in Dichtbeziehung mit der angrenzenden Gehäuseflache zu drücken. "

21. Hydraulikyorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das VerachleiBselement aus Metall·, das Dichtelement aus plastischem Matorisl und das ".-!■. Belastungselemen.t pug einem Elastomer' tiergöstellt ;

22♦. Hydraulikvorriehtüng mach Anspruch -2(3_# ^ato^oh ge- _:;-kennzeichngrt, dass äas Diohtelement und;".ääa/ ßelastungs

element aus einer Gestalt im freien Zustand in eine Gestalt in zusammengesetztem Zustand verformbar sind und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die eine Nut in der Fläche der IJmschaltventilplatte bildet, um die Dichtungsanordnung aufzunehmen, und ein Paar flache parallele Seitenwände aufweist, die voneinander einen Abstand aufweisen, der grosser ist als die Breite der Dicht- und ßelasturigselemente ' in ihrem freien Zustand, und dass das Dichtelement in seinem zusammengebauten Zustand derart verformt ist, dass es sich nach aussen um die Seiten des VerschXeisselementes umlegt, um den Spalt zwischen den Seitenwänden der Hut und den Seiten des Verschleisselementen zu füllen.

25, Hydraulische, als Motor und al3 Pumpe verwendbare Einheit* gekennzeichnet durch zusammenarbeiteade, innen bzw. aussen mit Flügeln ^ersehene Flüssigkeitsverdrängungselemente, die zur gleichzeitigen relativen kreisenden und drehenden Bewegung angeordnet sind, um eine Seihe von aufeinanderfolgenden storeohselncl sich ausdehnenden und zusammenziehenden fluss igke it skaminern dazwischen zu bilden* eine Einrichtung zum Drehen eines dieser Elemente, eine Einrichtung zum lenken von • Flüssigkeit zu und von den Flussigkeitskammern» die

aus OQ8833/Ü42S

■'.*:■■ .ORIGINAL INSPECTED

aus einer axialen scheibenförmigen Uinschaltplatte besteht, die in paralleler AbStandsbeziehung zu den - ' Flüssigkeitsverdrängungselementen angeordnet ist ' ^: und eine radiale. Fläche hat, die den Elementen gegenüberliegt, eine Antriebseinrichtung, d.ie das Kreisender Elemente mit der Unischaltplatte zur ^ synchronen kreisenden und rotierenden Beilegung ■verbindet, eine feststehende Platte zwischen den i'lüssigkeitsverdrängungselementen und der Umschaltplatte, die erste und zweite radiale Flächen in gleitender (|

und aristossender Berührung in Bezug auf die radiale Fläche der Umschaltplatte und auf die Elemente aufweist, eine zylindrische Wancij die die Umschaltplatte in radialer· Abstandsbeziehung umgibt^ eine Einrichtung, die eine Öffnungsfläche auf der Umschaltplatte bildet und Elemente mit inneren und äusseren Wänden und eine sich umfangsmässig erstreckende Öffnungsflache aufweist, Flüssigkeitsleitelemente, die in der feststehenden Platte ausgeformt sind, um nacheinander die Umschaltung der Flüssigkeit zu den Flüssigkeitskammern zu steuern, und eine Reihe von im Abstand angeordneten langgestreckten Kanälen aufweist, von denen jeder erste und zweite Enden hat, die jeweils in die ersten und zweiten radialen Flächen der feststehenden Platte münden, wobei die ersten Üffnun-

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gen so angeordnet sind, dass sie von der üffnungsfläch© verdeckt bzw.- freigegeben werden, wenn sich die Umschaltplatte kreisend und drehend bewegt, und wobei die zweiten Öffnungen jeweils mit den Flüssigkeitskammern zwischen den FlussigkeitsVerdrängungselementen in Verbindung stehen*

24. Einheit nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die im Abstand angeordneten langgestreckten Kanäle sich jeweils in gebogener und in radial nach innen abgebogener Hichtung von der zweiten zu der ersten öffnung erstrecken.

25· Flüssigkeitsdruckvorrichtung mit einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, gekennzeichnet durch einen Innen-Aussen«-Zahnradsatz in dem Gehäuse, der zur relativen kreisenden und drehenden Bewegung an- ^ geordnet ist, um dazwischen sich ausdehnende und sich zusammenziehende Fluss igke it skaminern zu bilden, eine Umschaltventilplatte, die frei in dem Gehäuse zur kreisenden und drehenden Bewegung zwischen angrensenden Seitenwinden angeordnet ist, Kenäle in dem Gehäuse» die die Kammein mit dim Einlass und Auslese unter Steuerung der Ventilplatte verbinden^

und

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und ©ine Einrichtung, di# die Ventilplatte mit dem kreisenden Zahnrad des Zahnradsatzes verbindet,; um die Platte synchron mit diesem in kreisende Bewegung zu versetzen*

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