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Verdrängermaschine, insbesondere Zykloiden-Planeten-
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getriebe mit integriertem hydraulischem Motor Die Erfindung betrifft
eine Verdrängermaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Planetenmaschinen dieser Art haben ein Gehäuse mit Druckmittelanschlüssen
für die Zufuhr und Abfuhr von Druckmittel zu Verdrängerkammern, die durch die Verzahnungen
eines zu einer Zentralradachse konzentrisch angeordneten Zentralrades und eines
Planetenrades gebildet sind. Die Planetenradachse bewegt sich bei gehäusefestem
Zentralrad mit einer schnellen Geschwindigkeit Cß um die Zentralradachse. Durch
das Abwälzen erhält das Planetenrad eine langsame Geschwindigkeit 4)um seine Planetenradachse
(vgl.
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"Grundlagen der Planetenmotoren - Vorstellung eines neuen Planetenmotors"
Zeitschrift ö+p "Ölhydraulik und Pneumatik" 25 (1981) Nr. 2).
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imine Bauart der bekannten Verdrängermaschinen dieser Art sieht ein
gehäusefestes innenverzahntes Zentralrad vor, in welchem das exzentrisch dazu umlaufende
Planetenrad seine Umlaufbewegung um die Zentralradachse und zugleich eine langsame
Drehbewegung um seine Planetenradachse durchführt.
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Bei einer anderen Bauart ist das Zentralrad ein außenverzahntes Sonnenrad,
das koaxial zur Zentralradachse gelagert ist und mit dessen Außenverzahnung ein
als Hohlrad ausgebildetes Planetenrad kämmt und dabei eine schnelle Bewegung - allerdings
ohne Drehung um die eigene Planetenradachse - auf einer Kreisbahn um die Zentralradachse
ausführt.
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Mit dem Planetenrad läuft ein Druckfeld um, wobei die Verdrängerkammern
durch ein umlaufendes Steuerelement abwechselnd mit dem Druckmittel zufluß und dem
Druckmittelabfluß jeweils in der Bewegung des grösser werdenden bzw. kleiner werdenden
Kammervolumens verbunden werden. Das Steuerelement weist zu diesem Zweck eine Anzahl
von Steuerschlitzen auf, deren Ränder Steuerkanten darstellen und die Schlitzpaare
bilden,von denen jeweils ein Schlitz der Zufuhr und ein Schlitz der Abfuhr des Druckmittels
dient. Da das Steuerelement mit der langsamen Geschwindigkeit der Abtriebswelle
umläuft, das Druckfeld aber die schnelle Geschwindigkeit des Planetenrades hat,
ist eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Steuerschlitzen erforderlich, um die
exakte Umsteuerung der Verdrängungskammern zu bewirken. Da die Steuerkanten der
Steuerschlitze sehr exakt zueinander angeordnet sein müssen, ist die Herstellung
eines Steuerelements L ür die bekannten Verdrängermaschinen aufwendig und daher
teuer. Hinzu kommt, daß mit steigender Anzahl von Verdrängerkammern auch die Anzahl
der Steuerschlitze wächst und dementsprechend der Strömungsquerschnitt der Steuerschlitze
abnimmt. Das wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad aus, die Geräuschbildung
der Maschine
verstärkt sich und die zwischen den Steuerschlitzen
befindlichen Dichtflächen werden kleiner, wodurch das verlustfreie Umsteuern der
Verdrängerkammern gefährdet wird. Bei den bekannten Planetenmaschinen ist daher
die mögliche Anzahl der Verdrängerkammern und damit die Grösse des übertragbaren
Drehmoments verhältnismässig beschränkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängermaschine
der beschriebenen Art zu schaffen, die bei einfacherer Herstellung und daher niedrigerem
Preis des Steuerelements die vorstehend beschriebenen Beschränkungen bezüglich der
Leistung nicht hat und eine gedrängtere Bauart gestattet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß
dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.
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Bei der erfindungsgemässen Verdrängermaschine läuft das Steuerelement
mit der schnellen Geschwindigkeit des Planetenrades und folglich zusammen mit dem
Druckfeld um. Deshalb werden unabhängig von der gewählten Anzahl von Verdrängerkammern
immer nur zwei Steueröffnungen in dem Steuerelement benötigt, um jed> der Verdrängerkammern
im Bereich des grössten bzw. kleinsten Kammervolumens umzusteuern. Dadurch gestaltet
sich die Herstellung des Steuerelements und der darin befindlichen Steueröffnungen
erheblich billiger, die Anzahl der Verdrängerkammern und die übertragenen Drehmomente
können gesteigert und die möglichen Abtriebsdrehzahlen verringert werden, und der
Platzbedarf wird kleiner.
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Wie auch bei den bekannten Planetenmaschinen der beschriebenen Art
ist die Gestaltung der Verzahnung des Zentralrades und des Planetenrades auf mehrfache
Weise möglich. So kann die Verzahnung durch axial verlaufende Rollen oder Bolzen
gebildet sein, die mit Zahnerhebungen kämmen, welche durch geschlossene Zykloidenzüge
gebildet sind. Nach einer bevorzugten Ausführung ist das Zentralrad ein gehäusefestes
Hohlrad, dessen Zähne durch axial gerichtete Bolzen gebildet sind, während das Planetenrad
eine Kurvenscheibe ist, deren Außenrand die Kontur eines geschlossenen Zykloidenzuges
hat. Mit besonderem Vorteil bedient man sich in diesem Fall einer Kurvenausbildung,
wie sie in Zusammenhang mit einem Zykloidengetriebe in der DE-PS 24 33 675 beschrieben
ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerelement eine
kreisförmige Steuerscheibe, die zwischen dem Gehäuse und dem Planetenrad, d.h. einerseits
im Gehäuse, andererseits im Planetenrad oder einem Teil davon, drehbar gelagert
ist, wobei die Lagerung im Planetenrad konzentrisch zu dessen Planetenradachse und
die Lagerung im Gehäuse konzentrisch zur Zentralradachse angeordnet ist. Durch diese
Art der Lagerung wird die Steuerscheibe unmittelbar vom Planetenrad über den als
Kurbel wirkenden Abstand zwischen der Zentralradachse und der Planetenradachse (Exzentrizität
e) angetrieben und läuft mit seiner schnellen Geschwindigkeit um, wobei sie jedoch
gegenüber der Zentralradachse drehbar ist. Die Steueröffnungen der Steuerscheibe
werden dabei durch kreisbogenförmige Nuten in der Scheibenfläche gebildet, die abgedichtet
an einer Stirnseite des Planetenrades
und des Zentralrades anliegt.
Da im Betrieb jeweils eine Hälfte der Verdrängerkammern druckbeaufschlagt ist, beträgt
die Bogenlänge der beiden Steueröffnungen jeweils bis zu 1750, sodaß zwischen den
Enden davon zwei die Steuerkanten bildende Stege übrigbleiben. Die kreisbogenförmigen
Nuten sind symmetrisch zu einem Durchmesser der Steuerscheibe angeordnet, der in
Richtung der Exzentrizität der Bohrung der Steuerscheibe und damit auch des Planetenrades
verläuft. Über Durchbrüche, die sich durch die Dicke der Steuerscheibe hindurch
erstrecken, stehen diese kreisbogenförmigen Nuten mit zwei Ringräumen im Gehäuse
in Verbindung, von denen einer mit dem Zufluß und einer mit dem Abfluß für das Druckmittel
verbunden ist. Da die Steuerscheibe während ihres Umlaufes bezüglich der Zentralradachse
des Gehäuses exzentrisch umläuft, muß die Breite der Ringräume oder die Grösse und
Lage der Durchbrüche so gewählt werden, daß während des Umlaufes auch ständig eine
Verbindung zwischen beiden besteht.
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Um die langsame koaxiale Geschwindigkeit der Abtriebswelle zu erhalten,
kann - wie bei den bekannten Verdrängermaschinen - das Planetenrad entweder über
eine Kardanwelle mit der Abtriebswelle verbunden sein oder die Translation kann
wie beim bekannten Mitnehmersystem eines Zyklo-Getriebes (vgl. DE-PS 24 33 675)
erfolgen. Auch ist es möglich, kreisförmige Ausnehmungen am Außenumfang des Planetenrades
vorzusehen, die sich an Bolzen eines Zentralrades abwälzen. Diese bekannten Ausführungen
erfordern jedoch axial einen nicht unbeträchtlichen Platzbedarf und sind wegen der
notwendigen
Präzision der miteinander in Eingriff stehenden Teile
aufwendig und teuer. Nach einer besonders vorteilhaften, weil platzsparenden und
einfach herzustellenden Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß
das Planetenrad mit einer weiteren Verzahnung ausgestattet ist und diese weitere
Verzahnung mit einem im Gehäuse drehbar gelagerten weiteren Zentralrad kämmt, welches
mit der Antriebswelle verbunden ist oder diese bildet.
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Die ebenfalls eine Planetenbewegung beschreibende weitere Verzahnung
überträgt in der bekannten Art eines Planetengetriebes seine Bewegung auf das drehbar
im Gehäuse gelagerte weitere Zentralrad, von dem das Abtriebsmoment abgenommen wird.
Diese Bauweise baut axial erheblich kürzer als beispielsweise eine Kardanwelle mit
Bogenverzahnungen an beiden Enden, und zusätzliche, getrennt vom Planetenrad umlaufende
Teile sind eingespart. Durch die Wahl der Zähnezahlen des weiteren Zentralrades
bzw. der weiteren Verzahnung des Planetenrades kann die ohnehin bereits untersetzte
und daher langsame Drehzahl der Abtriebswelle der Verdrängermaschine noch weiter
untersetzt werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens
ist vorgesehen, daß die zwischen der Verzahnung des weiteren Zentralrades und der
weiteren Verzahnung des Planetenrades gebildeten Räume als zusätzliche Verdrängerkammern
mit den Verdrängerkammern verbunden sind, die von der ersten Verzahnung des Planetenrades
mit dem zugehörigen Zentralrad gebildet werden.Hierdurch wird das der Untersetzung
dienende nachgeschaltete Getriebe so in die Verdrängermaschine integriert, daß das
Volumen der Verdrängerkammern dadurch vergrössert ist, ohne daß es eines zusätzlichen
Steuerelementes bedarf.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
weiteren Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform einer Planeten-Verdrängermaschine; Fig. 2 einen
Teil-Längsschnitt der Ausführungsform nach Fig. 1 ohne Darstellung der Kardanwelle
und um 90" um die Zentralradachse 0-0 gegenüber der Darstellung in Fig. 1 gedreht;
[ig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 ohne Darstellung der
Kardanwelle; Fig 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2; Fig. 5 einen
Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 2; Fig. 6 einen zu Fig. 2 analogen Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform einer Planeten-Verdrängermaschine; Fig. 7a einen
Querschnitt längs der Linie VIIa-VIIa in Fig. 6; Fig. 7b einen Querschnitt längs
der Linie VIIb-VIIb in Fig. 6; Fig. 8 einen zu Fig. 2 analogen Längsschnitt durch
eine dritte Ausführungsform einer Planeten-Verdrängermaschine;
Fig.
9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8; Fig. 10 einen zu Fig. 2 analogen
Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Planeten-Verdrängermaschine,
und Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10.
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Der in Fig. 1 dargestellte Planeten-Verdrängermotor besteht im wesentlichen
aus einem durch Gehäuseteile 1 (Abtriebsseite) und 2 (Anschlußseite) gebildeten
Gehäuse. Die Gehäuseteile 1 und 2 sind durch eine Verschraubung 3 mittels Bolzen
miteinander verbunden.
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Der Gehäuseteil 1 enthält ein gehäusefest angeordnetes Zentralrad
4 (Fig. 3), dessen Verzahnung durch axial verlaufende Bolzen 5 gebildet ist. Die
Bolzen 5 können drehbar oder fest im Zentralrad 4 gelagert sein. Die Achse 0 des
Zentral rades 4 ist zugleich die Maschinenachse (Zentralradachse).
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Mit dem innenverzahnten Zentralrad 4 kämmt eine Außenverzahnung 7
eines Planetenrades 6, dessen Zähne durch einen geschlossenen Zykloidenzug (vorzugsweise
entsprechend der in der DE-PS 24 33 675 beschriebenen Kontur) gebildet sind und
dessen Zähnezahlvorzugsweise um 1 gegen über der Zähnezahl des Zentralrades 4 verschieden
ist. Die Planetenradachse M des Planetenrades 6 ist gegenüber der Zentralradachse
O um die Exzentrizität e versetzt; e ist damit auch der Radius der kreisförmigen
Umlaufbahn
des Planetenrades 6 um die Zentralradachse O bzw.
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die Kurbel des Planetenrades 6. Das Planetenrad 6 weist eine innenverzahnte,
zur Planetenradachse M konzentrische Bohrung auf, mit der eine Bogenverzahnung 8
einer Kardanwelle 9 in Eingriff steht.
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9 Eine an dem anderen Ende der Kardanwelle/vorgesehene weitere Bogenverzahnung
10 steht mit einer Innenverzahnung einer Abtriebswelle 11 in Eingriff, welche über
Radial-und Axiawälzlager 12 in dem Gehäuseteil 1 gelagert ist. Die Abtriebswelle
11 ist koaxial zum Zentralrad 4 und damit zur Zentralradachse O.
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Durch die Verzahnungen des Zentralrades 4 und des Planetenrades 6
werden Verdrängerkammern 13 gebildet, deren Anzahl mit der Anzahl von Bolzen 5 des
Zentralrades 4 - hier zwölf - übereinstimmt.
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Zwischen dem Planetenrad 6 und der inneren Stirnseite des Gehäuseteils
2 ist ein Steuerelement 14 in Form einer kreisförmigen Steuerscheibe angeordnet,
die eine zu ihrem Außenrand exzentrische Bohrung aufweist (Fig. 4). Die Exzentrizität
dieser Bohrung ist gleich der Exzentrizität e der Planetenradachse M gegenüber der
Zentralradachse O. Die Steuerscheibe 14 ist mittels dieser Bohrung auf einem koaxialen
und zur Planetenradachse M konzentrischen Lagersitz 16, der als Ringvorsprung-des
Planetenrades 6 ausgebildet ist, durch Radialwälzlager 17 drehbar gelagert Ihr Außenrand
stützt sich drehbar über Radialwälzlager 18 in der Bohrung des Gehäuseteiles 2 ab.
In der zum Planetenrad 6 gewandten Stirnfläche der Steuerscheibe 14 sind zwei bezüglich
eines in Richtung der Exzentrizität der Bohrung verlaufenden Durchmessers der Steuerscheibe
symmetrisch angeordnete kreisbogenförmige Steuersegmente 19,,20 in Form von Nuten
vorgesehen, deren Innendurchmesser
konzentrisch zur Planetenradachse
M und deren Außendurchmesser konzentrisch zur Zentralradachse O verläuft. Ihre Bogenlänge
beträgt etwa 1750. Die Tiefe der Nuten ist etwa gleich der Hälfte der Dicke der
Steuerscheibe 14. Die endseitigen Kanten 21, 22, 23, 24 der Steuersegmente 19, 20
bilden Steuerkanten für die Druckumkehrung der Verdrängerkammern 13.
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Das Steuersegment 19 steht über einen Durchbruch 25, der etwa in Längsmitte
der entsprechenden Nut liegt, mit einer Ringnut 26 in dem Gehäuseteil 2 in Verbindung,
die ihrerseits mit einem Anschluß 27 für Druckmittel verbunden ist. Das Steuersegment
20 steht über einen entsprechenden Durchbruch 28, der ebenfalls etwa in Längsmitte
der entsprechenden Nut liegt, mit einer weiteren Ringnut 29 im Gehäuseteil 2 in
Verbindung, deren Durchmesser kleiner als derjenige der Ringnut 26 ist und die mit
einem Anschluß 30 für die Abfuhr von Druckmittel verbunden ist.
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Die Steuerscheibe 14 liegt mit ihren beiden Stirnflächen während ihrer
Drehung abgedichtet an den Stirnseiten des Zentralrades 4 und des Planetenrades
6 bzw. des Gehäuseteiles 2 an. Zwischen dem Gehäuseteil 1 und der Abtriebswelle
11 befindet sich eine Dichtung 31.
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Im Betrieb des Planeten-Verdrängermotors gemäß Fig. 1 gelangt von
einer Pumpe gefördertes Druckmittel über den Anschluß 27 in die Ringnut 26 und von
dort durch den Durchbruch 25 in das bogenförmige Steuersegment 19 der Steuerscheibe
14. Von hier aus beaufschlagt das Druckmittel die eine Hälfte der Verdrängerkammern
13 und erzeugt dadurch ein Moment am Planetenrad 6. Infolge des formschlüssigen
Eingriffes des Planetenrades 6 mit dem zentralrad ß vollzieht das Planetenrad 6
eine Umlaufbewegung
um die Zentralradachse 0 mit einer Geschwindigkeit
«Jß. Cj Dabei dreht sich das Planetenrad 6 um seine Planetenradachse M mit einer
Geschwindigkeit WaC . Infolge der beschriebenen Lagerung der Steuerscheibe 14 an
dem Planetenrad 6 und dem Gehäuseteil 2 vollzieht die Steuerscheibe ebenfalls eine
Umlaufbewegung um die Zentralradachse 0 mit der Geschwindigkeit Jß, d.h. die Steuerscheibe
14 dreht sich um die Zentralradachse O mit der Geschwindigkeit Gß wie eine Kurbel.
Hierdurch und aufgrund der beschriebenen symmetrischen Anordnung der Steuersegmente
19, 20 zu dem in Richtung der Exzentrizität verlaufenden Durchmesser der Steuerscheibe
14 wird erreicht, daß im Bereich des jeweils kleinsten Kammervolumens jede Verdrängerkammer
13 durch die in Umlaufrichtung vordere Steuerkante des Steuersegments 19 geöffnet
und im Bereich des grössten Kammervolumens durch die in Umlaufrichtung hintere Steuerkante
des Steuersegments 19 geschlossen und umgesteuert wird. Aus dem Steuersegment 20
tritt das Druckmittel. durch den Durchbruch 28 in die Ringnut 29 ein und verlässt
diese durch den Anschluß 30 zur Saugseite der Pumpe hin.
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Aufgrund der Verbindung des Planetenrades 6 mit der Abtriebswelle
11 durch die Kardanwelle 9 tritt die schnelle Umlaufbewegung des Planetenrades 6
nach außen hin nicht in Erscheinung. Die Kardanwelle 9 überträgt jedoch die langsame
Drehbewegung des Planetenrades 6 um dessen Planetenradachse M auf die Abtriebswelle
11 als Abtriebsdrehzahl des Planeten-Verdrängermotors.
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Die Ausführungsform gemäß den Fig. 6 und 7a, b unterscheidet sich
von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 5 bezüglich
der Art der Verbindung zur Abtriebswelle. Die Zufuhr des Druckmittels
zu
den Verdrängerkammern und deren Steuerung sowie die Ausbildung des auf der Anschlußseite
gelegenen Gehäuseteils 202, der Steuerscheibe 214, des Zentralrades 204 und des
Teiles des Planetenrades 206, der mit dem Zentralrad 204 kämmt und mit der Steuerscheibe
214 in Kontakt steht, unterscheiden sich nur durch radiale Zu- und Abfuhr des Druckmittels,
jedoch nicht im Prinzip von der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Das Planetenrad
206 weist eine Verzahnung 207 auf und trägt auf einer zur Abtriebsseite hin gerichteten
Verlängerung eine weitere Verzahnung 207a, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
einstückig mit dem Planetenrad 206 ausgebildet ist.
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Die weitere Verzahnung 207a ist ebenfalls als Zykloiden-Kurvenzug
ausgebildet, der sich jedoch von der ersten Verzahnung 207 unterscheidet. Sie kämmt
mit einem weiteren Zentralrad 204a, das ebenfalls durch einen Bolzenring gebildet
ist, jedoch einen kleineren oder grösseren Durchmesser als das Zentralrad 204 aufweist
und eine andere Bolzenanzahl besitzt. Das Zentralrad 204a ist drehfest mit einer
Abtriebsscheibe 211a verbunden, die über einen axialen Fortsatz mittels Wälzlagern
212 in dem Gehäuseteil 201 gelagert ist. Zwischen dem Gehäuseteil 201 und der Abtriebsscheibe
211a ist eine Dichtung 231 angeordnet. Die Abtriebsscheibe 211a weist ein Schraubloch
234a sowie einen Sitz 235a auf, die zum Anschluß der Abtriebsscheibe 211a an ein
anzutreibendes Gerät od.dgl. dienen.
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Auch zwischen der weiteren Verzahnung 207a des Planetenrades 206 und
des weiteren Zentralrades 204a sind Verdrängerkammern 213a gebildet, die, wie sich
aus Fig. 7a, b ergibt, mit den Verdrängerkammern 213 zwischen dem Planetenrad 206
und dem Zentralrad 204 in Verbindung stehen. Sie bilden daher eine Vergrösserung
der letzteren und wirken ebenfalls im Sinne eines Antriebs am Planetenrad 206,
das
mithin zugleich als Antriebs- als auch Getriebestufe dient.
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Bei dieser Ausführungsform ist die das Steuerelement bildende Steuerscheibe
214 zwischen den Verzahnungen 207 und 207a des Planetenrades 206 angeordnet und
in eine präzise gearbeitete Nut des Planetenrades 206 mittig eingesetzt. Zu diesem
Zweck ist die Steuerscheibe 214 auf zeichnerisch nicht dargestellte Weise geteilt
ausgebildet.
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Bei der dritten Ausführungsform gemäß den Fig. 8 und 9 ist für den
Ahtrieb das Prinzip der soeben beschriebenen Ausführungsform gemäß den Fig. 6 und
7 übernommen. Somit sind auch hier zwei Verzahnungen 307, 307a auf dem Planetenrad
306 vorhanden,von denen letztere mit einer Abtriebsscheibe 31la in gleicher Weise
zusammenwirkt, wie das in Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß den Fig. 6,
7 beschrieben ist.
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Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von den vorhergehenden
durch die Ausbildung des Steuerelements 314 zur Steuerung der Verdrängerkammern
313. Das Steuerelement ist hier eine zylindrische Steuerbuchse 314, die in einer
Bohrung des Planetenrades 306 abgedichtet und gleitend gelagert ist. Die Steuerbuchse
314 weist eine zu ihrem Außenumfang exzentrische Bohrung auf, deren Exzentrizität
gleich der Exzentrizität des Planetenrades 306 bezüglich der Zentralradachse 0 ist.
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Das Planetenrad 306 besitzt Radialbohrungen 340, deren Anzahl gleich
der Zähnezahl des Planetenrades ist und die mit einem Ende im Tal jeder Zahnlücke
und mit ihrem anderen Ende in der genannten Bohrung münden. Die Steuerbüchse 314
ist weiterhin mit dieser exzentrischen Bohrung
an einem fest in
dem Gehäuseteil 302 angeordneten Zapfen 341 abgedichtet gleitend gelagert. Der Zapfen
341 endet in einem geringen Axialabstand vor der Abtriebsscheibe 311a, die relativ
zu dem Zapfen drehbar ist. Der Zapfen 341 ist mit einem Preßsitz in einer Bohrung
342 des Gehäuseteils 302 befestigt.
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Er besitzt einen zentralen Axialkanal 343, der mit dem Anschluß 330
für die Abfuhr von Druckmittel verbunden ist und zu dem hin ausgehend von einer
umlaufenden Ringnut 329 ein Radialkanal 344 mündet.
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Die Steuerbuchse 314 weist an ihrem Außenumfang, etwa im Bereich des
Radialkanals 344, zwei Steuersegmente 319 und 320 auf, die die Form von Halbringnuten
haben und deren Bogenlänge auf dem Umfang etwa 1750 beträgt.
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Die zwischen ihnen verbleibenden Stege dichten die Steuersegmente
319, 320 gegeneinander ab. Von dem Steuersegment 319 aus verläuft ein in der Außenfläche
der Steuerbuchse 314 als Axialnut vorgesehener Verbindungskanal 325 zu einer Ringnut
326, die mit dem Anschluß 327 für die Zufuhr von Druckmittel in Verbindung steht.
Von dem anderen Steuersegment 320 aus erstreckt sich ein Verbindungskanal 328 für
die Abfuhr von Druckmittel nach innen und mündet im Bereich der umlaufenden Ringnut
329 des Zapfens 341. Die in dem Planetenrad 306 vorgesehenen Radialbohrungen 340
münden im Bereich der Steuersegmente 319 bzw. 320.
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Da bei der geschilderten Ausführungsform das Sknerelement in der Bohrung
des Planetenrades 306 angeordnet ist, ergibt sich eine Platzeinsparung in axialer
Richtung.
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Auch bedarf es infolge des zentralen Axialkanales 343 in dem Zapfen
341 für den Anschluß 330 keines Ringraumes in dem Gehäuseteil 302, so daß nur eine
Ringnut 326 für den Druckanschluß notwendig ist. Da auch in dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel
die Steuersegmente 319 und 320 symmetrisch zu einem Durchmesser der Steuerbuchse
314 angeordnet sind, der in Richtung der Exzentrizität von deren Bohrung verläuft,
ist auch hier bei Druckmittelzufuhr gewährleistet, daß mit dem Umlauf des Planetenrades
306 um die Zentralradachse 0 die Steuerbuchse 314 mit gleicher Geschwindigkeit mitgenommen
wird, sich jedoch - insoweit analog zu der Wirkungsweise der Steuerscheibe 14 bei
der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 5 -relativ zu dem Planetenrad 306 drehen
kann.
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Die Radialbohrungen 340 in dem Planetenrad 306 sind so angeordnet,
daß sie die Verdrängerkammern beider Verzahnungen 307, 307a gleichzeitig mit Druckmittel
versorgen bzw. entsorgen können. Zwischen den Verzahnungen 307, 307a ist eine Trennungsscheibe
315 eingefügt, die eine Abdichtung bewirkt, jedoch die Verbindung zwischen den Verdrängerkammern
der Verzahnungen 307, 307a nicht beeinträchtigt.
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Die vierte Ausführungsform gemäß den Fig. 10 und 11 ist bezüglich
ihres Abtriebes mittels einer Abtriebscheibe 411a ähnlich aufgebaut wie die zweite
Ausführungsform gemäß den Fig. 6, 7,während die Gehäuseausbildung auf der Zufuhrseite
derjenigen der ersten Ausführungsseite gemäß den Fig. 1 bis 5 ähnelt. Soweit gleiche
oder vergleichbare Teile verwendet sind, stimmen die hierfür geltenden Bezugszeichen
mit der einen Ausnahme mit den früher verwendeten Bezugszeichen überein, daß die
erste Stelle mit einer 4 bezeichnet ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Planetenrad 406, das wieder zwei
unterschiedliche Verzahnungen aufweist, die in axialem Abstand voneinander angeordnet
und durch eine
dazwischen abgedichtet eingefügte Trennungsscheibe
415 voneinander getrennt sind, in axialem Abstand sowohl von der Abtriebsscheibe
411a als auch von dem Gehäuseteil 402 angeordnet. Das Steuerelement 414 besteht
aus einem in die Bohrung des Planetenrades 406 gleitend eingepassten Nabenteil und
zwei an den beiden Stirnseiten dieses Nabenteils befestigten Steuerscheiben 414.1
(auf der Anschlußseite) und 414.2 (auf der Abtriebsseite). Zur Befestigung dienen
Mitnehmerstifte 445.1 bzw. 445.2. Der Nabenteil ist über Radialwälzlager 418 auf
einem . eingepressten Bolzen 441, der koaxial zur Zentralradachse 0 liegt, drehbar
gelagert. Wie bereits bei den anderen Ausführungsformen erläutert, liegt die Bohrung
in dem Planetenrad 406 mit der Exzentrizität e exzentrisch (vgl. Fig. 11). Die stirnseitig
angeordneten Steuerscheiben 414.1 und 414.2 haben die aus Fig. 11 im einzelnen ersichtliche
Ausbildung und füllen in axialer Richtung den von dem Planetenrad 406 zum Gehäuseteil
402 bzw. zur Abtriebsscheibe 411a hin freigehaltenen Raum aus. Sie liegen mit ihren
Stirnflächen an den ihnen jeweils zugeordneten Flächen der genannten Teile abdichtend
an.
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Wie sich aus Fig. 11 ergibt, sind die an den Steuerscheiben 414.1,
414.2 vorgesehenen Steuersegmente im Prinzip ähnlich ausgebildet wie bei der Steuerscheibe
14 gemäß der ersten Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, daß das Steuersegment
für die Zufuhr von Druckmittel radial nach außen offen ist, während das Steuersegment
(in Fig. 11 unten) für die Druckmittelabfuhr radial nach innen geöffnet ist. In
dem Gehäuseteil 402 ist eine Ringnut 426.1 ausgebildet, die mit dem Anschluß 427
für die Zufuhr von Druckmittel verbunden ist. Infolge der aus Fig. 11 ersichtlichen
Anordnung
der Steuerscheibe 414.1 stehen die Verdrängerkammern
auf der Anschlußseite des Planetenrades 406 mit der Ringnut 426.1 über einen Bogen
von annähernd 1750 in Verbindung. Die restlichen Verdrängerkammern auf dieser Seite
sind durch die Steuerscheibe 414.1 dagegen abgeschlossen, wie sich aus Fig. 11 ergibt.
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Über im Gehäuse vorgesehene Verbindungskanäle 446.1, 446.2 steht die
Ringnut 426.1 mit weiteren Ringnuten 426.2 im Bereich zwischen den beiden Verzahnungen
des Planetenrades 406 sowie 426.3 in der Abtriebsscheibe 411a in Verbindung. Die
Ringnut 426.3 versorgt die auf der Abtriebsseite gelegene Verzahnung bzw. die dadurch
gebildeten Verdrängerkammern des Planetenrades 406 mit Druckmittel ausgehend vom
Anschluß 427 und der Ringnut 426.1. Die auf der Abtriebsseite gelegene Steuerscheibe
414.2 ist genauso aufgebaut und angeordnet wie die aus Fig. 11 ersichtliche Steflerscheibe
414.1; Unterschiede ergeben sich allenfalls bezüglich der radialen Erstreckung der
darin vorgesehenen Steuersegmente im Hinblick auf die unterschiedliche Ausbildung
der zugeordneten Verzahnung des Planetenrades 406.
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In dem Nabenteil des Steuerelements 414 sind Bohrungen 447 zum dynamischen
Massenausgleich vorgesehen.
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Beim Betrieb tritt Druckmittel durch den Anschluß 427 in die Ringnut
426.1 und von dieser in die auf der Anschlußseite befindlichen Verdrängerkammern
ein. Außerdem gelangt Druckmittel über die Kanäle 446.1 und 446.2 zur Abtriebsseite
und in die dort vorhandenen Verdrängerkammern.
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Aufgrund des hierdurch erfolgenden Umlaufes des Planetenrades 406
und des Steuerelements 414 wirken die in den Steuerscheiben 414.1 und 414.2 vorgesehenen
Steuersegmente
in der in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform
gemäß den Fig. 1 bis 5 geschilderten Weise umsteuernd.
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Die von dem in Fig. 11 unteren Steuersegment überstrichenen Verdrängerkammern
werden druckentlastet und geben das Druckmittel weiter durch den von dem Nabenteil
des Steuerelements 414 gebildeten Innenraum und durch die Massenausgleichsbohrungen
447 hindurch zum Anschluß 430 für die Abfuhr des Druckmittels.
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In all den vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen ist das
Prinzip eingehalten, daß das Steuerelement zusammen mit dem exzentrisch zum Zentralrad
umlaufenden Planetenrad umläuft und folglich dem umlaufenden Druckfeld mit gleicher
Geschwindigkeit folgt.
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Es versteht sich, daß zur Vermeidung von Leckverlusten die jeweils
relativ zueinander verdrehbaren und/oder verschiebbaren Flächen des Steuerelements,
des Zentralrades, des Planetenrades und des Gehäuses abdichtend aneinanderliegen.
Dabei ist es nur erforderlich, daß die jeweiligen Ränder der das Druckmittel leitenden
Öffnungen und Mündungen abgedichtet sind. Es brauchen daher nicht die ganzen Flächen,
die solche Mündungen enthalten, durchgehend entsprechend bearbeitet zu sein.
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Selbstverständlich sind Drehrichtungsumkehr, Bremsen und Leerlauf
der Verdrängermaschine durch an sich bekanntes Vorschalten eines geeigneten 4/4-Wegeventils
möglich. Außerdem sind die hier beschriebenen Verdrängermaschinen für beliebige
Baulagen geeignet und können als Servomotoren bzw. mit mechanischer Bremse verwendet
werden, wenn der Bolzen 441 durch das Gehäuseteil 402 nach außen geführt wird.
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- Leerseite -