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DE2921311C2 - - Google Patents

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Publication number
DE2921311C2
DE2921311C2 DE19792921311 DE2921311A DE2921311C2 DE 2921311 C2 DE2921311 C2 DE 2921311C2 DE 19792921311 DE19792921311 DE 19792921311 DE 2921311 A DE2921311 A DE 2921311A DE 2921311 C2 DE2921311 C2 DE 2921311C2
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DE
Germany
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rotor
gerotor
passages
plate
distributor plate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE19792921311
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English (en)
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DE2921311A1 (de
Inventor
Hollis N. West Lafayette Ind. Us White Jun.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE2921311A1 publication Critical patent/DE2921311A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2921311C2 publication Critical patent/DE2921311C2/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/103Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
    • F04C2/105Details concerning timing or distribution valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C20/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines
    • F01C20/18Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines characterised by varying the volume of the working chamber
    • F01C20/20Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines characterised by varying the volume of the working chamber by changing the form of the inner or outlet contour of the working chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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    • F01C20/24Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines or engines characterised by using valves for controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/103Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
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Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Gerotor-Druckvorrich­ tung, umfassend ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse angeordne­ ten Gerotor, umfassend einen Stator und einen relativ zum Stator exzentrisch umlaufenden und sich drehenden Rotor, wobei der Stator und der Rotor Gerotorzellen zwischen sich bilden, die sich bei Drehung des Rotors ausdehnen und zusammen­ ziehen und beim Ausdehnen über Ventildurchgänge und einen ersten Fließdurchgang mit einem ersten Arbeitsmittelanschluß, und beim Zusammenziehen über die gleichen Ventildurchgänge und einen zweiten Fließdurchgang mit einem zweiten Arbeitsmittel­ anschluß in Verbindung stehen, wobei die Ventildurchgänge in einer Verteilerplatte gebildet sind, die auf einer Seite des Rotors angeordnet ist.
Es ist eine hydraulische Gerotor-Druckvorrichtung bekannt (US 31 06 163) mit zwei Gerotor-Sätzen, deren jeder einen Sta­ tor und einen Rotor umfaßt. Jedem Stator ist ein Kopf zuge­ ordnet, der an seiner axialen Stirnfläche, die dem benachbar­ ten Gerotor-Set gegenüberliegt, Ventilöffnungen besitzt, die bei Drehung und Umlaufen des Rotors mit in dem Rotor gebilde­ ten Öffnungen in Verbindung gelangen, die auf einem Kreis an­ geordnet sind und bei Drehung und Umlaufen des Rotors mit Fluid-Durchgängen in Verbindung gelangen, die ihrerseits mit den Gerotorzellen in Verbindung stehen. Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt die Steuerung zu einem Zeitpunkt, bevor das Fluid in den Rotor eintritt, wobei das Fluid nach dem Ein­ tritt in den Rotor direkt von diesem in die Gerotorzellen ge­ langt. Um die angegebene Betriebsweise zu ermöglichen, sind die Ventilöffnungen abwechselnd eine Öffnung zum Führen von Fluid in die Gerotorzellen und eine Öffnung zum Wegführen von Fluid aus den Gerotorzellen. Dementsprechend ist eine konstante Fluidverbindung mit dem Rotor nicht vorhanden.
Es ist auch eine hydraulische Gerotor-Druckvorrichtung der einleitend genannten Art bekannt (DE-OS 15 28 982). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist für das Ausführen der Ventilfunktion, d. h. für das gesteuerte Zuführen und Abführen von Fluid in die bzw. aus den Gerotorzellen, die Verteilerplatte als sich drehen­ der Bauteil vorgesehen, dessen Ausnehmungen und Ventildurchgänge mit jeweils einem der Arbeitsmittelanschlüsse und über in einem ortsfesten Gehäuseteil gebildete Durchgänge mit den Gerotor­ zellen verbindbar sind. Diese bekannte Vorrichtung ist ver­ gleichsweise kompliziert ausgebildet und hat eine vergleichs­ weise große axiale Länge.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Gerotor-Druck­ vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu gestalten, daß die Ventileinrichtung vereinfacht ist.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Fließdurchgänge in dem Rotor gebildet sind und daß die Vertei­ lerplatte undrehbar ist und direkt an einer axialen Seitenfläche des Rotors anliegt.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist von vergleichsweise einfacher baulicher Gestaltung, wobei in günstiger Weise hinzukommt, daß die Ventilfunktion vom Rotor selbst bei seiner Drehung und seinem Umlaufen ausgeführt wird, so daß ein zu­ sätzlicher sich drehender Ventilteil in Form einer Ventilplatte nicht erforderlich ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispiels­ weise erläutert.
Fig. 1 ist eine mittlere Schnittansicht einer ersten Ausfüh­ rungform der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht nach Linie III-III der Fig. 1.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht nach Linie IV-IV der Fig. 1.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht nach Linie V-V der Fig. 1.
Fig. 5A ist eine Teilschnittansicht nach Linie VA-VA der Fig. 5.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht nach Linie VI-VI der Fig. 1.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht nach Linie VII-VII der Fig. 1.
Fig. 8 ist eine der Fig. 1 analoge Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht nach Linie IX-IX der Fig. 8.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht nach Linie X-X der Fig. 8.
Fig. 11 ist eine Schnittansicht nach Linie XI-XI der Fig. 8.
Fig. 12 ist eine Teilschnittansicht des gemäß Fig. 1 rechten Endes einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei ein druckbelasteter Kommutatorring dargestellt ist.
Fig. 13 ist eine Teilschnittansicht des gemäß Fig. 1 rechten Endes einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei in dem Stirndeckel eine Druckbelastungsplatte dargestellt ist.
Es ist zu verstehen, daß, während die vorliegende Erfindung als eine Pumpe beschrieben wird, die gleiche Ausführung als Motor verwendet werden kann, indem lediglich der Arbeitsmitteleinlaß und der Arbeitsmittelauslaß ausgetauscht werden.
Der nachstehend verwendete Ausdruck "Gehäuse" umfaßt nicht nur den Hauptgehäuseteil, sondern auch die Druckplatte, den Gerotor, die Verteilereinrichtung und die Stirnkappe, wobei alle zuletzt genannten Teile mittels Bolzen mit dem Haupt­ gehäuseteil verbunden sind.
Gemäß Fig. 1 umfaßt eine erste Ausführungsform der Erfindung ein Hauptgehäuse 20 mit einem radial ebenen inneren Ende, an welchem eine Verschleißplatte 21, ein Gerotor 22, eine Verteilereinrichtung in Form einer Platte 23 und ein Stirndeckel 24 angebracht sind, wobei alle diese Teile mittels Bolzen 25 zusammen befestigt sind, die in den späteren verschiedenen Schnittansichten dar­ gestellt, in Fig. 1 jedoch fortgelassen sind. Die Bolzen 25 haben jeweils einen Kopf, der sich gegen das gemäß Fig. 1 rechte äußere Ende des Stirn­ deckels 24 legt. Die Bolzen 25 erstrecken sich durch die oben genannten Teile 21, 22 und 23 hindurch und sind in den Hauptgehäuseteil 20 fest eingeschraubt. Dichtungsringe 26 sind vorgesehen, welche alle genannten Bauteile gegen ein Auslecken zwischen ihnen abdichten.
Der Gerotor 22 weist, wie am besten aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, einen innen verzahnten Teil 27, der ein Stator ist, auf, in dessen Inneren ein mit dem Stator 27 zusammenwirkender außen verzahnter Teil 28, der ein Rotor ist, angeordnet ist, der sich um seine Achse A (Fig. 4) dreht, der jedoch relativ zum Mittelpunkt B des Stators 27 exzentrisch angeordnet ist, und demgemäß um den Mittelpunkt B umläuft. Das Ausmaß der Exzentrizität ist durch den Abstand zwischen den Mittelpunkten oder Achse A und B auf einer Exzentrizitätslinie C ersichtlich. Während der Bewegung zwischen Rotor 28 und Stator 27 wird zwischen ihnen eine Reihe von Zellen oder Kammern 29 und 29a gebildet, die ihre Größe zwischen dem Rotor 28 und dem Stator 27 dauernd ändern. Die Größe der Zellen wird auf einer Seite der Exzentri­ zitätslinie C größer und auf der gegenüberliegenden Seite der Exzentrizitätslinie C kleiner. Bei der Darstellung der Fig. 4 nähert sich die minimale Zellengröße, wie sie bei 29a darge­ stellt ist, der Größe Null. Der Rotor 28 dreht sich in Richtung des in Fig. 4 wiedergegebenen Pfeiles.
Der Arbeitsmitteleinlaß zum Gehäuse ist mit 30, und der Arbeits­ mittelauslaß mit 31 bezeichnet. Der Einlaß 30 ist durch Mittel, die lediglich in unter­ brochenen Linien wiedergegeben sind, über einen kontinuier­ lichen Ringteil 32 in dem Hauptgehäuseteil 20 angeschlossen. Dieser Ringteil 32 öffnet sich durch die Verschleißplatte 21, die eine Anzahl von durchgehenden Öffnungen 33 aufweist, deren Anzahl nicht wichtig, jedoch ausreichend ist, um die erforderliche Arbeitsmittelströmung zu gewährleisten. Diese Öffnungen 33 sind mittels Durchgängen 33a mit einem Ring­ teil 34 kleineren Durchmessers an der gegenüberliegenden Fläche der Verschleißplatte 21 verbunden, der sich in Rich­ tung gegen den Gerotor 22 öffnet.
Die inneren Zähne 27a des Stators 27 sind durch Zylinder 27a gebildet, die in Ausnehmungen 27b über eine Umfangslänge von 180° derart eingesetzt, daß die Zylinder 27a in der in Fig. 4 wiedergegebenen Stellung gehalten sind. Es ist zu verstehen, daß die Zylinder 27a an den gegenüberliegenden Flächen des Stators 27 enden. Der Rotor 28 hat äußere Zähne, die so gebildet sind, daß sie im wesentlichen genau zwischen die inneren Zähne 27a des Stators 27 passen, wie es aus Fig. 4 ersichtlich ist. Der Rotor 28 hat eine offene Mitte 35, die von einem Dichtungsstreifen 36 umgeben ist, der in Umfangsrichtung ununterbrochen bzw. kontinuierlich ist. Radial außerhalb des Dichtungsstreifens 36 befindet sich ein ringförmiger Fließdurchgang 37. Die Drehachse für einen Taumelzapfen 38 ist in Fig. 1 mit A′ bezeichnet. Die Drehachse für die Umlaufbewegung des Taumelzapfens 38 relativ zu dem Stator 27 ist in Fig. 4 mit B bezeichnet. Die Linie C, die durch die Punkte A und B in Fig. 4 verläuft, wird als Exzentrizitätslinie bezeichnet. Die Drehbewegung des Rotors 28 ist in Fig. 4 durch den Pfeil D bezeichnet. Während der Bewegung des Rotors 28 vergrößern sich die auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie C liegenden Zellen 29 allmählich, während die auf der rechten Seite der Exzentrizitätslinie C liegenden Zellen 29 sich allmählich verkleinern, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Sechs Fließdurchgänge 37a sind rund um den Ringdurchgang 37 in gleichen Abständen vorgesehen und erstrecken sich parallel zur Achse A des Rotors. Sie ragen von dem Ringdurchgang 37 radial einwärts vor, wie dies bei 37b dargestellt ist, wobei sie bei einer Ausführungsform um etwa 3,175 mm vorragen. Weiterhin ist aus Fig. 4 ersichtlich, daß sie einen Teil des Durchganges für den Eintritt von Arbeitsmittel bilden.
Die Verteilerplatte 23 ist am besten in den Fig. 5, 5A und 6 dargestellt. Sieben parallele Ventildurchgänge 40 erstrecken sich durch die Verteilerplatte 23 parallel zu deren Achse. Diese Ventildurchgänge 40 haben, wie am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, einen besonderen Querschnitt. Die Ventildurchgänge 40 werden nachstehend als doppeltrapezartig bezeichnet. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß eine der Öffnungen jedes Ventildurchganges 40 im wesentlichen ein Aussehen wie zwei einander zugewandte Trapeze hat, wobei keine mittlere Trennwand vorhanden ist. Die gegenüberliegenden Enden sind nicht genau parallel, sondern verlaufen stattdessen radial. Die radial innere Seite jeder Öffnung ist nicht geradlinig gebildet, sondern mittels geringfügig nach innen konkaver Linien, die sich an einer geringen Spitze an der Mitte 40a treffen. Die radial äußere Wand der Öffnung kann, wie aus Fig. 5 ersichtlich, aus zwei geradlinigen Kanten zusammengesetzt sein, die sich in der Mitte treffen, oder vorzugsweise aus einer einzigen Kante, die radial nach außen geringfügig konvex ist. Die Größe jeder dieser Öffnungen ist derart, daß sie gemäß Fig. 4 zwischen zwei der zylindrischen Fließdurchgänge 37a in Umfangsrichtung und zwischen die mittlere Öffnung und den Ringdurchgang 37 in radialer Richtung passen.
Radial außerhalb der Ventildurchgänge 40 befinden sich sieben Ventilöffnungen 41, die in gleichmäßigen Abständen vorgesehen sind. Jede Öffnung 41 ist an der dem Gerotor 22 zugewandten Seite der Verteilerplatte 23 mit einem Ventildurchgang 41a verbunden, der sich nach innen und nach unten schräg zu einer der gerade beschriebenen Öffnungen eines Ventildurchganges 40 erstreckt.
Die Verteilerplatte 23 hat, wie aus Fig. 6 ersichtlich, sieben schräge Durchgänge 42, die in ausgezogenen Linien wieder­ gegeben sind und die mit der Ausführung zusammenwirken, die in Verbindung mit den Öffnungen 41, den Durchgängen 41a und den Öffnungen 40 zuvor beschrieben worden ist. Diese zusammen­ wirkenden Durchgänge 40, 41a und 41, sind in Fig. 6 in unterbrochenen Linien wiedergegeben, um das Zusammenwirken zu zeigen. Sieben solcher Durchgänge 42 sind vorgesehen und sie erstrecken sich teilweise durch die Verteilereinrichtung 23 von Seite zu Seite. Sie verlaufen in einem kleinen Winkel zur Achse des Gerotors 22 und sie liegen in Abständen auf einem übereinstimmenden Durchmesser, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, wobei sie sich im wesentlichen der Kontur des Stators zwischen zweien der Zylinder 27a anpassen.
Es ist somit ersichtlich, daß jeder Durchgang 42 in der Ver­ teilereinrichtung 23 über die Hälfte des Weges durch die Ver­ teilereinrichtung 23 hindurch mit einem der Durchgänge 41a zusammenpaßt, so daß jeder der sieben Durchgänge 40 sich mit einem der Durchgänge 41a, 42 kombiniert.
Der langgestreckte starre Taumelzapfen 38 ist in Fig. 1 klar dargestellt. Er ist weiterhin in den Fig. 2 und 3 im Schnitt dargestellt. Ein Ende des Taumelzapfens 38 hat eine Keilnuten­ verbindung 44b mit einer Antriebswelle 44. Die Antriebswelle 44 hat ein massives Außenende und ein hohles Innenende 44a. Das gegenüberliegende Ende des Taumelzapfens 38 ist mittels einer Keilnutenverbindung 44c mit der Mitte des Rotors 28 verbunden. Die Keilnutenverbindungen sind derart gebildet, daß der Taumelzapfen 38 sich um die Mittelachsen A und B drehen und umlaufen kann. Der Auslaßdurchgang umfaßt die offene Mitte 35 des Rotors 28 und die offene Mitte 21a der Verschleißplatte 21 sowie das hohle Wellenende 44a, und er wird vervollständigt durch vier radiale Durchgänge 45 und 46, die mit dem Auslaß 31 verbunden sind, wie es in unter­ brochenen Linien (strichpunktiert) dargestellt ist.
Geeignete Nadellager sind bei 47 und 48 dargestellt, und diese Nadellager stützen die Antriebswelle 44 im Haupt­ gehäuseteil 20 ab. Weiterhin sind geeignete Dichtungsein­ richtungen 49 und 50 dort vorgesehen, wo die Antriebswelle 44 aus dem Hauptgehäuseteil 20 heraustritt.
Die obige Ausführungsform wurde als Pumpe beschrieben, wobei die Antriebswelle 44 mit einer Kraftquelle verbunden ist, so daß unter niedrigem Druck stehendes Arbeitsmittel bei 30 in die Vorrichtung eintritt und mit höherem Druck bei 31 aus­ tritt. Wie oben erläutert, wird durch Umkehren der Anschlüsse 30 und 31 bewirkt, daß die Vorrichtung als Motor arbeitet, in welchem Fall die Welle 44 die angetriebene Welle ist.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Ausführungsform als Pumpe wird nachstehend beschrieben.
Die Welle 44 wird an ihrem gemäß Fig. 1 linken Ende angetrieben. Hierdurch werden die Welle 44, der Taumelzapfen 38 und der Rotor 28 gedreht, und gleichzeitig wird bewirkt, daß der Rotor 28 um den Stator 27 umläuft. Hierdurch wird bewirkt, daß die auf der linken Seite der Exzentrizitätslinie C liegen­ den Zellen 29 sich allmählich vergrößern, so daß am Einlaß 30 eine Saugwirkung hervorgerufen wird. Gleichzeitig verkleinern sich die auf der gemäß Fig. 4 rechten Seite der Exzentrizi­ tätslinie C liegenden Zellen 29 zunehmend, so daß das in ihnen befindliche Arbeitsmittel zunehmend unter Druck ge­ setzt wird und mit dem ihm erteilten Druck am Auslaß 31 austritt. Das am Einlaß 30 eintretende Arbeitsmittel strömt durch den Ringkanal 32 und die Durchgänge 33a zu dem Ringkanal 34, dann durch den Rotor 28, den Ringkanal 37 und durch die zylindrisch gebildeten Löcher 37a, dann durch die Doppeltrapezöffnungen 40 in der Verteilerplatte 23, durch die Durchgänge 41a und 42 in der Verteilerplatte 23 und durch die Öffnungen 41 in der Verteilerplatte 23 und in dem Rotor 28, und demgemäß durch die Zellen 29, während andere Zellen 29 über die Öffnung 21a, durch das hohle Wellenende 44a, durch die Öffnungen 45 und 46 hindurch und aus dem Auslaß 31 heraus entleert werden.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 8 bis 11 dargestellt. Fig. 8 ist eine der Fig. 1 analoge An­ sicht, wobei die Lager und die Dichtungen, die denen ähnlich sind, wie sie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendet werden, zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung fortgelassen sind.
An dem Hauptgehäuseteil 60 sind eine Verschleißplatte 61, ein Gerotor 62, eine Verteilerplatte 63 und ein Stirn­ deckel 64 befestigt, die mittels einer Mehrzahl von Bolzen 65 starr aneinander befestigt sind, die sich von dem gemäß Fig. 8 rechten Ende der Vorrichtung in Gewinde in den Hauptgehäuse­ teil 60 erstrecken. Der Hauptgehäuseteil hat einen Arbeitsmittel­ einlaß 66, der über einen sich durch den Gehäuseteil 60 er­ streckenden Durchgang 67 mit einer kontinuierlichen Ringkammer 68 verbunden ist, die mit einer Mehrzahl von radialen Öffnungen 69 in Verbindung steht, die in den hohlen Teil 70a einer Antriebs­ welle 70 führen, die im Gehäuseteil 60 drehbar angebracht ist. Ein langgestreckter starrer Taumelzapfen 71 hat eine Keil­ nutenverbindung 71a an einem Ende mit der Antriebswelle 70, und eine weitere Keilnutenverbindung 71b an seinem gegenüber­ liegenden Ende mit dem Rotor 72 des Gerotors 62. Die Keilnuten­ verbindungen 71a und 71b sind so gestaltet, daß Drehung des Taumelzapfens 71 ermöglicht ist, und daß gleichzeitig der Taumzelzapfen 71 der Umlaufbewegung des Rotors 72 im Stator 62a folgen kann.
Die Verschleißplatte 61 hat eine kreisförmige Öffnung 61a, welche die erforderliche Bewegung des Taumelzapfens 71 ermög­ lichst und gleichzeitig einen Teil des Einlaßdurchganges für das Arbeitsmittel bildet.
Der Gerotor 62 ist am besten in Fig. 9 dargestellt. Er umfaßt den Stator 62a, der eine Mehrzahl von sich nach innen er­ streckenden Zähnen besitzt, die teilweise durch direkte Aus­ bildung in dem Stator 62a, aber auch teilweise durch sechs zylindrische Teile 62b gebildet sind, die jeweils in einer Ausnehmung 62c gehalten sind, die sich über eine Strecke er­ streckt, die größer als der Durchmesser jedes Zylinders 62b ist, so daß diese in der in Fig. 9 wiedergegebenen Lage sicher ge­ halten sind. Der Rotor 72 hat eine Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Zähnen 72a, die so gestaltet sind, daß sie mit den sich nach innen erstreckenden Zähnen 62b zusammen­ passend zusammenwirken. Die Anzahl der Rotorzähne ist um eins kleiner als die Anzahl der Statorzähne. Der Rotor 72 hat eine Achse E, die relativ zur Achse F des Stators 62a exzentrisch ist, und die durch die Mittelpunkte E und F verlaufende Linie ist als Exzentrizitätslinie G bezeichnet. Der Rotor 72 ist mit einem allgemein ringförmigen Teil 73 versehen, der einen Teil des Einlaßdurchganges für das Arbeitsmittel bildet. Dieser Durchgang liegt konzentrisch zur Achse E. Innerhalb des Ringes 73 befindet sich eine kreisförmige Öffnung 74, die ebenfalls konzentrisch liegt und für den Austritt von Arbeitsmittel aus der Vorrichtung dient.
Fig. 11 zeigt die Fläche der Verteilerplatte 63 in Richtung gegen den Gerotor 62. In der Mitte befindet sich die Auslaß­ öffnung 75, die mit der Auslaßöffnung 74 in Verbindung steht. Auf dem nächsten konzentrischen Kreis befinden sich sieben Rotorverbindungsöffnungen 76, und auf einem äußeren konzentri­ schen Kreis befinden sich sieben Durchgangsöffnungen 77, die so angeordnet sind, daß sie in Umfangsrichtung mit den Zellen oder Kammern 80 zusammenarbeiten, die mit sich ändernder Größe zwischen dem Rotor 72 und dem Stator 62a gebildet sind, wie es aus Fig. 9 ersichtlich ist.
Fig. 10 zeigt die Fläche der Verteilerplatte 63 in Richtung gegen den Stirndeckel 64. In dieser Figur sind die Durchgänge 76 dargestellt, von denen jeder mit einer der Öffnungen 77 mittels Winkeldurchgängen 78 und 79 ver­ bunden ist, wobei jedes Paar von diesen sich an einer Öffnung 79a trifft.
Das Zusammenarbeiten dieser Teile ist in Fig. 9 bei 81 in strichpunktierten Linien wiedergegeben. Diese Wiedergabe zeigt eine der Öffnungen 77 in einer Lage zum Zusammenarbeiten mit einer Zelle 80a im oberen Bereich der Fig. 9, und dieses Zusammenarbeiten erfolgt über Durchgänge 78 und 79, die hier schematisch dargestellt sind, mit einer der Öffnungen 76, die sich entlang des Kreises in einer Stellung befindet, die etwa 2 1/2 Stellungen entfernt ist. Es ist daraus ersichtlich, wie die radial äußeren Öffnungen 73a in dem Ring 73 mit den Verbindungsdurchgängen 76 zusammenarbeiten. Es sind sechs Ausbildungen 73a vorhanden, und jede der Ausbildungen 73a umfaßt einen mittleren radial äußeren Teil 73b, der sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt. An jedem Ende dieses äußeren Teiles 73b befindet sich ein radial und in Umfangs­ richtung nach innen schräg verlaufender Teil 73c, der sich bis zu einem radial inneren Trennteil 73d erstreckt. Jeder der Durchgänge 76 ist als ein Durchgang mit doppeltrapez­ förmigem Querschnitt beschrieben, insofern, als die gegenüber­ liegenden Hälften des Querschnittes annähernd Trapezgestalt haben, wobei ihre breiteren Kanten sich in der Mitte in Richtung gegeneinander öffnen. Es ist aus Fig. 9 ersichtlich, daß, wenn die Totkammer, Tottasche oder Totzelle 80a im oberen Bereich der Fig. 9 sich in Verbindung mit der ihr zugeordneten Öffnung 77 befindet, das andere Ende der Ver­ bindung über die Durchgänge 78 und 79 und bei 76 in strich­ punktierten Linien wiedergegeben, zeigt, wie die Auslaß­ tasche oder Auslaßkammer, die zur Zelle 80a gehört, abgesperrt wird, bevor das Arbeitsmittel von der zugeordneten Einlaß­ tasche, Einlaßkammer oder dergleichen 76 übertragen wird. Dies führt dazu, daß in der am oberen Totpunkt liegenden Kammer oder Tasche ein Druck herrscht, der höher als der Lieferdruck bei 66 ist, weil das Arbeitsmittel zu diesem besonderen Zeitpunkt eingeschlossen ist. Dieser höhere Druck bewirkt, daß der Rotor 72 besser gegen die zylindrischen Teile 62b auf der gegenüberliegenden Seite der Achse abdichtet. Dieser höhere Druck in der Zelle 80a führt weiterhin dazu, daß Öl zu der Schwenkrolle nahe dem oberen Totpunktzentrum gemäß Fig. 9 geliefert wird, so daß der Rotor auf einem hydrodynami­ schen Ölfilm schwimmt, wodurch ein Ausgang mit höherer mecha­ nischer Wirksamkeit erhalten wird. Es ist ersichtlich, daß die Gestalt jedes der Teile 73a des Ringes 73 gut mit den radial äußeren Kanten der doppeltrapezförmigen Durchgänge 76 übereinstimmt bzw. zusammenpaßt.
Es ist nunmehr ersichtlich, wie die Ausführungsform gemäß den Fig. 8 bis 11 arbeitet. Kraft wird an die Welle 70 angelegt, wodurch bewirkt wird, daß der Rotor 72 sich in dem Stator 62a in Richtung des in Fig. 9 wiedergegebenen Pfeiles dreht. Der eintretende Strom verläuft von dem Einlaß 66 über die Durchgänge 67 und 68, dann durch den hohlen Wellenteil 70a und durch die mittlere Öffnung 61a in der Verschleißplatte 61. Danach verläuft der Strom über die Durchgänge 82 und 83 zu dem ringförmigen Durchgang 84, der sich in Richtung gegen die Verteilerplatte 63 öffnet. Danach verläuft die Strömung über eine Öffnung zum Durchgang 76 auf einer Seite der Exzentrizitätslinie G über die Verteilerdurchgänge 78 und 79 zu einer der Öffnungen 77, die sich mit einer der Zellen 80 zwischen dem Rotor 72 und dem Stator 62a in Verbindung be­ findet. Mittlerweile gelangt eine der Zellen 80 auf der ande­ ren Seite der Exzentrizitätslinie G wiederum in Verbindung mit dem entsprechenden Durchgang 76, so daß ein Strömungsweg über die Verteilerplatte 63 zu den Auslaßdurchgängen 74 und 75 und 85 zum Austritt aus der Vorrichtung geschaffen ist.
Fig. 12 zeigt den gemäß Fig. 1 rechten Teil der Vorrichtung, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind, soweit dies möglich ist. Die allgemeine Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 12 ist gleich der Arbeitsweise, wie sie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben worden ist. Jedoch ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 eine Druckplatte 90 hinzugefügt, die in eine geeignete Ausnehmung in dem Stirn­ deckel 240 eingesetzt ist, und der Stirndeckel 240 ist gemäß Fig. 12 nach links gedrückt und zwar unter der Wirkung von Druckmittel, welches über mit dem Auslaß 45 verbundene Lei­ tungen 91 und eine mit dem Einlaß 30 verbundene Leitung 92 geliefert wird. Jede der Leitungen 91 und 92 weist nahe der Druckbelastungsplatte 90 ein Kugelrückschlagventil 93 derart auf, daß die Druckbelastungsplatte 90 dauernd nach innen in Richtung gegen die Verteilerplatte 23 und den sich hinter dieser befindenden Gerotor gedrückt ist. Hierdurch wird eine in Richtung gegen die Verteilerplatte und den Gerotor gerichtete Kopfkraft geschaffen. Hierdurch wird irgendwelcher Verschleiß zwischen den miteinander in Eingriff stehenden reibenden Teilen 22 und 23 aufgenommen. Eine ringförmige Wellenfeder ist zwischen der Belastungsplatte 90 und dem Stirn­ deckel angeordnet.
Fig. 13 zeigt ebenfalls den gemäß Fig. 1 rechten Teil der Vorrichtung, wobei wiederum gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen sind. Ein zusätzliches Merkmal bei dieser Ausführungsform ist ein druckbelasteter Kommutatorring 95, der sich nach innen und gemäß Fig. 13 nach links gegen eine Schulter 96 erstreckt, wobei eine Wellenfeder 97, die kreis­ förmige Gestalt hat, zwischen dem Kommutatorring 95 und der Schulter 96 angeordnet ist, um einen anfänglichen Druck zu erhalten. Die Wellenfeder 97 ist aus Federmetall gebildet, und ihre Wellungen verlaufen von einer allgemein gemeinsamen Ebene rund um den Kreis der Wellenfeder nach beiden Richtungen vor und zurück. Es ist eine Stiftverbindung 99 vorgesehen, die, wie aus Fig. 13 ersichtlich, sich allgemein in einer axialen Verlängerung der Keilnuten 440b befindet, die eine Verbindung zwischen dem Taumelzapfen und dem Rotor des Gerotors 22 schaffen. Dieser Stift 99 paßt zwischen die Keilnuten 440b und erstreckt sich in eine geeignete Öffnung 99a in einem Teil des Kommutatorringes 95. Diese Stiftverbindung ist geringfügig lose, so daß die Drehkomponente des Rotors als ein Mittel zur zeitlichen Steuerung des Öffnens und Schließens der Verbindung verwendet wird, die in Fig. 9 in strichpunktierten Linien wiedergegeben ist. Die Schulter 96 verbindet einen axial äußeren Teil größeren Durchmessers und einen axial inneren Teil kleineren Durchmessers einer konzentrischen Ausnehmung auf der in Richtung gegen die Verteilerplatte gewandten Seite des Gerotors. Der Kommutatorring 95 ist mit einem Teil größeren Durchmessers und einem Teil kleineren Durchmessers stramm in den Ausnehmungs­ teil kleineren Durchmessers eingepaßt und liegt von dem Aus­ nehmungsteil größeren Durchmessers im Abstand und schafft dort eine Wand eines der Durchgänge. Zwischen den Teilen kleineren Durchmessers ist eine Dichtung vorgesehen. Die ringförmige Wellen­ feder ist an der Schulter angeordnet und von dem Stirndeckel unter Druck gehalten.

Claims (12)

1. Hydraulische Gerotor-Druckvorrichtung, umfassend ein Gehäuse (20 bzw. 60), einen in dem Gehäuse angeordneten Gerotor (22 bzw. 62) , umfassend einen Stator (27 bzw. 62a) und einen relativ zum Stator exzentrisch umlaufenden und sich drehenden Rotor (28 bzw. 72), wobei der Stator und der Rotor Gerotorzellen zwischen sich bilden, die sich bei Drehung des Rotors ausdehnen und zusammenziehen und beim Aus­ dehnen über Ventildurchgänge (40, 41, 42 bzw. 76, 77, 78, 79) und einen ersten Fließdurchgang (35 bzw. 83 oder 37 bzw. 74) mit einem ersten Arbeitsmittelanschluß (31 bzw. 66 oder 30 bzw. 85), und beim Zusammenziehen über die gleichen Ventildurch­ gänge und einen zweiten Fließdurchgang (37 bzw. 74 oder 35 bzw. 83) mit einem zweiten Arbeitsmittelanschluß (30 bzw. 83 oder 31 bzw. 66) in Verbindung stehen, wobei die Ventildurchgänge in einer Verteilerplatte (23 bzw. 63) gebildet sind, die auf einer Seite des Rotors angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließdurchgänge (35 bzw. 83, 37 bzw. 74) in dem Rotor (28 bzw. 72) gebildet sind, und daß die Verteilerplatte (23 bzw. 63) undrehbar ist und direkt an einer axialen Seitenfläche des Rotors (28 bzw. 72) anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließdurchgänge (35, 37) sich in dem Rotor (28) zwi­ schen dessen beiden ebenen axialen Stirnflächen erstrecken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einer (37) der beiden Fließdurchgänge ringförmig gebildet ist und den anderen (35) Fließdurchgang umgibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Fließdurchgang (35) durch die offene Mitte des Rotors (28) gebildet ist, welche eine zentrale Antriebsöffnung bildet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fließdurchgänge (35, 37) sich senkrecht zu den axialen Stirnflächen des Rotors (28) erstrec­ ken.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Fließdurchgang (37) an je­ der axialen Stirnfläche des Rotors (28) einen Ringkanal bildet, und daß ein Loch oder ein Satz von Löchern (37a) in dem Rotor (28) gebildet ist und die beiden ringförmigen Kanäle (37) mit­ einander verbindet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 6, wobei das Gehäuse (20) neben dem Rotor (28) eine Gehäuseplatte (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäuseplatte (21) ein ring­ förmiger Übertragungskanal (32) gebildet ist, der den ringför­ migen Fließdurchgang (37) mit dem betreffenden Arbeitsmittelan­ schluß (3ß) verbindet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäuseplatte (21) ein Loch (21a) gebildet ist, das die offene Mitte (35) des Rotors (28) mit dem betreffenden Arbeitsmittelanschluß (31) verbindet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen jedes der Fließdurchgänge (35, 37) auf gegenüberliegenden axialen Seiten des Gerotors (27, 28) im wesentlichen gleich sind, so daß an dem Gerotor Druckgleich­ gewicht vorhanden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (83) der Fließdurchgänge sich in dem Rotor (72) zwi­ schen dessen beiden axialen Stirnflächen erstreckt, und der andere (74) der Fließdurchgänge eine Öffnung (74) in der axialen Stirn­ fläche des Rotors (72) ist, die der Verteilerplatte (63) zugewandt ist, und daß diese Öffnung (74) mit dem zugehörigen Arbeitsmittel­ anschluß (85) über eine in der Verteilerplatte (63) gebildete Öffnung (75) in Verbindung steht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endkappe (240) vorgesehen ist, die mit der von dem Gerotor abgewandten Seite der Verteilerplatte (23) axial im Eingriff steht, eine Druckbelastungsplatte (90) in einer mittleren Ausnehmung der Endkappe (240) angeordnet ist, die eine Wand der Verteilerplatte (23) bildet, eine ringförmige Wellenfeder zwischen der Druckbelastungsplatte (90) und der Endkappe (240) angeordnet ist, Arbeitsmittelverbindungen (91, 92) in der Endkappe (24) gebildet sind, die mit den beiden Ar­ beitsmittelanschlüssen (30, 31) in Verbindung stehen, und daß Rückschlagventile (93) in den Arbeitsmittelverbindungen (91, 92) vorgesehen sind, die sich lediglich in Richtung gegen die Druckbelastungsplatte (90) öffnen, so daß eine Kopfkraft auf die Druckbelastungsplatte (90) ausgeübt wird in Richtung gegen die Verteilerplatte (23) und den Gerotor (Fig. 12).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Mitte bzw. die konzentrische An­ triebsöffnung (35) des Rotors (28) auf der der Verteilerplatte (28) zugewandten Seite einen axial äußeren Teil größeren Durch­ messers und einen axial inneren Teil kleineren Durchmessers aufweist, der über eine ebene, sich axial erstreckende Schulter (96) mit dem axial äußeren Teil verbunden ist, ein Kommutator­ ring (95) mit einem Teil größeren Durchmessers und einem Teil kleineren Durchmessers der konzentrischen Antriebsöffnung (35) und im Abstand von dem Teil größeren Durchmessers der Antriebs­ öffnung (35) angeordnet ist und dort eine Wand eines der beiden Fließdurchgänge (35, 37) in dem Rotor (28) bildet, eine Abdich­ tung zwischen dem Teil kleineren Durchmessers des Kommutator­ ringes (95) und dem Teil kleineren Durchmessers der Ausnehmung in dem Rotor (28) gebildet ist, eine ringförmige Wellenfeder (97) zwischen der Schulter (96) und dem Kommutatorring (95) und eine Antriebszapfenverbindung (99) zwischen dem Kommutator­ ring (95) und dem Rotor (28) vorgesehen sind (Fig. 13).
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