DE102014010167A1 - Drehmotor mit hohem drehmoment - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmotor, umfassend eine Vielzahl von Flügeln, ein inneres Rotierelement zur Unterbringung der Vielzahl von Flügeln, die von einer zentralen Rotationsachse des inneren Rotors vorragen, ein mehrnockiges Element, das das innere Rotierelement und die Vielzahl von Flügeln umschließt, wobei das mehrnockige Element wenigstens zwei Nocken umfasst, wobei jeder der Nocken einen Einlass und einen Auslass für ein Arbeitsmedium umfasst, und eine Vielzahl von Kammern, wobei jede der Kammern von einer inneren Oberfläche des mehrnockigen Elements und einer äußeren Oberfläche des inneren Rotierelements eingeschlossen ist. Derartige Vorrichtungen sehen gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung vor, dass eine Vielzahl von Einlässen und Auslässen das Ausgangsdrehmoment des Motors verstärken, dass Seitenbelastungen nicht auftreten oder minimiert sind und dass im Vergleich zu einem herkömmlichen hydraulischen Drehmotor mit einem einzelnen Einlass-/Auslasspaar eine schnellere und höhere Rotationskraft erreicht wird.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft einen Drehmotor, insbesondere einen Drehmotor, der mit einem mehrnockigen Motorring ausgerüstet ist, und das Herstellungsverfahren für einen solchen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein herkömmlicher hydraulischer Drehmotor wird typischerweise so produziert, dass Flügel von einem Rotor vorstehen und um eine zentrale Rotationsachse rotieren. Der Motor umfasst ein Gehäuse, wobei die Flügel und das Gehäuse eine Vielzahl von Kammern begrenzen. Der Motor besitzt typischerweise einen einzelnen Einlass, durch den ein Arbeitsmedium in die Vielzahl von Kammern eindringen kann, und einen einzelnen Auslass, durch den das Arbeitsmedium die Vielzahl von Kammern verlassen kann, wobei das Drehmoment zur Rotation des Rotors durch das einzelne Einlass-/Auslasspaar begrenzt wird.
  • Der Rotor ist im herkömmlichen hydraulischen Drehmotor so ausgeführt, dass er sich in Richtungen senkrecht zur zentralen Rotationsachse bewegt. Ein Volumen jeder der Kammern variiert in Relation zu einer Winkelposition der Kammer, wenn sich der Rotor während seiner Rotation in Richtungen senkrecht zur zentralen Rotationsachse bewegt. Insbesondere befindet sich das Volumen einer Kammer auf seinem Minimum und der Druck des Arbeitsmediums in der Kammer auf seinem Maximum, wenn die Kammer am Einlass vorbei rotiert. Das Volumen der Kammer nimmt zu und der Druck in der Kammer nimmt ab, wenn sich die Kammer dem Auslass nähert. Ein solcher beweglicher Rotor bewirkt ungleichmäßige Drucklasten und damit eine deutliche Seitenbelastung einer den Rotor tragenden Welle. Zudem ist das auf die einzelnen Flügel wirkende Drehmoment während der Rotordrehung nicht konstant. Es wäre mithin wünschenswert, einen Motor zu haben, der einige der oben genannten Probleme löst.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einem Aspekt wird ein Drehmotor bereitgestellt, wobei der Drehmotor Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Flügeln; ein inneres Rotierelement, in dem die Vielzahl von Flügeln untergebracht ist, die von einer zentralen Rotationsachse des inneren Rotors vorragen; ein mehrnockiges Element, das das innere Rotierelement und die Vielzahl von Flügeln umschließt, wobei das mehrnockige Element wenigstens zwei Nocken umfasst, wobei jeder der Nocken einen Einlass und einen Auslass für ein Arbeitsmedium umfasst; und eine Vielzahl von Kammern, wobei jede der Kammern von einer Innenfläche des mehrnockigen Elements und einer Außenfläche des inneren Rotierelements umschlossen ist.
  • In einem anderen Aspekt wird ein Drehmotor bereitgestellt, der Folgendes umfasst: ein inneres Rotierelement; eine Vielzahl von Endplatten; ein mehrnockiges Element mit zwei oder mehr Nocken, wobei jeder der Nocken einen Einlass und einen Auslass für ein Arbeitsmedium umfasst, wobei das Arbeitsmedium ein Gas, Luft, Fluid oder eine Kombination daraus umfasst, wobei das durch den Einlassanschluss des äußeren Anschlusselements einströmende Arbeitsmedium unter Druck gesetzt ist und wobei ein Verdichtungsverhältnis des Arbeitsmediums einstellbar ist; und eine Vielzahl von Flügeln, wobei eine Anzahl der Flügel größer als eine Anzahl der Nocken ist.
  • In einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors bereitgestellt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Platzieren einer Vielzahl von Flügeln in einer äußeren außenumfänglichen Oberfläche eines inneren Rotierelements; Herstellen einer Vielzahl von Nocken, deren jeder einen Einlass und einen Auslass umfasst; außenumfängliches Anordnen der Nocken in einer inneren außenumfänglichen Oberfläche eines mehrnockigen Elements; Konfigurieren der Nocken zur Herstellung eines Kontakts mit der äußeren außenumfänglichen Oberfläche des inneren Rotierelements; Umschließen der Vielzahl von Flügeln und des inneren Rotierelements mit dem mehrnockigen Element einschließlich einer Einlassrille und einer Auslassrille auf einer Außenoberfläche des mehrnockigen Elements; Ausbilden einer Vielzahl von Kammern, wobei jede Kammer zwischen zwei benachbarten Nocken angeordnet ist und von der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Elements und der äußeren außenumfänglichen Oberfläche des inneren Rotierelements umschlossen wird; Umschließen des mehrnockigen Elements mit einem äußeren Anschlusselement, das einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss umfasst; und Abdecken und Abdichten der Seiten des äußeren Anschlusselements, des mehrnockigen Elements, des inneren Rotierelements und der Kammern mit einer Vielzahl von Endplatten.
  • In einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Verwendung in einem hydraulischen Drehmomentsystem bereitgestellt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: Rotationsmittel zur Aufnahme einer Vielzahl von Drehmomentgenerierungsmitteln; Mittel zur Bereitstellung eines Arbeitsmediums, das auf die Drehmomentgenerierungsmittel wirkt, wobei das Mittel zur Zuführung des Arbeitsmediums zwei oder mehr Kontaktabschnitte aufweist, wobei jeder der Kontaktabschnitte einen Einlass und einen Auslass für das Arbeitsmedium umfasst und wobei jeder der Kontaktabschnitte in Kontakt mit wenigstens einem von einer inneren außenumfänglichen Oberfläche des Rotationsmittels und dem Drehmomentgenerierungsmittel steht; eine Vielzahl von Mitteln zur Aufnahme des Arbeitsmediums, wobei jedes der Vielzahl von Mitteln zur Aufnahme des Arbeitsmediums von einer inneren Oberfläche des Mittels zur Zuführung des Arbeitsmediums und einer äußeren Oberfläche des Rotationsmittels umschlossen wird, wobei das Mittel zur Aufnahme des Arbeitsmediums zwischen zwei Kontaktabschnitten platziert ist und wobei jedes der Vielzahl von Mitteln zur Aufnahme des Arbeitsmediums dazu konfiguriert ist, während der Rotation des Rotationsmittels ein gleiches Volumen aufrecht zu erhalten; Mittel zum Umschließen der Mittel zur Zuführung des Arbeitsmediums; und Mittel zum Abdecken und Abdichten der Mittel zur Zuführung des Arbeitsmediums und des Rotationsmittels.
  • Damit wurden einige Aspekte der Erfindung eher allgemein beschrieben, damit die detaillierte Beschreibung derselben besser verständlich wird und damit der vorliegende Beitrag zum betreffenden Fachbereich besser nachvollzogen werden kann. Es gibt natürlich zusätzliche Aspekte der Erfindung, die nachstehend beschrieben werden und den Gegenstand der angehängten Patentansprüche bilden.
  • Vor der detaillierten Erklärung wenigstens eines Aspektes der Erfindung muss darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung der Komponenten beschränkt ist, wie sie in der folgenden Beschreibung dargestellt oder in den Zeichnungen illustriert sind. Die Erfindung umfasst auch Aspekte, die über die beschriebenen hinausgehen, und kann in unterschiedlichen Arten praktiziert und durchgeführt werden. Zudem ist zu beachten, dass die hier und in der Zusammenfassung benützte Phraseologie und Terminologie beschreibende Funktion haben und nicht als die Erfindung einschränkend aufzufassen sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In 1 ist eine Explosionsansicht eines exemplarischen Drehmotors gemäß der Offenbarung dargestellt.
  • In 2 ist eine perspektivische Ansicht des exemplarischen Drehmotors gemäß der Offenbarung dargestellt.
  • In 3 ist eine perspektivische Ansicht des mehrnockigen Motorrings 30 dargestellt.
  • In 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Flügels 40 dargestellt.
  • In 5 ist eine Draufsicht eines Flügels 40 mit einer Schraubenfeder dargestellt.
  • In 6 ist eine perspektivische Ansicht des Flügels in 5 dargestellt.
  • In 7 ist eine Draufsicht eines Flügels 40 mit einer Blattfeder dargestellt.
  • In 8 ist eine perspektivische Ansicht des Flügels in 7 dargestellt.
  • In 9 ist eine perspektivische Ansicht des mehrnockigen Motorrings 30, der Vielzahl von Flügeln 40 und des inneren Rotors 50 dargestellt.
  • In 10 ist eine Endansicht des mehrnockigen Motorrings 30, der Vielzahl von Flügeln 40 und des inneren Rotors 50 dargestellt.
  • In 11 ist ein Abschnitt einer exemplarischen Kammer 38 dargestellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen identische Bezugszeichen durchgehend auf identische Teile verweisen. Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung stellt einen Drehmotor bereit. In einigen Ausführungsformen der Erfindung sehen solche Vorrichtungen vor, dass eine Vielzahl von Einlässen und Auslässen das Ausgangsdrehmoment des Motors erhöht, dass Seitenlasten nicht auftreten oder minimiert sind und dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Hydraulikmotor mit einem einzelnen Einlass-/Auslasspaar eine schnellere und höhere Drehkraft erreicht wird.
  • In 1 ist eine Explosionsansicht eines exemplarischen Drehmotors gemäß der Offenbarung dargestellt. Der Drehmotor 100 kann eine oder mehrere Endplatten 21, 22, einen äußeren Anschlussring 10, einen mehrnockigen Motorring 30, eine Vielzahl von Flügeln 40 und einen inneren Rotor 50 umfassen. Jeder der Vielzahl von Flügeln 40 kann in einem entsprechenden Flügelschlitz 53 im inneren Rotor 50 untergebracht sein. Der äußere Anschlussring 10 kann einen Einlassanschluss 11 und einen Auslassanschluss 12 umfassen. Der äußere Anschlussring 10 kann den mehrnockigen Motorring 30 außenumfänglich umschließen. Der mehrnockige Motorring 30 kann eine Einlassströmungsrille 31 und eine Auslassströmungsrille 32 auf einer Außenfläche des mehrnockigen Motorrings 30 umfassen. Der mehrnockige Motorring 30 kann die Vielzahl von Flügeln 40 und den inneren Rotor 50 außenumfänglich umschließen. Die vorderen und hinteren Endplatten 21, 22 können an den Seiten der Vielzahl von Flügeln 40, des inneren Rotors 50, des mehrnockigen Motorrings 30 und des äußeren Anschlussrings 10 platziert sein.
  • In einem Aspekt kann ein Arbeitsmedium, das durch den Einlassanschluss 11 des äußeren Anschlussrings 10 eindringt, von der Einlassströmungsrille 31 auf der äußeren, außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 empfangen werden. Das Arbeitsmedium auf der Auslassströmungsrille 32 kann über den Auslassanschluss 12 ausgeschieden werden. Das in den Einlassanschluss 11 einströmende Arbeitsmedium kann unter Druck gesetzt sein. In einigen Aspekten kann das Arbeitsmedium Luft, Fluid, Gas oder eine Kombination daraus umfassen. In unterschiedlichen Aspekten kann ein Verdichtungsverhältnis des Arbeitsmediums einstellbar sein, abhängig von der gewünschten Geschwindigkeit des Motors 100, der Art des Arbeitsmediums und den Betriebsbedingungen des Motors 100.
  • In 2 ist eine perspektivische Ansicht des exemplarischen Drehmotors gemäß der Offenbarung dargestellt. Der Drehmotor 100 kann ein zylindrisches Gehäuse 110 umfassen, das den äußeren Anschlussring 10 umfasst, der eine außenumfängliche Oberfläche des zylindrischen Gehäuses 110 bildet. Zum Schließen des zylindrischen Gehäuses 110 können die vorderen und hinteren Endplatten 21, 22 jeweils an einer Seite des äußeren Anschlussrings 10 durch eine Vielzahl außenumfänglich beabstandeter Befestigungselemente 23 wie beispielsweise Muttern, Schrauben oder dergleichen befestigt werden.
  • Der Drehmotor 100 kann ferner einen Antrieb 60 umfassen. Der Antrieb 60 kann durch eine zentrale Achse der vorderen und hinteren Endplatten 21, 22 und den äußeren Anschlussring 10 hindurch gehen. In einem Aspekt bewegt sich der Antrieb 60 während des Betriebs des Motors 100 nicht in eine Richtung senkrecht zur zentralen Achse.
  • Der äußere Anschlussring 10 kann einen oder mehrere Einlass- und Auslassanschlüsse 11, 12 umfassen. In einem Aspekt kann der äußere Anschlussring 10 ein einzelnes Paar aus Einlassanschluss 11 und Auslassanschluss 12 auf einer außenumfänglichen Oberfläche des äußeren Anschlussrings 10 umfassen. Ein Arbeitsmedium kann über den Einlassanschluss 11 in den Drehmotor 100 eindringen und über den Auslassanschluss 12 ausgeschieden werden. Der äußere Anschlussring 10 kann den mehrnockigen Motorring 30 außenumfänglich umschließen (vgl. 3).
  • In 3 ist eine perspektivische Ansicht des mehrnockigen Motorrings 30 dargestellt. Eine äußere außenumfängliche Oberfläche 33 des mehrnockigen Motorrings 30 kann ein oder mehrere Paare von Einlassströmungsrille 31 und Auslassströmungsrille 32 umfassen. Die Einlassströmungsrille 31 kann am Einlassanschluss 11 des äußeren Anschlussrings 10 ausgerichtet sein (vgl. 2), so dass die Einlassströmungsrille 31 das Arbeitsmedium vom Einlassanschluss 11 empfangen kann. In ähnlicher Weise kann die Auslassströmungsrille 32 am Auslassanschluss 12 des äußeren Anschlussrings 10 ausgerichtet sein (vgl. 2), so dass das in der Auslassströmungsrille 32 fließende Medium über den Auslassanschluss 12 ausgeschieden werden kann.
  • Der mehrnockige Motorring 30 kann eine Vielzahl von Nocken 36 umfassen. In einem Aspekt kann eine Anzahl der Nocken 36 zwei oder mehr betragen, vorzugsweise sechs oder mehr. Optional kann die Anzahl der Nocken 36 auch acht oder mehr betragen. Jeder der Vielzahl von Nocken 36 kann ein Paar aus Einlass 34 und Auslass 35 umfassen. In einem Aspekt können der Einlass 34 und der Auslass 35 in dem Paar parallel zueinander in einer Breiterichtung des mehrnockigen Motorrings 30 positioniert sein. In einigen Aspekten können der Einlass 34 und der Auslass 35 in dem Paar in einem Winkel in Bezug auf die Breiterichtung des mehrnockigen Motorrings 30 ausgerichtet sein. Die Vielzahl von Nocken 36 kann in einer inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 platziert sein. In einem Aspekt kann die Vielzahl von Nocken 36 periodisch in gleichen Abständen entlang der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 36 beabstandet sein.
  • Jeder Nocken der Vielzahl von Nocken 36 kann an einer planaren oder konvexen Position der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 positioniert sein, wo eine konkave Arbeitskammer 38 zwischen zwei benachbarten Nocken 36 gebildet sein kann. In einem Aspekt können die Einlässe 34 der Vielzahl von Nocken 36 an der Einlassströmungsrille 31 ausgerichtet sein, so dass jeder der Einlässe 34 das Arbeitsmedium von der Einlassströmungsrille 31 empfangen und in die entsprechende konkave Arbeitskammer 38 einführen kann. In ähnlicher Weise können die Auslässe 35 der Vielzahl von Nocken 36 an der Auslassströmungsrille 32 angeordnet sein, so dass die Auslassströmungsrille 32 das Arbeitsmedium empfangen kann, das die konkaven Arbeitskammern 38 über die Auslässe 35 verlässt. Aufgrund der kontinuierlichen Medienströmungsschleife zwischen dem äußeren Anschlussring 10, dem mehrnockigen Motorring 30 und den Kammern 38 kann der Medium-Drehmotor 100 im Vergleich zu einem herkömmlichen Hydraulikmotor ein höheres Drehmoment erzeugen.
  • In 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Flügels 40 dargestellt. Der Flügel 40 kann einen oder mehrere Teilflügel 41, 42 umfassen. In einem Aspekt kann der Flügel 40 in ein Paar Teilflügel unterteilt sein, namentlich erste 41 und zweite 42 Teilflügel, wobei das Paar erster 41 und zweiter 42 Teilflügel in Bezug zueinander verschoben werden und dabei teilweise in Kontakt miteinander bleiben kann. In einem Aspekt kann der Flügel 40 eine Rechteckform aufweisen. Ein Seitenende 441, 442 der ersten 41 und zweiten 42 Teilflügel kann abgerundet sein. Das andere Seitenende der ersten 41 und zweiten 42 Teilflügel kann abgewinkelt sein. Die runden Formen 441, 442 des Flügels 40 können mit der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 in Kontakt sein (vgl. 1) und damit während der Rotation des inneren Rotors 50 eine Dichtung zwischen dem Flügel 40 und der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 bilden (vgl. 1). Die runden Formen 441, 442 des Flügels 40 können eine Reibung zwischen dem Flügel 40 und der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 reduzieren und gleichzeitig den Flügel 40 dazu befähigen, während der Rotation des inneren Rotors 50 einen Kontakt mit der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 aufrecht zu erhalten. In einigen Aspekten kann eine Anzahl von Flügeln 40 größer als eine Anzahl von Nocken 36 sein, um eine Bypass-Strömung des Arbeitsmediums zu verhindern.
  • In 5 ist eine Draufsicht eines Flügels 40 mit einer Schraubenfeder dargestellt, und 6 zeigt die entsprechende perspektivische Ansicht. Jeder der ersten 41 und zweiten 42 Teilflügel kann einen Versatzschlitz 411, 422 im Inneren des Teilflügels umfassen, wobei ein elastisches Element 430 in die Versatzschlitze 411, 422 platziert werden kann. Das elastische Element 430 kann eine Feder umfassen. In einigen Aspekten kann das elastische Element 430 eine Schraubenfeder, eine Blattfeder oder dergleichen umfassen. Während der erste 41 und der zweite 42 Teilflügel teilweise in Kontakt miteinander bleiben können, kann ein Ende 431 der Schraubenfeder 430 in Kontakt mit einer Oberfläche des Versatzschlitzes 411 im ersten Teilflügel 41 sein und damit das Ende 451 des ersten Teilflügels 41 vorwärts drücken. Daraus folgt, dass das Ende 451 des ersten Teilflügels 41 einen Kontakt mit einer Innenfläche der ersten Endplatte 21 bilden kann (vgl. 1) und damit eine Dichtung zwischen dem Flügel 40 und der ersten Endplatte 21 herstellen kann. In ähnlicher Weise kann das andere Ende 432 der Schraubenfeder 430 in Kontakt mit einer Oberfläche des Versatzschlitzes 422 im zweiten Teilflügel 42 sein und dadurch das Ende 452 des zweiten Teilflügels 42 in die entgegengesetzte Richtung des vorwärtsbewegten ersten Teilflügels 41 drücken. Daraus folgt, dass das Ende 452 des zweiten Teilflügels 42 einen Kontakt mit einer Innenfläche der zweiten Endplatte 22 herstellen kann (vgl. 1) und damit eine Dichtung zwischen dem Flügel 40 und der zweiten Endplatte 22 bilden kann. Diese Art eines geteilten Flügeldesigns kann es den Flügeln ermöglichen, eine Dichtung zu den Endplatten 21, 22 zu erzwingen, so dass der Motor 100 bei wesentlich höheren Mediumdrücken als ein herkömmlicher Flügelmotor arbeiten kann.
  • In 7 ist eine Draufsicht eines Flügels 40 mit einer Blattfeder dargestellt, und in 8 ist die entsprechende perspektivische Ansicht dargestellt, wobei die Blattfeder 460 in den Versatzschlitzen 411, 422 platziert ist. Wie bei der Schraubenfeder 430 in 5–6 wird auch hier, während die ersten 41 und zweiten 42 Teilflügel teilweise in Kontakt miteinander bleiben können, das Ende 451 des ersten Teilflügels 41 vorwärts gedrückt, wodurch eine Dichtung zwischen dem ersten Teilflügel 41 und der ersten Endplatte 21 hergestellt wird. Das Ende 452 des zweiten Teilflügels 42 bildet eine Dichtung zwischen dem zweiten Teilflügel 42 und der zweiten Endplatte 22.
  • In 9 ist eine perspektivische Ansicht des mehrnockigen Motorrings 30, der Mehrzahl von Flügeln 40 und des inneren Rotors 50 dargestellt. Der mehrnockige Motorring 30 kann die Vielzahl von Flügeln 40 und den inneren Rotor 50 umschließen. Der innere Rotor 50 kann eine Vielzahl von Flügelschlitzen 53 umfassen, um die Vielzahl von Flügeln 40 unterzubringen. Die Vielzahl der Flügelschlitze 53 kann in gleichen Winkelintervallen außenumfänglich in der Außenfläche des inneren Rotors 50 angeordnet sein. Jeder Flügel 40 kann innerhalb des entsprechenden Flügelschlitzes 53 in einer Richtung senkrecht zu einer zentralen Rotationsachse a0 des inneren Rotors 50 positioniert sein. Während der Rotation des inneren Rotors 50 um die zentrale Achse a0 des inneren Rotors 50 kann der Fluiddruck den Flügel 40 dazu bringen, auswärts verschoben zu werden, so dass die abgerundeten Seiten 441, 442 des Flügels 40 aus dem Flügelschlitz 53 herausgeschoben werden und einen Kontakt mit der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 bilden können. In einem Aspekt benötigt der Flügelschlitz 53 möglicherweise kein Expansionselement, um den Flügel 40 auswärts zu drücken, so dass der Flügel 40 in Kontakt mit der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 ist. Alternativ kann der Flügelschlitz 53 ein Expansionselement umfassen, um die auswärts wirkende Zentrifugalkraft zu verstärken. Das Expansionselement kann eine Feder, ein Druckgas oder jedes andere geeignete Mittel zur Verstärkung der auswärts wirkenden Zentrifugalkraft umfassen.
  • Der innere Rotor 50 kann eine oder mehrere Dichtungskanten 51 umfassen. Die Dichtungskante 51 kann zwischen einer Seite des inneren Rotors 50 und den Endplatten 21, 22 platziert werden (vgl. 1). Die Dichtungskante 51 kann eine Dichtung zwischen dem inneren Rotor 50 und den Endplatten 21, 22 bilden und die Druckfläche gegen die Endplatten reduzieren. Der innere Rotor 50 kann ferner einen Antriebsschlitz 52 umfassen. Der Antriebsschlitz 52 kann den Antrieb 60 halten (vgl. 2), der durch den inneren Rotor 50 hindurch geht. Optional kann der Antrieb 60 mit dem Antriebsschlitz 52 verbunden sein. In einem Aspekt kann die zentrale Rotationsachse a0 des inneren Rotors 50 an der Durchgangsrichtung des Antriebs 60 ausgerichtet sein. In einigen Aspekten kann sich der innere Rotor 50 während der Rotation des inneren Rotors 50 nicht in eine Richtung senkrecht zur zentralen Rotationsachse bewegen.
  • In 10 ist eine Endansicht des mehrnockigen Motorrings 30, der Vielzahl von Flügeln 40 und des inneren Rotors 50 dargestellt. Der mehrnockige Motorring 30 kann die Vielzahl von Flügeln 40 und den inneren Rotor 50 einschließen. Die innere außenumfängliche Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 kann die Vielzahl von Nocken 36 umfassen. Die innere außenumfängliche Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30, die äußere außenumfängliche Oberfläche des inneren Rotors 50 und die Endplatten 21, 22 (vgl. 1) können eine Vielzahl von Arbeitskammern 38 bilden. In einem Aspekt kann jede Kammer 38 von zwei benachbarten Nocken 36, der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 und der äußeren außenumfänglichen Oberfläche des inneren Rotors 50 gebildet sein, wobei die Kammer von zwei Endplatten 21, 22 abgeschlossen ist.
  • Jede Kammer 38 kann in Bezug zueinander ein gleiches Volumen aufweisen. In einigen Aspekten kann die Rotationsachse a0 des inneren Rotors 50 fixiert sein, so dass jede Kammer 38 während der Rotation des inneren Rotors 50 das gleiche Volumen aufrechterhalten kann. Das in den Einlassanschluss 11 des äußeren Anschlussrings 10 eindringende Arbeitsmedium (vgl. 1) kann von der Einlassströmungsrille 31 (vgl. 1) auf der äußeren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Motorrings 30 aufgenommen werden. Das Arbeitsmedium auf der Einlassströmungsrille 31 kann in jede Kammer 38 über den Einlass 34 in jedem Nocken 36 eindringen und auf einen vom inneren Rotor 50 vorragenden Flügel 40 einwirken, um ein Drehmoment zu erzeugen und damit den inneren Rotor 50 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um die zentrale Rotationsachse a0 des inneren Rotors 50 rotieren. In ähnlicher Weise kann das Arbeitsmedium über den Auslass 35 aus der Kammer 38 austreten und anschließend über die Auslassströmungsrille 32 und den Auslassanschluss 12 des äußeren Anschlussrings 10 ausgeschieden werden (vgl. 1). Der Mediumströmungsweg gemäß der Offenbarung kann dem Arbeitsmedium ermöglichen, alle Einlässe und Auslässe in der Vielzahl von Nocken 36 zu versorgen, ohne mehrere externe Anschlüsse zu benötigen. Zudem kann diese Art von Mediumströmungsweg eine umkehrbare Rotation des Rotors 50 ohne Entfernung und Neupositionierung des Motors 100 ermöglichen.
  • In 11 ist ein Abschnitt einer exemplarischen Kammer 38 dargestellt. Das in die Arbeitskammer 38a über den Einlass 34a eindringende Arbeitsmedium kann auf den vom inneren Rotor 50 vorragenden Flügel 40 einwirken und damit den inneren Rotor 50 wie vom Pfeil angezeigt in Rotation versetzen. Nach der Rotation des inneren Rotors 50 kann das Arbeitsmedium aus der Kammer 38a über den Auslass 35a austreten. In einem Aspekt kann eine Arbeitskammer einen Einlass und einen Auslass umfassen. In einigen Aspekten kann eine Arbeitskammer ein Arbeitsmedium über einen Einlass aufnehmen und das Arbeitsmedium über einen Auslass ausscheiden, der im nächsten benachbarten Nocken in Rotationsrichtung des inneren Rotors 50 angeordnet sein kann. In verschiedenen Aspekten kann eine Arbeitskammer ein Arbeitsmedium über einen Einlass aufnehmen und das Arbeitsmedium über einen Auslass ausscheiden, der im nächsten benachbarten Nocken in Rotationsrichtung im Uhrzeigersinn des inneren Rotors 50 angeordnet sein kann.
  • Jede Kammer kann eine gleiche Menge an Drehmoment, das auf die Flügel 40 wirkt, produzieren. Die Vielzahl von Nocken, welche die Einlässe 34 und Auslässe 35 umfassen, können an jedem der Vielzahl von Flügeln 40 einen Drehmomentarm erzeugen. In einem Aspekt kann das den Motor 100 in Rotation versetzende Drehmoment mit der Anzahl der Nocken 36 multipliziert werden. In verschiedenen Aspekten benötigt der Drehmotor 100 möglicherweise keine Seitenlast und keinen sekundären Mutternschrauber. In einigen Aspekten kann die gesamte Eingangsenergie in eine kontinuierliche Rotation umgesetzt und damit eine schnellere und stärkere Rotationskraft als bei einem herkömmlichen Hydraulikmotor erreicht werden.
  • Die zahlreichen Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der detaillierten Spezifikation hervor, und in diesem Sinne sollen die angehängten Patentansprüche sämtliche solche Merkmale und Vorteile der Erfindung abdecken, die unter das Prinzip und den Geltungsumfang der Erfindung fallen. Da für einschlägig bewanderte Fachleute zahlreiche Modifikationen und Variationen erkennbar sind, besteht nicht die Absicht, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den exakten Betrieb wie illustriert und beschrieben einzuschränken, und dementsprechend können auch sämtliche geeigneten Modifikationen und Äquivalente herangezogen werden, die in den Geltungsbereich der Erfindung fallen.

Claims (40)

  1. Drehmotor, umfassend: eine Vielzahl von Flügeln zur Erzeugung von Drehmoment für den Drehmotor; ein inneres Rotierelement zur Unterbringung der Vielzahl von Flügeln, die von einer zentralen Rotationsachse des inneren Rotierelements vorragen; ein mehrnockiges Element zur wenigstens teilweisen Umschließung des inneren Rotierelements und der Vielzahl von Flügeln, wobei das mehrnockige Element wenigstens zwei Nocken umfasst, wobei jeder der Nocken einen Einlass und einen Auslass umfasst; und eine Vielzahl von Kammern, wobei jede der Kammern wenigstens teilweise von einer Innenfläche des mehrnockigen Elements und einer Außenfläche des inneren Rotierelements umschlossen ist.
  2. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl der Flügel größer ist als eine Anzahl der Nocken.
  3. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl der Nocken wenigstens Zwei beträgt.
  4. Drehmotor nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein äußeres Anschlusselement, wobei das äußere Anschlusselement wenigstens teilweise das mehrnockige Element umschließt, wobei das äußere Anschlusselement einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss umfasst und wobei das mehrnockige Element eine Einlassrille und eine Auslassrille auf einer äußeren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Elements umfasst.
  5. Drehmotor nach Anspruch 4, wobei der Einlassanschluss an der Einlassrille ausgerichtet ist und der Auslassanschluss an der Auslassrille ausgerichtet ist.
  6. Drehmotor nach Anspruch 4, wobei die Einlassrille dazu konfiguriert ist, ein in das mehrnockige Element über den Einlassanschluss eintretendes Fluid zu empfangen und die Auslassrille dazu konfiguriert ist, das Arbeitsfluid über den Auslassanschluss abzugeben.
  7. Drehmotor nach Anspruch 4, wobei die Einlässe der Nocken an der Einlassrille ausgerichtet sind und die Auslässe der Nocken an der Auslassrille ausgerichtet sind.
  8. Drehmotor nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine oder mehrere Endplatten, wobei die Kammern wenigstens teilweise von den Endplatten abgedeckt werden und jede der Kammern zwischen zwei benachbarten Nocken angeordnet ist.
  9. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei jede der Kammern dazu konfiguriert ist, während der Rotation des inneren Rotierelements ein im wesentlichen gleiches Volumen in Bezug zueinander aufrecht zu erhalten.
  10. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei jeder der Nocken in einem konvexen Abschnitt der Innenoberfläche des mehrnockigen Elements angeordnet ist.
  11. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei eine Rotationsachse des inneren Rotierelements dazu konfiguriert ist, während der Rotation des inneren Rotierelements stationär zu bleiben.
  12. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei jede der Kammern dazu konfiguriert ist, ein Arbeitsfluid über einen Einlass, der jeweils in einem jeder der Kammern nächstgelegenen benachbarten Nocken angeordnet ist, zu empfangen und das Arbeitsfluid über einen Auslass, der jeweils in einem weiteren jeder der Kammern nächstgelegenen benachbarten Nocken in einer Rotationsrichtung des inneren Rotierelements angeordnet ist, abzugeben.
  13. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei der Drehmotor dazu konfiguriert ist, ein Arbeitsfluid zu verarbeiten.
  14. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei der Drehmotor dazu konfiguriert ist, ein Arbeitsfluid unter Druck zu setzen.
  15. Drehmotor nach Anspruch 14, wobei ein Verdichtungsverhältnis des Arbeitsfluids einstellbar ist.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors, umfassend: Platzieren einer Vielzahl von Flügeln in einer äußeren außenumfänglichen Oberfläche eines inneren Rotierelements; Herstellen einer Vielzahl von Nocken, deren jeder einen Einlass und einen Auslass umfasst; Außenumfängliches Anordnen der Nocken in einer inneren außenumfänglichen Oberfläche eines mehrnockigen Elements; Herstellen einer Vielzahl von Kammern, wobei jede Kammer zwischen zwei angrenzenden Nocken platziert ist und wenigstens teilweise von der inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Elements und der äußeren außenumfänglichen Oberfläche des inneren Rotierelements umschlossen ist; und Wenigstens teilweises Umschließen des mehrnockigen Elements mit einem äußeren Anschlusselement, das einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss umfasst.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Konfigurieren der Nocken zur Herstellung eines Kontaktes mit der äußeren außenumfänglichen Oberfläche des inneren Rotierelements; Abdecken und Abdichten der Seiten des äußeren Anschlusselements, des mehrnockigen Elements, des inneren Rotierelements und der Kammern mit einer Vielzahl von Endplatten; und Konfigurieren der Flügel zur Herstellung einer Dichtung zwischen den Flügeln und den Endplatten.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Herstellen einer Einlassrille und einer Auslassrille auf einer Außenfläche des mehrnockigen Elements; Ausrichten des Einlasses an der Einlassrille und zusätzlich Ausrichten der Einlassrille am Einlassanschluss; und Ausrichten des Auslasses an der Auslassrille und ferner Ausrichten der Auslassrille am Auslassanschluss.
  19. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Konfigurieren jeder Kammer zur Aufrechterhaltung eines im Wesentlichen gleichen Volumens in Bezug zueinander während der Rotation des inneren Rotierelements; Herstellen eines konkaven Abschnitts in jeder Kammer; und Konfigurieren jeder Kammer zur Aufnahme eines Arbeitsfluids über den Einlass, der jeweils in einem jeder der Kammern nächstgelegenen benachbarten Nocken angeordnet ist, und zur Abgabe des Arbeitsfluids über den Auslass, der jeweils in einem weiteren jeder der Kammern nächstgelegenen benachbarten Nocken in einer Rotationsrichtung des inneren Rotierelements angeordnet ist.
  20. Vorrichtung zur Verwendung in einem hydraulischen Drehmomentsystem, umfassend: Rotationsmittel zur Unterbringung einer Vielzahl drehmomenterzeugender Mittel; Mittel zur Zuführung eines Arbeitsfluids zur Einwirkung auf das drehmomenterzeugende Mittel, wobei das Mittel zur Zuführung des Arbeitsfluids zwei oder mehr Kontaktabschnitte umfasst, wobei jeder der Kontaktabschnitte einen Einlass und einen Auslass für das Arbeitsfluid umfasst und wobei wenigstens einer der Kontaktabschnitte in Kontakt mit wenigstens einer inneren außenumfänglichen Oberfläche des Rotationsmittels ist; Eine Vielzahl von Mitteln zur Aufnahme des Arbeitsfluids, wobei jedes der Vielzahl von Mitteln zur Aufnahme des Arbeitsfluids wenigstens teilweise von einer inneren Oberfläche des Mittels zur Zuführung des Arbeitsfluids und einer äußeren Oberfläche des Rotationsmittels umfasst ist, wobei das Mittel zur Aufnahme des Arbeitsfluids zwischen zwei Kontaktabschnitten platziert ist und wobei jedes der Vielzahl von Mitteln zur Aufnahme des Arbeitsfluids dazu konfiguriert ist, während der Rotation des Rotationsmittels ein im Wesentlichen gleiches Volumen aufrecht zu erhalten; Mittel zur wenigstens teilweisen Umfassung des Mittels zur Zuführung des Arbeitsfluids; und Mittel zum Abdecken und Abdichten des Mittels zur Zuführung des Arbeitsfluids und des Rotationsmittels.
  21. Drehmotor nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Antrieb, der durch eine zentrale Achse des inneren Rotierelements hindurch geht.
  22. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei das innere Rotierelement dazu konfiguriert ist, während der Rotation des inneren Rotierelements einen Fluiddruck auf die Flügel auszuüben.
  23. Drehmotor nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Dichtungskante auf einer Seite des inneren Rotierelements.
  24. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei der Drehmotor dazu konfiguriert ist, durch die Nocken ein Arbeitsfluid in sämtliche Einlässe und Auslässe zuzuführen, ohne hierfür mehrere externe Anschlüsse zu benötigen.
  25. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei der Drehmotor dazu konfiguriert ist, die Umkehrung der Rotation des inneren Rotierelements ohne Neupositionierung des Drehmotors zu ermöglichen.
  26. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei jede Kammer dazu konfiguriert ist, eine im Wesentlichen gleiche Menge des auf die Flügel wirkenden Drehmoments zu erzeugen.
  27. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei der Drehmotor keine Seitenbelastung aufweist.
  28. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei der Drehmotor keinen sekundären Mutternschrauber besitzt.
  29. Drehmotor nach Anspruch 1, wobei die Nocken in im Wesentlichen gleichen Abständen periodisch an einer inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Elements beabstandet sind.
  30. Drehmotor nach Anspruch 3, wobei eine Anzahl der Nocken wenigstens Acht beträgt.
  31. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Konfigurieren eines Antriebs, so dass dieser durch eine zentrale Achse des inneren Rotierelements hindurch führt.
  32. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Konfigurieren des inneren Rotierelements zur Erzeugung eines Fluiddrucks auf die Flügel während der Rotation des inneren Rotierelements.
  33. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Konfigurieren des Drehmotors zur Zuführung eines Arbeitsfluids in alle Einlässe und Auslässe durch die Nocken ohne die Notwendigkeit mehrerer externer Anschlüsse.
  34. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Konfigurieren des Drehmotors, so dass die Umkehrung der Rotation des inneren Rotierelements ohne Neupositionierung des Drehmotor ermöglicht wird.
  35. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotor nach Anspruch 16, ferner umfassend: Konfigurieren jeder Kammer zur Erzeugung einer im Wesentlichen gleichen Menge eines auf die Flügel wirkenden Drehmoments.
  36. Verfahren zur Herstellung eines Drehmotors nach Anspruch 16, ferner umfassend: Periodisches Beabstanden der Nocken in im Wesentlichen gleichen Abständen an einer inneren außenumfänglichen Oberfläche des mehrnockigen Elements.
  37. Vorrichtung nach Anspruch 20, ferner umfassend: einen Antrieb, der durch eine zentrale Achse des Rotationsmittels hindurch führt.
  38. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Rotationsmittel dazu konfiguriert ist, während der Rotation des Rotationsmittels einen Fluiddruck auf das drehmomenterzeugende Mittel zu erzeugen.
  39. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei jedes der Mittel zur Aufnahme des Arbeitsfluids dazu konfiguriert ist, eine im Wesentlichen gleiche Menge des auf das drehmomenterzeugende Mittel wirkenden Drehmoments zu produzieren.
  40. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Kontaktabschnitte in im Wesentlichen gleichen Abständen periodisch an einer inneren außenumfänglichen Oberfläche des Mittels zur Zuführung eines Arbeitsfluids beabstandet sind.
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