Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine, insbesondere Gerotormotor, umfassend einen ersten Rotor, der in einem ersten Stator rotieren kann, wobei zwischen dem ersten Rotor und dem ersten Stator wenigsten eine erste Arbeitskammer ausgebildet ist und einen zweiten Rotor, der in einem zweiten Stator rotieren kann, wobei zwischen dem zweiten Rotor und dem zweiten Stator wenigsten eine zweite Arbeitskammer ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Drehkolbenpumpe.

Rotationskolbenmaschinen der eingangs genannten Art sind auch als Gerotormotor, Orbitalmotor oder dergleichen bekannt. Sie umfassen wenigstens einen Rotor, der in einem Stator rotiert und orbitiert, das heißt, sich einerseits um seine eigene Achse dreht, und andererseits um eine Zentralachse des Stators orbitiert. Dieser Rotortreibt dann eine Welle an oder wird von einer Welle angetrieben, die in der Regel als Kardanwelle oder Taumelwelle bezeichnet wird und die dann über eine entsprechende Kupplung mit einer nicht- orbitierenden Welle verbunden ist, die je nach Betriebsmodus als Abtriebs- oder Antriebswelle wirkt. Solche Rotationskolbenmaschinen können grundsätzlich sowohl als Motor als auch als Pumpe arbeiten. Werden sie als Motor betrieben, wird ein Medium, vorzugsweise Hydraulikmedium, unter hohem Druck einem der Anschlüsse zugeführt, was dann in einer Abtriebsdrehung des Rotors resultiert. Je nach Flussrichtung des Fluids kann die Drehrichtung der Abtriebswelle gewählt werden. Andererseits ist es auch möglich, die Abtriebswelle anzutreiben, sie also als Antriebswelle zu verwenden, um so Fluid in die eine oder die andere Richtung mittels des wenigstens einen Rotors zu pumpen.

Grundsätzlich basiert die Rotationskolbenmaschine der hierin beschriebenen Erfindung auf einer Bauart, wie in etwa in DE 199 61 400 T2 offenbart. Die dort gezeigte hydraulische Maschine weist einen Zahnsatz auf, der ein Zahnrad aufweist, das rotierend und orbitierend in einem Zahnring angeordnet ist und der in Axialrichtung zwischen zwei Platten angeordnet ist, wobei der Zahnring Zähne aufweist, die durch Rollen gebildet sind. Das Zahnrad bildet also den Rotor, während der Zahnring den Stator bildet. Die Rollen bilden die nach innen vorstehenden Zähne des Zahnrings.

Aus DE 42 34 055 C2 ist eine ähnliche Maschine bekannt, die dort parallel zu einem Spiralkompressor angeordnet ist, um den Spiralkompressor anzutreiben.

DE 10 2007 017 652 A1 offenbart eine weitere Rotationskolbenmaschine, insbesondere Gerotormotor, mit einem Zahnrad, einen dieses umschließende, mit ihm Verdrängungskammern bildenden Zahnring, eine Motorwelle und eine das Zahnrad und die Motorwelle drehfest verbindende Kardanwelle, wobei die Motorwelle und ein die Motorwelle aufnehmendes Gehäuse eine Ausnehmungen umfassende Drehschieberanordnung zur Ansteuerung der Verdrängungskammern aufweist. Die Wände der Ausnehmungen sind durch wenigstens ein Stützmittel abgestützt. Die Drehschieberanordnung bildet hier eine Steuereinheit, die entsprechend die Arbeitskammern der Maschine mit Hydraulikanschlüssen verbindet, um so den Rotor anzutreiben.

Nachteilig an den Maschinen der vorstehend genannten Art ist, dass sie in der Aufnahme von unter Druck stehendem Fluid, wie beispielsweise einer Hydraulikflüssigkeit, beschränkt sind. Bauartbedingt können nur bestimmte Maximaldrücke aufgenommen werden, die dann auch nur ein bestimmtes maximales Drehmoment liefern können. Soll ein höheres Drehmoment abgenommen werden, oder soll ein Fluid unter höherem Druck gepumpt werden, müssen zwei oder mehr dieser Motoren zusammengeschaltet werden. Einerseits ist die Druckbegrenzung in Dichtungen und Lagern begrenzt, andererseits auch in einem Rotor, der nur einen bestimmten Druckabfall in den Arbeitskammern erlaubt.

Aus DE 60 023 839 T2 ist ein hydraulischer Motor bekannt, der zwei Rotoren aufweist, die ineinander rotieren, um so zwei Stufen zu bilden. Allerdings sind diese Stufen nicht derartige aufgebaut, dass ein höheres Drehmoment erreicht werden könnte, sondern es sind lediglich verschiedene Schluckvolumina vorgesehen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, die mit einem ersten und einem zweiten Rotor zweistufig aufgebaut ist und ein gegenüber herkömmlichen Rotationskolbenmaschinen höheres Drehmoment bzw. höheren Pumpdruck erlaubt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 , nämlich insbesondere dadurch, dass der erste und der zweite Rotor gekoppelt sind, um gemeinsam zu rotieren, wobei die Rotationskolbenmaschine eine Steuerscheibe aufweist, die gemeinsam mit dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor rotieren kann und erste Hydraulikkanäle sowie zweite Hydraulikkanäle aufweist. Während die ersten und zweiten Rotoren rotieren und orbitieren, rotiert die Steuerscheibe vorzugsweise nur, orbi- tiert aber nicht. Die Steuerscheibe hat also dieselbe Drehzahl wie die ersten und zweiten Rotoren.

Die Steuerscheibe ist vorzugsweise die einzige Steuerscheibe der Rotationskolbenmaschine und versorgt sowohl den ersten als auch den zweiten Rotor, bzw. die ersten und zweiten Arbeitskammern mit Hydraulikmedium. Die Rotationskolbenmaschine weist einen ersten Hydraulikanschluss sowie einen zweiten Hydraulikanschluss auf, wobei ein Hydraulikmedium von dem ersten Hydraulikanschluss über die ersten Hydraulikkanäle in der Steuerscheibe in die wenigstens eine erste Arbeitskammer strömen kann, von dort über die zweiten Hydraulikkanäle in die Steuerscheibe, in der Steuerscheibe in die wenigstens eine zweite Arbeitskammer strömen kann und von dort zum zweiten Hydraulikanschluss. Auf diese Weise kann beispielsweise in der ersten Rotor-Stator-Einheit ein erster Teildruck abfallen und in der zweiten Rotor-Stator-Einheit ein zweiter Teildruck, vorzugsweise bis auf Umgebungsdruck abfallen. Vorzugsweise kann beispielsweise ein Hydraulikmedium am ersten Hydraulikanschluss mit 400 bar bereitgestellt werden, wo dann dieser Druck in der ersten Rotor-Stator-Einheit auf 200 bar absinkt, das Hydraulikmedium also bei 200 bar aus der ersten Arbeitskammer strömen und von dort über die zweiten Hydraulikkanäle in der Steuerscheibe in die wenigstens eine zweite Arbeitskammer geleitet wird und dort wiederum um 200 bar abfällt, um bei Umgebungsdruck am zweiten Hydraulikanschluss aus der Rotationskolbenmaschine auszutreten. Die Steuerscheibe versorgt demnach sowohl die erste Rotor-Stator-Einheit als auch die zweite Rotor-Stator-Einheit und sorgt so für eine Zweistufigkeit der Rotationskolbenmaschine.

Es soll verstanden werden, dass die Rotationskolbenmaschine nicht nur auf die oben beschriebene Weise als Motor benutzt werden kann, sondern auch umgekehrt als Pumpe, nämlich dann, wenn der erste und zweite Rotor gemeinsam angetrieben werden. In diesem Fall wird Hydraulikmedium vom zweiten zum ersten Hydraulikanschluss oder umgekehrt gepumpt. Im Motorbetrieb ist es auch möglich, Hydraulikmedium an dem zweiten Hydraulikanschluss der Rotationskolbenmaschine zuzuführen und am ersten Hydraulikanschluss bei Umgebungsdruck abzunehmen. Auf diese Weise wird eine Drehrichtungsumkehr der Rotationskolbenmaschine erreicht.

Vorzugsweise sind der erste und zweite Rotor mit einem axialen Abstand zueinander angeordnet. Hierbei sind der erste und der zweite Rotor vorzugsweise koaxial angeordnet. Auf diese Weise lassen sich axial nebeneinander angeordnete bzw. ausgebildete Arbeitskammern bereitstellen, die getrennt und abgedichtet voneinander sind, und denen Hydraulikmedium mit verschieden hohen Drücken zugeführt werden kann. Das Ausbilden von ersten und zweiten Stufen der Rotationskolbenmaschine ist hierdurch also vereinfacht.

Der erste und zweite Rotor sind vorzugsweise baugleich ausgebildet. Folglich sind vorzugsweise auch der erste und zweite Stator baugleich ausgebildet. Einerseits lassen sich hierdurch Gleichteile erzeugen, andererseits auch zwei identische Stufen, sodass der Betrieb der Rotationskolbenmaschine sowohl im Motorbetrieb als auch im Pumpbetrieb vereinfacht ist.

Es kann vorgesehen sein, dass der erste und zweite Rotor auf einer gemeinsamen Welle, insbesondere Orbitalwelle, angeordnet sind. Die ersten und zweiten Rotoren können dann im Motorbetrieb der Rotationskolbenmaschine gemeinsam die Orbitalwelle antreiben oder die Rotoren werden im Pumpbetrieb der Rotationskolbenmaschine durch die Orbitalwelle angetrieben. Die Orbitalwelle ist in diesem Fall vorzugsweise so ausgerichtet, dass sie nicht taumelt, sondern lediglich orbitiert. Die ersten und zweiten Rotoren können zu diesem Zweck formschlüssig auf der Orbitalwelle angeordnet sein oder einstückig mit dieser verbunden sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste und/oder zweite Rotor durch eine Taumelwelle mit der Steuerscheibe in Drehverbindung ist. Für den Fall, dass eine gemeinsame Welle vorgesehen ist, kann es auch ausreichend sein, dass die gemeinsame Welle, vorzugsweise Orbitalwelle, durch eine Taumelwelle mit der Steuerscheibe in Drehverbindung ist. In diesem Fall sind die ersten und zweiten Rotoren nur mittelbar mit der Taumelwelle verbunden, nämlich über die gemeinsame Welle bzw. Orbitalwelle. Es ist auch ausreichend, dass nur einer der Rotoren direkt oder indirekt mit der Taumelwelle verbunden ist, wenn die ersten und zweiten Rotoren über die gemeinsame Welle miteinander in Drehverbindung stehen. Die Taumelwelle dient dazu, die Steuerscheibe anzutreiben, die ihrerseits verschiedene Hydraulikkanäle miteinander verbindet, um so die zwischen Rotor und Stator gebildeten Arbeitskammern wahlweise mit Hydraulikmedium zu versorgen. Im Grunde ist es auch denkbar, die Steuerscheibe direkt und ohne Taumelwelle durch die beispielsweise gemeinsame Welle der ersten und zweiten Rotoren anzutreiben, wenn eine entsprechende Innenverzahnung der Steuerscheibe vorgesehen ist. Eine Taumelwelle ist aber eine einfache und baulich günstige Möglichkeit des Antriebs der Steuerscheibe.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Rotationskolbenmaschine eine erste Verteilereinheit, die zwischen der Steuerscheibe und dem ersten Stator angeordnet ist. Die erste Verteilereinheit dient vorzugsweise dazu, Hydraulikmedium von der Steuerscheibe in die erste Arbeitskammer zwischen erstem Rotor und erstem Stator zu leiten, sowie auch Hydraulikmedium aus den ersten Arbeitskammern zwischen erstem Rotor und erstem Stator zur Steuerscheibe zu leiten. Die erste Verteilereinheit dient vorzugsweise auch dazu, Hydraulikmedium aus den zweiten Hydraulikkanälen vorbei an den ersten Arbeitskammern hin zu den zweiten Arbeitskammern zu leiten. Zu diesem Zweck weist die erste Verteilereinheit vorzugsweise dritte und vierte Hydraulikkanäle auf, die entsprechende Verbindungsleitungen bilden.

In übereinstimmender Weise weist die Rotationskolbenmaschine vorzugsweise ferner eine zweite Verteilereinheit auf, die zwischen dem ersten Stator und dem zweiten Stator angeordnet ist. Die zweite Verteilereinheit dient dazu, Hydraulikmedium in die zweiten Arbeitskammern zwischen dem zweiten Rotor und zweiten Stator zu führen und aus diesem zurück, in Richtung der ersten bzw. zweiten Hydraulikanschlüsse. Die zweite Verteilereinheit kann auch Hydraulikmedium von der ersten Verteilereinheit empfangen und/oder Hydraulikmedium an diese weiterleiten.

Die ersten und zweiten Verteilereinheiten können jeweils einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist ferner ein erster Gehäusedeckel vorgesehen, an welchem die Steuerscheibe gelagert ist und in welchem der erste und/oder zweite Hydraulikanschluss ausgebildet ist/sind, wobei die Steuerscheibe in fluidleitender Verbindung mit dem ersten und zweiten Hydraulikanschluss ist. Der erste Gehäusedeckel weist vorzugsweise eine erste stirnseitige Ringnut auf, die in fluidleitender Verbindung mit dem ersten Hydraulikanschluss ist. Vorzugsweise weist der erste Gehäusedeckel ferner eine zweite stirnseitige Ringnut auf, die in fluidleitender Verbindung mit dem zweiten Hydraulikanschluss ist. Über die ersten und zweiten Ringnuten kann die Steuerscheibe mit entsprechendem Hydraulikmedium versorgt werden bzw. die Steuerscheibe kann Hydraulikmedium an die ersten und zweiten Ringnuten abgeben. Die ersten und zweiten Ringnuten ermöglichen also eine drehwinkelunabhängige Versorgung der Steuerscheibe mit Hydraulikmedium. Vorzugsweise ist der erste Gehäusedeckel in etwa topfförmig ausgebildet, sodass die Steuerscheibe in dem ersten Gehäusedeckel drehbar gelagert werden kann. Die erste Steuerscheibe wird vorzugsweise an einer radialen Umfangswand drehbar gelagert.

Ferner umfasst die Rotationskolbenmaschine vorzugsweise einen zweiten Gehäusedeckel. Der zweite Gehäusedeckel ist vorzugsweise an einem gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des ersten Gehäusedeckels angeordnet. An dem zweiten Gehäusedeckel ist vorzugsweise eine Dichtscheibe gelagert, die in Fluidverbindung mit der wenigstens einen zweiten Arbeitskammer und/oder der wenigstens einen ersten Arbeitskammer ist und eine der ersten bzw. zweiten Arbeitskammer abgewandte Steuerdichtfläche aufweist. Die Steuerdichtfläche empfängt vorzugsweise Druck aus der Rotationskolbenmaschine, sodass die Dichtscheibe dichtend an dem zweiten Gehäusedeckel anliegt. Gleichzeitig empfängt die Dichtscheibe vorzugsweise Druck auf einer Steuerfläche, um eine Kontaktkraft zwischen Dichtscheibe und zweitem Gehäusedeckel einstellen zu können. Die Dichtscheibe wird vorzugsweise über im Inneren der Rotationskolbenmaschine herrschenden Drücke ausbalanciert. Beispielsweise wird hierzu ein mittlerer Druck, der zwischen dem ersten und zweiten Rotor herrscht, verwendet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Welle durch eine Wellenöffnung in dem zweiten Gehäusedeckel. Die Welle ist vorzugsweise die gemeinsame Welle, auf der der erste und zweite Rotor sitzen. Die Welle erstreckt sich durch die Wellenöffnung, um dort entweder als Abtrieb oder als Antrieb genutzt zu werden. Zu diesem Zweck ist die Welle vorzugsweise auch mit einem entsprechenden Anschluss versehen bzw. mit Formschlusselementen, die das Übertragen bzw. Abnehmen von Drehmomenten von bzw. auf die Welle erlauben.

In einem zweiten Aspekt löst die Erfindung die eingangs genannte Aufgabe durch eine Drehkolbenpumpe mit einem Einlass, einem Auslass, einer Pumpkammer und zwei zwei- oder mehrflügeligen Drehkolben innerhalb der Pumpkammer, sowie eine Rotationskolbenmaschine nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen einer Rotationskolbenmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zum Antreiben der zwei Drehkolben, wobei die Rotationskolbenmaschine in ein Gehäuse der Drehkolbenpumpe integriert ist. Auf diese Weise kann eine kleinbauende Einheit erreicht werden und das Gehäuse der Drehkolbenpumpe kann direkt eine Abstützung und Halterung für die einzelnen Komponenten der Rotationskolbenmaschine bilden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsform nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wenn dies zur Erläuterung dienlich ist, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

Fig. 1A, 1 B zwei perspektivische Explosionsdarstellungen der Rotationskolbenmaschine;

Fig. 2A - 2F Schnittdarstellungen mit markiertem Hochdruckbereich;

Fig. 3A - 3F die Schnittdarstellungen aus Fig. 2A - 2F mit markiertem Mitteldruckbereich; und in Fig. 4A - 4F die Schnittdarstellungen aus den Fig. 2A - 3F mit markiertem Niederdruckbereich.

Anhand der Fig. 1 A, 1 B werden zunächst die einzelnen Elemente und Bauteile einer Rotationskolbenmaschine 1 gemäß der Erfindung erläutert, während anhand der Fig. 2A - 4F die Funktionsweise genau beschrieben werden wird.

Eine Rotationskolbenmaschine 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl als Motor als auch als Pumpe arbeiten, wobei das hierin gezeigte Ausführungsbeispiel im Wesentlichen mit der Funktion als Motor beschrieben werden wird. Es soll aber verstanden werden, dass die Rotationskolbenmaschine 1 ebenso als Pumpe arbeiten kann.

Die Rotationskolbenmaschine 1 , insbesondere Gerotormotor, ist durch mehrere Elemente gebildet, die im Wesentlichen scheibenförmig sind und aufeinandergestapelt werden. Fig. 1 A zeigt diese Elemente aus einer Perspektive von schräg links, während Fig. 1 B dieselben Elemente aus einer Perspektive von schräg rechts zeigt.

In den Fig. 1A, 1 B ganz rechts ist zunächst ein erster Gehäusedeckel 2 gezeigt, in welchem ein erster Hydraulikanschluss 4 und ein zweiter Hydraulikanschluss 6 ausgebildet sind. Der erste Hydraulikanschluss 4 ist hier beispielhaft als Einlass für ein Hydraulikmedium mit Hochdruck ausgebildet, während der zweite Hydraulikanschluss 6 das Hydraulikmedium bei Umgebungsdruck oder leicht darüber abgibt. Wird dem zweiten Hydraulikanschluss 6 Hydraulikmedium bei Hochdruck zugeführt und an dem ersten Hydraulikanschluss 4 entnommen, wird die Drehrichtung der Rotationskolbenmaschine 1 umgekehrt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird allerdings nur eine Drehrichtung beschrieben, nämlich die, bei der Hydraulikmedium mit Hochdruck dem ersten Hydraulikanschluss 4 bereitgestellt wird.

Der erste Gehäusedeckel 2 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und hat an seiner mit Bezug auf Fig. 1A, 1 B linken Stirnseite eine erste Ringnut 8 und eine zweite Ringnut 10. Die erste Ringnut 8 steht in Fluidverbindung mit dem ersten Hydraulikanschluss 4 und die zweite Ringnut 10 steht in Fluidverbindung mit dem zweiten Hydraulikanschluss 6. Hydraulikmedium kann also vom ersten Hydraulikanschluss 4 durch den Gehäusedeckel 2 in die erste Ringnut 8 und von dem zweiten Hydraulikanschluss 6 durch den ersten Gehäusedeckel 2 in die zweite Ringnut 10 gelangen. Der Gehäusedeckel 2 hat im hier gezeigten Ausführungsbeispiel auch einen Kragen 12, der einen Innendurchmesser definiert. In den Innendurchmesser des Kragens 12 wird eine Steuerscheibe 14 eingesetzt, die auf diese Weise an bzw. in dem ersten Gehäusedeckel 2 rotieren kann.

Die Steuerscheibe 14 dient dazu, Hydraulikmedium von den ersten und zweiten Hydraulikanschlüssen 4, 6 durch die Rotationskolbenmaschine 1 zu verteilen. Die Steuerscheibe 14 weist zu diesem Zweck drei Sätze an Hydraulikkanälen auf, nämlich erste Hydraulikkanäle 16, zweite Hydraulikkanäle 18 und dritte Hydraulikkanäle 20. Die ersten Hydraulikkanäle 16 (in Fig. 1 A, 1 B jeweils nur einer mit Bezugszeichen versehen) sind als Durchgangsbohrungen ausgebildet und stehen dauerhaft in Fluidverbindung mit der ersten Ringnut 8. Insgesamt sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sechs solcher Durchgangsbohrungen vorgesehen, um die ersten Hydraulikkanäle 16 zu bilden, wobei verstanden werden soll, das ebenso mehr oder weniger als sechs Durchgangsbohrungen vorgesehen sein können, vorzugsweise abhängig von einer Verdrängerübersetzung. Die zweiten Hydraulikkanäle 18 sind im Wesentlichen als sternförmige flächige Nuten auf der Steuerscheibe 14 ausgebildet, insbesondere mit Bezug auf Fig. 1A, 1 B auf der linken Stirnseite, und sind radial nach innen zu einer gezahnten Fläche 22 offen. Die zweiten Hydraulikkanäle 18 stehen also weder mit der ersten noch mit der zweiten Ringnut 8, 10 in Fluidverbindung, sondern stehen lediglich mit dem radial inneren gezahnten Bereich 22 der Steuerscheibe 14 in Fluidverbindung. Die dritten Hydraulikkanäle 20 sind wiederum als Durchgangsbohrungen gebildet, wiederum sechs Stück, allerdings radial äußerlich von den ersten Hydraulikkanälen 16, und stehen dauerhaft in Fluidverbindung mit der zweiten Ringnut 10. Wird Hydraulikmedium über den ersten Hydraulikanschluss 4 unter Hochdruck zugeführt und über den zweiten Hydraulikanschluss 6 entnommen, sind die ersten Hydraulikkanäle 16 für einen Hochdruckbereich zuständig, die zweiten Hydraulikkanäle 18 für einen Mitteldruckbereich und die dritten Hydraulikkanäle 20 für den Niederdruckbereich und Rückfluss.

In den gezahnten Innenbereich 22, der konzentrisch an der Steuerscheibe 14 ausgebildet ist, greift ein erster Zahnkranz 24 einer Taumelwelle 26. Die Taumelwelle 26 erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung 28 einer ersten Verteilereinheit 30 und dann mit einem zweiten Zahnkranz 32 in eine erste Innenverzahnung 34 eines ersten Rotors 36. Der erste Rotor 36 rotiert und orbitiert in einem ersten Stator 38, sodass sich zwischen dem ersten Rotor 36 und dem ersten Stator 38 erste Arbeitskammern 40 bilden.

Mit Bezug auf Fig. 1A, 1 B ist dann links neben dem ersten Stator 38, also auf der der Steuerscheibe 14 abgewandten Seite des ersten Stators 38, eine zweite Verteilereinheit - I Q -

42 vorgesehen, die wiederum ein zentrales Durchgangsloch 44 hat. Die ersten und zweiten Verteilereinheiten 30, 42 werden noch genauer beschrieben werden. Links neben der zweiten Verteilereinheit 42 ist dann ein zweiter Rotor 46 in einem zweiten Stator 48 vorgesehen, sodass zwischen dem zweiten Rotor 46 und dem zweiten Stator 48 zweite Arbeitskammern 50 gebildet werden. Der zweite Rotor 46 ist mit einer zweiten Innenverzahnung 52 versehen. Der genaue Aufbau und die Funktionsweise solcher Orbitalrotoren ist im Grunde bekannt und wird hier nicht näher erläutert. Die ersten und zweiten Rotoren 36, 46 sind in bekannter Art und Weise ausgebildet und im Wesentlichen sternförmig. Die ersten und zweiten Statoren 38, 48 sind ebenfalls in bekannter Weise ausgebildet und haben nach innen vorstehende zahnförmige Vorsprünge, mit denen die ersten und zweiten Rotoren 36, 46 kämmen. Während die ersten und zweiten Rotoren 36, 46 auf der Innenseite der ersten und zweiten Statoren 38, 48 abrollen, rotieren und orbitieren sie und bilden dabei die ersten und zweiten Arbeitskammern 40, 50, die größer und kleiner werden. Durch Zuführern von Fluid in die ersten und zweiten Arbeitskammern 40, 50 können also die ersten und zweiten Rotoren 36, 46 angetrieben und zum Rotieren und Orbitieren gebracht werden.

Links vom zweiten Stator 48, also auf der dem ersten Stator 38 abgewandten Seite des zweiten Stators 48, ist eine Abschlussplatte 54 vorgesehen. Durch die Abschlussplatte 54 erstreckt sich eine Welle 56 mit einer Außenverzahnung. Die Welle 56 erstreckt sich genauer gesagt sowohl durch den zweiten Rotor 46 als auch in den ersten Rotor 36 hinein, sodass die ersten und zweiten Rotoren 36, 46 gekoppelt sind, um gemeinsam zu rotieren. Die gemeinsame Welle 56 orbitiert dann auch gemeinsam mit den ersten und zweiten Rotoren 36, 46.

Auf der Welle 56 ist ferner eine Dichtscheibe 58 vorgesehen, die noch genauer erläutert werden wird. Die Welle 56 erstreckt sich dann durch eine Öffnung 60 in einem zweiten Gehäusedeckel 62. Eine Rotations- und Orbitationsbewegung der ersten und zweiten Rotoren 36, 46 wird auf die Welle 56 übertragen und kann von einem Wellenstummel 64 abgenommen werden. Der Wellenstumpf 64 wird typischerweise noch mit einer Kardanwelle oder dergleichen verbunden, um die orbitierende Drehbewegung in eine zentrische Drehbewegung zu wandeln. Der sich aus dem Gehäusedeckel 62 erstreckende Wellenstummel 64 kann als Abtriebsabschnitt genutzt werden, wenn die Rotationskolbenmaschine 1 im Motorbetrieb ist, also als Gerotormotor arbeitet, und als Antriebsabschnitt, wenn die Rotationskolbenmaschine 1 als Gerotorpumpe verwendet werden soll.

Die erste Verteilereinheit 30 ist hier aus einer ersten und einer zweiten Verteilerscheibe 70, 72 gebildet, was vor allen Dingen fertigungstechnische Gründe hat. Die Verteilereinheit 30 bildet vierte und fünfte Hydraulikkanäle 74, 76, wobei die vierten Hydraulikkanäle 74 radial äußerlich derfünften Hydraulikkanäle 76 angeordnet sind. Es ist wiederum nurjeweils einer der vierten und fünften Hydraulikkanäle 74, 76 in jeder der ersten und zweiten Verteilerscheiben 70, 72 mit Bezugszeichen versehen, wobei jeweils hiervon sieben, verteilt um den Umfang, vorgesehen sind. Der vierte Hydraulikkanal 74 führt mit Bezug auf Fig. 1A, 1 B von rechts gesehen zunächst axial in die erste Verteilerscheibe 70 hinein, dort dann auf der mit Bezug auf Fig. 1 A, 1 B linken Stirnseite der ersten Verteilerscheibe 70 in eine Teilkreisnut 74A, die hier einen Bogenabschnitt von in etwa 30° abdeckt. Während die axialen Bohrungen in der ersten Verteilerscheibe 70 an einem ersten umfänglichen Ende der Nut 74A münden, münden axiale Durchgangsbohrungen des vierten Hydraulikkanals 74 in der zweiten Verteilerscheibe 72 an dem anderen Ende der jeweiligen Nut 74A. Die ersten und zweiten Rotoren 36, 46 sind phasengleich. Bei bekannten, einstufigen Orbitalmaschinen sind Zulauf- und Rücklauf an der Steuerscheibe um 30° phasenverschoben. Bei der erfindungsgemäßen Orbitalmaschine ist eine erste Phasenverschiebung von 30° zwischen dem Zulauf und dem Mitteldruck und eine zweite Phasenverschiebung von 30° zwischen Mitteldruck und Rücklauf vorgesehen, sodass eine dieser Phasenverschiebungen über die Teilkreisnuten 74A abgebildet wird. Die vierten Hydraulikkanäle 74 führen nicht zum ersten Rotor 36 bzw. den ersten Arbeitskammern 40, sondern in Durchgangsbohrungen 78, die in dem ersten Stator 38 vorgesehen sind. Von dort führen die vierten Hydraulikkanäle 74 dann in sechste Hydraulikkanäle 80, die in der zweiten Verteilereinheit 42 vorgesehen sind. Die sechsten Hydraulikkanäle 80 führen im Wesentlichen von radial außen nach radial innen, verbinden nämlich die Durchgangsbohrungen 78 zunächst in einer dritten Verteilerscheibe 82 mit radial äußerlichen Durchgangsbohrungen, die dann in einer vierten Verteilerscheibe 84 in radial ausgerichtete Nuten 80A münden, die das Hydraulikmedium radial nach innen umlenken und dann mit Bezug auf Fig. 1 A an der linken Stirnseite der vierten Verteilerscheibe 84 radial innerlich austreten, um so eine Fluidverbindung zu den zweiten Arbeitskammern 50 bilden zu können.

Ausgehend von dem ersten Hydraulikanschluss 4 kann Hydraulikmedium also zunächst in die erste Ringnut 8 treten und von dort in die ersten Hydraulikkanäle 16. Diese werden dann bei Rotation der Steuerscheibe 14 mit den fünften Hydraulikkanälen 76 verbunden, über die das Hydraulikmedium dann in die erste Arbeitskammer 40 eintreten kann. Bei Drehung der Steuerscheibe 14 weiter kommen dann die sternförmig angeordneten Nuten der zweiten Hydraulikkanäle 18 in Überdeckung mit den fünften Hydraulikkanälen 76, sodass Hydraulikmedium aus der ersten Arbeitskammer 40 bei entsprechend verringertem Druck durch die fünften Hydraulikkanäle 76 zurück in die Steuerscheibe 14, genauer gesagt die zweiten Hydraulikkanäle 18 strömen kann. Zu diesem Zeitpunkt steht dann der gesamte Innenraum, also auch der Raum um die Taumelwelle 26 herum, unter Druck, nämlich Druck des Mitteldruckbereichs. Über die sternförmig verlaufenden Nuten der zweiten Hydraulikkanäle 18 wird das Hydraulikmedium auch radial auswärts gefördert und kann von dort in die vierten Hydraulikkanäle 74 in der ersten Verteilereinheit 30 strömen, durch die Durchgangslöcher 78 im ersten Stator 38 und hinein in die sechsten Hydraulikkanäle 80. Über diese gelangt das Hydraulikmedium dann in die zweite Arbeitskammer 50, wobei es wiederum den zweiten Rotor 46 antreibt und dann nach Drehung entsprechend über die sechsten Hydraulikkanäle 80 und die fünften sowie dritten Hydraulikkanäle 74, 20 in die zweite Ringnut 10 und aus dem zweiten Hydraulikanschluss 6 herausgelangen kann.

Dieser Ablauf ist anhand der Fig. 2A - 4F dargestellt. Fig. 2A und 2B zeigen jeweils eine Draufsicht mit Bezug auf Fig. 1A, 1 B von rechts auf den ersten Gehäusedeckel 2. In Fig. 2A ist die Linie A-A des Schnitts A-A eingezeichnet und in Fig. 2B die Schnittlinie des Schnitts E-E. Fig. 2C zeigt dann einen Schnitt entlang der Linie A-A und Fig. 2D einen entlang der Linie E-E. In Fig. 2C sind ferner drei Schnitte eingezeichnet, nämlich B-B, C-C und D-D. Schnitt B-B liegt am Boden des ersten Gehäusedeckels 2 und blickt demnach auf die ersten und zweiten Ringnuten 8, 10 (vgl. Fig. 2D). Schnitt C-C liegt zwischen der ersten und zweiten Verteilerscheibe 70, 72 und Schnitt D-D liegt zwischen der ersten Verteilerscheibe 70 und der Steuerscheibe 14. Das gleiche gilt auch für die Schnitte F-F, G-G, H-H der Fig. 2D. Fig. 2E und 2F zeigen dann Projektionen mit allen drei Schnitten. Eng schraffiert dargestellt ist der Hochdruckbereich mit einem Hydraulikfluiddruck von in diesem Ausführungsbeispiel 400 bar.

Mit Bezug auf Fig. 2A, 2B, 2C wird das Hydraulikmedium bei hohem Druck überden ersten Hydraulikanschluss 4 zugeführt und gelangt von dort in die erste Ringnut 8. Bei entsprechender Stellung der Steuerscheibe 14 gelangt das Hydraulikmedium dann bei dem hohen Druck zunächst in die ersten Hydraulikkanäle 16 und von dort bei entsprechender Überdeckung (vgl. Fig. 2E, 2F) in die sechsten Hydraulikkanäle 76. Von diesen wird dann das Hydraulikmedium der ersten Arbeitskammer 40 zugeführt. Aufgrund des hohen Drucks des Hydraulikmediums in der ersten Arbeitskammer 40 wird der ersten Rotor 36 dazu gebracht, zu rotieren.

Fig. 3A - 3F zeigen dann den Mitteldruckbereich, nachdem bereits ein Teil des Drucks abgefallen ist, während die erste Arbeitskammer 40 erweitert wird. Wird das Hydraulikmedium bei hohem Druck der ersten Arbeitskammer 40 zugeführt (vgl. Fig. 2) und aufgrund dessen der erste Rotor 36 rotiert, nimmt der Druck des Hydraulikmediums in der ersten Arbeitskammer 40 ab. Es kann nun wiederum über die fünften Hydraulikkanäle 76 zur Steuerscheibe 14 geleitet werden und gelangt dort in die zweiten Hydraulikkanäle 18 (vgl. Fig. 3C, 3E und 3F). Von dort gelangt das Hydraulikmedium dann einerseits radial nach innen zur Taumelwelle 26, aber auch radial nach außen zu den vierten Hydraulikkanälen 74 (vgl. Fig. 3D). Die sich jeweils überlappenden Kanäle sind in Fig. 3E, 3F fett eingezeichnet, sodass dies nachvollzogen werden kann. Von den vierten Hydraulikkanälen 74 gelangt das Hydraulikmedium dann in die Durchgangslöcher 78 im ersten Stator 38 und über die zweite Verteilereinheit 42 bzw. die sechsten Hydraulikkanäle 80 zur zweiten Arbeitskammer 50 (vgl. Fig. 3D). Dort wird das Hydraulikmedium dann bei mittlerem Druck, hier etwa 250 bar, zugeführt und bringt den zweiten Rotor 46 dazu zu rotieren. Dreht sich der zweite Rotor 46 weiter, kann das Hydraulikmedium dann über den nächsten der sechsten Kanäle 80 zurückgeleitet werden. Dies ist in Fig. 4A - 4F illustriert. Hydraulikmedium gelangt aus der zweiten Arbeitskammer 50 zurück in die sechsten Hydraulikkanäle 80 (vgl. Fig. 4D), von dort über die Durchgangsbohrung 78 sowie die vierten Hydraulikkanäle 74 und die dritten Hydraulikkanäle 20 in der Steuerscheibe 14 in die zweite Ringnut 10 und von dort zum zweiten Hydraulikanschluss 6.

Auf diese Weise ist eine zweistufige Rotationskolbenmaschine 1 erreicht, die mit einem hohen Druck betreibbar ist und in der der Druck über zwei Stufen abfallen kann. Insbesondere wird der innere Bereich, in dem die Welle 56 und die Taumelwelle 26 angeordnet sind, nur mit einem mittleren Druck beaufschlagt, sodass eine Dichtigkeit nach wie vor sichergestellt werden kann.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, tritt die Hydraulikflüssigkeit zunächst in die erste Arbeitskammer 40 und dann in die zweite Arbeitskammer 50 ein. Hierdurch entsteht eine Phasenverschiebung zwischen den ersten und zweiten Rotoren 36, 46, die allerdings mechanisch über die Welle 56 gekoppelt sind. Aus diesem Grund ist eine Phasenverschiebung durch die ersten bzw. zweiten Verteilereinheiten 30, 42 zu bewerkstelligen, in diesem Ausführungsbeispiel durch die erste Verteilereinheit 30 realisiert. Die erste Verteilereinheit 30 umfasst die teilkreisförmig verlaufenden Nuten 74A, die einen Winkelbereich von 30° abdecken (vgl. Fig. 3F). Aus Fig. 3F, insbesondere den unteren beiden mit Bezugszeichen versehenen Nuten 74A, ist ersichtlich, zu welchem Zweck die Phasenverschiebung notwendig ist. Die entsprechenden Öffnungen der vierten Hydraulikkanäle 74 sind versetzt und können mit den zweiten Hydraulikkanälen 18 nur über die Teilkreisnuten 74A verbunden werden.

Die Funktion der Dichtscheibe 58 kann am besten in den Fig. 2D, 3D und 4D erkannt werden. Aus Fig. 3D kann entnommen werden, dass die Dichtscheibe 58 mit ihrer rechten Seite in Fluidverbindung mit dem Innenraum steht, in dem der Mitteldruck herrscht. Auf der mit Bezug auf die Figuren linken Seite weist die Dichtscheibe einen Ringkanal 59 auf (vgl. Fig. 3D, 4D und 1A), der über eine hier nicht gezeigte Bohrung ebenfalls mit dem Innenraum in Verbindung steht. Der Ringkanal 59 bildet eine Steuerfläche, sodass die Dichtscheibe 58 balanciert wird und gegen den zweiten Gehäusedeckel 62 anliegt, ohne aber einen zu hohen Druck auf diesen auszuüben. Insbesondere wird die Dichtscheibe 58 nicht mit dem Gesamtdruck des Innenraums (Mitteldruck, wie beispielsweise 200 bar) einseitig beaufschlagt und gegen den zweiten Gehäusedeckel 62 gedrückt. Vielmehr wird diese Kraft teilweise oder vollständig aufgehoben, aufgrund der Steuerfläche, die durch den Ringkanal 59 und die nicht gezeigte Bohrung gebildet wird. Auf diese Weise kann die Dichtscheibe 58 schwimmend angeordnet sein, das heißt Kräfte werden vollständig aufgehoben.

In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform ist zwischen der Steuerscheibe 14 und dem ersten Gehäusedeckel 2 ein erster Dichteinsatz vorgesehen. Dieser erste Dichteinsatz ist vorzugsweise nicht-drehend angeordnet und wird vorzugsweise hydraulisch ausbalanciert. Eine Druckfeder kann zwischen dem ersten Dichteinsatz und dem ersten Gehäusedeckel 2 vorgesehen sein, um den ersten Dichteinsatz in Richtung der Steuerscheibe 14 vorzuspannen. Der erste Dichteinsatz ist dazu axial verschieblich zwischen der Steuerscheibe 14 und dem ersten Gehäusedeckel 2 vorgesehen und umfänglich vorzugsweise über Dichtringe, z.B. O-Ringe, gegen den ersten Gehäusedeckel 2 abgedichtet. Der erste Dichteinsatz weist eine erste Steuerfläche auf, die der Steuerscheibe 14 abgewandt ist, und eine zweite Steuerfläche, die der Steuerscheibe 14 zugewandt ist. Die erste Steuerfläche steht vorzugsweise mit dem ersten Hydraulikanschluss 4 und/oder dem zweiten Hydraulikanschluss 6 in Fluidverbindung. Die zweite Steuerfläche steht vorzugsweise mit den ersten Hydraulikkanälen 16, den zweiten Hydraulikkanälen 18 und/oder den dritten Hydraulikkanälen 20 in Fluidverbindung. Zu diesem Zweck können auch Ringnuten, die gegenseitig gedichtet sind an dem ersten Dichteinsatz und/oder der Steuerscheibe 14 vorgesehen sein. Je nachdem, welche Drücke den jeweils ersten und zweiten Steuerflächen des ersten Dichteinsatzes bereitgestellt werden, sind die jeweiligen Größen derwirksamen Flächen der ersten und zweiten Steuerflächen zu bestimmen, sodass der erste Dichteinsatz vorzugsweise schwimmend angeordnet ist, und nur die Kraft der Druckfeder den ersten Dichteinsatz zur Steuerscheibe 14 hin belastet.

Zusätzlich oder alternativ kann ein zweiter solcher Dichteinsatz zwischen der Dichtscheibe 58 und dem zweiten Gehäusedeckel 62 vorgesehen sein. Dieser zweite Dichteinsatz sollte im Grunde analog zum ersten Dichteinsatz gebildet sein, und ist vorzugsweise ebenfalls schwimmend angeordnet und durch eine Druckfeder gegen die Dichtscheibe 58 vorgespannt. Der zweite Dichteinsatz weist vorzugsweise wiederum eine erste Steuerfläche auf, die abgewandt von der Dichtscheibe 58 ist, und eine zweite Steuerfläche, die der Dichtscheibe 58 zugewandt ist. Sowohl die erste als auch die zweite Steuerfläche des zweiten Dichteinsatzes sind vorzugsweise mit Hydraulikmedium auf dem Ringkanal 59 beaufschlagt. Zu diesem Zweck kann der zweite Dichteinsatz einen Kanal aufweisen, der die ersten und zweiten Steuerflächen verbindet. Auch hier sind die Größen der jeweils wirksamen Flächen der ersten und zweiten Steuerflächen so zu wählen, dass der zweite Dichteinsatz vorzugsweise schwimmend angeordnet ist. Im Übrigen gelten hier die Ausführun- gen zum ersten Dichteinsatz.