Diese Erfindung betrifft einen verbesserten Hydraulikmotor und insbesondere einen Rotor-Hydraulikmotor, welcher Ausgleichsnuten aufweist, die ausgestaltet sind, um die auf eine Reihe von Rotorzahnrädern wirkenden hydraulischen Kräfte zu steuern, um so die Reibungsverluste zu minimieren und das an eine Last übertragene Drehmoment zu maximieren.

Rotor-Hydraulikmotoren sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Sie weisen ein inneres Zahnrad und ein äußeres Zahnrad auf, deren Achsen zueinander in einem festgelegten Abstand versetzt sind. Das innere Zahnrad ist im Inneren des äußeren Zahnrads angeordnet und weist nach außen gerichtete Zähne auf, welche mit nach innen gerichteten Zähnen des äußeren Zahnrads kämmen. Das äußere Zahnrad ist so dimensioniert, dass es einen Gleitsitz im Inneren eines zylindrischen Gehäuses besitzt. Das innere Zahnrad ist mit einer Antriebswelle verkeilt und kämmt mit dem äußeren Zahnrad. Das innere Zahnrad weist einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad auf. Die Form der Zähne der Zahnräder ist derart, dass jeder Zahn des inneren Zahnrads stets in Gleitkontakt mit einem Zahn des äußeren Zahnrads steht. Die resultierende Geometrie erzeugt diskrete, mehrfache Kammern, die sich von einem Minimum- zu einem Maximum- und zurück zu einem Minimum-Volumen für jede Rotation der Welle ändern.

Ein typischer Rotormotor wird durch ein hydraulisches Fluid angetrieben, welches in einer eingeschnürten Kammer, bekannt als Einlassnierenanschluss, aufgenommen ist und von einer eingeschnürten Kammer, bekannt als Auslassnierenanschluss, geliefert wird. Die Strömung des Fluids durch den Einlassnierenanschluss und in die Zahnräder verursacht eine Rotation des Zahnradsatzes, wenn die Zahnradkammern von einem Minimum- zu einem Maximum-Volumen übergehen. Das Fluid wird durch den Auslassnierenanschluss geliefert, wenn die Zahnradkammern von einem Maximum- zu einem Minimum-Volumen übergehen. Der hydraulische Druckverlust zwischen dem Einlass- und dem Auslassnierenanschluss variiert von Zeit zu Zeit als eine Funktion des Widerstandsdrehmoments der Welle, der Reibung und einer Volumenverschiebung des Zahnradsatzes. Weitere Informationen bezüglich der Konstruktion und des Betriebs von Rotorvorrichtungen können in dem US-Patent 4,199,305 von Pareja gefunden werden.

Rotoren können in Pumpenanwendungen ebenso wie in Motoranwendungen zum Einsatz kommen. Tatsächlich weisen Rotorpumpen nachweisbare Erfahrung hinsichtlich Zuverlässigkeit und Leistung auf und werden allgemein weitaus häufiger verwendet als Rotormotoren. Ein Grund hierfür liegt in der Tendenz eines Rotormotors, bei einem anfänglichen Start zu blockieren, selbst wenn keine Torsionsbelastung auf die Motorwelle ausgeübt wird. Ein Erhöhen des Eingangsdrucks kann helfen, eine Rotation zu initiieren, jedoch bewirkt dies manchmal nur ein weiteres Blockieren der Welle. Gewöhnlicherweise wird ein Motor, welcher anfängt, sich zu drehen, dies beibehalten bis zum nächsten Mal, wenn er zu einem vollständigen Stopp gelangt.

Die Fachwelt kennt dieses Phänomen als "hydraulisches Sperren", welches durch eine unausgeglichene hydraulische Kraft gekennzeichnet ist, welche auf eines oder beide Rotorzahnräder wirkt, was in einer hohen statischen Reibung resultiert. Die Reibungskräfte erhöhen sich oftmals, wenn sich der Druck erhöht, und verbrauchen manchmal das gesamte, von dem Motor erzeugte Drehmoment. Wenn der Motor anfängt, sich zu drehen, verringert die Reibung von dem hydraulischen Ungleichgewicht die Torsionseffektivität des Motors und erzeugt unerwünschte Wärme. Dieses Problem tritt sowohl in Rotorpumpen als auch in Rotormotoren auf. In dieser Hinsicht kann Bezug genommen werden auf Pareja, welcher vorhergehend erwähnt wurde.

1 zeigt einen typischen radialen Druckgradienten in einem hydraulischen Rotormotor des Standes der Technik. Es ist zu erkennen, dass die Einlass- und Auslassdrücke auf das innere Zahnrad wirken und eine seitliche Belastung auf die Welle bewirken. Diese Belastung wird von den Wellenlagern aufgenommen. Eine Torsionsreibung ist aufgrund des kleinen Momentenhebelarms von der Wellenachse zu den Wellenlagern minimal. Die Einlass- und Auslassdrücke wirken ebenso auf das äußere Zahnrad und bewirken eine ähnliche seitliche Belastung gegen die Rotorbohrung des Gehäuses. Dies kann erheblich mehr Torsionsreibung aufgrund des größeren Momentenhebelarms erzeugen. Es ist zu erwähnen, dass eine Anlassnut vorgesehen sein kann, welche ein Fluid zwischen der Innenseite und der Außenseite des äußeren Zahnrads strömen lässt. Der Zweck dieser Nut liegt darin, einen Ausgleich der reinen radialen Druckkräfte, welche auf das äußere Zahnrad wirken, zu unterstützen. Hersteller von Rotormotoren und Rotorpumpen verwenden oftmals eine oder mehrere Anlassnuten. Während diese Nuten eine begrenzte Verbesserung zeigen, hat die Erfahrung gezeigt, dass sie nicht ein reproduzierbares hydraulisches Gleichgewicht, welches für einen Motor benötigt wird, der zuverlässig startet, zur Verfügung stellen können.

1 zeigt, warum Anlassnuten unzuverlässig sind. Es ist zu erwähnen, dass der radiale Druckgradient zwischen einem Einlassdruck auf der rechten Seite der Zeichnung (bei der Anlassnut) und "irgendeinem" niedrigen Druck auf der linken Seite der Zeichnung variiert. Die genaue Größenordnung des Drucks ist nicht definiert, mit Ausnahme an der Anlassnut. Folglich hängt für ca. 350° einer Drehung der Druck auf der Außenseite des äußeren Rotors von radialen und axialen Freiräumen, der Temperatur und der Oberflächengüte ab. Wenn man die Summe der hydraulischen Kräfte, welche radial auf die Außenseite des äußeren Rotors wirken, nimmt und diese mit der Summe der hydraulischen Kräfte, welche radial auf die Innenseite des äußeren Rotors wirken, addiert, sollte das Ergebnis nahezu null sein. Toleranzen verursachen Variationen in dem äußeren Druckgradienten, und das Ergebnis ist, dass einige schlechte Anlassmotoren sind. Dies ist für Kraftfahrzeugkühlanwendungen, welche jeden Tag, zu jedem Zeitpunkt und bei allen Temperaturen für jeden hergestellten Motor starten müssen, inakzeptabel.

Hydraulische Ausgeglichenheit ist den Ingenieuren, welche hydraulische Pumpen oder Motoren entwerfen, wohlbekannt.

Pumpen werden hydraulisch ausgeglichen, um die innere Abnutzung an reibenden Elementen zu reduzieren und eine Wärmeerzeugung zu minimieren. Dies verbessert eine Torsionseffizienz. Pumpen werden typischerweise durch einen Elektromotor angetrieben und weisen selten (falls überhaupt) ein Nicht-Anlassproblem auf, solange der Motor die anfängliche Pumpentorsionsreibung überbrücken kann. Wenn eine Pumpe einmal anfängt, sich schnell zu drehen, wird ein Schmierfilm aufgebaut und tendiert dazu, die Reibung herabzusetzen. Es ist ebenso zu erwähnen, dass üblicherweise ein hydraulischer Druck nicht generiert wird, bis die Pumpe anfängt, sich schnell zu drehen.

Hydraulische Motoren sind besonders anfällig für ein Blockieren, es sei denn, dass sie "hydraulisch ausgeglichen" sind. Es ist zu erwähnen, dass das erzeugte Drehmoment sich erhöht, wenn der Druck sich erhöht, jedoch auch das Reibungsdrehmoment ansteigt, wenn sich der Druck erhöht. Wenn das Reibungsdrehmoment gleich dem erzeugten Drehmoment ist, wird sich der Motor nicht drehen. Dies wird als "hydraulische Sperrung" bezeichnet und wird durch ein hydraulisches Ausgleichen der reibenden Teile eliminiert. Jedoch gab es vor dieser Erfindung kein vollständig zufriedenstellendes Verfahren zum Ausgleichen von Rotormotoren. Bestehende Rotorausgleichsschemata waren auf Rotorpumpen gerichtet, jedoch nicht auf Rotormotoren.

Über Jahre hinweg haben Ingenieure, welche Rotorpumpen und -motoren entwerfen, versucht, diese mit "Anlassnuten" in der Rotorbohrung auszugleichen. Ein gutes Beispiel bieten die Anlassnuten 44, 46, welche in dem US-Patent 4,199,305 von Pareja gezeigt sind. Diese Anlassnuten geben den derzeitigen "Stand der Technik" in der Rotorpumpen- und -motorkonstruktion wieder und werden üblicherweise in allen Konstruktionen verwendet. Unglücklicherweise verringern sie nicht zuverlässig die Torsionsreibung, und Motoren, welche diese Nuten verwenden, blockieren oft.

2 gibt einen typischen axialen Druckgradienten in einem Rotormotor des Standes der Technik wieder und zeigt eine weitere Unzulänglichkeit des Standes der Technik. Eine Torsionseffizienz wird verbessert, wenn der axiale Druckgradient auf beiden Seiten des inneren Zahnrads und des äußeren Zahnrads der gleiche ist. Dies trifft insbesondere zu für das äußere Zahnrad, da sein Momentenhebelarm zu der Wellenachse größer als derjenige des inneren Zahnrads ist. Oftmals übersehen wird der Effekt einer radialen Leckage zwischen dem Gehäuse und einer Abdeckplatte. Diese Leckage kann ihre Ursache entweder in einer O-Ring-Nut oder in einem Niedrigdruckhohlraum haben. Die Leckage verzerrt den Druckgradienten, welcher auf das äußere Zahnrad wirkt, was in einem axialen Druckungleichgewicht resultiert. Ein großer Hinterschnitt kann auf ähnliche Weise den axialen (und radialen) Druckgradienten verzerren und weiter die Torsionseffizienz verringern.

Eine weitere Unzulänglichkeit des Standes der Technik ist die extreme Anfälligkeit für Abmessungstoleranzen des Rotors / der Bohrung. Geringfügige Variationen in den axialen oder radialen Freiräumen können auf dramatische Weise die kritischen radialen und axialen Druckgradienten verändern. Zusätzlich kann die Temperatur und die Oberflächengüte ebenso breite Variationen in der Torsionseffizienz eines Motors und letztendlich in der Fähigkeit, eine Drehung zu initiieren, verursachen.

Die hierin beschriebene Erfindung richtet sich auf diese Unzulänglichkeiten des Standes der Technik und bietet eine weitaus verbesserte Anlassfähigkeit eines Motors. Während diese Erfindung primär auf Rotormotoren gerichtet ist, erkennt der Fachmann ebenso den Nutzen dieser Erfindung für Rotorpumpen. Die Ausgleichsnuten, die durch diese Erfindung definiert werden, verringern die Reibung und verbessern die Torsionseffizienz.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Rotorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Torsionseffizienz aufweist. Eine besondere Aufgabe liegt darin, die Torsionseffizienz beim Starten eines Rotor-artigen hydraulischen Motors zu verbessern. Diese Aufgaben werden gelöst durch die Verwendung von Ausgleichsnuten zwischen den eingespannten Dichtoberflächen eines Rotorgehäuses und einer Abdeckplatte. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es drei derartige Ausgleichsnuten. Diese beinhalten eine Einlassausgleichsnut, eine Auslassausgleichsnut und eine axiale Ausgleichsnut. Diese Nuten sind derart lokalisiert, dass sie sich in einem direkten Kontakt mit einem Fluid an der Peripherie des äußeren Zahnrads befinden. Diese dienen dazu, die axialen und radialen hydraulischen Druckkräfte, welche auf das äußere Zahnrad wirken, auszugleichen. Die resultierende reine Druckkraft ist im Wesentlichen unabhängig sowohl von dem Einlass- als auch von dem Auslassdruck. Dies verringert eine Reibung zwischen dem äußeren Zahnrad, dem Gehäuse und der Abdeckplatte bei allen Betriebsdrücken; wodurch die Fähigkeit zum Starten des Motors und die Betriebstorsionseffizienz verbessert werden.

Hydraulische Rotormotoren des Standes der Technik, welche nicht mit den Ausgleichsnuten gemäß der Erfindung ausgerüstet sind, weisen axiale und radiale Druckkräfte auf, welche auf das äußere Zahnrad wirken, die weitestgehend abhängig sind von Freiräumen, der Leckage und dem Betriebsdruck. Geringfügige Motor-zu-Motor-Abmessungsvariationen können signifikante Variationen in der Fähigkeit eines Motors, zu starten, bewirken. Diese Erfindung verringert die Anfälligkeit für diese Freiräume ebenso wie für Variationen in der Temperatur, des Drucks, in der Oberflächengüte und des Zusammenbaus.

In einer Hinsicht weist diese Erfindung einen hydraulischen Rotormotor auf, welcher aufweist: ein Gehäuse, welches mit einer zylindrischen Rotorbohrung versehen ist, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Rotorbohrung montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine feine, zylindrische äußere Begrenzung, welche der Rotorbohrung gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung aufweist, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid zu einem Eingriffsbereich zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um ein verwendetes hydraulisches Fluid von der Vorrichtung freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und des Einlassanschlusses erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Bogenlänge von mehr als 10° aufweist.

In einer anderen Hinsicht betrifft diese Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher aufweist: einen Verteiler, der mit einer zylindrischen Rotorbohrung versehen ist, ein äußeres Rotorzahnrad, welches mittig im Inneren der Rotorbohrung montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine feine, zylindrische äußere Begrenzung, welche der Rotorbohrung gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung aufweist, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausstattet ist, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid zu einem Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um ein verwendetes hydraulisches Fluid von der Vorrichtung freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Auslassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Bogenlänge von mehr als 10° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher aufweist: einen Verteiler, welcher mit einer Tasche versehen ist, welche eine zylindrische Seitenwand aufweist, die durch eine zylindrische Blindöffnung definiert ist, die sich senkrecht in eine ebene Oberfläche erstreckt, eine Abdeckplatte, welche gegenüber der ebenen Oberfläche verspannt ist, um die Tasche abzudichten, eine zylindrische Welle, welche sich in die Tasche koaxial zu der zylindrischen Öffnung erstreckt, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine feine, zylindrische äußere Begrenzung, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung aufweist, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, und eine ebene Montagefläche, welche sich zwischen der inneren Begrenzung und der äußeren Begrenzung erstreckt, wobei die ebene Montagefläche abdichtend gegenüber der Abdeckplatte verspannt ist, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid zu einem Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid von der Vorrichtung freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich eines radialen Freiraums und dem Einlassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Bogenlänge von mehr als 10° aufweist.

In noch einer weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine Rotorvorrichtung, welche aufweist: einen Verteiler, welcher eine im Wesentlichen ebene erste Stirnfläche und eine Tasche mit einer zylindrischen Seitenwand, welche sich in die erste Stirnfläche erstreckt, aufweist, eine drehbare Welle, welche sich axial in die Tasche erstreckt, ein inneres Rotorzahnrad, welches an der Welle befestigt ist und vollständig im Inneren der Tasche angeordnet ist, wobei das innere Rotorzahnrad eine im Wesentlichen ebenen zweite Stirnfläche, welche koplanar mit der ersten Stirnfläche ist, und eine kreisförmige Begrenzung aufweist, welche mit nach außen gerichteten Zähnen versehen ist, ein im Allgemeinen ringförmiges äußeres Zahnrad mit einer feinen, sich zylindrisch erstreckenden äußeren Zahnradbegrenzung, und eine im Wesentlichen ebene dritte Stirnfläche, wobei das äußere Zahnrad im Inneren der Tasche derart positioniert ist, dass die dritte Stirnfläche mit der zweiten Stirnfläche koplanar ist, wobei das äußere Zahnrad ebenso eine im Wesentlichen kreisförmige Innenöffnung aufweist, welche ausgestaltet ist, um eine Anzahl von gleichförmig beabstandeten Zähnen, welche sich radial nach innen erstrecken, zu definieren, wobei die Anzahl der Zähne auf dem äußeren Zahnrad um 1 größer als die Anzahl der Zähne auf dem inneren Zahnrad ist, wobei das äußere Zahnrad des Weiteren derart positioniert ist, dass das innere Zahnrad im Inneren der Öffnung des äußeren Zahnrads eingepasst ist und die nach innen sich erstreckenden Zähne in Eingriff mit den nach außen sich erstreckenden Zähnen stehen, wobei das äußere Zahnrad des Weiteren positioniert ist, um einen Bereich eines radialen Freiraums zu definieren, eine Abdeckplatte, welche gegenüber der dritten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche abgedichtet ist, um einen Bereich eines radialen Freiraums zwischen der Seitenwand und der glatten äußeren Zahnradbegrenzung zu definieren, einen Einlassanschluss, welcher verbunden ist, um eine Zuführung eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids zum Bereitstellen in einem Arbeitsbereich zwischen der inneren Zahnradverzahnung und der äußeren Zahnradverzahnung aufzunehmen, einen Auslassanschluss, welcher verbunden ist, um verwendetes hydraulisches Fluid von der Vorrichtung freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Einlassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Bogenlänge von mehr als 10° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Rotormotors des Typs, welcher ein Gehäuse, welches mit einer zylindrischen Rotorbohrung versehen ist, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Rotorbohrung montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine innere Begrenzung aufweist, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, und ein inneres Rotorzahnrad, welches drehbar im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, die mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei die nach außen sich erstreckenden Zähne geringer in Anzahl sind als die nach innen sich erstreckenden Zähne, sodass jeder Zahn des inneren Rotorzahnrads stets in Gleitkontakt mit einem Zahn des äußeren Rotorzahnrads ist, wodurch diskrete mehrfache Kammern ausgebildet werden, welche kontinuierlich ihre Größe von einem Minimum zu einem Maximum und zurück zu einem Minimum mit jeder Rotation des inneren Rotorzahnrads ändern, und eine Abtriebswelle aufweist, welche mit dem inneren Zahnrad verbunden ist und von diesem angetrieben wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Zuführen eines hydraulischen Fluids zu den Kammern mit einem Druck und in einer Richtung, welche alle der hydraulischen Kräfte, welche auf das äußere Rotorzahnrad wirken, ausgleicht, wodurch Reibungsverluste aufgrund eines Kontakts zwischen dem äußeren Rotorzahnrad und dem Gehäuse vermieden werden, und Entfernen des hydraulischen Fluids von den Kammern, wenn diese ihre Größe von einem Maximum zu einem Minimum ändern.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine hydraulische Vorrichtung, welche zumindest einen Durchgang aufweist, welcher den Eingangsdruck mit einem radialen Freiraumbereich zwischen einem äußeren Rotor und einer äußeren Rotorbohrung, welche einen Einlassdruckbereich bei dem radialen Freiraum definiert, verbindet, wobei das Zentrum des Einlassdruckbereichs bei einer ersten vorbestimmten Anzahl von Graden von einer radialen Linie lokalisiert ist, welche senkrecht zu einem Rotorversatz ist, und die eine Bogenlänge mit einer zweiten vorbestimmten Anzahl von Graden aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher ein Gehäuse mit einer ersten ebenen Oberfläche, eine Tasche, welche durch eine zylindrische Blindöffnung definiert ist, die sich senkrecht in die erste ebene Oberfläche erstreckt, wobei die Tasche eine zylindrische Seitenwand aufweist, die durch eine zweite ebene Oberfläche begrenzt wird, wobei die zweite ebene Oberfläche parallel zu der ersten ebenen Oberfläche ist, eine Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welches mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist; wobei das äußere Rotorzahnrad zwei parallele ebene Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses und der ebenen Oberfläche der Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, die mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Abtriebswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und von diesem angetrieben wird, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid zu einem Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang aufweist, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Einlassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang die Erzeugung eines Einlassdruckbereichs in dem Bereich des radialen Freiraums bewirkt, wobei der Einlassdruckbereich im Inneren von 20° zu einer radialen Linie von der Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads und die Mitte des äußeren Rotorzahnrads verbindet, wobei der Einlassdruckbereich eine Bogenlänge von mehr als 30° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft die Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher aufweist: ein Gehäuse mit einer ersten ebenen Oberfläche, eine Tasche, welche durch eine zylindrische Blindöffnung definiert ist, die sich senkrecht in die erste ebene Oberfläche erstreckt, wobei die Tasche eine zylindrische Seitenwand aufweist, welche durch eine zweite ebene Oberfläche begrenzt ist, wobei die zweite ebene Oberfläche parallel zu der ersten ebenen Oberfläche ist, eine Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei parallele ebene Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist; wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses und der ebenen Oberfläche der Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Abtriebswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und von diesem angetrieben wird, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid zu einem Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Auslassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang die Erzeugung eines Auslassdruckbereichs in dem Bereich des radialen Freiraums verursacht, wobei der Auslassdruckbereich innerhalb von 20° einer radialen Linie von der Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads mit der Mitte des äußeren Rotorzahnrads verbindet, wobei der Auslassdruckbereich eine Bogenlänge von mehr als 90° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher aufweist: ein Gehäuse mit einer ersten ebenen Oberfläche, eine Tasche, welche durch eine zylindrische Blindöffnung definiert ist, die sich senkrecht in die erste ebene Oberfläche erstreckt, wobei die Tasche eine zylindrische Seitenwand aufweist, welche durch eine zweite ebene Oberfläche begrenzt ist, wobei die zweite ebene Oberfläche parallel zu der ersten ebenen Oberfläche ist, eine Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei parallele ebene Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses und der ebenen Oberfläche der Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Abtriebswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und von diesem angetrieben wird, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid zu einem Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher eine axiale Ausgleichsnut definiert, wobei die axiale Ausgleichsnut sich von dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt, sich zwischen der Abdeckplatte und dem Gehäuse in einem Radius außerhalb des Bereichs des radialen Freiraums erstreckt und sich zu einem zweiten Kontakt mit dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher aufweist- ein Gehäuse mit zwei ebenen und parallelen Oberflächen, eine zylindrische Öffnung, welche sich senkrecht durch die beiden ebenen Oberflächen erstreckt, um eine zylindrische Seitenwand zu definieren, eine erste Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um eine Tasche zu definieren, eine zweite Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der ersten Abdeckplatte und der zweiten Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche in Eingriff mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Abtriebswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und von diesem angetrieben wird, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Einlassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang die Erzeugung eines Einlassdruckbereichs in den Bereich des radialen Freiraums bewirkt, wobei der Einlassdruckbereich innerhalb von 20° einer radialen Linie von der Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads mit der Mitte des äußeren Rotorzahnrads verbindet, wobei der Einlassdruckbereich einen Bogenlänge von mehr als 30° aufweist.

In einer weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher aufweist: ein Gehäuse mit zwei ebenen und parallelen Oberflächen, eine zylindrische Öffnung, weiche sich senkrecht durch beide ebenen Oberflächen erstreckt, um eine zylindrische Seitenwand zu definieren, eine erste Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um eine Tasche zu definieren, eine zweite Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der ersten Abdeckplatte und der zweiten Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Abtriebswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und von diesem angetrieben wird, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Auslassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Erzeugung eines Auslassdruckbereichs in dem Bereich des radialen Freiraums bewirkt, wobei der Auslassdruckbereich innerhalb von 20° einer radialen Linie von der Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads mit der Mitte des äußeren Rotorzahnrads verbindet, wobei der Einlassdruckbereich eine Bogenlänge von mehr als 30° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft die Erfindung einen hydraulischen Rotormotor, welcher aufweist: ein Gehäuse mit zwei ebenen und parallelen Oberflächen, eine zylindrische Öffnung, welche sich senkrecht durch beide ebenen Oberflächen erstreckt, um eine zylindrische Seitenwand zu definieren, eine erste Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um eine Tasche zu definieren, eine zweite Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der ersten Abdeckplatte und der zweiten Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche in Eingriff mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Abtriebswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und von diesem angetrieben wird, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher eine axiale Ausgleichsnut definiert, wobei die axiale Ausgleichsnut sich von dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt, sich zwischen der ersten Abdeckplatte und dem Gehäuse in einem Radius außerhalb des Bereichs des radialen Freiraums erstreckt und sich zu einem zweiten Kontakt mit dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine hydraulische Rotorpumpe, welche aufweist: ein Gehäuse mit einer ersten ebenen Oberfläche, eine Tasche, welche durch eine zylindrische Blindöffnung definiert ist, welche sich senkrecht in die erste ebene Oberfläche erstreckt, wobei die Tasche eine zylindrische Seitenwand aufweist, welche durch eine zweite ebene Oberfläche begrenzt ist, wobei die zweite ebene Oberfläche parallel zu der ersten ebenen Oberfläche ist, eine Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses und der ebenen Oberfläche der Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Eingangswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und dieses antreibt, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich eines radialen Freiraums und dem Einlassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Erzeugung eines Eingangsdruckbereichs in dem Bereich des radialen Freiraums bewirkt, wobei der Eingangsdruckbereich innerhalb von 20° einer radialen Linie von der Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads mit der Mitte des äußeren Rotorzahnrads verbindet, wobei der Einlassdruckbereich eine Bogenlänge von mehr als 90° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine hydraulische Rotorpumpe, welche aufweist: ein Gehäuse mit einer ersten ebenen Oberfläche, eine Tasche, welche durch eine zylindrische Blindöffnung definiert ist, welche sich senkrecht in die erste ebene Oberfläche erstreckt, wobei die Tasche eine zylindrische Seitenwand aufweist, die durch eine zweite ebene Oberfläche begrenzt ist, wobei die zweite ebene Oberfläche parallel zu der ersten ebenen Oberfläche ist, eine Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses und der ebenen Oberfläche der Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Eingangswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und dieses antreibt, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Auslassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Erzeugung eines Auslassdruckbereichs an dem Bereich des radialen Freiraums bewirkt, wobei der Auslassdruckbereich innerhalb von 20° einer radialen Linie von der Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads und die Mitte des äußeren Rotorzahnrads verbindet, wobei der Auslassdruckbereich eine Bogenlänge von mehr als 30° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine hydraulische Rotorpumpe, welche aufweist: ein Gehäuse mit einer ersten ebenen Oberfläche, eine Tasche, welche durch eine zylindrische Blindöffnung definiert ist, welche sich senkrecht in die erste ebene Oberfläche erstreckt, wobei die Tasche eine zylindrische Seitenwand aufweist, welche durch eine zweite ebene Oberfläche begrenzt ist, wobei die zweite ebene Oberfläche parallel zu der ersten ebenen Oberfläche ist, eine Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ersten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses und der ebenen Oberfläche der Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Eingangswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und dieses antreibt, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher eine axiale Ausgleichsnut definiert, wobei die axiale Ausgleichsnut sich von dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt, sich zwischen der Abdeckplatte und dem Gehäuse in einem Radius außerhalb des Bereichs des radialen Freiraums erstreckt und sich in einem zweiten Kontakt mit dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt.

In einer weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine hydraulische Rotorpumpe, welche aufweist: ein Gehäuse mit zwei ebenen und parallelen Oberflächen, eine zylindrische Öffnung, welche sich senkrecht durch beide ebenen Oberflächen erstreckt, um eine zylindrische Seitenwand zu definieren, eine erste Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um eine Tasche zu definieren, eine zweite Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der ersten Abdeckplatte und der zweiten Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Eingangswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und dieses antreibt, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich des radialen Freiraums und dem Einlassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Erzeugung eines Eingangsdruckbereichs in dem Bereich des radialen Freiraums bewirkt, wobei der Einlassdruckbereich innerhalb von 20° einer radialen Linie von einer Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads mit der Mitte des äußeren Rotorzahnrads verbindet, wobei der Einlassdruckbereich eine Bogenlänge von mehr als 90° aufweist.

In einer weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine hydraulische Rotorpumpe, welche aufweist: ein Gehäuse mit zwei ebenen und parallelen Oberflächen, eine zylindrische Öffnung, welche sich senkrecht durch beide ebenen Oberflächen erstreckt, um eine zylindrische Seitenwand zu definieren, eine erste Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um eine Tasche zu definieren, eine zweite Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist; wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen äußeren Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der ersten Abdeckplatte und der zweiten Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Eingangswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und dieses antreibt, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher sich zwischen dem Bereich eines radialen Freiraums und dem Auslassanschluss erstreckt, wobei der Druckausgleichsdurchgang eine Erzeugung eines Auslassdruckbereichs in dem Bereich des radialen Freiraums bewirkt, wobei der Auslassdruckbereich innerhalb von 20° einer radialen Linie von einer Achse des äußeren Rotorzahnrads zentriert und senkrecht zu einer Linie ist, welche die Mitte des inneren Rotorzahnrads und die Mitte des äußeren Zahnrads verbindet, wobei der Einlassdruckbereich eine Bogenlänge von mehr als 30° aufweist.

In einer noch weiteren Hinsicht betrifft diese Erfindung eine hydraulische Rotorpumpe, welche aufweist: ein Gehäuse mit zwei ebenen und parallelen Oberflächen, eine zylindrische Öffnung, welche sich senkrecht durch beide ebenen Oberflächen erstreckt, um eine zylindrische Seitenwand zu definieren, eine erste Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um eine Tasche zu definieren, eine zweite Abdeckplatte mit einer ebenen Oberfläche, welche gegenüber der zweiten ebenen Oberfläche des Gehäuses verspannt ist, um die Tasche abzudichten, ein äußeres Rotorzahnrad, welches im Inneren der Tasche montiert ist, wobei das äußere Rotorzahnrad eine zylindrische äußere Begrenzung aufweist, welche der zylindrischen Seitenwand gegenüberliegt, um einen Bereich eines radialen Freiraums dazwischen zu definieren, und eine innere Begrenzung des äußeren Rotorzahnrads, welche mit nach innen sich erstreckenden Zähnen ausgestattet ist, wobei das äußere Rotorzahnrad zwei ebene parallele Oberflächen senkrecht zu der zylindrischen Begrenzung aufweist, wobei die ebenen Oberflächen einen engen Laufsitz zwischen der ersten Abdeckplatte und der zweiten Abdeckplatte zur Verfügung stellen, ein inneres Rotorzahnrad, welches im Inneren des äußeren Rotorzahnrads montiert ist, wobei das innere Rotorzahnrad nach außen sich erstreckende Zähne aufweist, welche mit den nach innen sich erstreckenden Zähnen des äußeren Rotorzahnrads in Eingriff stehen, wobei das innere Zahnrad einen Zahn weniger als das äußere Zahnrad aufweist, eine Eingangswelle, welche mit dem inneren Rotorzahnrad verbunden ist und dieses antreibt, einen Einlassanschluss, welcher angeordnet ist, um eine Strömung eines hydraulischen Fluids aufzunehmen und das hydraulische Fluid an einen Bereich eines Eingriffs zwischen den nach innen sich erstreckenden Zähnen und den nach außen sich erstreckenden Zähnen zu liefern, einen Auslassanschluss, welcher angeordnet ist, um verwendetes hydraulisches Fluid freizulassen, und einen Druckausgleichsdurchgang, welcher eine axiale Ausgleichsnut definiert, wobei die axiale Ausgleichsnut sich von dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt, sich zwischen der ersten Abdeckplatte und dem Gehäuse in einem Radius außerhalb des Bereichs des radialen Freiraums erstreckt und sich zu einem zweiten Kontakt mit dem Bereich des radialen Freiraums erstreckt.

Die Vorteile, welche die Erfindung liefert, werden vom Fachmann beim Lesen der beiliegenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen verstanden werden.

1 zeigt ein typisches radiales Druckprofil eines Rotormotors des Standes der Technik;

2 zeigt ein typisches axiales Druckprofil in einem Rotormotor des Standes der Technik;

3 ist eine Skizze eines dualen Rotormotors, gesehen von seinem Wellenende;

4 ist eine Querschnittsansicht eines dualen Rotormotors entlang den Linien 4-4 aus 3;

5 ist eine Skizze eines stufenförmigen Rotormotors und damit verbundenen nierenförmigen Anschlüssen, gesehen entlang den Linien 5-5 von 4;

6 ist eine Skizze einer Abdeckplatte, welche die Anordnung der Ausgleichsnuten darin wiedergibt, gesehen entlang den Linien 6-6 von 4;

7 ist eine Skizze, welche die relative Positionierung der Ausgleichsnuten und eine Rotortasche zeigt;

8 ist eine Querschnittsansicht entlang den Linien 8-8 von 7;

9 zeigt das radiale Druckprofil für einen Rotormotor, welcher Ausgleichsnuten gemäß dieser Erfindung aufweist; und

10 zeigt das axiale Druckprofil für einen Rotormotor, welcher Ausgleichsnuten gemäß dieser Erfindung aufweist.

Im Folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, wie sie in einem hydraulischen Doppelrotormotor implementiert ist. Hydraulische Doppelmotoren sind insbesondere nützlich in Kraftfahrzeugkühlsystemen, wie beispielsweise beschrieben in dem US-Patent 5,561,978 von Buschur. In dem Buschur-Patent wird erkannt, dass der Ventilator eines Kraftfahrzeugkühlsystems durch ein Paar von zusammenwirkend verbundenen Rotormotoren angetrieben werden kann, von denen einer als Stufenmotor bezeichnet werden kann und der andere als Leerlaufmotor bezeichnet werden kann. Durch Betreiben des einen Motors oder beider Motoren wird ein breiter Bereich von Ventilatorgeschwindigkeiten in Geschwindigkeiten von sowohl dem Leerlauf- als auch Stufenmotor ermöglicht. Die vorliegende Erfindung wurde in einem hydraulischen Doppelrotormotorsystem, wie allgemein in den 3 und 4 dargestellt, implementiert. Wie darin gezeigt, weist die Motor/Verteiler-Anordnung 12 einen Stufenrotormotor 22 und einen Leerlaufrotormotor 24 auf.

Die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung verbessert in erheblichem Maße die Torsionseffizienz beim Start und die Motor-zu-Motor-Variation des Doppelmotorsystems. Während diese Erfindung sowohl auf den Stufen- als auch auf den Leerlaufrotormotor anwendbar ist, war die größte Verbesserung zu sehen, wenn die Erfindung auf einen Stufenrotormotor angewandt wurde. Der Grund kann durch die unterschiedliche Geometrie des Stufen- und Leerlaufrotormotors erklärt werden. Beim Starten tragen beide Rotormotoren zu dem Drehmoment des Motorsystems im Verhältnis zu ihrem Volumenversatz bei. Der Stufenrotormotor mit einem größeren Versatz ist von der "Taschen"-Ausgestaltung mit einer verspannten Dichtoberfläche und einem Hinterschnitt des Typs, wie in 2 gezeigt.

Diese Geometrie ist insbesondere geeignet für ein hydraulisches Ungleichgewicht. Der Leerlaufrotormotor mit einem kleineren Versatz weist zwei verspannte Dichtoberflächen auf und keinen Hinterschnitt und ist demzufolge weniger anfällig gegenüber einem hydraulischen Ungleichgewicht. Die Bedeutung von Ausgleichsnuten an den verspannten Dichtoberflächen wird deutlich werden nach der nachfolgenden Erläuterung der bevorzugten Ausführungsform.

Bezugnehmend nun auf die 3 und 4, ist ein Verteiler 10 als ein Teil einer Motor/Verteiler-Anordnung 12 gezeigt. Andere Elemente sind ein Einlass 14, ein Auslass 16 und ein Einlasskanal 18. Der Verteiler 10 weist bei 20 eingeschraubte Ventile auf. Ein Stufenrotormotor 22 und ein Leerlaufrotormotor 24 sind in einer ineinandergesteckten Anordnung zwischen dem Verteiler 10 und einem Endrahmen 26 positioniert. Eine mittige Platte 28 ist zwischen dem Leerlaufrotormotor 24 und dem Stufenrotormotor 22, wie in 4 gezeigt, positioniert. Eine Endplatte 30 und ein Satz von vier Bolzen 32 dient dazu, die ineinandergesteckte Anordnung gegenüber dem Verteiler 10 zu verklemmen. Die Bolzen 32 stellen eine ausreichende Verspannkraft zur Verfügung, um ein Trennen des Stapels bei Betriebsnenndrücken zu verhindern und um auch eine Metall-zu-Metall-Abdichtung zwischen den Elementen der ineinandergesteckten Anordnung zu erzeugen, um das Bedürfnis nach Elastomer-Dichtungen zu eliminieren. Irgendein hydraulisches Fluid, welches durch die ineinandergesteckte Anordnung strömt, ist im Inneren des Motors durch eine Wellendichtung 34 und eine Verteiler-O-Ring-Dichtung 36 aufgenommen.

Wie am besten in den 4 und 5 gezeigt, weist der Stufenrotormotor 22 ein äußeres Stufenzahnrad 38 und ein inneres Stufenzahnrad 40 auf. Es soll verstanden werden, dass der Leerlaufrotormotor 24 ein äußeres Leerlaufzahnrad 42 und ein inneres Leerlaufzahnrad 44 aufweist. Der Leerlaufrotormotor 24 rotiert im Inneren eines Leerlaufrings 25, ist jedoch andererseits in einer Art und Weise ausgestaltet ähnlich zu dem Stufenrotormotor 22, und die Details davon sind nicht in der Zeichnung wiedergegeben. Die zwei inneren Zahnräder 40, 44 treiben eine gemeinsame Welle 45 an, welche eine Torsionskraft auf die Last überträgt. Ein Paar von ausgerichteten Zapfen 46, 48 verhindert eine Drehung der ineinandergesteckten Anordnung während des Motorbetriebs.

Im Betrieb tritt hydraulisches Fluid in den Motor 22 durch die Einlassanschlussverbindung 14 des Verteilers ein (3). Innere eingeschraubte Ventile 20 leiten dieses Fluid zu dem Einlass entweder des Leerlaufrotorsatzes 42, 44 (4) oder zu den Einlässen sowohl des Leerlaufrotorsatzes 42, 44 als auch des Stufenrotorsatzes 38, 40. Zum Zwecke einer vereinfachten Darstellung sind diese spezifischen Verbindungen hierin nicht wiedergegeben. Nachdem das hydraulische Fluid durch die Rotormotoren 24 und 22 durchgetreten ist, tritt es durch die Auslassanschlussverbindung 16 des Verteilers aus (4).

Bezugnehmend nun auf 5, ist eine Ansicht des Stufenrotormotors 22 zu sehen, wie sich dies durch Nach-unten-Schauen entlang der Linie 5-5 in 4 ergibt. Für ein besseres Verständnis der geometrischen Beziehungen sind die Konturen des Einlassnierenanschlusses 50 und des Auslassnierenanschlusses 52 auf den Stufenrotormotor 22 projiziert, wie durch die gestrichelten Linien darauf angegeben ist. Ein Paar von Öffnungen 54, 56 ist vorgesehen, um die ausgerichteten Zapfen 46, 48 aufzunehmen. Dies verhindert eine Drehung der Motorstapelanordnung. Eine Einlass- und Auslassströmung von und zu dem Leerlaufrotorsatz tritt jeweils durch die Anschlüsse 58 und 60 hindurch. Das innere Zahnrad 40 weist eine innere Keilwelle 62 auf, welche das Drehmoment auf die Antriebswelle 45 überträgt. Es ist zu erwähnen, dass das äußere Zahnrad 38 einen Zahn mehr als das innere Zahnrad 40 aufweist. Diese Rotorcharakteristik erzeugt diskrete Kammern zwischen den Rotorzähnen, welche sich erweitern, wenn ein hydraulisches Fluid durch den Einlassnierenanschluss 50 eintritt, und welche sich kontrahieren, wenn das hydraulische Fluid durch den Auslassnierenanschluss 52 austritt. Die Achsen der Rotorzahnräder sind durch einen festgelegten Abstand zueinander versetzt. Das kooperative Zusammenwirken von Rotorzahnrädern beim Auftreten eines hydraulischen Fluids ist sehr bekannt und muss hier nicht weiter beschrieben werden.

Der Stufenrotormotor 22 ist ausgestaltet, um in einer Tasche 66 zu ruhen, welche durch eine Ausnehmung in dem Verteiler 10 definiert ist. Die Tasche 66 ist durch eine mittige Platte 28 abgedeckt und abgedichtet (ein bisschen Leckage tritt auf). Diese mittige Platte 28 weist einen "Schatten"-Einlass und Auslassnierenanschlüsse 68 bzw. 70, wie in 6 gezeigt, auf. Die ausgerichteten Zapfen 46, 48 treten durch Löcher 72 und 74 hindurch, um eine Drehung des Motorstapels zu verhindern. Die Anschlüsse 76 und 78 stellen eine Auslass- und Einlass-Fluidverbindung jeweils mit dem Leerlaufrotorsatz zur Verfügung. Ein Hauptmerkmal der Erfindung beruht auf den Ausgleichsnuten, welche in der Stirnfläche der mittigen Platte 28 hergestellt sind und dem Stufenrotormotor 22 gegenüberliegen. In einer Ausführungsform gibt es drei derartige Ausgleichsnuten, umfassend eine axiale Ausgleichsnut 80, eine Auslassausgleichsnut 82 und eine Einlassausgleichsnut 84. Es ist zu erwähnen, dass sich die axiale Ausgleichsnut 80 aus einzelnen Nutsegmenten zusammensetzt, die mit 86, 88, 90, 92 und 94 bezeichnet sind. Auf ähnliche Weise ist die Auslassausgleichsnut 82 aus Nutsegmenten 96 und 98 zusammengesetzt. Zusammen wird auf diese Nuten (80, 82 und 84) als "Ausgleichsnuten" Bezug genommen.

Die 7 und 8 zeigen die Anordnung der Ausgleichsnuten (80, 82 und 84) gegenüber dem Verteiler 10, dem inneren Stufenzahnrad 40 und dem äußeren Stufenzahnrad 38. Es ist wichtig, zu erkennen, dass jede dieser Nuten einen radialen Freiraum 102 (7) zwischen einem äußeren Stufenzahnrad 38 und einer zylindrischen Wand der Tasche 66 in dem Verteiler 10 durchquert. Auf diese Art und Weise können die Ausgleichsnuten verwendet werden, um den Druckgradienten, welcher auf die Außenseite des äußeren Stufenzahnrads 38 wirkt, zu definieren. Im Allgemeinen ist die Fluidströmung durch die Ausgleichsnuten minimal. Daher ist die Breite und Tiefe der Ausgleichsnuten nicht kritisch, jedoch sollte sie größer im Querschnittsbereich sein als das Produkt des radialen Freiraums 102 und der Dicke des axialen Rotors.

Der Zweck der Ausgleichsnuten gemäß dieser Erfindung liegt darin, die Reibung zwischen dem äußeren Stufenzahnrad 38, dem Verteiler 10 und der mittigen Platte 28 zu minimieren. Jede Reibung zwischen diesen Teilen verringert das Motordrehmoment, welches der Last zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere wichtig, da das äußere Stufenzahnrad 38 sich in einem relativ großen Radius von der Wellenachse befindet, wodurch der effektive Momentenhebelarm von irgendeiner Reibungskraft auf dieses Teil erhöht wird.

9 gibt eine typische grafische Auftragung des radialen Druckgradienten, welcher auf die Peripherie eines äußeren Stufenzahnrads eines Rotormotors gemäß dieser Erfindung wirkt, wieder. Der Gradient ist in mehrere Bereiche, wie in dieser Figur gezeigt, unterteilt. Es ist zuerst zu bemerken, dass die Einlassausgleichsnut 84 den Einlassnierenanschluss 68 mit dem radialen Freiraum 102 zwischen dem äußeren Stufenzahnrad 38 und der Verteilertasche 66 verbindet. Dies leitet den "Einlassdruck" zu der Außenseite des äußeren Stufenzahnrads 38 in den Bereich, welcher als "Einlassdruckwinkel" bezeichnet ist, was bewirkt, dass der innere radiale und der äußere radiale Druck in diesem Bereich gleich sind. Ebenso verbindet die Auslassausgleichsnut 82 den Auslassnierenanschluss 70 über die Anschlüsse 60 und 76 mit dem radialen Freiraum 102. Dies richtet einen "Auslassdruck" zu der Außenseite des äußeren Stufenzahnrads 38 in dem Bereich, welcher als "Auslassdruckwinkel" bezeichnet ist, was bewirkt, dass der innere radiale und der äußere radiale Druck in diesem Bereich gleich sind. In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung fallen die mittigen Linien des "Einlassdruckwinkels" und "Auslassdruckwinkels" zusammen.

Da der radiale Freiraum 102 um das äußere Stufenzahnrad 38 herum existiert, bestehen zwei Druckgradientenbereiche, bezeichnet als (A) und (B) in 9, zwischen dem "Einlassdruckwinkel" und dem "Auslassdruckwinkel". Diese Gradienten werden in drei Teile unterteilt, welche als "Oberer Druckwinkel", "Zwischendruckwinkel" und "Unterer Druckwinkel" bezeichnet sind. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Druckwinkel in dem Bereich (A) und (B) identisch.

9 zeigt deutlich eine der Hauptleistungen der Ausgleichsnuten 80, 82 und 84. Die Ausgleichsnuten 80, 82 und 84 definieren vollständig die radialen Drücke, welche auf die Peripherie des äußeren Rotors wirken, mit der Ausnahme für die Gradientenbereiche, was die reine radiale Kraft auf das äußere Stufenzahnrad 38 weitestgehend unanfällig für Freiräume und Leckage macht. Dies hilft, um Motor-zu-Motor-Variationen in der Torsionseffizienz zu minimieren und tatsächlich die Anfälligkeit gegenüber einem Einlass- oder einem Auslassdruck zu eliminieren.

Die axiale Ausgleichsnut 80 stellt sowohl einen radialen als auch axialen Ausgleich des äußeren Rotors zur Verfügung. Wie unten diskutiert werden wird, sollte der Druck in der axialen Ausgleichsnut 80 stets bei dem oder in der Nähe des "Einlassdrucks" liegen. Jedoch kann ein direktes Verbinden dieser Nut 80 mit dem Einlassnierenanschluss 68 bewirken, dass dieser eine Kontaminierung von dem hydraulischen Fluid aufsammelt. Dies kann fatal sein, wenn die gespeicherte Kontaminierung plötzlich wieder in den Motor zurück geführt wird. Stattdessen ist in der bevorzugten Ausführungsform die axiale Ausgleichsnut 80 so ausgestaltet, dass beide Enden den radialen Freiraum 102 zwischen der äußeren Begrenzung des äußeren Stufenzahnrads 38 und der zylindrischen Seitenwand der Tasche 66 überlappen und mit diesen in Fluidverbindung stehen, wie in 7 angegeben.

Der Treffpunkt der axialen Ausgleichsnut 80 und des radialen Freiraums 102 ist in den Bereichen lokalisiert, welche als "Zwischendruckwinkel" in 9 definiert sind. Dies verhindert, dass irgendwelche großen Schmutzstoffe in die axiale Ausgleichsnut 80 eintreten. Irgendwelche kleine Schmutzstoffe, welche in die Nut 80 eintreten, werden aufgrund der minimalen Durchgangsdruckunterschiede an jedem Ende der Nut 80 ausgewaschen.

Der Druck in der axialen Ausgleichsnut 80 hängt von dem Druck im Inneren des radialen Freiraums 102 an der Stelle ab, wo der Kontakt mit der Nut 80 auftritt. Durch Minimieren der Bogenlänge des "Oberen Druckwinkels" wird der Druck in der axialen Ausgleichsnut 80 in der Nähe des Einlassdrucks festgelegt, wie dies für einen axialen Druckausgleich des äußeren Stufenzahnrads 38 gewünscht ist.

Ebenso bewirkt die axiale Ausgleichsnut 80, dass die radialen Druckkräfte, welche auf das äußere Zahnrad in dem "Zwischendruckwinkel (A)" und dem "Zwischendruckwinkel (B)" wirken, gleich sind. Dies erleichtert es, um sicherzustellen, dass die Kräfte auf das äußere Zahnrad 38 in diesen Bereichen gleich sein werden, und verringert wiederum die Anfälligkeit eines radialen Ausgleichs gegenüber einem Freiraum und einer Leckage.

Ausgleichsnuten, die durch diese Erfindung definiert sind, gestatten es einem Konstrukteur, die Größenordnung und Richtung der reinen hydraulischen radialen Kraft, welche auf den äußeren Rotor wirkt, zu definieren. Durch Herabsetzen der reinen radialen hydraulischen Kraft kann die Torsionsreibungskraft ebenso minimiert werden. Mathematisch gesehen wird dies dadurch erreicht, dass die Summe der inneren und äußeren radialen Druckkräfte, welche auf das äußere Zahnrad wirken, null ergibt. Belastungen auf die Zähne der Zahnräder können ignoriert werden, da diese gewöhnlicherweise im Vergleich zu den Druckkräften klein sind. Ebenso bewirkt eine Drehung der Zahnräder, dass sich die innere Druckkraft in ihrer Größe und Richtung leicht abändert, was die Verwendung einer "durchschnittlichen" inneren Kraft erfordert. Die resultierende mathematische Gleichung kann verwendet werden, um die Winkel, wie in 9 gezeigt, herauszufinden. Wenn die Ausgleichsnuten 80, 82 und 84 dimensioniert sind, um die reine radiale hydraulische Kraft zu minimieren, ist diese Kraft tatsächlich unabhängig von sowohl dem Einlass- als auch dem Auslassdruck.

Radiales Ausgleichen des äußeren Rotors, wie vorhergehend beschrieben, reicht nicht aus, um eine gute Torsionseffizienz sicherzustellen. Ebenso wird ein axialer Druckausgleich (entlang der Achse der Welle) notwendig. Die Ausgleichsnuten 80, 82 und 84, wie durch diese Erfindung definiert, dienen dazu, sowohl einen radialen als auch einen axialen Druckausgleich zur Verfügung zu stellen.

Wie vorhergehend diskutiert, kann eine Leckage zwischen dem Gehäuse und einer Abdeckplatte des Rotormotors ein axiales Druckungleichgewicht auf dem äußeren Stufenzahnrad (siehe 2) erzeugen. Dies tritt insbesondere für einen Motor mit einer "Taschen"-Konstruktion (nur eine Dichtoberfläche) in Erscheinung. Motoren mit zwei Dichtoberflächen (das heißt der Leerlaufrotormotor 24, gezeigt in 4) kann nur ein minimales axiales Druckungleichgewicht aufweisen, falls die Leckage an beiden Dichtoberflächen ähnlich ist.

Ein weiterer wichtiger Faktor, welcher das axiale Druckungleichgewicht beeinflusst, ist der Querschnittsbereich des "Hinterschnitts", welcher oftmals in einer Taschenkonstruktion verwendet wird. Dieser Hinterschnitt wird den Druckgradienten stören, wenn der Hinterschnitt zu groß ist, wobei ein Rotormotor, welcher zwei Dichtoberflächen aufweist, einen Hinterschnitt nicht benötigt und daher weniger Reibungsverlust als ein Motor mit einer "Taschen"-Konstruktion aufweist.

Wie vorhergehend unter „Beschreibung des Standes der Technik" beschrieben und in 2 gezeigt, kann eine Leckage eines hydraulischen Fluids ein axiales Druckungleichgewicht auf einem äußeren Zahnrad eines Zahnradpaares eines Rotormotors verursachen. 10 gibt einen Querschnitt eines Paares eines inneren und eines äußeren Zahnrads eines Rotormotors wieder, welcher Ausgleichsnuten gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Figur zeigt die typischen Druckkräfte, welche in solch einer Anordnung auftreten. Wenn sich der Druck in den Ausgleichsnuten 80, 82 und 84 bei dem oder in der Nähe des Druckes in dem angrenzenden "Nierenanschluss" befindet, wird die Ausgleichsnut zwischen dem Verteiler 10 und der mittigen Platte 28 eine Leckage verhindern, welche den Druck, welcher axial auf das äußere Stufenzahnrad wirkt, stören würde. Es ist zu bemerken, dass die radiale Positionierung der Ausgleichsnuten 80, 82 und 84 sich bei dem radialen Freiraum 102 oder darüber hinaus befinden kann. Aus diesem Grund stellen die axialen Ausgleichsnutsegmente 86, 88, 90, 92 und 94 und die Auslassausgleichsnutsegmente 96, 98 alle einen axialen Ausgleich für den Rotor zur Verfügung, selbst wenn diese an unterschiedlichen Radien von der Wellenmittenlinie positioniert sind.

Es wurde herausgefunden durch ein Experiment, dass die Leistung der Erfindung verbessert wurde, wenn die axiale Ausgleichsnut 80 eine Bogenlänge aufweist, welche ungefähr gleich zu der Bogenlänge des Nierenanschlusses 68 ist. Es wird angenommen, dass die Verbesserung das Ergebnis eines verbesserten axialen Ausgleichs ist. Die folgenden zwei Beispiele demonstrieren die Anwendbarkeit der Erfindung.

Torsionseffizienzstarttests wurden an acht Motor/Verteileranordnungen, welche im Wesentlichen so konstruiert sind, wie in den 3 bis 8 dargestellt, durchgeführt, welche jedoch keine Ausgleichsnuten, wie oben beschrieben, aufwiesen. Die Einheiten waren als schlechte Startereinheiten bekannt. Die Einheiten wurden mit einem Getriebeelektromotor über eine Drehmomentwelle verbunden und mit einer relativ geringen Geschwindigkeit von 1,3 Umdrehungen/Minute angetrieben. Sie wurden mit einem Hydrauliköl mit einer Temperatur von 19,64°C (110 F) und einer Einlassdurchflussrate von 7,57 l/Minute (2 gpm) versorgt. Der Einlassdruck wurde von einem Minimum bis 12,04 × 10⁶ N/m² (1750 psig) variiert. Der Auslassdruck betrug 9,301 × 10⁵ N/m² (135 psig). Das Wellendrehmoment wurde aufgenommen und in eine Torsionseffizienz konvertiert. Es wurde herausgefunden, dass die acht Einheiten eine durchschnittliche Starttorsionseffizienz aufwiesen, die von -42,3 bis +3,9 % betrug. (Es ist zu bemerken, dass eine negative Torsionseffizienz angibt, dass der Motor nicht starten würde.) Die Tests wurden für Auslassdrücke von 3,45 × 10⁶ N/m² (500 psig) und 6,895 × 10⁶ N/m² (1000 psig) wiederholt. Das Startverhalten war mäßig und blieb über den gesamten Bereich von Drücken mäßig. Nachdem diese Effizienztests durchgeführt wurden, wurden die Motor/Verteileranordnungen abgebaut und modifiziert, sodass sie Ausgleichsnuten gemäß der Erfindung aufwiesen. Sie wurden dann wieder zusammengebaut und mit derselben Testprozedur erneut getestet. Es wurde herausgefunden, dass die modifizierten Einheiten alle gut anliefen und eine Starttorsionseffizienz von 6,8 bis 33,4 % aufwiesen.

Insgesamt wurden dreißig Motor/Verteiler, welche in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurden, nach der im Beispiel I beschriebenen Prozedur getestet. Die durchschnittliche Startertorsionseffizienz für die dreißig Muster lag bei 39,9 % mit individuellen Torsionseffizienzen, welche zwischen 23,5 und 47,5 % lagen. Alle Einheiten in dem Test konnten gut starten.

Im Folgenden findet sich eine Diskussion der Konstruktionsüberlegungen, welche auf die Ausübung der Erfindung anwendbar sind.

Ein äußeres Rotorzahnrad gemäß der Erfindung kann im Inneren der Tasche eines Gehäuses einen Gleitsitz aufweisen und mit einer Abdeckplatte umschlossen sein. Dieser äußere Rotor dreht sich leicht in der Tasche. Die einzige Drehreibung wird durch den äußeren Rotor hervorgerufen, der an der Tasche und der Abdeckplatte entlang reibt. Wenn der äußere Rotor betrieben wird, befindet sich ein unter Druck stehendes hydraulisches Fluid auf der Innenseite, auf der Außenseite und an beiden Enden. Dieses unter Druck stehende Fluid tendiert dazu, den äußeren Rotor gegen die Tasche sowohl radial als auch axial zu drücken. Die Reibung ergibt sich durch die klassische physikalische Gleichung: F = &mgr; · N wobei

F = Reibungskraft (lbs)

&mgr; = Reibungskoeffizient

N = Normalkraft (lbs)

Die Torsionsreibung ist einfach die Reibung multipliziert mit dem Momentenhebelarm oder: T_f = R · &mgr; · M wobei

T_f = Reibungsdrehmoment (Inch-lbs)

R =Momentenhebelarm (Inch)

Das Drehmoment, welches durch den Motor erzeugt wird, wird angegeben durch: T_m = S · DP/(2 · &pgr;) wobei

T_m = erzeugtes Drehmoment (Inch-lbs)

S = Motorversatz (Inch³/Umdrehung)

DP = Druck über den Motor (Einlassdruck minus Auslassdruck) (psi)

Das Drehmoment, welches zum Antreiben der Last zur Verfügung steht, ist: T_d = T_m – T_f

Es ist zu bemerken, dass, wenn das Reibungsdrehmoment T_f gleich dem erzeugten Drehmoment T_m ist, der Motor dann blockiert. Der Schlüssel, um dieses Problem zu vermeiden, liegt darin, alle hydraulischen Kräfte, welche auf den äußeren Rotor wirken, "auszugleichen", sodass dieser niemals eng gegen die Gehäusebohrung oder die Abdeckplatte gedrückt wird. (Einige Reibung wird stets auftreten, jedoch muss die unausgeglichene hydraulische Kraft minimiert werden.)

Die Probleme des Standes der Technik, die hierin anfangs bezüglich Variationen in dem äußeren Druckgradienten beschrieben wurden, werden dadurch gelöst, dass der Druck, welcher auf die Außenseite des äußeren Rotors wirkt, für die Mehrheit des Umfangs von 360° definiert wird und dass die Länge aller Druckgradienten minimiert wird. Bezug nehmend auf 9 hiervon, ist zu bemerken, dass der Druck, welcher auf die Außenseite des äußeren Rotors bei dem "Einlassdruckwinkel" wirkt, der Einlassdruck ist. Dies ist das Ergebnis der Einlassausgleichsnut 84. Dieser Druck wird nicht mit Freiräumen variieren, da er direkt mit dem Einlassanschluss verbunden ist. Es ist ebenso zu bemerken, dass der Druck, welcher auf die Außenseite des äußeren Rotors bei dem "Auslassdruckwinkel" in 9 wirkt, stets der Auslassdruck ist. Dieser Druck wird nicht mit Freiräumen variieren, da er direkt mit dem Auslassanschluss verbunden ist. Folglich kann der Druck, welcher auf die Außenseite des äußeren Rotors wirkt, exakt für ca. 185° des Umfangs definiert werden. Dies hilft, die Motor-zu-Motor-Variation zu minimieren.

Ein Konstrukteur kann die Bogenlänge sowohl des "Einlassdruckwinkels" als auch des "Auslassdruckwinkels" in 9 definieren. Dies gestattet es, dass die reine Druckkraft, welche auf den äußeren Rotor wirkt, sowohl in ihrer Größe als auch Richtung "eingestellt" werden kann. Es ist das Ziel, bei allen Einlass- und Auslassdrücken eine reine radiale hydraulische Kraft von null zu erreichen, welche auf die Innenseite und die Außenseite des äußeren Rotors wirkt. Variationen in der Druckkraft können immer noch in den Gradientenregionen auftreten, jedoch sind diese nun sehr viel kürzer in der Bogenlänge und sind deshalb weniger kritisch. Es kann mathematisch gezeigt werden, dass die in 9 gezeigten Nuten bei jedem Einlass- oder Auslassdruck eine reine radiale hydraulische Kraft von nahezu null bereitstellen. Dies ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik.

Während die Formen des Geräts, welche hierin beschrieben wurden, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf diese konkreten Formen des Geräts beschränkt ist und dass Änderungen davon durchgeführt werden können, ohne von dem Rahmen der Erfindung, wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist, Abstand zu nehmen.