DE102021207696A1

DE102021207696A1 - SWASH PLATE PUMP DRIVE WITH GEAR

Info

Publication number: DE102021207696A1
Application number: DE102021207696.3A
Authority: DE
Inventors: Qi Zhou; Kuo Wu
Original assignee: Ridge Tool Co
Current assignee: Ridge Tool Co
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2022-02-10

Abstract

Verschiedene Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismen werden beschrieben, die Rotationsbewegungen in eine lineare Wechselbewegung umwandeln. Außerdem werden Baugruppen beschrieben, die solche Mechanismen verwenden, wie z. B. Pumpenantriebe. Eine in den Mechanismen verwendete Oberflächen-Nockenkomponente enthält eine Nockenbahn, die eine gewellte Oberfläche aufweist.Various surface cam planetary mechanisms are described that convert rotary motion into reciprocating linear motion. In addition, assemblies are described that use such mechanisms as e.g. B. pump drives. A surface cam component used in the mechanisms includes a cam track that has a corrugated surface.

Description

QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Erfindungsanmeldung mit der Seriennummer 202010788430.X , eingereicht am 7. August 2020. Diese Anmeldung beansprucht auch die Priorität der chinesischen Gebrauchsmusteranmeldung mit der Seriennummer 202021628454.0 , die am 7. August 2020 eingereicht wurde. Diese Anmeldung beansprucht ferner die Priorität der US-Anmeldung 17/187,958 , die am 1. März 2021 eingereicht wurde.This application claims the priority of the Chinese invention application serial number 202010788430.X , filed August 7, 2020. This application also claims priority from the Chinese utility model application with serial number 202021628454.0 , which was filed on August 7, 2020. This application also claims priority from the US application 17/187,958 , which was filed on March 1, 2021.

GEBIETAREA

Der vorliegende Gegenstand bezieht sich auf Baugruppen zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine lineare Wechselbewegung, und insbesondere auf Pumpen, die solche Baugruppen verwenden. Der vorliegende Gegenstand bezieht sich auch auf Pumpenantriebe, die solche Baugruppen verwenden.The present subject matter relates to rotary to linear reciprocating motion conversion assemblies, and more particularly to pumps utilizing such assemblies. The present subject matter also relates to pump drives using such assemblies.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Um eine Rotationsbewegung, wie sie von einem Motor erzeugt wird, in eine lineare Wechselbewegung umzuwandeln, wird typischerweise eine mechanische Baugruppe verwendet. Während verschiedene derartige Baugruppen bekannt sind (siehe z.B. US-Patent Nr. 7,048,658 und 7,086,979 ), besteht weiterhin Bedarf an einer verbesserten Baugruppe zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine lineare Wechselbewegung.A mechanical assembly is typically used to convert rotary motion, such as that produced by a motor, into reciprocating linear motion. While various such assemblies are known (see e.g U.S. Patent No. 7,048,658 and 7,086,979 ), there remains a need for an improved rotary to linear reciprocating motion conversion assembly.

Viele bekannte Baugruppen zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine lineare Wechselbewegung sind transversal zu einer Rotationsachse der Quelle der Rotationsbewegung ausgerichtet. Eine solche Ausrichtung kann zu Ineffizienzen, übermäßiger Reibung und Verschleiß zwischen den Komponenten führen. Daher besteht ein Bedarf an einer verbesserten Baugruppe zur Umwandlung von Rotationsbewegung in lineare Wechselbewegung.Many known assemblies for converting rotary motion to linear reciprocating motion are oriented transversely to an axis of rotation of the source of rotary motion. Such alignment can lead to inefficiencies, excessive friction and wear between components. Therefore, there is a need for an improved rotary to linear reciprocating motion conversion assembly.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die mit früheren Ansätzen verbundenen Schwierigkeiten und Nachteile werden im vorliegenden Gegenstand wie folgt aufgegriffen.The difficulties and disadvantages associated with previous approaches are addressed in the present subject matter as follows.

In einem Aspekt stellt der vorliegende Gegenstand in Kombination mit einem Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus, der von einem Motor oder einem anderen Antriebsmechanismus rotierend um eine Längsachse angetrieben wird, eine Nocke mit einem peripheren Kantenabschnitt bereit, die von dem Getriebeuntersetzungsmechanismus um die Längsachse rotiert wird. Die Nocke ist auf einer ersten Seite benachbart zu dem peripheren Kantenabschnitt konfiguriert, um mit dem Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus wirksam in Eingriff zu kommen. Die Nocke weist eine zweite Seite auf, die der ersten Seite gegenüberliegt. Die zweite Seite umfasst eine gerillte Vertiefung, die eine gewellte Oberfläche entlang des Umfangs des peripheren Kantenabschnitts definiert. Der vorliegende Gegenstand stellt in der genannten Kombination auch eine Stützplatte bereit, die so konfiguriert ist, dass sie mit der gewellten Oberfläche wirksam eingreift. Die Rotation der Stützplatte um die Längsachse relativ zu der Nocke führt zu einer Wechselbewegung der Stützplatte entlang der Längsachse.In one aspect, the present subject matter, in combination with a planetary gear reduction mechanism driven by a motor or other drive mechanism to rotate about a longitudinal axis, provides a cam having a peripheral edge portion that is rotated about the longitudinal axis by the gear reduction mechanism. The cam is configured on a first side adjacent the peripheral edge portion to operatively engage the planetary gear reduction mechanism. The cam has a second side opposite the first side. The second side includes a grooved indentation that defines an undulating surface along the perimeter of the peripheral edge portion. The present subject matter also provides, in the recited combination, a backing plate configured to operatively engage the corrugated surface. Rotation of the backing plate about the longitudinal axis relative to the cam results in reciprocating movement of the backing plate along the longitudinal axis.

In einem anderen Aspekt stellt der vorliegende Gegenstand einen Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus bereit, der eine Oberflächen-Nocke umfasst, die eine Innenfläche und eine entgegengesetzt gerichtete Außenfläche definiert. Die Oberflächen-Nocke enthält eine Nockenbahn entlang der Außenfläche der Oberflächen-Nocke. Die Nockenbahn weist eine gewellte Oberfläche auf. Der Mechanismus umfasst auch eine Stützplatte, die eine Innenfläche und eine entgegengesetzt gerichtete Außenfläche definiert. Die Stützplatte enthält zumindest ein Nockenelement, das sich von der Innenfläche der Stützplatte erstreckt. Das mindestens eine Nockenelement definiert eine distale Nockenfläche. Beim Zusammenbau der Oberflächen-Nocke und der Stützplatte berührt die distale Nockenfläche des mindestens einen Nockenelements die Nockenbahn.In another aspect, the present subject matter provides a surface cam planetary mechanism comprising a surface cam defining an inner surface and an oppositely facing outer surface. The surface cam includes a cam track along the outer surface of the surface cam. The cam track has a corrugated surface. The mechanism also includes a support plate defining an inner surface and an oppositely facing outer surface. The backing plate includes at least one cam member extending from the inner surface of the backing plate. The at least one camming element defines a distal camming surface. During assembly of the surface cam and backing plate, the distal cam surface of the at least one cam member contacts the cam track.

In einem weiteren Aspekt stellt der vorliegende Gegenstand einen Pumpenantrieb bereit, der einen Motor umfasst, der eine Quelle für Rotationsleistung bereitstellt. Der Pumpenantrieb umfasst auch einen Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus mit (i) einer Oberflächen-Nocke, die eine Innenfläche und eine entgegengesetzt gerichtete Außenfläche definiert, wobei die Oberflächen-Nocke eine Nockenbahn entlang der Außenfläche der Oberflächen-Nocke enthält, wobei die Nockenbahn eine gewellte Oberfläche aufweist, und (ii) einer Stützplatte, die eine Innenfläche und eine entgegengesetzt gerichtete Außenfläche definiert, wobei die Stützplatte mindestens ein Nockenelement enthält, das sich von der Innenfläche der Stützplatte erstreckt, wobei das mindestens eine Nockenelement eine distale Nockenfläche definiert. Der Pumpenantrieb umfasst auch einen Pumpenkolben, der in wirksamem Eingriff mit der Stützplatte ist. Bei Rotation der Nockenfläche durch den Motor führt der Pumpenkolben eine lineare Wechselbewegung aus.In another aspect, the present subject matter provides a pump drive that includes a motor that provides a source of rotational power. The pump drive also includes a surface cam planetary mechanism having (i) a surface cam defining an inner surface and an oppositely directed outer surface, the surface cam including a cam track along the outer surface of the surface cam, the cam track having a corrugated surface, and (ii) a backing plate defining an inner surface and an oppositely facing outer surface, the backing plate including at least one cam member extending from the inner surface of the backing plate, the at least one cam member defining a distal cam surface. The pump driver also includes a pump piston operatively engaged with the backing plate. When the motor rotates the cam surface, the pump piston performs a linear reciprocating motion.

Wie man erkennen wird, ist der hier beschriebene Gegenstand zu anderen und unterschiedlichen Ausführungsformen fähig, und seine verschiedenen Details sind zu Modifikationen in verschiedener Hinsicht fähig, alle ohne vom beanspruchten Gegenstand abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die Beschreibung als illustrativ und nicht einschränkend zu betrachten.As will be realized, the subject matter described herein is capable of other and different embodiments, and its several details are capable of modifications in various respects, all without departing from the claimed subject matter. Accordingly, the drawings and description are to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.

Figurenlistecharacter list

1 13 is a partially exploded assembly view of an embodiment of a pump drive with a surface cam planetary mechanism in accordance with the present subject matter.
2 Figure 11 is an embodiment of a support plate used in a first surface cam planetary mechanism of the present subject matter.
3 Figure 13 is an embodiment of a surface cam used in the first surface cam planetary mechanism of the present subject matter.
4 Figure 13 is a cross-sectional view of one embodiment of the first surface cam planetary mechanism of the present subject matter.
5 Figure 1 is another embodiment of a backing plate used in a second surface cam planetary mechanism of the present subject matter.
6 Figure 13 is another embodiment of a surface cam used in the second surface cam planetary mechanism of the present subject matter.
7 Figure 13 is a cross-sectional view of one embodiment of the second surface cam planetary mechanism of the present subject matter.
8th 12 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a pump drive using the first surface cam planetary mechanism according to the present subject matter.
9 12 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a pump drive using the second surface cam planetary mechanism in accordance with the present subject matter.
10 12 is a graph depicting elevation of a cam track as a function of angular position on the cam track, in accordance with an embodiment of the present subject matter.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Gemäß dem vorliegenden Gegenstand werden Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismen bereitgestellt, die eine Rotationsbewegung direkt in eine lineare Wechselbewegung umwandeln. Diese Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismen können auf die gleiche Konzentrizität mit einer Quelle der Rotationsbewegung, wie beispielsweise einem Motor, ausgerichtet werden. Die Mechanismen weisen eine relativ kompakte Größe auf. Die Mechanismen können auch ein konstantes Ausgangsuntersetzungsverhältnis erzeugen. Diese und andere Aspekte werden hier detaillierter beschrieben.In accordance with the present subject matter, surface cam planetary mechanisms are provided that convert rotational motion directly to reciprocating linear motion. These surface cam planetary mechanisms can be aligned to the same concentricity with a source of rotational motion, such as a motor. The mechanisms are relatively compact in size. The mechanisms can also produce a constant output reduction ratio. These and other aspects are described in more detail here.

In besonderen Aspekten stellt der vorliegende Gegenstand in Kombination mit einem Planetengetriebeuntersetzungsmechanismus, der durch einen Motor oder einen anderen Antriebsmechanismus um eine Längsachse rotierend angetrieben wird, eine Nocke mit einem peripheren Kantenabschnitt bereit, die durch den Getriebeuntersetzungsmechanismus um die Längsachse rotiert wird. Die Nocke ist auf einer ersten Seite benachbart zu dem peripheren Kantenabschnitt konfiguriert, um mit dem Getriebeuntersetzungsmechanismus wirksam in Eingriff zu kommen. Die Nocke weist eine zweite Seite auf, die der ersten Seite gegenüberliegt. Die zweite Seite umfasst eine gerillte Vertiefung, die eine gewellte Oberfläche entlang des Umfangs des peripheren Kantenabschnitts definiert. Der vorliegende Gegenstand stellt in der genannten Kombination auch eine Stützplatte bereit, die so konfiguriert ist, dass sie mit der gewellten Oberfläche wirksam in Eingriff kommt. Die Rotation der Stützplatte um die Längsachse relativ zu der Nocke führt zu einer Wechselbewegung der Stützplatte entlang der Längsachse. In bestimmten Ausführungen dieser Kombination ist die Stützplatte mit mindestens zwei Vorsprüngen konfiguriert, die mit der gewellten Oberfläche der gerillten Vertiefung in Eingriff stehen.In particular aspects, the present subject matter, in combination with a planetary gear reduction mechanism driven by a motor or other drive mechanism to rotate about a longitudinal axis, provides a cam having a peripheral edge portion that is rotated about the longitudinal axis by the gear reduction mechanism. The cam is configured on a first side adjacent the peripheral edge portion to operatively engage the gear reduction mechanism. The cam has a second side opposite the first side. The second side includes a grooved indentation that defines an undulating surface along the perimeter of the peripheral edge portion. The present subject matter also provides, in the recited combination, a backing plate configured to operatively engage the corrugated surface. Rotation of the backing plate about the longitudinal axis relative to the cam results in reciprocating movement of the backing plate along the longitudinal axis. In certain implementations of this combination, the backing plate is configured with at least two protrusions that engage the corrugated surface of the grooved indentation.

1 ist eine teilweise Baugruppenexplosionsansicht einer Ausführungsform eines Pumpenantriebs 2 mit einem Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Gegenstand. Der Pumpenantrieb 2 umfasst einen Motor oder eine Quelle der Rotationsbewegung oder Leistung 100, ein Planetengetriebe 110 zur Übertragung der Rotationsbewegung vom Motor 2 auf den Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 und ein Gehäuse mit einer optionalen Getriebebaugruppe, die gemeinsam als 120 bezeichnet wird. Der Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 wandelt die Rotationsbewegung des Motors 100 in eine lineare Wechselbewegung um, die an einer Stützplatte 50 zur Verfügung steht und von einer anderen Komponente, wie z. B. einer Pumpe (in 1 nicht dargestellt), genutzt werden kann. 1 zeigt auch eine Oberflächen-Nocke 20, die in dem Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 verwendet wird. 1 1 is a partially exploded assembly view of one embodiment of a pump drive 2 having a surface cam planetary mechanism 10 in accordance with the present subject matter. The pump drive 2 includes a motor or source of rotary motion or power 100, a planetary gear set 110 for transmitting rotary motion from the motor 2 to the surface cam planetary mechanism 10, and a housing with an optional gear assembly, collectively referred to as 120. The surface cam planetary mechanism 10 converts the rotary motion of the motor 100 into a reciprocating linear motion that is available on a support plate 50 and controlled by another component, such as. B. a pump (in 1 not shown), can be used can. 1 12 also shows a surface cam 20 used in the surface cam planetary mechanism 10. FIG.

2 zeigt eine Ausführungsform der Stützplatte 50, die in dem Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 verwendet wird. 3 zeigt eine Ausführungsform der Nocke 20, die in dem Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 verwendet wird. 4 zeigt die Stützplatte 50 und die Oberflächen-Nocke 20 in einem zusammengebauten Zustand, der den Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 bildet. Wie zu verstehen ist, ist die 4 eine diametrale Querschnittsansicht des Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10. 2 12 shows one embodiment of the support plate 50 used in the surface cam planetary mechanism 10. FIG. 3 12 shows one embodiment of the cam 20 used in the surface cam planetary mechanism 10. FIG. 4 12 shows the support plate 50 and the surface cam 20 in an assembled state constituting the surface cam planetary mechanism 10. FIG. As can be understood, the 4 12 is a diametrical cross-sectional view of surface cam planetary mechanism 10.

Unter Bezugnahme auf die erwähnten Figuren definiert die Nocke 20 eine innere Fläche 22 und eine äußere Fläche 24, die von der inneren Fläche 22 entgegengesetzt gerichtet ist. Die Oberflächen-Nocke 20 umfasst ein oder mehrere Eingriffselemente 30 und eine Nockenbahn 34. Die Eingriffselemente 30 greifen ein, berühren oder koppeln auf andere Weise mit einer Quelle der Rotationsbewegung, wie z. B. dem in 1 dargestellten Planetengetriebe 110. Die Eingriffselemente 30 erstrecken sich von der Innenfläche 22 der Oberflächen-Nocke 20. In bestimmten Ausführungen enthält die Oberflächennocke 20 drei Eingriffselemente 30. Obwohl drei Eingriffselemente 30 beschrieben werden, versteht es sich, dass der vorliegende Gegenstand eine Anzahl von Eingriffselementen umfasst, die kleiner als drei oder größer als drei ist. Die Nockenbahn 34 ist entlang der Außenfläche 24 der Oberflächennocke 20 bereitgestellt. Obwohl die Nockenbahn 34 in einer Reihe unterschiedlicher Konfigurationen, Ausrichtungen und/oder Anordnungen vorgesehen sein kann, erstreckt sich die Nockenbahn 34 in der in den Bezugsfiguren dargestellten Ausführungsform auf einer im Allgemeinen kreisförmigen Bahn um eine Mittelachse A und entlang einer äußeren Peripherie der Oberflächen-Nocke 20 und insbesondere entlang der Außenfläche 24 der Oberflächen-Nocke 20.With reference to the noted figures, the cam 20 defines an inner surface 22 and an outer surface 24 oppositely directed from the inner surface 22. As shown in FIG. The surface cam 20 includes one or more camming elements 30 and a cam track 34. The camming elements 30 engage, contact, or otherwise couple to a source of rotational motion, such as a motor. B. the in 1 The planetary gear set 110 is illustrated. The engagement elements 30 extend from the inner surface 22 of the surface cam 20. In certain embodiments, the surface cam 20 includes three engagement elements 30. Although three engagement elements 30 are described, it should be understood that the present subject matter encompasses a number of engagement elements that is less than three or greater than three. The cam track 34 is provided along the outer surface 24 of the surface cam 20 . Although the cam track 34 may be provided in a number of different configurations, orientations and/or arrangements, in the embodiment illustrated in the referenced figures, the cam track 34 extends in a generally circular path about a central axis A and along an outer periphery of the surface cam 20 and particularly along the outer surface 24 of the surface cam 20.

Weiter Bezug nehmend auf die referenzierten Figuren definiert die Stützplatte 50 eine Innenfläche 52 und eine Außenfläche 54, die von der Innenfläche 52 entgegengesetzt gerichtet ist. Die Stützplatte 50 umfasst ein oder mehrere Nockenelemente 60, die sich von der Innenfläche 52 der Stützplatte 50 erstrecken. Jedes Nockenelement 60 definiert eine distale oder eine äußerste Nockenfläche 62. In bestimmten Ausführungen umfasst die Stützplatte 50 zwei Nockenelemente 60. Obwohl zwei Nockenelemente 60 beschrieben werden, versteht es sich, dass der vorliegende Gegenstand eine Anzahl von Nockenelementen umfasst, die kleiner als zwei oder größer als zwei ist. Typischerweise sind die beiden Nockenelemente 60 gleichmäßig entlang der Umfangsperipherie der Stützplatte beabstandet oder diametral gegenüberliegend angeordnet, wie in 2 gezeigt. Wenn mehr als zwei Nocken verwendet werden, z. B. drei Nocken, sind die Nocken entlang der Umfangsperipherie der Stützplatte gleichmäßig voneinander beabstandet. Beim Zusammenbau der Stützplatte 50 und der Nockenbahn 20 sind die Nockenelemente 60 der Stützplatte 50 auf die Außenfläche 24 und die Nockenbahn 34 der Oberflächen-Nocke 20 gerichtet. Bei der Montage berühren die Nockenflächen 62 der Nockenelemente 60 die Nockenbahn 34 der Oberflächen-Nocke 20.Still referring to the referenced figures, the support plate 50 defines an inner surface 52 and an outer surface 54 oppositely directed from the inner surface 52 . The backing plate 50 includes one or more cam members 60 extending from the inner surface 52 of the backing plate 50 . Each camming element 60 defines a distal or outermost camming surface 62. In certain embodiments, the support plate 50 includes two camming elements 60. Although two camming elements 60 are described, it should be understood that the present subject matter encompasses a number of camming elements, fewer than two or greater than two is. Typically, the two cam members 60 are equally spaced or diametrically opposed along the circumferential periphery of the backing plate, as shown in FIG 2 shown. If more than two cams are used, e.g. B. three cams, the cams along the peripheral periphery of the backing plate are equally spaced from each other. When the backing plate 50 and cam track 20 are assembled, the cam elements 60 of the backing plate 50 face the outer surface 24 and cam track 34 of the surface cam 20 . During assembly, cam surfaces 62 of cam members 60 contact cam track 34 of surface cam 20.

Ein Aspekt der Nockenbahn 34 ist, dass die Nockenbahn eine „gewellte Oberfläche“ aufweist. Das heißt, die Nockenbahn 34 variiert in ihrer Elevation in Abhängigkeit von der Winkelposition entlang der Nockenbahn 34. Konkret und unter Bezugnahme auf 3 kann die gewellte Oberfläche und insbesondere die Elevation der gewellten Oberfläche der Nockenbahn 34 als Sinuswelle ausgedrückt werden, wenn sich die Winkelposition oder die Position entlang der Nockenbahn 34 ändert. Wenn also eine Winkelposition eines Nockenelements 60 entlang der gewellten Oberfläche der Nockenbahn 34 variiert wird, ändert sich die Elevation des Nockenelements 60 in Kontakt mit der Nockenbahn 34. Genauer gesagt, in bestimmten Ausführungsformen variiert die Elevation des Nockenelements 60 in Kontakt mit der Nockenbahn 34 entsprechend einer Sinuswelle. Die Elevation wird entlang einer zur Achse A parallelen Achse gemessen oder referenziert. Somit variiert in solchen Ausführungsformen die gewellte Oberfläche der Nockenbahn in der Elevation gemäß einer Sinuswelle. Es versteht sich, dass der vorliegende Gegenstand eine breite Palette von Geometrien, Anordnungen und Konfigurationen für die Nockenbahn 34 umfasst. So ist die Nockenbahn in keiner Weise auf das in 3 dargestellte und hier beschriebene repräsentative Beispiel beschränkt.One aspect of the cam track 34 is that the cam track has a "corrugated surface". That is, the cam track 34 varies in elevation depending on the angular position along the cam track 34. Specifically, and with reference to FIG 3 For example, the corrugated surface, and in particular the elevation of the corrugated surface, of the cam track 34 can be expressed as a sine wave as angular position or position along the cam track 34 changes. Thus, when an angular position of a cam member 60 is varied along the corrugated surface of cam track 34, the elevation of cam member 60 in contact with cam track 34 changes. More specifically, in certain embodiments, the elevation of cam member 60 in contact with cam track 34 varies accordingly a sine wave. Elevation is measured or referenced along an axis parallel to axis A. Thus, in such embodiments, the corrugated surface of the cam track varies in elevation according to a sine wave. It should be understood that the present subject matter encompasses a wide variety of cam track 34 geometries, locations, and configurations. So the cam track is in no way related to the in 3 representative examples shown and described herein.

In bestimmten Ausführungen, in denen die gewellte Oberfläche der Nockenbahn 34 in ihrer Elevation entsprechend einer Sinuswelle variiert, ist die Nockenbahn 34 zumindest teilweise basierend auf der Anzahl der Nockenelemente 60 der Stützplatte 50 konfiguriert. In solchen Ausführungen variiert die Änderung der Elevation der gewellten Oberfläche der Nockenbahn, wenn die Winkelposition entlang der Oberfläche variiert wird, gemäß einer Sinuswelle. Die Länge dieses sich wiederholenden Abschnitts der Sinuswelle (gemessen entlang einer bogenförmigen Bahn auf der Nockenbahn) wird hier als „Wellenlänge“ (λ) der Nockenbahn bezeichnet. In solchen Ausführungen weist die gewellte Oberfläche der Nockenbahn 34 eine Wellenlänge (λ) auf, die gleich der Anzahl der Nockenelemente (P) der Stützplatte multipliziert mit einer ganzen Zahl (η) von mindestens 1 ist: $λ = P η$

In certain implementations where the corrugated surface of cam track 34 varies in elevation in accordance with a sine wave, cam track 34 is configured based at least in part on the number of cam elements 60 of backing plate 50 . In such embodiments, the change in elevation of the corrugated surface of the cam track as the angular position along the surface is varied varies according to a sine wave. The length of this repeating portion of the sine wave (measured along an arcuate path on the cam track) is referred to herein as the "wavelength" (λ) of the cam track. In such embodiments, the corrugated surface of the cam track 34 has a wavelength (λ) equal to the number of cam elements (P) of the backing plate multiplied by an integer (η) of at least 1:

λ = P n

Wenn die Stützplatte 50 beispielsweise zwei (2) Nockenelemente 60 enthält, dann weist die gewellte Oberfläche der Nockenbahn eine Wellenlänge von mindestens 2 (und damit η=1) auf, und könnte 4 (wobei η= 2), 6 (wobei η= 3),... , usw. sein. In einem anderen Beispiel, wenn die Stützplatte 50 drei (3) Nockenelemente 60 aufweist, dann weist die gewellte Oberfläche der Nockenbahn eine Wellenlänge von mindestens 3 (wobei η=1) auf und könnte 6 (wobei η= 2), 9 (wobei η= 3),..., usw. sein. Wie verstanden wird, liegt P in Formel (I) typischerweise im Bereich von 1 bis etwa 6 oder mehr; und η typischerweise im Bereich von 1 bis 4 oder mehr. In den meisten Ausführungsformen reicht η von 2 bis 4.For example, if the backing plate 50 includes two (2) cam elements 60, then the corrugated surface of the cam track has a wavelength of at least 2 (and thus η=1), and could be 4 (where η=2), 6 (where η=3 ),... , etc. In another example, if the backing plate 50 has three (3) cam elements 60, then the corrugated surface of the cam track has a wavelength of at least 3 (where η=1) and could be 6 (where η=2), 9 (where η = 3),..., etc. As is understood, P in formula (I) typically ranges from 1 to about 6 or more; and η typically ranging from 1 to 4 or more. In most embodiments, η ranges from 2 to 4.

In bestimmten Ausführungen, in denen die gewellte Oberfläche der Nockenbahn 34 in der Elevation gemäß einer Sinuswelle variiert, kann die Elevation (E) der Nockenbahn 34 wie folgt ausgedrückt werden: $E = f (H_{L}, H_{H}, Θ)$

In certain implementations where the corrugated surface of cam track 34 varies in elevation according to a sine wave, the elevation (E) of cam track 34 can be expressed as:

E = f (H_{L}, H_{H}, θ)

In Formel (II) ist E die Elevation der Oberfläche der Nockenbahn 34, gemessen oder referenziert entlang einer Achse parallel zur Achse A (siehe 3); H_L ist die minimale Höhe der Oberfläche der Nockenbahn 34, H_H ist die maximale Höhe der Oberfläche der Nockenbahn 34, und Θ ist die Winkelposition auf der Oberfläche der Nockenbahn 34, gemessen um die Achse A.In formula (II), E is the elevation of the surface of cam track 34 measured or referenced along an axis parallel to axis A (see 3 ); H _L is the minimum height of the cam track 34 surface, H _H is the maximum height of the cam track 34 surface, and Θ is the angular position on the cam track 34 surface measured about the axis A.

In noch weiteren Ausführungen variiert die gewellte Oberfläche der Nockenbahn 34 in der Elevation gemäß den unten dargestellten Funktionsformeln (III) und (IV). Unter Bezugnahme auf 10 wird ein Diagramm dargestellt, das die Elevation (E) der Nockenbahn 34 als Funktion der Winkelposition auf der Oberfläche der Nockenbahn, gemessen um die Achse A, zeigt. Die oszillierende Linie K umfasst zwei (2) Paare von äquivalenten Kurven C_A und C_B, wobei jede Kurve durch Funktionen mehrerer Ordnungen ausgedrückt wird. Die Kurven sind über glatte Übergänge verbunden. Die beiden Kurvenpaare werden durch die Funktionsformelsätze (III) und (IV) ausgedrückt. Die Kurve C_A wird durch Funktionsformeln (III) ausgedrückt: $\begin{array}{l} x = R * sin (t * (90 + asin (Δ X / R))) \\ y = R * cos (t * (90 + asin (Δ X / R))) \\ z = e / 2 * (cos (t * 180) - 1) \end{array}$

In still other embodiments, the corrugated surface of cam track 34 varies in elevation according to functional formulas (III) and (IV) below. With reference to 10 1 is a graph showing the elevation (E) of cam track 34 as a function of angular position on the surface of the cam track as measured about axis A. FIG. The oscillating line K comprises two (2) pairs of equivalent curves _CA and _CB , each curve being expressed by multi-order functions. The curves are connected with smooth transitions. The two pairs of curves are expressed by the sets of functional formulas (III) and (IV). The curve C _A is expressed by functional formulas (III):

\begin{array}{l} x = R * sin (t * (90 + asin (Δ X / R))) \\ y = R * cos (t * (90 + asin (Δ X / R))) \\ e.g = e / 2 * (cos (t * 180) - 1) \end{array}

Die Kurve C_B wird durch die Funktionsformeln (IV) ausgedrückt: $\begin{array}{l} x = R * sin (t * (asin (Δ X / R) - 90)) \\ y = R * cos (t * (asin (Δ X / R) - 90)) \\ z = e / 2 * (cos (t * 180) - 1) \end{array}$

The curve C _B is expressed by the functional formulas (IV):

\begin{array}{l} x = R * sin (t * (asin (Δ X / R) - 90)) \\ y = R * cos (t * (asin (Δ X / R) - 90)) \\ e.g = e / 2 * (cos (t * 180) - 1) \end{array}

In diesen Formelsätzen ist R = 14,5, e=2,2, Δx = 3,2 und t = 0-1. In 10 sind die Bereiche S und S₁ Bereiche entlang der Nockenbahn 34, in denen S₁ + S + S₁ + S gleich 360° sind, d. h. eine Rotation um die Achse A.In these sets of formulas, R = 14.5, e = 2.2, Δx = 3.2 and t = 0-1. In 10 Areas S and S ₁ are areas along cam track 34 where S ₁ + S + S ₁ + S equal 360°, i.e., a rotation about axis A.

4 zeigt einen anderen Aspekt des Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10. Dieser Aspekt beinhaltet eine Verbindungsschnittstelle zwischen der/den äußersten Nockenfläche(n) 62 und der Nockenbahn 34. Der Begriff „Passungsschnittstelle“ bezieht sich auf ein Passungseingriffsmerkmal der äußersten Nockenfläche 62 und der Nockenbahn 34. In der in 4 dargestellten Ausführung weist die äußerste Nockenfläche 62 eine konvexe Geometrie und die Nockenbahn 34 eine konkave Geometrie auf, wenn man sie im Querschnitt betrachtet. In bestimmten Ausführungen ist die Krümmung der konvexen Nockenfläche 62 gleich oder im Wesentlichen gleich der Krümmung der konkaven Nockenbahn 34. Es versteht sich, dass solche übereinstimmenden Krümmungen die passende Eingriffscharakteristik der Nockenfläche 62 und der Nockenbahn 34 fördern. Der vorliegende Gegenstand umfasst andere Konfigurationen für die Passungsschnittstelle, wie beispielsweise eine konkave Geometrie für die äußerste Nockenfläche 62 und eine konvexe Geometrie für die Nockenbahn 34. Es versteht sich, dass der vorliegende Gegenstand eine breite Palette anderer Konfigurationen umfasst und nicht auf konkav/konvex beschränkt ist. 4 shows another aspect of the surface cam planetary mechanism 10. This aspect includes a connection interface between the / the outermost cam surface (s) 62 and the cam track 34. The term "fitting interface" refers to a fitting engagement feature of the outermost cam surface 62 and the cam track 34 .In the in 4 In the illustrated embodiment, the outermost cam surface 62 has a convex geometry and the cam track 34 has a concave geometry when viewed in cross-section. In certain implementations, the curvature of the convex cam surface 62 is equal or substantially equal to the curvature of the concave cam track 34. It will be appreciated that such matching curvatures promote the mating engagement characteristics of the cam surface 62 and the cam track 34. The present subject matter contemplates other configurations for the mating interface, such as a concave geometry for the outermost cam surface 62 and a convex geometry for the cam track 34. It should be understood that the present subject matter encompasses a wide variety of other configurations and is not limited to concave/convex is.

Die 5-7 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310 gemäß dem vorliegenden Gegenstand. Der Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310 umfasst eine Oberflächen-Nocke 320 und eine Stützplatte 350.the 5-7 FIG. 3 shows another embodiment of a surface cam planetary mechanism 310 in accordance with the present subject matter. The surface cam planetary mechanism 310 includes a surface cam 320 and a support plate 350.

5 zeigt eine Ausführungsform der Stützplatte 350, die in dem Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310 verwendet wird. 6 zeigt eine Ausführungsform der Oberflächen-Nocke 320, die in dem Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310 verwendet wird. 7 zeigt die Stützplatte 350 und die Oberflächen-Nocke 320 in einem zusammengebauten Zustand, der den Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310 bildet. Wie zu verstehen ist, ist 7 eine diametrale Querschnittsansicht des Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310. 5 12 shows one embodiment of the support plate 350 used in the surface cam planetary mechanism 310. FIG. 6 12 shows one embodiment of the surface cam 320 used in the surface cam planetary mechanism 310. FIG. 7 12 shows the support plate 350 and the surface cam 320 in an assembled state forming the surface cam planetary mechanism 310. FIG. How to understand is 7 3 is a diametrical cross-sectional view of surface cam planetary mechanism 310.

Unter Bezugnahme auf die erwähnten Figuren definiert die Oberflächen-Nocke 320 eine innere Fläche 322 und eine äußere Fläche 324, die von der inneren Fläche 322 entgegengesetzt gerichtet ist. Die Oberflächen-Nocke 320 umfasst ein oder mehrere Eingriffselemente 330 und eine Nockenbahn 334. Die Eingriffselemente 330 greifen ein, berühren oder koppeln auf andere Weise mit einer Quelle der Rotationsbewegung, wie z. B. dem in 1 dargestellten Planetengetriebe 110. Die Eingriffselemente 330 erstrecken sich von der Innenfläche 322 der Oberflächen-Nocke 320. In bestimmten Ausführungen umfasst die Oberflächen-Nocke 320 drei Eingriffselemente 330. Wie bereits erwähnt, kann die Nocke 320 jedoch auch eine größere oder geringere Anzahl von Eingriffselementen 330 aufweisen. Die Nockenbahn 334 ist entlang der Außenfläche 324 der Oberflächen-Nocke 320 vorgesehen. Obwohl die Nockenbahn 334 in einer Reihe unterschiedlicher Konfigurationen, Ausrichtungen und/oder Anordnungen vorgesehen sein kann, erstreckt sich die Nockenbahn 334 in der in den genannten Figuren dargestellten Ausführungsform im Allgemeinen auf einer Kreisbahn um eine Mittelachse B und entlang einer äußeren Peripherie der Oberflächen-Nocke 320 und insbesondere entlang der Außenfläche 324 der Oberflächen-Nocke 320.With reference to the referenced figures, the surface cam 320 defines an inner Surface 322 and an outer surface 324 oppositely directed from inner surface 322 . The surface cam 320 includes one or more camming elements 330 and a cam track 334. The camming elements 330 engage, contact, or otherwise couple to a source of rotational motion, such as a shaft. B. the in 1 planetary gear 110 shown. The engagement elements 330 extend from the inner surface 322 of the surface cam 320. In certain embodiments, the surface cam 320 comprises three engagement elements 330. However, as already mentioned, the cam 320 can also have a larger or smaller number of engagement elements 330 exhibit. The cam track 334 is provided along the outer surface 324 of the surface cam 320 . Although cam track 334 may be provided in a number of different configurations, orientations, and/or locations, in the embodiment illustrated in the referenced figures, cam track 334 generally extends in a circular path about a central axis B and along an outer periphery of the surface cam 320 and particularly along the outer surface 324 of the surface cam 320.

Unter weiterer Bezugnahme auf die referenzierten Figuren definiert die Stützplatte 350 eine Innenfläche 352 und eine Außenfläche 354, die von der Innenfläche 352 entgegengesetzt gerichtet ist. Die Stützplatte 354 umfasst ein einzelnes Nockenelement 360, das sich von der Innenfläche 352 der Stützplatte 350 erstreckt. Das Nockenelement 360 definiert eine distale oder eine äußerste Nockenfläche 362, die Nockenflächenbereiche 362A und 362B aufweist. In vielen Ausführungen sind die beiden Nockenflächenbereiche 362A und 362B einander gegenüberliegend angeordnet. Beim Zusammenbau der Stützplatte 350 und der Oberflächen-Nocke 320 ist das Nockenelement 360 der Stützplatte 350 auf die Außenfläche 324 der Oberflächen-Nocke 320 gerichtet. Bei der Montage berühren die Nockenflächenbereiche 362A und 362B des Nockenelements 360 die Nockenbahn 334 der Oberflächen-Nocke 320.With continued reference to the referenced figures, the support plate 350 defines an inner surface 352 and an outer surface 354 oppositely directed from the inner surface 352 . The support plate 354 includes a single cam member 360 that extends from the inner surface 352 of the support plate 350 . Cam element 360 defines a distal or outermost cam surface 362 having cam surface portions 362A and 362B. In many implementations, the two cam surface areas 362A and 362B are located opposite one another. When the support plate 350 and the surface cam 320 are assembled, the cam element 360 of the support plate 350 faces the outer surface 324 of the surface cam 320 . During assembly, cam surface portions 362A and 362B of cam member 360 contact cam track 334 of surface cam 320.

Die Nockenbahn 334 weist ebenfalls eine gewellte Oberfläche auf, wie zuvor in Verbindung mit der Nockenbahn 34 des Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 beschrieben.Cam track 334 also has a corrugated surface as previously described in connection with cam track 34 of surface cam planetary mechanism 10 .

7 zeigt einen weiteren Aspekt des Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310. Dieser Aspekt bezieht sich auf eine Verbindungsschnittstelle zwischen den Nockenflächenbereichen 362A und 362B der äußersten Nockenfläche 362 und der Nockenbahn 334. Wie zuvor beschrieben, bezieht sich dieser Begriff auf eine Passungseingriffscharakteristik der Nockenflächenbereiche 362A und 362B und der Nockenbahn 334. In der in 7 dargestellten Ausführung weist die Nockenbahn 334 im dargestellten Querschnitt von 7 eine abgewinkelte Neigung auf, wobei der Neigungswinkel in 7 mit Winkel X bezeichnet ist. Wie in 7 gezeigt, wird der Winkel X in Bezug auf die Achse B der Oberflächen-Nocke 320 genommen, die bei der Montage der Oberflächen-Nocke 320 und der Stützplatte 350 auch eine Mittelachse des Mechanismus 310 ist. Typischerweise liegt der Winkel X in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 80°, insbesondere von 40° bis 50°, und ganz besonders 45°. Es versteht sich, dass die Nockenflächenbereiche 362A und 362B der äußersten Nockenfläche 362 denselben Winkel aufweisen wie der Winkel X der Nockenbahn 334. 7 13 shows another aspect of surface cam planetary mechanism 310. This aspect relates to a mating interface between cam surface portions 362A and 362B of outermost cam surface 362 and cam track 334. As previously described, this term refers to a mating engagement characteristic of cam surface portions 362A and 362B and the cam track 334. In the in 7 illustrated embodiment, the cam track 334 in the illustrated cross section of 7 has an angled slope, with the slope angle in 7 is denoted by angle X. As in 7 As shown, the angle X is taken with respect to the axis B of the surface cam 320, which is also a central axis of the mechanism 310 upon assembly of the surface cam 320 and the support plate 350. Typically, the angle X is in a range from about 30° to about 80°, more preferably from 40° to 50°, and most preferably 45°. It is understood that the cam surface portions 362A and 362B of the outermost cam surface 362 have the same angle as the angle X of the cam track 334.

8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Pumpenantriebs 402 unter Verwendung des zuvor beschriebenen Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Gegenstand. Insbesondere ist die 8 eine diametrale Querschnittsansicht des Pumpenantriebs 402, der den Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 10 umfasst. Der Pumpenantrieb 402 umfasst auch einen Motor 406, einen Getriebering 408 und ein Planetengetriebe 410. Bei Betätigung des Motors 406 wird eine Rotationsbewegung vom Motor 406 über das Planetengetriebe 410 auf die Oberflächen-Nocke 20 des Mechanismus 10 übertragen. Der Mechanismus 10 wandelt die Rotationsbewegung in eine lineare Wechselbewegung um, die an der Stützplatte 50 verfügbar ist, wie hier beschrieben. Wie bereits erwähnt, enthält die Stützplatte 50 ein oder mehrere Nockenelemente 60, die die Oberflächen-Nocke 20 berühren. Die lineare Wechselbewegung wird auf einen Pumpenkolben 420 übertragen. Der Pumpenkolben 420 ist gleitend in einem Pumpengehäuse 430 aufgenommen und gelagert. Das Pumpengehäuse 430 ist im Allgemeinen von einem Zylinder 440 umschlossen. Entlang des Pumpenkolbens 420 können eine oder mehrere Dichtungen, wie z. B. ein oder mehrere O-Ringe 450, verwendet werden. Eine Feder 460 kann verwendet werden, um den Pumpenkolben 420 vorzuspannen. Ein oder mehrere Halteelemente oder Unterlegscheiben 470 können entlang eines Umfangs des Pumpenzylinders 440 vorgesehen werden. Und ein oder mehrere Stifte 480 können verwendet werden, um die lineare Bewegung der Stützplatte 50 und ihrer/ihres Nockenelemente(s) 60 zu unterstützen oder zu führen. 8th 4 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a pump drive 402 utilizing the previously described surface cam planetary mechanism 10 in accordance with the present subject matter. In particular, the 8th 14 is a diametrical cross-sectional view of pump drive 402 incorporating surface cam planetary mechanism 10. FIG. The pump drive 402 also includes a motor 406, a ring gear 408 and a planetary gear 410. Upon actuation of the motor 406, rotary motion is transmitted from the motor 406 through the planetary gear 410 to the surface cam 20 of the mechanism 10. Mechanism 10 converts rotational motion into reciprocating linear motion available at support plate 50 as described herein. As previously mentioned, the backing plate 50 includes one or more cam elements 60 which contact the surface cam 20. As shown in FIG. The linear alternating movement is transferred to a pump piston 420 . The pump piston 420 is slidably received and supported in a pump housing 430 . A cylinder 440 generally encloses the pump housing 430 . Along the pump piston 420, one or more seals, such as. B. one or more O-rings 450 can be used. A spring 460 can be used to bias the pump piston 420 . One or more retainers or washers 470 may be provided along a circumference of pump cylinder 440 . And one or more pins 480 can be used to assist or guide the linear movement of the support plate 50 and its cam member(s) 60 .

9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Pumpenantriebs 502 unter Verwendung des zuvor beschriebenen Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310 in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Gegenstand. Insbesondere ist die 9 eine diametrale Querschnittsansicht des Pumpenantriebs 502, der den Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismus 310 umfasst. Der Pumpenantrieb 502 umfasst auch einen Motor 506, einen Getriebering 508 und ein Planetengetriebe 510. Bei Betätigung des Motors 506 wird die Rotationsbewegung vom Motor 506 über das Planetengetriebe 510 auf die Oberflächen-Nocke 320 des Mechanismus 310 übertragen. Der Mechanismus 310 wandelt die Rotationsbewegung in eine lineare Wechselbewegung um, die an der Stützplatte 350 verfügbar ist, wie hier beschrieben. Wie bereits erwähnt, umfasst die Stützplatte 350 das Nockenelement 360 mit Bereichen 362A und 362B, die die Oberflächen-Nocke 320 berühren. Die lineare Wechselbewegung wird auf einen Pumpenkolben 520 übertragen. Der Pumpenkolben 520 ist gleitend in einem Pumpengehäuse 530 aufgenommen und gelagert. Das Pumpengehäuse ist im Allgemeinen von einem Zylinder 540 umschlossen. Entlang des Pumpenkolbens 520 können eine oder mehrere Dichtungen wie z. B. O-Ringe 550 verwendet werden. Eine Feder 560 kann verwendet werden, um den Pumpenkolben 520 vorzuspannen. Entlang eines Umfangs des Pumpenzylinders 540 können ein oder mehrere Halteelemente oder Unterlegscheiben 570 verwendet werden. Außerdem können ein oder mehrere Stifte 580 vorgesehen werden, um die lineare Bewegung der Stützplatte 350 und ihres Nockenelements 360 zu unterstützen oder zu führen. 9 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a pump drive 502 utilizing the previously described surface cam planetary mechanism 310 in accordance with the present subject matter. In particular, the 9 14 is a diametrical cross-sectional view of pump drive 502 including surface cam planetary mechanism 310. FIG. The pump drive 502 also includes a motor 506, a ring gear 508 and a planetary gear 510. When the motor 506 is actuated, the rotary motion from the motor 506 is transmitted through the planetary gear 510 to the surface cam 320 of the mechanism 310. Mechanism 310 converts rotational motion into reciprocating linear motion available at support plate 350 as described herein. As previously mentioned, support plate 350 includes cam member 360 having areas 362A and 362B that contact surface cam 320. FIG. The linear alternating movement is transferred to a pump piston 520 . The pump piston 520 is slidably received and supported in a pump housing 530 . A cylinder 540 generally encloses the pump housing. Along the pump piston 520 one or more seals such. B. O-rings 550 can be used. A spring 560 can be used to bias the pump piston 520 . One or more retainers or washers 570 may be used along a circumference of the pump cylinder 540 . In addition, one or more pins 580 may be provided to assist or guide the linear movement of the support plate 350 and its cam member 360.

Die Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismen wie die Mechanismen 10 und 310 des vorliegenden Gegenstands bieten zahlreiche Vorteile und Nutzen. Durch die Verwendung des Planetengetriebes 110 und/oder des Gehäuses mit Getriebebaugruppe 120 kann eine konstante untersetzte Leistung bereitgestellt werden. Die Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismen wandeln Rotationsbewegungen effizient und direkt in lineare Wechselbewegungen um. Die Oberflächen-Nocken-Planetenmechanismen, insbesondere wenn sie in einen Pumpenantrieb, wie z. B. die Pumpenantriebe 2, 402 oder 502, eingebaut sind, erreichen eine relativ kleine und kompakte Größe, die inline in eine Antriebseinheit eingebaut werden kann.The surface cam planetary mechanisms, such as mechanisms 10 and 310 of the present subject matter, offer numerous advantages and benefits. Through the use of the planetary gear 110 and/or the housing with the gear assembly 120, constant reduced power can be provided. The surface cam planetary mechanisms efficiently and directly convert rotary motion to reciprocating linear motion. The surface cam planetary mechanisms, particularly when incorporated into a pump drive such as e.g. B. the pump drives 2, 402 or 502, are installed, achieve a relatively small and compact size that can be installed in-line in a drive unit.

Der vorliegende Gegenstand und insbesondere die Baugruppen zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine lineare Wechselbewegung, Pumpen, die solche Baugruppen verwenden, und verwandte Verfahren finden eine breite industrielle Anwendbarkeit. Zum Beispiel kann der vorliegende Gegenstand in den Bereichen Pumpen und/oder Kompressoren und einer Vielzahl von privaten und industriellen Anwendungen verwendet werden, in denen Fluide, Flüssigkeiten und/oder Schlämme durch die mechanische Wirkung der Pumpe bewegt werden. Der vorliegende Gegenstand kann auch in Geräten eingesetzt werden, die Pumpen, Kompressoren und/oder ähnliche Komponenten verwenden.The present subject matter, and in particular assemblies for converting rotary motion to reciprocating linear motion, pumps utilizing such assemblies, and related methods, find wide industrial applicability. For example, the present subject matter may be used in the fields of pumps and/or compressors and a variety of domestic and industrial applications where fluids, liquids and/or slurries are moved by the mechanical action of the pump. The present subject matter may also be used in devices that use pumps, compressors, and/or similar components.

Viele weitere Vorteile werden zweifellos aus der zukünftigen Anwendung und Entwicklung dieser Technologie ersichtlich werden.Many more benefits will no doubt become apparent from the future application and development of this technology.

Alle hier erwähnten Patente, Anwendungen, Standards und Artikel werden hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit einbezogen.All patents, applications, standards and articles mentioned herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

Der vorliegende Gegenstand umfasst alle funktionsfähigen Kombinationen der hierin beschriebenen Merkmale und Aspekte. Wenn also zum Beispiel ein Merkmal in Verbindung mit einer Ausführungsform und ein anderes Merkmal in Verbindung mit einer anderen Ausführungsform beschrieben wird, wird davon ausgegangen, dass der vorliegende Gegenstand Ausführungsformen umfasst, die eine Kombination dieser Merkmale aufweisen.The present subject matter includes all operable combinations of the features and aspects described herein. Thus, for example, if one feature is described in connection with one embodiment and another feature is described in connection with another embodiment, it is contemplated that present subject matter encompasses embodiments having a combination of those features.

Wie oben beschrieben, löst der vorliegende Gegenstand viele Probleme, die mit früheren Strategien, Systemen und/oder Geräten verbunden sind. Es wird jedoch erkannt werden, dass verschiedene Änderungen in den Details, Materialien und Anordnungen von Komponenten, die hier beschrieben und dargestellt wurden, um die Natur des vorliegenden Gegenstandes zu erklären, von den Fachleuten auf dem Gebiet gemacht werden, ohne von dem Prinzip und Umfang des beanspruchten Gegenstandes, wie in den beigefügten Ansprüchen ausgedrückt.As described above, the present subject matter solves many problems associated with previous strategies, systems, and/or devices. It will be appreciated, however, that various changes in the details, materials, and arrangement of components described and illustrated herein to explain the nature of the present subject matter may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the claimed subject matter as expressed in the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

CH202010788430 X [0001]
CH 202021628454 [0001]
US 17/187958 [0001]
US7048658 [0003]
US7086979 [0003]

Claims

In combination with a planetary gear reduction mechanism (10; 310) driven by a motor (100; 506) or other drive mechanism in rotation about a longitudinal axis, a cam (20) having a peripheral edge portion which is rotated about the longitudinal axis by the gear reduction mechanism (10; 310), the cam (20) being configured on a first side (22) adjacent to the peripheral edge portion to be rotated by the planetary gear reduction mechanism (10; 310) to operatively engage, said cam (20) having a second side (24) disposed opposite said first side (22), said second side (24) including a serrated indentation defining a undulating surface (34) defined along the periphery of the peripheral edge portion, and a backing plate (50) configured to operatively engage the corrugated surface (34), wherein rotation of the backing plate (50) about the longitudinal axis relative to the cam (20) results in reciprocating movement of the backing plate (50 ) along the longitudinal axis.

combination after claim 1 wherein the backing plate (50) is configured with at least two projections (60) operatively engaging the corrugated surface (34) of the grooved depression.

combination after claim 1 or 2 wherein the corrugated surface (34) varies in elevation according to a sine wave.

A surface cam planetary mechanism (10; 310) comprising: a surface cam (20; 320) defining an inner surface (22; 322) and an oppositely facing outer surface (24; 324), said surface cam (20; 320) having a cam track (34; 334) along said outer surface the surface cam (20; 320) includes the cam track (34; 334) having a corrugated surface; a backing plate (50; 350) defining an inner surface (52; 352) and an oppositely facing outer surface (54; 354), said backing plate (50; 350) including at least one cam member (60; 360) extending from said inner surface (52; 352) of the support plate (50; 350), the at least one cam element (60; 360) defining a distal cam surface (62; 362); wherein upon assembly of the surface cam (20; 320) and the backing plate (50; 350) the distal cam surface (62; 362) of the at least one cam member (60; 360) contacts the cam track (34; 334).

Surface Cam Planetary Mechanism claim 4 wherein the surface cam (20; 320) further includes at least one engagement member (30; 330) extending from the inner surface (22; 322) of the surface cam (20; 320).

Surface Cam Planetary Mechanism claim 5 wherein the surface cam (20; 320) further includes three engagement members (30; 330) extending from the inner surface (22; 322) of the surface cam (20; 320).

Surface cam planetary mechanism according to any of Claims 4 until 6 wherein the backing plate (50) includes two cam members (60) extending from the inner surface (52) of the backing plate (50).

Surface Cam Planetary Mechanism claim 7 , in which the two cam elements (60) are arranged diametrically opposite one another.

Surface cam planetary mechanism according to any of Claims 4 until 6 wherein the backing plate (350) includes a single cam member (360) extending from the inner surface (352) of the backing plate (350).

Surface cam planetary mechanism according to any of Claims 4 until 9 wherein the corrugated surface of the cam track (34; 334) varies in elevation according to a sine wave.

Surface cam planetary mechanism according to any of Claims 4 until 10 wherein the distal cam surface (62) has a convex geometry.

Surface cam planetary mechanism according to any of Claims 4 until 11 , in which the cam track (34) has a concave geometry.

Surface Cam Planetary Mechanism claim 9 wherein the single cam element (360) defines an outermost cam surface (362) having two opposed cam surface regions (362B, 362A).

Surface cam planetary mechanism according to any of Claims 4 until 13 , wherein the cam track (334) has an angled slope.

Surface Cam Planetary Mechanism Claim 14 , wherein the angled inclination is in a range of 30° to 80° relative to a central axis of the mechanism.

A pump drive (402; 502) comprising; a motor (406; 506) providing a source of rotational power a surface cam planetary mechanism (10; 310) including (i) a surface cam (20; 320) having an inner surface (22; 322) and an opposed oriented outer surface (24; 324), the surface cam (20; 320) including a cam track (34; 334) along the outer surface (24; 324) of the surface cam (20; 320), the cam track (34 ; 334) has a corrugated surface, and (ii) a support plate (50; 350) defining an inner surface (52; 352) and an oppositely directed outer surface (54; 354), the support plate (50; 350) having at least one a cam member (60; 360) extending from the inner surface (52; 352) of the backing plate, the at least one cam member (60; 360) defining a distal cam surface (62; 362); a pump piston (420; 520) in operative engagement with the support plate (50; 350); wherein as the surface cam (20; 320) is rotated by the motor (406; 506), the pump piston (420; 520) undergoes reciprocating linear motion.

pump drive after Claim 16 wherein the distal cam surface (62) has a convex geometry.

pump drive after Claim 16 or 17 , wherein the cam track (34) has a concave geometry.

Pump drive after any of the Claims 16 until 18 , wherein the cam track (334) has an angled slope.

Pump drive after any of the Claims 16 until 19 wherein the corrugated surface of the cam track (34; 334) varies in elevation according to a sine wave.