DE1650651C - Parallel und innenachsige Rotationskolben Pumpe oder Motor mit Kammeingriff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine parallel- und innenachsige Rotationskolben-Pumpe oder -Motor mit Kämmeingriff zwischen einem ortsfesten, innenver-/ahnten Hohlrad und einem darin exzentrisch umlaufenden außenverzahnten Ritzel, welches über Mittel mit einer Welle drehfest verbunden ist.

Fine derartige Rotationskolben-Pumpe oder -Motor ist aus der USA.-Patentschrift 3 087 437 bekannt. Bei solchen Maschinen wird als drehfeste Verbindung von Ritzel und Welle eine Gelenkwelle verwendet, die an beiden Enden je einen Kopf mit radial abstellenden Mitnehmern trägt. Der eine Kopf der Gelenkwelle sitzt in einer Mittelbohrung des Ritzels, der andere Kopf ragt in eine Ausnehmung eines erweiterten Teils der Welle hinein. Bei diesen bekannten Maschinen bereitet die Lagerung der Welle Schwierigkeiten. Um die Welle an zwei in ausreichendem axialem Abstand voneinander liegenden Stellen lagern zu können, muß das Maschinengehäuse verhältnismäßig lang ausgebildet sein. Die axiale Baulänge dieser bekannten Maschinen wird zusätzlich dadurch vergrößert, daß an die Welle in axialer Richtung die Gelenkwelle anschließt.

tm Getriebebau ist es bekannt, Kraft zwischen exzentrisch angeordneten Gctriebcteilen mittels Walzen zu übertragen (deutsche Patentschrift I 168 l^l)8 und IiSA.-Patentschrift 3 160 132). Dieses Kraftühertragungsprin/ip hat aber bei Rotationskolbenmaschinen bisher keinen Eingang gefunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolben-Pumpe oder einen Rotalionskolben-Motor zu schaffen, die bzw. der unter Anwendung des im Getriebebau an sich bekannten Prinzips der Kraftübertragung mittels Walzen besonders kurz gebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Mittel drehbare Walzen vorgesehen sind, die durch konzentrisch um den Mittelpunkt im Ritze! achsparallel angeordnete Bohrungen hindurchragen und in Öffnungen der in Aussparungen der Ritzelsiirnwände eingelassenen, mit der durch das Ritze! hindurchragenden Welle drehfest verbundenen Flansche gelagert sind, und daß die Durchmesser der Bohrungen im Ritzel und der Öffnungen in den Flanschen so bemessen sind, daß eine exzentrische I'mlaufbewegung des Ritzels möglich wird.

ίο Bei der Pumpe oder dem Motor nach der brfindung kann die durch d;:s Ritzel hindurchgeführte Welle beidseits des Ritzels in ortsfesten Gehäuseteilen platzsparend gelagert werden. Dadurch sowie auf Grund des L/msfandes, daß an Stelle einer üblichen.

im wesentlichen in der axialen Verlängerung de; Welle liegenden Gelenkwelle Walzen vorgesehen sind, die im axialen Bereich des Ritzels um die Welle herum verteilt angeordnet sind, ohne zusätzlicher, axialen Einbauraum zu erfordern, hat die Pumpe oder der Motor einen verhältnismäßig gedrungenen und kompakten Aufbau. Die in die Bohrungen des Ritzels und die öffnungen der Flansche lose eingesteckten einfachen Walzen bedingen nur einen vergleichsweise geringen Fertigungs- und Montaceau!- wand.

Der Fertigungsaufwand kann besonders klein gehalten werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Durchmesser der Öffnungen in den Flanschen und der Bohrungen im Ritzel gleich groß sind. Die Öffnungen in den Flanschen und die Bohrungen im Ritzel lassen sich dann nämlich gemeinsam in einem Arbeitsgang herstellen.

Der Erfindungsgegenstand ist im folgenden an Hand von Ausfiihrungsbeispiclcn näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Rotationskolben-Pumpe oder eines Rotationskolben-Motors und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.

Das Gehäuse der veranschaulichten Rotationskolben-Maschine in Fig. 1 wird von einem Hohlrad 14 und ringförmigen Gehäuseteilcn 10 bis 13, 15 und 16 gebildet, die mittels Schrauben 17 zusammengehalten werden. Die Gehäuseteile 15, 16 sind mit Einlaß- und Auslaßöffnungen 18, 19 versehen, deren Funktion sich umkehrt, wenn die Pumpe oder der Motor in entgegengesetzter Richtung betrieben wird. Das Hohlrad 14 weist Innenzähne 20 auf, die konzentrisch mit Bezug auf die Achse 22 angeordnet sind und mit den Zähnen 27 eines außenverzahnten Ritzels 26 kämmen, das mindestens einen Zahn weniger als das Hohl rad 14 hat. Das Ritzel 26 hat die gleiche axiale Länge wie das Hohlrad 14 und legt sich gegen die benachbarten Stirnflächen der Gehäuseteile 12, 13 dichtend an. Das Ritzel 26 weist eine zylindrische Bohrung 29 und m' den axialen Enden dieser Bohrung sitzende Aussparungen 30, 31 auf, die ebenso wie die Bohrung 29 konzentrisch zur Achse 28 des Ritzels liegen.

Das Ritzel 26 in F i g. 2 ist mit acht axialen Bohrungen 32 ausgestattet, die um die Achse 28 des Ritzels herum verteilt sind und innerhalb des Radialbereichs der Aussparungen 30, 31 liegen. Bei der veranschaulichter. Ausführungsform haben die Bohrungen 32 sämtlich den gleichen Durchmesser, doch stellt dies kein Zwangsmerkmal dar.

Die Gehäuseteile 15, 16 besitzen Bohrungen 33, 34, in denen Lager 35, 36 angeordnet sind und die

konzentrisch zur Achse 22 liegen. In den Lagern 35, 36 ist eine Welle 37 drehbar gelagert, die bei der gezeigten Ausführungsform aus zwei Teilen 38, 39 besieht, um die Montage der Pumpe oder des Motors zu erleichtern. Die Teile 38, 39 sind mit Flanschen 40 bzw. 41 versehen, die konzentrisch zur Achse 22 liegen und in den Aussparungen 30, 31 sitzen. Die Aussparungen 35), 31 führen zusammen mit dem Ritzel 26 eine Umlaufbewegung um die Achse 22 aus. Der Durchmesser der Flansche 40, 41 muß infolgedessen um einen Betrag kleiner als der Durchmesser der Aussparungen 30, 31 sein, der gleich oder größer als die Exzentrizität zwischen den Achsen 22, 28 ist. Der Teil 38 der Welle 37 ist mit einem Ansatz 42 \on kleinerem Durchmesser ausgestattet, der von dem Flansch 40 aus nach rechts in die Bohrunsz 43 des Teils 39 der Welle 37 reicht. Die Teile 38. if der Welle sind mittels eines Teils44 drehfest miteinander verbunden. Bei der veranschaulichten Ausführungsi'orm hat der Ansatz 42 einen Durchmesser gleich dem Durchmesser der Bohrung 29 abzüglich dem doppelten Abstand zwischen den Achsen 22, 28. Der Durchmesser des Ansatzes 42 kann auch etwas kleiner, nicht aber größer sein.

Die Flansche 40, 41 sind jeweils mit acht öffnungen 45 bzw. 46 versehen, die sich in axialer Richtung erstrecken und um die Achse 22 herum verteilt sind. Sämtliche Öffnungen 45, 46 haben gleichen Durchmesser, der bei der veranschaulichten Ausführungsl'orm auch gleich dem Durchmesser der Bohrungen 32 des Ritzels 26 ist. Bei der Montage werden die Flansche 40, 41 derart mit Bezug aufeinander eingestellt, daß die Öffnungen 45 im Flansch 40 mit den Öffnungen 46 im Flansch 41 axial ausgerichtet sind. In jeder der acht Bohrungen 32 sitzt eine zylindrische Walze 50, die in jeweils eine der Öffnungen 45 und 46 hineinragt. Die Öffnungen 45, 46 haben von der Achse 22 gleichen Radialabstand wie die Bohrungen 32 von der Achse 28. Der Durchmesser tier Walzen 50 ist um einen der Exzentrizität der Achsen 22, 28 entsprechenden Betrag kleiner als der Durchmesser der Bohrungen 32 und der Öffnungen 45, 46. Bei einer solchen Anordnung sind, \w: aus Fig. 2 hervorgeht, die Bohrungen 32 gegenüber den Öffnungen 45, 46 stets um 180° phasenverschoben; während jedes Arbeitsspiels steht jede Walze 50 mit den Flanschen 40, 41 und dem Ritzel 26 in ständiger Berührung. Die Walzen 50 bilden drehmomentübertragende Verbindungen zwischen der Welle 37 und dem Ritzel 26. Bei der veranschaulichten Konstruktion, der beschriebenen Form und relativen Größe der Bohrungen 32 und der Öffnungen 45, 46 s,,v. _e der Walzen 50 ereibt sich ein echt rollender Eing:·.,! zwischen den Walzen 50 und der Welle 37 so·..:,.· zwischen den Walzen 50 und dem Ritzel 26. Wenn sich die Achse 28 des Ritzels 26 auf e:, ,r kreisförmigen Umlaufbahn um die Achse 22 j · Hohlrades" 14 bewegt, werden Verdrangerzellen ;ü «ebildet die sich auf der einen Seite einer rotiei.·;-den Exzentrizitätslinie 52 verkleinern und auf :;,

ίο anderen Seite der Exzentrizitätslinie vergroLW, ·. Wird die Maschine als Pumpe benutzt, wird das R₁ ?el 26 durch eine auf die Welle 37 ausgeübte Di\ kraft angetrieben, die über die Walzen 50 auf ά.---Ritzel 26 übertragen wird. Bei Einsatz der Masei:;r:

als Motor wird die Drehurj des Ritzels 26 über c: Walzen 50 auf die Welle 37 übertragen.

Während eier Fertigung können das Ritzel 26 ;;;:. die Teile 38, 39 der Welle 37 derart gehalten weid.: daß die Achsen 28. 22 koaxial zueinander stehe Mehrere zylindrische Löcher, die in gleichem Ai.-stand von den koaxialen Achsen 28, 22 liegen um; mit Bezug auf diese in Unifangsrichtung verteilt sind. lassen sich dann durch die Flansche 40, 41 und da Ritzel 26 bohren. Auf diese Weise können die Bohrungen 32 und die Öffnungen 45, 46 auf einfache und "wirtschaftliche Weise ausgebildet werden.

Die Gehäuseteile 10, U weisen axiale Bohrunger, 54. 55 auf, die konzentrisch zur Achse 22 liegen. Innerhalb des Bereichs der Bohrungen 54, 55 sitzen auf gegenüberliegenden Seiten des Ritzels 26 kreisförmige Schleifscheiben 56. 57, die mit der Welle 37 drehfest verbunden sind. Die Schieberscheiben sind mit in Umfangsrichtung verteilten, axialen Löchern 58 bzw. 59 versehen. Die Gebäuseteile 15, 16 sind mit Ringnuten 60 bzw. 61 ausgestattet, die mit den Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen 18, 19 in ständiger Verbindung stehen. Von den Verdrangerzellen 51 führen Bohrungen 62, 63 der Gehäuseteile 12 bzw. 13 zu den Löchern 58, 59.

Bei Drehung der Welle 37 und der Schieberscheiben 56, 57 wenden die Löcher 58, 59 mit den Bohrungen 62 bzw. 63 periodisch in Verbindung gebracht. Unter der Annahme, daß die Öffnung 18 ein·: Einlaßöffnung und die Öffnung 19 eine Auslaßöfi-

nung ist. Hießt Druckmittel in bekannter Weise von der Einlaßöffnung 18 zur Ringnut 60 und über die Löcher 58 und die Bohrungen 62 zu den sich vergrößernden Verdrängerzeilen 51. Abfließendes Druckmittel strömt von den sich verkleinernden Verdrängerzcllcn über die Bohrungen 63, die Löcher 59 und die Ringnut 61 zur Auslaßöffnung 19.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Parallel- und innenachsige Rotationskolben-Pumpe oder -Motor mit Kämmeingriff zwischen einem ortsfesten, innenverzahnten Hohlrad und einem darin exzentrisch umlaufenden anßenverzahnten Ritzel, welches über Mittel mit einer Welle drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel drehbare Walzen (50) vorgesehen sind, die durch konzentrisch um den Mittelpunkt im Ritzel (26) achsparallel angeordnete Bohrungen (32) hindurchragen und in Öffnungen (45, 46) der in Aussparungen (30. 31) der Ritzelstirnwände eingelassenen, mil der durch das Ritzel hindurchragenden WcIIl (37) drehtest verbundenen Flansch (40, 41) gelauert sind, und daß die Durchmesser der Bohrungen (32) im Ritzel und der Öffnungen (45, 46) in den Flanschen so bemessen sind, daß eine exzentrische Umlaufbewegung des Ritzels möglich wird.

2. Rotationskolben-Pumpe oder -Motor nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Öffnungen (45, 46) in den Flanschen (40, 41) und der Bohrungen (32) im Ritzel (26) gleich groß sind.