DE1951100B1

DE1951100B1 - Rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE1951100B1
Application number: DE19691951100
Authority: DE
Inventors: Waldorff Joergen Frederik
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1969-10-10
Filing date: 1969-10-10
Publication date: 1971-04-22
Also published as: US3668947A; GB1318546A; FR2065285A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem exzentrisch angeordneten, außenverzahnten Zahnrad und einem innenverzahnten, einen Zahn mehr aufweisenden Zahnring, dessen Zähne durch drehbare Zylinderrollen gebildet sind.

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus der französischen Patentschrift 1133 620 bekannt. Bei derartigen Rotationskolbenmaschinen hat sich aber gezeigt, daß die Zylinderrollen, selbst wenn die Maschine mit Öl betrieben wird, sich bald festsetzen und als feste Zähne wirken

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine dieser Art anzugeben, bei der die Drehbarkeit der Zylinderrollen während der gesamten Betriebsdauer sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wälzkreis des Zahnrmgs einen Durchmesser hat, der höchstens gleich dem Durchmesser des die Zylinderrollen tangierenden Kreises ist.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß die Zylinderrollen, wenn der Wälzkreis des Zahnrings größer ist als der die Zylinderrollen tangierende Kreis, hin- und herdrehen. Durch die Hin- und Herbewegung der Zylinderrollen ergibt sich keine durchgehende Schmierung in der Aussparung. Vielmehr wird das Schmiermittel bei der Rückbewegung wieder zurücktransportiert. Infolgedessen treten in der Aussparung Zonen auf, die nicht geschmiert werden und zu einem Festfressen der Zylinderrollen führen. Wenn dagegen der Wälzkreis des Zahnrings höchstens so groß ist wie der die Zylinderrollen tangierende Kreis, ist sichergestellt, daß die Zylinderrollen bei der Relativbewegung zwischen Zahnrad und Zahnring immer einsinnig gedreht werden. Damit ergibt sich eine hydrodynamische Schmierung zwischen Zylinderrolle und Aussparung, weil das von der Rotationskolbenmaschine verarbeitete Arbeitsmittel, z. B. öl, durch die Zylinderrollen immer in einer Richtung in den Aussparungsspalt gefördert wird. Infolgedessen tritt zwischen den Zähnen des Zahnrades und den Zylinderrollen eine reine RoE-berührung mit entsprechend geringer Abnutzung auf, während zwischen Zylinderrollen und Aussparung zwar eine Gleitberührung vorherrscht, die Lagerreibung und Abnutzung aber durch die gute Schmierung auf ein Minimum herabgesetzt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Exzentrizität e der Bedingung genügt

1,20

1,04

wobei die Exzentrizität e₀ auftritt, wenn der Wälzkreis des Zahnrings gleich dem die Zylinderrollen tangierenden Kreis ist.

Durch eine Veränderung der Exzentrizität verändert sich auch der Wälzkreis des Zahnrings. Es ist günstig, die Exzentrizität etwas kleiner als e₀ zu wählen. Dann ist sichergestellt, daß die Zylinderrollen im Betrieb fortlaufend gedreht werden, also niemals zum Stillstand kommen. Eine kleinere Exzentrizität ist auch gut bei Rotationskolbenmaschinen, die mit einer Gelenkwelle arbeiten, weil diese dann'nur über einen kleineren Winkel verschwenkt werden muß bzw. kürzer ausgeführt werden kann. Andererseits sollte die Exzentrizität nicht zu klein werden, weil sonst das Verdrängungsvolumen abnimmt. In den angegebenen Grenzen kann aber das Verdrängungsvolumen ohne Schwierigkeiten durch eine größere Zahnbreite, also längere Zylinderrollen, ausgeglichen werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

ίο Die dargestellte Rotationskolbenmaschine besitzt einen feststehenden Mantel 1 mit Aussparungen 2, in denen Zylinderrollen 3 drehbar gelagert sind. Mantel 1 und Zylinderrollen 3 bilden einen innenverzahnten Zahnring mit neun Zähnen.

Ferner ist ein außenverzahntes Zahnrad 4 mit acht Zähnen 5 vorgesehen. Dieses Zahnrad ist so ausgebildet, daß es mit jeder Zylinderrolle 3 längs einer Linie in Berührung steht, so daß eine Reihe von Arbeitskammern 6 entsteht, die je durch zwei Zylin-

ao derrollen3 und den dazwischenliegenden Mantel 1, zwei Zähne 5 und den dazwischenliegenden Zahnfuß sowie zwei nicht dargestellte Seitenwände begrenzt sind. In eine Innenverzahnung 7 kann drehfest der Kopf einer Gelenkwelle eingefügt werden.

Der Zahnring hat den Mittelpunkt M₁, das Zahnrad hat den Mittelpunkt M₂. Im Betrieb bewegt sich der Mittelpunkt M₂ auf einem Kreis K um den Mittelpunkt M₁, wobei der Kreis K jeweils einmal durchlaufen wird, wenn sich das Zahnrad 4 um eine Zahnteilung verdreht hat. Der Radius des Kreises K ist gleich der Exzentrizität e. Die Gelenkwelle verbindet das Zahnrad mit einer Antriebs- oder Abtriebswelle, die koaxial mit dem Mittelpunkt M₁ verläuft.

Des weiteren sind die Wälzkreise W₁ für denZahn-

ring und W₂ für das Zahnrad eingezeichnet, desgleichen ein Kreis T, der die Zylinderrollen 3 tangiert. Es ist ersichtlich, daß der Wälzkreis W₁ des Zahnrings kleiner ist als der tangierende Kreis T. Nimmt man an, daß sich das Zahnrad 4 in Richtung des Pfeiles P dreht, so werden sämtliche Zylinderrollen 3 nur in Richtung der Pfeile Q gedreht. Hierdurch wird von der Maschine verarbeitete Flüssigkeit, insbesondere Öl, aus der Arbeitskammer 6 fortwährend in den Spalt zwischen Aussparung 2 und

Zylinderrolle 3 eingeführt, wodurch sich eine gute hydrodynamische Schmierung ergibt.

Es ist ersichtlich, daß durch Vergrößerung der Exzentrizität e sich der Wälzkreis W₂ für das Zahnrad und auch der Wälzkreis W₁ für den Zahnring

vergrößern würden, bis schließlich der Wälzkreis W₁ gleich dem tangierenden Kreis T wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Exzentrizität e 92% der für den Extremfall geltenden Exzentrizität e₀.

Die erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine eignet sich insbesondere für Flüssigkeiten (Brennöl und Hydrauliköl), z. B. für Ölpumpen sowie für ölhydraulische Motoren.

Claims

Patentansprüche:

1. Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem exzentrisch angeordneten, außenverzahnten Zahnrad und einem innenverzahnten, einen Zahn mehr aufweisenden Zahnring, dessen Zähne durch

drehbare Zylinderrollen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkreis (W₁) des Zahnringes einen Durchmesser hat, der höchstens gleich dem Durchmesser des die Zylinderrollen (3) tangierenden Kreises (T) ist.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität e der Bedingung genügt

1,20 ~ ~~ 1,04 '

wobei die Exzentrizität e₀ auftritt, wenn der Wälzkreis (W,) des Zahnrings gleich dem die Zylinderrollen (3) tangierenden Kreis (Γ) ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY