DE2146972C2 - Innenachsige Drehkolbenmaschine mit Kämmeingriff und festpunktlos gelagertem Rotor - Google Patents
Innenachsige Drehkolbenmaschine mit Kämmeingriff und festpunktlos gelagertem RotorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C2/103—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement
- F04C2/104—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement having an articulated driving shaft
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine innenachsige Drehkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches.
Eine Drehkolbenmaschine mit diesen Merkmalen ist bekannt (US-PS 34 52 680). Bei dieser Drehkolbenmaschine,
die sowohl als Pumpe als auch als Motor verwendet werden kann, ist die Eingangs- oder
Ausgangswelle mit dem Rotor duich eine Taumelwelle
verbunden. Die Kupplung der Taumelwelle mit dem Rotor und mit der Eingangs- oder Ausgangswelle
erfolgt jeweils über eine Zahnverbindung. Da die Rotationsachse der Eingangs- oder Ausgangswelle
parallel, jedoch versetzt zur Achse des den Rotor umschließenden Stators verläuft, führt die Taumelwelle
während des Betriebs der Drehkolbenmaschine neben ihrer Drehung um ihre eigene Achse zugleich auch noch
eine Taumelbewegung um die Verlängerung der Rotationsachse der Eingangs- oder Ausgangswelle, d. h.
also neben der Drehbewegung eine räumliche Bewegung aus. Dies hat entsprechende Belastungen der
Zahnradverbindungen zur Folge, welche die Drehmomentübertragung der Taumelwelle begrenzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer Drehkolbenmaschine der in der US-PS 34 52 680
beschriebenen Art die Zahnverbindungen so auszugestalten, daß besonders große Drehmomente zwischen
der Eingangs- oder Ausgangswelle und dem Rotor übertragen werden können.
Nach Maßgabe der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches
angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird einerseits die Festigkeit der Außenzähne erhöht und
werden andererseits die belasteten Außenzähne Beanspruchungen mit Druckwinkeln an den Zahnflanken von
weniger als 45° und damit die belasteten Innenzähne einer Kompressionsbelastung unterworfen. Diese Maßnahmen
haben zur Folge, daß die Zahnverbindungen besonders große Drehmomente übertragen können.
Zwar sind prinzipiell Zahnverbindungen bekannt (etwa US-Patentschriften 3174 302, 32 24 223), bei
welchen der Druckwinkel etwa 45° und darunter beträgt, jedoch sind diese Zahnverbindungen lediglich
Teil von Getriebeverbindungen zwischen Wellen mit voneinander abweichenden Achsrichtungen, bei denen
die einzelnen Wellenabschnitte ausschließlich Rotationsbewegungen um ihre eigene Achse, nicht jedoch
irgendwelche räumliche Bewegungen ausführen, und ist auch aus der zeich:, irischen Darstellung dieser Zahnverbindungen
kein Hinweis dahingehend eniiiehmbar, wie die Bemessung von Zahnverbindungen am Teilkreis
in Verbindung mit dem Druckwinkel der Zähne bei einer auch eine räumliche Bewegung ausführenden
Welle zu erfolgen hat, um bei unveränderten Durchmes-
H serverhältnissen erhöhxe Drehmomente zu übertragen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt
F i g. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehkolbenmaschine,
· F i g. 2 bis 5 Schnittansichten längs der Linien H-V in
F i g. 1 sowie
Fig.6 eine vergrößerte Teüschnittansicht einer
Zahnverbmdung längs der Linie VI-VI in F i g. 1.
Eine innenachsige drehkolbenmaschine, die als Pumpe oder Motor arbeiten kann, ist bei 10 dargestellt und weist ein Gehäuse 11 und einen zylindrischen Abschnitt 12 auf, innerhalb dem ein Stator 21 und ein Rotor 22 aufgenommen ist Der Stator 21 ist innen verzahnt und der Rotor 22 außen verzahnt Der Stator 21 weist eine zylindrische Umfangswand 23 auf, die mit radialem Abstand gegenüber einer Innenwand 24 des Zylinderabschnittes 12 unter Bildung eines Ringkanals 26 angeordnet ist
Eine innenachsige drehkolbenmaschine, die als Pumpe oder Motor arbeiten kann, ist bei 10 dargestellt und weist ein Gehäuse 11 und einen zylindrischen Abschnitt 12 auf, innerhalb dem ein Stator 21 und ein Rotor 22 aufgenommen ist Der Stator 21 ist innen verzahnt und der Rotor 22 außen verzahnt Der Stator 21 weist eine zylindrische Umfangswand 23 auf, die mit radialem Abstand gegenüber einer Innenwand 24 des Zylinderabschnittes 12 unter Bildung eines Ringkanals 26 angeordnet ist
Der Stator 21 weist eine mittlere öffnung auf, die von
einer Wand 27 begrenzt wird, in der im Winkelabstand voneinander eine Reihe von Aussparungen 28 ausgebildet
ist In jeder dieser Aussparungen sitzt eine Rolle 29. Diese Rollen bilden die Inneverzahnung des Stators 21.
Die Zwischenräume 30 zwischen den Rollen 29 bilden Kammern, die sich altemiereci ausdehnen oder
zusammenziehen und zwar bei einem Betrieb des Rotors 22. Auf diese Weise wird eine Einströmung oder
eine Ausströmung erzeugt
Der Rotor 22 weist eine Anzahl Zähne 31 auf. Die Anzahl der Zähne ist um eins geringer als die Anzahl der
Zähne 29 des Stators 21. Die Wandabschnitte 32, die Paare von benachbarten Zähnen 31 verbinden, weisen
eine Krümmung auf, die im allgemeinen der der äußeren Oberflächen der Zähne 29 entspricht
so Die Achse des Rotors 22 ist gegenüber der Achse des Stators 21 derart versetzt, daß eine Bewegung des
Rotors 22 gegenüber dem Stator 21 gleichzeitig eine Drehbewegung und eine Umlaufbewegung ist, wie es an
sich bekannt ist.
Die Arbeitswelle 15, die je nach Betrieb der Drehkolbenmaschine eine Eingangs- oder Ausgangswelle
ist, ist im Gehäuse 11 um eine Achse drehbar gelagert, die mit der stationären Achse des Stators 21
fluchtet. Die Welle 15 ist mit einem Motor verbunden,
60. wenn die Maschine 10 als Pumpe verwendet wird, oder aber mit einem Antriebselement verbunden, wenn die
Maschine als Hydraulikmotor verwendet wird. Die Welle 15 ist mit dem Rotor 22 mittels einer Taumelwelle
33 verbunden. Die Taumelwelle 33 weist eine Längsachse 34 auf, die unter einem Winkel zur Achse 36 der Welle
15 verläuft.
Um die Welle 15 und den Rotor 22 miteinander zu verbinden, sind zwei Zahnverbindungen 37 und 38 an
: den Enden der Welle 33 vorgesehen. Die Zahnverbin-
^ dung 37 weist eine Reihe von Außenzähnen 39 auf, die i|' an der Welle 33 ausgebildet sind und einen komplemen-
;|j tären Satz von Innenzähnen 40, die an der Welle 15
ΐ ausgebildet sind. In ähnlicher Weise hat die Zahnverbin- % dung 38 eine Reihe von Außenzähnen 41, die an der
f5 Rotorwelle 33 ausgebildet sind und einen komplementä-
·'! ren Satz von Innenzähnen 32, die am Rotor 22 ausgebildet sind. Die Außenzähne 39 und 41 die an der
Welle 33 ausgebildet sind, sind in einer axii: Richtung
$ gekrümmt um die konische Raumbew^ung der ;■ Taumelwelle 33 aufzunehmen, so daß die Verzahnungen
Λ 37 und 38 auch als konische Zahnverbindungen bezeichnet werden.
;"; Um ein Druckmittel in die Kammern 30 hinein oder
i\ aus diesen heraus zu leiten und zwar in zeitlich
abgestimmter Beziehung zu der Umlauf- und Drehbewegung des Rotors 22 gegenüber dem Stator 21, weist
die Drehkolbenmaschine 10 eine nicht im Detail beschriebene Schieberanordnung 43 auf, welche zwei
stationäre Schieberplatten 44 und 46 besitzt
""" Da die Rotationsachse der Welle 15 parallel, jedoch
""" Da die Rotationsachse der Welle 15 parallel, jedoch
versetzt zur Achse des den Rotor 22 umschließenden Stators 21 verläuft dreht sich im Betrieb der
Drehkolbenmaschine ein Ende 83 der Taumelwelle 33, wohingegen das andere Ende 84 dieser Taumelwelle,
das mit dem Rotor 22 verbunden ist sich sowohl dreht als auch synchron mit dem Rotor 22 umläuft und eine
Taumelbewegung ausführt Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Stator 21 sieben Zähne 29 auf,
während der Rotor 22 sechs Zähne hat Für jede Umdrehung durchläuft der Rotor 22 sechsmal einen
Umlaufweg. Die Taumelwelle 33 läuft um und bewegt sich durch eine konische Bahn um das Ende 84 herum
und zwar in Obereinstimmung mit der Umlaufdrehzahl des Rotors 22.
Eine mit einer Nase 60 der Taumelwelle 33 gekuppelte Schieberplatte 47 der Schieberanordnung 43
läuft ebenfalls mit der Umlaufdrehzahl des Rotors 22 um und verbindet alternierend und der Reihe nach Kanäle
64a mit einer kammer 81, welche die Schieberplatte 47 umgibt und mit einer in der Schieberplatte 47
ausgebildeten Aussparung 82, wenn diese Schioberplatte in zeitlich abgestimmter Beziehung zur Umlaufbewegung
des Rotors 22 umläuft. Dadurch können sich die zwischen dem Stator 21 und dem Rotor 22 gebildeten
Kammern 30 der Reihe nach alternierend unter der Antriebskraft des Druckmittels ausdehnen und dann
wieder zusammenziehen, um das Druckmittel aus diesen Kammern abzugeben. Da die Taumelwelle 33 mit der
Welle 15 gekuppelt ist, dreht diese Tqumelwelle die Welle 15 mit der Drehzahl des Rotors 22. Der Betrieb
der Drehkolbenmaschine 10 und die Drehung der Welle 15 werden solange fortgesetzt, wie eine im Gehäuse 11
vorgesehene öffnung 77 mit einer Druckmittelquelle in Verbindung steht
Um die Drehrichtung der Welle 15 umzudrehen, ist es lediglich erforderlich, die weitere im Gehäuse 11
vorgesehene öffnung 78 mit der Druckmittelquelle und die Öffnung 77 mit der Niederdruckseite des Hydrauükkreises
zu verbinden. Das Druckmittel strömt dann durch die Drehkolbenmaschine 10 in einer Richtung
entgegengesetzt zu der vorstehend beschriebenen Richtung, wodurch sich der Rotor 22 in Richtung des
Uhrzeigersinnes gemäß der Darstellung in F i g. 2 dreht
Wenn aber die Drehkolbenmaschine 10 als Pumpe verwendet werden soll, dann wird die Welle 15 mit
einem Antriebsmotor verbunden und wird das Druckmittel durch die Maschine 10 hindurchgepumpt und
zwar zwischen den Öffnungen 78 unr1 Ϊ7 in Abhängigkeit
von der Drehrichtung der Welle 15.
Durch die Dreh- und Umlaufbewegung der Taumelwelle 33 ist die Längserstreckung eines jeden Außenzahnes
der Zahnverbindungen 37 und 38, die sich in Kontakt mit dem entsprechenden Innenzahn befindet,
geringer als diejenige, die bei üblichen Zahnverbindungen auftritt. Dieser verringerte Kontaktbereich erhöht
die Spannungen, denen die Außenzähne unter Last ausgesetzt sind und zwar im Gegensatz zu den
Verhältnissen bei üblichen Zahnverbindungen.
Die konvexe Krümmung der äußeren Oberflächen der Außenzähne der Zahnverbindungen 37 und 38, die
durch die konische Bewegung der Taumelwelle 33 erforderlich ist, vermindert ferner die Festigkeit der
Außenzähne.
Wie aus F i g. 6 hervorgeht, sind die Außenzähne 39, 41 der Zahnverbindungen 37 und 38 derart bemessen,
daß die Summe der Teilkreisabschnitte, die von den Außenzähnen überdeckt werden, größer als 50%,
jedoch nicht größer als 60% des Teilkreisumfanges beträft Zugleich sollen die Druckwinkel an den
Zuhnflanken weniger als 45° betragen. Dadurch wird die Festigkeit der Außenzähne erhöht und werden die
belasteten Außenzähne einer Kompressionsbelastung ausgesetzt. Insgesamt kann dadurch bei gleichbleibendem
Durchmesser ein erhöhtes Drehmoment übertragen werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Innenachsige Drehkolbenmaschine mit Kämmeingriff und festpunktlos geiagertem Rotor, der sowohl eine Rotations- als auch eine Umlaufbewegung ausführt und durch eine Taumelwelle mit einer nur rotierenden Eingangs- oder Ausgangswelle verbunden ist, deren Rotationsachse parallel, jedoch versetzt zur Achse des den Rotor umschließenden Stators verläuft, wobei zwischen dem Rotor und dem einen Ende der Taumelwelle eine Dreh- und Umlaufbewegung ermöglichende erste Zahnverbindung und zwischen dem anderen Ende der Taumelwelle sowie der Eingangs- oder Ausgangswelle eine zweite, eine Gelenkverbindung zwischen diesen bildende Zahnverbindung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Zahnverbindungen (37,38) die Außenzähne (39,41) der Taumelwelle (33) so ausgebildet sind, daß die Summe der Teilkreisabschnitte, die von den Außenzählt en überdeckt werden, zwischen 50 und 60 Prozent des Teükreisumfanges beträgt und die Druckwinkel an den Zahnflanken weniger als 45 Grad betragen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712146972 DE2146972C2 (de) | 1971-09-20 | 1971-09-20 | Innenachsige Drehkolbenmaschine mit Kämmeingriff und festpunktlos gelagertem Rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712146972 DE2146972C2 (de) | 1971-09-20 | 1971-09-20 | Innenachsige Drehkolbenmaschine mit Kämmeingriff und festpunktlos gelagertem Rotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2146972A1 DE2146972A1 (de) | 1973-04-05 |
DE2146972C2 true DE2146972C2 (de) | 1982-09-30 |
Family
ID=5820099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712146972 Expired DE2146972C2 (de) | 1971-09-20 | 1971-09-20 | Innenachsige Drehkolbenmaschine mit Kämmeingriff und festpunktlos gelagertem Rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2146972C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7695262B2 (en) | 2004-05-07 | 2010-04-13 | Ixetic Bad Homburg Gmbh | Pump having toothing on the rotary and drive shaft |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3174302A (en) * | 1962-07-27 | 1965-03-23 | Midland Ross Corp | Gear coupling |
US3232075A (en) * | 1963-03-11 | 1966-02-01 | Wildhaber Ernest | Gear coupling |
US3224223A (en) * | 1963-09-09 | 1965-12-21 | Wildhaber Ernest | Toothed coupling |
US3452680A (en) * | 1967-08-11 | 1969-07-01 | Trw Inc | Hydraulic motor-pump assembly |
-
1971
- 1971-09-20 DE DE19712146972 patent/DE2146972C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2146972A1 (de) | 1973-04-05 |
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Legal Events
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |