DE2222568C3 - Führungsgetriebe für eine Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Führungsgetriebe für eine Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit einem innerhalb eines beidseitig von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantels sich drehend umlaufenden Kolben, der ein koaxial zur Kolbendrehachse angeordnetes Hohlrad trägt, das mit einem am Seitenteil befestigten, koaxial zur Exzenterwellen-Drehachse angeordneten Ritzel kämmt

Ein derartiges Führungsgetriebe ist aus dem DE-GM 19 28 273 bekannt Bei der bekannten Kreiskolbenmaschine bei der die Innenkontur des Gehäusemantels die Form einer zweibogigen Epitrochoide und der Kolben die Form eines Bogendreiecks aufweist, ist das am Kolben befestigte Zahnrad ein Hohlrad mit Innenverzahnung und das am Gehäuse befestigte Zahnrad ein Ritzel mit Außenverzahnung, wobei der Wälzkreisdurchmesser des Ritzels zum Wälzkreisdurchmesser des Hohlrades im Verhältnis von 2 :3 steht. Wie üblich bei derartigen Getrieben erstrecken sich die Zähne des Hohlrades von einem Ring radial nach innen, und die Zähne des Ritzels erstrecken sich von einem Ring radial nach außen, wobei diese Ringe zur Befestigung der Zahnräder am Seitenteil bzw. am Kolben dienen und eine gewisse radiale Breite haben müssen. Der Innendurchmesser des Ritzels bestimmt den Außendurchmesser der das Ritzel durchdringenden Exzenterwelle. Um die Welle möglichst dick halten zu können, wird eine Verzahnung mit einem relativ kleinen Modul, meistens etwa IA verwendet. Dies bedingt jedoch eine verhältnismäßig große Zahl von relativ schwachen Zähnen. Der Haltering des am Kolben befestigten Hohlrades nimmt aufgrund seiner radialen Breite verhältnismäßig viel Raum ein, und er beschränkt dadurch den verfügbaren Raum für die an den Kolbenstirnseiten anzubringenden Dichtungen, wodurch sich konstruktive Einschränkungen hinsichtlich des möglichen Verhältnisses e:R ergeben, wobei e der Abstand zwischen den Drehachsen des Kolbens und der

S Exzenterwelle und R der Abstand einer Kolbenecke von der Kolbendrehachse ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Führungsgetriebe fur eine Kreislaufkolbenmaschine der genannten Art zu schaffen, welches eine Verzahnung

■ο aufweist, die bei gleichem Modul wie die bisherigen Verzahnungen wesentlich weniger Raum beansprucht bzw. bei gleichem Raumbedarf erheblich stärkere Zähne ermöglicht und die rationeller hergestellt werden kann als die bisher üblichen Verzahnungen.

iS Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zähne des Hohlrades bzw. des Ritzels sich axial von am Kolben bzw. am Seitenteil befestigten Ringen erstrecken. Dadurch, daß die Zähne nicht, wie bisher üblich, am Zahnfuß, sondern an einer Seitenfläche mit dem Ring verbunden sind, ist die radiale Erstreckung des Ringes nicht oder nicht wesentlich größer als diejenige der Zähne. Dadurch wird es möglich, eine Verzahnung mit einem Modul zu verwenden, der den doppelten bis dreifachen Wert des Moduls der üblichen Verzahnungen hat, ohne daß die radiale Erstreckung des Hohlrades bzw. Ritzels größer ist als bei den üblichen Zahnrädern, da diese radialen Erstreckungen im wesentlichen nur von der Höhe der Zähne bestimmt ist Bei einer Verzahnung mit dem dreifachen Modul werden auch die einzelnen Zähne dreimal so stark, so daß sich hinsichtlich des Werkstoffes und der Herstellungsverfahren für die Zahnräder neue Wege ergeben. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, Zahnräder mit einer derartigen Verzahnung im

Sinterverfahren herzustellen.

Wenn andererseits der bei den üblichen Verzahnungen verwendete Modul von beispielsweise 1,5 auch bei der erfindungsgemäßen Verzahnung angewandt wird, so verringert sich die radiale Erstreckung der Zahnräder beträchtlich. Dies hat für die vorher beschriebene Anwendung bei einer Kreiskolbenmaschine mit zweibogiger innerer Mantelfläche und dreieckigem Kolben zur Folge, daß die Exzenterwelle einen erheblich größeren Durchmesser erhalten kann und daß auch bei Maschinen mit einem großen Schwenkwinkel, d.h. einem kleinen Verhältnis e.R, ausreichend Platz für die

Unterbringung der stirnseitigen Dichtungen am Kolben

verbleibt.

Die Zähne können jeweils an einer Stirnseite der

so Ringe angeordnet sein. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, die Zähne mittels eines rotierenden Messerkopfes oder einer Tropf-Sichleifscheibe herzustellen, da die einzelnen Zähne praktisch freitragend angeordnet sind. Diese Herstellungsart ist bedeutend schneller und billiger als die üblichen Stoßverfahren. Selbstverständlich ist auch eine Herstellung im Sinterverfahren möglich.

Zusätzlich können die Zahnfüße durch jeweils einen axialen, ringförmigen Fortsatz der Ringe miteinander verbunden sein. Ein derartiger ringförmiger Fortsatz erhöht selbst bei einer sehr geringen radialen Breite die Festigkeit der Zähne beträchtlich, ohne daß die radiale Gesamtbreite des Zahnrades merklich vergrößert wird. Dieser ringförmige Fortsatz kann gleichzeitig zur Zentrierung in einer entsprechenden Aussparung des Kolbens dienen.

Die Verzahnung des Hohlrades bzw. des Ritzels kann nach Art einer an einen Kreisbogen angenäherten

Evolventenverzahnung ausgeführt sein. Dadurch ist eine exakte Herstellung mittels eines rotierenden Messerkopfes ohne korrigierende Nachbearbeitung möglich.

Die Zahnräder können vorteilhaft von Sinterteilen gebildet sein.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit einem Synchronisiergetriebe entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Zahnräder des Synchronisiergetriebes von F i g. 1 und

Fig.3 einen Teilschnitt durch: den Kolben und ein angrenzendes Gehäuseseitenteil im Bereich des Synchronisiergetriebes, dessen Zahnräder entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind.

In F i g. 1 ist eine Kreiskolbenmaschine dargestellt, deren Gehäuse aus einem Mantel 1 mit zweibogiger Innenfläche 2 und Seitenteilen 3 und 4 besteht In den Seitenteilen 3, 4 ist eine Exzenterwelle 5 drehbar gelagert, auf deren Exzenter 6 ein dreieckiger Kolben 7 drehbar angeordnet ist, der an seinen Ecken Radialdichtungen 8 trägt, die beim Umlauf des Kolbens 7 ständig an der inneren Mantelfläche 2 entlanggleiten. Die Drehzahl des Kolbens 7 steht zur Drehzahl der Exzenterwelle 5 im Verhältnis von 2:3. Dieses Drehzahlverhältnis wird durch ein Synchronisiergetriebe erzwungen, das aus einem am Kolben 7 befestigten Hohlrad 9 und einem am Gehäuseseitenteil 3 befestigten Ritzel 10 besteht Das Hohlrad 9 ist koaxial zur Kolbendrehachse U und das Ritzel 10 ist koaxial zur Exzenterwellen-Drehachse IZ Erfindungsgemäß erstrecken sich die Zähne 13 bzw. 14 des Hohlrades 9 bzw. des Ritzels 10 axial von Ringen 15 bzw. 16, die am Kolben 7 bzw. am Gehäuseseitenteil 3 befestigt sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 sind die Zähne 13,14 ausschließlich an ihren einen Stirnseiten mit den Ringen 15 bzw. 16 verbunden, wie dies insbesondere aus Fig.2 ersichtlich ist Die einzelnen Zähne sind also freitragend und gestatten eine Herstellung bzw. Bearbeitung ihrer Flanken mittels eines rotierenden Messerkopfes oder einer rotierenden Topf-Schleifscheibe.

Die Zahnflanken verlaufen vorzugsweise auf einer an einen Kreisbogen angenäherten Evolvente, um die Herstellung mittels des rotierenden Werkzeuges mit möglichst hoher Genauigkeit durchführen zu können. Es ist jedoch auch eine Herstellung im Sinterverfahren möglich.

Dadurch, daß die radiale Breite des Hohlrades 9 bzw. des Ritzels 10 ausschließlich durch die Höhe der Zähne 13, 14 bestimmt ist, ergeben sich erhebliche Vorteile gegenüber den bisher verwendeten Zahnrädern, deren radiale Erstreckung sich aus der Summe von Zahnhöhe und radialer Breite des Ringes zusammensetzt Bei gleicher radialer Erstreckung kann der Modul der erfindungsgemäßen Verzahnung und damit auch die Stärke der Zähne zwei- bis dreimal so groß gewählt ίο werden wie bei der üblichen Verzahnung, oder es kann bei Beibehaltung des üblichen Moduls die radiale Erstreckung der Zahnräder erheblich verringert werden, wodurch der Außendurchmesser der Exzenterwelle 5 entsprechend vergrößert werden kann bzw. Maschinen mit einem Schwenkwinkel gebaut werden können, bei denen mit der üblichen Hohlradausführung kein ausreichender Platz für die Unterbringung der stirnseitigen Kolbendichtungen vorhanden ist

Der Ring 16 des Ritzels 10 bildet im Ausführungsbei-

spiel gemäß. F i g. 1 gleichzeitig den Lagerflansch für das

Wellenlageir 17 und ist außen an das Gehäuseseitenteil 3

angeschraubt Der Ring 15 des Hohlrades 9 ist mittels durchgehender Zugschrauben 18 am Kolben 7 befestigt

Zusätzlich kann der Ring 15 mit leichtem Treibsitz mit

einer entsprechenden kreisförmigen Aussparung 19 im

Kolben 7 angeordnet werden, um eine Zentrierung zu

erreichen.

Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 die Zähne 13,14 ausschließlich an einer Stirnseite mit ihren Ringen 15, 16 verbunden sind, ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 jeder Ring 15', 16' mit einem ringförmigen Fortsatz 20 bzw. 21 versehen, der die Zahnfüße der Zähne 13' bzw. 14' miteinander verbindet Diese Fortsätze 20, 21 bewirken eine erhebliche Festigkeit der Zähne 13', 14', auch wenn sie nur eine geringe radiale Breite haben. Die gesamte radiale Breite des Hohlrades 9' bzw. des Ritzels 10' wird durch diese Fortsätze 20, 21 nur unwesentlich vergrößert.

Die Befestigung des Hohlrades 9' am Kolben 7 bzw. des Ritzels 10' am Gehäuseseitenteii 3 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch Schwerspannstifte 22 bzw. 23, die in entsprechende Bohrungen im Ring 15' und im Kolben 7 bzw. im Ring 16' und im Seitenteil 3 eingepreßt sind. Das Hohlrad 9' und das Ritzel 10· werden vorzugsweise in einem Sinterverfahren hergestellt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, insbesondere nicht auf ihre Anwendung bei Kreiskolbenmaschinen der dargestellten Art beschränkt, sondern auch bei Kreiskolbenmaschinen anderer Bauart verwendbar, bei denen ein Synchronisiergetriebe zwischen einem umlaufenden Kolben und dem Gehäuse vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Führungsgetriebe für eine Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit einem innerhalb eines beidseitig von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantels sich drehend umlaufenden Kolben, der ein koaxial zur Kolbendrehachse angeordnetes Hohlrad trägt, das mit einem am Seitenteil befestigten, koaxial zur Exzenterwellen-Drehachse angeordneten Ritzel kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (13, 14 bzw. 13', 14') des Hohlrades (9,9") bzw. des Ritzels (II), 10') sich axial von am Kolben (7) bzw. am Seitenteil (3) befestigten Ringen (15,16 bzw. 15', 16') erstrecken.

2. Führungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (13, 14) jeweils an einer Stirnseite der Ringe (15,16) angeordnet sind.

3. Führungsbetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnfüße der Zähne (13', 14') durch jeweils einen axialen, ringförmigen Fortsatz (20 bzw. 21) der Ringe (15' bzw. 16') miteinander verbunden sind.

4. Führungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung des Hohlrades (9,9') bzw. des Ritzels (10,10') nach Art einer an einen Kreisbogen angenäherten Evolventenverzahnung ausgeführt ist,

5. Führungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (9, 10 bzw. 9', 10") von Sinterteilen gebildet sind.