DE2800876A1

DE2800876A1 - Abgedichtete drehmoment-uebertragungsanordnung

Info

Publication number: DE2800876A1
Application number: DE19782800876
Authority: DE
Inventors: Cyril J Astill
Original assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Current assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Priority date: 1977-02-16
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1978-08-17
Also published as: GB1543875A; FR2381215A1; CA1031983A; US4178815A; BE864034A; JPS53105662A

Description

Die Erfindung betrifft eine abgedichtete Drehmoment-Übertragungseinrichtung .

Es besteht ein Bedürfnis nach einer abgedichteten Drehmoment-Übertragung sanordnung, die hermetisch abgedichtet ist und bei der die hermetische Abdichtung über einen genügend langen Zeitabschnitt zuverlässig ist, so daß sie nicht nach unzulässig kurzen Arbeitszeiten der Drehmoment-Übertragungsanordnung ersetzt werden muß.

In der US-PS 3 306 134 wird eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung beschrieben, bei der ein außenverzahntes Antriebszahnrad durch einen Dichtbalg drehfest gehalten ist und mittels eines Lagers an einer zylindrischen Hülse befestigt ist. Die zylindrische Hülse ist wiederum drehbar an einer Abgabewelle mittels eines weiteren Lagers so befestigt, daß sie sich um die Drehachse der Abgabewelle drehen kann. Die Drehachse des Antriebsradlagers ist so um einen Winkel gegenüber der Drehachse der Abgabewelle versetzt, daß die Drehung der zylindrischen Hülse ein Taumeln des Antriebsrades erzwingt. Die Zähne des Antriebsrades greifen an einem einzigen Punkt mit einer Innenverzahnung mit größerer Zähnezahl eines AbgabeZahnrades ein, das an der Abgabewelle drehfest mit dieser verbunden ist. Im Betrieb ergibt eine Drehung der zylindrischen Hülse ein Taumeln des AntriebsZahnrades und bringt die Zähne dieses Rades aufeinanderfolgend mit den Zähnen des AbgabeZahnrades in Eingriff und läßt auf diese Weise die Abgabewelle durch Drehen des AbgabeZahnrades rotieren.

Der Antriebsmechanismus nach dieser Patentschrift ist zweifellos eine nützliche hermetisch abgedichtete Anordnung, jedoch ist eine Verlängerung der Lebensdauer des Balges wünschenswert.

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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine abgedichtete Drehmcment-übertragungsanordnung zu schaffen, die durch einen flexiblen Balg abgedichtet ist und bei der die nutzbare Lebensdauer des flexiblen Balges gegenüber bekannten Drehmoment-Übertragungsanordnungen mit einer Abdichtung durch flexible Bälge vergrößert ist. Erfindungsgemäß wird eine abgedichtete Drehmoment-Übertragungsanordnung geschaffen, die folgende Einzelteile umfaßt:

a) ein Gehäuse mit Wandabschnitten, in denen eine Antriebswellenöffnung und eine damit ausgerichtete Abtriebswellenöffnung vorhanden sind,

b) eine Antriebswelle mit einem exzentrischen Abschnitt, die in fluiddichter Weise in dem Gehäuse um eine erste Achse drehbar angebracht ist und sich durch die Antriebswellenöffnung erstreckt, wobei der exzentrische Abschnitt sich innerhalb des Gehäuses befindet und der exzentrische Abschnitt sich längs einer zweiten, zur ersten Achse parallelen Achse erstreckt,

c) ein außenverzahntes Antriebszahnrad, das koaxial an dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle so montiert ist, daß es mit dieser eine Relativdrehung um die zweite Achse ausführt,

d) einen flexiblen Balg, der den Abschnitt der Antriebswelle innerhalb des Gehäuses umschließt und in fluiddichter Weise an einem Ende eine Abdichtung mit dem Gehäuse und am anderen Ende mit dem außenverzahnten Antriebszahnrad bildet,

e) eine Drehverhinderungshülse, die sich um den Abschnitt der Antriebswelle innerhalb des Gehäuses befindet,

f) eine Gehäuse-Universalverbindung, die ein Ende der Drehverhinderungshülse so verbindet, daß sie keine Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse ausführt,

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g) eine Antriebszahnrad-Universalverbindung, die das andere Ende der Drehverhinderungshülse so verbindet, daß sie keine Relativdrehung gegenüber dem Antriebszahnrad ausführt ,

h) eine in dem Gehäuse drehbar angebrachte Abtriebswelle, die sich durch die Abtriebswellenöffnung in das Gehäuse hinein erstreckt und

i) ein innenverzahntes Abtriebszahnrad mit einer größeren Zähnezahl als die des AntriebsZahnrades, das auf der Abtriebswelle so befestigt ist, daß es sich mit dieser dreht, wobei die Innenzähne des Zahnrades mit mindestens einem Außenzahn nur an einer Seite des AntriebsZahnrades in Eingriff sind und wobei

j) die Achse des exzentrischen Abschnittes der Antriebswelle parallel zur Achse der Antriebswelle um einen Wert "t" versetzt ist, der bestimmt ist durch die Formel

PCDi - PCDe

^r ~ 2

wobei

PCDi = der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung des innenverzahnten Abtriebsrades und

PCDe = der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung des außenverzahnten Antriebsrades ist.

Vorzugsweise umfaßt

a) die Gehäuse-Universalverbindung eine Evolventenverzahnung, die durch Anbringen an dem Gehäuse um die Antriebswellenöffnung drehfest gehalten ist, und eine erste Gruppe von Evolventenzähnen, die an einem Ende um die Drehverhinderungshülse herum angebracht sind und mit der Evolventenverzahnung an dem Gehäuse in Eingriff stehen und

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b) die Antriebszahnrad-Universalverbindungseinrichtung eine Evolventenverzahnung an dem Antriebszahnrad und eine zweite Gruppe von Evolventenzähnen, die an dem anderen Ende der Drehverhinderungshülse um diese herum angebracht sind und mit der Evolventenverzahnung an dem Antriebszahnrad in Eingriff stehen.

Bei einigen Ausführungen der vorliegenden Erfindung befindet sich der flexible Balg innerhalb der Drehverhinderungshülse.

Bei anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist der exzentrische Abschnitt der Antriebswelle ein Endabschnitt der Welle in dem Gehäuse und das außenverzahnte Antriebszahnrad umfaßt einen außenverzahnten Ring und einen inneren mit einem Flansch versehenen Enddeckel, an dem der außenverzahnte Ring befestigt ist, wobei der innere Flansch-Enddeckel so an dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle angebracht ist, daß er sich relativ zu ihr drehen kann,und der flexible Balg ist mit dem inneren Flansch-Enddeckel zusammen abgedichtet, wodurch beim Gebrauch der äußere Abschnitt des Gehäuseinneren um den flexiblen Balg herum die Seite der Abdichtung des flexiblen Balges mit erhöhtem Fluiddruck ist und der erhöhte Fluiddruck die innere Flansch-Endkappe an den exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle andrückt.

Bei anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung erstreckt sich eine Hülse durch die Antriebswellenöffnung in dem Gehäuse und ist fluiddicht mit dem Gehäuse abgedichtet, die Antriebswelle erstreckt sich dabei längs des Hülseninneren und ist mit der Hülse fluiddicht abgedichtet und drehbar durch die Hülse an Stellen abgestützt, die in Längsrichtung der Hülse einen Abstand voneinander aufweisen.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Seiten-Schnittansicht einer abgedichteten Drehmoment-Übertragung sanordnung und

Fig. 2 eine Schnittansieht von miteinander im Eingriff stehenden Verzahnungen aus Fig. 1.

In Fig. 1 und 2 wird eine Drehmoment-Übertragungsanordnung gezeigt, die folgende Teile umfaßt:

a) ein Gehäuse 1 mit Wandabschnitten 2 und 4, die eine Antriebswellenöffnung 6 und eine damit ausgerichtete Abtriebswellenöffnung 8 enthalten,

b) eine Antriebswelle 10 mit einem exzentrischen Endabschnitt 12_f der drehbar in dem Gehäuse fluiddicht so angeordnet ist, daß sie sich um eine erste Achse XX drehen kann,und die sich durch die Antriebswellenöffnung 6 so erstreckt, daß der exzentrische Abschnitt 12 sich innerhalb des Gehäuses 1 befindet, wobei sich der exzentrische Abschnitt 12 längs einer zweiten Achse YY erstreckt, die parallel zur ersten Achse XX liegt,

c) ein außenverzahntes Antriebszahnrad 14, das koaxial am exzentrischen Abschnitt 12 der Antriebswelle 10 so befestigt ist, daß es damit um die aweite Achse YY eine Pvelativdrehung ausführt,

d) einen flexiblen Balg 16, der den Abschnitt der Antriebswelle 10 innerhalb des Gehäuses 1 umschließt und fluiddicht an einem Ende mit dem Gehäuse 1 und am anderen Ende mit dem außenverzahnten Antriebsrad 14 verbunden ist,

e) eine sich um den Abschnitt der Antriebswelle 10 innerhalb des Gehäuses 1 erstreckende Drehverhinderungshülse 18,

f) eine Gehäuse-Universalverbindung 20, die ein Ende der Drehverhinderung shül se 18 mit dem Gehäuse gegen eine Relativdrehung gesichert verbindet,

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g) eine Antriebszahnrad-Universalverbinäung 22, die das andere Ende der Drehverhinderungshülse 18 gegen Drehung relativ zum Antriebszahnrad 14 gesichert mit diesem verbindet,

h) eine Abtriebswelle 24, die drehbar in dem Gehäuse 1 befestigt ist und sich durch die Abtriebswellenöffnung 8 in das Gehäuse 1 hineinerstreckt und

i) ein innenverzahntes Abtriebszahnrad 26 mit einer größeren Zahl von Zähnen 28 als sie das Antriebszahnrad 14 aufweist, wobei das Abtriebszahnrad an der Abtriebswelle 24 so befestigt ist, daß es sich mit dieser dreht, wobei die Innenverzahnung 28 des AbtriebsZahnrades mit mindestens einem Außenzahn 30 nur an einer Seite des Antriebszahnrades 14 in Eingriff steht und wobei

j) die Achse YY des exzentrischen Abschnittes 12 der Antriebswelle 10 parallel zur Drehachse XX der Antriebswelle 10 liegt und um eine Strecke t gegen sie radial versetzt ist, wobei

PCDi - PCDe

^r " 2

PCDi = der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung des innenverzahnten AntriebsZahnrades 26 und

PCDe = der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung des außenverzahnten AntriebsZahnrades 14 ist.

Die Gehäuse-Universalverbindung 20 umfaßt eine Evolventenverzahnung, die durch Anbringen an dem Gehäuse 1 um die Antriebswellenöffnung 6 drehfest gehalten ist und eine erste Gruppe von Evolventenζahnen, die an einem Ende der Drehverhinderungshülse 18 um diese herum angebracht sind und mit der Evolventenverzahnung an dem Gehäuse 1 in Eingriff stehen.

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Die Antriebszahnrad-Universalverbindung 22 umfaßt eine an dem Antriebszahnrad 14 angebrachte Evolventenverzahnung und eine zweite Gruppe von Evolventenzähnen, die an dem anderen Ende der Drehverhinderungshülse 18 um diese herum angebracht sind und mit der Evolventenverzahnung an dem Antriebszahnrad 14 in Eingriff stehen.

Das Gehäuse 1 umfaßt einen becherförmigen Abschnitt 32 und einen Wandabschnitt 34, die durch einen Dichtring 36 miteinander dicht verbunden sind, wobei sie durch einen Paßstift 37 in Radialrichtung gepaßt sind und miteinander durch Schraubenbolzen 38, Muttern 40 und Unterlegscheiben 42 und 44 zusammengehalten werden. Der Wandabschnitt 3 4 besitzt einen Fluiddurchlaß 45.

Die Antriebswelle 10 ist in dem becherförmigen Abschnitt 32 mittels einer Hülse 46,mittels Druckkugellagern 48 und 50 und einem Druck-Endkugellager 52 gehalten, die an der Antriebswelle durch Abstandshülsen 54 und 56 auf Abstand gehalten werden und durch einen in eine mit Innengewinde versehene Vertiefung 60 der Hülse 46 eingeschraubten Ring 58 mit Außenverschraubung und durch einen Bund 5 9 der Antriebswelle 10 gesichert sind.

Die Antriebswelle 10 ist in der Hülse 46 durch eine Keilringdichtung 62 abgedichtet, die durch Tellerfedern oder Federringe 64 gehalten wird ,sowie durch einen Schraubdeckel 66 mit Innengewinde, der auf einen mit Außengewinde versehenen Endabschnitt 68 der Hülse 46 aufgeschraubt ist. Die Hülse 46 ist gegenüber dem Gehäuse 1 durch eine Dichtung 71 abgedichtet und wird in der Antriebswellenöffnung 6 mittels einer Kiemmutter 72 und einer Gleitscheibe 70 festgehalten, die auf einem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 74 der Hülse 46 sitzen.

Die Antriebswelle 10 weist ein Handrad 76 auf, das drehfest mit ihr mittels einer Klemmhülse 78 und einer· Mutter 80 verbunden ist. Bei anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird die Antriebswelle beispielsweise durch einen Elektromotor, durch einen Hydraulikmotor oder einen Pneumatikmotor angetrieben.

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Das außenverzahnte Antriebszahnrad 14 umfaßt einen außenverzahnten Ring 81, einen inneren Flansch-Enddeckel 82, einen Paßstift 84 und Schrauben oder Gewindebolzen, von denen nur einer bei 86 gezeigt ist. Das außenverzahnte Zahnrad 14 ist drehbar mit dem exzentrischen Abschnitt 12 mittels einer Lagerhülse 88,Druckwalzenlagern 100 und 102 und einem Enddruck-Kugellager 104 im Flansch-Enddeckel 82 verbunden. Die Walzenlager 100 und 102 und das Kugellager 104 sind mittels Abstandsringen 106 und 108 an dem exzentrischen Abschnitt 12 festgelegt.

Der flexible Balg 16 ist an einem Ende mit dem Gehäuse 1 durch eine Ringkapsel 110 verbunden, die ein Ende des flexiblen Balges 16 mit der Hülse 46 abdichtet und das andere Ende ist mit dem außenverzahnten Zahnrad durch eine Ringhülse 112 verbunden, die das andere Ende des flexiblen Balges 16 mit der Flansch-Endkappe 82 abdichtet.

Wie später gezeigt wird, ist der Raum in dem Gehäuse 1 außerhalb des flexiblen Balges 16 und damit außerhalb des Flansch-Enddeckels 82 die unter hohem Fluiddruck stehende Seite der Balgabdichtung und damit wirkt der Druckunterschied über dem fle&iblen Balg 16 und dem Flansch-Enddeckel 82 in einer solchen Richtung, daß der Enddeckel bei Verwendung der Anordnung an dem exzentrischen Abschnitt 12 gehalten wird. Wenn die Anordnung nicht in Gebrauch ist, reicht die begrenzte Bewegung des Flansch-Enddeckels 82 nicht aus, um irgendein Teil der Anordnung an dem exzentrischen Abschnitt von seinem Platz zu entfernen.

Eine Hälfte der Gehäuse-Universalverbindung 20 besteht aus einer Evolventen-Innenverzahnung 114 an einer Buchse 116, die mit zwei Keilen, von denen einer bei 118 gezeigt ist, gegen Drehung gegenüber dem Gehäuse 1 gesichert ist und die dadurch an dem Gehäuse angebracht ist, daß sie mittels eines kurzen Stiftes 120 unter einer Stiftschraube 122 an der Hülse 46 angebracht und mit ihr drehgesichert verbunden ist.

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Die andere Hälfte der Gehäuse-Universalverbindung 20 umfaßt eine erste Gruppe von Außenevolventenzahnen 124, die rings um ein Ende der Drehverhinderungshülse 18 angebracht sind.

Eine Hälfte der Antriebszahnrad-UniVersalverbindung 22 umfaßt eine Innenevolventenverzahnung 126, die an dem außenverzahnten Ring 81 des außenverzahnten AntriebsZahnrades 14 angebracht

ist· Die andere Hälfte der Antriebszahnrad-Universalverbindung 22 umfaßt eine zweite Gruppe von Außenevolventenzähnen 128, die um das andere Ende der Drehverhinderungshülse 18 angeordnet sind.

Die Drehverhinderungshülse 18 hat abgerundete Enden 130 und 132, die jeweils in Wälzberührung mit der Buchse 116 bzw. dem Flansch-Enddeckel 82 stehen.

Die Abtriebswelle 24 ist in dem Wandabschnitt 4 des Gehäuses 1 mittels eines Lagers 13 4 drehbar angebracht.

Das innenverzahnte Abtriebszahnrad 26 umfaßt einen innenverzahnten Ring 136, der durch Schrauben 140 (nur eine Schraube gezeigt) und einen Paßstift 142 mit einer Montagehülse 138 verbunden ist. Die Montagehülse 138 ist an der Abtriebswelle 24 so befestigt, daß sie durch Keile 144 und 146 drehfest ist, und durch eine Scheibe 148, eine Unterlagscheibe 150 und eine Schraube 152 gehalten.

Bei dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung stellt die Abtriebswelle 24 die Betätigungswelle eines Drehventils 154 dar, das schematisch mit unterbrochenen Linien angedeutet ist. Das Drehventil 154 ist ein Ventil nach der US-PS 3 894 714. Der Wandabsehnitt 34 des Gehäuses 1 ist an dem Gehäuse des Drehventils 154 durch Schrauben 38 befestigt, von denen nur eine gezeigt ist, und durch den Paßstift 37 drehfest gesichert. Gleichzeitig ist eine Dichtung 156 so angebracht, daß der Balg

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und der Flansch-Enddeckel 82 an der Außenseite dem hohen Fluiddruck des Ventils 154 durch den Fluiddurchgang 45 ausgesetzt sind.

Diese Ausführung der vorliegenden Erfindung ist zur Betätigung eines Ventils in einem Kernreaktor bestimmt und bei dieser Anwendung ist die Ringdichtung 62 mit Keiiquerschnitt unbedingte Voraussetzung, um eine katastrophale Undichtheit zu vermeiden, wenn der flexible Balg 16 versagen sollte.

Im Betrieb bewegt eine Drehung des Handrades 76 zur öffnung oder zum Schließen des Drehventils 154 den exzentrischen Abschnitt 12 der Antriebswelle 10 um die Drehachse XX längs eines Weges, der radial von dieser Achse um den Abstand zwischen den Achsen XX und YY entfernt liegt. Die Achse YY des exzentrischen Abschnittes 12 bleibt immer parallel zur Drehachse XX der Antriebswelle 10.

Während sich der exzentrische Abschnitt 12 um die Achse XX bewegt, werden die Außenzähne 30 des AntriebsZahnrades 14 nacheinander mit den Innenzähnen 28 des Abtriebszahnrades 26 in Eingriff gebracht, wie es in Fig. 2 zu sehen ist. Das geschieht deshalb, weil die Drehverhinderungshülse 18 um die Antriebswelle 10 herum infolge der Evolventenverzahnungen 114, 124 und 126, 128 taumelt, um die exzentrische Bewegung des Antriebszahnrades 14 aufzunehmen, wobei sie jedoch eine Drehung des Antriebszahnrades 14 um die Achse Y-Y verhindert.

Um mindestens einen Innenzahn 28 in Eingriff mit mindestens einem Außenzahn 30 (wie in Fig. 2 dargestellt) in Eingriff zu bringen, muß das Antriebszahnrad 14 weniger Zähne haben als das Abtriebszahnrad 26. Wegen dieser unterschiedlichen Zähnezahl läßt das Antriebszahnrad 14 das Abtriebszahnrad 26 in der gleichen Richtung drehen, wie die Zähne 28 und 30 nacheinander in Eingriff kommen und schließt auf diese Weise oder öffnet das Drehventil 154.

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Eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit Reduktion durch ein Zahnrad der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art benützt vorzugsweise eine abgewandelte Form von Evolventenzähnen, deren Modulteilung und Modultiefe allgemein auf folgende Weise bestimmt werden kann:

a) es wird ein Teilkreisdurchmesser (PCD) für die Innenverzahnung des Abtriebszahnrades 26 so ausgewählt, wie es der Anwendung entspricht.

b) IM den Teilkreisdurchmesser der Außenverzahnung des Antriebszahnrades 14 zu finden, wird folgende Formel benutzt:

PCD Innenverzahnung ₌

PCD Innenverzahnung - PCD Außenverzahnung

c) Der Mittenversatz des außenverzahnten Antriebsrades ist

PCD Innenverzahnung - PCD Außenverzahnung

d) Die Standard-Kopfhöhe der Zähne des außenverzahnten Antriebszahnrades sollte nicht größer sein als 50 % des Mittenversatzes des außenverzahnten Antriebsrades, d.h.

Standardmodul =

0,5 χ Mittenversatz

e) Die abgewandelte Kopfhöhe der Zähne des außenverzahnten Abtriebszahnrades sind in dieser Ausführung = 25 % des Mittenversatzes.

f) Die abgewandelte Fußhöhe des außenverzahnten Antriebsrades = abgewandelte Kopfhöhe + Standard-Spaltbreite.

g) Die auf diese Weise erhaltene Zahnform kann dann benutzt werden,

die
um/für die Anwendung nötige Zahnweite zu bestimmen.

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Beispiel 1

Eine 50:1 Untersetzung wird benötigt, der geeignete Teilkreisdurchmesser des innenverzahnten Abtriebsrades ist 158,75 ram (6.250").

= 158,75 - PCD Außenverzahnung

3,175 = 158,75 - 155,575

Der PCD Außenverzahnung ist also gleich 155,575 mm (= 6.125") Mittenversatz = = 1,5875 mm (= 0.0625")

Ein geeigneter Modul für die Außenverzahnung wird damit 3 1

0,5 χ 0.0625 .03125

=

Die abgewandelte Kopfhöhe für die Außenverzahnung wird damit = 0,250 χ 1,5875 = 0,39624 mm (= 0,0156") Die abgewandelte Fußhöhe der Außenverzahnung wird bei einer Standard-Spaltbreite von 0,127 mm (= O,005"):

= 0,39624 + 0,127

mm = 0,52324 X= 0,0206").

Unter Benutzung der eben gezeigten Rechnungen ergeben sich folgende Einzelheiten einer typischen Drehmcmentubertragungsanordnung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Art:

Exzentrizität E = 1,5875 mm (= 0,0625") Durchmesser-Antriebswelle d = 19,05 mm (= 0,75") Durchmesser-Abtriebswelle D = 50,8 mm (=2")

Die Zähne der Außenverzahnung am Antriebsrad 14 und an der Innenverzahnung des Abtriebsrades 26 wurden jeweils mit Formfräsern mit einem Zahneingriffswinkel von 20° und Evolventenform geschnit-

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ten, um die erforderliche flache Zahnform unterhalb des Teilkreisdurchmessers zu erhalten.

Das außenverzahnte Antriebsrad 14 besitzt 49 Zähne mit einem Teilkreisdurchmesser von 155,575 mm (= 6.125"), einem Fußkreis Durchmesser von 154,305 mm (= 6,075"), einem Spitzendurchmesser von 156,337 mm (= 6,155") und einer normalen Zahnbreite. Das innenverzahnte Abtriebszahnrad 26 weist 50 Zähne mit einem Teilkreisdurchmesser von 158,75 mm (= 6.250"), einem "Fuß-" Kreisdurchmesser von 160,02 mm (= 6.300"), einem Innendurchmesser (Spitzendurchmesser) von 157,988 mm ( = 6.220") und normaler Zahnbreite auf. Damit ergibt sich ein Untersetzungsverhältnis von 50:1.

Beispiel 2

Es sei eine 8:1-Untersetzung erforderlich und ein geeigneter Teilkreisdurchmesser des innenverzahnten Abtriebsrades sei 50,8 mm (= 2.000").

tzr\ Q

—g— = 50,8 - PCD-Außenverzahnung

6,35 = 50,8 - 44,45 mm .

Damit wird PCD Außenverzahnung = 44,45 mm (= 1.750")

Mittenversatz = = 3,175 mm (=0.125") Als geeigneter Modul ergibt sich der Wert 16

_J _1M

¹ ~ 0,500 X 0,125 0,0625 ^ID;

Abgewandelte Kopfhöhe der Außenverzahnung ist 0,25 χ 3,175 mm = 0,79375 mm (= 0,03125")

Abgewandelte Fußhöhe der Außenverzahnung = 7,9375 mm + 0,24892 mm (= 0,0098") = 8,186 mm (=0,3223")

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Es ergibt sich, daß im Vergleich mit der Drehmoment-übertragungsanordnung nach US-PS 3 306 134 das außenverzahnte Antriebszahnrad 14 der vorliegenden Erfindung sich in einer senkrecht zur Achse X-X stehenden Ebene bewegt und damit eine Verbiegung des Balges wesentlich vermindert wird. Auf diese Weise ist die Lebensdauer des Balges wesentlich gegenüber dem Stand der Technik erhöht.

Es wird also eine abgedichtete Drehmoment-Übertragungsanordnung mit einem Gehäuse vorgestellt, bei der eine Antriebswelle drehbar so angebracht ist, daß sie sich durch einen Wandabschnitt in das Gehäuse erstreckt und mit einem exzentrischen Abschnitt endet, der parallel zur Drehachse der Antriebswelle liegt. Ein außenverzahntes nichtdrehendes Antriebszahnrad ist an einem Lager an dem exzentrischen Endabschnitt angebracht und wird durch eine Drehverhinderungshülse an einer Drehung gehindert. Die Drehverhinderungshülse ist durch Evolventenverzahnung an einem Ende mit dem Gehäuse und am anderen Ende mit dem Antriebszahnrad verbunden. Ein flexibler, die Antriebswelle umgebender Balg dichtet das außenverzahnte, sich nichtdrehende Antriebsrad mit dem Gehäuse zusammen ab. Ein innenverzahntes Abtriebsrad mit einer größeren Anzahl von Zähnen als sie das Antriebszahnrad aufweist, dessen Zähne mit mindestens einem Zahn des Antriebszahnrades in Eingriff stehen, ist an einer Abtriebswelle angebracht, die gleichfalls in einem Wandabschnitt des Gehäuses drehbar gelagert ist. Eine Drehung der Antriebswelle zwingt das Antriebszahnrad zu einer Bewegung um den exzentrischen Endabschnitt, wobei es durch die Drehverhinderungshülse an einer Rotation gehindert wird, so daß die Zähne des AntriebsZahnrades nacheinander mit den Zähnen des AbtriebsZahnrades in Eingriff kommen und das Abtriebszahnrad und damit die Abtriebswelle zu einer Drehbewegung mit verminderter Drehgeschwindigkeit gegenüber der Antriebswelle bringen. Das Antriebszahnrad bewegt sich in einer senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle liegenden Ebene, wodurch ein Verbiegen des Balges auf ein minimales Ausmaß zurückgeführt und die Lebensdauer des Balges erhöht wird.

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Leerse ite

Claims

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FiNSTERWALD & G R Ä M K O

ATCMIC ENERGY OF CANADA LIMITED München, den 10.1.78

Ottawa, Ontario, Canada S/3/Sv-A 23 66

Abgedichtete Drehmoment-übertragungsanordnung

Patentansprüche :

Abgedichtete Drehmoment-Übertragungsanordnung, dadurch gekennzeichnet , daß

a) ein Gehäuse mit Wandabschnitten vorgesehen ist, welche eine Antriebswellenöffnung und eine damit ausgerichtete Abtriebswellenöffnung aufweisen,

b) eine Antriebswelle mit einem exzentrischen Abschnitt um eine erste Achse drehbar fluiddicht in dem Gehäuse angebracht ist und sich durch die Antriebswellenöffnung so erstreckt, daß der exzentrische Abschnitt sich innerhalb des Gehäuses befindet, wobei der exzentrische Abschnitt sich längs einer zweiten, zur ersten Achse parallelen Achse erstreckt,

c) ein außenverzahntes Antriebszahnrad koaxial an dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle so angebracht ist, daß es eine Relativdrehung damit um die zweite Achse ausführt,

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DR. O. MANITZ · OIPL.-INC. M. FINSTERWALD DIPL.-.NG. W. G R A M K O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART 50. IBAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 72 70

TEL. (0891 23421! · TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/2S,TEL,<O7JI>S6726! POSTSCHECK, MÖNCHEN 77062-80S

ORiGiMAu iftSPäGTED

d) daß ein flexibler Balg den innerhalb des Gehäuses befindlichen Abschnitt der Antriebswelle umschließt und fluiddicht an einem Ende mit dem Gehäuse und am anderen Ende mit dem außenverzahnten Antriebsrad abgedichtet ist,

e) daß eine Drehverhinderungshülse um den innerhalb des Gehäuses befindlichen Abschnitt der Antriebswelle vorgesehen ist,

f) eine Gehäuse-Universalverbindung ein Ende der Drehverhinderungshülse gegen eine Drehung relativ zum Gehäuse gesichert mit diesem verbindet,

g) eine Antriebszahnrad-Universalverbindung das andere Ende der Drehverhinderungshülse gegen eine Drehung relativ zum Antriebszahnrad gesichert mit diesem verbindet,

h) eine Abtriebswelle drehbar in dem Gehäuse angebracht ist und sich durch die Abtriebswellenöffnung in das Gehäuse erstreckt und

i) ein innenverzahntes Abtriebszahnrad mit einer größeren Anzahl von Zähnen als sie das Antriebszahnrad aufweist an der Abtriebswelle zur Drehung mit dieser befestigt ist, wobei die Innenverzahnung mit mindestens einem Außenzahn nur an einer Seite des Antriebszahnrades in Eingriff steht, und daß

j) die Achse des exzentrischen Abschnittes der Antriebswelle parallel zur Drehachse der Antriebswelle liegt und um einen Abstand t gegenüber dieser versetzt ist, wobei

_{t =}

PCDi = der Teilkreisdurchmesser der Zähne des innenverzahnten Abtriebsrades und

PCDe = der Teilkreisdurchmesoer der Zähne der Außenverzahnung des Antriebsrades ist.

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Gehäuse-Universalverbindung eine durch Anbringung an dem Gehäuse um die Antriebswellenöffnung drehfest gehaltene Evolventenverzahnung und eine erste Gruppe von Evolventenzähnen umfaßt, die an einem Ende der Drehverhinderungshülse um diese herum angebracht und mit der Evolventenverzahnung an dem Gehäuse in Eingriff sind und daß

b) die Antriebszahnrad-Universalverbindung eine an dem Antriebszahnrad angebrachte Evolventenverzahnung und eine zweite Gruppe von Evolventenzähnen umfaßt, die um das andere Ende der Drehverhinderungshülse herum angebracht sind und mit der an dem Antriebszahnrad angebrachten Evolventenverzahnung in Eingriff stehen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der flexible Balg innerhalb der Drehverhinderungshülse befindet.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Abschnitt der Antriebswelle ein Endabschnitt dieser Welle in dem Gehäuse ist und daß das außenverzahnte Antriebszahnrad einen außenverzahnten Ring und einen inneren Flansch-Enddeckel umfaßt, an dem der außenverzahnte Ring angebracht ist, daß der innere Flansch-Enddeckel so angebracht ist, daß er sich relativ zu dem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle drehen kann und daß der flexible Balg in Dichtverbindung mit der inneren Flansch-Endkappe steht, wodurch im Gebrauch der äußere Abschnitt des Gehäuseinneren um den flexiblen Balg sich an der Seite mit erhöhtem Fluiddruck der Abdichtung des flexiblen Balges befindet und der erhöhte Fluiddruck den inneren Flansch-Enddeckel auf den exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle drückt.

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5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich eine Hülse durch die Antriebswellenöffnung des Gehäuses erstreckt und fluiddicht mit dem Gehäuse abgedichtet ist, daß sich die Antriebswelle längs des Inneren der Hülse erstreckt, mit der Hülse fluiddicht abgedichtet ist und drehbar an voneinander mit einem Abstand versehenenen Stellen längs der Hülse abgestützt ist.

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