DE3527776C2

DE3527776C2 -

Info

Publication number: DE3527776C2
Application number: DE3527776A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Interspark Sa Ecublens Ch
Current assignee: Interspark Sa Ecublens Ch
Priority date: 1985-08-02
Filing date: 1985-08-02
Publication date: 1988-10-06
Also published as: DE3527776A1; DE8536809U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Zur Umwandlung einer reinen Drehbewegung, die bei spielsweise von einem Elektromotor abgegeben wird, in eine hin- und hergehende Bewegung sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die mit Hilfe be stimmter Wirkflächen und geeigneter Kinematiken, z. B. Schubkurbel, Kurbelschleife, Kurvenscheiben, Kurven trommel und dgl., arbeiten. Nachteilig ist bei den be kannten Lösungen, daß sie teilweise komplizierte Wirk flächen erfordern und daß insbesondere Gleitreibungs vorgänge an den Wirkflächen auftreten, was zu schlech ter Energieumsetzung bei der Bewegungsumwandlung führt.

Bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art treten diese Nachteile normalerweise nicht auf.

Eine solche Vorrichtung ist als Mangeltrieb z. B. aus AWF- und VDMA-Getriebeblätter AWF 630 BT bekannt.

Problematisch hierbei ist die Ausbildung der einen geschlossenen Kreislauf bildenden Gegenverzahnung im Bereich der kreisförmigen Verzahnung, welche die beiden geradlinigen Verzahnungsbereiche verbindet.

Diese Problematik ist auch bei der Konstruktion nach der FR-PS 9 48 436, die zur gleichen Gattung gehört, technisch zufriedenstellend gelöst. Im Bereich der Rückführkurven mit bogenförmiger Verzahnung hat man z. B. anstelle der keilförmig ausgebildeten Zähne kegel förmige vorgesehen, deren Herstellung schwierig ist und deren Eingriff nur eine Punkt übertragung ermöglicht.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, bei welcher ein geradverzahntes Ritzel mit einer auf einer räumlichen Schraubfläche gelegenen Gegenverzahnung gepaart werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs angegebenen Merkmale. Hiernach verlaufen Nut und Gegenverzahnung um den zylindrischen Körper, dessen Achse umfassend, in Form einer räumlichen Schraubfläche. Die geometrisch nicht einfache Verzahnung ist in fertigungstechnisch realisierbarer Weise nach einem funkenerosiven Abwälzprozeß hergestellt.

Mittels dieser Vorrichtung wird der Hin- und Herbe wegung des die Gegenverzahnung tragenden Körpers eine Drehbewegung überlagert. Geschwindigkeit und Hub der axialen Hin- und Herbewegung hängen dabei vom Über setzungsverhältnis zwischen Zahnrad und Gegenverzahnung ab.

Bei der zylindrischen Fläche muß es sich dabei nicht unbedingt um einen Kreiszylinder handeln, sondern zur Vergrößerung der Eingriffslinien können Nut bzw. Ab stützungen der Gegenverzahnung auch parabolisch oder elliptisch gekrümmte Abschnitte umfassen.

Grundsätzlich kann die Geschwindigkeits-Weg-Charak teristik der hin- und hergehenden Axialbewegung mit überlagerter Drehbewegung durch entsprechende geome trische Gestaltung der Nut bzw. Abstützung und der Ge genverzahnung frei gewählt werden. Dabei sind sogar vorübergehende Umkehrungen der Drehbewegungsrichtung möglich.

Die erfinderische Vorrichtung läßt sich sehr einfach bei einer Kolbenpumpe oder einer Kolbenarbeitsmaschine anwenden, wobei im ersten Fall das Zahnrad motorisch angetrieben werden muß, während im zweiten Fall in einem bestimmten Gegentakt die beiden Zylinder mit einem brennbaren Gas oder mit Druckflüssigkeit beauf schlagt werden. In letzterem fall erfolgt der Abtrieb über das Zannrad. So ausgebildete Kolbenpumpen oder Ar beitsmaschinen haben den großen Vorteil, daß infolge des Fehlens von Kurbelwelle und Pleuel keine Quer kräfte auf die Zylinderwände ausgeübt werden und kei ne Kippmomente an den Kolben auftreten können.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Er findung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 - eine Seitenansicht einer bekannten Vor richtung mit Zahnrad und hin- und her bewegtem Körper,

Fig. 2 - eine Seitenansicht einer weiterhin im Prinzip bekannten Vorrichtung mit einer einen geschlossenen Kreislauf bildenden Gegenverzahnung,

Fig. 3 - eine Seitenansicht einer ersten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vor richtung,

Fig. 4-7 schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen der am hin- und her gehenden Körper vorgesehenen Gegenver zahnung und

Fig. 8 - eine schematische Seitenansicht einer als Kolbenpumpe ausgebildeten zweiten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrich tung.

Bei der in Fig. 1 zum Vergleich dargestellten bekannten Vorrichtung ist ein längs dem Doppelpfeil 12 hin- und herbewegter Körper 10 vorgesehen, der eine geradlinig verlaufende Zahnstange 14 aufweist. Mit der Zahnstange kämmt ein Zahnrad 16, das gemäß dem Doppelpfeil 18 periodisch wechselnd dreht. Das Zahnrad 16 sitzt auf einer An- bzw. Abtriebswelle 20, die in einer äqudistant zu der die Gegenverzahnung bildenden Nut 22 gleitend geführt ist. Bei abwechselnder Drehung des Zahnrades 16 gemäß dem Doppelpfeil 18 erfolgt eine Hin- und Herbewegung des Körpers 10 gemäß dem Doppel pfeil 12.

In den folgenden Figuren sind für gleiche oder entspre chende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei Fig. 1, jedoch jeweils mit Strichen versehen, so weit sie unterschiedlich ausgebildet sind.

Bei der in Fig. 2 dargestellten, im Prinzip noch be kannten Ausführungsform verlaufen die Gegenverzahnungen 14′ und die dazu äquidistante Nut 22′ längs einer ebe nen Oberfläche 24 des hin- und herbewegten Körpers 10′ in Form einer langgestreckten Schleife, die parallel gerade Abschnitte 26 und an den axialen Enden gekrümmte Umkehrabschnitte 28 aufweist. Dadurch überlagert sich bei Drehung des Zahnrades 16 in Richtung des Pfeils 18′ der hin- und hergehenden Axialbewegung des Körpers 10′ gemäß dem Doppelpfeil 12 jeweils eine kurze Drehbewe gung des Körpers 10 gemäß den Pfeilen 30 beim Durchgang der Welle 20 durch die Umkehrabschnitte 28.

Bei der in Fig. 3 dargestellten ersten erfindungsge mäßen Ausführungsform verlaufen die Gegenverzahnung 14′′ und Nut 22′′ längs einer zylindrischen Oberfläche 32 des gemäß Doppelpfeil 12 hin- und hergehenden Körpers 10′′. Der Hin- und Herbewegung des Körpers 10′′ überlagert sich daher eine ungleichförmige Drehbe wegung gemäß dem Pfeil 34.

Durch eine Formgebung der Gegenverzahnung 14 a gemäß Fig. 4 im wesentlich in kreisbogenförmigen Abschnit ten läßt sich eine periodisch etwa gleichförmige Hin- und Herbe wegung des Körpers 10′′ erzielen. Eine im wesentlichen abwechselnde Axialbewegung und Drehbewegung des Körpers 10′′ läßt sich durch eine Formgebung der Gegenverzahnung 14 b gemäß Fig. 5 mit im wesentlichen geraden axialen Abschnitten 36 und etwa dazu senkrecht verlaufenden Abschnitten 38 in Umfangsrichtung des Körpers 10′′ erreichen.

Eine gemischte Axial- und Drehbewegung während der Hin- und Herbewegung des Körpers 10′′ und eine im wesent lichen drehende Bewegung an den Umkehrstellen läßt sich durch eine Formgebung der Gegenverzahnung 14 c ge mäß Fig. 6 erreichen, wobei der in Aufsicht etwa gerade Mittelabschnitt 40 an den Umkehrstellen in etwa längs einer Umfangslinie verlaufende Abschnitt 43 mündet. Schließlich läßt sich durch eine Formgebung der Gegen verzahnung 14 d gemäß Fig. 7 in einem rückwärts ge krümmten Mittelabschnitt 44 sogar eine vorübergehende Rückwärtsdrehung des hin- und herbewegten Körpers 10′′ erzielen, falls dies gewünscht wird.

Aus diesen Beispielen ist ersichtlich, daß grundsätz lich jede gewünschte Überlagerung von Axial- und Dreh bewegung durch die Formgebung der Gegenverzahnung und der dazu äquidistanten Nut erzielt werden kann.

In Fig. 8 ist schematisch die Ausbildung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung als Kolbenpumpe dargestellt, wobei die axialen Enden des hin- und herbewegten Kör pers 10′′ als Kolben 46 ausgebildet sind, die jeweils in einem sie umgebenden Zylinder 48 axial gleitend geführt sind. Einzelheiten von Kolben und Zylinder, insbeson dere Ventile und dgl., sind in Fig. 8 nicht darge stellt. Bei entsprechender Zufuhr von brennbaren Gasen oder Druckmedium in die Zylinder 48 ist die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform als Antriebsmotor mit Abtrieb über die Welle 20 ver wendbar. Bei Antrieb der Welle 20 kann die Kol ben-Zylinderanordnung 46, 48 als Kolbenpumpe verwendet werden.

Claims

Vorrichtung zur formschlüssigen Umwandlung einer Dreh bewegung in eine hin- und hergehende Bewegung oder um gekehrt mit Hilfe eines Zahnrades, dessen Welle in ei ner Nut oder einer dem Bewegungsablauf entsprechenden Abstützung geführt ist, und einer äquidistant zur Nut bzw. Abstützung verlaufenden Gegenverzahnung, in die das Zahnrad eingreift, wobei Nut bzw. Abstützung und Gegenverzahnung an einem hin- und herbewegten zylin drischen Körper ausgebildet sind und die Nut bzw. Ab stützung sowie die Gegenverzahnung einen geschlossenen Kreislauf bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (22′) bzw. Abstützung und Gegeverzahnung (14′′, 14 a, 14 b, 14 c, 14 d) um den zylindrische Körper (10, 10′, 10′′), dessen Achse umfassend, in Form einer räumlichen Schraubfläche verlaufen und mittels eines funkenero sive Abwälzprozesses hergestellt sind.