DE6601500U

DE6601500U - Vorrichtung zur uebertragung von drehmomenten

Info

Publication number: DE6601500U
Application number: DE19666601500U
Authority: DE
Original assignee: CHAR-LYNN CO
Current assignee: CHAR-LYNN CO
Priority date: 1966-05-11
Filing date: 1966-11-26
Publication date: 1969-03-13
Also published as: FR1507031A; GB1165358A; US3389618A

Description

Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten

Die Erfindung betrifft eine mit einer mehrzahl von zylindrischen Rollkörpern versehene Vorrichtung zum Übertragen von Drehmomenten zwischen zwei Bauteilen, von denen das eine exzentrisch mit Bezug auf das andere angeordnet und auf einer kreisförmigen Umlaufbahn um die Achse des anderen Bauteils bewegbar ist.

Bei einer aus der deutschen Patentschrift 535 Θ07 bekannten Vorrichtung dieser Art sind zur Übertragung des Drehmoments zwischen zwei Bauteilen, die mi^ Bezug aufeinander eine Umlauf bewegung ausführen können, in einem der Bauteils mehrere am Umfang angeordnete Löcher ausgebildet und am anderen Bauteil über den Umfang verteilt mehrere Walzen oder Stifte fest angebracht, die in die Löcher eingreifen können. Bei dieser bekannten Konstruktion muß eine gesonderte Platts vorgesehen sein, an der die UJalzen angebracht sindo

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Mit der Erfindung soll eine Drehmoment-Übertragungsvorrich- \tung geschaffen werden, die einfacher aufgebaut ist und einen geringeren Platzbedarf hat.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art uiird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rollkörper lose in geteilten Löchern sitzen, die parallel zu der Achse des anderen Dauteils verlaufend teils in dem ei nen und teils in dem anderen Bauteil ausgebildet sind und de ren Durchmesser um den doppelten Betrag der Exzentrizität des einen Ssutsils größer als der Durchmesser der Rollkörper ist«

Dabei kann das eine Bauteil tiefäft ausgsi g

net ssin, daß es zusätzlich zu der Umlaufbewegung eine Drehbewegung ausführte Das andere Bauteil kann ortsfest oder drehbar sein«,

Die Vorteile der Vorrichtung nach der Erfindung gegenüber dem geschilderten Stand der Technik bestehen insbesondere darin, daß sine gesonderte Platte oder dergleichen zur Abstützung der daran angebrachten U/alzen nicht erforderlich ist und daß der Platzbedarf infolge dBS Wegfalls der gesonderten Platte in axialer Richtung verringert wird.

Weitere Vorteile und Anmendungsmöglichkeiten der Erfindung ergsbsn sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei—

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spielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt äürcn eine D*rohkisib

bei der eine erste Ausführungsfarm der Drehmoment-r übertragung nach der Erfindung vorgesehen ist,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Figur 1,

Figur 3 eine Stirnansicht der Maschine von der rechten Seite der Figur 1 aus gestehen,

Figur 4 einen Längsschnitt einer Drehkolbenmaschine, bei der eine zuieite Ausführungsform der Drehsaoment-r übertragung nach der Erfindung vorgesehen ist,

Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der Figur und

Figur 6 sine Stirnansicht der maschine von der rechten Seite der Figur 4 aus gesehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist allgemein anwendbar und ist vorliegend nur beispielsweise in Verbindung mit Drehkolben— maschinen erläutert und dargestellt, die als Pumpen oder Notare einsetzbar sind.

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Bei der in den Figuren 1 bis 3 veranschaulichten Drehkolbenmaschine für Flüssigkeiten ist ein Gehäuse vorgesehen, das aus mehreren Abschnitten aufgebaut ist, und zwar aus einem Dreh- ^chisbsr-GehäusatBil 10. einem Druckmittelkanal-Gehäuseteil 12, einem Gerotor-Gehäuseteil 14 und einem Endteil 15. Die Gehäuseteile 10, 12, 14 und 15 haben im wesentlichen rechteckige Form und werden mittels vier am Umfang verteilten Schraubbolzen 16 axial und radial ausgerichtet zusammengehalten. Der Gehäuseteil 10 ist mit EinlaQ- und Auslaßkanälen 18 und 19 versehen, deren Funktion sich uumkehrt, mann die Pumpe oder der motor in entgegengesetzter Richtung betrieben wird.

Entsprechend Figur 2 ist der Gerotor—Gehäuseteil 14 mit mehreren am Umfang verteilten Innenzähnen 20 versehen, die konzentrisch mit Bezug auf eine in Längsrichtung verlaufende Achse 22 angeordnet sind. Der Garotor-Gshäusetsil 14 wird daher im folgenden als Zahnring bezeichnet. Hfl it den Zähnen 20 des Zahnrings 14 kämmen die Zähne eines außen verzahnten Radsterns 26, der mindestens einen Zahn 27 weniger als der Zahnring 14 hat. Der Radstern 26 führt eine Hypozykloid-Beraegung aus» ϊο-bei seine geometrische Achse 28 eine kreisförmige Umlaufbahn um die Achse 22 des Zahnrings 14 beschreibt. Der Radstern 26 hat gleiche axiale Länge wie der Zahnring 14 und legt sich dichtend gegen die benachbarten Ringflächen der Gehsuscteile 12 und 15 an, zwischen denen der Radstern 26 sitzt. Der Radstern 26 weist eine zylindrische Bohrung 3Q auf, die konzent—

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risch mit Bezug auf die Redsternachäe 28 und exzentrisch mit

I Bezuq auf die Zahnririgachse 22 liegt. Der Zahnring 14 und der

^II ^Radstern 26, *die zusammen eine iGerotor-Varrichtung bilden*

I lassen sich als Rotor— und Statorelsments eines Drucknvittel-

I motors oder einer Druckmittelpumpe verwenden.

1 Die Gehäuseteile 12 und 15 besitzen Bohrungen 32 und 34, die

Lagerflächen bilden und konzentrisch mit Bezug auf die Zahn-I ringachse 22 angeordnet sind. In den Bohrungen 32 und 34 ist

~z eine Welle 36 drehbar gelagert, die einen zylindrischen

I Zwischenteil 38 aufweist, der konzentrisch mit Bezug auf die

^ Achse 22 liegt und einen größeren Durchmesser als die End-

1 teile der UJelle hat. Der mittlere Ulellenteil 38 befindet sich

in dar Radsternbohrung 30 und hat, wie veranschaulicht, glei-

;v ehe sxisls Längs sis der Radstern 26 sowie einen Durchmesser

!j gleich dem Durchmesser der Radsternbahrung 30 abzüglich dem

doppelten Abstand zwischen den Achsen 22 und 28« Der Durch-*

* messer des mittleren Wellenteils 38 kann, bezogen auf die Radj sternbohrung 30, etwas kleiner als veranschaulicht sein, nicht; j jedoch größer, wenn eine gegenseitige Störung verhindert wer-

* den soll.

\ Zwischen dem Radstern 26 und dem lüellenteil 38 sind mehrere

\ geteilte Löcher 40 vorgesehen.» Die beiden Hälften jedes Lochs

j 40 wurden auf einem zylindrischen geometrischen Ort liegen,

j wenn der Radstern 26 konzentrisch mit Bezug auf den UJellenteil

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38 angeordnet uierden uiürde_e Da der Radstern 26 stets exzent- Ij risch mit Bezug auf den Ulellenteil 38 steht, Iisgen jedoch i bei keinem der Löcher 40 die beiden Ulandungsteile jemals voll- \, ständig auf Binem einzigen, zylindrisch geformten geometri- ■ sehen Ort. Wenn im folgenden von dem "effektiven" Durchmesser der Löcher 40 gesprochen uiird, so soll darunter der Ourchmesser verstanden uierdsn, den die Löcher hätten, tsenn der Radstern 26 und der Wellenteil 38 konzentrisch zueinander liegen uiürden.

In die Löcher 40 ist je eine zylindrische Walze 42 eingesetzt. |j Der effektive Durchmesser jedes Lochs 40 ist gleich dem Durch- fi messer der darin befindlichen Walze 42 zuzüglich dem doppelten i]

Abstand der Achsen 22 und 28. Die Walzen 42 bilden drehmoment- Ij

übertragende Elemente zwischen dem li/ellenteil 38 und dem Radstern 26. Bei der veranschaulichten Konstruktion und der angegebenen Form und relativen Größe der Löcher 40 und der Walzen 42 ergibt sich zwischen den Walzen 42 und dem Wellenteil 38 sowie zwischen den Walzen 42 und dem Radstern 26 eine echte Abrollbeujegung.

Entsprechend Figur 2 ist der außengezahnte Radstern 26 exzentrisch in der von dem Zahnring 14 gebildeten Kammer angeordnet und die Achse 28 des Radsterns 26 in einer kreiaföxmigen Umlaufbahn um die Achse 22 des Zahnringes 14 bewegbar. Während der Umlauf beuiegung des Radsterns 26 kämmen dessen Zähne 27

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unter Abdichtung mit din Zähnen 20 des Zahnrings, wobei sich vergrößernd· und verkleinernd· Verdrängerzellen gebildet «erden, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zähne 27 des Rad— | eterns ist.

Bei der in Figur 2 gezeigten Lage des Radsterns 26 gegenüber dem Zahnring 14 bildet line lotrechte lflittellinie 48 die Exzentrizitätslinie des Radsterns 26. Bai einer Umlaufbewegung des Radsterns 26 im Uhrzeigersinn vergrößern sich die Verdrängerzellen auf der linken Seit« der Exzentrizitätslinie, während sich die Verdrängerzellen auf der rechten Seite verkleinern. Ein Radstern 26 mit 16 Zähnen führt eine Umdrehung um seine eigene Achse 28 für jeweils 16 Umläufe des Radsterns in entgegengesetzter Richtung um die Achse 22 des Zahnrings aus. Uiird die maschine als Pumpe benutzt, wird der Radstern durch eine Drehkraft in Umlauf versetzt und rotiert, die an die (Helle 36 angelegt und über die Walzen 42 auf den Radstern 26 übertragen uiird. Bei Einsatz der maschine als Motor wird die durch die Umlaufbewegung und Drehung des Radsterns 26 erzeugte Kraft über die Malzen 42 auf die UIeIl* 36 übertragen, ao daß sich diese Welle dreht. Die den Pumpen- oder (Tlatorbetrieb ermöglichende Schieberanordnung uiird tseiter unten srläutsrt.

IL'ährsnd der Fsrtigungev/argänge können der Radstern 26 und der üJellentsil 38 der Welle 36 mit Hilfe von Haltsrungen oder dergleichen derart angeordnet werden, daß die betreffenden Ach-

sen 28 und 22 koaxial zueinander stehen, mehrere zylindrische Löcher 40, die in gleichem Abstand von den koaxialen Achsen 28 und 22 liegen und mit Bezug auf diese am Umfang verteilt sind, lassen sich dann in einfacher Weise bohren. Die Löcher 40 sind axial gerichtet, verlaufen parallel zu den koaxialen Achsen 22 und 28 und sind geteilt, da jedes Loch teilweise in dem Radstern 26 und teilweise in dam Ulellenteil 38 ausgebildet wird. Das Drehschieber—Gehäuseteil 10 weist eine axial gerichtete Bohrung 50 auf, die konzentrisch zur Achse 22 liegt. In der Bohrung 50 sitzt «rehbar ein im wesentlichen zylindrischer Drohschieber 52, der über iHitnehmerstifte 54 und 55 mit der Welle 36 verbunden ist und sich gemeinsam mit dieser gegenüber den Gehäuseteilen 10 und 12 dreht. Dur Gehäuseteil 12 ist mit 17 axial verlaufenden, am Umfang verteilten Kanälen 56 versehen, die in bekannter UJe is β periodisch mit Einlaß- und Auslaßkanälen im Drehschieber 52 in Verbindung stehen, um Druckmittel vom Einlaßkanal 18 zu den zwischen den Zähnen des Radsterns und des Zahnrings gebildeten, sich vergrößernden Verdrängerzellen zu leiten und aus den sich verkleinernden V/erdrängerzellen zwischen den Zähnen des Radsterns und des Zahnrings zum Auslaßkanal 19 gelangen zu lassen.

Bei der in den Figuren 4 bis 6 veranschaulichten Drehkolbenmaschine, die ebenfalls als PiIotor oder Pumpe einsetzbar ist, , ist ein Gehäuse vorgesehen, das aus mehreren Abschnitten auf- _t gebaut ist, und zwar einem Drehschieber-Gehäuseteil 110, einem

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Druckmittelkanal-Gehäuseteil 112, einem Gerotcr-Gshäuseteil 114 und einem Endteil 115c Dia Gehäuseteile 110, 112, 114 und 115 haben im wesentlichen rechteckige Form und werden mittels vier am Umfang verteilten Schraubbolzen 116 axial und radial ausgerichtet zusammengehalten. Der Gehäuseteil ist mit Einlaß— und Auslaßkanälen 117 und 118 versehen, deren Funktion sich umkehrt, uienn die Pumpe oder der fllotor in entgegengesetzter Richtung betrieben tuerden«

Entsprechend Figur 5 ist der Gerotor—Gehäuseteil 114 mit einer zylindrischen Bohrung 119 versehen, die konzentrisch mit Bezug auf eine in Längsrichtung verlaufende Achse 120 angeordnet ist. In der Bohrung 119 liegt ein Zahnring 121 mit mehreren am Umfang verteilten Innenzähnen 122, die konzentrisch mit Bezug auf die geometrische Achse 123 des Zahnrings 121 angeordnet sind. Der Zahnring 121 hat die gleiche axiale Länge uiie der Gehäuseteil 114 und legt sich dichtend gegen die benachbarten Ringflächen der GBhäuseteile 112 und 115 an, zuiischen denen sich der Zahnring 121 befindet. Der Zahnring 121 hat eine zylindrische Außenfläche 124, die konzentrisch mit Bezug auf die geometrische Achse 123 des Zahnrings 121 angeordnet ist, und kann um die Achse 120 eine Umlaufbewegung ausführen. Dbt Durchmesser der Zahnringaußenfläche 124 ist, wie veranschaulicht, gleich dem Durchmesser der Bohrung 119 abzüglich dem doppelten Abstand zwischen den Achsen 120 und 123_O Der Außendurchmesser des Zahnrings 121 kann, bezogen auf die Bohrung 119, etwas kleiner als veranschaulicht sein, nicht

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jedoch größer, uienn eine gegenseitige Störung verhindert

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Zwischen dem Zahnring 121 und dem Gehäuseteil 114 sind mehrere geteilte Löcher 126 vorgesehen. Die beiden Hälften jedes Lochs 126 würden auf einem zylindrischen geometrischen Ort liegen, wenn der Zahnring 121 konzentrisch mit Bezug auf den Gehäuseteil 114 angeordnet werden würde. Da der Zahnring 121 stets exzentrisch mit Bezug auf den Gehäuseteil 114 steht, liegen jedoch bei keinem der Löcher 126 die beiden Wandungsteile jeweils vollständig auf einem einzigen, zylindrisch geformten geometrischen Ort. Wenn im folgenden von dem "effektiven" Durchmesser der Löcher 126 gesprochen wird, so soll darunter dsr Durchmesser verstanden «erden- den die Löcher hätten, menn der Zahnring 121 und dar Gehäuseteil 114 konzentrisch zueinander liegen würden.

In die Löcher 126 ist je eine zylindrische Walze 128 eingesetzt. Der effektive Durchmesser jedes Loche 126 ist gleich dem Durchmesser der darin befindlichen Walze 128 zuzüglich dem doppelten Abstand zmischen den Achsen 120 und 123. Die Walzen 128 bilden drehmomentübertragende Elemente zwischen dem Zahnring 121 und dem Gehäuseteil 114. Bei der veranschaulichten Konstruktion und der angegebenen Form und relativen Größe der Löcher 126 und der Walzen 128 ergibt eich zwischen den Walzen 128 und dem Zahnring 121 sowie zwischen den Walzen

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128 und dem Gehäuseteil 114 während der Umlaufbewegung des Zahnrings 121 mit Bezug auf den Gehäuseteil 114 eine echte Abrollbewegung.

Die Gehäuseteile 112 und 115 besitzen Bohrungen 132 und 134, die Lagerflächen bilden und konzentrisch mit Bezug auf die Achse 120 angeordnet sind. In den Bohrungen 132 und 134 ist eine Welle 136 drehbar gelagert, die einen Zwischenteil aufweist, der größeren Durchmesser als die Endteil· der Welle hat. Der mittlere Wellenteil 138 hat die Form eines außenverzahnten Radsterns. der mindestens einen Zahn 140 weniger als der Zahnring 121 aufweist und dessen Zähne 140 mit den Zähnen 122 des Zahnrings 121 kämmen. Eine Drehung der Welle löS DBiöirkt eine Drehung des Zahnstsms IIS us die Ach*· 120, wodurch der Zahnring 121 zu einer Umlaufbewegung veranlaßt wird, im Verläufe deren er eine kreisförmige Umlaufbahn um die Achse 120 beschreibt. Der Zahnring 121 und der Radstern 138 bilden eine Gerotor-Vorrichtung, die sich als Teil eines Druckmittelmotors oder einer Druckmittelpump· verwenden läßt. Während der Drehbewegung des Radsterns 138 um die Achse 120 und der Umlaufbewegung des Zahnrings 121 um die Achse 120 kämmen die Radsternzähne 140 unter Abdichtung mit den Zahnringzähnen 122, wobei sich vergrößernde und verkleinernde Verdrängerzellen gebildet werden, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zähne 140 des Radsterns ist«

Bei der in Figur 5 gezeigten gegenseitigen Lage der Bauteile

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bildet ein· lotrecht· Mittellinie 148 die Exzentrizitätslinie des Radsterns und des Zahnrings. Bei einer Drehung des Radaterns 138 im Uhrzeigersinn läuft der Radstern 121 in entgegengesetzter Richtung u<rs, acbsi sich die ysrdrängerzeilen auf der rechten Saite dar Exzentrizitätslinie vergrößern, während sich die Verdrängerzellen auf der linken Seite verkleinern. Ein Radstern 138 mit 16 Zähnen führt eine Umdrehung um seine eigana Achse 120 für jeweils 16 Umläufe des Radsterns 121 in entgegengesetzter Richtung um die Achse 120 aus. UJird die maschin· als Pumpe oder ITIotor benutzt, wird der Radstern 138 in der einen Richtung um seine eigene Achse gedreht, während der Zahnring 121 auf eine Umlaufbewegung um dieselbe Achse in entgegengesetzter Richtung beschränkt ist, und zuiar mittels den zwischen dem Zahnring 121 und dem Gehäuseteil 114 miteinander zusammenwirkenden Walzen und

Während der Fertigungsvorgahge können dar Radstern 121 und der Gehäuseteil 114 mit Hilfe von Halterungen oder dergleichen derart angeordnet werden, daß die zugehörigen Achsen 123 und 120 koaxial zueinander stehen, mehrere zylindrische Löcher 126, die in gleichem Abstand von den koaxialen Achsen 123 und 120 liegen und mit Bezug auf diese am Umfang verteilt sind, lassen sich dann in einfacher Weise bohren. Die Löcher 126 sind axial gerichtet, verlaufen parallel zu den koaxialen Achsen 123 und 120 und sind geteilt, da jedes Loch teilweise in dem Rad-

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stern 121 und teilweise in dem Gehäuseteil 114 ausgebildet wird.

Der Drehschieber-Gehäuseteil 110 weist eine axial gerichtete Bohrung 150 auf, die konzentrisch zur Achse 120 liegt. In der j Bohrung 150 sitzt drehbar ein im wesentlichen zylindrischer

• Drehschieber 152, der über IKlitnehmerstifte 154 und 155 mit der

* U/ella 136 verbunden ist und sich gemeinsam mit dieser gegenüber ) den GehäusBteilen 110 und 112 dreht. Der Gehäuseteil 112 ist

' mit 17 axial verlaufenden, am Umfang verteilten Kanälen

£ versehen, die in bekannter Weise periodisch mit Einlaß— und

I AüsiäGkanälen in? Drshschisbsr 152 in l'erbindung stehen, um

I Druckmittel vom Einlaßkanal 118 zu den zwischen den Zähnen

'* des Radsterns und des Zahnrings gebildeten, sich vergrößernden

~i Verdrängerzellen zu leiten und aus den sich ver-kleinsrndsri

'\ Usrdrängerzellen zwischen den Zähnen des Radsterns und das

Zahnrings zum Auslaßkanal 119 gelangen zu lassen.

Für den Fachmann verstehen sich zahlreiche Abweichungen von den im einzelnen beschriebenen und veranschaulichten Ausführungsbeispielen. So können beispielsweise die Walzen und 128 durch Kugeln oder der Drehmomentübertragung dienende Elemente anderer Form ersetzt werden.

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Claims

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Schutz

"Pa LbliLanspruch

Vorrichtung zum Übertragen von Drehmomenten zwischen zujei Bauteilen, van denen das eine exzentrisch mit Bezug auf das andere angeordnet und auf einer kreisförmigen Umlaufbahn um die Achse des anderen Bauteils bewegbar ist, mit einer Mehrzahl von zylindrischen Rolikörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (42, 12B) lose in geteilten löchern (40,126) sitzen, die parallel zu der AchsB (22,120) des anderen Bauteils (38,144) verlaufend teils in dem einen und teils in dem anderen Bautail (26 und 38 bzuu 121 und 114) ausgebildet sind und deren Durchmesser um den doppelten Betrag der Exzentrizität des einen Bauteils (26,121) größer als der Durchmesser der Rollkörper (42,128) ist.