DK168310B1 - Tandhjulspumpe eller -motor - Google Patents

Description

i DK 168310 B1

Opfindelsen angår generelt indvendige tandhjulsmekanismer, og navnlig sådanne maskiner, som betegnes gerotorpumper eller -motorer eller orbitmotorer, og som i almindelighed har et kredsende ydre tandhjul anbragt inden i et tandhjulshus som angivet i indledningen til krav 1.

5 Det er almindelig kendt, at hydrauliske og pneumatiske apparater anvender tandhjulsmaskiner som de ovenfor nævnte gerotorer eller rotorer, og bruges som pumper til at konvertere akselarbejde til hydraulisk arbejde, eller som motorer, hvor hydraulisk arbejde konverteres til akselarbejde. Eksempler på sådanne maskiner kendes fra USA-patentskrifter-10 ne nr. 3.572.983, 4.411.607, 4.545.748 og 4.586.885. I tandhjulsmaskiner af den nævnte art har et indre tandhjul eller rotor udadrettede tænder i indgreb med en udvendig tandkrans eller ydre rotor, og de derimellem dannede væskekamre vokser og aftager, når de indre og ydre tandhjul roterer i rotorhuset. I en speciel type gerotorpumpe eller -motor roterer 15 det indre tandhjul, medens den ydre tandkrans kredser i en hulhed, defineret ved en holdering (en ring, som indeslutter rotorsættet mellem maskinens husdele), anbragt radialt udenfor den ydre tandkrans. Et antal cylindriske rulletappe er anbragt radialt indenfor holderingen og tjener som lederuller, der fører den ydre rotor i dens kredsende bevægelse.

20 Disse rulletappe passer ind i bueformede recesser eller udtag, radialt på ydersiden af den ydre rotor. Når det indre tandhjul roterer, er den tilsvarende bevægelse af den ydre tandkrans en omløbende eller kredsende bevægelse, fordi rulletappene holdes i de buede recesser i den ydre tandkrans. De variable kamre, som dannes mellem den indre og ydre rotor, 25 når den ydre tandkrans kredser, og det indre tandhjul roterer, bevirker transformering af arbejde mellem fluiden i kamrene og den roterende aksel, der er forbundet med den indre rotor.

Et betydeligt problem findes ved de hidtil kendte maskiner, idet holderingen er samlet til pumpen eller motoren ved hjælp af et antal 30 bolte, som udsættes for betydelige kraftpåvirkninger, når akslen starter og stopper. Hvis akslen eksempelvis er forbundet til et svinghjul, trukket af motorens hydrauliske kraft, så kan dette hjul blive udsat for betydelige torsionskræfter, der i sin helhed skal optages af de samlebol-te, som fastholder holderingen til motoren. Stedet for motorfejl er i 35 almindelighed ved de nævnte samlebolte, idet disse bolte klippes over, hvorved forbindelsen mellem holderingen og dé øvrige dele af rotorhuset afbrydes. Selvom det er muligt at gøre boltene større og holderingen tykkere, stilles der også ofte krav til størrelsen af maskinen, hvilket DK 168310 B1 2 ville gøre en sådan løsning vanskelig. Det er således ønskeligt at kunne forstærke forbindelsen mellem holderingen og rotorhusets andre dele uden at forøge størrelsen af ringen og samleboltene.

Dette opnås med en tandhjulspumpe eller -motor af den nævnte art, 5 der er ejendommelig ved, at et af maskinens endedæksler har cylindriske hulheder, der strækker sig koaksialt med rulletappene og er dimensioneret til at optage rulletappene med finpasning, samt at rulletappene strækker sig tætsluttende ind i de nævnte hulheder, aksialt udover holderingen, hvorved samleforbindel sen mellem holderingen og rotorhusets 10 dele forstærkes imod torsions- eller vridningspåvirkninger.

En sådan tandhjulsmekanisme har således opnået en forstærket forbindelse mellem holderingen og et af endestykkerne uden behov for at øge maskinens ydre dimensioner eller boltestørrelse.

Opfindelsen forklares herefter nærmere under henvisning til udfø-15 relseseksempi er jvf. tegningen, hvor: fig. 1 viser et aksialt tværsnit gennem en tandhjulsmaskine af kendt type, fig. 2 viser et tilsvarende tværsnit som i fig. 1, men af en tand-20 hjulsmaskine ifølge opfindelsen, og fig. 3 viser et tværsnit af den i fig. 2 viste maskine langs linien 3-3.

Den foreliggende opfindelse beskriver en forbedret tandhjulsmotor 25 eller -pumpe af samme type som angivet i beskrivelsen til EP-A- 0 261 757, der svarer til ansøgerens danske patentansøgning nr. 2300/87, ansøgerens verserende europæiske patentansøgning nr. 88307211.8, der svarer til dansk patentansøgning nr. 4397/88, og USA-patentskrift nr. 4.586.885.

30 Funktionen af tandhjulssættets rotorer og øvrige maskindele er almindelig kendt og beskrevet i de nævnte dokumenter, og der skal refereres hertil i den udstrækning, den ikke skulle fremgå af nærværende beskri vel se.

Under henvisning til fig. 1 vises et aksialt tværsnit af en tand-35 hjulspumpe eller -motor 11 af kendt type. Maskinen 11 omfatter et cylindrisk hus 13, der er opbygget med et endestykke 15, et endedæksel 17 og en holdering 19. Endestykket 15 og dækslet 17 udgør aksielle endepartier af rotorhuset 13, og holderingen 19 omslutter den hulhed, hvori et ro- DK 168310 B1 3 torsæt og en ventilplade roterer. Disse tre husdele 15, 17, 19 holdes sammen ved et antal samlebolte 21.

Gennem rotorhusets 13 akse fører en aksel 23. Akslen 23 er lejret roterende i huset 13 ved lejer 25 og 27. Er der tale om en motor, drives 5 akslen 23 hydraulisk gennem det udviklede arbejde i de variable fortrængningskamre 29 mellem en indre rotor 31 og en ydre rotor 33 (rotorsættet). Ruller 30 strækker sig som tænder for den indre rotor 31 i indgrebet mellem de to rotorer. Hydraulisk fluidum ledes til og fra de variable fortrængningskamre 29 via et indløb 35 og et udløb 37, udformet i 10 dækslet 17. En ventilplade 39 regulerer fluidumstrømmen ind og ud af de variable fortrængningskamre 29, idet pladen roterer og har et antal åbninger.

Den i fig. 1 viste maskine er af en type, hvor det ydre tandhjul 33 kredser, mens det indre hjul 31 roterer. Denne bevægelsesform er bestemt 15 af rulletappe 41, som passer nøje ind i cylindriske hulheder på den ra-dielle inderside af holderingen 19. Rulletappene 41 tjener som lederuller eller -tænder, som bevirker, at den ydre rotor 33 vil kredse snarere end rotere i en hulhed 43 mellem den ydre rotor og holderingen 19.

I den kendte maskine 13, vist i fig. 1, strækker rulletappene 41 20 sig aksielt mellem ventilpladen 39 og endestykket 15 modsat ventilpladen 39.

I en maskine 13 ifølge opfindelsen, som vist på fig. 2 og 3, strækker rulletappene 41 sig i modsætning hertil ind i cylindriske hulheder 45 i maskinens endestykke 15. Hulhederne 45 har finpasning til at om-25 slutte rulletappene 41, som strækker sig fra ventilpladen 39 og tilstrækkelig langt ind i endestykket 15 til at forstærke samlingen mellem holderingen 19 og endestykket 15. I maskinen vist i fig. 1 er denne samling kun støttet ved samleboltene 21. Da rulletappene ligger tæt an i holderingen 19 og passer fint ind i hulhederne 45 i endestykket 15, vil 30 rulletappene 41 forstærke samleforbindel sen mellem holderingen 19 og endestykket 15 imod vridningspåvirkninger.

Under drift, når tandhjulene 31, 33 drejer akslen 23 i forhold til endestykket 15, opstår torsionspåvirkninger ved dette arbejde i planet eller samlingen mellem holderingen 19 og endestykket 15; dette plan sva-35 rer til det viste tværsnit i fig. 3. Hvis påvirkningerne overføres på akslen 23, for eksempel fra et svinghjul, vil disse vridningskræfter igen angribe på samme sted eller i samme plan. Ved den kendte maskine i fig. 1 koncentreres hele påvirkningen på boltene 21. Selvom stramning af DK 168310 B1 4 disse bolte vil øge friktionen mellem holderingen 19 og endestykket 15, ville dette alligevel ikke yde tilstrækkelig styrke til at forhindre overklipning af boltene 21.

Problemet med boltesvigt på det nævnte samlingssted øges med gen-5 tagne belastninger af boltene, da vridningspåvirkningerne varierer cyklisk over alle boltene 21. I maskinen ifølge opfindelsen skabes forstærkning af saml eforbindel sen mellem holderingen 19 og endestykket 15 ved brug af de forlængede rulletappe 41.

Denne forbedring kan opnås uden væsentlige ekstra omkostninger ale-10 ne ved at bore de cylindriske hulheder 45 og anvende længere rulletappe 41.

Reelt kunne de længere rulletappe 41 også opnås ved at forlænge de kortere tappe vist i fig. 1 gennem et indlæg af en kortere tap i forlængelse af den sædvanlige tap, så tappene derved kommer til at rage gennem 15 samlingsplanet mellem holderingen 19 og endestykket 15. På denne måde kan kortere standardtappe stables, og fremstilling af nye, længere rulletappe undgås.

I visse hydrauliske pumper og motorer er ventilpladen anbragt på modsat side af rotorerne end som vist på fig. 1 - 3. I så fald kan rul-20 letappene 41 ikke bringes til at rage ind i endestykket 15, men må forlænges ind i endedækslet 17. Skønt dette ikke giver nogen direkte forstærkning af samlingen mellem endestykket 15 og holderingen 19 (planet for maksimale vridningskræfter, idet endestykket 15 modtager større torsionspåvirkninger end dækslet 17), giver det dog en væsentlig forbedring 25 i forhold til en orbitmotor, som kun har boltene 21 til forbindelse.

Ved at forstærke dæksel/holderingssaml ingen afstives motoren, og herved reduceres driftpåvirkningerne ved endestykket/holderingssaml ingen. Dette reducerer tendensen til svigt ved samleboltene 21 ved samle-forbindel sen mellem holderingen og endestykket, selv om rulletappenes 30 forstærkning er koncentreret omkring dæksel/holderingssåmlingen. Det er således muligt at lade rulletappene strække sig ind i pasningshuller i begge motorens endepartier, selvom det naturligvis er bedst at forstærke motoren ved det endeparti, som udsættes for de største vridningskræfter.

Claims (2)

5

1. Tandhjulspumpe eller -motor med et indre roterende tandhjul (31) og en ydre kredsende tandkrans (33), hvor den ydre tandkrans er 5 fastlagt i sin kredsende bevægelse gennem et antal rulletappe (41), der radialt ligger an i bueformede recesser på ydersiden af tandkransen (33) og er tæt indpasset i en holdering (19), anbragt radialt uden om den ydre tandkrans (33), hvor holderingen (19) er forbundet med et af maskinens endestykker (15,17), KENDETEGNET ved, at dette endestykke (15,17) 10 har cylindriske boringer (45) koaksialt med rulletappene (41), som har tæt pasning med disse (41), og at nævnte rulletappe (41) strækker sig ind i de cylindriske hulheder (45) ud over holderingen (19).

2. Tandhjulspumpe eller -motor ifølge krav 1, med to endestykker, 15 KENDETEGNET ved, at rulletappene strækker sig ind i det endestykke (15), der er udsat for den største torsionspåvirkning. 20 25