EP2690252A1 - Pompe à engrenages internes trochoïdes - Google Patents

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EP2690252A1
EP2690252A1 EP12177581.1A EP12177581A EP2690252A1 EP 2690252 A1 EP2690252 A1 EP 2690252A1 EP 12177581 A EP12177581 A EP 12177581A EP 2690252 A1 EP2690252 A1 EP 2690252A1
Authority
EP
European Patent Office
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rotor
housing
filler
tooth
internal gear
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12177581.1A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Siegfried A. Eisenmann
Original Assignee
Siegfried A. Eisenmann
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siegfried A. Eisenmann filed Critical Siegfried A. Eisenmann
Priority to EP12177581.1A priority Critical patent/EP2690252A1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/108Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with an axial surface, e.g. side plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/086Carter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/101Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with a crescent-shaped filler element, located between the inner and outer intermeshing members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/30Casings or housings

Abstract

The machine has a filler (4) that is designed such that in the filler is formed inside the rotor side. The filler is formed integrally with the primary wall (11). The axial length of the primary wall in the axial direction parallel to the axes in portion is greater than the width (B) of the external rotor (2) and the inner rotor (3). The protruding portion (14) is formed axially into the recess which extends axially in the opposite secondary wall (16) of filler.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Trochoiden-Innenzahnradmaschine zum Betreiben als Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a trochoid internal gear machine for operating as a hydraulic pump or hydraulic motor according to the preamble of claim 1.
  • Solche Trochoiden-Innenzahnradmaschinen zeichnen sich durch eine vorteilhafte zentrische Bauweise bei verhältnismässig kleiner Zähnezahldifferenz zwischen dem Aussenläufer und dem Innenläufer, durch eine günstige, langgezogene Zahneingriffslinie und somit durch einen geräuscharmen Lauf des Zahnradgetriebes aus. Im Falle der Verwendung dieser Maschine als Hydraulikpumpe oder als Hydraulikmotor entstehen noch weitere Vorteile, nämlich kleine Förder- und somit kleine Druckpulsationen. Bei derartigen Trochoiden-Innenzahnradmaschinen handelt es sich um die leisesten bekannten Hydraulik-Zahnradmaschinen.Such trochoid internal gear machines are characterized by an advantageous centric design with a relatively small number of teeth difference between the outer rotor and the inner rotor, by a cheap, elongated tooth engagement line and thus by a low-noise running of the gear transmission. In the case of using this machine as a hydraulic pump or as a hydraulic motor, there are further advantages, namely small delivery and thus small pressure pulsations. Such trochoid internal gear machines are the quietest known hydraulic gear machines.
  • Bekannte hydrostatische Zahnradmaschinen nach dem Oberbegriff besitzen einen eine Trochoidenverzahnung aufweisenden innenverzahnten Aussenläufer, auch Hohlrad genannt, von vorzugsweise neun bis fünfzehn Zähnen, deren Zahnfussbreite vorzugsweise etwa gleich der doppelten Zahnlückenbreite am Fusskreis ist und wobei der Abstand der einander zugekehrten Flanken benachbarter Zähne des Hohlrades auf dem Teilkreis gemessen dem Abstand der Zahnflanken eines Zahnes des Hohlrades auf dem Teilkreis gemessen vorzugsweise etwa gleich ist, mit einem vorzugsweise zwei oder drei Zähne weniger als das Hohlrad aufweisenden aussenverzahnten Innenläufer, auch Ritzel genannt, das mit dem Hohlrad kämmt. Das wirksame Zahnprofil des einen Rades, also des Hohlrades oder des Ritzels, ist gleich dem durch Abrollen dieses Rades am andern Rad bestimmten Profil. In dem der Stelle tiefsten Zahneingriffs gegenüberliegenden freien Raum zwischen den Kopfkreisen der Zahnräder ist ein Füllstück angeordnet, an dem die Zahnkopfflächen der Zahnräder dichtend entlang gleiten. Der Ausdruck "Trochiodenverzahnung" soll hier nicht nur eine Trochoidenverzahnung im eigentlichen Sinn bezeichnen, sondern auch eine solche, bei der mindestens ein Rad eine Zykloidenverzahnung oder eine Kreisbogenverzahnung aufweist, da bei letzterer das Zahnflankenprofil dem einer Trochoidenverzahnung im eigentlichen Sinn sehr ähnlich ist. Ferner kann bei der Erfindung die Trochoidenform der Zahnflanken auch durch andere ähnliche Kurven ersetzt werden, da es weniger auf eine Trochoidenform der Zahnflanken als auf die bei einer Trochoidenverzahnung in der Regel entstehende "ungefähre" Zahnform ankommt. Eine derartige Trochoiden-Innenzahnradmaschine, auf welcher die vorliegende Erfindung aufbaut, ist aus den österreichischen Patentschriften Nr. AT 330 582 B und AT 358 932 B bekannt.Known hydrostatic gear machines according to the preamble have a Trochoidenverzahnung having internally toothed external rotor, also called ring gear, preferably nine to fifteen teeth whose tooth root width is preferably about twice the tooth space width at the root circle and wherein the distance of the mutually facing flanks of adjacent teeth of the ring gear on the Partial circle measured measured the distance of the tooth flanks of a tooth of the ring gear on the pitch circle is preferably about the same, with a preferably two or three teeth less than the ring gear having externally toothed internal rotor, also called pinion, which meshes with the ring gear. The effective tooth profile of the one wheel, so the ring gear or pinion, is equal to the determined by rolling this wheel on the other wheel profile. In the place of deepest tooth engagement opposite free space between the Head circles of the gears, a filler is arranged, on which the Zahnkopeflächen the gears slide sealingly along. The term "Trochiodenverzahnung" should not only denote a Trochoid gearing in the strict sense, but also one in which at least one wheel has a Zykloidenverzahnung or a circular arc gearing, since in the latter the tooth flank profile is very similar to a Trochoidenverzahnung in the strict sense. Furthermore, in the present invention, the trochoidal shape of the tooth flanks can also be replaced by other similar curves, since it depends less on a trochoidal shape of the tooth flanks than on the "approximate" tooth shape which usually arises in trochoid toothing. Such a trochoid internal gear machine, on which the present invention is based, is known from Austrian patents no. AT 330 582 B and AT 358 932 B known.
  • Die dort veröffentlichten Ausführungen besitzen eine Zähnezahldifferenz von vorzugsweise zwei oder gegebenenfalls auch drei Zähnen zwischen dem Aussenläufer bzw. dem Hohlrad und dem Innenläufer bzw. dem Ritzel. Im Falle einer Zähnezahldifferenz von zwei ist der freie Raum zwischen den Zahnkopfkreisen an der Stelle gegenüber dem tiefsten Zahneingriff sehr schmal, sodass das dort angeordnete Füllstück sehr dünn ist. Ausserdem ist die Anzahl der Abdichtstellen entlang dem Füllstück durch die dort entlang gleitenden Zähne des Innenläufers und des Aussenläufers nur zwischen zwei und drei am Innenläufer und zwischen drei und vier am Aussenläufer.The versions published there have a number of teeth difference of preferably two or possibly also three teeth between the outer rotor or the ring gear and the inner rotor or the pinion. In the case of a tooth number difference of two, the free space between the tooth tip circles at the point compared to the deepest tooth engagement is very narrow, so that there arranged filler is very thin. Moreover, the number of sealing points along the filler piece is only between two and three on the inner rotor and between three and four on the outer rotor due to the teeth of the inner rotor and the outer rotor sliding along there.
  • Das Füllstück muss genau und unverrückbar im Gehäuse sitzen. Aus der AT 330 582 B ist eine Befestigung des Füllstücks bekannt, wobei das Füllstück nahe seinen beiden in Umfangsrichtung der Zahnradmaschine gelegenen Enden axiale Vorsprünge oder, anders ausgedrückt, in seinem mittleren Bereich zwei Ausklinkungen aufweist. Die zu beiden Seiten der Ausklinkungen liegenden Vorsprünge sind in zwei genau komplementär geformte Öffnungen der beiden den Förderraum der Pumpe in Axialrichtung begrenzenden ebenen Stirnflächen der Stirnplatten eingepresst. Die Vorsprünge zu beiden Seiten der Ausklinkungen können in die Aussparungen auch eingeklebt oder eingelötet sein. Das Füllstück besteht vorzugsweise aus einem mit gehärtetem Stahl gut gleitenden aber weicheren Werkstoff, wie z.B. einer entsprechenden Gleitbronze.The filler must sit exactly and immovably in the housing. From the AT 330 582 B an attachment of the filler is known, wherein the filler near its two located in the circumferential direction of the gear machine ends axial projections or, in other words, in its central region has two notches. The lying on both sides of the notches projections are pressed into two exactly complementary shaped openings of the two pumping chamber of the pump in the axial direction limiting flat end faces of the end plates. The projections on both sides of the notches can also be glued or soldered into the recesses. The filler is preferably made of a well-tempered steel but sliding softer material, such as a corresponding sliding bronze.
  • Soll diese Maschine mit hohen Arbeitsdrücken betrieben werden, ist die Befestigung des Füllstücks links und rechts in den Gehäusewänden sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung hohen Belastungen ausgesetzt. Wegen der radialen Druckdifferenzen zwischen den dort vorhandenen Zahnkammern des Innenläufers innerhalb des Füllstücks und den Zahnkammern des Aussenläufers ausserhalb des Füllstücks muss das Füllstück aus einer hochfesten Gleitlagerlegierung hergestellt werden, um die Biegeschwingen dauernd zu ertragen. Wie in der Figur 4 der österreichischen Patentschriften Nr. AT 330 582 B erkennbar, ist die Gestaltung des Füllstücks und vor allem die Verankerung dessen in den Seitenwänden sehr komplex und teuer.If this machine is operated with high working pressures, the attachment of the filler left and right in the housing walls in both the radial and in the circumferential direction is exposed to high loads. Because of the radial pressure differences between the existing there tooth chambers of the inner rotor within the filler and the tooth chambers of the outer rotor outside the filler, the filler must be made of a high-strength plain bearing alloy to endure the bending oscillations permanently. Like in the FIG. 4 the Austrian patents no. AT 330 582 B recognizable, the design of the filler and especially the anchoring of it in the side walls is very complex and expensive.
  • In der Praxis hat sich eine Zähnezahldifferenz von zwei in Kombination mit der beschriebenen Befestigungsmethode des Füllstücks als vorteilhaft herausgestellt, da das Füllstück in diesem Falle eine geringere Dicke aufweist, geringeren Belastungen ausgesetzt ist und die in der AT 330 582 B beschriebene Befestigung der Vorsprünge des Füllstücks in den Aussparungen im Gehäuse somit vor einem Ausschlagen geschützt wird.In practice, a difference in number of teeth of two in combination with the described attachment method of the filler has been found to be advantageous because the filler in this case has a smaller thickness, is subjected to lower loads and in the AT 330 582 B described attachment of the projections of the filler in the recesses in the housing is thus protected against knocking.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannte Trochoiden-Innenzahnradmaschine derart zu verbessern, dass sie sich durch einen einfacheren Aufbau, einen geringeren Herstellungsaufwand, einen reduzierten Geräuschpegel, einen erhöhten volumentrischen Wirkungsgrad und eine erhöhte Druckleistung auszeichnet.The object of the invention is to improve the known from the prior art trochoid internal gear such that it is characterized by a simpler structure, a lower production cost, a reduced noise level, increased volumetric efficiency and increased pressure performance.
  • Diese Aufgabe wird durch die Verwirklichung der Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Merkmale, die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.This object is achieved by the realization of the features of the independent claim. Features which further develop the invention in an alternative or advantageous manner can be found in the dependent claims.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Erhöhung der Zähnezahldifferenz zwischen der Zähnezahl der Innenverzahnung des Aussenläufers und der Zähnezahl der Aussenverzahnung des Innenläufers von zwei auf drei erhebliche Vorteile mit sich bringt.The invention is based on the recognition that an increase in the number of teeth difference between the number of teeth of the internal teeth of the external rotor and the number of teeth of the external teeth of the internal rotor brings from two to three significant advantages.
  • Eine derartige Zähnezahldifferenz bewirkt, dass der Druckanstieg entlang dem Füllstück wesentlich kleiner ist, die Eingriffslinie aufgrund grösserer Zahnflankenkreise günstiger ist und sich die Zahnflankenpressung am Zahneingriff reduziert. Dies führt zu einem extrem niedrigen Geräuschpegel bei Betrieb der Maschine.Such a tooth number difference causes the pressure increase along the filler is much smaller, the line of action is more favorable due to larger tooth flank circles and reduces the tooth flank pressure on the meshing. This results in an extremely low noise level during operation of the machine.
  • Aufgrund doppelt so vieler Absichtstellen entlang dem Füllstück in Umfangsrichtung und kleinerer axialer volumetrischer Verluste zur Welle hin im Axialspalt erhöht sich der volumetrische Wirkungsgrad erheblich. Zudem wird das Füllstück wesentlich stabiler.Due to twice as many points of intent along the filler in the circumferential direction and smaller axial volumetric losses towards the shaft in the axial gap increases the volumetric efficiency considerably. In addition, the filler is much more stable.
  • Verglichen mit einer herkömmlichen Trochoiden-Innenzahnradmaschine mit einer Zähnezahldifferenz von zwei und einem Übersetzungsverhältnis von 11:9 zwischen Aussenläufer und Innenläufer weist eine Maschine mit der Zähnezahldifferenz von drei und einem Übersetzungsverhältnis von 12:9 eine um 16% geringere Drehzahl des Hohlrades auf, da das Quadrat aus (9:12)x(11:9) gleich 0,8403. Hierdurch wird die Reibleistung erheblich reduziert, so dass der mechanische Wirkungsgrad verbessert wird.Compared with a conventional trochoid internal gear machine with a number of teeth difference of two and a gear ratio of 11: 9 between outer rotor and inner rotor has a machine with the number of teeth difference of three and a gear ratio of 12: 9 a 16% lower speed of the ring gear, since the square of (9:12) x (11: 9 ) equal to 0.8403. As a result, the friction loss is significantly reduced, so that the mechanical efficiency is improved.
  • Aufgrund kleinerer spezifischer Pressung an den Wellenlagern, doppelt so vieler Abdichtstellen entlang des Füllstücks, einer wesentlich kleineren Striebeck'schen Pressung an den Zahnflanken im Zahneingriff, einer kleineren Wellendurchbiegung und somit weniger Kantenträger-Gefahren bei den Wellenlagern ist es möglich, die Druckleistung der Trochoiden-Innenzahnradmaschine auf bis zu 200 bis 250 bar zu erhöhen.Due to smaller specific pressure on the shaft bearings, twice as many sealing points along the filler, a much smaller Striebeck'schen pressure on the tooth flanks in the tooth engagement, a smaller shaft deflection and thus less edge stress in the shaft bearings, it is possible to increase the pressure performance of Trochoiden- Internal gear machine to increase up to 200 to 250 bar.
  • In der Fachwelt galt bisher eine derartige Trochoiden-Innenzahnradmaschine mit einer von zwei auf drei erhöhten Zähnezahldifferenz als praktisch nicht herstellbar. Die Befestigung des Füllstücks am Gehäuse stellt bereits bei einer Maschine mit einer Zähnezahldifferenz von zwei eine erhebliche Herausforderung dar. Wie in der AT 330 582 B dargestellt muss das Füllstück genau und unverrückbar im Gehäuse sitzen. Die in der AT 330 582 B beschriebene Befestigung eignet sich für ein relativ schmales und geringeren Belastungen ausgesetztes Füllstück. Da das Füllstück bei einer Zähnezahldifferenz von zwei wesentlich schmaler ist als bei einer Zähnezahldifferenz von drei und die Befestigung des Füllstücks bereits bei einer Zähnezahldifferenz von zwei eine grosse Herausforderung darstellt, die mit hohen Fertigung- und Montagekosten verbunden ist, gilt eine langlebige Trochoiden-Innenzahnradmaschine mit drei Zähnen Differenz in der Serienfertigung seit Offenbarung der in der AT 330 582 B und der AT 358 932 B beschriebenen Erfindung gegen Ende der 70er Jahre nach wie vor als nicht umsetzbar.In the art, such a trochoid internal gear machine with one of two to three increased number of teeth difference has been considered virtually impossible to produce. The attachment of the filler to the housing is already a significant challenge in a machine with a number of teeth difference of two. As in the AT 330 582 B represented the filler must sit exactly and immovably in the housing. The in the AT 330 582 B described attachment is suitable for a relatively narrow and lower loads exposed filler. Since the filler is significantly narrower at a tooth number difference of two than a tooth number difference of three and the attachment of the filler is already a big challenge with a tooth number difference of two, which is associated with high manufacturing and assembly costs, applies a durable trochoidal internal gear machine with three teeth difference in the Series production since the revelation in the AT 330 582 B and the AT 358 932 B described invention towards the end of the 70s still as unworkable.
  • Zwischen dem Aussenläufer und dem Innenläufer werden durch eine erste Wand und eine zweite Wand axial begrenzte Zahnräume gebildet.Between the outer rotor and the inner rotor axially limited tooth spaces are formed by a first wall and a second wall.
  • Erfindungsgemäss wird das Füllstück einstückig mit der ersten Wand ausgebildet. In anderen Worten stellt das Füllstück gemäss der Erfindung kein gesondertes Teil dar, welches mit der ersten Wand fest und unbeweglich verbunden werden muss, sondern das Füllstück ist selbst Teil der ersten Wand. Vorzugsweise bildet die erste Wand wiederum einen Teil des Gehäuses, so dass das Füllstück einstückig mit der ersten Gehäusewand und somit einem Teil des Gehäuses der Trochoiden-Innenzahnradmaschine verbunden ist.According to the invention, the filler is formed integrally with the first wall. In other words, the filler according to the invention is not a separate part which must be connected to the first wall firmly and immovably, but the filler is itself part of the first wall. Preferably, the first wall in turn forms a part of the housing, so that the filler piece is integrally connected to the first housing wall and thus a part of the housing of the trochoidal internal gear machine.
  • Durch die einstückige Anbindung des Füllstücks an eine der Wände, insbesondere an eine der Gehäusewände, entfällt eine Verankerung dessen in Umfangrichtung im Gegensatz zu der vorbekannten Maschine. Erfahrungen aus der Vergangenheit zeigen eine Kerbwirkung beim Übergang des Füllstücks in die Gehäusewand. Um eine Kerbwirkung beim Übergang des Füllstücks in die Gehäusewand zu vermeiden, ist es vorteilhaft, dass die Füllstücksenden in Umfangsrichtung mit einem ausreichenden Radius in die Gehäusewand übergehen.Due to the one-piece connection of the filler to one of the walls, in particular to one of the housing walls, eliminating an anchoring of which in the circumferential direction in contrast to the previously known machine. Experiences from the past show a notch effect on the transition of the filler into the housing wall. In order to avoid a notch effect in the transition of the filler into the housing wall, it is advantageous that the filler ends in the circumferential direction with a sufficient radius pass into the housing wall.
  • Wegen der bereits oben erwähnten Biegeschwingungen auf das Füllstück ist es für den Betrieb der Maschine als Hochdruckmaschine von grossem Vorteil, wenn das Füllstück in axialer Richtung etwas länger ausgebildet ist als die Breite des Laufsatzes, sodass es zur Abstützung an seinem freien Ende in eine Ausnehmung in die gegenüberliegende Wand, insbesondere die gegenüberliegende Gehäusewand, hineinragen kann. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die unmittelbar an den Laufsatz angrenzende Gehäusewand aus einer verhältnismässig dünner dimensionierten Stahlplatte besteht, die laufsatzseitig mit einer Gleitlager-Laufschicht versehen ist. Kostengünstig ist diese Laufschicht als eine aus einer Aluminium-Zinn-Schicht ausgeführt, die im Walzplattierverfahren durch atomare Verbindung mit der Stahlplatte verbunden ist. In diese Zwischenplatte kann nun eine Ausnehmung gestanzt werden, die das freie Ende des Füllstücks passgenau aufnehmen kann, sodass dieses äusserst stabil gegen Radialschwingungen abgestützt ist. Diese stanzbare Zwischenplatte hat ausserdem den Vorteil, dass formgenau dimensionierte Saug- und Drucknieren für die Befüllung und Entleerung der Förderzellen des Laufsatzes kostengünstig hergestellt werden können.Because of the above-mentioned bending vibrations on the filler, it is for the operation of the machine as a high-pressure machine of great advantage if the filler is formed slightly longer in the axial direction than the width of the moving set, so that it supports for its free end in a recess in the opposite wall, in particular, the opposite housing wall, can protrude. It is advantageous if the immediately adjacent to the moving set housing wall consists of a relatively thinner dimensioned steel plate, which is provided on the running side with a sliding bearing running layer. Inexpensive, this overlay is made as one of an aluminum-tin layer bonded by atomic bonding to the steel plate in the roll-plating process. In this intermediate plate, a recess can now be punched, which can take the free end of the filler fit, so that it is extremely stable against radial vibrations. This stampable intermediate plate also has the advantage that dimensionally accurate suction and pressure kidneys for the filling and emptying of the conveyor cells of the moving set can be produced inexpensively.
  • Im Folgenden wird die Erfindung allgemein beschrieben.In the following the invention will be described generally.
  • Die erfindungsgemässe Trochoiden-Innenzahnradmaschine, im Folgenden auch kurz als Maschine bezeichnet, eignet sich sowohl als Hydraulikpumpe, wobei die Welle der Maschine zur Erzeugung eines Hydraulikflusses angetrieben wird, als auch als Hydraulikmotor, wobei die Maschine mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt wird, um die Welle anzutreiben.The trochoid internal gear machine according to the invention, hereinafter also referred to as machine for short, is suitable both as a hydraulic pump, the shaft of the machine being driven to generate a hydraulic flow, and as a hydraulic motor, wherein the machine is subjected to a hydraulic pressure in order to drive the shaft ,
  • Die Maschine besitzt ein Gehäuse, in welchem ein innenverzahnter Aussenläufer mit einer Trochoidenverzahnung um eine erste geometrische Achse drehbar gelagert ist. Der Aussenläufer wird von einem Hohlrad mit einer Innenverzahnung, die eine Zähnezahl von neun bis fünfzehn Zähnen aufweist, gebildet. Die Innenverzahnung bzw. der Aussenläufer haben eine Breite B in Richtung parallel zu der ersten geometrischen Achse. Das Gehäuse umschliesst den Aussenläufer ringsum. Das Gehäuse setzt sich vorzugsweise aus mehreren miteinander gekoppelten Gehäuseabschnitten zusammen.The machine has a housing in which an internally toothed external rotor with a trochoid toothing is rotatably mounted about a first geometric axis. The outer rotor is formed by a ring gear with an internal toothing having a number of teeth of nine to fifteen teeth. The internal teeth or the external rotor have a width B in the direction parallel to the first geometric axis. The housing encloses the Outrunner all around. The housing is preferably composed of a plurality of coupled housing sections.
  • Ebenfalls in dem Gehäuse ist exzentrisch zu dem Aussenläufer ein aussenverzahnter Innenläufer um eine zweite Achse drehbar gelagert. Die zweite Achse verläuft beabstandet parallel zu der ersten Achse. Der Innenläufer sitzt verdrehfest auf einer aus dem Gehäuse herausgeführten Welle, welche im Falle des Betriebs der Maschine als Hydraulikpumpe als Antriebswelle und im Falle des Betriebs als Hydraulikmotor als Abtriebswelle dient. Die Aussenverzahnung des Innenläufers, der von einem Ritzel auf der Welle gebildet wird, kämmt in einem Teilabschnitt mit der Innenverzahnung des Aussenläufers. Die Innenverzahnung bzw. der Innenläufer haben die Breite B in Richtung parallel zu der ersten und zu der zweiten geometrischen Achse. Somit haben der Aussenläufer und der Innenläufer die gleiche Breite B. Die Verzahnungsgeometrien der Innenverzahnung des Aussenläufers und der Aussenverzahnung des Innenläufers entsprechen derart einander, dass sie ineinander greifen können, jedoch weisen sie eine Zähnezahldifferenz von drei auf. In anderen Worten hat der Innenläufer drei Zähne weniger als der Aussenläufer. Die Zähnezahl des Aussenläufers und die Zähnezahl des Innenläufers sind jeweils durch 3 teilbar, so dass sich die möglichen Zähnezahlverhältnisse 12:15, 9:12 und 6:9 zwischen dem Innenläufer und dem Aussenläufer ergeben.Also in the housing is eccentrically to the outer rotor an externally toothed inner rotor rotatably mounted about a second axis. The second axis is spaced parallel to the first axis. The inner rotor is rotationally fixed on a led out of the housing shaft, which serves as a hydraulic drive in the case of operation of the machine as a drive shaft and in the case of operation as a hydraulic motor as an output shaft. The external teeth of the inner rotor, which is formed by a pinion on the shaft, meshes in a section with the internal teeth of the outer rotor. The internal gear or the inner rotor have the width B in the direction parallel to the first and to the second geometric axis. Thus, the outer rotor and the inner rotor have the same width B. The toothing geometries of the inner teeth of the outer rotor and the outer teeth of the inner rotor correspond to each other so that they can interlock, but they have a tooth number difference of three. In other words, the inner rotor has three teeth less than the outer rotor. The number of teeth of the outer rotor and the number of teeth of the inner rotor are divisible by 3, so that the possible number of teeth ratios 12:15, 9:12 and 6: 9 result between the inner rotor and the outer rotor.
  • Das Zahnflankenprofil des Aussenläufers wird von einer der Zähnezahl der Innenverzahnung des Aussenläufers entsprechenden Anzahl an geometrischen Flachkreisen mit gleichen Radien gebildet. Die Mittelpunkte dieser Flachkreise liegen auf einem gemeinsamen, zu dem Aussenläufer konzentrischen Kreis, dessen Mittelpunkt auf der ersten Achse liegt. Jeder der Flachkreise überspannt jeweils eine aus drei benachbarten Zähnen bestehende, gedachte Zahngruppe der Innenverzahnung des Aussenläufers, wobei der Flachkreis jeweils die einander abgewandten Zahnflanken der beiden äusseren Zähne der Zahngruppe definiert, so dass die Innenverzahnung von einer Kreisbogenverzahnung gebildet wird.The tooth flank profile of the external rotor is formed by a number of geometric flat circles with the same radii corresponding to the number of teeth of the internal teeth of the external rotor. The centers of these flat circles lie on a common, concentric to the outer rotor circle whose center lies on the first axis. Each of the flat circles spans one out of every three adjacent teeth imaginary group of teeth of the internal teeth of the outer rotor, wherein the flat circle each defines the opposite tooth flanks of the two outer teeth of the tooth group, so that the internal toothing is formed by a circular arc toothing.
  • Die genaue Form der Zahnflanke des Innenläufers ergibt sich aus der mathematischen Berechnung der Eingriffspunkte zwischen den beiden Zahnflanken des Aussenläufers und des Innenläufers durch ein virtuelles Abrollen entsprechend der Kinematik bei der Drehung des Laufsatzes. Als Parameter dient dabei die Winkelstellung der Exzenterachse zu den Zahnrädern.The exact shape of the tooth flank of the inner rotor results from the mathematical calculation of the engagement points between the two tooth flanks of the outer rotor and the inner rotor by a virtual rolling according to the kinematics during the rotation of the moving set. As a parameter serves the angular position of the eccentric axis to the gears.
  • Aufgrund der grösseren Zähnezahldifferenz sind die Zahnflankenradien wesentlich grösser, sodass die Striebeck'sche Flankenpressung stark reduziert wird. Die Aufrechterhaltung eines Schmierfilms zwischen den belasteten Zahnflanken erlaubt höhere Arbeitsdrücke.Due to the larger number of teeth difference, the tooth flank radii are considerably larger, so that the Striebeck flank pressure is greatly reduced. The maintenance of a lubricating film between the loaded tooth flanks allows higher working pressures.
  • Da die Verzahnungen des Aussenläufers und des Innenläufers unterschiedliche Durchmesser haben, ergeben sich geometrische freie Zahnräume zwischen dem Aussenläufer und dem Innenläufer ausserhalb des Bereichs des tiefsten Zahneingriffs der Innenverzahnung und der Aussenverzahnung. Diese freien Zahnräume werden radial durch die Innenverzahnung des Aussenläufers und die Aussenverzahnung des Innenläufers, sowie axial durch eine erste Wand und einen parallel zu der ersten Wand verlaufenden zweiten Wand begrenzt. Die Wände erstrecken sich auf Ebenen, zu denen die erste Achse und die zweite Achse jeweils eine geometrische Normale bilden, und haben einen der Breite des Innen- und Aussenläufers entsprechenden Abstand zueinander. Die drehbaren Innen- und Aussenläufers sind derart dicht an den Wänden vorbeigeführt, dass ein dichtender Kontakt zwischen den Wänden und dem Innen- und Aussenläufer besteht.Since the teeth of the outer rotor and the inner rotor have different diameters, resulting geometric free tooth spaces between the outer rotor and the inner rotor outside the range of the deepest meshing of the internal teeth and the external teeth. These free tooth spaces are bounded radially by the internal teeth of the external rotor and the external teeth of the internal rotor, as well as axially by a first wall and a second wall extending parallel to the first wall. The walls extend on planes to which the first axis and the second axis each form a geometric normal, and have a width of the inner and outer rotor corresponding distance to each other. The rotatable inner and outer rotor are passed so close to the walls, that there is a sealing contact between the walls and the inner and outer rotor.
  • Eine der beiden Wände ist mit einem Teil des Gehäuses einstückig ausgebildet und stellt somit eine Gehäusewand dar.One of the two walls is formed integrally with a part of the housing and thus constitutes a housing wall.
  • Gegenüber vom Bereich des tiefsten Zahneingriffs des Aussenläufers und des Innenläufer liegt ein freier Raum zwischen der Zahnkopfkreiszylinderfläche des Innenläufers und der Zahnkopfkreiszylinderfläche des Aussenläufers gegenüber. Unter den Zahnkopfkreiszylinderflächen in die gedachte geometrische Kreiszylindermantelfläche zu verstehen, welche tangential an den Zahnköpfen der Zähne der Verzahnungen vorbeiführt. Dieser freie Raum zwischen den beiden Kreiszylindermantelflächen der Verzahnungen hat im Querschnitt, zu welchem die Achsen geometrische Normalen bilden, eine Halbmondform oder in anderen Worten eine Mondsichelform oder Sichelform.Opposite the region of the deepest tooth engagement of the outer rotor and the inner rotor is a free space between the Zahnkopfkreiszylinderfläche the inner rotor and the Zahnkopfkreiszylinderfläche the outer rotor opposite. To understand under the Zahnkopfkreiszylinderflächen in the imaginary geometric circular cylindrical surface, which passes tangentially to the tooth tips of the teeth of the teeth. This free space between the two circular cylinder jacket surfaces of the teeth has a crescent shape or, in other words, a crescent shape or sickle shape in cross section, to which the axes form geometric normals.
  • In diesem halbmondförmigen freien Raum ist ein angenähert halbmondförmiges Füllstück angeordnet, das diesen freien Raum auf dem überwiegenden Teil seiner Länge in Umfangsrichtung ausfüllt. Unter angenähert halbmondförmig ist zu verstehen, dass das Füllstück die Grundform eines Halbmonds, in anderen Worten einer Mondsichel oder einer Sichel, aufweist, jedoch die Spitzen des Halbmondes abgerundet oder abgeschnitten sind. Daher füllt das Füllstück diesen halbmondförmigen freien Raum zwar nicht vollständig entlang seiner Länge in Umfangsrichtung aus, aber zum überwiegenden Teil. In anderen Worten ist der überwiegende Teil der freien Fläche mit dem Füllstück ausgefüllt. Das Füllstück ist bewegungsfest mit dem Gehäuse gekoppelt und steht bei Rotation des Innenläufers und des Aussenläufers still. Das Füllstück ist derart ausgebildet, dass an dem Füllstück innenläuferseitig die Zahnkopfkreiszylinderflächen der Aussenverzahnung des Innenläufers und aussenläuferseitig die Zahnkopfkreiszylinderfläche der Innenverzahnung des Aussenläufers dichtet entlang gleiten. Somit unterteilt das Füllstück den Zahnraum, welcher aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen zwischen dem Aussenläufer und dem Innenläufer gebildet wird, in einen ersten Zahnraum und einen von diesem dichtend getrennten zweiten Zahnraum. Der erste Zahnraum ist über eine insbesondere nierenförmige erste Öffnung in einer der Wände mit einem ersten Hydraulikanschluss verbundenen. Der hiervon dichtend getrennte zweite Zahnraum ist über eine insbesondere nierenförmige zweite Öffnung in einer der Wände mit einem zweiten Hydraulikanschluss verbundenen. Die nierenförmigen Öffnungen werden auch Saug- und Drucknieren genannt.In this crescent-shaped free space an approximately crescent-shaped filling piece is arranged, which fills this free space over most of its length in the circumferential direction. Under approximately crescent-shaped is to be understood that the filler has the basic shape of a crescent, in other words a crescent moon or a sickle, but the tips of the crescent are rounded or cut off. Therefore, the filler does not completely fill this crescent-shaped free space along its length in the circumferential direction, but for the most part. In other words, the vast majority of the free area is filled with the filler. The filler is immovably coupled to the housing and stands still during rotation of the inner rotor and the outer rotor. The filler is designed such that on the filler inside the rotor side Zahnkopfkreiszylinderflächen the outer teeth of the inner rotor and the outer rotor side of the Zahnkopfkreiszylinderfläche the internal teeth of the outer rotor seals slide along. Thus, the filler divides the tooth space, which is formed due to the different numbers of teeth between the outer rotor and the inner rotor, in a first tooth space and a sealingly separated from this second tooth space. The first tooth space is connected to a first hydraulic connection via a particularly kidney-shaped first opening in one of the walls. The second tooth space, sealingly separated therefrom, is connected to a second hydraulic connection via a particularly kidney-shaped second opening in one of the walls. The kidney-shaped openings are also called suction and pressure kidneys.
  • Erfindungsgemäss ist das Füllstück einstückig mit der ersten Wand, also mit einer der beiden Wände des Zahnraums, ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Wand und das Füllstück ein einziges Teil, insbesondere ein geschmiedetes Teil, z.B. aus einer Aluminiumlegierung, ein Gussteil oder ein Frästeil, darstellen. Somit sind die erste Wand und das Füllstück aus demselben Werkstoff.According to the invention, the filler piece is formed integrally with the first wall, ie with one of the two walls of the tooth space. This means that the wall and the filler piece are a single part, in particular a forged part, e.g. from an aluminum alloy, a cast part or a milled part. Thus, the first wall and the filler are made of the same material.
  • Die axiale Erstreckung des Füllstücks von der ersten Wand in axialer Richtung parallel zu den Achsen ist zumindest in einem Abschnitt grösser als die Breite des Aussenläufers und des Innenläufers. In anderen Worten ist die axiale Erstreckung des Füllstücks von der ersten Wand zumindest in einem Abschnitt des Füllstücks, beispielsweise in einem Verlängerungsfortsatz, grösser als die Breite des Aussenläufers und des Innenläufers, so dass zumindest ein Teil des Füllstücks über die geometrische Ebene der zweiten Wand hinausragt. Dieser über die Breite des Aussenläufers und des Innenläufers und somit die geometrische Ebene der zweiten Wand in der axialen Richtung hinausragende Teilabschnitt des Füllstücks, beispielsweise der Verlängerungsfortsatz, ragt passgenau axial in eine Ausnehmung, die axial in der gegenüberliegenden zweiten Wand ausgeformt ist, hinein. Diese Ausnehmung in der zweiten Wand ist derart ausgeformt, dass das Füllstück in radiale Richtung und/oder in Umfangsrichtung in Bezug zu den Achsen fixiert ist. Vorzugsweise hat die Ausnehmung in der zweiten Wand eine derartige Form, dass der in sie hineinragende Teilabschnitt des Füllstücks in radialer Richtung passgenau in der Ausnehmung aufgenommen ist, so dass das Füllstück stabil gegen Radialschwingungen abgestützt ist.The axial extent of the filler piece from the first wall in the axial direction parallel to the axes is greater than the width of the outer rotor and the inner rotor at least in one section. In other words, the axial extent of the filler piece from the first wall, at least in a portion of the filler, for example in an extension extension, greater than the width of the outer rotor and the inner rotor, so that at least a portion of the filler protrudes beyond the geometric plane of the second wall , This across the width of the outer rotor and the inner rotor and thus the geometric plane of the second wall in the axial direction protruding portion of the filler, for example, the extension extension projects axially into a recess which is formed axially in the opposite second wall into it. This recess in the second wall is formed such that the filler is fixed in the radial direction and / or in the circumferential direction with respect to the axes. Preferably, the recess in the second wall has a shape such that the protruding into it portion of the filler is accommodated in the radial direction accurately in the recess, so that the filler is stably supported against radial vibrations.
  • Vorzugsweise geht das an die erste Wand angewurzelte Füllstück in beide Umfangsrichtungen gesehen an seinen Enden in einem Radius, der eine scharfe Ecke und somit eine die Dauerfestigkeit beeinträchtigende Kerbe verhindert, in die erste Wand über, wodurch ein Dauerbruch an der Stelle des Übergangs des Füllstücks in die Gehäusewand vermieden wird.Preferably, the filler rooted to the first wall passes in its ends in a radius which prevents a sharp corner and thus a fatigue-affecting notch in the first wall in both circumferential directions, whereby a fatigue break at the location of the transition of the filler in the housing wall is avoided.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Umfangserstreckung, also die umfangsmässigen Länge des Teilabschnitts des Füllstücks, der in die Ausnehmung passgenau hineinragt, in Umfangsrichtung gesehen derart geringer als die Umfangserstreckung des restlichen Füllstücks, dass die minimale radiale Dicke des Teilabschnitts des Füllstücks in radialer Richtung mindestens 50% bis 70% seiner maximalen radialen Dicke beträgt. In anderen Worten ist der in die Ausnehmung hineinragende Teilabschnitts in seinem Randbereich, bezogen auf seine ihn radial begrenzenden geometrischen Zahnkopfkreiszylinderflächen, mindestens 50% bis 70% so dick wie an seiner dicksten Stelle, die der Stelle des maximalen Zahneingriffs der Verzahnungen gegenüber liegt. Alternativ umfasst der insbesondere als Verlängerungsfortsatz ausgebildete Teilabschnitt nur etwa 50% bis 70% der umfangsmässigen Länge, also der Umfangserstreckung des Füllstücks. Somit muss die Ausnehmung in der zweiten Wand bei weitem nicht so dünn ausgeführt werden wie in der oben erwähnten, als dem Stand der Technik bekannten Maschine. Der links und rechts neben dem Verlängerungsfortsatz verbleibende Rest der umfangsmässigen Länge des Füllstücks dient dem Niederhalten oder Abstützen der zweiten Wand, damit diese sich nicht in diesem Bereich von dem Anschlussgehäuse abhebt, sofern dies zu verhindert ist.In a further development of the invention, the circumferential extent, ie the circumferential length of the portion of the filler, which protrudes into the recess accurately seen in the circumferential direction is so less than the circumferential extent of the remaining filler that the minimum radial thickness of the portion of the filler in the radial direction at least 50% to 70% of its maximum radial thickness. In other words, the partial section protruding into the recess is at least 50% to 70% thick in its edge region, relative to its geometrically defined tooth head circle cylindrical surfaces, at its thickest point, which lies opposite the point of maximum tooth engagement of the toothings. alternative the subsection formed in particular as an extension extension comprises only about 50% to 70% of the circumferential length, ie the circumferential extent of the filler. Thus, the recess in the second wall does not have to be made as thin by far as in the above-mentioned, known as the prior art machine. The remaining left and right of the extension extension rest of the circumferential length of the filler serves to hold down or supporting the second wall, so that it does not stand out in this area of the terminal housing, if this is to be prevented.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bevorzugt die zweite Wand, in der insbesondere die Ausnehmung für den Teilabschnitt des Füllstücks ausgeformt ist, oder alternativ die erste Wand, die einstückig mit dem Füllstück ausgebildet ist, von einer Zwischenplatte gebildet. Diese Zwischenplatte hat im ersten Fall vorzugsweise eine ebene, dünne, plattenartige Form und besteht insbesondere aus einem bearbeiteten und insbesondere beschichteten Blechteil, z.B. einem Stahlblech. In einer Variante der Erfindung hat die Zwischenplatte auf der den Zahnräumen und somit dem Aussen- und Innenläufer zugewandten Seite eine, insbesondere auf ein Stahlblech aufgebrachte, Laufschicht. Diese Laufschicht besteht beispielsweise aus einer im Walzplattierverfahren aufgewalzten Aluminium-Zinn-Schicht, insbesondere AlSn6. Die Ausnehmung zur Aufnahme des Teilabschnitts des Füllstücks, die mit den Hydraulikanschlüssen verbundenen Saug- und Drucknieren zur Ver- und Entsorgung der Zahnräume mit hydraulischem Arbeitsfluid und Schrauben-Durchgangslöcher für Schrauben, welche das Gehäuse zusammenhalten, können auf kostengünstige Weise in der Zwischenplatte als Stanz- oder Laser-Schneid-Ausnehmungen ausgebildet sein, da die Bearbeitung eines einfachen Blechteils mit nur sehr geringen Fertigungskosten verbunden ist.In an advantageous development of the invention, the second wall, in which, in particular, the recess for the partial section of the filler piece is formed, or alternatively the first wall, which is formed integrally with the filler piece, is formed by an intermediate plate. In the first case, this intermediate plate preferably has a flat, thin, plate-like shape and consists in particular of a machined and, in particular, coated sheet metal part, eg a sheet steel. In a variant of the invention, the intermediate plate on the tooth spaces and thus the outer and inner rotor side facing a, in particular applied to a steel sheet, running layer. This running layer consists, for example, of an aluminum-tin layer rolled in the roll-plating process, in particular AlSn6. The recess for receiving the partial section of the filler piece, the suction and pressure kidneys connected to the hydraulic connections for supplying and disposing the tooth spaces with hydraulic working fluid and screw through-holes for screws which hold the housing together, can be inexpensively formed in the intermediate plate as a punching die. or laser cutting recesses be formed, as the Machining a simple sheet metal part is associated with very low production costs.
  • Alternativ gibt es jedoch auch die Möglichkeit, dass die Zwischenplatte die erste Wand bildet und somit einstückig mit dem Füllstück ausgebildet ist. In diesem Fall handelt es sich bei dem Füllstück beispielsweise um ein Schmiedeteil, ein bearbeitetes Gussteil oder ein Frästeil, welches eine plattenartige Grundform hat und aus welchem das Füllstück senkrecht herausragt.Alternatively, however, there is also the possibility that the intermediate plate forms the first wall and thus is formed integrally with the filler. In this case, the filler is, for example, a forged part, a machined casting or a milled part, which has a plate-like basic shape and from which the filler protrudes vertically.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung beinhaltet, dass das Gehäuse ein Vordergehäuse, in welchem die Welle gelagert ist, ein Zwischengehäuse, das den Aussenläufer und den Innenläufer radial umschliesst und in welchem der Aussenläufer gelagert ist, und ein Anschlussgehäuse, in welchem die Welle gelagert ist und welches die Hydraulikanschlüsse zur Ver- und Entsorgung der Zahnräume mit Arbeitsfluid enthält, umfasst. Die Zwischenplatte, auf welcher sich die zweite Wand befindet, grenzt axial an das Zwischengehäuse an und befindet sich somit entweder zwischen dem Zwischengehäuse und dem Anschlussgehäuse, wobei in diesem Fall die erste Wand und das Füllstück einstückig mit Vordergehäuse ausgebildet sind, oder zwischen dem Zwischengehäuse und dem Vordergehäuse, wobei in diesem Fall die erste Wand und das Füllstück einstückig mit Anschlussgehäuse ausgebildet sind. Das Vordergehäuse, das Zwischengehäuse, die Zwischenplatte und das Anschlussgehäuse sind in radialer Richtung dichtend sandwichartig axial miteinander verspannt, insbesondere mittels axial erstreckender Schauben.A further aspect of the invention comprises that the housing has a front housing in which the shaft is mounted, an intermediate housing which radially encloses the outer rotor and the inner rotor and in which the outer rotor is mounted, and a connection housing in which the shaft is mounted and which includes the hydraulic connections for supply and disposal of the tooth spaces with working fluid comprises. The intermediate plate, on which the second wall is located, axially adjacent to the intermediate housing and is thus located either between the intermediate housing and the connection housing, in which case the first wall and the filler are formed integrally with the front housing, or between the intermediate housing and the front housing, in which case the first wall and the filler are integrally formed with terminal housing. The front housing, the intermediate housing, the intermediate plate and the connection housing are sealingly sandwiched axially in the radial direction, in particular by means of axially extending screws.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Vordergehäuse einstückig mit der ersten Wand und dem Füllstück ausgebildet, wobei die Zwischenplatte axial zwischen dem Zwischengehäuse und dem Anschlussgehäuse angeordnet ist und das Zwischengehäuse und das Anschlussgehäuse voneinander trennt.In a further development of the invention, the front housing is formed integrally with the first wall and the filler, wherein the intermediate plate axially between the intermediate housing and the terminal housing is disposed and separates the intermediate housing and the terminal housing from each other.
  • Das Anschlussgehäuse besteht beispielsweise aus einer eisenhaltigen Gusslegierung, das Vordergehäuse besteht insbesondere aus einer geschmiedeten Aluminiumlegierung, oder umgekehrt. Das Zwischengehäuse besteht in einer möglichen Ausführungsform aus einer in einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellten perlitischen Eisenlegierung.The terminal housing consists for example of a cast iron alloy containing iron, the front housing consists in particular of a forged aluminum alloy, or vice versa. In one possible embodiment, the intermediate housing consists of a pearlitic iron alloy produced in a powder metallurgical process.
  • Zur Erhöhung der Flächenpressung für einen besseren Reibschuss zwischen den Zwischengehäuse und den angrenzenden Wänden der Zwischenplatte und des Vordergehäuses bzw. des Anschlussgehäuses ist es möglich, das Zwischengehäuse auf seinen axialen Seiten mit Aussparungen zu versehen.To increase the surface pressure for a better Reibschuss between the intermediate housing and the adjacent walls of the intermediate plate and the front housing or the connection housing, it is possible to provide the intermediate housing on its axial sides with recesses.
  • Zur Lagerung der Welle können in einer Variante der Erfindung in axialer Richtung links und rechts von dem Aussenläufer und dem Innenläufer Wellenlager angeordnet sein, die als ternäre 3-Stofflagerbuchsen ausgebildet sind. Soll die Trochoiden-Innenzahnradmaschine als Hydromotor betrieben werden, ist es vorteilhaft, wenn links und rechts von dem Aussenläufer und dem Innenläufer Nadellager angeordnet sind.For supporting the shaft, in a variant of the invention in the axial direction to the left and right of the outer rotor and the inner rotor shaft bearings can be arranged, which are formed as a ternary 3-material bearing bushes. If the trochoid internal gear machine is to be operated as a hydraulic motor, it is advantageous if needle bearings are arranged to the left and to the right of the outer rotor and the inner rotor.
  • Die erfindungsgemässe Trochoiden-Innenzahnradmaschine wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten konkreten Ausführungsbeispiels in Form mehrerer Schnitte und Ansichten rein beispielhaft näher beschrieben, wobei auch auf weitere Vorteile der Erfindung eingegangen wird.The trochoid internal gear machine according to the invention is described in more detail below purely by way of example with reference to a concrete embodiment shown schematically in the drawings in the form of several sections and views, wherein further advantages of the invention will be discussed.
  • Im Einzelnen zeigen
  • Figur 1
    einen senkrecht zu den Achsen geführten Querschnitt durch die Trochoiden-Innenzahnradmaschine, wobei der Aussen- und Innenläufer mit dem quergeschnittenen Füllstück sichtbar sind,
    Figur 2
    einen Längsschnitt durch die Maschine entlang der Schnittlinie A-A der Figur 1,
    Figur 3
    eine Darstellung des an aus der ersten Wand herausragenden Füllstücks mit seinem in die gegenüberliegende zweite Wand hineinragenden Teilabschnitts in Form eines Verlängerungsfortsatzes, der in Unfangsrichtung kürzer ausgebildet ist als die gesamte Füllstückslänge,
    Figur 4
    eine Draufsicht auf die Ausnehmung in der gegenüberliegende zweiten Wand, in die der Verlängerungsfortsatzes des Füllstücks passgenau eingeführt werden kann,
    Figur 5
    eine Detailansicht auf einen Zahnkopf des Innenläufers mit einer Schabekante,
    Figur 6
    einen Längsschnitt durch die Maschine entlang der Schnittlinie B - B der Figur 1 mit Hydraulikanschlüssen als Saug- und Druckanschlüsse,
    Figur 7
    eine Draufsicht auf die Maschine,
    Figur 8
    eine Seitenansicht auf einen der Hydraulikanschlüsse der Maschine und
    Figur 9
    einen senkrecht zu den Achsen geführten Detailquerschnitt durch die Trochoiden-Innenzahnradmaschine in Form eines Detailansicht der Figur 1.
    Show in detail
    FIG. 1
    a cross-section taken perpendicular to the axes through the trochoidal internal gear machine, wherein the outer and inner rotor are visible with the cross-cut filler,
    FIG. 2
    a longitudinal section through the machine along the section line AA of FIG. 1 .
    FIG. 3
    3 shows a representation of the filler piece protruding from the first wall with its partial extension projecting into the opposite second wall in the form of an extension extension which is shorter in the circumferential direction than the entire filler length;
    FIG. 4
    a plan view of the recess in the opposite second wall into which the extension extension of the filler can be accurately inserted,
    FIG. 5
    a detailed view of a tooth head of the inner rotor with a scraping edge,
    FIG. 6
    a longitudinal section through the machine along the section line B - B of FIG. 1 with hydraulic connections as suction and pressure connections,
    FIG. 7
    a top view of the machine,
    FIG. 8
    a side view of one of the hydraulic connections of the machine and
    FIG. 9
    a guided perpendicular to the axes detail cross section through the trochoidal internal gear machine in the form of a detailed view of FIG. 1 ,
  • Im Folgenden werden die Figuren 1 bis 9, die das gleiche Ausführungsbeispiel aus unterschiedlichen Ansichten und in unterschiedlichen Detaillierungsgraden zeigen, gemeinsam beschreiben, wobei bei der Erläuterung der einzelnen Figuren zum Teil auf vorangehend bereits erläuterte Merkmale und Bezugszeichen nicht erneut eingegangen wird.The following are the FIGS. 1 to 9 , which show the same embodiment from different views and in different degrees of detail, describe together, wherein in the explanation of the individual figures in part to the above already explained features and reference numerals will not be discussed again.
  • Wie in den Figuren 2, 6 und 8 gezeigt, besitzt die Trochoiden-Innenzahnradmaschine zum Betreiben als Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor ein Gehäuse 1, das sich aus einem Vordergehäuse 49, in welchem eine Welle 30 in einem Wellenlager 25 gelagert ist, einem Zwischengehäuse 27, das einen Aussenläufer 2 und einen auf der Welle 30 aufgeschrumpften Innenläufer 3 radial umschliesst und in welchem der Aussenläufer 2 drehbar gelagert ist, und einem Anschlussgehäuse 26, in welchem die Welle 30 in einem Wellenlager 24 ebenfalls gelagert ist und welches Hydraulikanschlüsse 33, 34 aufweist, zusammensetzt.As in the Figures 2 . 6 and 8th 1, the trochoidal internal gear machine for operating as a hydraulic pump or hydraulic motor has a housing 1 which consists of a front housing 49, in which a shaft 30 is mounted in a shaft bearing 25, an intermediate housing 27, which has an external rotor 2 and one on the shaft 30 shrunk-in inner rotor 3 radially encloses and in which the outer rotor 2 is rotatably mounted, and a connection housing 26, in which the shaft 30 is also mounted in a shaft bearing 24 and which hydraulic connections 33, 34, composed.
  • Der in dem Gehäuse 1 um eine erste Achse 44 drehbar gelagerte, innenverzahnte Aussenläufer 2 besitzt eine Trochoideninnenverzahnung mit zwölf Zähnen, die eine Breite B aufweisen, wie in Figur 2 gezeigt.The internally toothed external rotor 2 rotatably mounted in the housing 1 about a first axis 44 has a trochoidal internal toothing with twelve teeth which have a width B, as in FIG FIG. 2 shown.
  • Der ebenfalls in dem Gehäuse 1 exzentrisch zu dem Aussenläufer 2 um eine zweite Achse 45 drehbar gelagerte, mit dem Aussenläufer 2 kämmenden Innenläufer 3 ist aussenverzahnt und hat die gleiche Breite B wie der Aussenläufer 2. Der Innenläufer hat neun Zähne, also drei Zähne weniger als der Aussenläufer, wobei die Zähnezahlen jeweils durch drei teilbar sind. Die Aussenverzahnung des Innenläufers 3 steht mit der Innenverzahnung des Aussenläufers 2 im oberen Abschnitt kraftübertragend im Zahneingriff. Zwischen dem Aussenläufer 2 und dem Innenläufer 3 werden Zahnräume 41 und 42 gebildet, wie in dem Figuren 1 und 9 dargestellt. Diese Zahnräume 41 und 42 werden durch eine erste Wand 11, die einstückig mit dem Vordergehäuse 49 ausgebildet ist, also in anderen Worten Bestandteil des Vordergehäuses 49 ist, und eine der ersten Wand 11 beabstandet parallel gegenüberliegende zweite Wand 16 axial begrenzt, wie in Figur 2 gezeigt.The also in the housing 1 eccentrically to the outer rotor 2 rotatably mounted about a second axis 45, with the outer rotor 2 meshing inner rotor 3 is externally toothed and has the same width B as the outer rotor 2. The inner rotor has nine teeth, so three teeth less than of the Outrunner, the numbers of teeth are each divisible by three. The external toothing of the inner rotor 3 communicates with the internal toothing of the external rotor 2 in the upper section in a force-transmitting manner. Between the outer rotor 2 and the inner rotor 3 tooth spaces 41 and 42 are formed, as in the FIGS. 1 and 9 shown. These tooth spaces 41 and 42 are axially bounded by a first wall 11 integrally formed with the front housing 49, in other words part of the front housing 49, and one of the first wall 11 spaced axially parallel second wall 16, as in FIG FIG. 2 shown.
  • Wie in den Figuren 1 und 9 gezeigt, wird das Zahnflankenprofil des Aussenläufers 2 von einer der Zähnezahl des Aussenläufers 2 entsprechenden Anzahl an geometrischen Flachkreisen 10 definiert. In Figur 1 ist einer der insgesamt zwölf Flachkreise 10 mit dem gemeinsamen Radius r dargestellt. In der Figur 9 sind zwei Flachkreise 10 und 10' zu Veranschaulichung eingezeichnet. Die geometrischen Mittelpunkte 39 bzw. 39' dieser Flachkreise 10 bzw. 10' liegen gleichmässig verteilt auf einem gemeinsamen, zu dem Aussenläufer 2 konzentrischen Kreis 37, auch Teilkreis genannt, der in den Figuren 1 und 9 gestrichelt dargestellt ist und dessen Mittelpunkt auf der erste Achse 44 liegt. Jeder der insgesamt zwölf Flachkreise 10, 10' überspannt jeweils eine aus drei benachbarten Zähnen 46, 47 und 48 bestehende Zahngruppe 38 des Aussenläufers 2. Insgesamt werden also zwölf Zahngruppen 38 von zwölf Flachkreisen 10, 10' überspannt. Jeder der zwölf Flachkreise definiert jeweils die einander abgewandten Zahnflanken 7 und 8 der beiden äusseren Zähne 46 und 48 der jeweiligen Zahngruppe 38, wie in den Figuren 1 und 9 veranschaulicht. Durch diese grossen Zahnflankenradien der Zahnflanken 8 und 9 errechnet sich für die Striebeck'sche spezifische Zahnflankenpressung sehr niedrige Werte für eine gute Ausbildung eines ausreichenden Schmierfilms zwischen den belasteten Zahnflanken.As in the FIGS. 1 and 9 2, the tooth flank profile of the external rotor 2 is defined by a number of geometric flat circles 10 corresponding to the number of teeth of the external rotor 2. In FIG. 1 one of the twelve flat circles 10 is shown with the common radius r. In the FIG. 9 two flat circles 10 and 10 'are shown for illustration. The geometric centers 39 and 39 'of these flat circles 10 and 10' are uniformly distributed on a common, concentric to the outer rotor 2 circle 37, also called pitch circle, in the FIGS. 1 and 9 is shown in dashed lines and the center lies on the first axis 44. Each of the total of twelve flat circles 10, 10 'each spans one of three adjacent teeth 46, 47 and 48 existing tooth group 38 of the external rotor 2. So a total of twelve tooth groups 38 of twelve flat circles 10, 10' spans. Each of the twelve flat circles defines each of the opposing tooth flanks 7 and 8 of the two outer teeth 46 and 48 of the respective tooth group 38, as in FIGS FIGS. 1 and 9 illustrated. By these large tooth flank radii of the tooth flanks 8 and 9 is calculated for the Striebeck specific tooth flank pressure very low values for a good formation of a sufficient lubricating film between the loaded tooth flanks.
  • Da im Verhältnis zur Gesamtabmessung der Maschine der Zahnkopfdurchmesser des Innenläufers 3 gegenüber der bekannten Maschine viel kleiner ist, ist die spezifische Belastung der Wellenlager 24 und 25 gemäss der Figur 2 niedriger. Dies erlaubt eine signifikante Erhöhung der Druckleistung der Maschine.Since in relation to the overall size of the machine, the tooth tip diameter of the inner rotor 3 is much smaller compared to the known machine, the specific load of the shaft bearings 24 and 25 according to the FIG. 2 lower. This allows a significant increase in the printing performance of the machine.
  • Wie ebenfalls in den Figuren 1 und 9 erkennbar, findet der tiefste Zahneingriff des Aussenläufers 2 und des Innenläufer 3 oben statt. Gegenüberliegend von diesem Ort des tiefsten Zahneingriffs, also unten in den Figuren 1 und 9, wird ein freier Raum zwischen der Zahnkopfkreiszylinderfläche 5 des Innenläufers 3 und dem Zahnkopfkreiszylinderfläche 6 des Aussenläufers 2 aufgespannt. In diesem freien Raum zwischen den Zahnkopfkreiszylinderflächen 5 und 6 ist ein angenähert halbmondförmiges Füllstück 4 angeordnet, das einstückig mit dem Vordergehäuse 49 und mit der ersten Wand 11 ausgebildet ist. Somit ist dieses Füllstück 4 bewegungsfest mit dem Gehäuse 1 gekoppelt.As also in the FIGS. 1 and 9 recognizable, the deepest tooth engagement of the outer rotor 2 and the inner rotor 3 takes place above. Opposite this place of the deepest tooth engagement, so down in the FIGS. 1 and 9 , a free space between the Zahnkopfkreiszylinderfläche 5 of the inner rotor 3 and the Zahnkopfkreiszylinderfläche 6 of the outer rotor 2 is clamped. In this free space between the Zahnkopfkreiszylinderflächen 5 and 6, an approximately crescent-shaped filler 4 is arranged, which is formed integrally with the front housing 49 and with the first wall 11. Thus, this filler 4 is immobile coupled to the housing 1.
  • Das in Figur 1 und 2 gezeigte, von links oben nach rechts unten schraffierte Füllstück 4 füllt zu einem grossen Teil den Raum zwischen den Zahnkopfkreiszylinderflächen 5 und 6 aus, wobei diese mit möglichst kleinem Laufspiel am Füllstück 4 entlang gleiten. Das Füllstück 4 ist also derart ausgebildet, dass an dem Füllstück 4 innenläuferseitig die Zahnkopfkreiszylinderflächen 5 des Innenläufers 3 und aussenläuferseitig die Zahnkopfkreiszylinderfläche 6 des Aussenläufers 2 dichtet entlang gleiten. Die Zahnräume werden somit in einen mit einem ersten Hydraulikanschluss 33, Figuren 6 und 7, verbundenen ersten Zahnraum 41, Figuren 1 und 9, und einen hiervon dichtend getrennten, mit einem zweiten Hydraulikanschluss 34, Figuren 6, 7 und 8, verbundenen zweiten Zahnraum 42 unterteilen. Wie man erkennen kann, stehen dem Innenläufer 3 zwischen drei und vier Zähne, dem Aussenläufer 2 zwischen vier und fünf Zähne zur Abdichtung zwischen den Zahnräumen 41 und 42 entlang dem Füllstück 4 zur Verfügung. Für eine hohe Druckleistung ist dies von grosser Wichtigkeit. Gleichzeitig ist der Druckanstieg entlang dem Füllstück 4 entsprechend sanft, so dass die hydraulischen Druckpulsationen und somit deren Geräuschentwicklung vorteilhaft klein sind.This in FIG. 1 and 2 shown, hatched from top left to bottom right filler 4 fills to a large extent the space between the Zahnkopfkreiszylinderflächen 5 and 6, which slide with the smallest possible running clearance on the filler 4 along. The filler 4 is thus designed such that on the filler 4 inside rotor side the Zahnkopfkreiszylinderflächen 5 of the inner rotor 3 and the outer rotor side, the Zahnkopfkreiszylinderfläche 6 of the outer rotor 2 seals slide along. The tooth spaces are thus in one with a first hydraulic port 33, FIGS. 6 and 7 , connected first tooth space 41, FIGS. 1 and 9 , and one of them sealingly separated, with a second hydraulic port 34, FIGS. 6, 7 and 8th Subdivide, connected second tooth space 42. As can be seen, the inner rotor 3 between three and four teeth, the outer rotor 2 between four and five teeth for sealing between the tooth spaces 41 and 42 along the filler 4 are available. This is of great importance for high printing performance. At the same time, the pressure rise along the filler 4 is correspondingly gentle, so that the hydraulic pressure pulsations and thus their noise development are advantageously small.
  • Ebenso in Figur 2 ist das Füllstück 4 als Teil der antriebseitigen Wand 11 des Vordergehäuses 49 an seiner radial gesehen dicksten Stelle 20, Figur 3, im Längsschnitt dargestellt. Wie in Figur 2 gezeigt ist die axiale Erstreckung des Füllstücks 4 von der ersten Wand 11 in axialer Richtung parallel zu den Achsen 44 und 45 grösser als die Breite B des Aussenläufers 2 und des Innenläufers 3, so dass ein über die Breite B des Aussenläufers 2 und des Innenläufers 3 in der axialen Richtung hinausragender Teilabschnitt 14 des Füllstücks 4 axial in eine Ausnehmung 15, die axial in der gegenüberliegenden zweiten Wand 16 ausgeformt ist, passgenau hineinragt. Dieser als Verlängerungsfortsatz 14 ausgebildete Teilabschnitt ragt in die rechte zweite Wand 16 mit enger Passung hinein, sodass extreme Biegeausschläge in radialer Richtung nicht möglich sind. In anderen Worten weist die Ausnehmung 15 in der zweiten Wand 16 eine derartige Form auf, dass der in sie hineinragende Teilabschnitt 14 des Füllstücks 4 in radialer Richtung passgenau in der Ausnehmung 15 aufgenommen ist, so dass das Füllstück 4 stabil gegen Radialschwingungen abgestützt ist.Likewise in FIG. 2 is the filler 4 as part of the drive-side wall 11 of the front housing 49 at its radially largest point 20, FIG. 3 , shown in longitudinal section. As in FIG. 2 shown is the axial extent of the filler 4 of the first wall 11 in the axial direction parallel to the axes 44 and 45 greater than the width B of the outer rotor 2 and the inner rotor 3, so that over the width B of the outer rotor 2 and the inner rotor. 3 axially projecting in the axial direction portion 14 of the filler 4 axially in a recess 15 which is axially formed in the opposite second wall 16, protrudes accurately. This formed as an extension extension 14 section protrudes into the right second wall 16 with a tight fit, so that extreme bending deflections in the radial direction are not possible. In other words, the recess 15 in the second wall 16 has a shape such that the protruding into it portion 14 of the filler 4 is received in the radial direction accurately in the recess 15, so that the filler 4 is stably supported against radial vibrations.
  • Damit das Anschlussgehäuse 26, in der Figur 2 ganz rechts dargestellt, aus einer hochfesten Gusslegierung ausgeführt werden kann, ist zwischen dem Aussen- und Innenläufer 2 und 3 und dem gusseisernen Anschlussgehäuse 26 eine Zwischenplatte 17, beispielsweise ein bearbeitetes Stahlblech, mit einer laufsatzseitigen Laufschicht 18 angeordnet. Die Laufschicht 18 kann aus einer im Walzplattierverfahren aufgewalzten Aluminium-Zinn-Schicht, insbesondere AlSn6, bestehen. Die Zwischenplatte 17 kann dann kostengünstig die erforderliche Ausnehmung 15 für den Verlängerungsfortsatz 14 des Füllstücks 4 aufnehmen. Somit bildet diese Zwischenplatte 17 auch die zweite Wand 16. Eine zu bearbeitende Ausnehmung 15 im Anschlussgehäuse 26, wie sie bei der bekannten Maschine erforderlich ist, ist somit eingespart. Ebenso ist eine zu bearbeitende Ausnehmung 15 in der antriebseitigen ersten Wand 11 des Vordergehäuses eingespart, weil das Füllstück 4 dort einstückig beispielsweise durch Drehen mittels eines Exzenter-Spannfutters angedreht ist, wie es heute in grossen Stückzahlen praktiziert wird. Die Ausnehmung 15 zur Aufnahme des Verlängerungsfortsatzes 14 des Füllstücks 4, mit den Hydraulikanschlüssen 33 und 34 verbundene Saug- und Drucknieren 21 und 22, Figuren 1 und 9, zur Ver- und Entsorgung der Zahnräume 41 und 42 mit hydraulischem Arbeitsfluid, und Schrauben-Durchgangslöcher 23, Figur 2, können in der Zwischenplatte 17 mittels Stanzens oder mittels Laser-Schneiden kostengünstig hergestellt werden.Thus, the connection housing 26, in the FIG. 2 shown on the right, can be made of a high-strength cast alloy, between the outer and inner rotor 2 and 3 and the cast-iron terminal housing 26, an intermediate plate 17, for example, a machined steel sheet, arranged with a run-side side run layer 18. The running layer 18 may consist of an aluminum-tin layer, in particular AlSn6, rolled by the roll-plating method. The intermediate plate 17 can then inexpensively receive the required recess 15 for the extension extension 14 of the filler 4. Thus, this intermediate plate 17 also forms the second wall 16. A recess 15 to be machined in the connection housing 26, as required in the known machine, is thus saved. Likewise, a recess 15 to be machined is saved in the drive-side first wall 11 of the front housing, because the filler 4 is turned there in one piece, for example, by turning by means of an eccentric chuck, as is practiced today in large numbers. The recess 15 for receiving the extension extension 14 of the filler 4, with the hydraulic connections 33 and 34 connected suction and pressure kidneys 21 and 22, FIGS. 1 and 9 for the supply and disposal of the tooth spaces 41 and 42 with hydraulic working fluid, and screw through-holes 23, FIG. 2 , can be produced inexpensively in the intermediate plate 17 by means of punching or by means of laser cutting.
  • Wie in den Figuren 2, 6 und 8 gezeigt, sind das Vordergehäuse 49, das Zwischengehäuse 27, die Zwischenplatte 17 und das Anschlussgehäuse 26 in radiale Richtung dichtend sandwichartig axial mittels Schauben 43 miteinander verspannt. Das Vordergehäuse 49 ist einstückig mit der ersten Wand 11 und dem Füllstück 4 ausgebildet. Die Zwischenplatte 17 ist axial zwischen dem Zwischengehäuse 27 und dem Anschlussgehäuse 26 angeordnet und trennt das Zwischengehäuse 27 und das Anschlussgehäuse 26 voneinander.As in the Figures 2 . 6 and 8th shown, the front housing 49, the intermediate housing 27, the intermediate plate 17 and the terminal housing 26 in the radial direction sealing sandwiched axially by means of bolts 43 braced together. The front housing 49 is formed integrally with the first wall 11 and the filler 4. The intermediate plate 17 is disposed axially between the intermediate housing 27 and the terminal housing 26 and separates the intermediate housing 27 and the terminal housing 26 from each other.
  • Die Figur 3 zeigt das Füllstück 4 perspektivisch mit seinem Verlängerungsfortsatz 14, der nur etwa 60% der umfangsmässigen Länge des Füllstücks erfasst. Somit muss die Ausnehmung 15 in der zweiten Wand 16 in der Zwischenplatte 17 bei weitem nicht so dünn ausgeführt werden wie in der oben erwähnten bekannten Maschine. Der links und rechts im der Figur 3 gezeigte Rest der Füllstückslänge 35 und 36 in Umfangsrichtung dient dem Niederhalten der Zwischenplatte 17, damit diese sich nicht in diesem Bereich von dem Anschlussgehäuse 26 abhebt. Ausserdem ist die Umfangserstreckung des Teilabschnitts 14 des Füllstücks 4, der in die Ausnehmung 15 hineinragt, in Umfangsrichtung gesehen derart geringer als die Umfangserstreckung des restlichen Füllstücks 4, dass die minimale radiale Dicke 19 des Teilabschnitts 14 des Füllstücks 4 in radialer Richtung über 50% bis 70% seiner maximalen radialen Dicke 20 beträgt, wie in Figur 3 und 4 veranschaulicht. Das an die erste Wand 11 angewurzelte Füllstück 4 geht in beide Umfangsrichtungen gesehen an seinen Enden 12 in einem Radius 13 in die erste Wand 11 über, um eine Kerbwirkung beim Übergang des Füllstücks 4 in die ersten Wand 11 zu vermeiden.The FIG. 3 shows the filler 4 in perspective with its extension extension 14, which detects only about 60% of the circumferential length of the filler. Thus, the recess 15 in the second wall 16 in the intermediate plate 17 does not have to be made as thin as in the known machine mentioned above. The left and right in the FIG. 3 shown rest of the Füllstückslänge 35 and 36 in the circumferential direction serves to hold down the intermediate plate 17 so that it does not stand out in this area of the terminal housing 26. In addition, the circumferential extent of the portion 14 of the filler 4, which projects into the recess 15, as seen in the circumferential direction is less than the circumferential extent of the remaining filler 4, that the minimum radial thickness 19 of the portion 14 of the filler 4 in the radial direction over 50% 70% of its maximum radial thickness is 20, as in FIGS. 3 and 4 illustrated. The rooted to the first wall 11 filler 4 goes in both circumferential directions at its ends 12 in a radius 13 in the first wall 11 in order to avoid a notch effect in the transition of the filler 4 in the first wall 11.
  • In der Figur 4 ist die Form der Ausnehmung 15 in der zweiten Wand 16 der Zwischenplatte 17 zu erkennen, in die der Verlängerungsfortsatz 14 des Füllstücks 4 eingeführt werden kann.In the FIG. 4 the shape of the recess 15 in the second wall 16 of the intermediate plate 17 can be seen, in which the extension extension 14 of the filler 4 can be introduced.
  • Die Zahnköpfe des Innenläufers 3 sind in bekannter Weise mit jeweils einer Schabekante 29 versehen, siehe Figur 5, die in der Lage sind, an der verhältnismässig weichen Oberfläche der innenliegenden Innen-Zylinderfläche 5 des Füllstücks 4 eine sehr kleine Spanabarbeitung zu erzeugen, um die Fertigungstoleranzen beim Bearbeiten dieser Oberfläche auszugleichen. Hierzu wir die fertig montierte Maschine zum Beispiel als Pumpe mit extrem niedriger Drehzahl unter gleichzeitig hoch eingestelltem Arbeitsdruck angetrieben. Unter diesen Betriebbedingungen verlagert sich die Welle 30 in den Wellenlagern 24 und 25 entsprechend dem Verlauf des Gümbel'schen Halbkreises der Gleitlager-Theorie auf die Oberfläche der Wellenlager 24 und 25 zu, also in die extreme exzentrische Verlagerung der Welle 30 und somit auch des Innenläufers 3. Wegen der niedrigen Drehzahl des Innenläufers 3 bei diesem, das "Spuren" genannten Prozesses bearbeiten die Schabekanten 29 der Zähne des Innenläufers 3 in optimaler Weise die Innen-Zylinderfläche 5 des Füllstücks 4 auf kleinstmöglichtes Laufspiel. Dabei wird ein hochviskoses Öl verwendet, wobei die entstehenden Bearbeitungsspäne ausgefiltert werden. Arbeitet die Maschine später im Betrieb mit hoher Drehzahl, entfernt sich die Welle 30 entsprechend der Gleitlager-Theorie von der Lageroberfläche, sodass dann zwischen den Zahnköpfen des Innenläufers 3 und seiner inneren Zylinderlauffläche 5 keine hohe, unzulässige Reibleistung entstehen kann, jedoch bei gleichzeitig optimalem kleinen Leckölspalt zwischen den Zahnköpfen und dem Füllstück 4.The tooth tips of the inner rotor 3 are provided in a known manner, each with a scraping edge 29, see FIG. 5 which are able to withstand the relatively soft surface of the inner inner cylindrical surface 5 of the filler 4 to produce a very small chip processing to compensate for the manufacturing tolerances when editing this surface. For this purpose, the fully assembled machine is driven, for example, as an extremely low speed pump under high working pressure. Under these operating conditions, the shaft 30 shifts in the shaft bearings 24 and 25 according to the course of Gümbel'schen semicircle of the sliding bearing theory on the surface of the shaft bearings 24 and 25, ie in the extreme eccentric displacement of the shaft 30 and thus also the inner rotor 3. Due to the low rotational speed of the inner rotor 3 in this process called the "lane", the scraping edges 29 of the teeth of the inner rotor 3 optimally work the inner cylindrical surface 5 of the filler 4 for the smallest possible clearance. In this case, a highly viscous oil is used, whereby the resulting machining chips are filtered out. If the machine later works in high-speed operation, the shaft 30 moves away from the bearing surface in accordance with the sliding bearing theory, so that no high, unacceptable friction power can arise between the tooth tips of the inner rotor 3 and its inner cylinder surface 5, but at the same time optimally small Leckölspalt between the tooth tips and the filler 4.
  • In der Figur 6 ist gezeigt, dass die Lagerstühle 31 und 32 für die Wellenlager 24 und 25 nachgiebig gestaltet sind, damit bei gegebener Durchbiegung der Welle 30 unter hoher Belastung bei hohem Arbeitsdruck keine unzulässigen Kantenträger an den Lagerrändern entstehen. Im Falle der Anwendung der Maschine als Hydraulikpumpe genügen als Lagerspezifikation so genannte ternäre Dreistoff-Lagerbüchsen mit einer galvanisch aufgebrachten Blei-Zinn-Kupfer-Laufschicht, die eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Wellenverformung und vor allem eine hervorragende Schmutzeinbettungsfähigkeit besitzen. Im Falle der Anwendung der Maschine als Hydraulikmotor ist es notwendig, dass die Wellen-Gleitlager durch Wälzlager ersetzt werden, beispielsweise durch Nadellager, damit der Motor auch unter Last problemlos angefahren werden kann. Bei der Verwendung von Gleitlagern wäre bei Drehzahl Null der Motor unter Last im Selbsthemmungszustand.In the FIG. 6 It is shown that the bearing blocks 31 and 32 are resiliently designed for the shaft bearings 24 and 25, so that at a given deflection of the shaft 30 under high load at high working pressure no inadmissible edge support arise at the bearing edges. In the case of the application of the machine as a hydraulic pump so-called ternary ternary bearing bushes with a galvanically applied lead-tin-copper overlay, which provide a high adaptability to the Wave deformation and especially have an excellent Schmerbeinbettungsfähigkeit. In the case of the application of the machine as a hydraulic motor, it is necessary that the shaft plain bearings are replaced by rolling bearings, for example by needle bearings, so that the engine can be easily approached even under load. When using plain bearings, the engine would be under self-locking condition at zero speed.
  • Wie in Figur 2 gezeigt ist das Zwischengehäuse 27 auf seinen axialen Seiten mit Aussparungen 28 versehen, um die Flächenpressung für einen besseren Reibschuss zwischen dem Zwischengehäuse 27 und den angrenzenden Wänden des Vordergehäuses 49 und der Zwischenplatte 17 zu erhöhen.As in FIG. 2 shown, the intermediate housing 27 is provided on its axial sides with recesses 28 to increase the surface pressure for a better Reibschuss between the intermediate housing 27 and the adjacent walls of the front housing 49 and the intermediate plate 17.
  • Die Erfindung ist nicht auf das in den Zeichnungen schematisch dargestellte und erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, dass das Füllstück 4 nicht in der Wand des Vordergehäuses 49, sondern in der Wand des Anschlussgehäuses 26 ausgeformt ist. Zudem besteht die Möglichkeit, das Füllstück 4 einstückig mit der Zwischenplatte 17 auszubilden.The invention is not limited to the embodiment shown schematically and illustrated in the drawings. For example, it is possible that the filler 4 is not formed in the wall of the front housing 49, but in the wall of the terminal housing 26. In addition, it is possible to form the filler 4 in one piece with the intermediate plate 17.

Claims (14)

  1. Trochoiden-Innenzahnradmaschine zum Betreiben als Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor mit
    • einem in einem Gehäuse (1) um einer erste Achse (44) drehbar gelagerten, innenverzahnten Aussenläufer (2) mit einer Trochoidenverzahnung mit neun bis fünfzehn Zähnen mit einer Breite (B),
    • einem in dem Gehäuse (1) exzentrisch zu dem Aussenläufer (2) um eine zweite Achse (45) drehbar gelagerten, mit dem Aussenläufer (2) kämmenden, mit einer Welle (30) verbundenen, aussenverzahnten Innenläufer (3) mit der Breite (B), wobei zwischen dem Aussenläufer (2) und dem Innenläufer (3) durch eine erste Wand (11), insbesondere eine mit einem Teil des Gehäuses (1) einstückig ausgebildete erste Gehäusewand, und eine zweite Wand (16) axial begrenzte Zahnräume gebildet sind,
    • einem angenähert halbmondförmigen Füllstück (4), das mit dem Gehäuse (1) bewegungsfest gekoppelt ist und das in einem dem tiefsten Zahneingriff des Aussenläufers (2) und des Innenläufer (3) gegenüberliegenden freien Raum zwischen der Zahnkopfkreiszylinderfläche (5) des Innenläufers (3) und der Zahnkopfkreiszylinderfläche (6) des Aussenläufers (2) angeordnet ist und diesen freien Raum auf dem überwiegenden Teil seiner Länge in Umfangsrichtung ausfüllt,
    wobei
    • das Füllstück (4) derart ausgebildet ist, dass an dem Füllstück (4) innenläuferseitig die Zahnkopfkreiszylinderflächen (5) des Innenläufers (3) und aussenläuferseitig die Zahnkopfkreiszylinderfläche (6) des Aussenläufers (2) dichtet entlang gleiten,
    • sich die Zahnräume in einen mit einem ersten Hydraulikanschluss (33) verbundenen ersten Zahnraum (41) und einen hiervon dichtend getrennten, mit einem zweiten Hydraulikanschluss (34) verbundenen zweiten Zahnraum (42) unterteilen,
    • die Differenz der Zähnezahlen zwischen dem Aussenläufer (2) und dem Innenläufer (3) gleich drei ist,
    • die Zähnezahl des Aussenläufers (2) und die Zähnezahl des Innenläufers (3) jeweils durch 3 teilbar ist und
    • das Zahnflankenprofil des Aussenläufers (2) von einer der Zähnezahl des Aussenläufers (2) entsprechenden Anzahl an geometrischen Flachkreisen (10),
    - deren Mittelpunkte (39) auf einem gemeinsamen, zu dem Aussenläufer (2) konzentrischen Kreis (37) um die erste Achse (44) liegen,
    - die jeweils eine aus drei benachbarten Zähnen (46, 47, 48) bestehende Zahngruppe (38) des Aussenläufers (2) überspannen und
    - die jeweils die einander abgewandten Zahnflanken (7, 8) der beiden äusseren Zähne (46, 48) der Zahngruppe (38) definieren,
    gebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • das Füllstück (4) einstückig mit der ersten Wand (11) ausgebildet ist,
    • die axiale Erstreckung des Füllstücks (4) von der ersten Wand (11) in axialer Richtung parallel zu den Achsen (44, 45) zumindest in einem Abschnitt grösser ist als die Breite (B) des Aussenläufers (2) und des Innenläufers (3) und
    • ein über die Breite (B) des Aussenläufers (2) und des Innenläufers (3) in der axialen Richtung hinausragender Teilabschnitt (14) des Füllstücks (4) axial in eine Ausnehmung (15), die axial in der gegenüberliegenden zweiten Wand (16) ausgeformt ist, passgenau hineinragt.
    Trochoid internal gear machine for operation as hydraulic pump or hydraulic motor with
    An internally toothed external rotor (2) rotatably mounted in a housing (1) about a first axis (44) and having a trochoidal toothing having nine to fifteen teeth with a width (B),
    A externally toothed internal rotor (3) with the width (FIG. 2), which is rotatably mounted about a second axis (45) eccentrically to the outer rotor (2), meshing with the outer rotor (2) and connected to a shaft (30); B), wherein formed between the outer rotor (2) and the inner rotor (3) by a first wall (11), in particular with a part of the housing (1) integrally formed first housing wall, and a second wall (16) axially limited tooth spaces are,
    An approximately half-moon-shaped filler piece (4), which is immovably coupled to the housing (1) and which is located in a free space between the tooth tip circle cylinder surface (5) of the inner rotor (3) opposite the deepest tooth engagement of the outer rotor (2) and the inner rotor (3) ) and the Zahnkopfkreiszylinderfläche (6) of the outer rotor (2) is arranged and fills this free space over most of its length in the circumferential direction,
    in which
    The filling piece (4) is designed in such a way that on the inside of the rotor the tooth-head circle surfaces (5) of the internal rotor (3) and on the outside rotor side slide the tooth-head circular surface (6) of the external rotor (2) in a sealed manner,
    The tooth spaces are subdivided into a first tooth space (41) connected to a first hydraulic connection (33) and a second tooth space (42) sealingly separated therefrom and connected to a second hydraulic connection (34),
    The difference of the numbers of teeth between the outer rotor (2) and the inner rotor (3) is equal to three,
    • the number of teeth of the external rotor (2) and the number of teeth of the internal rotor (3) is divisible by 3 and
    The tooth flank profile of the external rotor (2) of a number of geometric flat circles (10) corresponding to the number of teeth of the external rotor (2),
    the centers (39) of which lie on a common circle (37) concentric with the outer rotor (2) about the first axis (44),
    - Each span one of three adjacent teeth (46, 47, 48) existing tooth group (38) of the outer rotor (2) and
    each of which defines the mutually remote tooth flanks (7, 8) of the two outer teeth (46, 48) of the tooth group (38),
    is formed,
    characterized in that
    The filler piece (4) is formed integrally with the first wall (11),
    The axial extension of the filler (4) from the first wall (11) in the axial direction parallel to the axes (44, 45) is greater than the width (B) of the outer rotor (2) and the inner rotor (3) at least in one section ) and
    • an over the width (B) of the outer rotor (2) and the inner rotor (3) in the axial direction protruding portion (14) of the filler (4) axially in one Recess (15), which is formed axially in the opposite second wall (16) protrudes fitting exactly.
  2. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das an die erste Wand (11) angewurzelte Füllstück (4) in beide Umfangsrichtungen gesehen an seinen Enden (12) in einem Radius (13), der eine scharfe Ecke und somit eine die Dauerfestigkeit beeinträchtigende Kerbe verhindert, in die erste Wand (11) übergeht.
    Trochoid internal gear machine according to claim 1,
    characterized in that
    the filling piece (4) rooted to the first wall (11) in both circumferential directions at its ends (12) in a radius (13) which prevents a sharp corner and thus a fatigue-affecting notch in the first wall (11) passes.
  3. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Umfangserstreckung des Teilabschnitts (14) des Füllstücks (4), der in die Ausnehmung (15) hineinragt, in Umfangsrichtung gesehen derart geringer ist als die Umfangserstreckung des restlichen Füllstücks (4), dass die minimale radiale Dicke (19) des Teilabschnitts (14) des Füllstücks (4) in radialer Richtung mindestens 50% bis 70% seiner maximalen radialen Dicke (20) beträgt.
    Trochoid internal gear machine according to claim 1 or 2, characterized in that
    the circumferential extent of the section (14) of the filler (4) projecting into the recess (15) is smaller in the circumferential direction than the circumferential extension of the remaining filler (4) such that the minimum radial thickness (19) of the section (14 ) of the filler (4) in the radial direction is at least 50% to 70% of its maximum radial thickness (20).
  4. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ausnehmung (15) in der zweiten Wand (16) eine derartige Form aufweist, dass der in sie hineinragende Teilabschnitt (14) des Füllstücks (4) in radialer Richtung passgenau in der Ausnehmung (15) aufgenommen ist, so dass das Füllstück (4) stabil gegen Radialschwingungen abgestützt ist.
    Trochoid internal gear machine according to one of claims 1 to 3,
    characterized in that
    the recess (15) in the second wall (16) has a shape such that the partial section (14) of the filler piece (4) protruding into it is received in a precise fit in the recess (15) in the radial direction, so that the filler piece (4 ) is stably supported against radial vibrations.
  5. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erste Wand (11) oder die zweite Wand (16) von einer Zwischenplatte (17) gebildet wird.
    Trochoid internal gear machine according to one of claims 1 to 4,
    characterized in that
    the first wall (11) or the second wall (16) is formed by an intermediate plate (17).
  6. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zwischenplatte (17) auf der den Zahnräumen (41, 42) zugewandten Seite eine, insbesondere auf ein Stahlblech aufgebrachte, Laufschicht (18) aufweist.
    Trochoid internal gear machine according to claim 5,
    characterized in that
    the intermediate plate (17) on the tooth spaces (41, 42) facing side, in particular applied to a steel sheet, running layer (18).
  7. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die auf die Zwischenplatte (17) aufgebrachte Laufschicht (18) aus einer im Walzplattierverfahren aufgewalzten Aluminium-Zinn-Schicht, insbesondere AlSn6, besteht.
    Trochoid internal gear machine according to claim 6,
    characterized in that
    the running layer (18) applied to the intermediate plate (17) consists of an aluminum-tin layer, in particular AlSn6, rolled by the roll-plating method.
  8. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • die zweite Wand (16) von der Zwischenplatte (17) gebildet wird,
    • die Ausnehmung (15) zur Aufnahme des Teilabschnitts (14) des Füllstücks (4),
    • mit den Hydraulikanschlüssen (33, 34) verbundene Saug- und Drucknieren (21, 22) zur Ver- und Entsorgung der Zahnräume (41, 42) mit hydraulischem Arbeitsfluid und
    • Schrauben-Durchgangslöcher (23) in der Zwischenplatte (17) als Stanz- oder Laser-Schneid-Ausnehmungen ausgebildet sind.
    Trochoid internal gear machine according to one of claims 5 to 7,
    characterized in that
    The second wall (16) is formed by the intermediate plate (17),
    The recess (15) for receiving the section (14) of the filler (4),
    • with the hydraulic connections (33, 34) connected suction and pressure kidneys (21, 22) for supply and disposal of the tooth spaces (41, 42) with hydraulic working fluid and
    • Screw through holes (23) in the intermediate plate (17) are formed as punching or laser cutting recesses.
  9. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gehäuse (1)
    • ein Vordergehäuse (49), in welchem die Welle (30) gelagert ist,
    • ein Zwischengehäuse (27), das den Aussenläufer (2) und den Innenläufer (3) radial umschliesst, und
    • ein Anschlussgehäuse (26), in welchem die Welle (30) gelagert ist und welches die Hydraulikanschlüsse (33, 34) zur Ver- und Entsorgung der Zahnräume (41, 42) mit Arbeitsfluid aufweist, umfasst, wobei
    • die zweite Wand (16) von der Zwischenplatte (17) gebildet wird,
    • die Zwischenplatte (17) axial an das Zwischengehäuse (27) angrenzt,
    • das Vordergehäuse (49), das Zwischengehäuse (27), die Zwischenplatte (17) und das Anschlussgehäuse (26) in radiale Richtung dichtend sandwichartig axial miteinander, insbesondere mittels axial erstreckender Schauben (43), verspannt sind.
    Trochoid internal gear machine according to one of claims 5 to 8,
    characterized in that
    the housing (1)
    A front housing (49) in which the shaft (30) is mounted,
    An intermediate housing (27) radially enclosing the outer rotor (2) and the inner rotor (3), and
    A connection housing (26), in which the shaft (30) is mounted and which has the hydraulic connections (33, 34) for the supply and disposal of the tooth spaces (41, 42) with working fluid, comprising
    The second wall (16) is formed by the intermediate plate (17),
    The intermediate plate (17) is axially adjacent to the intermediate housing (27),
    • the front housing (49), the intermediate housing (27), the intermediate plate (17) and the terminal housing (26) in the radial direction sealingly sandwiched axially with each other, in particular by means of axially extending screws (43) are braced.
  10. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • das Vordergehäuse (49) einstückig mit der ersten Wand (11) und dem Füllstück (4) ausgebildet ist,
    • die Zwischenplatte (17) axial zwischen dem Zwischengehäuse (27) und dem Anschlussgehäuse (26) angeordnet ist und
    • die Zwischenplatte (17) das Zwischengehäuse (27) und das Anschlussgehäuse (26) voneinander trennt.
    Trochoid internal gear machine according to claim 9,
    characterized in that
    The front housing (49) is formed integrally with the first wall (11) and the filling piece (4),
    • the intermediate plate (17) is arranged axially between the intermediate housing (27) and the connection housing (26) and
    • the intermediate plate (17) the intermediate housing (27) and the connection housing (26) separated from each other.
  11. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • das Anschlussgehäuse (26) aus einer eisenhaltigen Gusslegierung besteht und/oder
    • das Vordergehäuse (49) aus einer geschmiedeten Aluminiumlegierung besteht.
    Trochoid internal gear machine according to claim 10,
    characterized in that
    • The terminal housing (26) consists of a ferrous cast alloy and / or
    • the front housing (49) consists of a forged aluminum alloy.
  12. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zwischengehäuse (27) aus einer in einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellten perlitischen Eisenlegierung besteht.
    Trochoid internal gear machine according to one of claims 9 to 11,
    characterized in that
    the intermediate housing (27) consists of a pearlitic iron alloy produced in a powder metallurgical process.
  13. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Zwischengehäuse (27) auf seinen axialen Seiten mit Aussparungen (28) zur Erhöhung der Flächenpressung für einen besseren Reibschuss zwischen ihm und den angrenzenden Wänden versehen ist.
    Trochoid internal gear machine according to one of claims 9 to 12,
    characterized in that
    the intermediate housing (27) is provided on its axial sides with recesses (28) for increasing the surface pressure for a better friction fit between it and the adjacent walls.
  14. Trochoiden-Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • in axialer Richtung links und rechts von dem Aussenläufer (2) und dem Innenläufer (3) Wellenlager (24, 25) angeordnet sind, die als ternäre 3-Stofflagerbuchsen ausgebildet sind, oder
    • zur Verwendung der Trochoiden-Innenzahnradmaschine als Hydromotor links und rechts von dem Aussenläufer (2) und dem Innenläufer (3) Nadellager angeordnet sind.
    Trochoid internal gear machine according to one of claims 1 to 13,
    characterized in that
    • In the axial direction to the left and right of the outer rotor (2) and the inner rotor (3) shaft bearings (24, 25) are arranged, which are formed as a ternary 3-material bushings, or
    • To use the trochoidal internal gear machine as a hydraulic motor to the left and right of the outer rotor (2) and the inner rotor (3) needle roller bearings are arranged.
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