DE1805818A1

DE1805818A1 - Kraftumwandlungseinrichtung

Info

Publication number: DE1805818A1
Application number: DE19681805818
Authority: DE
Inventors: Boyadjieff George I; Verge Kenneth W
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1966-01-26
Filing date: 1968-10-29
Publication date: 1969-06-19
Also published as: US3516765A; DE1805818C3; GB1242554A; DE1805818B2; FR95883E

Description

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THE BENDIX CORPORATION, Fisher Building, Detroit, Michigan, U.S.A.

Kraftumwandlungseinrichtung Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 16 25 007·0)

co ο co

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftumwandlungseinrichtungen, wie sie im Hauptpatent ....... (Patentannt; ldung P 16 25 007*0) angegeben sind. Im Hauptpatent ist eine strömungsmittelbetätigte, integrierte Antriebsübertragungseinheit oder Betätigungseinrichtung angegeben, bei der ein Ausgangsgetriebeteil und ein konzentrischer stationärer Getriebeteil mit einem angetriebenen exzentrischen Zahnkranz zusammenwirken, der mit ersteren kämmt, so daß ein direkter Antrieb des Ausgangsgetriebeteiles dadurch erzielt wird, daß der Zahnkranz in der Weise angetrieben wird, daß seine Achse um die Achse des Ausgangsgetriebeteiles eine Kreisbahn zurücklegt. Der Zahnkranz wird durch aufeinanderfolgende Druckbeaufschlagung und Entleerung einer

Reihe von Strö'mungsmittelverschiebekammern angetrieben und es sind

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sowohl die selbstkommutierende als auch die außenkommutierte Ausführungsfarm der Einrichtung beschrieben.

Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die besonders zweckmäßig zur direkten Betätigung von ebenen Flügelklappen ist, da das rotierende Ausgangsbauteil an dem äußeren Umfang der Einrichtung angeordnet ist und ein hohes Drehmoment mit niedriger Drehgeschwindigkeit erzeugt.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.

Fig. 1 zeigt eine axiale Schnittansieht einer erfindungsgemäßen Einrichtung, und

Fig. 2 und 3 Querschnittsansichten längs der Linien 1-1 und 2-2 der Fig. 1.

Die Kraftumwandlungseinrichtung, die in der Zeichnung mit 10a allgemein bezeichnet ist, weist ein Gehäuse oder einen Tragrahmen 17 auf, in welchem zwei identische stationäre Zahnräder 39 in axialer Ausrichtung angeordnet und mit identischen, nach innen verlaufenden Zähnen 40 versehen sind, die mit Zähnen 41 eines Zahnkranzes 42 kämmen. Die Zähne 43 auf dem Zänkranz 42 kämmen mit Zähnen 44 auf einem Ausgangszahnrad 45, das auf Nadellagern 45a abgestützt ist, welche von den stationären Zahnrädern 39 aufgenommen werden. Die^:. stationären Zahnräder 39 und das Ausgangszahnrad 45 sind konzentrisch ausgebildet und weisen eine Achse 46 nach Fig. 2 auf. Der

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Zahnkranz 42 ist schwebend beweglich angeordnet und besitzt eine Achse 47, die in bezug auf die Achse 46 um den Abstand e in Fig. exzentrisch ist.

Der Zahnkranz 42 wird auf einer ringförmigen Lageranordnung 48 abgestützt , die ihrerseits auf einem die Bewegung übertragenden Zahnrad 49'abgestützt ist, welche konzentrisch mit dem Zahnkranz ausgebildet und ähnlich wie das stationäre . Zahnrad Ij5 in der Betätigungs einrichtung 10 geformt ist. Die Lager 48 ermöglichen eine Drehung des Zahnkranzes 42 relativ zum Zahnrad 49, übertiggen jedoch eine epizyklische Bewegung des Zahnrades 49 auf das Zahnrad 42. Das Zahnrad 49 kämmt mit einem Zahnrad 50, das die gleiche Zähnezahl wie das Zahnrad 49 aufweist und mit einer hohlen, stationären Welle 5I über eine entsprechende Vorrichtung, z.B. einen Keil 52 befestigt _ ist, so daß das Zahnrad 50 in einer festen Stellung in bezug auf die Welle 51 gehalten wird. Schaufeln 53j die schwenkbar an einem ihrer Enden mit dem Zahnrad 50 befestigt sind, sind mit ihrem entgegengesetzten Ende gleitend in Schlitzen 54 abgestützt, welche im Zahnrad 49 so geformt sind, daß sie eine Vielzahl von Verschiebungskammern 55a-h bilden, welche um das Zahnrad 50 verlaufen und zwischen dem Zahnrad 50 und dem Zahnrad 49 angeordnet sind. Bei einer "Verbindung dieser Kammern mit einer Speisequelle für unter Druck . stehendes strömendes Medium und bei einer Verbindung der Verschiebungslcammern 5?e-g auf der diametral gegenüberliegenden S.,-ite des Zahnrades 4 J¹ mit dem Auslaß wird ein Kraftvektor F erzeugt, der dem Zahnrad 4S' aufgegeben wird und die in Fig. 2 gezeigte Richtung besitzt.

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Der Kraftvektor F verschiebt das Zahnrad 49 .in eine Stellung, in der die nächste Kammer 55h unter Druck gesetzt wird, die Einspeisung, von Strömungsmedium in die Kammer 55c wird nicht fortgesetzt, und der Kraftvektor F wird in eine· Drehung im Gegenuhrzeigersinne gezwungen. Dieser Zyklus wird kontinuierlich wiederholt, wodurch die Achse 47 des Zahnrades 49 eine Kreisbewegung um die Achse 46 ausführt j diese Kreisbewegung wird- von dem Zahnrad 49 auf den Zahnkranz 42 über die Lager 48 übertragen. Diese Kreisbewegung des Zahnkranzes 42 bewirkt, daß der Zahnkranz nacheinander mit den Zähnen 40 des stationären Zahnrades in einer Richtung kämmt, die im 'Gegenuhrzeigersinn um die Achse 46 nach Fig. 3 verläuft. Da auf dem Zahnkranz 42 jedoch weniger Zähne 41 als auf den statlonäen Zahnrädern 39 Zähne 40 vorhanden sind, wird der Zahnkranz 42 in Gegenrichtung. , nämlich im Uhrzeigersinn nach Fig. 3 gedreht, wobei diese Drehung auf den Lagern 48 erfolgt. Aufgrund des Kämmeingriffes·der Zähne des Zahnkranzes mit den Zähnen 44 des AusgangsZahnrades bewirkt eine Drehung des Zahnkranzes 42 eine Drehung des Ausgangszähnrades 45 in der gleichen Richtung.

Strömendes Medium wird in die Verschiebungskammern 55^a--h über einen Einlaßkanal 56, der in der Welle 5I ausgebildet ist, eingespeist und von den Kammern durch einen Auslaßkanal 57, der in der gleichen

to Welle ausgebildet ist, wieder abgegeben. Der Einlaßkanal 56 steht ο

to über die Verbindungskanäle 59 mit zwei Gruppen von schlitzförmigen

^ Einlaßöffnungen 58 in Verbindung, die in kreisförmiger Ausbildung _* um die Achse 46 angeordnet und in den stationären Zahnrädern 39

cd auf'entgegengesetzten Seiten des Zahnrades 49 ausgebildet sind. Id

cn .

ähnlicher Weise steht der Auslaßkanal 57 über Vertdndunp;skanäle 6l

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mit,zwei Gruppen von schlitzförmigen Abgabeöffnungen 60, die in · den Zahnrädern 39 ausgebildet sind, in Verbindung. Die öffnungen 58 und 6O werden in den inneren Flächen 62 der stationären Zahnräder 39 ausgebildet, die in gleitendem strömungsmitteldichtem Eingriff mit einem Paar von Platten 63 angeordnet sind, welche mit entgegengesetzten Seiten des Ringzahnrades 49 befestigt sind, so daß die Platten 63 das Zahnrad 50 überlappen, wie in Pig. I gezeigt ist, und die Seiten der Verschiebungskammern 55a-h festlegen.

Um eine Verbindung zwischen den öffnungen 58 und 60 und den Verschiebungskammern 55a-h zu erreichen, muß strömendes Medium durch die Seitenplatten 63 fließen. Zu diesem Zweck-sind die Platten 63 mit paarweise ausgebildeten, ausgerichteten Schlitzen 64 versehen, die an ihren inneren Enden an den Verschiebungskammern aufhören und sich genügend weit nach außen erstrecken, daß sie die öffnungen 58 und 60 überlappen, wie in Fig. 3 gezeigt'ist. Die Schlitze 64 sind kreisförmig HRd. um das Zahnrad 49 angeordnet und entsprechen in ihrer Anzahl der Zahl von Verschiebungskammern, nämlich acht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung loa. Die Schlitze 64 sind so angeordnet, daß in jeder Stellung des Zahnrades 49 einige der Schlitze 64 auf einer Seite des Zahnrades 49 einige der Drucköffnungen 58 überlappen, und daß einige der Sehlitze

^₃ 64 auf der entgegengesetzten Seite des Zahnrades 49 einige der Kam-

to merabgabeöffnungen 60 überlappen. Die Schlitze 64 sind ferner so

CD ^

^³ angeordnet, daß die einen, die die Drucköffnungen 58 überlappen, in ^ einer beliebigen Stellung des Zahnrades 49 im Winkel von den Punkten α* versetzt angeordnet sind, an denen die Zähne 43 des Ringzahnrades in Eingriff mit den Zähnen 44 des Ausgangszahnrades, und die Zähne

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41 des Ringzahnrades in Eingriff mit den Zähnen 40 des stationären Zahnrades kommen. In der Stellung des Zahnrades 49 nach Fig. 3 überlappen sich drei der Schlitze 64 auf einer Seite des Zahnrades 49 und stehen mit den Drucköffnungen 58 für die Verschiebungskammern 55&-C in Verbindung. Die Schlitze 64 auf der diametral gegeüberliegenden Seite des Zahnrades 49 überlappen sich und stehen mit den Abgabeöffnungen 60 für die Verschiebungskammern 55d-e in Verbindung. Die Schlitze 64 für die Kammern 55c und 55h sind zwischen den entsprechenden öffnungen 58 und 60 angeordnet.

Bei einer baulichen Ausführungsform der Betätigungseinrichtung 10a sind vierundachzig Zähne 41 auf dem Zahnkranz 42, siebenundachzig Zähne auf jedem Zahnkranz 39, fünfundneunzig Zähne 43 auf dem Zahnkranz 42 und achtundneunzig Zähne 44 auf dem Ausgangszahnrad 45 vorgesehen. Dies ergibt ein Übersetzungsverhältnis von 250 : 1. Eine derartige Betätigungseinrichtung ist in der Lage, ein Drehmoment von 446,5 mt aufzubringen, wenn ein strömendes Medium mit 15,75 kg/

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cm eingespeist wird, und ist in der Lage, das Ausgangszahnrad mit .

einer Geschwindigkeit von 14 U/min in Drehung zu versetzen.

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Claims

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1. Einrichtung zur Kraftumwandlung nach Patent...,...(Patentanmeldung P 16 25 OO7.O), mit einem Gehäuse, wenigstens einem stationären Getriebeteil, das am Gehäuse befestigt ist und Zähne aufweist, die auf einem Teilkreis bestimmten Durchmesser angeordnet sind, mit einem drehbar angeordneten Ausgangsgetriebeteil, das Zähne aufweist, die auf einem Teilkreis bestimmte!Durchmessers angeordnet sind, wobei die Getriebeteile konzentrisch zueinander liegen, mit einer schwebenden Zahnkränzanordnung, die erste Zähne aufweist, welche auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser kleiner als dem des stationären Getriebeteiles liegen und antriebsmäßig in Eingriff mit den Zähnen des stationären Getriebeteiles stehen, die zweite Zähne besitzt, welche auf einen Teilkreis mit einem Durchmesser kleiner als dem des Teilkreises des Ausgangsgetriebeteiles angeordnet sind und antriebsmäßig mit den Zähnen des Ausgangsgetriebeteiles in Eingriff stehen, und die ferner eine Achse aufweist, die exzentrisch in bezug auf die Achse des stationären und des Ausgangsgetriebeteiles liegt und so befestigt ist, daß sie eine Kreisbewegung durchführen kann, in der die Achse sich um die Achse des stationären und Ausgangs.^etriebeteiles bewegt, mit einer Vorrichtung, die eine Bewe^un.'jskraft auf die Zahnkranz anordnung aufbringt, die sich auf

_fo einer Bahn in einer Richtung um den iletriebeteil bewegt, derart, daß

to die Kreisbewegung entsteht, damit eine Drehung des Ausjangsgetriebe-

*° teiles erhalten wird, und die in dem Gehäuse Mittel aufweist, die in

^ eine Vielzahl von Strömungsmittelverschiebungskammern bilden, welche

O3 sich um die Achse des stationären und Ausgangsgetriebeteiles erstrekken, und mit einer Vorrichtung· zur Einspeisung eines Strömungs-

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mittels in aufeinanderfolgende Kammern, damit <ier Kraftvektor erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine stationäre Welle (51) vorgesehen ist, daß zwei miteinander zusammenwirkende Getriebeteil-e¹ vorhanden sind, deren eines (50) starr auf der Welle (51) und deren anderes (49) schwebend um das Getriebeteil (50) angeordnet sind, daß das Getriebeteil (49) mit der Zahnkränzanordnung (42) verbunden ist und eine schwebende Bewegung mit ihm und eine Drehung relativ L· zu ihm ausführen kann, und daß die die Verschiebungskammern (55a...h) ausbildende Vorrichtung das Paar miteinander zusammenwirkender Getriebeteile (51, 49) enthält. .

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Einspeisung eines Strömungsmittels in aufeinanderfolgende Kammern (55a....h) Speiseleitungen (56) und Auslaßleitungen (57) aufweist, die sich durch die Welle (51) erstrecken und die mit zwei Reihen von öffnungen (60, 58) verbunden sind, welche in der Nähe ate Paares von miteinander zusammenwirkenden Getriebeteilen * (51, 49) angeordnet sind, und daß eine Vorrichtung (6^), die mit dem Getriebeteil (49) verschiebbar ist, Einlaßöffnungen (56) und

ο Auslaßöffnungen (57) für die Kammern aufweist, die so angeordnet sind, daß sie nacheinander mit den Reihen von öffnungen (βθ, 58)

in Abhängigkeit von der Kreisbewegung der Zahnkranzanordnung (42)

ο in Deckung kommen. . ■ '

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17) um die Zahnkranzanordnung (42) herum und in ihrer Nähe angeordnet ist und daß die Vorrichtung, die eine Vielzahl von Strö mungsmittel Verschiebungskammern (55a h) ausbildet, das Gehäuse

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(17) und die Zahnkranz anordnung (4-2) sowie eine Vielzahl von Schaufeln (55) aufweist, die gleitend daran befestigt sind und sich dazwischen erstrecken.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ausgangsgetriebeteil (45) auf dem stationären Getriebeteil (59) mit Hilfe eines Nadellagers (45a) befestigt ist und einen äußeren drehbaren, zylindrischen Teiler Einrichtung darstellt.

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