EP0360756B1 - Wobbling drive for an orbitally moving member - Google Patents
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- EP0360756B1 EP0360756B1 EP89810697A EP89810697A EP0360756B1 EP 0360756 B1 EP0360756 B1 EP 0360756B1 EP 89810697 A EP89810697 A EP 89810697A EP 89810697 A EP89810697 A EP 89810697A EP 0360756 B1 EP0360756 B1 EP 0360756B1
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- wobbling
- ball section
- drive
- crank
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- F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F01C1/04—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents of internal-axis type
- F01C1/045—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents of internal-axis type having a C-shaped piston
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Definitions
- Such wobble drives are particularly suitable for devices such as rotary piston displacement machines.
- Swash drives of the type mentioned are known, for example from DE-C-2 603 462 and US-A-3 560 119.
- These devices are so-called displacement machines for compressible media. They consist, on the one hand, of a conveying space which is delimited by spiral-like circumferential walls which extend perpendicularly from a side wall and which leads from an inlet lying outside the spiral to an outlet lying inside the spiral. On the other hand, they have a likewise spiral-shaped displacement body protruding into this conveying space. This is mounted in relation to the conveying space in order to execute a circular, rotation-free movement. Its center is offset eccentrically from the center of the peripheral walls so that the displacer always touches both the outer and the inner peripheral wall of the delivery chamber on at least one progressive sealing line.
- the wobble drive is in each case the means for converting the rotating movement of the drive machine into the translatory movement of the displacer. Its radial displacement is limited by the contact of the spiral ribs with the walls of the delivery chambers. The limit theoretically corresponds to a circle, in this case the translation circle.
- the drive solution in DE-C-2 603 462 provides an eccentric body which is seated in a rotationally fixed manner with a counterweight and on which a drive disk is mounted by means of a ball bearing.
- This is equipped with four evenly distributed ball joint pans, in each of which the ball end of a wobble rod sits. The balls only have line contact in their associated pan.
- the wobble rods When the drive shaft rotates, the rotor body is excited by the wobble rods to perform a circular but not rotating movement.
- the wobble rods also have to ensure the anti-rotation device in this solution.
- the drive-side pin of the wobble rod is rotatably and pivotably mounted in an eccentric position by means of a self-aligning ball bearing.
- the second and third spherical sections are each provided with profile rings, e.g. Provide teeth, which in correspondingly profiled counterparts in the displacer or. intervene in the fixed housing part and are pivotally mounted therein.
- the wobble shaft is axially secured via a lock washer located in the fixed housing part.
- the invention is therefore based on the object of designing a wobble drive of the type mentioned in such a way that play-free cooperation of the two components is made possible even with increasing material removal as a result of wear.
- the object is achieved in that the bearing bushes for the second and third spherical sections are hemispherical joint sockets which are arranged in mirror image in the two components, spring means ensuring that the spherical sections abut in the joint sockets.
- the advantage of the invention can be seen in the fact that the new configuration creates a self-adjusting and almost maintenance-free drive for the orbiting component during operation.
- the fixed component is designated with left housing half 1 and the rotating component with displacer 3.
- the pump according to FIGS. 1 and 2 essentially consists of two housing halves 1, 2, which are connected to one another in a suitable manner, and the displacer 3 located therein.
- An annular delivery chamber 4 is incorporated into the left housing half 1. It is divided by means of a web 5 which extends over the entire depth of the chamber. Both sides of the web are in the rear wall of the housing half 1, the inlet 6 and the outlet 7 for the working medium to be conveyed.
- the likewise annular rib 8 of the displacer 3 engages in this delivery chamber.
- the ring is slotted at the point opposite the web 5.
- the displacer performs an orbital movement during operation.
- the ring piston constantly touches both the inner and the outer peripheral wall of the delivery chamber. Due to its change in position, on the one hand, working fluid is sucked into the chamber 4 via the inlet 6 and, on the other hand, it is conveyed out of the machine via the outlet 7.
- a cross-disk coupling is provided for the rotation-free guidance of the displacer 3. It consists essentially of an intermediate ring 9, which is provided with strips 10 on its two plan sides. The strips 10 facing the displacer 3 engage in appropriately configured, vertically running grooves 11 in the displacer 3. Those strips which face the fixed right housing half 2 must be arranged perpendicular to the former strips, in the present case thus horizontally and therefore not visible in the longitudinal section according to FIG. 1. They also slide in appropriately configured grooves that are machined horizontally in the front of the housing half 2
- a drive by means of a wobble rod 12 is provided for the orbital rotation of the displacer 3.
- a crank mechanism 13, not shown, is equipped on the crank side with an articulated socket 14, in which the wobble rod 12 is rotatably and pivotably seated with a first ball section 15. It is understood that the invention is not limited to this drive variant.
- the only decisive factor is a construction in which the wobble rod does not perform a rotary movement but a wobble movement, the axis of movement being located on a cone jacket.
- the wobble rod 12 has a second ball section 16. Coaxial with the main axis of the crank mechanism 13, this second spherical section is rotatably supported in the left fixed housing part 1 and is capable of tumbling.
- the wobble rod 12 is provided with a third ball section, the ball radius of which advantageously corresponds to that of the second ball section.
- This third spherical section is rotatably supported in the hub of the displacer 3 and is capable of tumbling.
- bearing points are therefore designed as hemispherical joint sockets 18, 19. Hemispherical because, on the one hand, this reduces the required individual parts to a minimum, and on the other hand, assembly is very easy.
- FIG. 3 A first solution to this is shown in FIG. 3.
- the second ball section 16 ' is provided with a central bore and loosely attached to the wobble rod 12', so that it is displaceable on the wobble rod.
- the opposing surfaces of the ball sections 16 'and 17' are flattened and each form a stop for a compression spring 20 '. In the assembled state, this spring 20 'pushes the ball sections apart.
- the socket 18' in the fixed component 1 with a recess 21 To accommodate the wobble rod 12 'on the occasion of a shift of the Ball section 16 'is the socket 18' in the fixed component 1 with a recess 21.
- the solution shown in Figure 4 is based on a sliding block 22, which is axially displaceable in the left housing part 1.
- the joint socket 18 is incorporated in the sliding block.
- the ball section 16 lies in this. So that the spherical section has a spherical support defined at all times, the base of the pan is also provided with a recess 21 here, so that the head end of the spherical section in no case has ground contact.
- the axial force is applied via the coil spring 20, which acts on the sliding block 22 from the housing part 1.
- the angle of the movement axis located on a conical surface also changes. This also applies to the distance between the ball sections 16 and. 17 and 15.
- Eccentricity e (Fig. 4) must always be maintained.
- the plane of the second spherical section is decisive for the translation circle and is therefore the reference plane. Therefore, the first ball section 15 must also be designed to be displaceable. Namely, it must be displaceable on the one hand in the longitudinal direction of the wobble rod, as is indicated in FIG. 4; secondly, it must also be displaceable in the direction perpendicular to the plane of the drawing because of the possible change in angle mentioned.
- This first spherical section 15 is therefore preferably also embedded in a bearing bush designed as a joint socket 14.
- This joint socket 14, which is shown only schematically in the drawing, is in turn provided with a sliding surface 23 which can be displaced on all sides on a corresponding counter surface of the crank mechanism 13.
- the sliding surface 23 and counter surface are in one plane parallel to the axis of the crank mechanism.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Taumelantrieb für ein translatorisch bewegtes Bauteil, welches gegenüber einem feststehenden Bauteil in einer vorbestimmten, winkligen Beziehung gehalten ist, im wesentlichen bestehend aus einem Taumelstab,
- welcher mittels Kurbeltrieb bewegt ist und hierzu an seinem kurbelseitigen Ende mit einem ersten Kugelabschnitt in einer Lagerbuchse der Kurbel einsitzt,
- welcher an seinem andern Ende mit einem zweiten Kugelabschnitt in einer Lagerbuchse des feststehenden Bauteils gelagert ist, und zwar koaxial zum Kurbeltrieb,
- und welcher zwischen seinen beiden Enden einen dritten Kugelabschnitt aufweist, welcher drehbar und taumelfähig in einer Lagerbuchse in der Nabe des translatorisch bewegten Bauteils gelagert ist.
- which is moved by means of a crank mechanism and is seated at its crank-side end with a first ball section in a bearing bush of the crank,
- which is mounted at its other end with a second ball section in a bearing bush of the fixed component, namely coaxially to the crank mechanism,
- and which has a third spherical section between its two ends, which is rotatably and tumble-mounted in a bearing bush in the hub of the translationally moved component.
Solche Taumelantriebe eignen sich besonders bei Einrichtungen, wie sie Rotationskolben-Verdrängermaschinen darstellen.Such wobble drives are particularly suitable for devices such as rotary piston displacement machines.
Taumelantriebe der eingangs genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus den DE-C-2 603 462 und US-A-3 560 119. Es handelt sich bei diesen Einrichtungen um sogenannte Verdrängungsmaschinen für kompressible Medien. Sie bestehen zum einen aus einem durch spiralartige, sich von einer Seitenwand senkrecht erstreckenden Umfangswände begrenzten Förderraum, der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass zu einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass führt. Zum andern weisen sie einen in diesen Förderraum ragenden, ebenfalls spiralartigen Verdrängungskörper auf. Dieser ist in Bezug auf den Förderraum zur Ausführung einer kreisenden, verdrehungsfreien Bewegung gelagert. Sein Zentrum ist gegenüber dem Zentrum der Umfangswände exzentrisch so versetzt, dass der Verdrängungskörper stets sowohl die aussenliegende als auch die innenliegende Umfangswand des Förderraumes an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie berührt. Während des Betriebes der Maschine werden deshalb entlang des Förderraumes zwischen dem Verdränger und den beiden Umfangswänden des Förderraumes mehrere sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich vom Einlass durch den Förderraum hindurch zum Auslass hin bewegen. Hierbei kann sich je nach Umschlingungswinkel der Spirale das Volumen des geförderten Arbeitsmittels zunehmend verringern bei einer entsprechenden Erhöhung des Arbeitsmitteldruckes.Swash drives of the type mentioned are known, for example from DE-C-2 603 462 and US-A-3 560 119. These devices are so-called displacement machines for compressible media. They consist, on the one hand, of a conveying space which is delimited by spiral-like circumferential walls which extend perpendicularly from a side wall and which leads from an inlet lying outside the spiral to an outlet lying inside the spiral. On the other hand, they have a likewise spiral-shaped displacement body protruding into this conveying space. This is mounted in relation to the conveying space in order to execute a circular, rotation-free movement. Its center is offset eccentrically from the center of the peripheral walls so that the displacer always touches both the outer and the inner peripheral wall of the delivery chamber on at least one progressive sealing line. During operation of the machine, therefore, several crescent-shaped work spaces are trapped along the delivery space between the displacer and the two peripheral walls of the delivery space, which move from the inlet through the delivery space to the outlet. Depending on the wrap angle of the spiral, the volume of the conveyed working medium can decrease increasingly with a corresponding increase in the working medium pressure.
Der Taumelantrieb ist bei all diesen bekannten Maschinen jeweils das Mittel zur Umsetzung der rotierenden Bewegung der Antriebsmaschine in die translatorische Bewegung des Verdrängers. Dessen radiale Versetzung wird begrenzt durch die Berührung der spiralförmigen Rippen mit den Wandungen der Förderkammern. Die Begrenzung entspricht theoretisch einem Kreis, in diesem Fall dem Translationskreis.In all these known machines, the wobble drive is in each case the means for converting the rotating movement of the drive machine into the translatory movement of the displacer. Its radial displacement is limited by the contact of the spiral ribs with the walls of the delivery chambers. The limit theoretically corresponds to a circle, in this case the translation circle.
Die Antriebslösung bei der DE-C-2 603 462 sieht einen drehfest mit einem Gegengewicht auf der Antriebswelle sitzenden Exzenterkörper vor, auf dem mittels eines Kugellagers eine Antriebsscheibe gelagert ist. Diese ist mit vier gleichmässig über den Umfang verteilten Kugelgelenkpfannen bestückt, in denen jeweils das Kugelende eines Taumelstabes einsitzt. Die Kugeln haben dabei lediglich Linienkontakt in ihrer zugehörigen Pfanne. Bei einer Drehbewegung der Antriebswelle wird der Rotorkörper durch die Taumelstäbe zur Ausführung einer kreisenden, jedoch nicht drehenden Bewegung angeregt. Neben der Antriebsfunktion haben bei dieser Lösung die Taumelstäbe somit auch die Verdrehsicherung zu gewährleisten.The drive solution in DE-C-2 603 462 provides an eccentric body which is seated in a rotationally fixed manner with a counterweight and on which a drive disk is mounted by means of a ball bearing. This is equipped with four evenly distributed ball joint pans, in each of which the ball end of a wobble rod sits. The balls only have line contact in their associated pan. When the drive shaft rotates, the rotor body is excited by the wobble rods to perform a circular but not rotating movement. In addition to the drive function, the wobble rods also have to ensure the anti-rotation device in this solution.
Bei der Ausführung nach US-A-3 560 119 ist der antriebsseitige Zapfen des Taumelstabes mittels eines Pendelkugellagers drehbar und schwenkbar in einer exzentrischen Position gelagert. Zur Verhinderung der Eigendrehung des Verdrängers sind die zweiten und dritten Kugelabschnitte jeweils mit Profilkränzen, z.B. Verzahnungen versehen, welche in entsprechend profilierte Gegenstücke im Verdränger resp. im feststehenden Gehäuseteil eingreifen und darin schwenkbar gelagert sind. Die axiale Sicherung der Taumelwelle erfolgt über eine im feststehenden Gehäuseteil einliegende Sicherungsscheibe.In the embodiment according to US-A-3 560 119, the drive-side pin of the wobble rod is rotatably and pivotably mounted in an eccentric position by means of a self-aligning ball bearing. To prevent the displacement of the displacer, the second and third spherical sections are each provided with profile rings, e.g. Provide teeth, which in correspondingly profiled counterparts in the displacer or. intervene in the fixed housing part and are pivotally mounted therein. The wobble shaft is axially secured via a lock washer located in the fixed housing part.
Für die Uebertragung der relativen Drehbewegung wird somit bei den bekannten Maschinen jeweils ein hochbelastetes und damit kostspieliges Kugellager verwendet. Darüberhinaus sind keine Massnahmen vorgesehen, welche bei Materialabrieb an der oder den Taumelstäben einen spielfreien Betrieb der Maschine garantieren.For the transmission of the relative rotary movement, a highly loaded and therefore expensive ball bearing is used in the known machines. In addition, no measures are provided which guarantee play-free operation of the machine in the event of material abrasion on the wobble bar (s).
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Taumelantrieb der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass auch mit zunehmendem Materialabtrag infolge Verschleiss eine spielfreie Zusammenarbeit der beiden Bauteile ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of designing a wobble drive of the type mentioned in such a way that play-free cooperation of the two components is made possible even with increasing material removal as a result of wear.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Lagerbuchsen für die zweiten und dritten Kugelabschnitte halbkugelige Gelenkpfannen sind, die spiegelbildlich in den beiden Bauteilen angeordnet sind, wobei Federmittel für eine satte Anlage der Kugelabschnitte in den Gelenkpfannen sorgen.According to the invention, the object is achieved in that the bearing bushes for the second and third spherical sections are hemispherical joint sockets which are arranged in mirror image in the two components, spring means ensuring that the spherical sections abut in the joint sockets.
Der Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, dass mit der neuen Konfiguration ein sich im Betrieb selbsteinstellender und nahezu wartungsfreier Antrieb für den orbitierenden Bauteil geschaffen ist.The advantage of the invention can be seen in the fact that the new configuration creates a self-adjusting and almost maintenance-free drive for the orbiting component during operation.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele und ein Anwendungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing, two exemplary embodiments and an application example of the invention are shown schematically.
Es zeigen:
- Fig.1 einen Längsschnitt durch eine Pumpe mit umlaufenden Ringkolben
- Fig.2 einen Querschnitt durch die Pumpe gemäss Linie A-A in Fig 1
- Fig.3 eine erste Einbauvariante des Taumelstabes im Längsschnitt
- Fig.4 eine zweite Einbauvariante des Taumelstabes im Längsschnitt
- 1 shows a longitudinal section through a pump with rotating ring pistons
- 2 shows a cross section through the pump according to line AA in FIG. 1
- 3 shows a first installation variant of the wobble rod in longitudinal section
- 4 shows a second installation variant of the wobble rod in longitudinal section
In der stark vereinfachten Pumpendarstellung gemäss Fig.1 und 2 sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt. In den verschiedenen Fig. sind die gleichen Teile jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the greatly simplified pump illustration according to FIGS. 1 and 2, only the parts essential for understanding the invention are shown. In the different figures, the same parts are provided with the same reference numerals.
Eingangs sei erwähnt, dass im Sinne der Erfindung der feststehende Bauteil mit linker Gehäusehälfte 1 und der kreisende Bauteil mit Verdränger 3 bezeichnet ist.At the outset it should be mentioned that in the sense of the invention the fixed component is designated with
Im wesentlichen besteht die Pumpe nach den Fig. 1 und 2 aus zwei Gehäusehälften 1, 2, welche auf geeignete Weise miteinander verbunden sind, und dem darin einliegenden Verdränger 3. In die linke Gehäusehälfte 1 ist eine ringförmige Förderkammer 4 eingearbeitet. Sie ist mittels eines Steges 5, der sich über die ganze Kammertiefe erstreckt, unterteilt. Beidseitig des Steges sind in der Rückwand der Gehäusehälfte 1 der Einlass 6 und der Auslass 7 für das zu fördernde Arbeitsmittel angeordnet. In diese Förderkammer greift die ebenfalls ringförmige Rippe 8 des Verdrängers 3 ein. Der Ring ist an jener Stelle, die dem Steg 5 gegenüberliegt, geschlitzt. Während des Betriebes führt der Verdränger eine orbitale Bewegung aus.The pump according to FIGS. 1 and 2 essentially consists of two
Anlässlich dieser kreisenden Bewegung berührt der Ringkolben ständig sowohl die innere als auch die äussere Umfangswand der Förderkammer. Durch seine Lageänderung wird zum einen über den Einlass 6 Arbeitsmittel in die Kammer 4 hineingesaugt und zum andern über den Auslass 7 aus der Maschine hinausgefördert.On the occasion of this circular movement, the ring piston constantly touches both the inner and the outer peripheral wall of the delivery chamber. Due to its change in position, on the one hand, working fluid is sucked into the
Zur verdrehungsfreien Führung des Verdrängers 3 ist eine Kreuzscheibenkupplung vorgesehen. Sie besteht im wesentlichen aus einem Zwischenring 9, welcher an seinen beiden Planseiten mit Leisten 10 versehen ist. Die dem Verdränger 3 zugekehrten Leisten 10 greifen in entsprechend konfigurierte, vertikal verlaufende Nuten 11 im Verdränger 3 ein. Jene Leisten, die der feststehenden rechten Gehäusehälfte 2 zugekehrt sind, müssen senkrecht zu den erstgenannten Leisten angeordnet sein, im vorliegenden Fall also horizontal und deshalb in dem Längsschnitt nach Fig.1 nicht sichtbar. Auch sie gleiten in entsprechend konfigurierten, horizontal in der Stirnseite der Gehäusehälfte 2 eingearbeiteten NutenA cross-disk coupling is provided for the rotation-free guidance of the
Zum orbitalen Umlauf des Verdrängers 3 ist ein Antrieb mittels Taumelstab 12 vorgesehen. Ein nicht näher dargestellter Kurbeltrieb 13 ist kurbelseitig mit einer Gelenkpfanne 14 bestückt, in welcher der Taumelstab 12 mit einem ersten Kugelabschnitt 15 drehbar und schwenkbar einsitzt. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Antriebsvariante beschränkt ist. Massgeblich ist lediglich eine Konstruktion, bei welcher der Taumelstab nicht eine Drehbewegung, sondern eine Taumelbewegung vollführt, wobei sich die Bewegungsachse auf einem Kegelmantel befindet.A drive by means of a
Am entgegengesetzten Ende weist der Taumelstab 12 einen zweiten Kugelabschnitt 16 auf. Koaxial mit der Hauptachse des Kurbeltriebes 13 ist dieser zweite Kugelabschnitt im linken feststehenden Gehäuseteil 1 drehbar und taumelfähig gelagert.At the opposite end, the
In der Ebene des Verdrängers 3 ist der Taumelstab 12 mit einem dritten Kugelabschnitt versehen, dessen Kugelradius mit Vorteil jenem des zweiten Kugelabschnitts entspricht. Dieser dritte Kugelabschnitt ist in der Nabe des Verdrängers 3 drehbar und taumelfähig gelagert.In the plane of the
Wären die Lagerstellen für die beiden Kugelabschnitte 16 und 17 nunmehr zylindrische Lagerbuchsen, so würden die beispielsweise fliehkraftbedingten, rein radialen Kräfte nur auf einer halbkreisförmigen Linie abgestützt werden. Axialgerichtete Kräfte könnten überhaupt nicht übertragen werden.If the bearing points for the two
Diese Lagerstellen werden deshalb als halbkugelförmige Gelenkpfannen 18, 19 ausgebildet. Halbkugelig deshalb, weil dadurch zum einen die benötigten Einzelteile auf ein Minimum reduziert sind, und weil zum andern die Montage sehr einfach wird.These bearing points are therefore designed as hemispherical
Dies gilt allerdings nur, wenn die tragende Fläche in der Kugelpfanne innerhalb einer und derselben Kugelhemisphäre liegt. Diese Bedingung führt dazu, dass die Gelenkpfannen 18, 19 für die Aufnahmen der zweiten und dritten Kugelabschnitte spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, d.h. die tragenden Kugelflächen sind voneinander abgekehrt.However, this only applies if the load-bearing surface in the ball socket lies within one and the same spherical hemisphere. This condition means that the
Die axiale Kraft, die notwendig ist, damit die Kugelabschnitte unter allen Betriebszuständen satt in ihren jeweiligen Pfannen einliegen, wird durch Federmittel aufgebracht.The axial force that is necessary for the spherical sections to fit snugly in their respective pans under all operating conditions is applied by spring means.
Eine erste Lösungsmöglichkeit hierfür zeigt Fig.3. Der zweite Kugelabschnitt 16′ ist mit einer zentralen Bohrung versehen und lose auf den Taumelstab 12′ aufgesteckt, so dass er auf dem Taumelstab verschiebbar ist. Die gegeneinandergerichteten Flächen der Kugelabschnitte 16′ und 17′ sind abgeflacht und bilden jeweils einen Anschlag für eine Druckfeder 20′. Im montierten Zustand drückt diese Feder 20′ die Kugelabschnitte auseinander. Zur Aufnahme des Taumelstabs 12′ anlässlich einer Verschiebung des Kugelabschnitts 16′ ist die Gelenkpfanne 18′ im festen Bauteil 1 mit einer Ausnehmung 21 versehen.A first solution to this is shown in FIG. 3. The second ball section 16 'is provided with a central bore and loosely attached to the wobble rod 12', so that it is displaceable on the wobble rod. The opposing surfaces of the ball sections 16 'and 17' are flattened and each form a stop for a compression spring 20 '. In the assembled state, this spring 20 'pushes the ball sections apart. To accommodate the wobble rod 12 'on the occasion of a shift of the Ball section 16 'is the socket 18' in the fixed
Die in Fig.4 gezeigte Lösung geht aus von einem Gleitstein 22, welcher axial verschiebbar im linken Gehäuseteil 1 einsitzt. In der dem Verdränger 3 zugekehrten Stirnfläche ist im Gleitstein die Gelenkpfanne 18 eingearbeitet. In dieser liegt der Kugelabschnitt 16 ein. Damit der Kugelabschnitt eine jederzeit definierte sphärische Auflage hat, ist auch hier der Pfannengrund mit einer Ausnehmung 21 versehen, so dass das Kopfende des Kugelabschnitts in keinem Fall Grundberührung hat. Die Axialkraft wird über die Schraubenfeder 20 aufgebracht, die vom Gehaüseteil 1 auf den Gleitstein 22 einwirkt.The solution shown in Figure 4 is based on a sliding
Unter Hinweis auf die Anordnung nach Fig.1 wird festgehalten, dass die Federkraft nicht so gross sein darf, dass die Rippen 8 des Verdrängers 3 von ihrer Dichtfläche an der Seitenwand des Gehäuses 1 abheben könnten. Die Gegenkraft, die diese Dichtwirkung aufrechterhält, wird über die Kreuzscheibenkupplung 9, 10 auf den Verdränger 3 übertragen.With reference to the arrangement according to FIG. 1, it is noted that the spring force must not be so great that the
Immerhin muss die Federkraft so gross sein, dass die zusätzliche axiale Kraft in Zusammenwirkung mit der erwähnten radialen Kraft eine Abstützung der Kugelabschnitte in einer sphärischen Fläche verursacht. Diese sphärische Kontaktzone muss in jedem Fall erhalten bleiben, unabhängig von einem etwaigem Materialabtrag an einem der beteiligten Maschinenteile.After all, the spring force must be so great that the additional axial force in cooperation with the radial force mentioned causes the spherical sections to be supported in a spherical surface. This spherical contact zone must be preserved in any case, regardless of any material being removed from one of the machine parts involved.
Nachstehende Beispiele zeigen, welche möglichen Fehler anhand der Erfindung kompensiert werden können:
- Anlässlich der Taumelbewegung kann Material an der Kugel abgetragen werden. Dadurch kann sich die Kugel in die Pfanne "hineinfressen". Die Durchmesser von Kugel und Pfanne werden hierbei kleiner. Durch die konstante sphärische Kugelauflage bleibt die Verbindung achsgleich und spielfrei, obschon sich neben der Verkleinerung der Durchmesser auch der Abstand zwischen den
Kugelzentren der Kugelabschnitte 16 und 17 vergrössert hat.
- On the occasion of the tumbling movement, material can be removed from the ball. This allows the ball to "eat" into the pan. The diameter of the ball and pan will become smaller. Due to the constant spherical ball support, the connection remains coaxial and free of play, although in addition to the reduction in diameter, the distance between the ball centers of the
16 and 17 has increased.ball sections
Diese Ueberlegung gilt im übrigen auch, wenn sich nur die Kugeln oder nur die Pfannen abreiben.
- Anlässlich der orbitalen Bewegung können sich auch die
Stirnseiten der Rippen 8am feststehenden Gehäuse 1 abreiben. Nach Fig.1 würde demnach der Abstand zwischenden Kugelabschnitten 16 und 17 geringer. Auch dieses Verhalten verkraften die Lösungsprinzipien nach den Fig.3 und 4 mühelos.
- On the occasion of the orbital movement, the end faces of the
ribs 8 can also rub against the fixedhousing 1. According to Figure 1, the distance between the 16 and 17 would be smaller. The solution principles according to FIGS. 3 and 4 can also easily cope with this behavior.spherical sections
Es versteht sich, dass bei einer Veränderung des Abstandes zwischen den zweiten und dritten Kugelabschnitten der sich auf einem Kegelmantel befindende Winkel der Bewegungsachse ebenfalls ändert. Dies gilt auch für den Abstand zwischen den Kugelabschnitten 16 resp. 17 und 15. In jedem Fall ist die Exzentrizät e (Fig.4) beizubehalten. Andererseits ist die Ebene des zweiten Kugelabschnittes massgebend für den Translationskreis und ist somit Bezugsebene. Deshalb muss auch der erste Kugelabschnitt 15 verschiebbar ausgebildet werden. Und zwar muss er zum einen in Längsrichtung des Taumelstabes verschiebbar sein, wie das in Fig.4 angedeutet ist; zum andern muss er auch in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar sein wegen der angesprochenen möglichen Winkelveränderung. Vorzugsweise wird deshalb dieser erste Kugelabschnitt 15 ebenfalls in eine als Gelenkpfanne 14 ausgebildete Lagerbüchse eingebettet. Diese in der Zeichnung nur schematisch dargestellte Gelenkpfanne 14 ist ihrerseits mit einer Gleitfläche 23 versehen, welche auf einer entsprechenden Gegenfläche des Kurbeltriebes 13 allseitig verschiebbar ist. Gleitfläche 23 und Gegenfläche befinden sich dabei in einer Ebene parallel zur Achse des Kurbeltriebes.It goes without saying that when the distance between the second and third spherical sections changes, the angle of the movement axis located on a conical surface also changes. This also applies to the distance between the
Der Vorteil eines derartig ausgebildeten Taumelantriebes kann anhand folgender Ueberlegung festgehalten werden: Die grösste im Betrieb vorherrschende radiale Kraft wirkt auf die Lagerkombination 17/19. Diese Kraft wird aufgenommen von den beiden Lagerkombinationen 15/14 und 16/18. Ueber die Wahl der Hebelarme zwischen den jeweiligen Kugelabschnitten hat man nun ein Mittel in der Hand, die Lagerbelastung in der Kombination 15/14 möglichst niedrig zu halten. Dadurch kann dieses Lager in seinen Dimensionen, d.h. insbesondere in seinem Kugeldurchmesser klein bemessen werden mit der Folge, dass es eine geringe Reibleistung aufweist. Andererseits sind die Gelenkpfannen für die zweiten und dritten Kugelabschnitte keine separaten Einzelteile, sondern sie sind in ohnehin vorhandenen Bauteilen integriert, einerseits im Verdränger, andererseits im feststehenden Gehäuseteil oder im Gleitstein. Die Lösung ist schon aus diesem Grunde sehr kostengünstig. Da es sich bei diesen Gelenkpfannen überdies nur um Halbschalen ohne Hinterschnitt handelt, sind auch die für die Herstellung benötigten Spritz- oder Presswerkzeuge nicht aufwendig.The advantage of a wobble drive designed in this way can be determined on the basis of the following consideration: The greatest radial force prevailing in operation acts on the bearing
- 1,2 Gehäusehälfte1.2 housing half
- 3 Verdränger3 displacers
- 4 Förderkammer4 delivery chamber
- 5 Steg5 bridge
- 6 Einlass6 admission
- 7 Auslass7 outlet
- 8 Rippe8 rib
- 9 Zwischenring9 intermediate ring
- 10 Leiste10 bars
- 11 Nut11 groove
- 12,12′ Taumelstab12.12 ′ wobble
- 13 Kurbeltrieb13 crank mechanism
- 14 Gelenkpfanne14 joint socket
- 15 erster Kugelabschnitt15 first ball section
- 16,16′ zweiter Kugelabschnitt16.16 ′ second spherical section
- 17,17′ dritter Kugelabschnitt17.17 'third spherical section
- 18,18′ Gelenkpfanne in 118.18 ′ socket in 1
- 19 Gelenkpfanne in 319 socket in 3
- 20 Federmittel20 spring means
- 21 Ausnehmung21 recess
- 22 Gleitstein22 sliding block
- 23 Gleitfläche23 sliding surface
Claims (4)
characterised in that
the bearing bushes for the second and third ball sections (16, 16′ and 17, 17′ resp.) are hemispherical joint sockets (18, 18′ and 19 resp.) which are arranged in mirror image in the two members (1, 3), spring means (20, 20′) ensuring a close fit of the ball sections in the joint sockets.
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