DE722665C - Piston engine with a wobble link - Google Patents

Description

Kolbenmaschine mit Taumelglied Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine mit Zylindern, die um die Kurbelwelle herum und parallel zu dieser liegen, wobei die Kolben mit einem auf einer einmal gekröpften schrägen Kurbel der Welle angeordneten Taumelglied verbunden sind, und wobei eine am Taumelglied vorgesehene Ringfläche .sich auf einer Ringfläche am Maschinenrahmen abwälzt: Zum Zwecke der Drehungsverhinderung für das Taumelglied sind dabei in bekannter Weise am Maschinenrahmen Kegelzahnkränze vorgesehen. Eine derartige Maschine kann sowohl als Kraftmaschine, z. B. als Verbrennungskraftmaschine, als auch als Pumpe verwendet werden.Piston machine with a wobble element The invention relates to a piston machine with cylinders that are around and parallel to the crankshaft, where the pistons are arranged on a cranked crank of the shaft Swash member are connected, and wherein an annular surface provided on the swash member . rolls on a ring surface on the machine frame: for the purpose of preventing rotation for the wobble member, bevel gear rings are in a known manner on the machine frame intended. Such a machine can be used both as a prime mover, e.g. B. as an internal combustion engine, as well as being used as a pump.

Die bekannten Maschinen dieser Art haben den Nachteil, daß es nicht möglich ist, die auf das Taümelglied ausgeübten Kräfte ohne Verwendung von Axialdrucklagern mittels der Kurbelwellenlagerung auf den Maschinenrahmen zu übertragen und die miteinander zusammenarbeitenden Flächen des Taumelgliedes und des Maschinenrahmens stets richtig passend in bezug aufeinander zu halten. Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu vermeiden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß außer dem erwähnten Ringflächensatz ein zweiter Satz von sich aufeinander abwälzenden Ringflächen vorgesehen ist, von denen sich eine am Taumelglied und eine am Maschinenrahmen befindet, und die derart angeordnet sind, daß auf das Taumelglied sowohl in der einen als in der anderen Richtung der Maschinenmittellinie wirkende Axialkräfte von den Flächen am Taumelglied auf den Maschinenrahmen übertragen werden.The known machines of this type have the disadvantage that it does not is possible, the forces exerted on the thawing member without the use of thrust bearings to be transferred to the machine frame by means of the crankshaft bearing and to each other cooperating surfaces of the wobble member and the machine frame always correct to keep fit in relation to each other. The main purpose of the invention is to to avoid this disadvantage. This is achieved according to the invention in that in addition to the aforementioned set of annular surfaces, a second set of rolling over one another Annular surfaces is provided, one of which is on the wobble member and one on the machine frame is located, and which are arranged such that on the wobble member in both the axial forces acting in the other direction of the machine center line are transferred from the surfaces on the wobble member to the machine frame.

Das Taumelglied ist dadurch in seiner Lage immer richtig in bezug auf den festen Maschinenrahmen festgelegt.As a result, the position of the wobble element is always correct fixed on the fixed machine frame.

Die neue Bauweise eignet sich vorzüglich zum Bau einer :einfachen, leichten, doppelt wirkenden Maschine, d. h. einer Maschine, bei der zu beiden Seiten des Taumelgliedes Zylinder angeordnet sind.The new construction is ideal for building a: simple, light, double acting machine, d. H. a machine the cylinders are arranged on both sides of the wobble member.

Ein weiterer Vorteil der neuen Bauweise besteht darin, saß das auf das Taumelglied wirkende, resultierende Kräftepaar, wie es sehr zweckmäßig ist, in der Maschine, und zwar teilweise vom Maschinenrahmen, aufgenommen, wodurch mindestens eines der zwischen dem Taumelglied und der schrägen Kurbel befindlichen Lager mehr oder weniger entlastet wird.Another benefit of the new design is the sat on the resulting force couple acting on the wobble element, as is very useful, in the machine, partially from the machine frame, added, whereby at least one of the more bearings located between the wobble element and the inclined crank or less is relieved.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist am Taumelglied ein Ring befestigt, der eine dem Innern des Taumelgliedes zugekehrte Ringfläche aufweist, die mit einer Ringfläche am Maschinenrahmen zusammenarbeitet, wobei der andere Satz zusammenarbeitender Flächen des Taumelgliedes und des Maschinenrahmens der Maschinenachse näher liegt als die Fläche am Ring und die damit zusammenarbeitende Fläche. Der abnehmbare Ring, ist ein einfaches Werkstück. Das Taumelglied bleibt deshalb leicht bearbeitbar, und das Einbauen ist nicht schwer.In one embodiment of the invention, a ring is on the wobble member attached, which has an annular surface facing the interior of the wobble member, which cooperates with a ring surface on the machine frame, the other set cooperating surfaces of the wobble member and the machine frame of the machine axis closer than the surface on the ring and the surface that works together with it. Of the removable ring, is a simple workpiece. The wobble link therefore remains light workable, and installation is not difficult.

Bei einer sehr praktischen Ausführungsform der Erfindung bildet die am weitesten von der Maschinenachse entfernt liegende Ringfläche des Maschinenrahmens die Außenseite eines abstehenden Randes eines trichterförmigen Organs, in dem sich in einigem .1,bstand vom abstehenden Rand die zweite ringförmige Fläche des Maschinenrahmens befindet.In a very practical embodiment of the invention, the The annular surface of the machine frame that is furthest away from the machine axis the outside of a protruding edge of a funnel-shaped organ in which in some .1, the second annular surface of the machine frame stood out from the protruding edge is located.

Es kann sich dann ein Teil des Taumelgliedes gegen die Innenwand des trichterförmigen Organs abwälzen. Dadurch wird die unausgenützte Hälfte des auf das Taumelglied wirkenden Kräftepaares, d. h. diejenige Kraft, die nicht zum Antrieb der Drehbewegung der Kurbel beiträgt, unmittelbar auf den Maschinenrahmen übertragen, und es @vird das in der Nähe des trichterförmigen Organs liegende Lager zwischen dem Tauinelglied und der schrägen Kurbel entlastet. Die andere Hälfte des erwähnten Kräftepaares liefert das Drehmoment und wirkt auf die Kurbelwelle in demjenigen zwischen dem Taumelglied und der Kurbel befindlichen Lager, das am weitesten von der Mittellinie der Maschine entfernt liegt.It can then be a part of the wobble member against the inner wall of the roll off funnel-shaped organ. This removes the unused half of the the force couple acting on the wobble member, d. H. the one force that does not drive contributes to the rotation of the crank, transmitted directly to the machine frame, and it @vird the camp lying near the funnel-shaped organ between the rope link and the inclined crank relieved. The other half of that mentioned A couple of forces provides the torque and acts on the crankshaft in the one between the wobble member and the crank bearing that is furthest from away from the center line of the machine.

Bei einer einfachwirkenden Maschine werden die Ringflächen stark gegeneinandergepreßt. Wenn die Maschine aber doppelt wirkend ausgeführt wird, sind auch Axialkräfte, die in entgegengesetzte Richtung arbeiten, wirksam, so saß die aneinander abrollenden Ringflächen weniger stark aufeinandergepreßt werden. Die Adhäsionskräfte zwischen diesen Flächen sind also geringer, so saß diese Flächen einen geringeren Teil ' des Drehmomentes, welches das Taumelglied tun die Kurbel herum zu drehen versucht, aufnehmen. Bei den Ringflächen in einer einfach wirkenden Maschine ist dieser Teil viel größer. Bekanntlich muß bei diesen -'#faschinen das Taumelglied verhindert werden, eine derartige Drehung auszuführen.In a single-acting machine, the ring surfaces are strongly pressed against one another. But if the machine is designed to be double-acting, there are also axial forces that work in opposite directions, effectively, so sat the unwinding Ring surfaces are less strongly pressed together. The adhesive forces between these areas are therefore smaller, so these areas sat a smaller part ' the torque that the wobble member tries to turn the crank around, take up. In the case of the ring surfaces in a single-acting machine, this part is much larger. As is well known, the wobble link must be prevented in these fascines to make such a rotation.

Eines der besten Mittel zu diesem Zwecke besteht darin, saß am Taumelglied ein Kegelrad angebracht wird, das sich auf einem am Maschinenrahmen befestigten konischen Zahnrad abwälzt.One of the best ways to do this is to sit on the wobble member a bevel gear is attached, which is attached to a on the machine frame conical gear rolls off.

Bei der Maschine gemäß der Erfindung können diese Zahnräder entweder um die am weitesten von der Achse entfernt liegenden Abwalzflächen herum oder mehr nach innen. z. B. zwischen den beiden Sätzen von Abwalzflächen angeordnet werden. Bei der vorliegenden doppelt wirkenden Maschine werden aber diese Zahnräder im wesentlichen das gesamte auf das Taumelglied wirkende Drehrnoment aufnehmen müssen. Wenn viele Zylinder da sind, also bei Motoren großer Leistung, ist es deshalb zweckmäßig, zwei Sätze von "Zahnrädern vorzusehen, und zwar einen Satz in der Nähe des einen Satzes von Ringflächen und den anderen Satz in der Nähe des andern Ringflächenansatzes. Weil aber die Ringflächen nur eine so geringe Druckbelastung zu tragen brauchen, ist es möglich, die zwei Sätze von Zahnrädern diese geringe Druckbelastung selbst aufnehmen zu lassen, d. h. die Ringflächen werden als gezahnte Flächen ausgebildet.In the machine according to the invention, these gears can either around the rolling surfaces furthest from the axis or more inside. z. B. be placed between the two sets of rolling surfaces. In the present double-acting machine, however, these gears are essentially must absorb the entire torque acting on the wobble element. If many There are cylinders, so in engines with high output, it is therefore advisable to have two Provide sets of "gears, one set near the one set of ring surfaces and the other set near the other ring surface approach. But because the ring surfaces only need to bear such a low pressure load, it is possible to use the two sets of gears this low pressure load itself to be recorded, d. H. the ring surfaces are designed as toothed surfaces.

Vorzugsweise werden dann Zähne verwendet, welche auf dem Zahnkopf tragen, nämlich runde Zähne, so saß die Ringflächen dann sozusagen eine gewellte Oberfläche erhalten. An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert. ' Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt, zum größten Teil im Schnitt, eine doppelt wirkende Maschine, bei der zu beiden Seiten des Taurnelgliedes i Zylinder 2 und 2" angeordnet sind, in denen sich Kolben 3 und 3" befinden. Ein Satz von Kolben 3 und 3a ist in irgendwelcher Weise derart zu einem Bauteil verbunden, so saß der Einbau möglich ist. Der Satz von Kolben 3 und 3« weist eine Aussparung 4. auf, in die ein Arm des Taumelgliedes i hineinragt. Zwischen dem Taumelglied und dem Kolben ist irgendeine zweckmäßige Verbindung vorgesehen (s. z. B. deutsche Patentschrift 531 753). Diese Verbindung ist hier nicht beschrieben.Preferably teeth are then used which are on the tooth head wear, namely round teeth, the ring surfaces then sat, so to speak, a corrugated one Surface preserved. With reference to the drawing, the invention is exemplified below explained in more detail. '' The drawing shows in longitudinal section, for the most part in section, a double-acting machine with cylinders on both sides of the barrel link 2 and 2 "are arranged, in which pistons 3 and 3" are located. A set of pistons 3 and 3a is in some way connected to form a component, so sat the Installation is possible. The set of pistons 3 and 3 ″ has a recess 4. in which protrudes one arm of the wobble member i. Between the wobble member and the piston any suitable connection is provided (see e.g. German patent specification 531 753). This connection is not described here.

Das Taumelglied i ist auf der schrägen Kurbel 5 der Kurbelwelle 6 angeordnet. Der Winkel zwischen der Kurbel und der Maschinenlängsachse a ist z. B. 15 bis 2o°. Das Taumelglied i weist nun eine Ringfläche 7 auf, die sich beim Drehen der Kurbelwelle auf die Ringfläche 8 am Maschinenrahmen 13 abwälzt. Diese Fläche 8 ist eine Kegelfläche, deren Erzeugenden die Maschinenlängsachse unter einem Winkel (3 (= go - a) schneiden. Ein derartiger Flächensatz ist bekannt (s. z. B. deutsche Patentschrift 666 i58). Diese Flächen können aber nur solche Axialkräfte aufnehmen, welche vom Taumelglied in einer Richtung, in der Zeichnung nach rechts, auf den Maschinenrahmen ausgeübt werden, also z. B. auf die Kolben 3 wirkende Expansionskräfte. Es werden nun in entgegengesetzter Richtung arbeitende Axialkräfte, z. B. die auf die Kolben 3" ausgeübten Kräfte, von einer Ringfläche 9 aufgenommen, die die Außenseite eines abstehenden Randes io eines trichterförmigen Organs i i bildet. Das Organ i i ist mittels Bolzen 12 am Maschinenrahmen 13 befestigt. Auf dieser Fläche 9 wälzt sich beim Drehen der Kurbel eine Fläche 2o ab, die sich an einem Ring i¢ befindet, der mittels Bolzen 15 am Taumelglied befestigt ist.The wobble member i is arranged on the inclined crank 5 of the crankshaft 6. The angle between the crank and the machine longitudinal axis a is z. B. 15 to 20 °. The wobble element i now has an annular surface 7 which rolls onto the annular surface 8 on the machine frame 13 when the crankshaft is rotated. This surface 8 is a conical surface, the generators of which intersect the longitudinal axis of the machine at an angle (3 (= go - a). Such a set of surfaces is known (see e.g. German Patent 666158) A wobble member can be exerted on the machine frame in one direction, to the right in the drawing, i.e., for example, expansion forces acting on the pistons 3. There are now axial forces acting in the opposite direction, eg the forces exerted on the pistons 3 ″ , taken up by an annular surface 9 which forms the outside of a protruding edge io of a funnel-shaped organ ii. The organ ii is fastened by means of bolts 12 to the machine frame 13. A surface 2o rolls on this surface 9 when the crank is turned a ring i ¢ is located, which is fastened to the wobble member by means of bolts 15.

Das Taumelglied wird daran gehindert, sich um die Kurbel zu drehen. Hierzu dient das Kegelrad 16, das sich auf dem Zahnrad 17 am Maschinengestell abwälzt.The wobble member is prevented from rotating around the crank. The bevel gear 16, which rolls on the gear 17 on the machine frame, is used for this purpose.

Die Außenseite 18 des Zahnrades 16 kann sich dabei auch noch auf der Innenwand ig des Organs i i abwälzen. Diese Innenwand kann also die eine Hälfte des auf das Taumelglied wirkenden resultierenden Kräftepaares aufnehmen.The outside 18 of the gear 16 can also be on the Roll off the inner wall ig of the organ i i. So this inner wall can do one half of the resulting force couple acting on the wobble member.

Es ist noch auf einen wesentlichen konstruktiven Vorteil hinzuweisen, nämlich den, daß die Zahnräder 16 und 17 und die Flächen 7 und 8 bzw. 9 und 2o ganz geschützt liegen, so daß z. B. ein Gegenstand, der in den Motor oder in die Pumpe hineinfällt, diese Flächen nie berühren kann.There is also a significant structural advantage to be noted, namely that the gears 16 and 17 and the surfaces 7 and 8 or 9 and 2o are completely protected, so that, for. B. an object that falls into the motor or pump can never touch these surfaces.

An den aus zwei einfachen Teilen 2i und 22 bestehenden Zylinderblock sind an beiden Seiten Zylinderköpfe 23 und 2q. mit Ventilen, Brennstoffnadeln usw. befestigt.On the cylinder block consisting of two simple parts 2i and 22 are cylinder heads 23 and 2q on both sides. with valves, fuel needles, etc. attached.

Bei Vergleich mit den bekannten Bauweisen (s. z. B. deutsche Patentschrift 666 158) ist ohne weiteres einzusehen, daß eine doppelt wirkende Maschine auf keinen Fall das doppelte Gewicht bzw. die doppelte Länge der einfach wirkenden Maschine besitzt.When comparing with the known construction methods ( see e.g. German patent specification 666 1 58) it is readily apparent that a double-acting machine in no case has twice the weight or twice the length of the single-acting machine.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: -i. Kolbenmaschine mit Zylindern, die um die Kurbelwelle herum und parallel zu dieser liegen, wobei die Kolben mit einem auf einer einmal gekröpften schrägen Kurbel der Welle angeordneten Taumelglied verbunden sind und wobei eine am Taumelglied vorgesehene Ringfläche sich auf einer Ringfläche am Maschinenrahmen abwälzt sowie zum Zwecke der Drehungsverhinderung für das Taumelglied am Taumelglied und am Maschinenrahmen Kegelkränze vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem erwähnten Ringflächensatz (7, 8) ein zweiter Satz von sich aufeinander abwälzenden Ringflächen .(9, 2o) vorgesehen ist, von denen sich eine am Taumelglied (i) und eine am Maschinenrahmen (i3) befindet, -und die derart angeordnet sind, daß auf das Taumelglied sowohl in der einen als in der anderen Richtung der Maschinenmittellinie wirkende Axialkräfte von den Flächen am Taumelglied auf den Maschinenrahmen übertragen werden. PATENT CLAIMS: -i. Piston machine with cylinders which are around and parallel to the crankshaft, the pistons being connected to a wobble member arranged on a cranked inclined crank of the shaft and an annular surface provided on the wobble member rolling on an annular surface on the machine frame and for the purpose of Rotation prevention for the wobble element is provided on the wobble element and on the machine frame, characterized in that, in addition to the aforementioned set of annular surfaces (7, 8), a second set of rolling ring surfaces (9, 2o) is provided, one of which extends on the wobble element ( i) and one on the machine frame (i3), - and which are arranged in such a way that axial forces acting on the wobble element in one direction as well as in the other direction of the machine center line are transmitted from the surfaces on the wobble element to the machine frame. 2. Kolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am Taumelglied (i) ein Ring (1q.) befestigt ist, der eine dem Innern des Taumelgliedes zugekehrte Ringfläche (2o) aufweist, die mit einer Ringfläche (9) am Maschinenrahmen (i3) zusammenarbeitet, wobei vorzugsweise der andere Satz zusammenarbeitender Flächen (7, 8) des Taumelgliedes und des Maschinenrahmens der Maschinenachse näher liegt als die Fläche (2o) am Ring (i4) und die mit diesem zusammenarbeitenden Flächen (9, ig). 2. Piston machine according to claim i, characterized in that that a ring (1q.) is attached to the wobble member (i), which is one of the inside of the wobble member facing annular surface (2o), which with an annular surface (9) on the machine frame (i3) cooperating, preferably the other set of cooperating surfaces (7, 8) of the wobble element and the machine frame is closer to the machine axis than the surface (2o) on the ring (i4) and the surfaces cooperating with this (9, ig). 3. Kolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die am weitesten von der Maschinenachse entfernt liegende Ringfläche (9) des Maschinenrahmens (i3) die Außenseite eines abstehenden Randes (io) eines trichterförmigen Organs (ii) bildet, in dem sich vorzugsweise in einigem Abstand vom Rand eine zweite ringförmige Fläche (ig) des Maschinenrahmens (i3) befindet. 4.. Kolbenmaschine gemäß Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen (7, 8) mit vorzugsweise runden Zähnen (i6, 17) versehen sind.3. Piston machine according to claim i, characterized in that the furthest Ring surface (9) of the machine frame (i3) that is remote from the machine axis the outside of a protruding edge (io) of a funnel-shaped organ (ii) forms, in which, preferably at some distance from the edge, a second annular Surface (ig) of the machine frame (i3). 4 .. piston machine according to claim i, 2 or 3, characterized in that the annular surfaces (7, 8) preferably with round teeth (i6, 17) are provided.