DE102015200448A1

DE102015200448A1 - Radial piston engine

Info

Publication number: DE102015200448A1
Application number: DE102015200448.1A
Authority: DE
Inventors: Günther Scharnagel; Klaus BAUMANN
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2016-07-14

Abstract

Eine Radialkolbenmaschine weist eine in ihrer Exzentrizität verstellbare Kurbelwelle (1) auf, welche ein verschiebbares Bauteil (2) aufweist, in welchem eine Geberkontur (3) angeordnet ist, welche mit einem Sensor (5) zusammenwirkt, so dass die Exzentrizität der Kurbelwelle auf einfache Weise auch bei stehender Radialkolbenmaschine ermittelbar ist.A radial piston engine has an eccentricity adjustable crankshaft (1), which has a displaceable component (2) in which a donor contour (3) is arranged, which cooperates with a sensor (5), so that the eccentricity of the crankshaft to simple Way even with stationary radial piston machine can be determined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. The invention relates to a radial piston machine according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Die DE 10 2012 214 385 A1 offenbart eine Radialkolbenmaschine mit einer Sensorvorrichtung, mittels welcher eine verstellbare Amplitude einer auf das Bauteil übertragbaren Antriebsbewegung sensierbar ist. Um diese Amplitude zu sensieren, muss die Kurbelwelle eine Drehbewegung ausführen und zumindest einen gewissen Drehwinkel zurücklegen. Bei sehr kleinen Drehzahlen wird somit ein großes Zeitfenster zur Sensierung der Amplitude benötigt. The DE 10 2012 214 385 A1 discloses a radial piston machine with a sensor device, by means of which an adjustable amplitude of a transmissible to the component drive movement is sensed. To sense this amplitude, the crankshaft must make a rotational movement and cover at least a certain angle of rotation. At very low speeds, therefore, a large time window is needed to sense the amplitude.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenmaschine mit einer in ihrer Exzentrizität verstellbaren Kurbelwelle zu schaffen, bei welcher sich die Exzentrizität auch bei stehender Radialkolbenmaschine auf einfache Weise sensieren lässt. The present invention has for its object to provide a radial piston machine with an adjustable in its eccentricity crankshaft, in which the eccentricity can be sensed easily even when the radial piston engine.

Die Aufgabe wird mit einer auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Radialkolbenmaschine gelöst. The problem is solved with a generic features of the characterizing features of the main claim radial piston engine.

Erfindungsgemäß weist die Radialkolbenmaschine eine in ihrer Exzentrizität verstellbare Kurbelwelle auf, wobei die Exzentrizität durch Verschieben eines Bauteils innerhalb der Kurbelwelle erreicht wird. According to the invention, the radial piston engine has an adjustable in its eccentricity crankshaft, wherein the eccentricity is achieved by moving a component within the crankshaft.

Die Position dieses verschiebbaren Bauteils wird durch einen Sensor unmittelbar sensiert. Dabei kann der Sensor direkt mit dem verschiebbaren Bauteil zusammenwirken. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Sensor mit einem weiteren Bauteil zusammenwirkt, welches mit dem verschiebbaren Bauteil in Verbindung steht. The position of this displaceable component is directly sensed by a sensor. The sensor can interact directly with the displaceable component. However, there is also the possibility that the sensor cooperates with another component which is in communication with the displaceable component.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Sensor als berührungsloser Sensor ausgebildet. Der Sensor gibt je nach Position des verschiebbaren Bauteils ein elektrisches Signal aus, welches beispielsweise eine analoge Spannung oder ein Pulsbreitenmodulationssignal, ein sogenanntes PWM ist, welches sich in Abhängigkeit der Position des verschiebbaren Bauteils verändert. Hierfür weist das verschiebbare Bauteil oder das weitere Bauteil eine Geberkontur auf, welche durch den Sensor sensiert werden kann. Die Geberkontur kann so ausgeformt sein, dass das ausgegebene Signal linearisiert ist. In a further embodiment of the invention, the sensor is designed as a contactless sensor. Depending on the position of the displaceable component, the sensor emits an electrical signal which, for example, is an analog voltage or a pulse width modulation signal, a so-called PWM, which changes as a function of the position of the displaceable component. For this purpose, the displaceable component or the further component has an encoder contour, which can be sensed by the sensor. The encoder contour can be formed so that the output signal is linearized.

Indem das verschiebbare Bauteil oder das mit dem verschiebbaren Bauteil in Wirkverbindung stehende weitere Bauteil direkt sensiert wird, kann die Exzentrizität der verstellbaren Kurbelwelle auch bei stehender Radialkolbenmaschine sensiert werden und somit das Hubvolumen der Radialkolbenmaschine direkt berechnet werden. Indem die Signalübertragung des Sensors drahtlos erfolgt, kann der Sensor direkt benachbart zur Kurbelwelle und zum verschiebbaren Bauteil innerhalb der Radialkolbenmaschine angeordnet sein. By directly sensing the displaceable component or the further component operatively connected to the displaceable component, the eccentricity of the adjustable crankshaft can be sensed even when the radial piston engine is stationary, and thus the stroke volume of the radial piston engine can be calculated directly. By the signal transmission of the sensor is wireless, the sensor can be arranged directly adjacent to the crankshaft and the displaceable component within the radial piston machine.

Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen. Further features can be found in the description of the figures.

Es zeigen Show it

1 eine Teilschnittansicht einer Radialkolbenmaschine; 1 a partial sectional view of a radial piston machine;

2 eine Ansicht des verschiebbaren Bauteils mit zwei möglichen Sensorpositionen; 2 a view of the displaceable component with two possible sensor positions;

3 die Schnittansicht durch das verschiebbare Bauteil der 2; 3 the sectional view through the displaceable component of 2 ;

4 verschiedene Positionen des verschiebbaren Bauteils zum Sensor; 4 different positions of the displaceable component to the sensor;

5 den Signalverlauf zu den Positionen der 4; 5 the waveform to the positions of 4 ;

6 mögliche Positionen des drahtlosen Sensors; und 6 possible positions of the wireless sensor; and

7 weitere mögliche Positionen des drahtlosen Sensors. 7 other possible positions of the wireless sensor.

Fig. 1: Fig. 1:

Die Funktion der Radialkolbenmaschine ist bis auf den Sensor der DE 10 2012 214 385 A1 zu entnehmen, welche bis auf die Sensorik hiermit mitumfasst sein soll. Die Radialkolbenmaschine weist eine Kurbelwelle 1 auf, deren Exzentrizität durch das verschiebbare Bauteil 2 bestimmt wird. Das verschiebbare Bauteil 2 weist eine Geberkontur 3 auf, welche mit einer Sensoreinrichtung 4 eines Sensors 5 zusammenwirkt. Die Sensoreinrichtung 4 ist im rotierbaren Teil 6 des Sensors 5 angeordnet und der rotierbare Teil 6 überträgt das Signal drahtlos an das feststehende Teil 7 des Sensors 5, welches im feststehenden Gehäuseteil 8 angeordnet ist. Das rotierbare Teil 6 ist benachbart zum Lager 9 angeordnet. Wird das verschiebbare Bauteil 2 verschoben und die Exzentrizität der Radialkolbenmaschine verändert, so verändert sich die Geberkontur 3 zur Sensoreinrichtung 4, wodurch der Sensor 5 sein elektrisches Signal verändert. Somit kann die Exzentrizität der Radialkolbenmaschine schnell und präzise ermittelt werden. The function of the radial piston machine is down to the sensor DE 10 2012 214 385 A1 to be taken, which should be hereby included except for the sensor. The radial piston engine has a crankshaft 1 on, whose eccentricity by the movable component 2 is determined. The sliding component 2 has an encoder contour 3 on, which with a sensor device 4 a sensor 5 interacts. The sensor device 4 is in the rotatable part 6 of the sensor 5 arranged and the rotatable part 6 transmits the signal wirelessly to the fixed part 7 of the sensor 5 , which in the stationary housing part 8th is arranged. The rotatable part 6 is adjacent to the camp 9 arranged. Will the sliding component 2 shifted and changed the eccentricity of the radial piston engine, so the encoder contour changes 3 to the sensor device 4 , causing the sensor 5 changed its electrical signal. Thus, the eccentricity of the radial piston machine can be determined quickly and accurately.

Fig. 2: Fig. 2:

Es ist möglich, die Sensoreinrichtung 4 an jeder Seite des verschiebbaren Bauteils anzuordnen, wobei die Geberkontur 3 zur Sensoreinrichtung 4 in der 3 ersichtlich ist. It is possible the sensor device 4 to arrange on each side of the displaceable component, wherein the encoder contour 3 to the sensor device 4 in the 3 is apparent.

Fig. 4: 4:

Die Sensoreinrichtung 4 liefert abhängig von der Position der Geberkontur 3 ein elektrisches Signal, welches beispielsweise als analoge Spannung oder als Pulsbreitenmodulationssignal, das sogenannte PWM, ausgegeben werden kann, wobei durch die Formgebung der Geberkontur 3 das Signal linearisiert werden kann. Die drei unterschiedlichen Positionen des verschiebbaren Bauteils 2 führen zu unterschiedlichem Signalverlauf, welches in 5 dargestellt ist. The sensor device 4 supplies depending on the position of the encoder contour 3 an electrical signal which can be output, for example, as an analog voltage or as a pulse width modulation signal, the so-called PWM, wherein the shape of the encoder contour 3 the signal can be linearized. The three different positions of the displaceable component 2 lead to different waveform, which in 5 is shown.

Fig. 6: Fig. 6:

Es besteht die Möglichkeit, die Sensoreinrichtung 4, wie in 1 dargestellt, direkt mit dem rotierbaren Teil 6 zu verbinden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Sensoreinrichtung 4 vom rotierbaren Teil 6 zu trennen und das rotierbare Teil 6 am axialen Ende der Kurbelwelle 1 anzuordnen. Dabei kann das rotierbare Teil 6 entweder axial noch innerhalb der Erstreckung der Kurbelwelle 1, jedoch radial außerhalb der Kurbelwelle 1 angeordnet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das rotierbare Teil 6 in axialer Richtung außerhalb der Kurbelwelle 1 anzuordnen, jedoch radial innerhalb der Kurbelwelle 1 anzuordnen. Das feststehende Teil 7 ist immer im feststehenden Gehäuseteil 8 angeordnet. There is the possibility of the sensor device 4 , as in 1 represented, directly with the rotatable part 6 connect to. But there is also the possibility of the sensor device 4 from the rotatable part 6 to separate and the rotatable part 6 at the axial end of the crankshaft 1 to arrange. Here, the rotatable part 6 either axially still within the extension of the crankshaft 1 but radially outside the crankshaft 1 be arranged. But there is also the possibility of the rotatable part 6 in the axial direction outside the crankshaft 1 but radially within the crankshaft 1 to arrange. The fixed part 7 is always in the stationary housing part 8th arranged.

Fig. 7: Fig. 7:

Es besteht die Möglichkeit, das feststehende Teil 7 in axialer Richtung neben dem rotierbaren Teil 6 anzuordnen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das feststehende Teil 7 radial benachbart außerhalb des rotierbaren Teils 6 anzuordnen. There is a possibility, the fixed part 7 in the axial direction next to the rotatable part 6 to arrange. But there is also the possibility of the fixed part 7 radially adjacent outside of the rotatable part 6 to arrange.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Kurbelwelle crankshaft
2 2: verschiebbares Bauteil movable component
3 3: Geberkontur donors contour
4 4: Sensoreinrichtung sensor device
5 5: Sensor sensor
6 6: rotierbares Teil rotatable part
7 7: feststehendes Teil fixed part
8 8th: feststehendes Gehäuseteil fixed housing part
9 9: Lager camp

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012214385 A1 [0002, 0018]

Claims

Radial piston engine with an eccentricity adjustable crankshaft ( 1 ), wherein a component of the crankshaft, which is in operative connection with a piston, is designed to be displaceable, characterized in that a displacement path of the displaceable component ( 2 ) or the displacement of an associated with the displaceable component further component is directly sensed.

Radial piston machine according to claim 1, characterized in that the displaceable component ( 2 ) or the further component a donor contour ( 3 ), which with a sensor ( 5 ), whereby the sensor ( 5 ) regardless of whether the crankshaft ( 1 ), outputs an electrical signal which depends on the position of the displaceable component ( 2 ) changes.

Radial piston machine according to claim 2, characterized in that the electrical signal is an analog voltage or a pulse width modulation signal, PWM.

Radial piston machine according to claim 2, characterized in that the signal transmission of the sensor ( 5 ) takes place wirelessly.

Radial piston machine according to claim 2, characterized in that the encoder contour ( 3 ) is formed so that the electrical signal is linearized.

Radial piston machine according to claim 2, characterized in that the sensor ( 5 ) a fixed part ( 7 ), which in a fixed housing part ( 8th ) of the radial piston machine is arranged and the sensor ( 5 ) a rotatable part ( 6 ) and that the sensor ( 5 ) a sensor device ( 4 ), which with the encoder contour ( 3 ) cooperates.

Radial piston machine according to claim 6, characterized in that the rotatable part ( 6 ) concentric with one over a bearing ( 9 ) stored part of the crankshaft ( 1 ) is arranged.

Radial piston machine according to claim 7, characterized in that the rotatable part ( 6 ) adjacent to a warehouse ( 9 ) of the crankshaft ( 1 ) is arranged.

Radial piston machine according to claim 7, characterized in that the rotatable part ( 6 ) at an axial end of the crankshaft ( 1 ) is arranged.

Radial piston machine according to claim 6, characterized in that the sensor device ( 4 ) adjacent to the encoder contour ( 3 ) is arranged.