DE202019001218U1

DE202019001218U1 - Rotary valve drive for geared rotary piston engines

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Publication number: DE202019001218U1
Application number: DE202019001218.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2029-03-14

Abstract

Drehventilantriebe für Zahnrad-Kreiskolbenmotoren
◯ mit einem scheibenförmigen Drehventil (1),
◯ einem axialwirkenden Ausgleichskolben (2),
◯ einer zentral angeordneten drehmomentwirksamen Abtriebswelle (3),
◯ einem mit der Welle (3) über eine Innenverzahnungg (4) im Eingriff im Zahneingriff befindlicher Kreiskolben (5),
◯ einem zur Welle (3) zentrisch angeornetem Stator (6) mit einer Sator-Innen verzahnung (7), in die der Kreiskolben (5) mit seiner Aussen-Innen-Verzahnung eine Orbitbewegung (Kreisbewegung) ausführt mit einer Zähnezahldifferenz von 1 , wöbei die Exzentrizität (Achsdabstand) (18) der Innverzahnung (4) zwischen der Welle (3) und dem Kreiskolben (5) exakt dieselbe ist wie die Exzentrizität (8) der Innenverzahnung (7) des Stators (6).
◯ mit die Welle (3) umgebende Taumelhülsen (9) als Antrieb für das Drehventil (1), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Taumelhülsen (9) und dem Ausgleichkolben (2) eine Zwischenhülse (10) angeordnet ist zum Antrieb des Drehventils (1).

Rotary valve actuators for geared rotary piston engines
◯ with a disc-shaped rotary valve (1),
◯ an axial-acting compensating piston (2),
◯ a centrally arranged torque-effective output shaft (3),
Kreis a rotary piston (5) in meshing engagement with the shaft (3) via an internal toothing g (4),
◯ one to the shaft (3) centrally angeornetem stator (6) with a Sator inner toothing (7), in which the rotary piston (5) with its outer-inner toothing orbit movement (circular motion) performs with a tooth number difference of 1, wöbei the eccentricity (Achsdabstand) (18) of the internal toothing (4) between the shaft (3) and the rotary piston (5) is exactly the same as the eccentricity (8) of the internal toothing (7) of the stator (6).
With the shaft (3) surrounding wobble sleeves (9) as a drive for the rotary valve (1), characterized in that between the swash sleeves (9) and the compensating piston (2) an intermediate sleeve (10) is arranged for driving the rotary valve (1 ).

Description

Die Erfindung betrifft Drehventilantriebe für hydrstatische Zahnrad-Kreiskolbenmotoren , bei denen sogenannte Taumelhülsen verwender werden zur Übertragung der Drehzahl des Kreiskolbens um seine eigene Achse auf das kommutierende Drehventil. Hierbei ist zu beachten, dass das Drehventil eine zentrische Drehbewegung bezüglich des Srators der Kreiskolbenmaschine ausübt. Da der Kreiskolben eine Orbitbewegung ausführt gegenüber dem Stator, muss ein Verbindungrorgan verwendet werden, das eine Taumelbewegung ausführt, um die Exzentrizität des Kreiskolbens zu überbrücken.The invention relates to rotary valve actuators for hydromatic geared rotary piston engines in which so-called wobble sleeves are used for transmitting the rotational speed of the rotary piston about its own axis to the commutating rotary valve. It should be noted that the rotary valve exerts a centric rotational movement with respect to the stator of the rotary piston engine. Since the rotary piston makes an orbital movement with respect to the stator, it is necessary to use a connecting element that performs a wobbling motion in order to bridge the eccentricity of the rotary piston.

In dem Falle, dass dieses taumelnde Organ direkt den Kreiskolben mit dem Drehventil drehzahlwirksam verbindet, wird der Taumelwinkel verhältnismäßig gross entsprechend der Exzentrizität (Achsabstand) des Kreiskolbens zum Stator.In the event that this tumbling member directly connects the rotary piston with the rotary valve effective speed, the wobble angle is relatively large according to the eccentricity (center distance) of the rotary piston to the stator.

In einem anderen Fall, bei dem aus Gründen der Lagerung der Abtriebswelle die direkte Verbindung nicht möglich ist, ist ein Exzentergetriebe vorgesehen, das die entsprechende Drehzahlübersetzung zwischen dem Kreiskolben und dem Drehventil erzeugt. Aber auch dort muss das übertragende Organ von dem sich exzentrisch bewegende Teil des Exzentergetriebes eine, wenn auch meistens kleinere Taumelbewegung ausführen.In another case, in which for reasons of storage of the output shaft, the direct connection is not possible, an eccentric is provided which generates the corresponding speed ratio between the rotary piston and the rotary valve. But even there, the transmitting organ of the eccentric moving part of the Exzentergetriebes has to perform a, albeit usually smaller tumbling motion.

Ziel der Erfindung ist, den erforderlichen Taumelwinkel so klein wie möglich zu machen, da dieser die Dauerfestigkeit der jeweiligen übertragenden Verzahnungen beeinflußt. Ferner ist bei grossem Taumelwinkel ein grösseres Zahnspiel notwendig, damit in der Beweglichkeit keine Zwänge entstehen.The aim of the invention is to make the required wobble angle as small as possible, as this affects the fatigue strength of the respective transmitting teeth. Furthermore, a large backlash is necessary with a large wobble angle, so that no constraints arise in the mobility.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zwischen diesen Organen, in unseren Falle als Taumelhülsen 9 um die Welle 3 ausgeführt, und dem Ausgleichkoben 2 eine Zwischenhülse 10 anzuordnen als Antrieb für das Drehventil 1. Durch Verzahnungen 12 wird dann die Drehbewegung der Taumelhülse 9 auf die Zwischenhülse 1: 1 übertragen. Diese Zwischenhülse 10 ist dann zweckmäßig im im Ausgleichkolben drehbar gleitgelagert.According to the invention, it is proposed between these organs, in our case as Taumelhülsen 9 around the shaft 3 executed, and the Ausgleichkoben 2 an intermediate sleeve 10 to be arranged as a drive for the rotary valve 1 , By gears 12 then the rotational movement of the wobble sleeve 9 transferred to the intermediate sleeve 1: 1. This intermediate sleeve 10 is then suitably rotatably slidably mounted in the compensating piston.

In beiden Fällen ist somit eine Verlängerung der Taumelhülsen 9 möglich, sodass die Größe des Taumelwinkels 18 und 19 sehr viel kleiner wird. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.In both cases, therefore, an extension of the wobble sleeves 9 possible, so the size of the swash angle 18 and 19 gets much smaller. Further advantageous features of the invention can be found in the further subclaims.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert:
1 zeigt einen Zahnrad-Kreiskolbenmotor, bei dem das Drehventil 1 direkt mittels einer Taumelhülse 9 mit dem Kreiskolben 5 drehzahlgleich in Verbindung steht. Die links im Bild dargestellte Aussenverzahnung 13 der Taumelhülse 9 greift am gesamten Umfang in die Innenverzahnung 4 ein, wobei deutlich sichtbar wird, dass durch den kleinen Taumelwinkel 18 nur ein kleiner Teil der axialen Eingrifflänge der Aussen-Innenverzahnung für die Übertragung des Drehmomentes vom Kreiskolben 5 auf die Abtriebswelle 3 veloren geht Dieser Vorteil erhöht die Leistung des Hydraulischen Kreiskolbenmotors. Durch die erfindungsgemäße Verlängerung der Taumalhülse 9 wird der Taumelwinkel 18 um mehr als die Hälfte reduziert gegenüber einer Ausführung gemäß der EU-Patentanmeldung Nr. EP 3 441 613 A1 .With reference to the drawings, the invention is explained in more detail:
1 shows a geared rotary engine in which the rotary valve 1 directly by means of a wobble sleeve 9 with the rotary piston 5 at the same speed. The external teeth shown on the left in the picture 13 the wobble sleeve 9 engages in the internal gearing on the entire circumference 4 a, where it is clearly visible that due to the small wobble angle 18 only a small part of the axial Eingrifflänge the outer internal teeth for the transmission of torque from the rotary piston 5 on the output shaft 3 This advantage increases the performance of the hydraulic rotary piston engine. By the inventive extension of Taumalhülse 9 becomes the wobble angle 18 reduced by more than half compared to an embodiment according to the EU patent application no. EP 3 441 613 A1 ,

2 zeigt einen Zahnrad-Kreiskolbenmotor im Längschnitt, bei dem ein Exzentergetriebe vorgesehen ist, das die erforderliche Übersetzung zwischen der Welle 3 und dem Drehventil entsprechend der Übersetzung zwischen der Welle 3 und dem Kreiskolben 5 erzeugt. Hierbei wird durch die erfindungsgemäße Verlängerung der Taumelhülse 9 der Taumelhülse noch stärker reduziert als bei der Maschine gemäß 1. Der Betrag des Taumelwinkes ligt nur noch im Bereich von 1.5 Winkelgraden. Die kleine Taumelbewegung erhöht beträchlich die Leistungfähigkeit des Exzentergetriebes und dessern Lebensdauer. 2 shows a geared rotary piston engine in longitudinal section, in which an eccentric gear is provided, which is the required ratio between the shaft 3 and the rotary valve according to the ratio between the shaft 3 and the rotary piston 5 generated. This is due to the inventive extension of the wobble sleeve 9 the wobble sleeve even more reduced than the machine according to 1 , The amount of wobble mitigates only in the range of 1.5 degrees. The small tumbling motion significantly increases the performance of the eccentric and its lifetime.

Wie man der 2 entnehmen kann, ist auch der Bauaufwand für das Exzentergetriebe 14 kleiner, weil das innenverzahnte Hohlrad einstückig mit dem Gehäuseteil 16 ausgeführt ist. Dies ist bei der Maschine gemäß dem Patent EP 1 776 525 B1 in dieser kompakten Form nicht der Fall.How to get the 2 can be seen, is also the construction cost of the eccentric gear 14 smaller, because the internally toothed ring gear integral with the housing part 16 is executed. This is the machine according to the patent EP 1 776 525 B1 not the case in this compact form.

Die 3 schließlich zeit einen Querschnitt durch den Zahnrad-Kreiskolbenmotor im Bereich des Kreiskolbens 5 und dem Stator 6 mit der gemeinsamen Exzentrizität 8 des Orbitsystems zum besseren Verständnis. Man kann hier deutlich sehen, dass die Welle 3 nicht dieselbe Drehzahl hat wie der Kreiskolben 5 um seine eigene Achse.The 3 finally time a cross section through the geared rotary engine in the region of the rotary piston 5 and the stator 6 with the common eccentricity 8th of the orbit system for better understanding. You can clearly see here that the wave 3 does not have the same speed as the rotary piston 5 around its own axis.

Zusammenfassung:Summary:

Zahnrad-Kreiskolbenmotoren benötigen eine 1:1 Übertragung der Drehzahl des Kreiskolbens 5 um seine eigene Achse auf das kommutierende Drehventil 1 um seine zum Stator zentrische eigene Achse. Wegen der exzentrischen Orbitbewegung des Kreiskolbens sind taumelnde Organe, z.B. Taumelhülsen (9) notwendig. Um den Taumelwinkel (18,19) möglichst klein zu halten, wird gemäß der Erfindung zwischen der Taumelhülse (9) und dem Ausgleichskolben (2) eine Zwischenhülse (10) angeordnet. Diese Zwischenhülse (10) ist im axialen Ausgleichkolben (2) drehbar gleitgelagert und wird über Verzahnungen (12) mit der Taumelhülse (9) drehzahlübertragend verbunden.Geared rotary engines require a 1: 1 transmission of the speed of the rotary piston 5 about its own axis on the commutating rotary valve 1 around its axis centered on the stator. Because of the eccentric orbital movement of the rotary piston are tumbling organs, such as tumbling sleeves ( 9 ) necessary. To the tumbling angle ( 18 . 19 ) to keep as small as possible, according to the invention between the wobble sleeve ( 9 ) and the balance piston ( 2 ) an intermediate sleeve ( 10 ) arranged. This intermediate sleeve ( 10 ) is in the axial balance piston ( 2 ) rotatably mounted and is via toothings ( 12 ) with the wobble sleeve ( 9 ) speed-transmitting connected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 3441613 A1 [0007]
EP 1776525 B1 [0009]

Claims

Rotary valve drives for geared rotary piston engines ◯ with a disc-shaped rotary valve (1), ◯ an axially acting balance piston (2), ◯ a centrally arranged torque effective output shaft (3), ◯ one with the shaft (3) via an internal toothing g (4) in meshing engagement located rotary piston (5), ◯ one to the shaft (3) centrally angeornetem stator (6) with a Sator inner toothing (7), in which the rotary piston (5) performs an orbit movement (circular motion) with its outer-inner teeth a tooth number difference of 1, wöbei the eccentricity (Achsdabstand) (18) of the internal toothing (4) between the shaft (3) and the rotary piston (5) is exactly the same as the eccentricity (8) of the internal toothing (7) of the stator (6) , With the shaft (3) surrounding wobble sleeves (9) as a drive for the rotary valve (1), characterized in that between the swash sleeves (9) and the compensating piston (2) an intermediate sleeve (10) is arranged for driving the rotary valve (1 ).

Rotary valve drives for geared rotary piston engines according to Claim 1 , characterized in that the wobble jaws (9) with the teeth (12) in 1: 1 - rotatable connection with the intermediate sleeve (10).

Rotary valve drives for geared rotary piston engines according to Claim 1 and 2, characterized in that the intermediate sleeve (10) in the compensating piston (2) is rotatably mounted slide-mounted.

Rotary valve drives for geared rotary piston engines according to Claim 1 to 3 ; characterized in that the intermediate sleeve (10) seen axially on the side of the rotary valve (1) engaging in the rotary valve toothing (11) and on the opposite side an internal toothing (12) which in a corresponding external toothing of the wobble sleeves (9) intervenes.

Rotary valve drive for a geared rotary piston engine according to Claim 1 to 4 , characterized in that the wobble sleeve (9) on the rotary piston side directly into the internal toothing (4) of the rotary piston (5) 1: 1 engages with its external toothing (13) to transmit speed.

Rotary valve drive for a geared rotary piston engine according to Claim 1 to 4 , characterized in that the wobble sleeve (9) seen axially on the rotary piston side is part of a known eccentric gear (14).

Rotary valve drive for a geared rotary piston engine according to Claim 6 , characterized in that the known eccentric gear (14) is immediately adjacent to the tapered roller bearing (15) between the output shaft (3) and the stationary Gehäüseteil (16) is arranged.

Rotary valve drive for a geared rotary piston engine according to Claim 6 and 7 , characterized in that the ring gear of the known eccentric gear (14) with its internal toothing (17) is an integral part of the stationary housing part (6).