DE3606281A1

DE3606281A1 - 90-degree V-engine crank mechanism

Info

Publication number: DE3606281A1
Application number: DE19863606281
Authority: DE
Inventors: Toan Dat Tran
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-02-11
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1987-02-05

Abstract

The 90-degree V-engine crank mechanism for a reciprocating piston engine with self-balancing eccentric can be statically and dynamically balanced by means of the crank itself and the planet wheels for balancing the reciprocating masses. This is a straight linkage, which can be described from the known Cardan circle. In this the lantern wheel overlaps the pairs of planet wheels, which roll around the bearing gear fixed to the housing and at the same time determine the kinematics of this mechanism. The internal bore of the bearing wheel may be designed as a pedestal bearing. Consequently this crank mechanism requires significantly less internal space.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Kurbeltriebwerk nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur Kupplung von Kol ben und Welle in Kolbenmaschinen, gewöhnlich als Gerad lenker genannt.The invention relates to a crank engine according to the preamble of claim 1 for coupling Kol ben and shaft in piston machines, usually as a straight line called handlebar.

Derartige Getriebe, deren Prinzip seit 17. Jahrhundert als Kardanscher Kreis bekannt ist, sind in erster Linie für die modernen Kompressoren mit doppelwirkenden Kolben sehr begehrt aber auch als Verbrennungskraftmaschine anzuwenden.Such gears, their principle since the 17th century is known as the Kardan Circle primarily for using modern compressors double-acting pistons also very popular as Apply internal combustion engine.

State of the art and criticism of the state of the art

Es ist bekannt, daß der herkömmliche Tauchkolben für eine Hubkolbenmaschine den größten Reibungsanteil an Kolben im Betrieb hat.It is known that the conventional plunger for a reciprocating piston machine has the largest share of friction on pistons in operation.

Das Getriebe aus DE-PS 8 75 110 ist daher ein Versuchs beispiel dafür, durch Abwälzen eines Planetenrades im Innern eines gestellfesten Innenkranzes von doppelten Teilkreisdurchmesser und mit Hilfe eines Kurbelzapfens, dessen Drehachse durch den Teilkreis des Planeten rades geht, und einer mit dem Planetenrad fest verbun denen Kurbelwelle, eine geradlinige hin-und-her Bewe gung zu verwirklichen, um die oben genannte Reibung gründlich abzuschaffen und den Wirkungsgrad einer Maschine zu verbessern.The gear from DE-PS 8 75 110 is therefore an experiment example of this, by rolling a planet gear in Inside a frame-fixed inner ring of double Pitch circle diameter and with the help of a crank pin, its axis of rotation through the pitch circle of the planet wheel goes, and one firmly connected to the planet gear the crankshaft, a straight back and forth movement to realize the above-mentioned friction abolish thoroughly and the efficiency of a Machine to improve.

Dieses Getriebe benötigt paarweise zwei Innenkranze, deren Einbau im modernen Gehäuse aus Leichtmetall sich als sehr schwierig erweisen kann, und nimmt da her in Anspruch relativ großen Innenraumbedarf.This gearbox requires two inner rings in pairs, their installation in a modern housing made of light metal can prove to be very difficult and takes forth in claim relatively large interior space requirements.

Das Schubkurbelsystem-Baureihe ist durch DE-PS 27 20 284 bekannt geworden. Bei diesem Getriebe wird die gegen läufige Drehrichtung von doppelter Drehzahl des Sekun därexzenters durch die im Gehäuse drehbar befestigte Planetenräder über ein laufendes Hohlrad synchroni siert. The sliding crank system series is by DE-PS 27 20 284 known. This gearbox is the opposite Current direction of rotation of twice the speed of the second the eccentric by the rotatably mounted in the housing Planet gears synchroni over a running ring gear siert.

Bei diesem Schubkurbelsystem ist der Kolbenhub zu gering und kann erhöht werden nur durch entsprechende Vergrößerung des Synchrongetriebes.With this push crank system, the piston stroke is too low and can only be increased by appropriate Magnification of the synchronous gear.

Diese Nachteile treffen ebenfalls der DE-OS 32 32 098 zu, welche ein nahezu ähnliches Getriebe vorlegt. Der bisherige bekannte Tauchkolben mit Kreuzkopf, d. h. Kolben mit Zusatzkolben und Pleul, führt zur erheblichen Bauhöhe der Zylinder.These disadvantages also affect DE-OS 32 32 098 to, which presents an almost similar gear. The previously known plunger with cross head, d. H. Piston with additional piston and connecting rod leads to considerable height of the cylinders.

task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hub kolbenmaschine so auszurüsten, daß sie für Motoren und für Kolbenarbeitsmaschinen angewendet werden kann, wobei alle Drehteile sich statisch und dynamisch aus wuchten lassen und die Reibung an Kolben vernachläs sigbar klein ist.The invention has for its object a hub to equip the piston machine so that it can be used for engines and can be used for piston working machines, where all turned parts are static and dynamic Have it balanced and neglect the friction on the piston sigbar is small.

solution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurbel (4) die Planetenpaare (14 a, 14 b) in Auge (13, 13 a) enthält und das Zapfenrad (6) auf dem Grundzapfen (7) erfaßt, welches die Planetenräder (5, 5 a) eingreift, und gegenüber die gepaarten Planetenräder (8, 8 a) sich um das gehäusefeste Lagerrad (9) abrollen.This object is achieved in that the crank ( 4 ) contains the pairs of planets ( 14 a , 14 b) in the eye ( 13, 13 a) and the pin wheel ( 6 ) on the base pin ( 7 ) which detects the planet wheels ( 5 , 5 a) engages, and opposite the paired planet gears ( 8, 8 a ) roll around the bearing wheel ( 9 ) fixed to the housing.

Further embodiment of the invention

Der Zapfen (7 d) des Grundzapfens (7) ist fest im Au ge (7 e) der Drehscheibe (4 a) eingepreßt. Diese Dreh scheibe (4 a) ist konzentrisch mit der Kurbelwelle (16) im Gehäuselager (1) gelagert. Am Kurbelzapfen (10, 10 a) ist die Pleuelstange ( 2) drehbar angeschlossen, an deren oberen Teil ist der Kolben (11) teilweise gelen kig verbunden.The peg (7 d) of the base pin (7) (7 e) pressed firmly ge Au in the hub (4 a). This rotary disc ( 4 a) is mounted concentrically with the crankshaft ( 16 ) in the housing bearing ( 1 ). On the crank pin ( 10, 10 a) the connecting rod ( 2 ) is rotatably connected, on the upper part of the piston ( 11 ) is partially connected kig.

Die drehende Kurbel (4) und Drehscheibe (4 a) nehmen mit sich die Planetenpaare (14 a, 14 b) und den Grundzap fen (7) um. Dadurch ist es möglich, durch geeignete Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder, das Kardansche Prinzip für einen Geradlenker zu verwirklichen. The rotating crank ( 4 ) and turntable ( 4 a) take with them the planetary pairs ( 14 a , 14 b) and the base pin ( 7 ). This makes it possible to implement the gimbal principle for a straight link by means of suitable gear ratios.

Laufen die Planetenpaare (14 a, 14 b) mit i-fache Winkel geschwindigkeit der Kurbel (4), dann ist diese Winkel geschwindigkeit über die Planetenräder (5, 5 a) aufs Zapfenrad (6) zu doppelte so groß und gegenläufig wie die der Kurbel (4) zu reduzieren.Run the planetary pairs ( 14 a , 14 b) with i -fold angular speed of the crank ( 4 ), then this angular speed via the planet gears ( 5, 5 a) on the pinion gear ( 6 ) is twice as large and opposite to that of Reduce crank ( 4 ).

Dadurch ist es auch möglich, das Drehen des Zapfenrades (6), das durch treibende Pleuelstange (2) betrieben wird, über die Planetenpaare (14 a, 14 b) wieder auf die Kurbelwelle (16) zu übertragen. Dabei spricht der Bolzen (14) der Planetenpaare (14 a, 14 b) bei dem Angriff der Planetenräder (8, 8 a) aufs Lagerrad (9) an und bringt die Kurbel (4) an der Stelle der Augen (13, 13 a) in die seit wärts Auslenkungsbewegung.This also makes it possible to transfer the rotation of the pinion gear ( 6 ), which is operated by the driving connecting rod ( 2 ), back to the crankshaft ( 16 ) via the planetary pairs ( 14 a , 14 b) . The bolt ( 14 ) of the planetary pairs ( 14 a , 14 b) responds to the attack of the planet gears ( 8, 8 a) on the bearing wheel ( 9 ) and brings the crank ( 4 ) in the place of the eyes ( 13, 13 a ) in the deflection movement upwards.

Achievable advantages

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß das Getriebe relativ kleinen Innenraumbedarf benötigt und ein Teil des Treibmoments verstärkt wird. Mit der Erfindung wird auch in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß zur Auswuchtung des Getriebes die Planetenpaare (14 a, 14 b) ausgenutzt werden können.The advantages achieved by the invention are that the gearbox requires a relatively small interior space and that part of the driving torque is increased. With the invention it is also advantageously achieved that the planetary pairs ( 14 a , 14 b) can be used for balancing the gear.

description

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und werden im folgenden näher be schrieben.Embodiments of the invention are in the drawing voltage and are described in more detail below wrote.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Teilschnitt der Fig. 2, wobei die Planeten paare (14 a, 14 b) deutlich im Eingriff zu erkennen sind. Fig. 1 shows a partial section of Fig. 2, wherein the planet pairs ( 14 a , 14 b) can be clearly seen in engagement.

Fig. 2 einen Schnitt entlang Q10-R1 der Fig. 1, bei dem die Drehscheibe (4 a) als Drehgelenk im Gehäuse lager ausgeführt ist. Fig. 2 shows a section along Q 10- R 1 of Fig. 1, in which the turntable ( 4 a) is designed as a swivel bearing in the housing.

Fig. 3 die erweiterte Kurbelwelle mit zwei Kurbelge trieben. Fig. 3, the extended crankshaft with two crank drives.

Fig. 4 die schematische Anordnung der erweiterten Kurbelwelle mit den zugehörigen Schubrichtun gen und Kolbenstellungen. Fig. 4 shows the schematic arrangement of the expanded crankshaft with the associated Schubrichtun conditions and piston positions.

Fig. 5 die schematische Darstellung einer Pleuelstan ge, bei der der Kolben teilweise bewegbar ist. Fig. 5 shows the schematic representation of a connecting rod ge, in which the piston is partially movable.

Fig. 1 zeigt die Stellung der Kurbelzapfen (10, 10 a) beim Einbau dieses Kurbelgetriebes. Dabei ist das Lagerrad (9) vor der Be festigung im Gehäuse so zu verdrehen, bis die Kurbelzapfen (10, 10 a) die Schubrichtungen (S 1, S 2) erreichen. Fig. 1 shows the position of the crank pin ( 10, 10 a) when installing this crank mechanism. The bearing wheel ( 9 ) is to be fixed in the housing before mounting until the crank pins ( 10, 10 a) reach the thrust directions (S 1 , S 2 ).

Fig. 2 zeigt ein 90 Grad V-Triebwerk mit zwei Zylindern z. B. als Triebwerk für Druckluftverdichter, bei dem zum Ausgleich der Bewegmassen die Planetenpaare, die Kurbel (4) und eventuell die Innenbohrungen in der Drehscheibe (4 a) ausgenutzt sind. Fig. 2 shows a 90 degree V engine with two cylinders z. B. as an engine for compressed air compressors, in which the planetary pairs, the crank ( 4 ) and possibly the inner bores in the turntable ( 4 a) are used to compensate for the moving masses.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines 90 Grad V- Triebwerkes in Reihe, z. B. als 4-Zylinder Ausführung für Motor. Die Grundzapfen (7) sind parallel und symetrisch zur Drehachse O in der Drehscheibe (4 a) fest eingebaut. Fig. 3 shows a schematic representation of a 90 degree V engine in series, for. B. as a 4-cylinder version for the engine. The base pins ( 7 ) are installed parallel and symmetrical to the axis of rotation O in the turntable ( 4 a) .

Fig. 4 zeigt die Stellung der Kolben des 90 Grad V-Triebwerkes, bei dem zwei Kolben gleichzeitig OT bzw. UT erreichen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die durch die Kolbenbewegung hervorgerufenen sinusförmigen Schwingungen sich gegenseitig neutralisieren. Fig. 4 shows the position of the piston of the 90 degree V-engine, in which two pistons simultaneously OT and UT reach. This arrangement has the advantage that the sinusoidal vibrations caused by the piston movement neutralize each other.

Fig. 5 zeigt die schematische Darstellung der Pleuelstange mit eingebauten Kolben. Wegen der Abnutzung der Zahnräder im Betrieb und/oder Fertigungs- Montageungenauigkeit wird die Geradführung der Kurbelzapfen beeinträchtigt. Der Kolben ist teilweise gelenkig durchgeführt, um das Klemmen im Zylinder zu vermeiden. Fig. 5 shows the schematic representation of the connecting rod with built-in pistons. Because of the wear of the gears during operation and / or manufacturing inaccuracy, the straight guidance of the crank pin is impaired. The piston is partially articulated to avoid jamming in the cylinder.

Claims

Claim 1
The crank gear 90 degree V engine with the eccentric, which consists of the pinion ( 6 ), two crank pins ( 10, 10 a) and the carrier tube ( 21 ), characterized in that the crank ( 4 ) the planetary pairs ( 14 a , 14 b) , which overlap the pin wheel ( 6 ) and at the same time roll around the bearing wheel ( 9 ), and forms over the base pin ( 7 ) on which the eccentric is mounted, in the crank ( 4 ).

Claim 2 according to 1
The crank gear 90 degree V engine, characterized in that the axes of rotation Q 1 and Q 2 of the crank pin ( 10, 10 a) at the same distance PQ 1 = PQ 2 = e parallel and symmetrical to the axis of rotation P of the base pin ( 7 ) are arranged.

Claim 3 according to 1 and 2
The crank gear 90 degree V engine, characterized in that the eccentric around the rotational axis P is balanced without additional masses, and for the static and dynamic compensation of the crankshaft ( 16 ) the planetary pairs ( 14 a , 14 b) and the crank ( 4 ) are used .

Claim 4 according to 1 and 2
The crank gear 90 degree V engine, characterized in that the planetary pairs ( 14 a , 14 b) by toothing the pinion ( 6 ) relative to the crankshaft ( 16 ) causes an opposite double angular speed.

Claim 5 according to 1, 2 and 4
The crank gear 90 degree V engine, characterized in that the pin ( 7 d) of the base pin ( 7 ) in the eye ( 7 e) of the rotary disc ( 4 a) is firmly inserted, and this turntable ( 4 a) concentrically with the crankshaft ( 16 ) is mounted in the housing.

Claim 6 according to 5
The crank gear 90 degree V engine, characterized in that a second crank gear can be attached in series, the base pins ( 7 ) in the common intermediate turntable be ( 4 a) are firmly pressed.

Claim 7 according to 6
The crank gear 90 degree V engine, characterized in that the paired crank gears are connected in series with one another via a Hirth toothing ( 22 ) or the like.