DE7442733U

DE7442733U - PISTONS FOR ROTARY PISTON MACHINES OF THE TROCHOID DESIGN

Info

Publication number: DE7442733U
Application number: DE19747442733
Authority: DE
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1975-12-11

Description

DORNIER SYSTEM GMBIl' ' Il DORNIER SYSTEM GMBIl '' Il

FriedrichshafenFriedrichshafen

Reg. S 215Reg. S 215

Kolben für Rotationskolbenmaschinen der TrochoidenbauartPistons for rotary piston machines of the trochoid type

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Rotationskolbenmaschinen der Trochoidenbauart mit einem Grundkreis- zu Rollkreisverhältnis von 1 und äußerer Hüllkurve, wobei durch Entfernen oder Anordnen von Massen die aufgrund der Kolbengeometrie vorhandene Unwucht beseitigbar ist.The invention relates to a piston for rotary piston machines of the trochoid type with a base circle to pitch circle ratio of 1 and an outer envelope curve, whereby the imbalance present due to the piston geometry can be eliminated by removing or arranging masses.

Die Epitrochoide mit einem Grund- zu Rollkreisverhältnis von η = 1 ist als einzige in ihrer Reihe unsymmetrisch zum Mittelpunkt. Wird diese Epitrochoide - gepaart mit ihrer äußeren Hüllkurve - einer Rotationskolbenmaschine zugrundegelegc, so muß die Masse des trochoidenförmigen Kolbens symmetrisch um die Kolben-Drehacnse angeordnet werden. Hierzu sind bisher die Kolben mit einem Gegengewicht höherer spezifischer Wichte als d;as Kolbenmaterial oder mit schwierig herstellbaren Ausfräsungen versehen worden.The epitrochoid with a base to pitch circle ratio of η = 1 is as the only one in its row asymmetrical to the center. Will this epitrochoid - paired with its outer envelope - a rotary piston machine is based on the mass of the trochoidal piston be arranged symmetrically around the piston rotary axis. For this purpose, the pistons have hitherto been equipped with a counterweight with a higher specific gravity than the one Piston material or have been provided with millings that are difficult to manufacture.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen vollständigen Massenausgleich bei Rotationskolben mit gleichförmiger spezifischer Wichte durch Elemente geometrisch einfacher, leicht herstellbarer Form zu schaffen.On the basis of this prior art, the object of the invention is to be found based on a complete mass balance in rotary pistons with uniform specific gravity by means of elements to create a geometrically simple, easily producible shape.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Kolbenmantels eine die Kolbenbohrungswandung umgreifende, parallel zurThis object is achieved in that within the Piston jacket a piston bore wall encompassing, parallel to

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Kolbendrehachse verlaufende Ausnehmung mit zylindrischen Wandungen vorhanden ist, deren Schwerpunktsachse eine größere Exzentrizität aufweist als die Exzentrizität der Kolbenschwerpunktsachse in bezug auf die Kolbendrehachse. Piston axis of rotation extending recess with cylindrical walls is present, the center of gravity axis has a greater eccentricity than the eccentricity of the piston center of gravity axis with respect to the piston axis of rotation.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein die Kolbenbohrungswandung umgreifendes parallel zur Kolbendrehachse verlaufendes zylinderförmiges Gewicht kolbengleicher Wichte vorhanden ist, dessen Schwerpunktsachse eine größere Exzentrizität als die Exzentrizität des Kolbens in bezug auf die Kolbendrehachse aufweist, A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that there is a cylindrical weight of piston-like weight which encompasses the piston bore wall and extends parallel to the piston axis of rotation and whose center of gravity has a greater eccentricity than the eccentricity of the piston with respect to the piston axis of rotation,

Zylinderförmige Bauteile oder zylinderförmige Ausnehmungen sind In der spanlosen und in der spanenden Fertigung sehr einfach herzustellen. Sie werden deshalb im vorliegenden Fall zur Erzielung des Massenausgleichs bei Rotationskolben verwendet. Um einen vollständigen Massenausgleich sicherzustellen, muß die Unwucht des Rotationskolbens durch entsprechendes Anordnen oder Entfernen von Material kompensiert werden. Wird innerhalb der Kclbenkontur z. B. eine zylinderförmige Ausnehmung angeordnet, so muß deren Exzentrizität größer sein als die Exzentrizität der Kolbenmasse in bezug auf die Kolbendrehachse, damit das statische Moment (Produkt aus Fläche und Schwer punktsabstand von der Drehachse) von Kolben und Ausnehmung gleich groß sind, wodurch die Unwucht beseitigt wird.Cylindrical components or cylindrical recesses are very easy to manufacture in non-cutting and cutting production. They are therefore used in the present case to achieve mass balance in rotary pistons. In order to ensure complete mass balancing, the unbalance of the rotary piston must be compensated for by arranging or removing material accordingly. Is within the Kclbenkontur z. B. arranged a cylindrical recess, its eccentricity must be greater than the eccentricity of the piston mass with respect to the piston axis of rotation, so that the static moment (product of area and focus distance from the axis of rotation) of the piston and recess are the same, causing the imbalance is eliminated.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigen;Further advantages, features and possible uses result from the figures described below. Show it;

Fig. 1 und 2 einen erfindungsgemäßen Rotationskolben mit zylinderförmiger Ausnehmung in axialer und radialer Schnittansicht,1 and 2 a rotary piston according to the invention with a cylindrical Recess in axial and radial sectional view,

Fig. 3 und 4 einen spanlos gefertigten erfindungsgemäßen Rotationskolben mit zylinderförmiger Ausnehmung und3 and 4 show a rotary piston according to the invention manufactured without cutting with a cylindrical recess and

Fig. 5 und 6 Schnittansichten eines erfindungsgemäßen Rotationskolbens, wobei die Kolbenbohrung innerhalb eines zylinderförmigen Ausgleichgewichts angeordnet ist.5 and 6 sectional views of a rotary piston according to the invention, wherein the piston bore within a cylindrical counterweight is arranged.

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Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Rotationskolben 2, mit einem trochoidenförmigen Mantel 4 und einer zylinderförmigen Bohrung 6. Die Mittelachse dieser Bohrung, die gleich der Drehachse des Rotationskolbens 2 ist, ist mit 8 bezeichnet und die Bohrungswand mit dem Bezugszeichen 9 versehen. Auch aus Fig* 2 ist deutlich zu erkennen, daß die Mittelachse 8 der 3ohrung mit der Drehachse des Kolbens 2 zusammenfällt. Zur Verdeutlichung der Kolbendrehung ist in Fig. ein Teil einer Kurbelwelle 12 eingezeichnet, die aus einem Wellenteil 14 mit Drehachse 10 und aus einem Kurbelteil 16 besteht. Die Symmetrieachse des Kurbelteils 16 fällt mit. der Drehachse 8 des Kolbens 2 zusammen. Der Kolben 2 ist mittels Nadellager 18 auf dem Kurbelteil 16 der Kurbelwelle gelagert. Wellenteil 14 ist beispielsweise mittels Wälzlager in einem Gehäuse gelagert, in dem auch ein Nachführgetriebe für die Kurbelwelle 12 angeordnet ist; dies ist in den Figuren nicht gezeigt.1 shows an axial section through a rotary piston 2 according to the invention, with a trochoid-shaped jacket 4 and a cylindrical one Bore 6. The center axis of this bore, which is the same as the axis of rotation of the rotary piston 2, is designated by 8 and the wall of the bore is provided with the reference number 9. It is also clear from Fig. 2 recognize that the central axis 8 of the 3ohrung coincides with the axis of rotation of the piston 2. To clarify the piston rotation is shown in Fig. a part of a crankshaft 12 is shown, which consists of a shaft part 14 with an axis of rotation 10 and a crank part 16. The axis of symmetry of the crank part 16 falls with. the axis of rotation 8 of the piston 2 together. The piston 2 is on the crank part 16 of the crankshaft by means of needle bearings 18 stored. Shaft part 14 is supported, for example by means of roller bearings, in a housing in which a tracking gear for crankshaft 12 is also arranged is; this is not shown in the figures.

Der Kolben 2 ist aus zwei topfförmigen Drehteilen 20, 22 zusammengebaut, die spanabhebend gefertigt sind. Umschlossen wird von diesen Bauteilen eine Ausnehmung 24, die eine kreisförmige äußere Wandung 26 und eineThe piston 2 is assembled from two pot-shaped rotating parts 20, 22, which are machined. Is enclosed by these components a recess 24, which has a circular outer wall 26 and a

ebenfalls kreisförmige innere Wandung^aufweist, die baugleich mit der Bohrungswandung 9 ist. Die Ausnehmung 24 mit kreisförmiger Wandung 26 hat eine mit ihrer Mittelachse zusammenfallende Schwerpunktsachse 28, die um das Maß E* gegenüber der Drehachse 8 des Kolbens exzentrisch versetzt ist, während die Schwerpunktsachse 11 der Massenverteilung des Kolbens 2 um das Maß E gegenüber der Drehachse 8 exzentrisch angeordnet ist. Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Exzentrizität E* größer ist als die Exzentrizität E, wodurch bei der im Ausführungsbeispiel gezeigten Verteilung von Massen und Ausnehmungen ein vollkommener Massenausgleich ermöglicht wird.also has a circular inner wall which is identical to the wall 9 of the bore. The recess 24 with a circular wall 26 has a its center axis coinciding center of gravity axis 28, which is offset eccentrically by the dimension E * relative to the axis of rotation 8 of the piston, while the center of gravity axis 11 of the mass distribution of the piston 2 is arranged eccentrically by the dimension E with respect to the axis of rotation 8. From Fig. 2 it can be seen that that the eccentricity E * is greater than the eccentricity E, whereby in the case of the distribution of masses and recesses shown in the exemplary embodiment, complete mass balancing is made possible.

Figuren 3 und 4 zeigen einen erfindungsgemäßen Kolben entsprechend der Figuren 1 und 2, der spanlos herstellbar ist. Der Kolben 32 besteht hier aus einer Nabe 34, die über einen Steg 36 mit einem Zylindermantelteil 38 einstückig geformt ist. Zwischen Nabe 34 und zylindermantelförmigem TeilFigures 3 and 4 show a piston according to the invention accordingly of Figures 1 and 2, which can be produced without cutting. The piston 32 is here from a hub 34, which is connected to a cylinder jacket part 38 via a web 36 is molded in one piece. Between the hub 34 and the cylinder jacket-shaped part

ist eine Ausnehmung 40 gebildet, die in den Fig. 3 und 4 deutlich zu erkennen ist. Da die übrigen Bauteile in ihrer Gestaltung und Funktion gleich den- Bauteilen von Fig. 1 und 2 sind, wurden die entsprechenden Bezugszeichen übernommen. Der Kolben von Fig. 3 und 4 weist außen liegende Ausnehmungen 40, 40' auf; diese Ausgestaltung ist besonders zum Einsatz bei schlitzgesteuerten Rotationskolbenmaschinen verwendbar.a recess 40 is formed, which can be clearly seen in FIGS is. Since the other components are identical in their design and function to the components 1 and 2, the corresponding reference numerals have been adopted. The piston of FIGS. 3 and 4 has external recesses 40, 40 'on; this configuration is particularly suitable for use in slot-controlled rotary piston machines.

Figuren 5 und 6 zeigen einen Kolben 42, bei dem der Massenausgleich durch ein exzentrisch angeordnetes, kreisförmiges Gewicht kolbengleicher Wichte erzielt wird. Das Bauteil 44 weist zwei Ränder 46, 48 auf, zwischen denen sich eine Ausnehmung 50 befindet. Im Ausführungsbeispiel ist der Kolbenmantel 52 ein dünner Ring, der aus einem anderen Material als das Bauteil 44 gefertigt sein kann. Solch ein Mantel 52 kann mit wenig Arbeitsaufwand auf die Trochoidenform geschliffen werden und der Mantel 52 kann aus einem verschleißfesten Material hergestellt sein. Vorteilhaft ist es ferner, daß der Mantel 52 bei Beschädigungen austauschbar ist.Figures 5 and 6 show a piston 42 in which the mass balance is achieved by an eccentrically arranged, circular weight of piston-like weight. The component 44 has two edges 46, 48 between which there is a recess 50. In the exemplary embodiment, the piston skirt is 52 a thin ring which can be made of a different material than the component 44. Such a jacket 52 can be done with little labor be ground to the trochoid shape and the jacket 52 can be made of a wear-resistant material. It is also advantageous that the jacket 52 is replaceable if damaged.

In Figuren 5 und 6 liegt die Exzentrizität El' des Gewichts 44 der Exzentrizität El der Ausnehmung 50 diametral in bezug auf die Drehachse 8 des Kolbens gegenüber. Die Schwerpunkts achse des Gewichts 44 ist mit 45 und die Schwerpunktsachse der Ausnehmung ist mit 47 bezeichnet.In Figures 5 and 6, the eccentricity El 'of the weight 44 is the Eccentricity El of the recess 50 diametrically with respect to the axis of rotation 8 of the piston opposite. The center of gravity of the weight 44 is 45 and the center of gravity of the recess is denoted by 47.

Wie die Figuren 1 bis 6 zeigen, lassen sich mit Hilfe des Gegenstandes der Erfindung unwuchtfreie, nicht rotationssymmetrische Kolben für Rotationskolbenmaschinen durch Bearbeitung auf Drehmaschinen mit wenig Arbeitsaufwand und kostensparend herstellen. Der Kolben kann aus einem Material mit gleichförmiger spezifischer Wichte gefertigt sein; der Kolbenmantel kann aber auch aus verschleißfesterem Material als der Kolben selbst hergestellt werden. Ferner ergeben sich durch die Gestaltung ein geringeres Kolbengewicht und die Austauschbarkeit beschädigter Kolbenmantel.As FIGS. 1 to 6 show, with the help of the object of the invention unbalance-free, non-rotationally symmetrical pistons for rotary piston machines Manufacture by machining on lathes with little effort and cost-saving. The piston can be made of one material be manufactured with a uniform specific gravity; however, the piston skirt can also be made of more wear-resistant material than the piston itself will. Furthermore, the design results in a lower piston weight and the exchangeability of damaged piston skirts.

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Claims

Reg. S 215, - 5 -

claims

1. Piston for rotary piston machine of the trochoid type with a ' Base circle to pitch circle ratio of 1 and outer envelope curve, whereby by removing or arranging masses due to the piston geometry existing unbalance can be eliminated, characterized in that within the piston skirt a piston bore wall (9) encompassing, There is a recess (24) running parallel to the piston axis of rotation (8) with cylindrical walls (26, 28), the center of gravity axis (11) of which has a greater eccentricity (E *) than the eccentricity (E) the piston center of gravity (11) with respect to the piston axis of rotation (8).

2. Piston for rotary piston machine of the trochoid type according to claim 1, characterized in that a cylinder-shaped one encompassing the piston bore wall (9) and running parallel to the piston axis of rotation (8) Weight (44) piston-like weight is present, the center of gravity axis (45) a greater eccentricity (El ') than the eccentricity (El) of the Has piston (2) with respect to the piston axis of rotation (8).

3. Piston for rotary piston machine of the Trochoidsnbauart according to claims 1 to 2, characterized in that the piston skirt consists of wear-resistant material.

4. Piston for rotary piston machine of the trochoid type according to claims 1 to 3, characterized in that the piston skirt is exchangeable.

December 18, 1974
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