DE891477C

DE891477C - Piston engine with a swash plate drive

Info

Publication number: DE891477C
Application number: DEN5390A
Authority: DE
Inventors: Franciscus Lambertus Va Weenen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-04-17
Filing date: 1952-04-16
Publication date: 1953-09-28

Description

Kolbenmaschine mit Taumelscheibentriebwerk Bei der Verwendung von Taumelscheibentriebwerken bei Kolbenmaschinen machen sich verschiedene Nachteile bemerkbar. Im Bestreben, eine geringe Bauhöhe einzuhalten, ist es erwünscht, Verbindungsteile, wie z. B. Triebstangen,, zwischen der Taumelscheibe und dem Kolben zu vermeiden. Dabei bereitet aber die Verbindung zwischen Taumelscheibe und Kolben Schwierigkeiten. Es ist bekannt, die Taumelscheibe mit radialen Armen zu versehen, die ohne Zwischenschaltung von Triebstangen mit Kolben oder Kolbenstangen verbunden sind, wobei jeder Arm an beiden Enden mit einem kugeligen Spurzapfen versehen ist, der mit einem Spurlager zusammenarbeitet, das sich senkrecht zur Mittellinie des entsprechenden Kolbens verstellen kann.Die letztgenannteVerstellung ist erforderlich, da bekanntlich Punkte am Umfang der Taumelscheibe beim Betrieb eine lemniskatenförmige Be--,vegung vollführen, wobei die Lemniskate außerdem auf der Oberfläche einer Kugel liegt. Eine solche Bauart hat den Nachteil, daß !das Spurlager bei diesen Querverstellungen Reibung erfährt, die in einer O_uerkraft senkrecht zur Mittellinie des Kolbens resultiert. Diese Querkraft kann verhältnismäßig groß sein und einen beträchtlichen Verschleiß der Kolbenringe und der Zylinderwand zur Folge haben; außerdem wird die mechanische Leistung der Maschine beeinträchtigt. Man kann zwar einen Kreuzkopf oder eine ähnliche Führung zum Aufnehmen dieser Querkraft verwenden, aber in diesem Fall tritt der Verschleiß an diesen Teilen auf, und es wird die mechanische Leistung ebenfalls beeinträchtigt.Swashplate engine piston machine When using Swash plate drives in piston engines suffer from various disadvantages noticeable. In an effort to maintain a low overall height, it is desirable to use connecting parts, such as B. Drive rods, to avoid between the swash plate and the piston. However, the connection between the swash plate and piston causes difficulties. It is known to provide the swash plate with radial arms that do not have to be interposed connected by rods to pistons or piston rods, each arm attached to Both ends are provided with a spherical track pin with a thrust bearing cooperates, which is perpendicular to the center line of the corresponding piston The latter adjustment is necessary because it is known to have points perform a lemniscate-shaped movement on the circumference of the swash plate during operation, the lemniscate also lying on the surface of a sphere. Such The design has the disadvantage that! The thrust bearing friction during these transverse adjustments experiences, which results in an O_uerkraft perpendicular to the center line of the piston. This transverse force can be relatively large and cause considerable wear the piston rings and the cylinder wall; in addition, the mechanical Impaired machine performance. You can use a crosshead or something similar Use the guide to absorb this lateral force, but in this case the Wear and tear on these parts and so will mechanical performance impaired.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, daß bei einer Kolbenmaschine .der erwähnten Art zwischen einem mit dem Kolben oder der Kolbenstange verbundenen Gehäuse und denbei@dseitig des Armes liegenden Sparlagern Kugellager angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird die Reibung zwischen dem Sparlager und dem Gehäuse starkherabgesetzt, wodurch die auftretenden Querkräfte ebenfalls stark verringert werden. Letzteres hat zur Folge, daß die mechanische Leistung in bedeutend geringerem Maße beeinträchtigt und der Verschleiß praktisch behoben wird.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that at a piston machine .of the type mentioned between one with the piston or the Housing connected to the piston rod and the economy bearings located at @ dside of the arm Ball bearings are arranged. This measure reduces the friction between the savings camp and the housing greatly reduced, whereby the occurring transverse forces are also reduced can be greatly reduced. The latter has the consequence that the mechanical performance in significantly less and the wear and tear is practically eliminated.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind Mittel vorgesehen, wodurch der Mittelpunkt einer jeden- Kugel beim Betrieb eine gezwungene Bahn beschreibt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das ganze Kugellager, z. B. bedingt durch geringe Ungenauigkeiten der Laufflächen der Kugeln, nicht dauernd exzentrisch in bezug auf die Mittellinie des Kolbens bleibt.According to one embodiment of the invention means are provided, whereby the center of each ball describes a constrained path during operation. This embodiment has the advantage that the whole ball bearing, for. B. due to minor inaccuracies in the running surfaces of the balls, not permanently eccentric in with respect to the center line of the piston remains.

Zweckmäßig bestehen nach einer anderen Ausführungsform der Maschine die Mittel zur Erzielung der zwangsläufigen Bahn der Kugeln aus einem mit drei Kragen versehenen Zapfen, vondenen einer in einer zentralen Öffnung in der Kugellauffläche des Gehäuses und der zweite im inneren Ring des Kugellagers ruht, während sich der dritte in einer zentralen Öffnung im Sparlager befindet. Diese Ausführungsform ergibt eine einfache Bauart, die außerdem den Vorteil hat, daß die Kugellager ihre Bahnen mit der halben Geschwindigkeit der Sparlager beschreiben, so daß der Verschleiß der Kugeln an sich und ihrer Laufflächen gering bleibt.Expediently exist according to another embodiment of the machine the means of achieving the inevitable path of the balls from a three-collar provided pins, one of which in a central opening in the ball raceway of the housing and the second rests in the inner ring of the ball bearing, while the third is located in a central opening in the savings store. This embodiment yields a simple design, which also has the advantage that the ball bearings their tracks write with half the speed of the economy camp, so that the wear the balls themselves and their running surfaces remain low.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung, -in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, näher erläutert.The invention is based on a drawing, -in which an embodiment the invention is illustrated, explained in more detail.

In der Zeichnung ist mit i eine Taumelscheibe bezeichnet, die auf einer Welle :2 sitzt und sich um diese Welle drehen kann. Die Taumelscheibe hat einen radialen Arm 3, der mit einer Bohrung 4 versehen ist, in der zwei Sparzapfen 5 und 6 angeordnet sind.In the drawing, i denotes a swash plate, which on a shaft: 2 sits and can rotate around this shaft. The swash plate has a radial arm 3 which is provided with a bore 4 in which two saving pegs 5 and 6 are arranged.

In einem Zylinder 7 ist ein Kolben 8 bewegbar. Der Zylinder 7 kann ein Zylinder einer Dampfmaschine oder einer anderen Kraftmaschine sein, wie z. B. eines Heißgaskolbenmotors oder eines :Motors einer Brennkraftmasehine; auch kann dieser Zylinder einen Teil eines Kompressors, einer Kühlmaschine oder einer Wärmepumpe bilden. Der Kolben 8 und der Zylinder 7 sind; einfachwirkend dargestellt. Selbstverständlich aber kann der Zylinder an der Unterseite geschlossen werden, so daß eine doppelt wirkende Maschine entsteht.A piston 8 can be moved in a cylinder 7. The cylinder 7 can a cylinder of a steam engine or another prime mover, such as e.g. B. a hot gas piston engine or one of: an engine of an internal combustion engine; also can this cylinder is part of a compressor, refrigeration machine or heat pump form. The piston 8 and the cylinder 7 are; shown as single-acting. Of course but the cylinder can be closed at the bottom, making one double acting machine is created.

Der Kolben 8 ist mit einer Kolbenstange g verbunden, die einen Kragen io trägt. Um diesen Kragen »i o ist eine Mutter i i angeordnet, die mit einem zylindrischen Gehäuse 12 verschraubt ist; dieses Gehäuse wird in einer zylindrischen Bahn 13 geführt. Im Gehäuse a2 ist eine Druckplatte 1q. zentrisch angeordnet. Die Sparzapfen 5 und 6 sind in Sparlagern 15 und 16 drehbar, die in Teilen 17 und 18 untergebracht sind. Zwischen den Teilen 17 und i8 und den Laufflächen i4, 1411 befinden sich Kugellager ig, 2o. Das ganze aus den Sparzapfen, Sparlagern, den Teilen 17, 18, den Kugellagern ig, 2o und den Laufflächen 14, 14.9 bestehende Gebilde wird im Gehäuse von einer Mutter 2 1 zusammengehalten, die mittels eines Distanzteils 22 auf dem richtigen Abstand gehalten wird. -Bei Verschleiß braucht nur der Distanzteil 22 etwas verkleinert zu werden. Um zu erzielen, daß die Kugeln eine gezwungene Bahn beschreiben, sind Stifte 23 und 24 vorgesehen, die drei Kragen tragen. Ein Kragen ist in.einer in den Teilen 17,18 vorgesehenen zentralen Öffnung zentriert, der zweite Kragen ruht im inneren Ring der Kugellager ig, 20 und der dritte Kragen befindet sich in einer zentralen Öffnung der Laufflächen 14, i411. Mittels dieser Lösung beschreiben die Kugellager 11g, 2o eine Bahn mit der halben. Geschwindigkeit der Sparlager 15, 16, und es wird erreicht, daß die Kugeln sich zwangsläufig bewegen.The piston 8 is connected to a piston rod g which carries a collar io. A nut is arranged around this collar and is screwed to a cylindrical housing; this housing is guided in a cylindrical track 13. A pressure plate 1q is located in the housing a2. arranged centrally. The saving pegs 5 and 6 are rotatable in saving bearings 15 and 16, which are housed in parts 17 and 18. Between the parts 17 and i8 and the running surfaces i4, 1411 there are ball bearings ig, 2o. The whole of the savings pegs, savings bearings, the parts 17, 18, the ball bearings ig, 2o and the running surfaces 14, 14.9 existing structure is held together in the housing by a nut 2 1, which is held at the correct distance by means of a spacer 22. -When worn, only the spacer 22 needs to be reduced a little. In order to make the balls describe a constrained path, pins 23 and 24 are provided which carry three collars. One collar is centered in a central opening provided in the parts 17, 18, the second collar rests in the inner ring of the ball bearings ig, 20 and the third collar is located in a central opening of the running surfaces 14, 1411. By means of this solution, the ball bearings 11g, 2o describe a path by half. Speed of the economy bearings 15, 16, and it is achieved that the balls inevitably move.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Piston engine with swash plate drive, at which the swash plate is provided with radial arms, which are not interposed connected by rods to pistons or piston rods, each arm attached to Both ends are provided with an oil-spherical saving cone with an economy bearing cooperates, which is perpendicular to the center line of the corresponding piston can adjust, characterized in that between one with the piston or with the piston rod connected housing and the two ends of the arm Spar bearings are arranged ball bearings.

2. Piston machine according to claim i, characterized characterized in that means are provided which define the center of each sphere circulate on a constrained track when operating.

3. Piston engine after Claim 2, characterized in that the means for the prescribed movement of the balls consists of a pin provided with three collars, one of which Collar in a central opening in the ball bearing surface of the housing, the. second in the inner ring of the ball bearing and the third in a central opening of the savings warehouse.