DE922387C - Wobble drive - Google Patents

Wobble drive

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DE922387C
DE922387C DEP3954D DEP0003954D DE922387C DE 922387 C DE922387 C DE 922387C DE P3954 D DEP3954 D DE P3954D DE P0003954 D DEP0003954 D DE P0003954D DE 922387 C DE922387 C DE 922387C
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DE
Germany
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connecting rod
wobble drive
rings
wobble
piston
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Expired
Application number
DEP3954D
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German (de)
Inventor
Hermann Papst
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H23/00Wobble-plate gearings; Oblique-crank gearings
    • F16H23/04Wobble-plate gearings; Oblique-crank gearings with non-rotary wobble-members
    • F16H23/08Wobble-plate gearings; Oblique-crank gearings with non-rotary wobble-members connected to reciprocating members by connecting-rods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

Taumeltriebwerk Die Erfindung betrifft Verbesserungen am Taumeltriebwerk, insbesondere die Gestaltung und Anordnung der Pleuelstangen. Man hat bei Taumeltriebwerken bereits das auf die Taumelscheibe arbeitende Ende jeder Pleuelstange sowohl als Vollkugelzapfen als auch als Kugelschale ausgebildet. Erstere Ausführung ergibt relativ hohe Gewichte und Massenkräfte. Die zweite Art bedingt, daß besondere Maßnahmen getroffen werden, um ein Abheben der Schale durch Unterdruck im Verbrennungsraum oder durch Trägheitskräfte des Kolbens von ihrem Gegenstück an der Taumelscheibe zu verhindern. Die bisher übliche konstruktive Lösung sah vor, die Hohlkugelschale etwas. größer zu machen als eine Hohlhalbkugel entsprechenden Durchmessers. Die formschlüssige Verbindung zwischen der Schale und ihrem Gegenstück, dem Kugelkopf, mußte dann nach dem Ineinanderstecken beider Teile entweder durch Drücken, Schmieden, Verschrauben od. dgl. geschaffen werden, was teuere Herstellung durch Nacharbeit und Auswuchten und unnötig große hin und her gehende Massen im Triebwerk erforderte.Wobble drive The invention relates to improvements to the wobble drive, especially the design and arrangement of the connecting rods. You have wobble engines already the end of each connecting rod working on the swash plate as well as Solid ball stud as well as a ball socket. The former results relatively high weights and inertia forces. The second type requires special measures taken to a lifting of the shell by negative pressure in the combustion chamber or by inertial forces of the piston from its counterpart on the swash plate to prevent. The previously common structural solution was the hollow spherical shell some. to make it larger than a hollow hemisphere of corresponding diameter. the positive connection between the shell and its counterpart, the ball head, then had to either push, forge, Screwing od. The like. Are created, which is expensive to manufacture by rework and balancing and unnecessarily large reciprocating masses in the engine required.

Diese Massen werden erfindungsgemäß dadurch vermindert, daß eine einzelne Kugelschale kleiner gehalten wird als eine Hohlhalbkugel gleicher Krümmungen. Ferner wird auch die Lagerstelle des anderen Pleuelendes (kolbenseitig) nach dem gleichen Grundsatz als Hohlkugelring oder in ähnlicher Form ausgebildet, so daß das Gesamtpleuel einen kurzen, reinen Drehkörper darstellt, und zwar einen runden Pleuelschaft mit je einem Hohlkugelteil an seinen beiden Enden. Diese Hohlkugelteile nehmen auch mit ihren außenliegenden Kugeloberflächen Kräfte im Betrieb auf, was in der nachstehenden Erläuterung zu Abb. I noch ausgeführt werden wird. Dieser Pleuelkörper ist somit kürzer als die gerade Verbindungslinie der beiden Drehpunkte, um die er sich bewegt; d. h. seine wirkliche Länge ist kleiner als seine Wirklänge, so daß auch hierdurch die Massen verhältnismäßig gering gehalten werden. Diese neuartige Form gestattet nicht nur eine einfache Herstellung durch Drehen, sondern infolge der gleichmäßigen Werkstoffverteilung auch ein gleichmäßiges und zuverlässiges Härten. Die neuartige Gestaltung der Lagerung des Pleuels am Kolben hat auch Vorteile in kühltechnischer Hinsicht. Diese sowie die Maßnahmen zur Schmierung und zur Aufnahme von Zugkräften werden an Hand der beiden Abbildungen erläutert.These masses are reduced according to the invention that a single The spherical shell is kept smaller than a hollow hemisphere of the same curvature. Further the bearing point of the other end of the connecting rod (piston side) becomes the same Principle designed as a hollow ball ring or in a similar shape, so that the entire connecting rod represents a short, pure rotating body, namely a round connecting rod with one hollow spherical part each at both ends. These hollow spherical parts also absorb forces with their external spherical surfaces during operation, what will be explained in the following explanation of Fig. I. This connecting rod body is thus shorter than the straight line connecting the two pivot points around which it moves; d. H. its real length is smaller than its effective length, so that this also keeps the masses relatively low. This novel Shape allows not only simple manufacture by turning, but as a result the even distribution of material also means that hardening is even and reliable. The novel design of the bearing of the connecting rod on the piston also has advantages in from a cooling point of view. These as well as the measures for lubrication and absorption of tensile forces are explained on the basis of the two figures.

Abb. I zeigt die Ausgestaltung der Taumelscheiben- und Pleuelstangenlagerung, Abb. 2 einen der die Taumelscheibe festhaltenden Schwenkarme.Fig. I shows the design of the swash plate and connecting rod bearings, Fig. 2 one of the swivel arms holding the swash plate.

Wie aus Abb. I ersichtlich, sind die Taumelscheiben aus den Ringen 2 und g zusammengesetzt. Ring :2 trägt die geteilten Laufringe Io des vorzugsweise geeigneten Querlängslagers, dessen Innenring 3 mit der schrägen Nabe ein Stück bildet, so daß die Taumelwelle I völlig gerade ausgeführt werden kann.As can be seen from Fig. I, the swash plates are made of the rings 2 and g composed. Ring: 2 carries the split races Io des preferably suitable transverse longitudinal bearing, the inner ring 3 of which forms one piece with the inclined hub, so that the wobble wave I can be carried out completely straight.

Der Taumelscheibenring 2 trägt ferner die halbkugeligen Zapfen i i, auf welche die Kolbendrücke wirken. Der andere Ring g weist kugelige Bohrungen auf, in die (zwecks Einbringung der aus einem einzigen Stück bestehenden Pleuelstangen) geteilte Kugelzonenlagerschalen 12 eingesetzt sind, die ihrerseits die Kugelschalenfüße 13 der Pleuelstangen allseitig beweglich gegen Zug halten. Der Ring g hält somit alle Pleuelstangen 4 gemeinsam am Taumellagerring 2 fest. Die Anzahl der Bestandteile und der zu bearbeitenden Flächen wird daher klein. Die leichten Ringe 2 und g bilden im zusammengeschraubten Zustand eine formsteife Taumelscheibe geringer Masse. Die Pleuelstangen bestehen aus der Pleuelfußschale 13, dem (wegen der kegeligen Bewegung) eingeengten Halsstück 14, welches in die für ein Gesenkschmieden zweckmäßig erweiterte Rohrstange 4 übergeht, sowie aus -dem Kugelschalenring 15. Jede Pleuelstange bildet daher ein einziges völlig als Drehkörper einfach herstellbares Stück, das infolge gleichmäßiger Werkstoffverteilung zuverlässig gehärtet werden kann. Die Taumelringe 2 und g sind ebenfalls leicht im Gesenk schmiedbar. Schale 15 stützt sich auf den Absatz 17 des Kolbens 5 und wird mit der Mutter 18 gehalten, welche über die kleinere Pleuelschale 13 streifbar ist. Mittels eingesteckter Kopfstifte I9 ist die Mutter 18 im Kolben 5 gesichert, so daß man ein sehr enges Spiel ein- und nachstellen kann. In Kolben und Mutter sind hierzu Löcher und Schlitze 2o mit voneinander verschiedenen Teilungen vorgesehen. Durch diese Anordnung werden Pleuelstange und Kolben verhältnismäßig leicht, und die kugelige Lagerfläche 17 greift an einem schon durch Wärmeabfuhr gekühlten und vom Verbrennungsraum abgewandt liegenden Außenteil des Kolbens an. Die bisher bei Taumeltriebwerken angewendete Pleuelstangenlagerung mittels Vollkugelzapfen ist dagegen sehr schwer und erfordert im Kolben besondere Kühlmaßnahmen, weil die hauptsächliche Lagerfläche in der heißen Kolbenmitte liegt.The swash plate ring 2 also carries the hemispherical pin i i, on which the piston pressures act. The other ring g has spherical bores, into the (for the purpose of inserting the connecting rods consisting of a single piece) split spherical zone bearing shells 12 are used, which in turn are the spherical shell feet 13 keep the connecting rods movable on all sides against tension. The ring g thus holds all connecting rods 4 together firmly on the wobble bearing ring 2. The number of components and the area to be machined therefore becomes small. Form the light rings 2 and g when screwed together a dimensionally stable swash plate of low mass. the Connecting rods consist of the connecting rod shell 13, which (because of the tapered movement) constricted neck piece 14, which expanded into the useful for a die forging Pipe rod 4 passes over, as well as from the spherical shell ring 15. Each connecting rod forms therefore a single piece that can be easily manufactured as a rotating body, which as a result uniform material distribution can be reliably hardened. The wobble rings 2 and g are also easy to drop forge. Shell 15 is based on the Paragraph 17 of the piston 5 and is held with the nut 18, which over the smaller Connecting rod shell 13 can be brushed. The nut is by means of inserted head pins I9 18 secured in the piston 5, so that a very tight game can be set and readjusted. In the piston and nut there are holes and slots 20 different from one another Divisions provided. This arrangement makes the connecting rod and piston proportionate easily, and the spherical bearing surface 17 grips you by dissipating heat cooled outer part of the piston facing away from the combustion chamber. The connecting rod bearing by means of solid ball studs previously used in wobble drives is, however, very heavy and requires special cooling measures in the piston because the main bearing area is in the hot piston center.

Die Taumelscheiben 2 müssen noch gegen Umdrehung festgehalten werden. Dies geschieht nach Abb. 2 durch Schwenkarme 21, die zugleich das Schmiermittel den Taumel- und Pleuellagern sowie der Kolbenbahn zuführen. Die Schwenkzapfen stehen radial zur Taumelwellenachse und schließen einen Winkel von 9o° ein. Die Pleuellager und -stangen schwingen dann genau in Radialebenen zur Motorachse. Die Pleuelstangen 4 können außerordentlich kurz sein, da die Bahn ihrer Lager in der Taumelscheibe nur eine geringe radiale Ablenkung ausführt. Infolge der außenliegenden Kugelschalendrehpunkte verkürzen sich die Pleuelstangen 4 noch um ein weiteres Stück.The swash plates 2 must still be held against rotation. This is done according to Fig. 2 by swivel arms 21, which at the same time the lubricant the wobble and connecting rod bearings as well as the piston path. The trunnions are standing radial to the wobble shaft axis and form an angle of 9o °. The connecting rod bearings and rods then swing exactly in radial planes to the motor axis. The connecting rods 4 can be extremely short because the path of their bearings is in the swash plate performs only a small radial deflection. As a result of the outer spherical shell pivot points The connecting rods 4 are shortened by a further piece.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: i. Taumeltriebwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstangenenden mit innen- und außentragenden Hohlkugelschalen oder -ringen versehen sind. PATENT CLAIMS: i. Swash drive, characterized in that the Provide connecting rod ends with inner and outer supporting hollow spherical shells or rings are. 2. Taumeltriebwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß -die Kugelschalen oder -ringe (13) in ihrem größten Innendurchmesser kleiner als ihr Krümmungsdurchmesser sind. 2. wobble drive according to claim i, characterized in that -the spherical shells or rings (13) smaller in their largest inner diameter than their curvature diameter are. 3. Taumeltriebwerk nach Anspruch I oder 2, dadurch . gekennzeichnet, daß die hohlkugelartigen Lagerschalen aller Pleuelfüße (13), die mit derselben Seite einer Taumelscheibe verbunden sind, gemeinsam zwischen. zwei Ringen (2 und g). dieser Scheibe eingeschlossen sind. 3. wobble drive according to claim I or 2, characterized. marked that the hollow spherical bearing shells of all connecting rods (13), which with the same side of a Swashplate are connected, common between. two rings (2 and g). this Disk are included. 4. Taumeltriebwerk nach vorigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme des Gegendruckmomentes der Taumelscheibe dienende Kardanbogenschwenkarm (21) den Pleuel- oder sonstigen Triebwerksteilen das Schmiermittel zuleitet.4. wobble drive according to previous claims, characterized characterized in that the serving to absorb the counter-pressure torque of the swash plate Cardan arm (21) the connecting rod or other engine parts the lubricant feeds.
DEP3954D 1942-12-17 1942-12-17 Wobble drive Expired DE922387C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1293783B (en) * 1962-09-10 1969-04-30 Papst Hermann Swash plate drive for piston internal combustion engines
US4300274A (en) * 1977-02-02 1981-11-17 Hermann Papst Method of manufacturing connecting rod for axial cylinder-type reciprocating piston engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1293783B (en) * 1962-09-10 1969-04-30 Papst Hermann Swash plate drive for piston internal combustion engines
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