CZ10649U1 - Pístový stroj - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká pístového stroje sestávajícího z klikového hřídele, pístnice a pístu, uložených ve skříni stroje.

Dosavadní stav technikv

Z technické praxe je známo mnoho pístových strojů. Jedná se zejména o pístové motory nebo čerpadla, kde píst vykonává přímočarý vratný pohyb, převáděný klikovým mechanizmem na rotační pohyb klikové hřídele.

Jejich nevýhodou je zejména poměrně obtížné docílení vyváženosti posuvných sil a momentů jak posuvných, tak i rotačních částí motoru. Další podstatnou nevýhodou běžných pístových motorů nebo čerpadel s vratným pohybem pístu je vznik bočních složek sil, působících na píst a tím nebezpečí poškození pístu nebo válce, popřípadě nutnost jejich výroby z otěruvzdomých, pevných materiálů. Aby nedocházelo ke klopení pístu, vyvolanému nesymetrickým třením se stěnami válce, je třeba, aby píst měl s válcem dostatečně velkou, především dlouhou dotykovou plochu.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody jsou do značné míry odstraněny pístovým strojem sestávajícím z klikové hřídele, pístnice a pístu, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že je tvořen alespoň jednou dělenou klikovou hřídelí, jejíž klika je opatřena výstředným čepem na kterém je otočně umístěna satelitní kliková hřídel. Na čepu satelitní klikové hřídele je usazeno oko pístnice opatřené pístem. Hlavní hřídel satelitní klikové hřídele je opatřena oběžným ozubeným kolem, jehož vnější čelní ozubení zapadá do vnitřního čelního ozubení na statickém věnci, pevně spojeném se skříní stroje.

Kliková hřídel je s výhodou opatřena na svých klikách protizávažím.

Pístový stroj je ve výhodném provedení tvořen alespoň dvěma rovnoběžnými klikovými hřídeli jejichž kliky jsou ve tvaru kotouče s vnějším čelním ozubením, přičemž liché kotouče s vnějším ozubením klik jedné klikové hřídele jsou v záběru se sudými kotouči s vnějším ozubením klik druhé klikové hřídele. Klikové hřídele jsou s výhodou na svých volných koncích opatřeny synchronizačním ozubeným kolem pro záběr s volným kotouče s vnějším ozubením kliky druhé klikové hřídele.

Dělená kliková hřídel umožňuje snadnější montáž a demontáž celého motoru a náklady na její výrobu jsou nižší než u klasických klikových hřídelí. Díky tomu, že se oběžné ozubené kolo satelitní klikové hřídele odvaluje po vnitřním čelním ozubení na statickém věnci, pevně spojeném se skříní motoru, je pohyb oka pístnice přímočarý a tím dochází k vyloučení bočních sil působících na píst. Tímto řešením může být dosaženo zkrácení válce i pístu a zvětšen poměr vrtání a zdvihu. Při zvětšeném vrtání je zároveň možné použít ventily s větším průřezem. Diky výše uvedeným skutečnostem mohou být zvýšeny otáčky motoru. Objemová a mechanická účinnost zařízení podle tohoto technického řešení je vyšší.

Protizávaží na klikách klikové hřídele spolu s dalším konstrukčním uspořádáním umožňuje vyváženost posuvných sil a momentů posuvných i rotačních částí motoru.

Při využití dvou rovnoběžných klikových hřídelí mohou být rozměry motoru menší a tvar kompaktnější.

- 1 CZ 10649 Ul

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladném provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde je znázorněn řez příkladným pístovým strojem podle tohoto technického řešení v axonometrickém pohledu.

Příklady provedení technického řešení

Pístový stroj, v daném případě motor, je tvořen základními částmi - skříní, klikovou hřídelí I, pístnici 32 a pístem 33. V příkladném provedení je motor tvořen dvojicí rovnoběžných dělených klikových hřídelí 1, jejichž kliky 11 jsou opatřeny výstředným čepem 12. Na výstředném čepu 12 je otočně umístěna satelitní kliková hřídel 2, na jejímž čepu 22 je usazeno oko 31 pístnice 32. ío Pístnice 32 je opatřena pístem 33. Hlavní hřídel satelitní klikové hřídele 2 je opatřena oběžným ozubeným kolem 23, jehož vnější čelní ozubení zapadá do vnitřního čelního ozubení na statickém věnci 4, pevně spojeném se skříní motoru. Poloměr věnce 4 je dvojnásobkem poloměru oběžného ozubeného kola 23 satelitní klikové hřídele 2 a poloměr oběžného ozubeného kola 23 je stejný jako vyložení dělené klikové hřídele 1. Kliky 11 klikových hřídelí 1 jsou ve tvaru kotouče s vnějším čelním ozubením. Liché kotouče s vnějším ozubením klik JT jedné klikové hřídele I jsou v záběru se sudými kotouči s vnějším ozubením klik 1_1 druhé klikové hřídele I. Klikové hřídele I jsou na svých volných koncích opatřeny synchronizačním ozubeným kolem 5 pro záběr s volným kotoučem s vnějším ozubením kliky 11 druhé klikové hřídele i. Kliková hřídel I je na svých klikách 11 opatřena protizávažím 13..

Při provozu se dvojice rovnoběžných dělených klikových hřídelí I díky tomu, že kliky 11 klikových hřídelí i jsou ve tvaru kotouče s vnějším čelním ozubením otáčí v opačném směru. Vzhledem k tomu, že liché kotouče s vnějším ozubením klik JT jedné klikové hřídele I jsou v záběru se sudými kotouči s vnějším ozubením klik JT druhé klikové hřídele 1, jsou písty navzájem posunuty ve směru os klikových hřídelí i a tím je vytvořen dostatečně velký prostor pro písty 33. Synchronizační ozubená kola 5 na volných koncích klikových hřídelí i jsou v záběru s kotoučem s vnějším ozubením kliky JJ druhé klikové hřídele J. Tím je docíleno toho, že celé řešení je kompaktní. Při rotaci klikových hřídelí J se oběžná ozubená kola 23 satelitní klikové hřídele 2 odvalují po vnitřním ozubení statického věnce 4. Výsledkem složení otáčení klikových hřídelí J a protisměrné rotace satelitní klikové hřídele 2 je pohyb čepu 22 satelitní klikové hřídele 2 a tedy i oka 3J pístnice 32 po úsečkové dráze.

Průmyslová využitelnost

Pístový stroj podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění zejména při stavbě motorů a čerpadel pro mobilní i statické účely.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   35 1. Pístový stroj sestávající z klikového hřídele, pístnice a pístu, vyznačující se tím, že je tvořen alespoň jednou dělenou klikovou hřídelí (1), jejíž klika (11) je opatřena výstředným čepem (12), na kterém je otočně umístěna satelitní kliková hřídel (2), na jejímž čepu (22) je usazeno oko (31) pístnice (32) opatřené pístem (33), přičemž hlavní hřídel satelitní klikové hřídele (2) je opatřena oběžným ozubeným kolem (23), jehož vnější čelní ozubení zapadá

   40 do vnitřního čelního ozubení na statickém věnci (4), pevně spojeném se skříní stroje.
2. 2. Pístový stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že kliková hřídel (1) je na svých klikách (11) opatřena protizávažím (13).

   -2CZ 10649 Ul
3. 3. Pístový stroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je tvořen alespoň dvojicí rovnoběžných klikových hřídelí (1), jejichž kliky (11) jsou ve tvaru kotouče s vnějším čelním ozubením, přičemž liché kotouče s vnějším ozubením klik (11) jedné klikové hřídele (1) jsou v záběru se sudými kotouči s vnějším ozubením klik (11) druhé klikové hřídele (1).
4. 5 4. Pístový stroj podle nároku 3, vyznačující se tím, že klikové hřídele (1) jsou na svých volných koncích opatřeny synchronizačním ozubeným kolem (5) pro záběr svolným kotoučem s vnějším ozubením kliky (11) druhé klikové hřídele (1).