CZ288620B6

CZ288620B6 - Zařízení pro převod přímočarého vratného pohybu na otáčivý nebo naopak

Info

Publication number: CZ288620B6
Application number: CZ19981128A
Authority: CZ
Inventors: Jaroslav Bandas
Original assignee: Jaroslav Bandas; Schaller Pavel
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2001-08-15
Also published as: CZ112898A3; WO1999053222A1; AU8726798A

Abstract

Za° zen pro p°evod p° mo ar ho vratn ho pohybu na ot iv² nebo naopak sest v z pod ln ho lenu (3), kter² m na obou konc ch v lcov ·seky (10), kter jsou suvn a oto n ulo eny ve veden ch (1), pevn spojen²ch s r mem (2). Pod ln² len (3) je ve st°edn sti mezi veden mi (1) opat°en osazen m (4), kter m na elech p°ivr cen²ch k veden m (1) alespo jeden z °ez (11) se Üikm²mi boky, jeho tvar koresponduje s tvarem vybr n (12), spojen²m s r mem (2). Vrcholy z °ez (11) a/nebo vrcholy vybr n (12) jsou v i sob pooto eny.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro převod přímočarého vratného pohybu na otáčivý nebo naopak, sestávající z podélného členu, který má na obou koncích válcové úseky, které jsou suvně a otočně uloženy ve vedeních, pevně spojených s rámem.

Dosavadní stav techniky

Problém převodu přímočarého pohybu na otáčivý se většinou řeší použitím známého klikového mechanizmu. Typickým příkladem jsou pístové spalovací motory. Klikové mechanizmy jsou však složité a výrobně nákladné, přičemž po více něž stoletém vývoji již nelze očekávat zásadní vylepšení tohoto typu mechanizmu.

Z CS autorského osvědčení č. 201266 je znám spalovací motor s převodem vratného pohybu píst na rotační pohyb, u kterého jsou vodicí elementy nahrazeny dvěma pracovními a dvěma stabilizačními palci, které jsou na konci opatřeny otočnými kladičkami a křivkové vedení je nahrazeno lopatkovým oběžným kolem.

Z CS autorského osvědčení č. 264204 je znám modulový spalovací motor s křížovým blokem válců, ve kterém je uložen složený píst, jehož čela vymezují spolu s hlavami válců spalovací komory. V obou koncích složeného pístu je uspořádán kulový kloub se samostavnou kladkou a mezi kladkami je umístěna třívýstupková vačka, jejíž hřídel je uložen v příčném otvoru.

V CS patentovém spisu č. 10484 je popsán spalovací motor, jehož válce jsou opatřeny rameny s kuželovitými kladkami, které kloužou ve vedeních, vytvořených na vnitřní ploše válcového setrvačníku.

Společnou nevýhodou všech popsaných motorů je komplikovaná konstrukce a tudíž i malá spolehlivost a vysoká cena. Popsané mechanizmy sice převádí vratný pohyb na otáčivý, avšak možnost zpětného převodu je spíše teoretická.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro převod přímočarého vratného pohybu na otáčivý nebo naopak, sestávající z podélného členu, který má na obou koncích válcové úseky, které jsou suvně a otočně uloženy ve vedeních, pevně spojených s rámem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že podélný člen je ve střední části mezi vedeními opatřen osazením, které má na čelech přivrácených k vedením alespoň jeden zářez se šikmými boky, jehož tvar koresponduje s tvarem vybrání, spojeným s rámem. Vrcholy zářezů a/nebo vrcholy vybrání jsou vůči sobě pootočeny.

Zařízení podle vynálezu umožňuje nahradit klikový mechanizmus u všech typů strojů a zařízení, u nichž je požadován převod přímočarého vratného pohybu na otáčivý nebo naopak.

Podle jednoho výhodného provedení jsou vrcholy zářezů na jedné straně osazení uspořádány v místě nejnižších bodů zářezů na opačné straně osazení.

Podle jiného výhodného provedení jsou vrcholy vybrání na jedné straně rámu uspořádány v místě nejnižších bodů vybrání na opačné straně rámu.

- 1 CZ 288620 B6

Je výhodné, když je podélný člen spojen se setrvačníkem.

Setrvačník může být otočně uložen v rámu a ve středu setrvačníku může být suvně uložen 5 podélný člen, nebo může podélný člen dosedat na obvod setrvačníku.

Podle dalšího výhodného provedení jsou setrvačník a podélný člen v místě vzájemného styku opatřeny spoluzabírajícím drážkováním nebo ozubením.

Podle jiného výhodného provedení je podélný člen spojen se setrvačníkem prostřednictvím převodu.

Výhodné provedení vznikne, pokud je alespoň jedno vedení tvořeno válcem spalovacího motoru, jehož píst tvoří válcový úsek podélného členu.

Podle dalšího výhodného provedení tvoří jedno vedení sací válec spalovacího motoru, jehož průměr je větší než průměr pracovního válce, který je tvořen druhým vedením, přičemž sací válec je s pracovním válcem propojen přepouštěcím kanálem.

Přepouštěcí kanál může být uspořádán v podélném členu a může být opatřen přepouštěcím ventilem, nebo může být přepouštěcí kanál uspořádán v rámu.

Podle dalšího výhodného provedení je alespoň jedno vedení tvořeno válcem kompresoru, jehož píst tvoří válcový úsek podélného členu, případně může být podélný člen propojen s pohonnou 25 jednotkou.

Podle jiného výhodného provedení je jedno vedení tvořeno válcem kompresoru, zatímco druhé vedení je tvořeno válcem motoru.

Podle jiného výhodného provedení je jedno vedení tvořeno válcem vývěvy, jejíž píst tvoří válcový úsek podélného členu.

Podle dalšího výhodného provedení je alespoň jedno vedení tvořeno válcem parního stroje, jehož píst tvoří válcový úsek podélného členu.

V některých případech je výhodné, pokud je ve společném rámu uspořádáno několik podélných členů s příslušnými vedeními.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže popsán na příkladech provedení, znázorněných na přiložených výkresech, na kterých jednotlivé obrázky představují:

obr. 1,2 první příklad provedení zařízení podle vynálezu v částečném podélném a příčném řezu obr. 3,4 druhý příklad provedení zařízení podle vynálezu v pravé a levé krajní poloze obr. 5 až 8 aplikace zařízení podle vynálezu na čtyřdobém spalovacím motoru v různých fázích činnosti motoru obr. 9,10 aplikace zařízení podle vynálezu na dvoudobém spalovacím motoru v různých fázích činnosti motoru

-2CZ 288620 B6

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 je znázorněn první příklad provedení zařízení podle vynálezu. Zařízení sestává z rámu 2, ve kterém jsou proti sobě pevně uchycena dvě vedení 1 s kruhovým průřezem a společnou osou. Obě vedení 1 mají na svých přivrácených stranách dvě vybrání 12 ve tvaru V, přičemž vrchol vybrání 12 na levém vedení 1 leží proti nejnižšímu bodu vybrání 12 pravého vedení 1. Oběma vedeními j, prochází suvně a otočně válcové úseky 10, uspořádané na opačných koncích podélného členu 3. Podélný člen 3 je ve střední části mezi vedeními 1 opatřen osazením I

4, které má na čelech přivrácených k vedením J zářezy 11 ve tvaru V, jejichž tvar koresponduje s tvarem vybrání 12. Vrcholy zářezů 11 na opačných čelech osazení 4 leží na společné povrchové \ přímce, jejíž délka je pouze nepatrně menší než vzdálenost vrcholu vybrání 12 na pravém vedení 1 a protilehlého nejnižšího bodu vybrání 12 pravého vedení 1. Zářezy 11 na podélném členu 3 a vybrání 12 na vedeních 1 jsou orientovány tak, že pokud vrchol vybrání 11 na jedné straně podélného členu 3 zapadá do vybrání 12 příslušného vedení 1 je vrchol zářezu 11 na opačné straně podélného členu 3 umístěn proti vrcholu vybrání 12 příslušného vedení L Na obr. 1 je podélný člen 3 těsně před koncem levé krajní úvrati. Velikost zdvihu podélného členu 3 je dána hloubkou vybrání 12, resp. zářezů U. Počtem vybrání 12 a zářezů 11 je dán počet zdvihů podélného členu 3 na jedno jeho otočení o 360°.

Na podélném členu 3 je suvně uložen setrvačník 5 tak, že drážky v jeho středovém otvoru spoluzabírají s podélnými drážkami na povrchu podélného členu 3 v místě osazení 4.

Setrvačník 5 je pomocí axiálních ložisek 16 otočně uložen v rámu 2. Na obvodu se setrvačníkem spoluzabírá pastorek 21, uložený v rámu 2.

Podle neznázoměných provedení může podélný člen 3 spoluzabírat se setrvačníkem 5 tak, že dosedá na jeho obvod, neboje s ním propojen některým se známých převodů, např. řemenovým, řetězovým apod..

Po uvedení podélného členu 3 do vratného pohybu mezi levou a pravou úvrati, dochází ke vzájemnému smýkání šikmých boků příslušných zářezů 11 a vybrání _12, čímž je podélný člen uváděn do otáčivého pohybu. Drážky ve středovém otvoru setrvačníku 5, spoluzabírají s podélnými drážkami na povrchu podélného členu 3 a umožňují vratný pohyb podélného členu 3, zároveň však přenášejí jeho otáčivý pohyb na setrvačník 5, ze kterého je odebírán pastorkem 21.

Zařízení samozřejmě může fungovat i opačně, to znamená, že setrvačník 5 se uvádí do rotace, která se zařízením podle vynálezu převádí na vratný pohyb podélného členu 3 a to analogicky k výše popsanému postupu. Podélný člen 3 se otáčí a zároveň koná vratný pohyb mezi levou a pravou úvrati.

Na obr. 3 je znázorněn další příklad provedení zařízení podle vynálezu, které se od provedení z obr. 1 a 2 liší pouze tvarem zářezů 11 a vybrání j2.

Zářezy 11 jsou tvořeny šikmým seříznutím čela osazení 4 podélného členu 3 a vybrání 12 jsou · tvořena stejně skloněným šikmým seříznutím přivrácených čel vedení L Na obr. 3 je zařízení znázorněno těsně před koncem pravé úvrati a na obr. 4 je potom toto zařízení znázorněno těsně před koncem levé úvrati. Ostatní části a funkce je stejná jako u provedení z obr. 1.

Na obr. 5 až 8 je znázorněna aplikace vynálezu na čtyřdobém spalovacím motoru. Konstrukce zařízení je obdobná provedení z obr. 1, přičemž obě vedení 1 tvoří válce spalovacího motoru se sacími ventily 31, výfukovými ventily 32 a zapalovací svíčkou 41. Válcové úseky 10 podélného členu 3 tvoří písty tohoto motoru.

Motor pracuje jako běžný čtyřdobý zážehový spalovací motor stím rozdílem, že písty konají 5 nejen vratný pohyb, nýbrž zároveň se shora popsaným působením zářezů 11 a vybrání 12 otáčejí kolem podélné osy. Tento otáčivý pohyb je popsaným způsobem převáděn na setrvačník 5.

Na obr. 5 je sací ventil 31 levého válce otevřen a probíhá sání, zatímco u pravého válce probíhá _s komprese. Na obr. 6 došlo v pravém válci k zažehnutí směsi zapalovací svíčkou 41 a probíhá io v něm expanze a v levém válci probíhá komprese. Na obr. 7 je výfukový ventil 32 v pravém válci otevřen a probíhá v něm tudíž výfuk spalin, zatímco v levém válci dochází po zažehnutí směsi zapalovací svíčkou 41 k expanzi. Na obr. 8 je otevřen výfukový ventil 32 v levém válci a probíhá v něm výfuk spalin, zatímco v pravém válci dochází po otevření sacího ventilu 31 k sání. Poté se celý cyklus opakuje, přičemž setrvačník 5 rotuje, aniž by byl nutný klikový mechanizmus.

Na obr. 9 a 10 je znázorněna aplikace vynálezu na dvoudobém spalovacím motoru. Konstrukce zařízení je opět obdobná provedení z obr. 1, přičemž obě vedení 1 tvoří válce motoru a válcové úseky 10 podélného členu 3 tvoří písty tohoto motoru. Levý válec má větší průměr než pravý válec aje opatřen sacím ventilem 31, protože pracuje pouze jako sací válec 7. Pravý válec tvoří 20 pracovní válec 6 a je opatřen výfukovým kanálem 50, který je překrýván pístem. Sací válec 7 je s pracovním válcem 6 propojen přepouštěcím kanálem s přepouštěcím ventilem 8. Na obr. 9 a 10 je přepouštěcí kanál veden ve středu podélného členu 3. Přepouštěcí ventil 8 se samočinně otevírá v levé úvrati levého pístu. Přepouštěcí ventil 8 je možno nahradit otvorem ve stěně pracovního válce 6, ktetý je odkryt pokud je pravý píst v levé úvrati.

Při práci tohoto dvoudobého motoru sací válec 7 nasává a stlačuje vzduch nebo palivovou palivovou směs, která se přepouštěcím kanálem přefukuje do pracovního válce 6, kde se známým dvoudobým cyklem spaluje. Pracovní válec 6 tak funguje jako přeplňovaný válec.

Podle neznázoměného provedení je vedení 1 tvořeno válcem kompresoru, jehož píst tvoří válcový úsek 10 podélného členu 3. Zařízení podle vynálezu potom pracuje jako kompresor. V takovém případě je podélný člen 3 propojen s pohonnou jednotkou.

Podle dalšího neznázoměného provedení je jedno vedení 1 tvořeno válcem kompresoru, zatímco 35 druhé vedení 1 je tvořeno válcem čtyřdobého spalovacího motoru. Výsledkem takového spojení je kompaktní jednotka motor-kompresor.

Podle dalšího neznázoměného provedení je jedno z vedení 1 tvořeno válcem vývěvy, jejíž píst tvoří válcový úsek 10 podélného členu 3. Druhé vedení 1 je tvořeno válcem čtyřdobého 40 spalovacího motoru. Toto provedení tvoří kompaktní jednotku motor-vývěva.

Podle jiného neznázoměného provedení jsou vedení 1 tvořena válci parního stroje, jehož písty tvoří válcové úseky 10 podélného členu 3. Pára je střídavě přiváděna do obou válců. Zařízení i podle vynálezu tak nahrazuje klikový mechanizmus u parního stroje.

Ve společném rámu 2 lze umístit několik podélných členů 3 s příslušnými vedeními 1, přičemž jejich setrvačníky 5 mohou být některým ze známých způsobů propojeny.

Víceválcový motor vznikne rozmístěním několik zařízení podle vynálezu kolem společného 50 centrálního setrvačníku, přičemž jednotlivé motory se systémem spojek zapínají v závislosti na požadovaném výkonu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro převod přímočarého vratného pohybu na otáčivý' nebo naopak, sestávající z podélného členu (3), který má na obou koncích válcové úseky (10), které jsou suvně a otočně uloženy ve vedeních (1), pevně spojených srámem (2), vyznačující se tím, že podélný člen (3) je ve střední části mezi vedeními (I) opatřen osazením (4), které má na čelech přivrácených k vedením (1) alespoň jeden zářez (11) se šikmými boky, jehož tvar koresponduje s tvarem vybrání (12), spojeným s rámem (2) a vrcholy zářezů (11) a/nebo vrcholy vybrání (12) I jsou vůči sobě pootočeny.

i

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se t í m, že vrcholy zářezů (11) na jedné straně osazení (4) jsou uspořádány v místě nejnižších bodů zářezů (11) na opačné straně osazení (4).

3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vrcholy vybrání (12) na jedné straně rámu (2) jsou uspořádány v místě nejnižších bodů vybrání (12) na opačné straně rámu (2).

4. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž3, vyznačující se tím, že podélný člen (3) je spojen se setrvačníkem (5).

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že setrvačník (5) je otočně uložen v rámu (2) a ve středu setrvačníku (5) je suvně uložen podélný člen (3).

6. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že setrvačník (5) je otočně uložen v rámu (2), přičemž podélný člen (3) dosedá na obvod setrvačníku (5).

7. Zařízení podle nároků 5a 6, vyznačující se tím, že setrvačník (5) a podélný člen (3) jsou v místě vzájemného styku opatřeny spoluzabírajícím drážkováním nebo ozubením.

8. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že podélný člen (3) je spojen se setrvačníkem (5) prostřednictvím převodu.

9. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž8, vyznačující se tím, že alespoň jedno vedení (1) je tvořeno válcem spalovacího motoru, jehož píst tvoří válcový úsek (10) podélného členu (3).

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se t í m, že jedno vedení (1) tvoří sací válec (7) spalovacího motoru, jehož průměr je větší než průměr pracovního válce (6), který je tvořen druhým vedením (1), přičemž sací válec (7) je s pracovním válcem (6) propojen přepouštěcím kanálem.

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že přepouŠtěcí kanál je uspořádán * v podélném členu (3) a je opatřen přepouštěcím ventilem (8).

12. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se t í m, že přepouŠtěcí kanál je uspořádán · v rámu (2).

13. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž8, vyznačující se tím, že alespoň jedno vedení (1) je tvořeno válcem kompresoru, jehož píst tvoří válcový úsek (10) podélného členu (3).

-5CZ 288620 B6

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že podélný člen (3) je propojen s pohonnou jednotkou.

15. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž8, vyznačující se tím, že jedno vedení

5 (1) je tvořeno válcem kompresoru, zatímco druhé vedení (1) je tvořeno válcem motoru.

16. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž8, vyznačující se tím, že alespoň jedno vedení (1) je tvořeno válcem vývěvy, jejíž píst tvoří válcový úsek (10) podélného členu (3).

17. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž8, vyznačující se tím, že alespoň jedno vedení (1) je tvořeno válcem parního stroje, jehož píst tvoří válcový úsek (10) podélného členu (3).

15 18. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že ve společném rámu (2) je uspořádáno několik podélných členů (3) s příslušnými vedeními (1).

5 výkresů