DE102011003795A1 - Flow control - Google Patents

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DE102011003795A1
DE102011003795A1 DE201110003795 DE102011003795A DE102011003795A1 DE 102011003795 A1 DE102011003795 A1 DE 102011003795A1 DE 201110003795 DE201110003795 DE 201110003795 DE 102011003795 A DE102011003795 A DE 102011003795A DE 102011003795 A1 DE102011003795 A1 DE 102011003795A1
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Ernst Mike Hüllenkremer
Klaus Hoff
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NEUMAN & ESSER GMBH & CO. KG, DE
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Neuman and Esser Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/16Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by adjusting the capacity of dead spaces of working chambers

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Abstract

Es wird eine Hubkolbenmaschine mit stufenlos einstellbarem Fördervolumen beschrieben, umfassend einen Kolben (KO), ein daran angreifendes geteiltes Pleuel (1) mit einer unteren und einer oberen Pleuelstange (2, 3) sowie einen Anlenker (4), wobei die obere Pleuelstange (3) an einem Kreuzkopf (KK) des Kolbens (KO) und an dem Anlenker (4) angreift, die untere Pleuelstange (2) den Anlenker (4) mit einem Hubzapfen (B) einer Kurbelwelle (KW) verbindet und der Anlenker (4) an seinem den Pleuelstangen (2, 3) gegenüberliegenden Ende ein Auflager (E) aufweist, welches mit einem Stellmechanismus (5) zusammenwirkt. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolbenmaschine mit einer stufenlosen Volumenstromregelung unter Beibehaltung des vorgegebenen Bauraumes bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Hubkolbenmaschine in Form eines Verdichters gelöst, der durch den Kolben (KO) getrennte erste und zweite Kompressionskammern (6, 7) aufweist, und das Auflager (E) über den Stellmechanismus (5) zwischen einer Position des maximalen Nennhubs (Hmax) und eines verminderten Hubs (Hmin) auf mindestens einem Abschnitt einer vorgegebenen Isolinie konstanter Kreuzkopf-Mittellage verstellbar ist.A reciprocating piston machine with continuously adjustable delivery volume is described, comprising a piston (KO), a split connecting rod (1) engaging it with a lower and an upper connecting rod (2, 3) and an arm (4), the upper connecting rod (3 ) acts on a cross head (KK) of the piston (KO) and on the link (4), the lower connecting rod (2) connects the link (4) with a crank pin (B) of a crankshaft (KW) and the link (4) at its end opposite the connecting rods (2, 3) has a support (E) which cooperates with an adjusting mechanism (5). The invention was based on the object of providing a reciprocating piston machine with a stepless volume flow control while maintaining the specified installation space. The object is achieved according to the invention with a reciprocating piston engine in the form of a compressor, which has first and second compression chambers (6, 7) separated by the piston (KO), and the support (E) via the adjusting mechanism (5) between a position of the maximum nominal stroke (Hmax) and a reduced stroke (Hmin) is adjustable on at least one section of a predetermined isoline of constant crosshead central position.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 stehenden Merkmale.The invention relates to a reciprocating engine according to the features standing in the preamble of claim 1.

Derartige Hubkolbenmaschinen kommen in konstruktiv unterschiedlicher Ausführung beispielsweise als Verbrennungskraftmaschinen oder auch als Verdichter zum Einsatz.Such reciprocating engines come in a structurally different design, for example as internal combustion engines or as a compressor used.

Einen gattungsbildenden Stand der Technik bildet die DE 30 30 615 A1 . Die bekannte Druckschrift offenbart eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem darin hin- und herbewegbaren Kolben, der über ein Gelenkgestänge mit einer Kurbelwelle verbunden ist. Das Gelenkgestänge umfasst ein an dem Kolben angelenktes erstes Pleuel, ein an der Kurbelwelle angelenktes zweites Pleuel und einen Schwenkhebel, der mit seinem einen Ende um eine zur Kurbelwellenachse im wesentlichen parallele Schwenkachse angelenkt und an seinem anderen Ende mit den beiden Pleuel gelenkig verbunden ist. Die Anlenkstelle des Schwenkhebels soll radial und/oder axial verstellbar und zum Beispiel an einem drehbar gelagerten Exzenter angeordnet sein. Mit Hilfe des bekannten Gelenkgestänges soll der Verlauf des vom Kolben auf die Kurbelwelle übertragenen Drehmomentes und der Verlauf der Kolbengeschwindigkeit in einem weiten Umfang variiert werden.A generic state of the art is the DE 30 30 615 A1 , The known document discloses an internal combustion engine with at least one cylinder and a reciprocating piston therein, which is connected via a linkage with a crankshaft. The linkage comprises a hinged to the piston first connecting rod, a hinged to the crankshaft second connecting rod and a pivot lever which is articulated at one end about a crankshaft axis substantially parallel pivot axis and hingedly connected at its other end to the two connecting rods. The articulation point of the pivot lever should be arranged radially and / or axially adjustable and, for example, on a rotatably mounted eccentric. With the help of the known linkage, the course of the torque transmitted from the piston to the crankshaft and the course of the piston speed should be varied to a large extent.

Eine Übertragung der aus Verbrennungskraftmaschinen gewonnenen Erkenntnisse auf Verdichter hat jedoch zu keinen befriedigenden Ergebnissen geführt. Insbesondere lässt sich mit den bekannten Merkmalen keine stufenlose Volumenstromregelung realisieren.However, a transfer of knowledge gained from internal combustion engines to compressors has not led to satisfactory results. In particular, no continuous volume flow control can be realized with the known features.

Demzufolge lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolbenmaschine mit einer stufenlosen Volumenstromregelung unter Beibehaltung des vorgegebenen Bauraumes bereitzustellen.Accordingly, the invention has for its object to provide a reciprocating engine with a continuous flow control while maintaining the predetermined space.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Hubkolbenmaschine in Form eines Verdichters gelöst, der durch den Kolben getrennte erste und zweite Kompressionskammern aufweist, und das Auflager über den Stellmechanismus zwischen einer Position des maximalen Nennhubs und eines verminderten Hubs auf mindestens einem Abschnitt einer vorgegebenen Isolinie konstanter Kreuzkopf-Mittellage verstellbar ist. Die Isolinie stellt dabei eine Stellbahn für das Auflager dar.The object is achieved according to the invention with a reciprocating piston engine in the form of a compressor having first and second compression chambers separated by the piston, and the support via the actuating mechanism between a position of the maximum nominal stroke and a reduced stroke on at least a portion of a predetermined constant cross-section Center position is adjustable. The isoline represents a trajectory for the support.

Die erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine ermöglicht dadurch eine stufenlose Regulierung des Fördervolumens unter Beibehaltung des bestehenden Bauraums mit vergleichsweise geringem Bauaufwand. Unter der Kreuzkopf-Mittellage wird eine Position des Kolbens entsprechend seinem halben Hubweg verstanden.The reciprocating piston engine according to the invention thus allows a continuous regulation of the delivery volume while maintaining the existing installation space with comparatively low construction costs. The crosshead center position is understood to mean a position of the piston corresponding to its half stroke.

Der Anlenker eliminiert einen zusätzlichen Freiheitsgrad des Kurbeltriebs und bestimmt mit seiner Lagerstelle den Hub des Kolbens sowie die Kreuzkopf-Mittellage. Bei einer Verstellung des Anlenkers und dadurch einhergehender Verringerung des Kolbenhubs wird, sofern die Verstellung bei konstanter Kreuzkopf-Mittellage stattfindet, der Schadraum auf beiden Seiten um den selben Betrag vergrößert, das heißt, der Kolben führt nicht mehr den maximalen Nennhub, sondern lediglich einen verringerten Hub innerhalb des Zylinders aus. Dabei ist die Einhaltung der Kreuzkopf-Mittellage von großer Bedeutung, da andernfalls der Schadraum nicht auf beiden Seiten des Kolbens um das gleiche Maß verändert wird. Erfahrungsgemäß ist mithin bei derartigen Vorrichtungen eine größere Schwungmasse notwendig. Darüber hinaus wird bei unterschiedlich großen Schadräumen die Lastwechselcharakteristik des Kreuzkopflagerbolzens nachteilig beeinflusst und es ist zudem von einem verstärkten Induzieren harmonischer Schwingungen in nachfolgende Gasräume und von einer daraus hervorgerufenen verstärkten Neigung zur Resonanzbildung auszugehen.The link eliminates an additional degree of freedom of the crank mechanism and determines with its bearing point the stroke of the piston and the crosshead center position. In an adjustment of the armature and concomitant reduction in the piston stroke, if the adjustment takes place at a constant crosshead center position, the dead space on both sides increased by the same amount, that is, the piston no longer performs the maximum Nennhub, but only a reduced Hub within the cylinder. In this case, compliance with the crosshead center position is of great importance, since otherwise the dead space is not changed by the same amount on both sides of the piston. Experience has shown that a larger flywheel is therefore necessary in such devices. In addition, the load change characteristics of the crosshead bearing pin is adversely affected in different sized dead zones and it is also to be assumed by an increased inducing harmonic oscillations in subsequent gas chambers and caused by an increased tendency to resonance formation.

Zweckmäßigerweise umfasst das Auflager ein Anlenker-Lager, mit welchem der Anlenker drehbeweglich an dem Auflager angreift.Conveniently, the support comprises a linkage bearing, with which the linkage member rotatably engages the support.

Vorteilhafterweise bilden das obere Pleuel, das untere Pleuel und der Anlenker ein ternäres Gelenk. An dem ternären Gelenk greifen in einem gemeinsamen Punkt beziehungsweise einer gemeinsamen Lagerachse sowohl das obere und untere Pleuel als auch der Anlenker drehbeweglich an. Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass in dem Auflager des Anlenkers die geringste zu erwartende Anlenkerkraft auftritt.Advantageously, the upper connecting rod, the lower connecting rod and the Anlenker form a ternary joint. At the ternary joint both the upper and lower connecting rods and the link arms rotate in a common point or a common bearing axis. The essential advantage of this embodiment is that in the support of the armature the lowest expected Anlenkerkraft occurs.

Ein mit dem ternären Gelenk ausgebildeter Verdichter kann beispielsweise auf Basis einer numerischen Lösung ausgelegt werden. Dabei wird zunächst ein rechteckiger Bereich festgelegt, der das zur Unterbringung des Anlenker-Auflagers E in Frage kommende Gebiet umfasst (Bauraum-Bedingung). Dieser rechteckige Bereich wird dann mit einer Rasterung versehen, wobei die Punkte des Rasters der jeweiligen Position des Anlenker-Auflagers E entsprechen.A trained with the ternary joint compressor can be designed for example on the basis of a numerical solution. In this case, first of all a rectangular area is defined, which comprises the area suitable for accommodating the articulated arm support E (installation space condition). This rectangular area is then provided with a screening, wherein the points of the grid correspond to the respective position of the armature support E.

Anschließend sind für jeden dieser Raster-Punkte die Totlagen des Viergelenks KW-B-C-E zu identifizieren. Diese sind in der Strecklage bzw. Decklage von Kurbel und unterem Pleuel gegeben gemäß

Figure 00040001
und
Figure 00040002
mit xKWE = xE – xKW, yKWE = yE – yKW, lKWE 2 = xKWE 2 + yKWE 2 und k1 ∊ {–1; 1} und
Figure 00040003
berechenbar ist, wobei sich der jeweilige obere und untere Totpunkt (OT, UT) aus
Figure 00040004
mit k2 ∊ {–1; 1} ergibt und die Kreuzkopf-Mittellage (yKK,Mittel) durch Einsetzen in die Gleichung
Figure 00040005
definiert ist.Then, for each of these grid points, the dead-center of the four-joint KW-BCE can be identified. These are given in the extended position or cover layer of crank and lower connecting rod according to
Figure 00040001
and
Figure 00040002
with x KWE = x E - x KW , y KWE = y E - y KW , l KWE 2 = x KWE 2 + y KWE 2 and k 1 ε {-1; 1} and
Figure 00040003
is calculable, with the respective top and bottom dead center (OT, UT) of
Figure 00040004
with k 2 ε {-1; 1} and the crosshead center position (y KK, mean ) by inserting into the equation
Figure 00040005
is defined.

Die Berechnungen sind geometrisch interpretierbar: Die Lage des Gelenks C in den Totlagen folgt aus dem Schnitt des Umkreis mit dem Radius lT = l2 ± rK um die Kurbelwelle und des Umkreises mit dem Radius l4 um das Auflager E. Die Lage des Gelenks D mit den Koordinaten xKK/yKK folgt aus dem Schnitt zwischen dem Umkreis mit dem Radius l3 um C mit der Abtriebsachse. Die Festlegung auf einen der jeweils zwei auf diesem Wege erzeugten Schnittpunkte erfolgt über die Lageparameter k1 und k2.The calculations are geometrically interpretable: The position of the joint C in the dead centers follows from the intersection of the circumcircle with the radius l T = l 2 ± r K around the crankshaft and the circumcircle with the radius l 4 around the support E. The position of the Joint D with the coordinates x KK / y KK follows from the intersection between the radius of radius l 3 and C with the output axis. The determination of one of the two intersections generated in this way is done via the position parameters k 1 and k 2 .

Vorzugsweise sind die Lagerachse des zwischen oberer Pleuelstange und Kreuzkopf angeordneten kolbenseitigen Pleuellagers, die Lagerachse des zwischen unterer Pleuelstange und Hubzapfen angeordneten kurbelwellenseitigen Pleuellagers, die Lagerachse eines ternären Gelenkes und die Lagerachse eines Anlenker-Lagers parallel zueinander angeordnet. Folglich handelt es sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Lager um ein ebenes Getriebe.Preferably, the bearing axis of the arranged between the upper connecting rod and crosshead piston-side connecting rod bearing, the bearing axis of the arranged between the lower connecting rod and crank pin crankshaft side connecting rod bearing, the bearing axis of a ternary joint and the bearing axis of a Anlenker bearing are arranged parallel to each other. Consequently, it is with the inventive arrangement of the bearings to a flat gear.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform greifen die untere Pleuelstange und die obere Pleuelstange an zueinander beabstandeten Lagerstellen eines ternären Anlenkers an. Der ternäre Anlenker weist somit drei Lagerstellen auf, die zueinander ein Dreieck aufspannen, wobei eine erste Lagerstelle mit dem Auflager, eine zweite Lagerstelle mit der unteren Pleuelstange und eine dritte Lagerstelle mit der oberen Pleuelstange verbunden ist. Die Bestimmung der Totlagen kann entsprechend zu der vorstehend genannten Ausführungsform durchgeführt werden, wobei

Figure 00050001
und
Figure 00050002
mit xKWE = xE – xKW, yKWE = yE – yKW, lKWE 2 = xKWE 2 + yKWE 2 bei
Figure 00060001
berechenbar ist, wobei sich der jeweilige obere und untere Totpunkt (OT, UT) aus
Figure 00060002
mit k2 ∊ {–1; 1} ergibt und die Kreuzkopf-Mittellage (yKK,Mittel) durch Einsetzen in die Gleichung
Figure 00060003
definiert ist.According to an alternative embodiment, the lower connecting rod and the upper connecting rod engage at spaced bearing points of a ternary Anlenkers. The ternary Anlenker thus has three bearings, which form a triangle to each other, wherein a first bearing point with the support, a second bearing point with the lower connecting rod and a third bearing point is connected to the upper connecting rod. The determination of the dead-spots can be carried out according to the aforementioned embodiment, wherein
Figure 00050001
and
Figure 00050002
with x KWE = x E - x KW , y KWE = y E - y KW , l KWE 2 = x KWE 2 + y KWE 2 at
Figure 00060001
is calculable, with the respective top and bottom dead center (OT, UT) of
Figure 00060002
with k 2 ε {-1; 1} and the crosshead center position (y KK, mean ) by inserting into the equation
Figure 00060003
is defined.

Vorzugsweise wird vor Bestimmung der Kreuzkopf-Mittellage überprüft, ob der Anlenker (Bezugszeichen der Figurenbeschreibung 4, bzw. bei ternärem Anlenker 42) während der Bewegung zwischen der Streck- bzw. Decklage von Kurbel und unterer Pleuelstange selbst eine Streck- oder Decklage mit der oberen Pleuelstange einnimmt. Ist dies nicht der Fall, beschreiben die Lagen aus der oben beispielhaft durchgeführten Berechnung auch die Totlagen des Kreuzkopfs. Andernfalls ist eine Kreuzkopf-Totlage durch die Strecklage von Anlenker (4, bzw. bei ternärem Anlenker 42) und oberer Pleuelstange gegeben und die andere durch eine der Lagen aus der oben durchgeführten Berechnung gegeben.Preferably, it is checked before determining the crosshead center position, whether the link (reference numerals of the description of the figures 4 , or in ternary Anlenker 42 ) occupies itself during the movement between the stretch or cover layer of the crank and lower connecting rod itself a stretch or cover layer with the upper connecting rod. If this is not the case, the layers from the above-exemplified calculation also describe the dead spots of the crosshead. Otherwise, a crosshead dead center is due to the extended position of the armature ( 4 , or in ternary Anlenker 42 ) and the upper connecting rod, and the other is given by one of the layers from the above calculation.

In weiteren Ausführungsformen kann auch die untere Pleuelstange oder die obere Pleuelstange jeweils als ternäres Pleuel ausgebildet sein.In further embodiments, the lower connecting rod or the upper connecting rod may be formed in each case as a ternary connecting rod.

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform umfasst der Stellmechanismus eine Linearführung mit einer ortsfest angeordneten Schiene und einem daran verschiebbar angreifenden Schlitten, wobei das Auflager an dem Schlitten angeordnet und die Ausrichtung des Stellmechanismus als Approximation an den Abschnitt einer Isolinie der konstanten Kreuzkopf-Mittellage angenähert ist. Diese Ausführungsform stellt eine technisch einfache Umsetzung der erfindungsgemäßen Lehre dar, deren Genauigkeit für den Betrieb in der Praxis ausreichend ist. Der Stellmechanismus beziehungsweise die zugehörige Linearführung wird bereits bei der Herstellung des Verdichters entsprechend der bekannten Koordinaten der Isolinie ausgerichtet und ortsfest an dem Verdichter montiert.In a particularly favorable embodiment, the positioning mechanism comprises a linear guide with a stationarily arranged rail and a slidably engaging carriage, wherein the support is arranged on the carriage and the orientation of the adjusting mechanism is approximated to approximate the portion of an isoline of the constant crosshead center position. This embodiment represents a technically simple implementation of the teaching according to the invention, the accuracy of which is sufficient for operation in practice. The adjusting mechanism or the associated linear guide is already aligned in the production of the compressor according to the known coordinates of the isoline and fixedly mounted on the compressor.

An dem Schlitten kann ein Linearantrieb angreifen, dessen Verstellweg parallel zur axialen Erstreckung der Schiene ausgerichtet ist. Als Linearantrieb können insbesondere formschlüssig verriegelbare Elemente, Zahnstangen mit komplementär am Schlitten angeordneten Zahnrädern oder Gewindespindeln zum Einsatz kommen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Linearantrieb einen Hydraulikzylinder, der mit einem ersten Ende ortsfest gehalten und mit seinem zweiten, gegenüberliegenden Ende an dem Schlitten befestigt ist.On the carriage can engage a linear drive whose adjustment is aligned parallel to the axial extent of the rail. As a linear drive in particular form-locking lockable elements, racks can be used with complementarily arranged on the carriage gears or threaded spindles used. According to a particularly advantageous embodiment, the linear drive comprises a Hydraulic cylinder, which is held stationary with a first end and secured with its second, opposite end to the carriage.

Günstigerweise ist die Linearführung mit einem Winkel (α) zwischen 0° und 45° geneigt zu der Bewegungsachse des Kolbens ausgerichtet.Conveniently, the linear guide is oriented at an angle (α) between 0 ° and 45 ° inclined to the axis of movement of the piston.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand von insgesamt sechs Figuren erläutert. Dabei zeigen dieFor a better understanding of the invention will be explained below with reference to a total of six figures. The show

1: eine schematische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Verdichter gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 a schematic view of a compressor according to the invention according to a first embodiment;

2: eine schematische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Verdichter gemäß einer zweiten Ausführungsform; 2 a schematic view of a compressor according to the invention according to a second embodiment;

3: Berechnung von Isolinien mittels Line-following-Algorithmus; 3 : Calculation of isolines by line-following algorithm;

4: ein Feld von Isolinien konstanter mittlerer Kreuzkopflagen; 4 a field of isolines of constant central crossheads;

5: einen Längsschnitt auf den Verdichter gemäß 1 mit linearer Approximation der Isolinie und Linearführung des Auflagers sowie 5 a longitudinal section of the compressor according to 1 with linear approximation of the isoline and linear guidance of the support as well

6: eine schematische Darstellung des Verdichters gemäß 5. 6 : a schematic representation of the compressor according to 5 ,

Die 1 zeigt eine schematische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Hubkolbenverdichter gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem ternären Gelenk C, an welchem ein Pleuel 1 umfassend eine untere Pleuelstange 2 und eine obere Pleuelstange 3 sowie ein Anlenker 4 gemeinsam angreifen. Dabei setzt eine an einer Kurbelwelle KW ausgebildete Kurbel K mit ihrem Hubzapfen B und dem daran angeordneten kurbelwellenseitigen Pleuellager LP2 eine Drehbewegung entsprechend dem Kurbelwinkel φ der Kurbelwelle KW über die untere Pleuelstange 2 und die obere Pleuelstange 3 in eine oszillierend lineare Bewegung eines endseitig an der oberen Pleuelstange 3 angeordneten Kolben KO um. Die obere Pleuelstange 3 greift mit einem kolbenseitigen Pleuellager LP1 an dem Kreuzkopf KK des Kolbens KO an. Der Kolben KO bewegt sich bei Betrieb des Verdichters innerhalb der Bewegungsachse 14.The 1 shows a schematic view of a reciprocating compressor according to the invention according to a first embodiment with a ternary joint C, to which a connecting rod 1 comprising a lower connecting rod 2 and an upper connecting rod 3 as well as a link 4 attack together. In this case, a crank K formed on a crankshaft KW with its crankpin B and the crankshaft-side connecting rod bearing L P2 arranged thereon sets a rotational movement corresponding to the crank angle φ of the crankshaft KW via the lower connecting rod 2 and the upper connecting rod 3 in an oscillating linear movement of one end to the upper connecting rod 3 arranged piston KO order. The upper connecting rod 3 engages with a piston-side connecting rod bearing L P1 at the crosshead KK of the piston KO. The piston KO moves during operation of the compressor within the movement axis 14 ,

Der Anlenker 4 erstreckt sich von dem ternären Gelenk C zu einem seitlich von der Bewegungsachse 14 des Kolbens KO versetzten Anlenker-Lager 4a eines Auflagers E.The Anlenker 4 extends from the ternary joint C to a side of the axis of movement 14 of piston KO offset armature bearings 4a of a support E.

Die räumliche Lage der Kurbelwelle KW beziehungsweise deren zentrischer Achse ist über deren Koordinaten xKW/yKW, die Lage des Kreuzkopfes KK über dessen Koordinaten xKK/yKK und die des Auflagers E über die Koordinaten xE/yE definiert. Die dargestellte Ausführungsform des Verdichters weist eine so genannte zentrische Schubkurbel auf, bei welcher die Verlängerung der Bewegungsachse 14 durch die senkrecht zu ihr stehende Kurbelwellenachse verläuft, wobei die Erfindung grundsätzlich auch an Verdichtern mit exzentrischer Anordnung der Schubkurbel realisierbar ist.The spatial position of the crankshaft KW or its centric axis is defined via its coordinates x KW / y KW , the position of the crosshead KK via its coordinates x KK / y KK and that of the support E via the coordinates x E / y E. The illustrated embodiment of the compressor has a so-called centric push crank, in which the extension of the movement axis 14 runs through the crankshaft axis perpendicular to her, the invention is basically also on compressors with eccentric arrangement of the crank handle can be realized.

Im Bereich des Auflagers E sind punktiert zwei sich kreuzende Isolinien eines maximalen Nennhubs Hmax des Kolbens KO zu erkennen, wobei sich in dem gezeigten Zustand des Verdichters das Auflager E auf der im Wesentlichen vertikal verlaufenden Kennlinie eines maximalen Nennhubs Hmax des Kolbens KO befindet. Bei dem maximalen Nennhubs Hmax bewegt sich der Kolben KO auf der Bewegungsachse 14 zwischen seinem oberen Totpunkt OT und seinem unteren Totpunkt UT. Zwischen dem oberen und unteren Totpunkt OT, UT befindet sich die Kreuzkopfmittellage yKK,Mittel. Es verbleibt innerhalb des in 1 nicht vollständig gezeigten Zylinders beziehungsweise der beidseitig des Kolbens KO angeordneten ersten und zweiten Kompressionskammer 6, 7 (siehe 5) ein minimaler Schadraum. Da es sich um einen Verdichter mit zentrisch angeordneter Schubkurbel handelt, entsprechen die x-Koordinaten des Kreuzkopfes KK auch den x-Koordinaten der Kurbelwelle xKW.Dotted in the region of the support E are two intersecting isolines of a maximum nominal stroke H max of the piston KO, wherein in the shown state of the compressor the support E is located on the substantially vertical characteristic of a maximum rated stroke H max of the piston KO. At the maximum rated stroke H max , the piston KO moves on the movement axis 14 between its top dead center OT and its bottom dead center UT. Between the top and bottom dead center OT, UT is the crosshead center location y KK, means . It remains within the in 1 Not completely shown cylinder or arranged on both sides of the piston KO first and second compression chamber 6 . 7 (please refer 5 ) a minimal dead space. Since it is a compressor with a centrally arranged thrust crank, the x coordinates of the crosshead KK also correspond to the x coordinates of the crankshaft x KW .

Darüber hinaus ist in der Darstellung der 1 mit gestrichelter Linie eine Kurvenschar von Isolinien konstanter Kreuzkopf-Mittellagen yKK,Mittel zu erkennen. Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre soll für ein Verstellen des Förderstromes des Verdichters das Auflager E auf einer Isolinie konstanter Kreuzkopf-Mittellage verschoben und dabei gleichzeitig aus seiner Position des maximalen Nennhubes Hmax herausbewegt werden. Beispielhaft ist eine Position eines verminderten Hubs Hmin auf der entsprechenden Isolinie einer konstanten Kreuzkopf-Mittellage Ykk,Mittel markiert. In dieser Position des Auflagers E führt der Kolben KO weiterhin eine alternierende Bewegung um seine Mittellage yKK,Mittel aus, jedoch bei deutlich vergrößertem Schadraum in den jeweiligen Kompressionskammern 6, 7 (siehe 5) sowie einem verringerten Hub und einem daraus resultierenden verminderten Fördervolumen.In addition, in the presentation of the 1 with dashed line a family of curves of isolines of constant crosshead center layers y KK, means to detect. According to the teaching of the invention, the support E is to be displaced on an isoline constant crosshead center position and simultaneously moved out of its position of the maximum nominal stroke H max for an adjustment of the flow of the compressor. By way of example, a position of a reduced stroke H min on the corresponding isoline is a constant one Phillips middle position Y kk, middle marked. In this position of the support E of the piston KO continues to perform an alternating movement about its central position y KK, means , but at significantly increased dead space in the respective compression chambers 6 . 7 (please refer 5 ) and a reduced stroke and a resulting reduced delivery volume.

Für eine Erhöhung des Fördervolumens wird das Auflager E aus der beispielhaft markierten Position Hmin zurück auf der Isolinie einer konstanten Kreuzkopf-Mittellage yKK,Mittel bis zum Schnittpunkt mit der Isolinie des maximalen Nennhubs Hmax verschoben. Ebenso ist auch eine Verstellung in jedem Punkt zwischen Hmin und Hmax möglich.For an increase in the delivery volume, the support E is moved from the exemplarily marked position H min back on the isoline of a constant crosshead center position y KK, means to the point of intersection with the isoline of the maximum nominal stroke H max . Likewise, an adjustment in each point between H min and H max is possible.

Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Verdichters mit einem ternären Anlenker anstelle eines ternären Gelenkes C, bei dem die untere Pleuelstange 2 an einer Lagerstelle C1 und die obere Pleuelstange 3 an einer zur Lagerstelle C1 beabstandeten Lagerstelle C2 angreifen. Die Lagerstelle C1 und das Auflager E des ternären Anlenkers definieren eine Seite 41 und die Lagerstelle C2 und das Auflager E eine zweite Seite 42. Die Lagerstellen C1, C2, E bilden somit ein Dreieck aus. Des Weiteren spannen die an das Auflager E angrenzenden Seiten 41, 42 den Winkel τ auf.The 2 shows an alternative embodiment of the compressor with a ternary link instead of a ternary joint C, in which the lower connecting rod 2 at a bearing C1 and the upper connecting rod 3 attack at a bearing C1 spaced bearing C2. The bearing C1 and the support E of the ternary Anlenkers define one side 41 and the bearing C2 and the support E a second side 42 , The bearings C1, C2, E thus form a triangle. Furthermore, the sides adjacent to the support E stretch 41 . 42 the angle τ on.

Das Verstellen des Fördervolumens erfolgt auch bei dieser Ausführungsform mit einem ternären Anlenker durch Verstellen des Auflagers E auf einer in 2 nicht gezeigten Isolinie (siehe 1) einer konstanten Kreuzkopf-Mittellage yKK,Mittel bei gleichzeitigem Entfernen von der Isolinie eines maximalen Nennhubs Hmax.The adjustment of the delivery volume takes place in this embodiment with a ternary Anlenker by adjusting the support E on a in 2 Not shown isoline (see 1 ) of a constant crosshead center position y KK, means with simultaneous removal of the isoline of a maximum nominal stroke H max .

Die Berechnung der Isolinie der gewünschten Kreuzkopf-Mittellage yKK,Mittel kann zum Beispiel auf dem line-following-Algorithmus von Snyder basieren, der für einen Rasterausschnitt in 3 dargestellt ist.For example, the calculation of the isoline of the desired crosshead center location y KK, means may be based on Snyder's line-following algorithm, which is used for a grid section in FIG 3 is shown.

Demnach wird im Rahmen der Berechnung das Raster in einem ersten Schritt zeilenweise durchlaufen und die Kanten jeder Rasterzelle werden auf Schnittpunkte mit Isolinien untersucht. Ein solcher Schnittpunkt existiert, wenn ein gesuchter Isowert zwischen den Parameterwerten der beiden beteiligten Rasterpunkte liegt.Accordingly, as part of the calculation, the raster is traversed line by line in a first step and the edges of each raster cell are examined for intersections with isolines. Such an intersection exists when a searched iso value lies between the parameter values of the two halftone dots involved.

Wurde eine solche Gitterkante gefunden, wird in einem zweiten Schritt der Schnittpunkt PSchnitt der Isolinie mit der Kante durch lineare Interpolation des Parameterwertes w (0 ≤ w ≤ 1) zwischen den Start- und Endpunkten der Kante bestimmt. Die Berechnung der x-Koordinate erfolgt nach

Figure 00110001
der y-Koordinate analog. Zusätzlich wird vermerkt, dass der Isowert auf der aktuellen Gitterkante erkannt wurde, damit dieser Schritt nicht wiederholt wird.If such a grating edge has been found, in a second step the intersection P section of the isoline with the edge is determined by linear interpolation of the parameter value w (0 ≦ w ≦ 1) between the start and end points of the edge. The calculation of the x-coordinate takes place after
Figure 00110001
the y-coordinate analog. In addition, it is noted that the iso value has been recognized on the current grid edge so that this step is not repeated.

Anschließend wird in einem dritten Schritt die an die aktuelle Gitterkante, das heißt die Kante, auf welcher der Schnittpunkt mit einer Isolinie gefunden wurde, angrenzende Gitterzelle auf einen weiteren Schnittpunkt mit der aktuellen Isolinie untersucht. Ist diese Kante gefunden, erfolgt die Bestimmung des Schnittpunkts und die beiden Schnittpunkte werden mit einer geraden Linie verbunden.Subsequently, in a third step, the grid cell adjacent to the current grid edge, that is to say the edge on which the intersection with an isoline has been found, is examined for another intersection with the current isoline. Once this edge is found, the point of intersection is determined and the two intersection points are connected with a straight line.

Die vorstehenden Schritte sind dann solange zu wiederholen, bis alle mit der gesuchten Isolinie schneidenden Gitterkanten für diese bereits markiert sind.The above steps should then be repeated until all of the grid edges intersecting with the sought-for isoline are already marked for them.

In praktikablen Lösungen bildet das Gelenkviereck KW-B-C-E eine Kurbelschwinge, bei welcher die Kurbel umläuft und der Anlenker schwingt. Für diese Getriebe können aufbauend auf dem Satz von Grashof die zulässigen Lagen des Anlenker-Lagers E eingegrenzt werden. Die geometrischen Größen müssen folgende Gleichung erfüllen, wobei die jeweiligen Längen in der 1 dargestellt sind: (lKWE = lmax ∧ rKW + lKWE > l2 + l4) ∨ (lKwE ≠ lmax ∧ rKW + lmax > lKWE + l') mit lmax ∊ {l2; l4} und l' ∊ {l2; l4}\lmax In practicable solutions, the four-bar linkage KW-BCE forms a rocker arm, in which the crank rotates and the link swings. Based on the set by Grashof, the permissible positions of the linkage bearing E can be limited for these gear units. The geometric quantities must satisfy the following equation, with the respective lengths in the 1 are shown: (l KWE = l max ∧ r KW + l KWE > l 2 + l 4 ) ∨ (l KwE ≠ l max ∧ r KW + l max > l KWE + l ') with l max ε {l 2 ; l 4 } and l 'ε {l 2 ; l 4 } \ l max

Dies ist gegeben, wenn der Abstand zwischen Kurbelachse und Anlenker-Auflager folgende Bedingung erfüllt: |l2 – l4| + rKW < lKWE < l2 + l4 – rKW This is the case if the distance between the crank axle and the armature support fulfills the following condition: | l 2 - l 4 | + r KW <l KWE <l 2 + l 4 - r KW

Aus der Bedingung der vorstehenden Gleichung geht hervor, dass alle gültigen Lösungen durch Anlenker-Auflager-Positionen zwischen zwei Kreisen mit den Radien entsprechend den oberen und unteren Grenzen aus dieser vorstehenden Gleichung um die Kurbelwellenachse entsprechend 4 gekennzeichnet sind. From the condition of the above equation, it is apparent that all valid solutions by armature bearing positions between two circles with the radii corresponding to the upper and lower limits from this above equation around the crankshaft axis, respectively 4 Marked are.

Die 4 zeigt außerdem die für die Ermittlung der Kreuzkopf-Mittellagen yKK,Mittel relevanten Parameter, wie den Radius der Kurbelwelle rK (teilweise auch mit rKW bezeichnet), die Länge l2 der unteren Pleuelstange 2, die Länge l3 der oberen Pleuelstange 3, die Länge l4 des Anlenkers 4, welche ebenfalls jeweils der 1 entnommen werden können. Die Koordinaten xa, ya der Kurbelwellenachse KW (auch mit xKW und yKW bezeichnet) entsprechend dem Ursprung des in den 1, 2 und 6 erkennbaren Koordinatenkreuzes und sind demzufolge 0 gesetzt.The 4 also shows the relevant for the determination of the crosshead center positions y KK, means relevant parameters, such as the radius of the crankshaft r K (sometimes also referred to as r KW ), the length l 2 of the lower connecting rod 2 , the length l 3 of the upper connecting rod 3 , the length l 4 of the armature 4 , which likewise each of the 1 can be removed. The coordinates x a , y a of the crankshaft axis KW (also denoted by x KW and y KW ) corresponding to the origin of the in the 1 . 2 and 6 recognizable coordinate cross and are therefore set to 0.

Demzufolge muss dann bei dem zugrunde gelegten Verdichter mit zentrischer Schubkurbel auch der Versatz des Kreuzkopfes in x-Richtung entsprechend xD (auch mit xKK bezeichnet) ebenfalls den Wert 0 annehmen.Consequently, in the case of the underlying compressor with centric push crank, the offset of the crosshead in the x direction corresponding to x D (also denoted by x KK ) must also assume the value 0.

In den 5 und 6 ist ein Verdichter mir einem linear verschiebbaren Auflager E dargestellt. Das Verschieben des Auflagers E erfolgt mittels eines Stellmechanismus 5 in Form einer Linearführung 8. Die Linearführung 8 umfasst eine Schiene 9 und einen beweglich darauf geführten Schlitten 10, welcher das Auflager E trägt und stufenlos über einen Linearantrieb 11 verfahrbar ist. Der in 6 gezeigte Verstellweg 12 und die Ausrichtung der Linearführung 8 sind an eine Isolinie der konstanten Kreuzkopf-Mittellagen yKK,Mittel näherungsweise angepasst. Die Auswahl einer Isolinie aus der Kurvenschar von Isolinien erfolgt insbesondere in Erwägung des zur Verfügung stehenden Bauraums.In the 5 and 6 is a compressor with a linearly displaceable support E shown. The displacement of the support E takes place by means of an adjusting mechanism 5 in the form of a linear guide 8th , The linear guide 8th includes a rail 9 and a carriage movably guided on it 10 , which carries the support E and steplessly via a linear drive 11 is movable. The in 6 shown adjustment 12 and the orientation of the linear guide 8th are approximated to an isoline of constant crosshead centerlines y KK, mean . The selection of an isoline from the family of curves of isolines takes place in particular in consideration of the available installation space.

Als Linearantrieb 11 kommt aufgrund seiner Eignung, auch große Kräfte übertragen und zudem stufenlos jede Position des Verstellwegs anfahren zu können insbesondere ein Hydraulikzylinder 13 in Betracht. Der Hydraulikzylinder 13 ist mit seinem ersten Ende 13a ortsfest an dem Verdichter und mit seinem zweiten Ende 13b an dem Schlitten 10 befestigt.As a linear drive 11 Due to its suitability, it is also capable of transmitting large forces and of being able to approach any position of the adjustment path in a stepless manner, in particular a hydraulic cylinder 13 into consideration. The hydraulic cylinder 13 is with its first end 13a stationary on the compressor and with its second end 13b on the sledge 10 attached.

Wie in der 6 zu erkennen ist, verläuft die Schiene 9 parallel zu der punktierten Linie „Näherung” und unter einem Winkel α zu der Bewegungsachse 14 des Kolbens KO. Die relevante Isolinie einer konstanten Kreuzkopf-Mittellage yKK,Mittel weicht in dem gewählten Bereich nur in einem mittleren konvex geformten Abschnitt von der „Näherung” beziehungsweise der Ausrichtung der Schiene 9 ab.Like in the 6 it can be seen, the rail runs 9 parallel to the dotted line "approximation" and at an angle α to the axis of motion 14 of the piston KO. The relevant isoline of a constant crosshead center location y KK, means deviates in the selected area only in a central convex shaped portion of the "approximation" or the orientation of the rail 9 from.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Pleuelpleuel
22
untere Pleuelstangelower connecting rod
33
obere Pleuelstangeupper connecting rod
44
AnlenkerAnlenker
4a4a
Anlenker-LagerAnlenker camp
55
Stellmechanismusmechanism
66
erste Kompressionskammerfirst compression chamber
77
zweite Kompressionskammersecond compression chamber
88th
Linearführunglinear guide
99
Schienerail
1010
Schlittencarriage
1111
Linearantrieblinear actuator
1212
Verstellweg LinearantriebAdjustment linear drive
1313
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
13a13a
erstes Ende Hydraulikzylinderfirst end of hydraulic cylinder
13b13b
zweites Ende Hydraulikzylindersecond end hydraulic cylinder
1414
Bewegungsachse KolbenMovement axis piston
4141
Seite ternärer Anlenker zwischen E und C1Side of ternary link between E and C1
4242
Seite ternärer Anlenker zwischen E und C2Side of ternary link between E and C2
BB
Hubzapfen KurbelwelleCrankpin crankshaft
CC
ternäres Gelenkternary joint
C1C1
Lagerstelle untere Pleuelstange/AnlenkerBearing point lower connecting rod / linkage
C2C2
Lagerstelle obere Pleuelstange/AnlenkerBearing point upper connecting rod / linkage
Ee
AuflagerIn stock
Hmax H max
maximale Nennhubmaximum rated stroke
Hmin H min
verminderter Hubreduced stroke
KK
Kurbelcrank
KKKK
KreuzkopfPhillips
KOKO
Kolbenpiston
KWKW
Kurbelwelle (Kurbelachse)Crankshaft (crank axle)
l2 l 2
Länge untere PleuelstangeLength of lower connecting rod
l3 l 3
Länge obere PleuelstangeLength of upper connecting rod
l4 4
Länge AnlenkerLength of link
lKWE l KWE
Abstand Kurbelwelle zu Auflager EDistance crankshaft to support E
LP1 L P1
kolbenseitiges Pleuellagerpiston-side connecting rod bearing
LP2 L P2
kurbelwellenseitiges Pleuellagercrankshaft-side connecting rod bearing
OTOT
oberer TotpunktTop Dead Center
UTUT
unterer Totpunktbottom dead center
rK/rKW r K / r KW
Radius KurbelwelleRadius crankshaft
xA/yA x A / y A
Koordinaten Kurbelwellenachse (= xKW/yKW)Coordinates crankshaft axis (= x KW / y KW )
xD x D
x-Koordinate Kreuzkopf (= xKK)x-coordinate crosshead (= x KK )
xE/yE x E / y E
Koordinaten des Anlenker-AuflagersCoordinates of the linkage support
xKK/yKK x KK / y KK
Koordinaten des Kreuzkopfs (Abtrieb)Coordinates of the crosshead (downforce)
xKW/yKW x KW / y KW
Koordinaten der antreibenden Kurbelwelle (Kurbelachse)Coordinates of the driving crankshaft (crank axle)
yKK,Mittel y KK, means
Kreuzkopf-MittellagePhillips-center position
αα
Winkel approximierte Isolinie/Bewegungsachse KolbenAngle approximated isoline / axis of motion piston
φφ
Kurbelwinkelcrank angle
ττ
Winkel zwischen Seiten 41, 42 Angle between pages 41 . 42

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3030615 A1 [0003] DE 3030615 A1 [0003]

Claims (12)

Hubkolbenmaschine mit stufenlos einstellbarem Fördervolumen, umfassend einen Kolben (KO), ein daran angreifendes geteiltes Pleuel (1) mit einer unteren und einer oberen Pleuelstange (2, 3) sowie einen Anlenker (4), wobei die obere Pleuelstange (3) an einem Kreuzkopf (KK) des Kolbens (KO) und an dem Anlenker (4) angreift, die untere Pleuelstange (2) den Anlenker (4) mit einem Hubzapfen (B) einer Kurbelwelle (kW) verbindet und der Anlenker (4) an seinem den Pleuelstangen (2, 3) gegenüberliegenden Ende ein Auflager (E) aufweist, welches mit einem Stellmechanismus (5) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkolbenmaschine ein Verdichter ist, der durch den Kolben (KO) getrennte erste und zweite Kompressionskammern (6, 7) aufweist, und das Auflager (E) über den Stellmechanismus (5) zwischen einer Position des maximalen Nennhubs (Hmax) und eines verminderten Hubs (Hmin) auf mindestens einem Abschnitt einer vorgegebenen Isolinie konstanter Kreuzkopf-Mittellage verstellbar ist.Reciprocating piston engine with infinitely adjustable delivery volume, comprising a piston (KO), a split connecting rod engaging therewith ( 1 ) with a lower and an upper connecting rod ( 2 . 3 ) as well as a link ( 4 ), the upper connecting rod ( 3 ) on a crosshead (KK) of the piston (KO) and on the link ( 4 ), the lower connecting rod ( 2 ) the linker ( 4 ) with a crank pin (B) connects a crankshaft (kW) and the armature ( 4 ) at its connecting rods ( 2 . 3 ) opposite end has a support (E), which with an actuating mechanism ( 5 ) cooperates, characterized in that the reciprocating piston engine is a compressor, the first and second compression chambers separated by the piston (KO) ( 6 . 7 ), and the support (E) via the actuating mechanism ( 5 ) is adjustable between a position of the maximum rated stroke (H max ) and a reduced stroke (H min ) on at least a portion of a predetermined isoline constant cross-head center position. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflager (E) ein Anlenker-Lager (4a) umfasst, mit welchem der Anlenker (4) drehbeweglich an dem Auflager (E) angreift.Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in that the support (E) a Anlenker bearing ( 4a ), with which the link ( 4 ) rotatably engages the support (E). Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Pleuelstange (2), die obere Pleuelstange (3) und der Anlenker (4) über ein ternäres Gelenk (C) drehbeweglich verbunden sind.Reciprocating piston engine according to claim 1 or 2, characterized in that the lower connecting rod ( 2 ), the upper connecting rod ( 3 ) and the linker ( 4 ) are rotatably connected via a ternary joint (C). Hubkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden durch den Stellmechanismus (5) veränderbaren Punkt des Auflagers (E) die Kreuzkopf-Mittellage (yKK,Mittel) aus der Identifikation der Totlagen des Viergelenks KW-B-C-E bei Strecklage oder Decklage von Kurbel (K) und unterer Pleuelstange (2) gemäß
Figure 00170001
und
Figure 00170002
mit xKWE = xE – xKW, yKWE = yE – yKW, lKWE 2 = xKWE 2 + yKWE 2, bei
Figure 00170003
berechenbar ist, wobei sich der jeweilige obere und untere Totpunkt (OT, UT) aus
Figure 00170004
mit k2 ∊ {–1; 1} ergibt und die Kreuzkopf-Mittellage (yKK,Mittel) durch Einsetzen in die Gleichung
Figure 00170005
definiert ist.
Reciprocating piston engine according to claim 3, characterized in that for each by the adjusting mechanism ( 5 ) changeable point of the support (E), the crosshead center position (y KK, middle ) from the identification of the dead positions of the four-joint KW-BCE in the extended position or cover layer of crank (K) and lower connecting rod ( 2 ) according to
Figure 00170001
and
Figure 00170002
with x KWE = x E - x KW , y KWE = y E - y KW , l KWE 2 = x KWE 2 + y KWE 2 , at
Figure 00170003
is calculable, with the respective top and bottom dead center (OT, UT) of
Figure 00170004
with k 2 ε {-1; 1} and the crosshead center position (y KK, mean ) by inserting into the equation
Figure 00170005
is defined.
Hubkolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse des zwischen oberer Pleuelstange (3) und Kreuzkopf (KK) angeordneten kolbenseitigen Pleuellagers (LP1), die Lagerachse des zwischen unterer Pleuelstange (2) und Hubzapfen (B) angeordneten kurbelwellenseitigen Pleuellagers (LP2), die Lagerachse des ternären Gelenkes (C) und die Lagerachse des Anlenker-Lagers (4a) parallel zueinander angeordnet sind.Reciprocating piston engine according to claim 3 or 4, characterized in that the bearing axis of the upper connecting rod ( 3 ) and crosshead (KK) arranged piston-side connecting rod bearing (L P1 ), the bearing axis of the lower connecting rod ( 2 ) and crank pin (B) arranged crankshaft-side connecting rod bearing (L P2 ), the bearing axis of the ternary joint (C) and the bearing axis of the armature bearing ( 4a ) are arranged parallel to each other. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Pleuelstange (2) und die obere Pleuelstange (3) an zueinander beabstandeten Lagerstellen (C1, C2) des ternären Anlenkers (4) angreifen. Reciprocating piston engine according to claim 1 or 2, characterized in that the lower connecting rod ( 2 ) and the upper connecting rod ( 3 ) at spaced bearing points (C1, C2) of the ternary Anlenkers ( 4 attack). Hubkolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden durch den Stellmechanismus (5) veränderbaren Punkt des Auflagers (E) die Kreuzkopf-Mittellage (yKK,Mittel) aus der Identifikation der Totlagen des Viergelenks KW-B-C1-E bei Strecklage oder Decklage von Kurbel (K) und unterem Pleuel (2) gemäß
Figure 00180001
und
Figure 00180002
mit xKWE = xE – xKW, yKWE = yE – yKW, lKWE 2 = xKWE 2 + yKWE 2 bei
Figure 00190001
berechenbar ist, wobei sich der jeweilige obere und untere Totpunkt (OT, UT) aus
Figure 00190002
mit k2 ∊ {–1; 1} ergibt und die Kreuzkopf-Mittellage (yKK,Mittel) durch Einsetzen in die Gleichung
Figure 00190003
definiert ist.
Reciprocating piston engine according to claim 6, characterized in that for each by the adjusting mechanism ( 5 ) changeable point of the support (E) the crosshead center position (y KK, middle ) from the identification of the dead positions of the four-joint KW-B-C1-E in the extended position or cover layer of crank (K) and lower connecting rod ( 2 ) according to
Figure 00180001
and
Figure 00180002
with x KWE = x E - x KW , y KWE = y E - y KW , l KWE 2 = x KWE 2 + y KWE 2 at
Figure 00190001
is calculable, with the respective top and bottom dead center (OT, UT) of
Figure 00190002
with k 2 ε {-1; 1} and the crosshead center position (y KK, mean ) by inserting into the equation
Figure 00190003
is defined.
Hubkolbenmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse des zwischen oberer Pleuelstange (3) und Kreuzkopf (KK) angeordneten kolbenseitigen Pleuellagers (LP1), die Lagerachse des zwischen unterer Pleuelstange (2) und Hubzapfen (B) angeordneten kurbelwellenseitigen Pleuellagers (LP2), die Lagerachse der zwischen unterer Pleuelstange (2) und Anlenker (4) angeordneten Lagerstelle (C1) sowie die zwischen oberer Pleuelstange (3) und Anlenker (4) angeordneten Lagerstelle (C2) und die Lagerachse eines Anlenker-Lagers (4a) parallel zueinander angeordnet sind.Reciprocating piston engine according to claim 6 or 7, characterized in that the bearing axis of the upper connecting rod ( 3 ) and crosshead (KK) arranged piston-side connecting rod bearing (L P1 ), the bearing axis of the lower connecting rod ( 2 ) and crankpin (B) arranged crankshaft-side connecting rod bearing (L P2 ), the bearing axis of the lower connecting rod ( 2 ) and Anlenker ( 4 ) arranged bearing point (C1) and between the upper connecting rod ( 3 ) and Anlenker ( 4 ) arranged bearing point (C2) and the bearing axis of a Anlenker bearing ( 4a ) are arranged parallel to each other. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmechanismus (5) eine Linearführung (8) mit einer ortsfest angeordneten Schiene (9) und einem daran angreifenden Schlitten (10) umfasst, wobei das Auflager (E) an dem Schlitten (10) angeordnet und die Ausrichtung des Stellmechanismus (5) als Approximation an den Abschnitt einer Isolinie konstanter Kreuzkopf-Mittellage (yKK,Mittel) angenähert ist.Reciprocating piston engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the adjusting mechanism ( 5 ) a linear guide ( 8th ) with a stationary rail ( 9 ) and an attacking carriage ( 10 ), wherein the support (E) on the carriage ( 10 ) and the orientation of the actuating mechanism ( 5 ) is approximated to the section of an isoline of constant crosshead center position (y KK, mean ). Hubkolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (10) ein Linearantrieb (11) angreift, dessen Verstellweg (12) parallel zur axialen Erstreckung der Schiene (9) ausgerichtet ist.Reciprocating piston engine according to claim 9, characterized in that on the carriage ( 10 ) a linear drive ( 11 ) attacks whose Verstellweg ( 12 ) parallel to the axial extent of the rail ( 9 ) is aligned. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (11) einen Hydraulikzylinder (13) umfasst, der mit einem ersten Ende (13a) ortsfest gehalten und mit seinem zweiten, gegenüberliegenden Ende (13b) an dem Schlitten (10) befestigt ist. Reciprocating piston engine according to claim 10, characterized in that the linear drive ( 11 ) a hydraulic cylinder ( 13 ) having a first end ( 13a ) and with its second, opposite end ( 13b ) on the carriage ( 10 ) is attached. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung (8) mit einem Winkel (α) zwischen 0° und 45° geneigt zu der Bewegungsachse (14) des Kolbens (KO) ausgerichtet ist.Reciprocating piston engine according to one of claims 9 to 11, characterized in that the linear guide ( 8th ) with an angle (α) between 0 ° and 45 ° inclined to the movement axis ( 14 ) of the piston (KO) is aligned.
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