EP0275276A1 - Kolben- und antriebsarmanordnung für verbrennungsmotoren oder kompressoren - Google Patents
Kolben- und antriebsarmanordnung für verbrennungsmotoren oder kompressorenInfo
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- EP0275276A1 EP0275276A1 EP19870904550 EP87904550A EP0275276A1 EP 0275276 A1 EP0275276 A1 EP 0275276A1 EP 19870904550 EP19870904550 EP 19870904550 EP 87904550 A EP87904550 A EP 87904550A EP 0275276 A1 EP0275276 A1 EP 0275276A1
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- EP
- European Patent Office
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- piston
- drive arm
- cylinder
- compressors
- internal combustion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
Definitions
- the invention relates to a piston and drive arm arrangement for internal combustion engines or compressors, which has a piston which performs an alternating movement in a cylinder and a drive arm. It is generally known that the linear movement of the piston is converted into a rotary movement during the operation of the internal combustion engine, or a rotary movement is converted into a linear movement in the case of the compressors. In these constructions, the piston is connected via a piston rod to a pin which carries out a rotary movement. However, the piston per se makes an alternating (reciprocating) movement in the cylinder. On the piston are generally considered
- both the piston and the cylinder have a cross section with a perfect circular shape.
- the motors and compressors can only meet this requirement in new condition, as the The piston strives to perform a so-called nodding movement by means of the drive arm in the movement level of the drive arm, as a result of which it wears the cylinder wall oval.
- the piston seal deteriorates and, for example in the case of internal combustion engines, the oil transfer into the combustion chamber located above the piston increases. In this case, there is a significant increase in oil consumption and a drop in performance.
- the oil entering the combustion chamber significantly increases the environmental pollution of the engine.
- the oil that is not completely burned in the combustion chamber deposits carbonized on the originally smooth surface of the cylinder and thus contributes to the further wear of the piston.
- Piston is provided with a support ring in order to thereby also hinder the efforts of the piston to pitch (pendulum movement).
- these different support solutions could not completely solve the problem of wear on an oval cross-section, since the piston rod was still directed sideways, i.e. Forces not lying in the cylinder axis are transmitted.
- the aim of the invention is to eliminate the disadvantages mentioned above and to form such a piston and drive arm arrangement, in which the piston only absorbs or transmits the force lying in the cylinder axis.
- the invention is based on the knowledge that the set goal can be achieved if an element that also performs an alternating movement in the cylinder is inserted between the piston and the drive arm and the piston is connected to it.
- the invention thus relates to a piston and drive arm arrangement for internal combustion engines or compressors, which consists of a piston performing an alternating movement in the cylinder and a drive arm.
- the essence of the invention is that a sliding sleeve is arranged in the cylinder behind the piston, which is connected to the piston by means of a drive fork, and the drive arm is connected to the sliding sleeve.
- the drive fork is connected to the piston as well as to the sliding sleeve by means of bolts and the drive arm is connected to the sliding sleeve by means of a bolt which is common to the drive fork.
- a conventional piston 5 is arranged in a cylinder 1. Behind the piston 5 there is a sliding sleeve 3 which is connected to the piston 5 via a drive fork 2.
- the drive fork 2 is connected to the sliding sleeve 3 by means of a pin 7 and to the piston 5 by means of a pin 4.
- a drive arm 6 is also connected to the sliding sleeve 3 by means of a bolt 7.
- the piston 5 is not exposed to any laterally acting force and also does not transmit any laterally directed force, since it is only in drive connection with the sliding sleeve 3 which makes an alternating movement with it. Since the sliding sleeve 3 does not perform a sealing function, it also does not wear the inner wall of the cylinder, as is also the case with the conventional pistons, the skirt of the piston is less worn or the cylinder wears out.
- the arrangement according to the invention realizes the goal with extremely simple technical means.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
Description
KOLBEN- UND ANTRIEBSARMANORDNUNG FÜR VERBRENNUNGS¬ MOTOREN ODER KOMPRESSOREN
Die Erfindung betrifft eine Kolben- und Aπtriebs- armanordnung für Verbrennungsmotoren oder Kompressoren, die einen in einem Zylinder eine alternierende Bewegung durchführenden Kolben und einen Antriebsarm aufweist. Es ist allgemein bekannt, dass die gradlinige Bewegung des Kolbens während des Betriebes des Verbrennungs¬ motors in eine Drehbewegung, oder bei den Kompressoren eine Drehbewegung in eine gradlinige Bewegung umgewandelt wird. Bei diesen Konstruktionen ist der Kolben über eine Kolbenstange mit einem eine Drehbewegung durchführenden Zapfen in Verbindung. Der Kolben an sich führt jedoch in dem Zylinder eine alternierende (hin- und hergehende) Bewegung durch. An dem Kolben sind im allgemeinen als
Dichtung Kolbenringe angebracht. Um eine gute Abdichtung zu sichern, haben sowohl der Kolben als auch der Zylinder einen Querschnitt mit einer vollkommenen Kreisform auf¬ zuweisen. Diese Voraussetzung können jedoch die Motoren und Kompressoren nur in neuem Zustand erfüllen, da der
Kolben bestrebt ist mittels des Aπtriebsarmes in der Bewegungsebeπe des Antriebsarmes eine sogenannte nickende Bewegung auszuführen, wodurch er die Zylinderwand oval abnutzt. Infolgedessen verschlechtert sich die Kolbeπ- dichtung und zum Beispiel bei den Verbrennungsmotoren steigt der Ölübertritt in die über dem Kolben befindliche Verbrenπungskammer an. In diesem Falle ist ein bedeutender Ansteig des Ölverbrauches und eine Leistungsabfall zu verzeichnen. Das in die Verbrennuπgskammer gelangende Öl steigert in bedeutendem Masse die umweltverschmutzende Wirkung des Motors. Das in der Verbrennungskammer nicht vollständig verbrannte Öl setzt sich verkokst an der ursprünglich glatten Fläche des Zylinders ab und trägt somit zur weiteren Abnutzung der Kolbenrige bei.
In dem auf einen ovalen Querschnitt abgenutzten Zylinder ist auch der Takt der Verdichtung nicht entsprechend, da ein "-"eil der verdichteten Luft oder des Gemisches zwischen dem Kolbenring und der Zylinderwand in das Kurbel- gehäuse und die Ölwaπne entweicht. Das verringert einer¬ seits zu einem Druck in dem Kurbelgehäuse, wodurch die Dichtung schadhaft wird und zum Tropfen des Öls, zu einem Leck führt.
Zur Beseitipunα der obengenannten Nachteile wurden Lösungen entwickelt, bei denen der sogenannte Rock des
Kolbens mit einem Stützring versehen ist, um damit eben¬ falls die Bestrebung des Kolbens zur Nickbewegung (Pendel¬ bewegung) zu behindern. Diese verschiedenen Stützlösuπgen konnten jedoch das Problem der Abnutzung auf einen ovalen Querschnitt nicht vollkommen beheben, da die Kolbenstange unverändert dem Kolben seitwärts gerichtete, d.h. nicht in der Zylinderachse liegende Kräfte übermittelt.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der obenerwähnten Nachteile und in der Ausbildung einer solchen Kolben- und Antriebsarmanordnung, bei welcher
der Kolben ausschliesslich die in der Zylinderachse liegend Kraft aufnimmt oder weiterleitet.
Der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das gestellte Ziel auf die Weise erreicht werden kann, wenn zwischen den Kolben und den Antriebsarm ein in dem Zylinder ebenfalls eine alternierende Bewegung durch¬ führendes Element eingefügt wird und mit diesem der Kolben verbunden wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Kolbeπ- und Aπtriebsarmanordnung für Verbrennungsmotoren oder Kompressoren, die aus einem in dem Zylinder eine alternierende Bewegung durchführenden Kolben und einem Antriebsarm besteht.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass in dem Zylinder hinter dem Kolben eine Gleithülse angeordnet ist, die mit dem Kolben mittels einer Antriebsgabel in Verbindung steht, und der Antriebsarm an der Gleithülse angeschlossen ist.
Es ist von Vorteil, wenn die Antriebsgabel sowohl an dem Kolben als auch an der Gleithülse durch Bolzen angeschlossen ist und der Antriebsarm mittels eines mit der Aπtriebsgabel gemeinsamen Bolzens mit der Gleithülse in Verbindung ist.
Durch die erfinduπgsgemässe Anordnung sind die erwähnten Nachteile vollkommen beseitigbar und die Ab¬ nutzung des Zylinders, sowie des Kolbens, bzw. der Kolben¬ ringe verringert sich auf einen Bruchteil der bei den bisherigen Lösungen auftretenden Abnutzung. Somit ist praktisch kein Ölverbrauch zu verzeichnen, da kein Öl- übertritt in die Verbrennungskammer erfolgt, wodurch sich die Leistung des Motors erhöht und dessen umwelt¬ verschmutzende Wirkung reduziert wird. Die Leistunα und der Kraftstoffverbraucht des Motors bleiben für eine lange Zeitdauer konstant. Der Kompressor behält ebenfalls für eine längere Zeitdauer seine Förderungsleistung bei.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Aus- führungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, wobei in der Zeichnung eine erfindungsgemässe ausgebildete Kolben- und Antriebasarm- anordnung im Schnitt veranschaulicht ist.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist in einem Zylinder 1 ein herkömmlicher Kolben 5 angeordnet. Hinter dem Kolben 5 befindet sich eine Gleithülse 3, die über eine Antriebsgabel 2 mit dem Kolben 5 in Verbindung steht. Die Antriebsgabel 2 ist mit der Gleithülse 3 über einen Bolzen 7 und mit dem Kolben 5 über eiRen Bolzen 4 in Verbindung. An der Gleithülse 3 ist ebenfalls mittels eines Bolzens 7 ein Antriebsarm 6 angeschlossen.
Wie auch anhand des Ausführungsbeispieles ersichtlich ist, ist der Kolben 5 keiner seitwärts wirkende Kraft ausgesetzt und überträgt auch keine seitwärts gerichtete Kraft, da er nur mit der mit ihm in der gleichen Richtung eine alternierende Bewegung durchführenden Gleithülse 3 in Antriebsverbindung steht. Da die Gleithülse 3 keine Dichtungsfunktion ausübt, nutzt sie auch die Innenwand des Zylinders nicht ab, wie auch bei den herkömmlichen Kolben der Rock des Kolbens weitaus geringer abgenutz ist, bzw. den Zylinder abnutzt.
Wie auch aus dem Beispiel ersichtlich ist, realisiert die erfindungsgemässe Anordnung mit äusserst einfachen technischen Mittels das gestellte Ziel.
Claims
1. Kolben- und Antriebsarmaπordnung für Verbrennungs motoren oder Kompressoren, die aus einem in einem Zylinder eine alternierende Bewegung durchführenden Kolben und einem Antriebsarm besteht, dadurch gekennzeichnet , dass in dem Zylinder (1) hinter dem Kolben (5) eine Gleithül (3) angeordnet ist, die mit dem Kolben (5) mittels einer Antriebsgabel (2) in Verbindung steht und der Antriebs¬ arm (6) an der Gleithülse (3) angeschlossen ist.
2. Kolben- und Antriebsarmaπordπung nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet , dass die Aπtriebs- gabel (2) sowohl mit dem Kolben (5) als auch mit der Gleithülse (3) über Bolzen (4, 7) in Verbindung steht, während der Antriebsarm (6) über einen mit der Aπtriebs- gabel (2) gemeinsamen Bolzen (7) an der Gleithülse
(3) angeschlossen ist.
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