FI122587B - Menetelmä edestakaisin liikkuvalla männällä varustetun laitteen valmistamiseksi ja menetelmällä valmistettu laite - Google Patents

Description

MENETELMÄ EDESTAKAISIN LIIKKUVALLA MÄNNÄLLÄ VARUSTETUN LAITTEEN VALMISTAMISEKSI JA MENETELMÄLLÄ VALMISTETTU LAITE

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa 5 esitetty menetelmä edestakaisin liikkuvalla männällä varustetun laitteen valmistamiseksi ja patenttivaatimuksen 8 johdanto-osassa esitetty, mainitulla menetelmällä valmistettu laite.

10 Tämä keksintö soveltuu erityisen hyvin polttomoottorien runkojen, sylinterilohkojen ja mäntien valmistukseen, jotka on tunnetun tekniikan mukaisesti valmistettu yleensä valamalla. Menetelmällä voidaan valmistaa kuitenkin myös muita männällä varustettuja sylinterilohkoja tai vastaavia elimiä, joita 15 käytetään muissa laitteissa, kuten kompressoreissa, pumpuissa, jne.

Sylinterilohkojen tai vastaavien elimien ja mäntien valmistamisessa valamalla on epäkohtana se, että valaminen on hi-20 dasta ja kallista. Eri kokoisille ja muotoisille sylinteri-lohkoille on aina tehtävä uusi muotti, joka aiheuttaa kustannuksia ja pidentää valmistamisaikaa. Lisäksi valuraken-teiden epäkohtana on niiden huono iskunkestävyys ja kulutuskestävyys. Epäkohtana on myös se, että kaikkia vaikeita muo-25 toja ei pystytä tekemään valamallakaan.

g Sylinterilohkoissa liikkumaan sovitetut männät ovat tunne- ^ tusti yleensä poikkileikkaukseltaan pyöreitä. Tämä rajoittaa c\j sylinterilohkon muotojen suunnittelua ja vaikeuttaa riittäx 30 väntehoisen jäähdytyksen toteuttamista.

CL

o5 Polttomoottorissa käytetään tavallisesti männänrenkaita pi in g tämään männän ja sylinterin väli tiiviinä. Kussakin männässä o ^ on esimerkiksi kaksi tai kolme uraa, joihin männänrenkaat on 35 sovitettu. Mäntään sovitetut männänrenkaat liikkuvat sylin- 2 terissä männän mukana edestakaisin, jolloin ne ajan myötä kuluvat, josta syystä ne joudutaan vaihtamaan uusiin, mikä vastaavasti aiheuttaa työtä ja kustannuksia.

5 Tietyt sähköelimien sydänrakenteet on tunnetun tekniikan mukaisesti tehty muotoon leikatuista ohuista metallilevyn paloista. Näissä rakenteissa kuitenkin syy ohuiden levyjen käyttöön on aivan toinen kuin vaikea muoto, kestävyys tai nopea valmistusaika. Muodot ovat yksinkertaisia ja valmis-10 tusaika on jopa pidempi kuin olisi yhdestä palasta tehdyllä rakenteella.

Japanilainen patenttijulkaisu nro JP4004944 (A) esittää valumuottia, jossa osa muotista on tehty ohuista, päällekkäin 15 asetetuista ja tiettyyn muotoon leikatuista levyistä. Tässä ei ole kuitenkaan kyse polttomoottorin tai kompressorin sy-linterilohkosta tai muusta kone-elimenä käytetystä tuotteesta, vaan muotista, joilla vaikeamuotoisia kone-elimiä voidaan valaa.

20

Japanilainen patenttijulkaisu nro JP57198301 (A) esittää pyörivää roottoria, joka on tarkoitettu esimerkiksi siipi-pumppuun. Roottori on tehty ohuista, muotoon puristamalla leikatuista teräslevyistä, jotka on kiinnitetty kahden pak-25 summan ja ohuiden levyjen kanssa saman muotoisen päätylevyn ^ väliin. Tässäkin julkaisussa on kyse kuitenkin suhteellisen i yksinkertaisesta ratkaisusta eikä tavoitteena ole vaikeamuo- i c\i toisen valun korvaaminen, vaan paksujen teräsmateriaalien

(M c J

x säästö. Tässä ratkaisussa kaikki levyt ovat saman muotoisia,

CL

30 joten ratkaisun avulla ei pystytä tekemään vaikeita, valun korvaavia muotoja, kuten esimerkiksi mutkia sisältäviä kana-

LO

g via yms.

o

(M

3 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat sekä aikaansaada yksinkertainen, nopea, tarkka ja edullinen menetelmä edestakaisin liikkuvalla männällä varustetun laitteen valmistamiseksi. Lisäksi keksinnön tarkoituk-5 sena on aikaansaada menetelmä, jolla laitteen valmistamis-vaiheessa on edullista ja nopeaa testata erilaisia muoto- ja rakenneratkaisuja. Samoin keksinnön tarkoituksena on aikaansaada mainitulla menetelmällä valmistettu laite mäntineen. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä 10 on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muille sovellusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.

15

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on se, että sen avulla voidaan valmistaa valamisen sijaan erimuotoisia ja erikokoisia sylinterilohkoja ja vastaavia elimiä sekä mäntiä ja runkorakenteita helposti ja erittäin nopeasti. Etuna on myös 20 se, että keksinnön mukaisesti valmistetut komponentit ovat nopean ja helpon valmistustapansa ansiosta edullisia verrattuja mm. vastaavanlaisiin valettuihin komponentteihin, lisäksi etuna on se, että valmistus- ja suunnitteluvaiheessa erilaisten mallien, muotojen ja rakenneratkaisuiden testaa-25 minen on nopeampaa, helpompaa ja edullisempaa kuin valettuja ° rakenteita käytettäessä. Vielä lisäksi etuna on se, että i lohkoa tai muita laitteen komponentteja ei tarvitse valmis- i c\i taa yhdestä ja samasta materiaalista, vaan yhden komponentin x valmistamiseen voidaan käyttää useita eri materiaaleja, jot-

CL

30 ka soveltuvat kulloiseenkin kohtaan ja tarpeeseen. Näin voi- daan valmistaa kulutuskestäviä ja pitkäikäisiä lohkoja ja tn g muita komponentteja räätälöidysti juuri oikeaan kohteeseen, o

Lisäksi menetelmä soveltuu erinomaisesti yksittäisten, tilaustyönä tehtyjen sylinterilohkojen ja muiden komponenttien 4 valmistukseen, samoin kuin myös sarjatuotantoon. Ratkaisun etuna on vielä se, että laitteessa ei käytetä männän mukana liikkuvia männänrenkaita, vaan tiivisterenkaat tai vastaavat elimet pysyvät männän liikkumatilassa tilan suhteen paikal-5 laan, jolloin ne eivät kulu yhtä nopeasti. Lisäksi paikallaan olevat tiivisterenkaat eivät millään kierrosluvulla resonoi, jolloin ne kestävät kovempaa rasitusta ja suurempia kierroslukuja. Etuna on myös se, että mäntä on yksinkertaisempi ja kestävämpi, koska siinä ei ole rengasuria. Suora-10 kaiteen tai ellipsin muotoiselle männälle on lisäetuna se, että pitkien sivupintojen ansiosta jäähdytys on helpompi toteuttaa ja jäähdytys voidaan tehdä nykyistä tehokkaammaksi. Lisäksi useammalla kuin yhdellä kiertokangella varustettu pitkänomainen mäntä on rakenteeltaan kevyempi kuin samaan 15 kuutiotilavuuteen tarkoitettu usean erillisen männän ryhmä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin yhden sovellutusesimerkin avulla viittaamalla oheisiin yksinkertaistettuihin ja kaaviollisiin piirustuksiin, joissa 20 kuvio 1 esittää sivulta katsottuna sekä kaaviollisesti, yksinkertaistettuna ja leikattuna yhtä keksinnön mukaista sylinterilohkoa mäntineen, kuvio 2 esittää päältä katsottuna ja yksinkertaistettuna 25 kuvion 1 sylinterilohkoa leikattuna kuviossa 1 esi- g tetystä leikkauskohdasta II-II, c\i kuvio 3 esittää päältä katsottuna kuvion 1 mukaisen sylin- cvj terilohkon yhtä viipalemaista osaa, x kuvio 4 esittää päältä katsottuna kuvion 1 mukaisen sylin- cc 30 terilohkon yhtä toista viipalemaista osaa, ^ kuvio 5 esittää päältä katsottuna kuvion 1 mukaisen sylin- g terilohkon yhtä kolmatta viipalemaista osaa, o <m kuvio 6 esittää sivulta katsottuna sekä kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna keksinnön mukaista mäntää ja 5 kuvio 7 esittää päältä katsottuna sekä kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna keksinnön mukaista mäntää.

Kuviossa 1 on esitetty yksi keksinnön mukainen sylinteriloh-5 ko 1 tai vastaava elin keskeltä halkileikattuna sekä sivulta katsottuna ja kuviossa 2 päältä katsottuna sekä leikattuna kuvion 1 leikkausviivaa II-II pitkin. Sylinterilohko 1 on piirretty kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna, eikä siinä ole esitetty kaikkia toimivaan kokonaisuuteen tarvittavia, 10 mutta keksinnön kannalta epäolennaisia komponentteja, kuten imu- ja pakokanavia, sytytystulppaa, voiteluöljykanavia, jne. Voidaan ajatella, että ne sijaitsevat sellaisissa kohdissa, joita leikkaus ei näytä.

15 Sylinterilohko 1 tai vastaava elin, josta käytetään jäljempänä yksinkertaisuuden vuoksi nimitystä sylinterilohko ja joka muodostaa kotelon tapaisen rakenteen männän 11 liikkumatilan 15 ympärille, koostuu päällekkäin toisiinsa kiinnitetyistä, olennaisen tasapaksuista levyistä 4, 5, 6 ja 7, 20 joiden keskelle on tehty aukko 15a, 15b männän 11 liikkumi selle varatun tilan 15 luomiseksi, kun levyt 4-7 kiinnitetään päällekkäin toisiinsa. Tällöin levyjen keskellä olevat aukot 15a, 15b muodostavat sylinterilohkon 1 sisään männän 11 liikkumiselle varatun tilan 15. Aukot 15a, 15b ovat esi- 25 merkiksi kulmistaan pyöristetyn suorakaiteen tai ellipsin g muotoisia. Levyt 4-7 ovat päältä katsottuna muodoltaan olen- CVJ naisesti suorakaiteen muotoisia, ellipsin muotoisia tai muun i cm sopivan muodon muotoisia, ja joka toinen levy, kuten jäähdy- c\j x tyslevy 4 on leveydeltään ja pituudeltaan joko symmetrisesti cc 30 tai muuten suurempi kuin niiden väliin sylinterilohkoa kootko taessa sijoitettava välilevy 5 tai 6, jolloin levyt 4-6 muo- g dostavat sylinterilohkolle 1 jäähdytysripamaisen rakenteen, o ... . . . .

cm joka jäähdyttää sylinterilohkoa 1, kun ilmavirta kulkee le vyjen 4 väliin jäävien rakojen la läpi.

6 Tässä sovellutusesimerkissä ensimmäiseksi levyksi, moottorin tai vastaavan mäntätoimisen laitteen muuta runkoa vasten on sovitettu pohjalevy 7, jonka päälle on sovitettu esimerkiksi 5 ensimmäinen jäähdytyslevy 4, jonka päälle ensimmäinen tiiviste-elementin 9 uran 9a sisältävä välilevy 6, jonka päälle edelleen toinen jäähdytyslevy 4, jonka päälle tarvittaessa toinen tiiviste-elementin 9 uran 9a sisältävä välilevy 6, jonka päälle edelleen jäähdytyslevy 4, jonka päälle välilevy 10 5, jne. Näin jatketaan sijoittaen joka toiseksi levyksi jäähdytyslevy 4 ja joka toiseksi levyksi välilevy 5, kunnes sylinterin korkeus on haluttu. Tämän jälkeen ylimmäisenä olevan levyn 4 tai 5 päälle on sovitettu vielä kansilevy 3, joka sulkee männän liikkumiselle varatun tilan 15 yläosan.

15 Tässä sovellutusesimerkissä jäähdytyslevyt 4 eivät ole keskenään samankokoisia, vaan suurenevat lohkon yläosaa kohti. Välilevyt 5 ja 6 sen sijaan ovat keskenään olennaisesti samankokoisia. Levyt 4, 5 ja 6 on kuvattu tarkemmin kuvioissa 20 3-5. Tässä on kuvattu vain yksi sovellutusesimerkki, mutta levyjen 4-7 määrä, koko, paksuus ja muoto voidaan valita aina tilanteen mukaan sopivaksi. Levyt 4-7 voivat myös olla keskenään eri materiaalia. Yksi sopiva materiaali on jokin sopiva metalliseos, kuten terässeos.

^ 25 o Levyjen 4, 5 ja 7 aukot 15a ovat keskenään samansuuruiset ja <n sijoitetaan sylinterilohkoa koottaessa keskenään samankeski- c\j sesti ja samaan asentoon päällekkäin. Välilevyjen 6 aukot x 15b ovat hieman suurempia kuin aukot 15a, jolloin männän cc 30 liikkumatilan 15 seinämiin muodostuu sylinterilohkoa kootta-^ essa kaksi uraa 9a välilevyjen 6 kohdille. Näihin uriin 9a

LO

g on sovitettu männänrenkaan kaltaiset tiiviste-elementit 9, o cv] jotka on kuvattu tarkemmin kuviossa 5. Urien 9a väliin joh detaan myös voiteluainetta, joka voitelee männän liikkumati- 7 laa 15. Voitelu voidaan tehdä paineella voitelukanavaa pitkin tai roiskevoiteluna. Voiteluratkaisuja ei ole esitetty kuvioissa.

5 Levyt 4-7 kiinnitetään toisiinsa asettamalla levyt tasaisista sivuistaan päällekkäin yhteen ja kiristämällä ne yhdeksi tiukaksi paketiksi levyissä oleviin kiinnitysreikiin 14 sijoitettavilla kiristyselimillä, kuten pulteilla ja muttereilla, minkä jälkeen päällekkäiset levyt hitsataan toisiin-10 sa kiinni sylinterin sisä- ja ulkopuolelta. Hitsaus voidaan tehdä myös muulla tavoin. Esimerkiksi siten, että johdetaan hitsausvirta kaikkien tai osan levyistä läpi, jolloin levyt hitsatessa sulavat yhteen. Hitsauksen jälkeen kiinnityseli-met voidaan poistaa ja männän liikkumatilan 15 sisäpinta 15 työstetään sileäksi esimerkiksi hiomalla ja/tai hoonaamalla. Valmis sylinterilohko 1 kiinnitetään alustaansa kannessa 3 ja levyissä 4-7 olevien kiinnitysreikien 14 avulla. Kuviossa 1 näkyvä männän liikkumatila 15 on jo viimeistelty hoonaamalla, joten kuvioon ei ole piirretty näkyviin männän liik-20 kumatilan 15 sisäseiniin levyjen 4-7 välisiä rajaviivoja.

Lohkon kansilevyn 3 päälle on sovitettu lisäksi tasaisin välein jäähdytysripoja 2, jotka edesauttavat sylinterilohkon 1 jäähdytystä. Jäähdytysrivat 2 on leikattu levyistä samalla 25 tavoin kuin muutkin levyt 3-7 ja ne on kiinnitetty kannen 3 g yläpintaan yhdestä tasaisesta reunastaan niin, että jokaisen c\J rivan 2 väliin jää ilmarako. Lisäksi kiinnityksen jälkeen (M kunkin jäähdytysrivan 2 ja kannen 3 yläosan välissä on ilma- c\j x rako 2a jäähdytysripojen 2 leikkausmuotojen ansiosta, cc ^ 30 ^ Kuviossa 2 on esitetty päältä katsottuna ja yksinkertaistet un g tuna kuvion 1 sylinterilohko leikattuna kuviossa 1 esitetyn o cm leikkausviivan II-II esittämästä kohdasta levyjen 4 ja 5 vä listä. Levyt 4-7 on sovitettu samankeskisesti päällekkäin 8 siten, että levyjen keskiaukot 15a, 15b muodostavat liikku matilan 15 männälle 11. Levyjen 4-7 muoto keskinäinen kokoero päältä katsoen voi olla joku toinenkin kuin kuviossa 2 esitetty.

5

Kuviossa 3 on esitetty päältä katsottuna yksi edellä mainittu sylinterilohkoon 1 kuuluva jäähdytyslevy 4. Levy on tasapaksu ja muodoltaan ellipsimäinen ja sen keskellä on kulmistaan pyöristetyn suorakaiteen muotoinen aukko 15a. Lisäksi 10 levyssä on neljä kiinnitysreikää 14.

Vastaavasti kuviossa 4 on esitetty päältä katsottuna yksi edellä mainittu sylinterilohkoon 1 kuuluva välilevy 5. Levy on tasapaksu ja muodoltaan ellipsimäinen ja sen keskellä on 15 kulmistaan pyöristetyn suorakaiteen muotoinen aukko 15a. Lisäksi levyssä on neljä kiinnitysreikää 14. Välilevy 5 on ulkomitoiltaan pienempi kuin jäähdytyslevy 4, mutta aukkojen 15a ja reikien 14 koko ja keskinäinen sijainti ovat samat kuin jäähdytyslevyssä 4.

20

Kuviossa 5 on esitetty päältä katsottuna yksi edellä mainittu sylinterilohkoon 1 kuuluva tasapaksu välilevy 6, jonka kohdalle tiiviste-elementti 9 on tarkoitettu sijoitettavaksi valmiiksi kootussa sylinterilohkossa 1. Kuviossa on esitetty 25 myös tiiviste-elementti 9, joka on kulmistaan pyöristetyn g suorakaiteen muotoinen rengas ja kooltaan sellainen, että se dj on sovitettavissa uraan 9a. Välilevy 6 on muodoltaan ja ul- cm komitoiltaan olennaisesti samanlainen kuin kuvion 4 välilevy

CM

x 5. Kuitenkin välilevyn 6 keskellä oleva aukko 15b on hieman tr 30 suurempi kuin levyjen 4, 5 ja 7 aukot 15a. Aukko 15b on esi- ^ merkiksi sopivasti hieman vähemmän kuin tiiviste-elementin 9 in g paksuuden verran suurempi kuin aukko 15a. Tällöin tiiviste- o cm elementin 9 sisäkehä ulottuu männän tiivistämistä varten so pivasti männän 11 liikkumatilan 15 sisäpinnan 10 sisäpuolel- 9 le. Tiiviste-elementti 9 on olennaisesti välilevyn 6 paksuinen, esimerkiksi metallista valmistettu katkaistu rengas. Kumpaankin sylinterilohkon 1 tiivistelevyn 6 muodostamaan uraan 9a on sovitettu yksi tiiviste-elementti 9. Tiiviste-5 elementti 9 on katkaistu yhdestä kohtaa, jotta sitä voidaan puristaa kasaan, jolloin se voidaan asentaa männän liikkumatilassa 15 olevaan uraan 9a. Levyssä 6 on myös neljä kiinni-tysreikää 14. Aukon 15b ja reikien 14 koko ja keskinäinen sijainti ovat samat kuin jäähdytyslevyssä 4 olevien vastaa-10 vien aukkojen 15a ja reikien 14 koko ja sijainti.

Kuviossa 6 on esitetty sivulta katsottuna ja kuviossa 7 päältä katsottuna sylinterilohkon 1 sisään sovitettu mäntä 11. Mäntä 11 on päältä katsottuna poikkileikkaukseltaan kul-15 mistään pyöristetyn suorakaiteen muotoinen ja se toimii samalla periaatteella kuin tavallisen polttomoottorin, kompressorin tai pumpun mäntä. Männän 11 poikkileikkauksen muoto ja koko vastaavat olennaisesti sylinterilohkon 1 männän liikkumatilan 15 poikkileikkausmuotoa ja -kokoa. Mäntä 11 on 20 valmistettu valamalla tai kiinnittämällä joukko leikattuja, levymäisiä osia päällekkäin samaan tapaan kuin sylinterilohkon 1 levyt 4-7. Männän 11 yläosaan on kiinnitetty lisäksi erillinen lisäkerros 11a, joka voi olla valmistettu eri materiaalista kuin muu osa mäntää. Lisäkerros 11a on esimer-25 kiksi sellainen, että sen lämpölaajenemiskerroin on suurempi g kuin muun osan mäntää 11. Tällöin männän 11 lämmetessä lisä- i cm kerros 11a laajenee enemmän kuin muu osa mäntää ja tiivistää i c\i männän 11 paremmin tilaan 15. Mäntä 11 on laakeroitu männän- x tapistaan 13 yhteen tai useampaan, esimerkiksi kahteen tai

CL

30 kolmeen kiertokankeen 12, jotka on yhdistetty kampiakseliin ^ 16. Kiertokankia 12 ollessa esimerkiksi kolme kappaletta on tn g mahdollista aikaansaada pitkänomainen mäntä 11, jossa kier- o cm tokankien 12 välissä ei ole väliseiniä. Tällainen, useammal la kuin yhdellä kiertokangella 12 varustettu pitkänomainen 10 mäntä 11 on ilman väliseiniä rakenteeltaan kevyempi kuin samaan kuutiotilavuuteen tarkoitettu usean erillisen männän ryhmä. Myös koko sylinterilohko 1 voi olla kevyempi, koska ei ole erillisiä mäntiä eikä niiden välissä olevia välisei-5 niä.

Männän 11 vaippaan on tehty tarvittaessa kuviointi tai uria, joihin tarttuu voiteluainetta, jolloin voiteluainetta levittyy tasaisesti männän liikkumatilan 15 sisäpintaan 10 männän 10 11 liikkuessa edestakaisin.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettavan sylinteri-lohkon 1 suunnittelun yhteydessä sylinterilohko 1 mallinnetaan 3D-mallinnuksen tai vastaavan toiminnon avulla ja vii-15 paloidaan ohjelmallisesti halutun paksuisiksi, eli käytettävien metallilevyjen paksuisiksi viipaleiksi. Viipaleet voivat olla keskenään myös eri paksuisia. Tämän jälkeen viipaleet leikataan esimerkiksi tarkoitukseen sopivasta metalli-levystä automaattityöstökoneella ja suurella mittatarkkuu-20 della, esimerkiksi laser-, plasma- tai vesileikkausteknii-kalla sylinterilohkoon sopiviksi levyiksi 2-7. Kutakin levy-tyyppia 2-7 leikataan tarvittava määrä, jotta halutun kokoisen sylinterilohkon 1 valmistus on mahdollista.

25 Leikkauksen jälkeen leikatut levyt 2-7 viimeistellään tar- g vittaessa ja kootaan keskenään päällekkäin levyjen paksuus- (M suunnassa ja tarvittaessa myös muissa suunnissa halutuksi c\j sylinterilohkoksi ja tarvittaessa myös männäksi. Tällöin sy- x linterilohkon 1 kokoamisvaiheessa muodostetaan ainakin män- cc Q_ 30 nän 11 liikkumiselle varattu tila 15 ja mainittuun tilaan 15 muodostetaan samalla yksi tai useampi tilan osa 9a, jonka

LO

g poikkileikkauksen koko 15b on osalla männän 11 liikesuun- o cm täistä matkaa eri suuri kuin männän 11 liikkumiselle varatun tilan 15 poikkileikkauksen koko 15a, edullisesti tilan osan 11 9a poikkileikkauksen koko tehdään joko symmetrisesti suuremmaksi tai pienemmäksi kuin tilan 15 poikkileikkauksen koko.

Yhdessä keksinnön mukaisessa ratkaisussa tämä tehdään esi-5 merkiksi siten, että sylinterilohkon 1 valmistusvaiheessa muodostetaan männän 11 liikkumiselle varatun tilan 15 sisäseinänkään 10 yksi tai useampi, männän 11 liikkeelle olennaisen poikittaissuuntainen ura 9a. Myöhemmässä kokoamisvai-heessa uraan 9a sijoitetaan tiiviste-elementti 9 männän 11 10 ulkopinnan ja männän 11 liikkumiselle varatun tilan 15 välisen raon tiivistämiseksi.

Vastaavasti yhdessä toisessa keksinnön mukaisessa ratkaisussa edellä kuvattu poikkileikkauksen kokoero saadaan aikaan 15 siten, että sylinterilohkon 1 valmistusvaiheessa muodostetaan männän 11 liikkumiselle varatun tilan 15 sisäseinämään 10 yksi tai useampi, männän 11 liikkeelle olennaisen poikittaissuuntainen olake männän 11 ulkopinnan ja männän 11 liikkumiselle varatun tilan 15 välisen raon tiivistämiseksi. Tä-20 mä tehdään siten, että yhteen tai useampaan välilevyyn 6 tehdään tilan 15 poikkileikkauksen muotoinen aukko, joka on poikkileikkaukseltaan kuitenkin symmetrisesti tarvittavan tiivistyksen verran pienempi kuin tilan 15 poikkileikkauksen koko.

^ 25 o Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovelluta tusmuodot eivät rajoitu ainoastaan edellä esitettyihin esi- c\i merkkeihin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien

(M

x patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä esimerkiksi sylinte- cc 30 rilohkojen ja viipaleiden koko ja muoto voivat vaihdella edellä esitetystä. Samoin tiiviste-elementtejä voi olla kah-

LO

g den sijasta esimerkiksi vain yksi tai enemmän kuin kaksi, o ...

CVJ esimerkiksi kolme tai neljä tai jopa useampiakin.

12

Alan ammattimiehelle on myös selvää, että sylinterilohkon materiaali voi olla erilainen kuin edellä on esitetty. Materiaali voi olla mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa materiaalia, esimerkiksi metalliseosta, komposiittimateriaalia, ke-5 ramiikkaa, jne.

Samoin alan ammattimiehelle on selvää, että vain osa sylinterilohkon muodostavista levyistä voi olla hitsattu toisiinsa, kun taas osa on kiinni vain ruuvikiinnityksellä. Tällöin 10 esimerkiksi ne levyt, jotka ovat tiiviste-elementtien kohdalla tai muodostavat tiiviste-elementit, voivat olla irrallisia ja kiinnitetään tiivisteiden ympäröiminä muuhun sylinterilohkon osaan ruuvien avulla.

15 Alan ammattimiehelle on vielä selvää, että mäntä voi olla yhdistetty kampiakseliin jollakin muullakin määrällä kierto-kankia kuin yksi, kaksi tai kolme. Kiertokankia voi olla esimerkiksi neljä tai viisi tai vieläkin enemmän.

20 Lisäksi alan ammattimiehelle on selvää, että männän liikkumatilan ja männän poikkileikkausmuoto voi olla muunkinlainen kuin suorakaide tai ellipsi. Tila voi olla poikkileikkaukseltaan myös esimerkiksi joko minkä tahansa nelikulmion, kolmion, monikulmion, ympyrän tai muun halutun muodon muo- 25 toinen.

δ

CM

cm Vielä alan ammattimiehelle on selvää, että ilmajäähdytyksen i cm sijasta tai lisäksi sylinterilohko voi olla jäähdytetty myös

CM

x nesteellä. Tällöin jäähdytysnesteenä voidaan käyttää tavai li 30 lista jäähdytysnestettä ja/tai tehokkaampaa jäähdytysnestet- ^ tä, esimerkiksi nestemäistä typpeä, jota voidaan käyttää ko in g ko ajan tai vain lisänä tarvittaessa.

o

CM

Claims (11)

1. Menetelmä edestakaisin liikkuvalla männällä (11) varustetun laitteen valmistamiseksi, johon laitteeseen muodostetaan 5 sylinterilohkon (1) valmistusvaiheessa ainakin männän (11) liikkumiselle varattu tila (15), jonka poikkileikkaus on olennaisesti joko suorakulmion, ellipsin tai muun halutun muodon muotoinen, ja jäähdytysjärjestely ainakin laitteen sylinterilohkon (1) jäähdyttämiseksi, ja jossa menetelmässä 10 männän suurin poikkileikkaus muodostetaan männän (11) valmistusvaiheessa olennaisesti samanlaiseksi kuin tilan (15) poikkileikkaus, mutta kooltaan sopivasti pienemmäksi, ja joka mäntä (11) varustetaan yhdellä tai useammalla kiertokan-gella (12), tunnettu siitä, että männän (11) liikkumiselle 15 varattuun tilaan (15) tehdään sylinteriosan (1) valmistusvaiheessa yksi tai useampi tilan osa, jonka poikkileikkauksen koko on osalla männän (11) liikesuuntaista matkaa eri suuri kuin männän (11) liikkumiselle varatun tilan (15) poikkileikkauksen koko siten, että tilan osan poikkileikka-20 uksen koko on joko pienempi tai suurempi kuin männän (11) liikkumiselle varatun tilan (15) poikkileikkauksen koko.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että männän (11) ulkopinnan ja männän (11) liikkumiselle va- T- 25 ratun tilan (15) välisen raon tiivistämiseksi muodostetaan ^ sylinterilohkon (1) valmistusvaiheessa männän (11) liikkumi- £! selle varatun tilan (15) sisäseinämään (10) yksi tai useampi männän (11) liikkeelle olennaisen poikittaissuuntainen ura g (9a), johon uraan (9a) sijoitetaan tiiviste-elementti (9), CL 30 tai männän (11) liikkumiselle varatun tilan (15) sisäseinä-oo mään (10) muodostetaan yksi tai useampi männän (11) liik- LO o keelle olennaisen poikittaissuuntainen olake. o CM

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistettava sylinterilohko (1) suunnitellaan, 3D-mallinnetaan ja siivutetaan ohjelmallisesti halutun paksuiksi viipaleiksi ja olennaisesti kaikki valmistettavan sy- 5 linterilohkon siivutetut osat (2-7) leikataan automaatti-työstökoneella tai vastaavalla työstökoneella siivutettujen osien (2-7) muodon ja mitoituksen määräämällä tavalla ja leikatut viipaleet (2-7) kootaan yhteen valmiiksi sylinteri-lohkoksi (1) kiinnittämällä viipaleet (3-7) sivuistaan toi-10 siinsa kiinni yhdeksi tiiviiksi paketiksi ja sylinterilohkon yläosan muodostavat viipaleet (2) yhdestä reunastaan sylinterin kannen muodostavan viipaleen (3) yläpintaan.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tun— 15 nettu siitä, että sylinterilohkon (1) valmistusvaiheessa sylinterilohko (1) kootaan keskenään olennaisesti saman tai erikokoisista viipaleista (2-7) siten, että ainakin osaan viipaleista jää sylinterilohkon (1) ulkopinnassa viipaleiden (2-7) väliin ilmarako (la) sylinterilohkon (1) ilmajäähdy- 20 tyksen tehostamiseksi, ja/tai siten, että sylinterilohkon (1) sisään jätetään sylinterilohkoa (1) kiertävä yksi tai useampi kanava jäähdytysnesteen kierrättämiseksi sylinteri-lohkossa (1) . i- 25

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mene- ^ telmä, tunnettu siitä, että mäntä (11) valmistetaan joko yh- destä osasta tai useasta eri kokoon ja muotoon leikatusta c\j viipaleesta, kuten sylinterilohkokin (1), ja että viipaleet g kiinnitetään toisiinsa hitsaamalla tai vastaavalla kiinni- CL 30 tystavalla. £ oo LO

6. Edestakaisin liikkuvalla männällä (11) ja sylinteriloh- ^ kolia (1) varustettu laite, jossa sylinterilohkossa (1) on ainakin männän (11) liikkumiselle varattu, poikkileikkaukseltaan olennaisesti joko suorakulmion, ellipsin tai muun halutun muodon muotoinen tila (15) ja jäähdytysjärjestely, ja jossa laitteessa männän (11) suurin poikkileikkaus on 5 olennaisesti samanlainen kuin tilan (15) poikkileikkaus, mutta kooltaan sopivasti pienempi, ja joka mäntä (11) on varustettu yhdellä tai useammalla kiertokangella (12), tunnettu siitä, että männän (11) liikkumiselle varatussa tilassa (15) on yksi tai useampi tilan osa, jonka poikkileikkauksen 10 koko on osalla männän (11) liikesuuntaista matkaa eri suuri kuin männän (11) liikkumiselle varatun tilan (15) poikkileikkauksen koko siten, että tilan osan poikkileikkauksen koko on joko pienempi tai suurempi kuin männän (11) liikkumiselle varatun tilan (15) poikkileikkauksen koko.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että männän (11) ulkopinnan ja männän (11) liikkumiselle varatun tilan (15) sisäseinämän (10) välisen raon tiivistämiseksi sisäseinämässä (10) on yksi tai useampi männän (11) liik-20 keelle olennaisen poikittaissuuntainen ura (9a), johon uraan (9a) on sijoitettu tiiviste-elementti (9), tai tilan (15) sisäseinämässä (10) on yksi tai useampi männän (11) liikkeelle olennaisen poikittaissuuntainen olake. >- 25

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu sii- δ ...... .... c\i ta, että sylmterilohko (1) on koottu erikokoisista ja -muo- i Tj- toisista, mittatarkasti leikatuista ja keskenään päällekkäin c\j asetetuista toisiinsa kiinnitetyistä ainesviipaleista (2-7) * i cc CL

9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu δ °° siitä, että ainakin osassa sylinterilohkoa (1) viipaleet (3- cn g 6) on sovitettu keskenään siten, että päällekkäiset viipa- CM , ... leet ovat erikokoisia, jolloin päällekkäisten viipaleiden ulkoreunassa viipaleiden välissä on ilmarako (la), ja/tai viipaleissa (3-6) on viipaleiden valmistuksen yhteydessä leikatut kanava-aukot, jotka on sijoitettu eri viipaleisiin (3-6) siten, että kootun sylinterilohkon (1) sisällä kanava-5 aukot muodostavat yhden tai useamman kanavan jäähdytysnesteen kierrättämiseksi sylinterilohkossa (1).

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 6-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että sylinterilohkon (1) mäntä (11) 10 koostuu joko yhdestä osasta tai useasta eri kokoon ja muotoon leikatusta viipaleesta, kuten sylinterilohkokin (1).

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 6-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on ilma- ja/tai nestejääh- 15 dytteinen polttomoottori ja jäähdytysnesteenä käytetään tarvittaessa nestemäistä typpeä, tai laite on kompressori, män-täpumppu tai vastaavaa männällä (11) varustettu laite. δ CM CM CM CM X cc CL oo LO 05 O o CM