FI124048B - Männäntappi ja mäntä-männäntappi-yhdistelmä - Google Patents

Description

Männäntappi ja mäntä-männäntappi-yhdistelmä [001] Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen männäntappiin mäntämoottorin männän kiinnittämiseksi kiertokankeen, jo- 5 ka männäntappi käsittää ensimmäisessä ja toisessa päässään ensimmäisen ja toisen kiinnitysalueen männäntapin kiinnittymiseksi mäntään ja näiden välissä keskialueella kolmannen kiinnitysalueen männäntapin kiinnittymiseksi kiertokankeen, ja joka männäntapin poikkileikkauksen projektio on ympyrän muotoinen ja joka männäntappi käsittää kevennyksen.

10 [002] Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 10 johdanto-osan mukainen mäntä-männäntappiyhdistelmä.

[003] Mäntämoottoreissa männän edestakainen liike muutetaan kampiak-15 selin pyörimisliikkeeksi kytkemällä kukin mäntä kiertokangen välityksellä kampiakseliin. Uppomäntämoottorissa mäntä on laakeroitu kiertokangen laakerilla kiertokankeen siten, että kiertokanki voi kiertyä mäntään nähden. Männän liittäminen kiertokankeen on tunnettua tehdä kelluvan männän tapin avulla. Tässä ratkaisussa männän tappi on järjestetty männän ja kierto-20 kangen laakeripintoja vasten siten, että se voi käytön aikana pyöriä mihin tahansa asentoon. Toisin sanoen vain männän tapin pituussuuntainen liike on rajoitettu. Eräs toinen männäntappi tyyppi on lukittu männän tappi. Täl-„ lainen männän tappi on lukittuna myös pyörimisliikkeen osalta joko män- ^ tään tai kiertokankeen, jolloin se ei pääse edes pyörimään moottorin käy- i S 25 dessä.

i

CO

C\J

x [004] Edestakaisin liikkuvat osat aiheuttavat muuttuvia voimia moottorin

CC

pyöriviin osiin. Voimat aiheutuvat pääasiassa sylinterin kaasuvoimista ja O) cS massan hitaudesta ja voimien suunta on pääasiassa sylinterin pituussuun-

LO

o 30 ta, vaikka voimia syntyy muussakin suunnassa. Voimat ovat sitä suurempia

O

^ mitä suurempi massa edestakaisin liikkuvilla osilla on. Pienentämällä siis 2 liikkuvien osien massaa voidaan tällaisia vaihtuvia voimia pienentää ja myös yksinkertaistaa moottorin värähtely vaimennusta.

[005] Julkaisussa FR2764959 on esitetty erään tyyppinen lukittu männän 5 tappi, jonka massaa on kevennetty järjestämällä tappiin sen päästä päähän ulottuva reikä, joka on poikkileikkaukseltaan elliptinen. Tappi on ulkopinnaltaan kokonaan sylinterimäinen. Männän tapin sisällä olevan reiän tila aikaansaa kevennyksen verrattuna täysin umpinaiseen rakenteeseen.

10 [006] Julkaisussa DE 3546443 C1 on esitetty eräs toinen ratkaisu männän liittämiseksi kiertokankeen. Tässä esitetyssä ratkaisussa männän tappi on kaksois-T -muotoinen. Tällainen männän tappi on kevennetty ulkopuolises-ti. Tässä männäntappi on pyörimättömästi asennettu mäntään.

15 [007] Vaikka tekniikan tasosta ja edellä mainituista julkaisusta tunnetaan sinänsä männäntapin kevennys, on keksinnön tarkoituksena on kohottaa alalla vallitsevaa tekniikan tasoa esittämällä sellainen männäntappi, jonka kestävyys pitkäaikaisen häiriöttömän käytön ja jolla voiman välitys männästä kiertokankeen voidaan toteuttaa luotettavalla tavalla. Keksinnön tavoit-20 teenä on aikaansaada myös mäntä-männäntappi-yhdistelmä, jolla moottorin värähtely on minimoitu ja jonka käyttövarmuus on korkea.

„ [008] Keksinnön tavoitteet saavutetaan männäntapilla mäntämoottorin ^ männän kiinnittämiseksi kiertokankeen, joka männäntappi käsittää ensim- i S 25 mäisessä ja toisessa päässään ensimmäisen ja toisen kiinnitysalueen i £3 männäntapin kiinnittymiseksi mäntään ja näiden välissä keskialueella kol- i mannen kiinnitysalueen männäntapin kiinnittymiseksi kiertokankeen, ja joka

CL

e» männäntapin poikkileikkauksen projektio on ympyrän muotoinen ja joka

CO

5) männäntappi käsittää kevennyksen. Keksinnölle on pääasiassa tunnus- cn o 30 merkkiomaista, että mainittu kevennys on järjestetty männäntapin UlkOpin-

CVJ

nalle sen molempiin päihin mainitun keskialueen ulkopuolelle siten, että se 3 muodostaa kummassakin männäntapin päässä kaksi keskilinjaan nähden vastakkaista samanmuotoista männäntapin sivuille järjestettyä syvennystä [009] Tällä tavoin männäntappi on vaihtelevassa kuormituksessa kuormi-5 tuksen pääasiallisessa suunnassa riittävän jäykkä, mutta massaltaan kevennetty ja kuitenkin kytkentä männän ja kiertokangen välillä saadaan luotettavasti toteutettua.

[0010] Edullisesti kevennys on järjestetty keskialueen kolmannen kiinnitys-10 alueen ulkopuolelle. Tällöin männäntapin kiinnityspinta kiertokankeen on mahdollisimman suuri ja voimat jakautuvat mahdollisimman tasaisesti män-näntappiin ja kiertokankeen.

[0011] Erään keksinnön suoritusmuodon mukaan mainittu kevennys on 15 männäntapin ainoa kevennys, joka on järjestetty männäntapin ulkopinnalle.

[0012] Erään suoritusmuodon mukaisesti kevennys käsittää männäntapin sisään järjestetyn lisäkevennyksen. Lisäkevennys on erään suoritusmuodon mukaan toteutettu siten, että männäntappi käsittää ainakin kaksi sen 20 pituussuunnassa läpi ulottuvaan reikää.

[0013] Kevennys on edullisesti järjestetty männäntapin poikkileikkauksen keskilinjan suhteen symmetriseksi.

CO

δ c\j 4 25 [0014] Männäntapin keskialue on edullisesti koko pituussuuntaiselta matkal- 0 ή taan poikkileikkaukseltaan ympyrä.

CVJ

CC

[0015] Erään suoritusmuodon mukaisesti männäntapin päissä oleva kevenen £3 nys on poikkileikkaukseltaan oleellisesti l-palkin muotoinen, m § 30 o

CVJ

4

[0016] Männäntapin sisäpuoliset kevennykset, kuten reiät, on sovitettu edullisesti symmetrisesti männäntapin keskilinjaan nähden.

[0017] Keksinnön tavoitteet saavutetaan myös mäntä-männäntappi- yhdis-5 telmällä, jossa mäntä käsittää sen pituussuuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa männäntapin männän kytkemiseksi kiertokankeen männäntapin välityksellä, ja joka männäntappi käsittää ensimmäisessä ja toisessa päässään ensimmäisen ja toisen kiinnitysalueen männäntapin kiinnittymiseksi mäntään ja näiden välissä keskialueella kolmannen kiinnitysalueen män-10 näntapin kiinnittymiseksi kiertokankeen, ja joka männäntapin poikkileikkauksen projektio on ympyrän muotoinen ja joka männäntappi käsittää kevennyksen, jossa mainittu kevennys on järjestetty männäntapin molempiin päihin mainitun keskialueen ulkopuolelle. Mainittu kevennys on järjestetty männäntapin ulkopinnalle sen molempiin päihin mainitun keskialueen ulko-15 puolelle siten, että se muodostaa kummassakin männäntapin päässä kaksi keskilinjaan nähden vastakkaista samanmuotoista männäntapin sivuille järjestettyä syvennystä.

[0018] Mäntä-männäntappi-yhdistelmässä männäntappi on edullisesti lukit-20 tavissa mäntään siten, että kevennyksen kohdalla männäntapin poikkileikkauksen keskilinja on männän pituusakselin suuntainen.

” [0019] Männäntapin keskialue on poikkileikkaukseltaan pyöreä ja sen vas- o ™ tinpinta männässä on sylinterimäinen.

9 25 £3 [0020] Tässä yhteydessä ulkopuolisella kevennyksellä tarkoitetaan pyöre- £ ästä poikkileikkauksesta poikkeavaa muotoa, joka on aikaansaatu poista-

CL

e» maila tai jättämällä tuomatta materiaalia männän tapin ulkopinnan muodos- 00 5) tavaan osaan.

O) § 30

CVJ

5

[0021] Muut keksinnölle ominaiset lisätunnuspiirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista ja piirustuksen selityksestä.

[0022] Seuraavassa keksintöä ja sen toimintaa selostetaan viittaamalla 5 oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää mäntämoottorin mäntää kytkettynä kiertokankeen, kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta ll-ll, ja kuvio 3 esittää suoritusmuotoja keksinnönmukaisesta männäntapista.

10 [0023] Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty kaaviollisesti mäntämoottorin mäntä 10.

Kuvio 1 esittää kuvion 2 leikkausta l-l ja kuvio 2 kuvion 1 leikkausta ll-ll.

Mäntä 10 on pituussuuntaan X kohtisuoralta leikkaukseltaan oleellisesti pyöreä. Mäntä käsittää runko-osan 15, joka voi olla osista rakennettu tai koostua yhdestä osasta. Runko-osa 15 on varustettu männän pituussuun- 15 taan X nähden kohtisuorassa suunnassa männäntapin 100 reiällä 20. Reikä

on kaksiosainen siten, että se käsittää kaksi samankeskistä pituusakselin C

suuntaista ja samanhalkaisijaista, peräkkäistä pyöreää reikää 20.1 ja 20.2, joiden väliin kiertokangen 30 pää sijoittuu. Kiertokangen päässä on niin ikään aukko männäntapille 100. Edellä mainitut aukot männässä 10 ovat 20 varustettuna edullisesti liukulaakeripinnoilla 23. Männän 10 kiinnittämiseksi kiertokankeen 30 sijoitetaan kiertokangen pää männän yhteyteen siten, että kiertokangen reikä ja männän reikä 20 männäntappia varten ovat linjassa, £2 jonka jälkeen männäntappi 100 sijoitetaan reikiin. Tällöin kokonaisuus o ™ muodostaa mäntä-männäntappi- yhdistelmän.

9 25 co ^ [0024] Männäntappi 100 on lukittavissa pyörimättömäksi ja kuviossa 1 ja 2

X

£ esitetyssä suoritusmuodossa se on lukittuna mäntään 10 erityisellä lukitus- g järjestelyllä 110, joka lukitsee männäntapin 100 pyörimättömäksi sen pi-

CVJ

05 tuusakselin suhteen. Lukitusjärjestely 110 on esitetty tässä hyvin kaa- o ° 30 viomaisesti.

6

[0025] Männäntappi 100 käsittää ensimmäisen pään 120 ja toisen pään 130, joihin sijoittuu männäntapin ensimmäinen ja toinen kiinnitysalue. Männäntappi tulee paikalleen asennettuna kiinnittymään mäntään reikien 20.1 5 ja 20.2 välityksellä. Männäntapin 100 keskialueelle 125, ensimmäisen ja toisen kiinnitysalueen väliin, sijoittuu männäntapin kolmas kiinnitysalue, jonka välityksellä männäntappi tulee kiinnittymään kiertokankeen se ollessa asennettuna paikoilleen. Tällä tavoin mäntä on kytkettynä männäntapin välityksellä kiertokangen 30 päähän.

10

[0026] Männäntapin 100 keskialueen 125 kolmas kiinnitysalue on ulkopinnaltaan edullisesti oleellisesti sylinterimäinen, jolloin kiertokangen ja männän kiertoasemasta männäntapin pituusakselin suhteen riippumatta männäntapin välittämä voima kiertokangen ja männäntapin välillä jakautuu hy- 15 vin tasaisesti

[0027] Männäntappi käsittää ulkoisen kevennyksen 150, joka on järjestetty männän tapin molempiin päihin mainitun kolmannen ulkopinnaltaan sylinte-rimäisen kiinnitysalueen ulkopuolelle. Ulkoisella kevennyksellä tarkoitetaan 20 sellaista kevennystä, joka vaikuttaa männäntapin pituusakselin suuntaisten sivupintojen muotoon. Kevennys männäntapin päissä on kuvion 1 ja 2 suoritusmuodon mukaisen männäntapin ainoa kevennys. Ensimmäiselle ja toiselle, ja samoin kolmannelle kiinnitysalueelle on järjestetty liukulaakerit 40, ” 42, 44. Riippuen männäntapin lukituksen toteutuksesta, syntyy kiertoliik- o ™ 25 keen mahdollistava laakeri joko männäntapin ja kiertokangen väliseen kyt- 9 kentään tain männäntapin ja männän väliseen kytkentään. Liukulaakereilla,

CO

^ aikaansaadaan tasomaiset liukupinnat kiertokangen asennon muuttamisek-

X

£ si männän eri asemissa moottorin työkierron aikana. Männäntapin ollessa g lukittuna mäntään ensimmäisen ja toisen kiinnitysalueen osalta liukulaakerit

CVJ

S 30 voidaan korvata esimerkiksi holkeilla, jotka tasoittavat männäntapista män- o ° nän runko-osaan välittyviä voimia laajemmalle alueelle.

7

[0028] Kuten mm. kuviosta 2 on nähtävissä, on männäntapin 100 pituussuuntaisen projektion muoto ympyrä. Männäntappi käsittää edullisesti keskialueella ulkopinnaltaan oleellisesti sylinterimäisen alueen. Kevennys jär- 5 jestetään keksinnön mukaisesti siten, että männäntapin kevennyksen muoto on poikkileikkaukseltaan symmetrinen. Männäntapin poikkileikkauksen keskilinja (kuvio 3) asennetaan mäntä-männäntappi-yhdistelmässä oleellisesti männän pituussuunnan ts. kuormituksen pääasiallisen suunnan kanssa samaksi. Kuviossa 2 on kevennys käsittää kummassakin männän-10 tapin päässä kaksi keskilinjaan nähden vastakkaista samanmuotoista männäntapin sivuille järjestettyä syvennystä, joka muodostuu männäntapin pituussuuntaisesta tasopinnasta ja männäntapin poikkisuuntaisesta tasopin-nasta. Kevennyksen kohdalle männäntappiin muodostuu näin kaksi vastakkaista männäntapin pituussuuntaista tasopintaa. Männäntapin keskialue 15 125 ts. kolmas kiinnitysalue on ulkopuolisista kevennyksistä vapaa sylinte- rimäinen pinta.

[0029] Kevennys on edullisesti toteutettu siten, että kun männäntappi on asennettu mäntään muodostaen mäntä-männäntappiyhdistelmän, kaventaa 20 kevennys männäntappia männäntapin pääasiallisen kuormituksen suuntaan nähden poikkisuunnassa. Edullisesti kevennyksen poikkileikkaus on pääasiallisen kuormituksen suunnassa yhtä suuri kuin männäntapin keskialueen 125 poikkileikkaus.

CO

δ ™ 25 [0030] Kuviossa 3 on esitetty useita eri suoritusmuotoja A - E keksinnön 9 mukaisesta männäntapista 100. Ylemmässä rivissä nähdään männäntappi

CO

^ 100 poikkileikkauksena, joka vastaa männäntapin ollessa mäntä-

X

£ männäntappi-yhdistelmässä sovitettuna käyttöasentoon, oleellisesti män- § nän pituussuuntaan nähden poikkisuunnassa. Alemmassa rivissä nähdään

CVJ

S 30 männäntappi sen pituussuuntaisen poikkileikkauksena ensimmäisestä o ° päästä 120.

8

[0031] Kuvio A esittää kuvioiden 1 ja 2 mukaisen suoritusmuodon männän-tapista. Tämän suoritusmuodon mukaisessa männäntapissa on molemmissa päissä 120, 130 kevennykset, joiden vaikutuksesta männäntappiin muo- 5 dostuu sivulle samansuuntaiset tasopinnat alkaen männäntapin päästä ja ulottuen männäntapin keskialuetta 125 kohti etäisyyden S. Etäisyys S on edullisesti männäntapin ensimmäisen ja toisen kiinnitysalueen pituinen.

[0032] Kuviossa 3B on esitetty keksinnön mukaisesta männäntapista suori-10 tusmuoto, jossa kevennyksen vaikutuksesta männäntappi molemmissa

päissään 120, 130 on poikkileikkaukseltaan likimain l-palkin muotoinen. Siinä pääasiallisessa kuormitussuunnassa poikkileikkauksen reunoilla poikkileikkauspinta on leveämpi kuin reunojen välillä muodostaen l-palkin paar-teet 161 ja uuman 162. Tässä uuma on suhteellisen ohut käsittäen vastak-15 kaiset tasopinnat. Kuviossa 3C on modifikaation kuvion 3B suoritusmuodosta, jossa l-palkkimuodon sekä uuma että paarteet ovat selkeästi vahvemmat. Kuvion 3C suoritusmuodossa kevennys muodostuu kahdesta oleellisesti sylinterin muotoisesta kevennyksestä, kuten männäntapin päästä keskialueelle ulottuvista porauksista, jotka leikkaavat männäntapin ulko-20 pinnan. Kuviossa 3D esitetyssä suoritusmuodossa männäntappiin on järjestetty sen sisään lisäkevennys 151, joka käsittää kaksi sen pituussuunnassa läpi ulottuvaan reikää. Reiät on järjestetty symmetrisesti männäntapin kes-kiakseliin nähden. Kuviossa 3E esitetyssä suoritusmuodossa on kuvion 3D

CO

5 kaltaiseen männäntappiin järjestetty vielä kaksi muuta sen pituussuunnassa

C\J

4 25 läpi ulottuvaan reikää lisäkevennykseksi 151. Reiät on järjestetty tässäkin 0 ή symmetrisesti männäntapin keskiakseliin nähden.

CVJ

CC

[0033] On huomattava, että edellä on esitetty vain muutamia keksinnön

CD

g] edullisimpia suoritusmuotoja. Siten on selvää, että keksintö ei ole rajoitettu m o 30 edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan soveltaa monin ta- o ^ voin oheisten vaatimusten määrittämissä puitteissa erilaisten mäntämootto- 9 rien yhteydessä. Eri suoritusmuotojen yhteydessä esitettyjä piirteitä voidaan keksinnön perusajatuksen puitteissa niin ikään käyttää muiden suoritusmuotojen yhteydessä ja/tai yhdistellä esitetyistä piirteistä erilaisia kokonaisuuksia, mikäli niin halutaan ja tekniset mahdollisuudet tähän ovat olemas-5 sa.

CO

δ c\j o

CO

C\l

X

cc

CL

CD

CO

CM

m O) o o

CM

Claims (12)

1. Männäntappi (100) mäntämoottorin männän (10) kiinnittämiseksi kiertokankeen (30), joka männäntappi käsittää ensimmäisessä 5 (120) ja toisessa päässään (130) ensimmäisen ja toisen kiinnitysalueen männäntapin kiinnittymiseksi mäntään ja näiden välissä keskialueella (125) kolmannen kiinnitysalueen männäntapin (100) kiinnittymiseksi kiertokankeen (30), ja joka männäntapin poikkileikkauksen projektio on ympyrän muotoinen ja joka männäntappi käsittää kevennyksen (150), tun-10 nettu siitä, että mainittu kevennys (150) on järjestetty männäntapin ulkopinnalle sen molempiin päihin (120, 130) mainitun keskialueen (125) ulkopuolelle siten, että se muodostaa kummassakin männäntapin päässä kaksi keskilinjaan nähden vastakkaista samanmuotoista männäntapin sivuille järjestettyä syvennystä. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen männäntappi, tunnettu siitä, että mainittu kevennys (150) on järjestetty männäntapin molempiin päihin (120, 130) mainitun keskialueen (125) kolmannen kiinnitysalueen ulkopuolelle. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen männäntappi, tunnettu siitä, että mainittu kevennys (150) on männäntapin ainoa kevennys. CO

^ 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen männäntappi, tunnettu siitä, S 25 että kevennys (150) käsittää männäntapin sisään järjestetyn lisäkeven- i cu nyksen(151). X tr

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen männäntappi, tun- CD cS nettu siitä, että kevennys (151) on järjestetty männäntapin poikkileikka- m o 30 uksen keskilinjan (<L) suhteen symmetriseksi. C\J

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen männäntappi, tunnettu siitä, että männäntapin keskialue (125) on poikkileikkaukseltaan ympyrä.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-6 mukainen männän-tappi, tunnettu siitä, että kevennys (150) on poikkileikkaukseltaan oleellisesti l-palkin muotoinen. 5

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen männäntappi, tunnettu siitä, että männäntappi (100) käsittää ainakin kaksi sen pituussuunnassa läpi ulottuvaan reikää.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen männäntappi, tunnettu sii tä, että mainitut ainakin kaksi reikää on sovitettu symmetrisesti männän-tapin (100) keskilinjaan nähden.

10. Mäntämoottorin mäntä-männäntappi- yhdistelmä, jossa mäntä 15 (10) käsittää sen pituussuuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa männäntapin (100) männän kytkemiseksi kiertokankeen (30) männänta-pin välityksellä, tunnettu siitä, että männäntappi on jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen männäntappi (100).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mäntä-männäntappi- yhdistelmä, tunnettu siitä, että männäntappi on lukittavissa mäntään siten, että kevennyksen kohdalla männäntapin poikkileikkauksen keskilinja on männän pituusakselin suuntainen. $2 25

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mäntä-männäntappi- o ^ yhdistelmä, tunnettu siitä, että männäntapin keskialue (125) on poikki- 9 leikkaukseltaan pyöreä ja sen vastinpinta männässä on sylinterimäinen. CO C\l X cc CL CD CO CM m O) o o CM