HU227889B1 - Piston with support insert - Google Patents

Description

JAVÍTOTT TÁMASZTÓBETÉTES DUGATTYÚ

A találmáí ellátott öé támasztóbetétes dugattyú, a dugattyú hajtőkarhoz csapszeggel mozgó du!, a dugattyú belső Járatában a henger hossztengelyére keresztirányban elmozdulni képes támasztóbetétet tartalmaz.

Mint ismeretes belső égésű motoroknál a dugattyú a robbanás hatására egyenes vonalú mozgást végez, amelyet azután a dugattyúhoz kapcsolódó hajtókái és forgattyús tengely alakit át forgó mozgássá. Kompresszoroknál viszont a forgatytyús tengely forgó mozgását a hozzá hajtokarral kapcsolódó dugattyú alakítja át valamilyen közeg sűrítésére vagy továbbítására.

Tekintettel arra, hogy a dugattyú és a hajtókar közötti erőáfadás nem csak tengelyirányú, a dugattyú a hengerben a tengelyirányra merőleges erőkomponensek hatására mintegy billegő mozgást Igyekszik végezni, és ezért a hengert nem szabályosan körkörösen koptatja. Ez az ovális kopás azután a dugattyún lévő dugattyúgyűrűkkel már nem kompenzálható, és ezért nagyon gyakran van szükség hengerfúrásra, a megfelelő keresztmetszet helyreállítása érdekében, valamint túlméretes dugattyú, 111, dugattyúgyűrűk alkalmazására.

Ezen igyekeztek segíteni az US 2,074,581 számú szabadalmi leírás szerinti megoldással, ahol a hajtőkar nem közvetlenül a dugattyúhoz van kapcsolva, hanem egy szintén a hengerben mozgó csúszóhüvelyhez, és a csúszóhüvely csapszegek és hajtóvilia révén van magához a dugattyúhoz kapcsolva, így a dugattyú a csüszóhúveíytől már csak tengelyirányú erőt kap, és a billegő mozgását ilyen módon kiküszöbölték. Ez a megoldás azonban olyan nagymértékben megnöveli a dugattyú elrendezés méretét és természetesen a befogadó henger hosszát, hogy ez már a motor méretét befolyásolja hátrányosan, és ilyen dugattyú elrendezés alkalmazása meglévő motoroknál is lehetetlen,

A 1368/89 számú magyar közzétételi irat egy dugattyú és bajtőkar elrendezést ismertet belső égésű motorok vagy kompresszorok hengereihez, amely dugatytyűből és a dugattyúhoz hajtóvlllával csapszegek révén kapcsolt esúszóhüvelyből és dugattyúrúdből áll. Lényege, hogy a dugattyút egy nyúlványokkal rendelkező dugatytyútörzs és a dugattyútörzsre menettel csatlakoztatott, dugattyú gyűrűket hordozó * *** hüvely alkotja, a dugattyütörzs nyúlványai a csüszóbüveíyhe nyúlnak, és rajtok a csúszóhüvely talán kialakított nyílásokon keresztül a henger belső falán támaszkodó gombák ülnek. Bár ez utóbbi megoldás helyigénye nem nagyobb a szokványos dugattyú-elrendezés helyigényénél; de megvalósítása költséges és bonyolult.

A legjobb megoldás a WO99/56Ö41 számú szabadalmi leírás támasztóbetétes dugattyúja, ahol a dugattyúhoz esapszeggeí kapcsolódó hajtás esetében a csapszeg és a dugattyú kézé egy támasztóbetét van beiktatva. A hajtókar mozgása során, amikor a lineáris és forgó mozgás egymásba való átalakításáról van szó, olyan erőkomponensek ébrednek, amelyek a dugattyúhenger falára merőlegesek és magát a dugattyút annak kemény anyagú gyűrűivel együtt támolygő, ferdén billegő mozgásra kényszerítenek. A támasztőbetét alkalmazásának lényege, hogy ezen oldalirányú erókomponenseket felveszi, és saját sima homlokfelületeivei fejt ki nyomást a hengerre a dugattyú hosszirányú mozgása közben. Ezalatt maga a dugattyú csak hossztengelye irányába eső erőkomponensekkel üzemel, igy a nemkívánatos támoíygó mozgása kisebbé válik. A kaparó hatást kiváltó törnítő gyűrűk viszonylag egyenletes oldalsó erővei odanyomódva siklanak a belső hengerfalon, A fámasztóbetét eközben a hengerhez kapcsolódó szabad mozgású keresztirányú lineáris szabadságfokának megfelelően keresztirányú oszcilláló mozgást végez a dugattyúban. Ennek amplitúdója ugyan kicsiny, csak a dugattyú és a henger belső fala közötti rést áthidaló mértékű, azonban hosszútávon kopáshoz vezethet. Ezen megoldás szerint a dugattyúban alkalmazott tömítőgyűrűk a dugattyúnak a támasztóbelét és az égéstér közötti körkörös felületi szakaszában vannak elhelyezve. így a dugattyú feltámaszkodása a henger belső falán egymáshoz közeli pontok, Illetőleg párhuzamos körök mentén történik. Ez azt eredményezi, hogy a támasztőbetét oszcilláló mozgása a súrlódás révén a kiküszöbölendő keresztirányú erőhatás egy részét mégis átviszi a dugattyúra, és az az egymáshoz közeli támaszkodásí pontok -körök- következtében némileg mégis hajlamos az oldalirányú billegésre.

Találmányunk célkitűzése olyan javított támasztóbefétes dugattyú kialakítása, amelynél a keresztirányú erőkomponens egy megmaradó részének súrlódásos átvitele a dugattyúra csökkenthető, csakúgy mint a támasztőbetét és a dugattyú közötti

Felismertük ezt, hogy ezen cél elérhető azáltal, ha az Ismert támasztóbetét dugattyún belüli mozgásakor felfekvö felületein, élein olyan csökkentett súrlódásé betételemeset alkalmazunk, amelyek a súrlódásos erőátvitelt, és a kopást egyszer» * φ φ*

Φ * * φ φ '* * φ φ φφφ φ X φ Φ » Φ <

φφ φ

-3re csökkentik. Felismertük továbbá, hogy a tömítőgyűrűk hornyait a lehető legnagyobb távolságra keli egymástól elhelyezni,

A találmány legáltalánosabb megoldása szerint a bevezető szerinti dugattyúnál a támasztóbetét legalább a dugattyú számára kiképzett belső keresztirányú járatának falaival érintkező élein betételemekkel van ellátva.

A találmányt a továbbiakban ábrák segítségével ismertetjük, ahol az

ÍA. ábra egy, a találmány szennti javított fámasztőbetétes dugattyú keresztmetszete oldalnézetben, az

IB. ábra az 1. ábra szennti dugattyú keresztmetszete elölnézetben, az

IC. ábra az 1. ábra szerinti dugattyú keresztmetszete alulnézetben, a

2A. ábra egy, a találmány szerinti javított támasztóbetét keresztmetszete, a

26. ábra az 2A ábra szerinti támasztóbetét oldalnézetben, a

2C. ábra a 2A ábra szerinti támasztóbetét alulnézetben, a

3A. ábra a támasztóbetét egy betételemének keresztmetszete, és a

38. ábra a 3A. ábra betételemének oldalnézete.

Az 1A. ábrán egy hengerben mozgó dugattyúval ellátott gépeknél, pl. belsőégésű motoroknál alkalmazott 1 dugattyút látunk. Az 1 dugattyú hajtókarhoz 2 csapszeggel csatlakozó, az 1 dugattyú belső járatában a nem ábrázolt henger hossztengelyére keresztirányban elmozdulni képes 4 támasztóbetétet tartalmaz, amint az a már említett VVO99/5ŐÜ41 számú szabadalmi leírásból megismerhető. Az 1 dugattyú 3 hornyaiban -ezekből három darab van- kapnak helyet a szokásos tömítőgyűrűk, legfelül az égéstér felé az ún. túzgyürö. A 4 támasztóbetét az 1 dugattyú testében kiképezett zárt keresztirányú járatban az 1 A. ábra síkjára merőlegesen tud mozogni. Amit az 1A. ábrán látunk a 4 támasztóbetétből, az annak azon homlokfelülete, amely a henger falával kerül csúszó kontaktusba, A 4 támasztóbetéten keresztül kerül behelyezésre az 1A. ábrán vízszintes Irányú furatba a 2 csapszeg, amely az 18. ábra 90 fokkal elfordított nézetű: metszetén körrel jelölten látható. Mindezen adatelemeket az IC. ábrán alulnézetben láthatjuk.

Az önmagában ismert 4 támasztóbetét szintén ismert módon tartalmaz az 1C, ábra szerint egy ó kíkönnyliést, amely tömegének csökkentését szolgálja. A jelen találmány szerint az 1 dugattyú keresztirányú belső járatának belső fala és a 4 támasztóbeiéi közötti súrlódás csökkentésére 5 beiéielemeket alkalmazunk, amelyek a téglalap keresztmetszetű 4 támasztöbetétnek legalább a sarkalt borítják, amint az φ

* φ

* φ φ ** φ* »««ν

-4 a 2Α. ábra megfelelő keresztmetszetén látható, A 28. ábrán az 5 betételemek felhelyezése előtti állapotában látható a 4 fámasztőbetét, amelyben 7 fészkeket képeztünk ki azok számára, A 2C, ábra alulnézete már a behelyezett 5 betételemekkel mutatja magát a 4 támasztőbefétet Az 5 betételemek nem nyúlnak ki egészen a henger belső falával üzem közben érintkező 8 homlokfelületekig.

A 3A. ábrán keresztmetszetben, mig a 3B, ábrán oldalnézetben látónk egy olyan 5 betételemet, amely a találmányt illusztráló kiviteli példában szerepel. Természetesen ettől eltérő méretű és formai kialakítású betétetem is alkalmazható. Pl. a végeinél nem szükségszerű lekerekíteni azt, illetve az „L” alakú keresztmetszet szárainak hossza és azok aránya is módosulhat. A rögzítés a 7 fészkekben pl. ragasztással lehetséges. A 7 fészkek más kivitel esetében akár el is hagyhatók. Az 5 befételemek ekkor pl. hegesztéssel is felvihetők a kisebbre méretezett 4 támasztöbefét éleire.

Az 5 beletelem anyaga olyan önmagában is súrlódást csökkentő lehet, amely a kopást is minimalizálja az 1 dugattyú; illetve a 4 támasztóbetét vonatkozásában, Lehetséges továbbá olyan 5 betétetem alkalmazása, amely sűriódáscsőkkentő bevonattal van külső felén ellátva. Ez lehet pl, króm bevonat, vagy molibdén-szuifiö bevonat. Az 5 betétetem elhasználódásakor könnyen cserélhető.

Az 1A és 18. ábrákon látható, hogy az 1 dugattyú testében a 3 hornyok közül van olyan, amely a 4 támasztőbetéthez képest annak különböző oldalára esik. Ezáltal megnő a két szélső 3 horony közötti távolság, és ezzel az 1 dugattyú csökkentett súrlódás által már amúgy is minimalizált oldalirányú billegés! hajlama a megnövelt tengelytávolságú 3 hornyokba helyezett tömifögyürükön való felfámaszkodás következtében még tovább csökken. A nagyobb távolságon való feltámaszkodás jobban megvezeti és egyenes vonalban tartja az 1 dugattyú hengeren belüli lineáris mozgását. Másként fogalmazva az 5 betételemekkel ellátott 4 támasztóbetétnek az 1 dugattyú hossztengelye irányában tekintve mindkét oldalára esik legalább egy 3 horony. Az 1 A. és 18, ábrák szerint pl. az égéstér felé kettő 3 horony, míg a 4 támasztóbetét ellenkező oldalán, az 1 dugattyú szoknya részében egy darab 3 horony van.

A jelen találmány szerinti javított támasztóbetétes dugattyúnál fokozottan érvényesül az eredeti alapelv szerinti oldalirányú billegő hatásnak, illetve az ezt létrehozó erőnek a hatékony kiküszöbölése.

Claims (6)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Javított támasztóbetétes dugattyú, hengerben mozgó dugattyúval ellátott gépekhez, ahol a dugattyú hajtókáihoz csapszeggel csatlakozó, a dugattyú belső járatában a henger hossztengelyére keresztirányban elmozdulni képes támasztóbetétet tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a támasztóbetét (4) legalább a dugattyú (1) számára kiképzett belső keresztirányú járatának tataival érintkező élein betételemekkel (5) van ellátva.
2. 2. Az 1, igénypont szerinti javított támasztóbetétes dugattyú, azzal jellemezve, hogy a betételemek (5) a támasztóbetét (4) éleinél kialakított fészkekben (?) vannak rögzítve.
3. 3. Az 1-2. Igénypontok bármelyike szerinti javított támasztóbetétes dugattyú, azzal jellemezve, hogy a betételemek (5) súrlódásosőkkentó anyagból vannak.
4. 4. Az 1-2. igénypontok bármelyike szerinti javított támasztóbetétes dugattyú, azzal jellemezve, hogy a betételemek (5) súrlódásosőkkentó anyagú bevonattal vannak ellátva.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti javított támasztóbetétes dugattyú, azzal jellemezve, hogy a betételemek (5) keresztmetszetükben „L” alakúak.
6. 6. Az 1-5, igénypontok bármelyike szerinti javított támasztóbetétes dugattyú, azzal jellemezve, hogy a dugattyú (í) körkörös, tömítőgyűrűk számára kialakított hornyokat (3) tartalmaz, és a betételemekkel (5) ellátott támasztóbetétnek (4) a dugattyú (1) hossztengelye irányában tekintve mindkét oldalára esik legalább egy horony (3).