【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１の上位概念の種類のピストン機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のピストン機関は、ＷＯ９３／２５８０１より公知である。このピストン機関は、この公報に記載の如く、 膨張機関又は圧縮機関、ポンプとして、又は、例えば、更に１つ又は複数のチャンバを有する内燃機関として使用できる。
【０００３】
公知の構造の場合、ピストンの端面は、ハウジングから構成されるチャンバの２つの平行な側壁に対してクランクシャフトの軸線方向へ密封される。この構成は欠点を有する。
【０００４】
ピストン機関を内燃機関又は圧縮機として使用する場合、チャンバ内に多量の熱が発生し、この熱量は、特に、ピストンを介して放熱しなければならず、ピストンに大きい熱的負荷を加える。かくして、特に、クランクシャフト及びその軸受も熱的負荷を受ける。ピストンの放熱は、重大な問題となり、この問題は、ピストンが固定された側壁との間に挿入されることによって一層厳しくなる。
【０００５】
上記の公知の構造の場合の如くピストンが固定された側壁上を走行するのではなく、ピストンに固定されピストンとともに走行する側面が、固定されたハウジング部分上を密封状態で走行する形式の類似の平行回転ピストン機関は、ＤＥ３７１６０１７Ａ１及びＵＳ１３７８０６５により公知である。かくして、ピストンが、固定された側壁の間に熱を受けながら挿入されることはないという利点が得られる。同時に走行する側壁は、ピストンを十分に冷却する可動の冷却面として役立つと考えられる。かくして、ピストン及びクランクシャフト軸受の熱的負荷が減少される。
【０００６】
ピストンに固定され、ピストンと共に走行する側壁を有するこれら双方の構造の場合、双方の側壁がピストンを介して相互に固定して結合されているという事実が、欠点となる。即ち、側壁の熱的変形時、締め付けの危険性が生ずる。
【特許文献１】
ＷＯ９３／２５８０１
【特許文献２】
ＤＥ３７１６０１７Ａ１
【特許文献３】
ＵＳ１３７８０６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ピストン機関において、締め付けの危険性を回避しつつ、 熱的問題を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴によって解決される。
【０００９】
本発明に基づき、ピストンは、１つの側で、固定された側壁に沿って走行し、他の側に、同時に駆動される側壁を有する。２番目に挙げた構造の本質的な利点、即ち、同時に駆動される側壁によるピストンの良好な冷却という利点が生ずる。しかしながら、この公知の構造の締め付けの危険性は、避けられる。なぜならば、ピストンの１つの側にのみ、同時に駆動される側壁が設けてあるからである。即ち、ピストンは、同時に駆動されるその側壁と共に、固定された側壁に対して側方へ逃げることができ、したがって、熱的変形時に、側壁の間の締め付けが避けられる。この構造の更なる利点は、通常の如くガスを圧縮すべき場合に、この構造を有するように本発明に係る機関を問題なく構成でき、場合によっては、しかし、非圧縮性流体も吸引できるという点にある。この場合、液体圧縮実験は、機関の破損を招くことになろう。しかしながら、ピストン及びチャンバ部分が、これらにそれぞれ固定された側壁と共に、逃げ得る場合、例えば、ピストンが、保持バネに抗して逃げ得る場合、このような破損は阻止される。
【００１０】
請求項２の特徴を備えていれば有利であり、この実施例は、構造的及び組立技術的利点を有する。
【００１１】
この場合、請求項３に基づき、ピストンは、チャンバ部分に対して可動に支持されている。即ち、ピストンは、軸線方向変位によって、側壁の摺動的なオーバーラップ位置から側壁が間隙を置いてオーバーラップする位置に移動させることができる。この間隙は、増大又は縮小できる。かくして、ピストン機関のチャンバの適切な非密封状態が生ずる。これは、例えば、圧縮機として使用した場合に有利である。無負荷運転又は高速運転の場合、大きい間隙、即ち、大きい非密封状態を設定でき、したがって、無負荷運転時に受容すべき力が減少される。更に、かくして形成された間隙を介して流れる空気は、補足の冷却に役立つ。
【００１２】
このような実施例の場合、更に、請求項４に基づき、ピストンの外壁及びチャンバ部分の周壁を傾斜状態に配置することによって、有利なことには、かくして、チャンバ部分に対するピストンの変位時、傾斜面の平行移動によって傾斜面の間隔を変更できる。傾斜角度が極めて小さい場合、ピストンの軸線方向の変位時、ピストンの外壁とチャンバ部分の周壁との間の間隔を極めて微細に調節できる。外壁と周壁との間の間隙を、これらの壁が互いに推移する線に沿って極めて微細に調節できる。かくして、製造誤差を補償でき、更に、例えば、熱膨張を補償でき、極めて狭いが面の接触を回避する線形間隙を設定できる。
【００１３】
この場合、請求項５の特徴を備えていれば有利である。側壁が、弾性的な密封状態でオーバーラップする場合、ピストンをチャンバ部分に対して軸線方向へ僅かに変位でき、しかも、側方の非密封状態が現れることはない。なぜならば、このような非密封状態は、弾性的な密封状態によって補償されるからである。即ち、チャンバの非密封状態を生ずることなく、外壁と周壁との間の接触線に沿う間隙を設定できる。
【００１４】
請求項６の特徴を備えていれば有利である。この実施例の場合、過度に狭く調節した場合、周壁と外壁との間の接触が、チャンバ部分に固定された側壁にある双方の傾斜面の縁の近傍において、即ち、固定された側壁の近傍において現れる。側壁の近傍、例えばチャンバ部分の周壁において、接触センサを備え付けることができる。このセンサによって、ピストンの外壁までの距離を測定できる。この距離が、過度に小さい場合、ピストンの軸線方向変位を対応して修正できる。このようなセンサは、壁の最高温度の箇所、即ち、排出弁の近傍に設置するのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、発明を実施するための最良の形態を図面に模式的に示して説明する。
【実施例】
【００１６】
図１及び図２に示した如く、図示のピストン機関は、２つのクランクシャフト２を支持したクランク軸受ブロック１と、ハウジング部分４，５を介してクランク軸受ブロック１に固定して結合したチャンバ部分３とからなるハウジングを有する。
【００１７】
クランクシャフト２は、それぞれ、クランク部６に継ぎ足してピストン８を支持するクランクピン７を備えている。図１に破線の矢印で示した如く、クランクピン７の回転時−この場合、クランクシャフトは角度対称状態で回転する−、ＷＯ９３／２５８０１に言及されている平行回転が生ずる。このピストン機関の基本コンセプトの詳細に関しては、上記公報を参照されたい。双方のクランクシャフト２は、クランクシャフトの角度同期の実現のため、同期駆動装置（図示してない）を介して同期させることができる。平行回転時のピストンの安定性の改善のため及びクランクシャフトの間の同期的な移動を回避するため、２つよりも多数のクランクシャフトを設けることができる。設けた複数のクランクシャフトのうち、１つのクランクシャフトは、駆動又は従動に使用でき、他方、他クランクシャフトは、無負荷運転時に、平行回転の実現にのみ使用される。
【００１８】
図２に示した如く、相互に同列をなすピストン８の端壁８′及びチャンバ部分３の端壁３′は、クランクシャフト２の軸線方向へ同一の長さを有する。
【００１９】
ピストン８は、チャンバ部分３へ向くその外壁に、凸及び凹の壁面９，１０を構成する。チャンバ部分３は、ピストンへ向くその周壁に、凹及び凸の壁面１１，１２を形成している。ピストン８の平行回転時、壁面９，１０は、壁面１１，１２上を摺動走行し、軸線方向へ見て端面で平行な側壁１４，１４′で閉鎖されたチャンバ１３を形成する。
【００２０】
側壁１４，１４′は、ピストン８に固定され、チャンバ部分３の端面３′にオーバーラップし、ピストン８の平行回転時に上記端面上を面摺動し、チャンバ１３を密封する。
【００２１】
側壁１４，１４′は、ピストン８と一体に構成できる。図示の実施例の場合、特に、図２に示した如く、上記側壁は、ピストン８の端面８′に当接しネジ１５でピストンに結合された別個の平坦なプレートとして構成されている。
【００２２】
ピストン８が、図１に基づき時計方向へ回転するクランクピン７と共に平行回転すると、図示の回転位置において、チャンバ１３は、まさに、壁面部分９，１１の間の点１６で終わり、他端において、壁面部分１０，１２の間の点１８で終わる。ピストン８が更に回転すると、壁部分９，１１は、有利には僅かな間隙を置いて相互に密封状態で相互に重なり合う。壁面部分１０，１２も同様である。チャンバ１３は、排出ダクト２０に外方へ開く逆止め弁２１を設けた点１９まで、ほぼ連続的に縮小される。図示の機関は、例えば、クランクシャフト２の１つを介して駆動される圧縮機として使用できる。
【００２３】
図示の位置に対してクランクシャフトが約１８０°回転した後、チャンバ１３の容積が最小となった場合、クランクシャフトが更に回転すると、チャンバが開き、かくして、点１６，１８において、新鮮な空気が、チャンバの双方の端部から、充填及び冷却のために流入できる。
【００２４】
図示の側壁１４，１４′には、ピストンの冷却の改善のため、その外面に冷却リブを設けることができる。
【００２５】
図示の構造は、ＷＯ９３／２５８０１に示されたピストン機関の全ての実施例について、僅かな変更を行うことによって使用できる。このピストン機関は、この公報に言及されている全ての用途に使用できる。
【００２６】
図３に、図示のピストン機関の他の実施例の図２に対応する断面図を示した。この場合、同一符号が使用されている。
【００２７】
この実施例の場合、１つの側壁１４は、図２の実施例の場合と同様、ピストン８に固定されている。ハウジング４へ向く他の側壁１４′は、対応する態様でチャンバ部分３に固定されている。即ち、ピストン８の側壁１４は、チャンバ部分３に対して離れるように移動でき、その側壁１４′は、クランクシャフト２の軸線方向において左方へ、即ち、ハウジング部分４から離れるように移動でき、この場合、側壁１４，１４′は、それぞれ、オーバーラップして摺動する端壁８′及び３′から間隙を置いて引き離される。かくして、チャンバ１３は、かくして形成された間隙を介して外方へ開かれる。
【００２８】
図３の実施例の場合、ピストン８は、図１，２に示した位置に対して幾分移相して示してある。クランクシャフト２は、図１の位置に対して約９０°だけ更に回転されており、したがって、図１において１６で示したチャンバ面９，１１の間の直線接触は、本質的に、図３に示した断面ラインにある。さて、チャンバ１３は、この位置において、チャンバ１３を密封する細い線形間隙（図面には拡大して示した）を構成する。
【００２９】
図３に示すように、部分９，１０からなるピストン８の外壁、及び部分１１，１２からなるチャンバ部分３の周壁は、それぞれ、傾斜角度Ｗ１，Ｗ２をなすように構成されている。即ち、ピストン８をチャンバ部分３に対してクランクシャフト２の軸線方向へ摺動すれば、ピストン８とチャンバ部分３との間の図３に示した間隙は増大される。
【００３０】
傾斜角度Ｗ１，Ｗ２は、図３に異なるように示した如く、チャンバ部分３の周壁の角度Ｗ２が、ピストン８の外壁から形成される角度Ｗ１よりも大きく構成するのが好ましい。したがって、側壁１４′の側の外壁及び周壁の縁は、側壁１４の他の縁よりも密着している。周壁及び外壁が接触する場合、その接触は、側壁１４′の縁において行われる。
【００３１】
この場合、ピストン８の外壁までの距離を測定するセンサ（図示してない）を、例えば、チャンバ部分３の周壁に設けることができる。
【００３２】
ピストン８の外壁及びチャンバ部分３の周壁が円錐形に構成されるように、外壁の傾斜角度Ｗ１及び周壁の傾斜角度Ｗ２は、常に、それぞれ、これらの壁を越えるように設定される。即ち、チャンバ部分３の周壁の壁部分１１，１２及びピストン８の外壁の壁部分９，１０は、それぞれ、円錐形に構成されている。
【００３３】
チャンバ部分３に対するピストン８の適切な軸線方向摺動のため、ピストン８は、クランクシャフト２の反対側で、継手ユニット２０によって支持されている。図示の実施例の場合、この継手ユニット２０は、例えば、一方では、クランクピン７に同心に構成され、他方では、クランクシャフト２に同心に構成された２つのスラスト軸受から形成されている。この継手ユニット２０は、クランクシャフト２の軸線方向へその軸受ブロック１に対して可動なハウジング部分２１に支持されている。ハウジング部分２１は、摺動案内２２によってクランクシャフト２の軸線方向へクランク軸受ブロック１に対して摺動させることができ、図示の如くハウジング部分２１に回転自在に保持されクランク軸受ブロック１の突起２４の相手方ネジ部に螺着されるネジ２３によって調節できる。ネジ２３の調節時、ピストン８は、軸線２の方向へクランク軸受ブロック１に対して締め付けられるか緩められる。ピストン８は、クランク軸受ブロック１から離れる方向へ、即ち、図３において左方へ積極的に変位させる必要はない。なぜならば、ピストン８は、チャンバ１３内の圧力によって、常に、左方へ、即ち、クランク軸受ブロック１から離れるよう押圧されるからである。
【００３４】
即ち、ネジ２３の調節によって、側壁１４，１４′の間の間隔を調節でき、かくして、チャンバ１３の間隙（図３参照）を増減できる。
【００３５】
図３に示した実施例とは異なり、ピストン８を軸線方向において固定し、チャンバ部分３をハウジング４，５に対して軸線方向へ変位させることもできる。
【００３６】
この実施例とは異なり、側壁１４をチャンバ部分３に固定し、側壁１４′をピストン８に固定することもできる。この場合、ピストンは、図３において軸線方向右方へ、即ち、ハウジング部分４の方向へ変位される。
【００３７】
図３に示した調節ネジ２３の代わりに、操作モータを設けることができる。この場合、操作モータは、例えば、機関パラメータ（例えば、機関の温度、回転数など）に依存して、適切な制御系によって電気的に作動されて、例えば、熱膨張の補償のため、周壁と外壁との間の間隔を最適化するか、例えば、無負荷回転数において、ピストン８を側壁から離れる程度に軸線方向へ駆動する。外壁と周壁との間の既述の間隔センサは、このモータの制御に使用できる。操作モータを制御する他のセンサを、例えば、ピストン８と側壁１４′との間に設けることができる。
【００３８】
この場合、側壁１４，１４′におけるチャンバ１３の密封状態が損なわれないように、チャンバ１３は、線形パッキン２５で弾性的に密封されている。線形パッキン２５は、一方では、図１に示した本質的にＳ字状に延びるピストン８のエッジに平行で、他方では、チャンバ部分３に平行なミゾとして構成できる。ミゾには、弾性密封材料を設けることができ、あるいは、ネジ２３の調節によるピストン８の若干の変位ストロークを吸収して密封する弾性的に密封された密封バーを設けることができる。ネジ２３を更に回転して引き出すと、ピストン８が、図３において左方へ更に引離され、かくして、弾性パッキン２５も側壁１４，１４′から引き離され、かくして、例えば、機関の無負荷運転時に受容すべき力を減少するため、チャンバ１３が外方へ開かれる。
【００３９】
図３の実施例の場合、ピストン８とチャンバ部分３との間の摺動案内２２に、チャンバ１３内で摺動案内の方向へ作用する圧力が過大な場合にピストン８を側方へ逃がすバネの形の補足の過負荷防止部材（図示してない）を設けることができる。このような逃がし式安全部材は、例えば、空気圧縮時に、非圧縮性の水が間違って吸引され、かくして、機関の破損が誘起されるような場合に有利である。このような場合、ピストンを側方へ逃がして破損を阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るピストン機関の図２の線１−１に沿う軸線方向断面図である 。
【図２】図１の線２−２に沿う軸線方向断面図である。
【図３】ピストン機関の他の実施例の図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ クランク軸受ブロック
２ クランクシャフト
３ チャンバ部分
３′ 端壁
４，５ ハウジング部分
６ クランク部
７ クランクピン
８ ピストン
８′ 端壁
９，１２ 凸面
１０，１１ 凹面
１３ チャンバ
１４，１４′ 側壁
１５ ネジ
２０ 継手ユニット
２１ ハウジング部分
２２ 摺動案内
２３ ネジ
２４ 突起【Technical field】
[0001]
The invention relates to a piston engine of the superordinate concept type of claim 1.
[Background]
[0002]
A piston engine of this kind is known from WO 93/25801. The piston engine can be used as an expansion or compression engine, a pump, as described in this publication, or as an internal combustion engine having, for example, one or more chambers.
[0003]
In the known structure, the end face of the piston is sealed in the axial direction of the crankshaft against two parallel side walls of the chamber constituted by the housing. This arrangement has drawbacks.
[0004]
When a piston engine is used as an internal combustion engine or a compressor, a large amount of heat is generated in the chamber, and this amount of heat must be dissipated through the piston in particular, which places a large thermal load on the piston. Thus, in particular, the crankshaft and its bearings are also subjected to thermal loads. The heat dissipation of the piston becomes a serious problem, and this problem is exacerbated by being inserted between the side wall to which the piston is fixed.
[0005]
Rather than running on the side wall to which the piston is fixed as in the case of the above known structure, the side surface that is fixed to the piston and runs with the piston travels in a sealed manner on the fixed housing part. A parallel rotating piston engine is known from DE 3716017 A1 and US 1378065. Thus, the advantage is obtained that the piston is not inserted while receiving heat between the fixed side walls. It is believed that the side walls running simultaneously serve as a movable cooling surface that sufficiently cools the piston. Thus, the thermal load on the piston and crankshaft bearing is reduced.
[0006]
In the case of both these structures having side walls fixed to the piston and running with the piston, the fact that both side walls are fixedly connected to each other via the piston is a disadvantage. That is, there is a risk of tightening when the side wall is thermally deformed.
[Patent Document 1]
WO93 / 25801
[Patent Document 2]
DE3716017A1
[Patent Document 3]
US13778065
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
[0007]
An object of the present invention is to reduce thermal problems while avoiding the danger of tightening in a piston engine.
[Means for Solving the Problems]
[0008]
This problem is solved by the features of claim 1.
[0009]
In accordance with the present invention, the piston has a side wall that runs along a fixed side wall on one side and is driven simultaneously on the other side. The essential advantage of the second configuration, i.e. the good cooling of the piston by the simultaneously driven side walls, arises. However, the risk of tightening this known structure is avoided. This is because only one side of the piston has side walls that are driven simultaneously. That is, the piston can escape laterally with respect to the fixed side wall with its side walls being driven at the same time, thus avoiding clamping between the side walls during thermal deformation. A further advantage of this structure is that if the gas is to be compressed as usual, the engine according to the invention can be configured without problems with this structure, but in some cases, however, even incompressible fluids can be aspirated. In the point. In this case, liquid compression experiments will result in engine failure. However, if the piston and the chamber part can escape together with the respective side walls fixed to them, for example if the piston can escape against the holding spring, such damage is prevented.
[0010]
It is advantageous if it has the features of claim 2 and this embodiment has structural and assembly advantages.
[0011]
In this case, according to claim 3, the piston is supported movably with respect to the chamber portion. That is, the piston can be moved from the sliding overlap position of the side wall to the position where the side wall overlaps with a gap by axial displacement. This gap can be increased or decreased. Thus, a proper unsealed state of the piston engine chamber occurs. This is advantageous when used as a compressor, for example. In the case of no load operation or high speed operation, a large gap, i.e. a large unsealed state, can be set, thus reducing the force to be accepted during no load operation. Furthermore, the air flowing through the gaps thus formed serves for supplemental cooling.
[0012]
In such an embodiment, furthermore, according to claim 4, by arranging the outer wall of the piston and the peripheral wall of the chamber part in an inclined state, it is thus advantageous that the piston is inclined during displacement of the piston relative to the chamber part. The interval between the inclined surfaces can be changed by parallel movement of the surfaces. When the inclination angle is extremely small, the distance between the outer wall of the piston and the peripheral wall of the chamber portion can be adjusted very finely when the piston is displaced in the axial direction. The gap between the outer wall and the peripheral wall can be adjusted very finely along the lines where these walls transition from one another. Thus, manufacturing errors can be compensated, and further, for example, thermal expansion can be compensated, and a linear gap can be set that is very narrow but avoids surface contact.
[0013]
In this case, it is advantageous if the features of claim 5 are provided. If the side walls overlap in an elastic sealing state, the piston can be slightly displaced axially with respect to the chamber part, and no lateral unsealing occurs. This is because such an unsealed state is compensated by an elastic sealed state. That is, the gap along the contact line between the outer wall and the peripheral wall can be set without causing the chamber to be unsealed.
[0014]
It is advantageous if the features of claim 6 are provided. In this embodiment, when adjusted too narrowly, the contact between the peripheral wall and the outer wall is in the vicinity of the edges of both inclined surfaces on the side wall fixed to the chamber part, ie in the vicinity of the fixed side wall. Appears in A contact sensor can be provided in the vicinity of the side wall, for example in the peripheral wall of the chamber part. This sensor can measure the distance to the outer wall of the piston. If this distance is too small, the axial displacement of the piston can be corrected correspondingly. Such a sensor is preferably installed at the highest temperature point on the wall, that is, in the vicinity of the discharge valve.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0015]
Next, the best mode for carrying out the invention will be schematically described with reference to the drawings.
【Example】
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, the illustrated piston engine includes a crank bearing block 1 that supports two crankshafts 2 and a chamber portion that is fixedly coupled to the crank bearing block 1 via housing portions 4 and 5. 3.
[0017]
Each of the crankshafts 2 includes a crankpin 7 that supports the piston 8 by adding to the crank portion 6. As indicated by the dashed arrows in FIG. 1, when the crankpin 7 rotates—in this case, the crankshaft rotates in an angle-symmetric state—the parallel rotation referred to in WO 93/25801 occurs. For details of the basic concept of this piston engine, see the above publication. Both crankshafts 2 can be synchronized via a synchronous drive (not shown) to achieve crankshaft angle synchronization. More than two crankshafts can be provided to improve piston stability during parallel rotation and to avoid synchronous movement between crankshafts. Among the plurality of provided crankshafts, one crankshaft can be used for driving or following, while the other crankshaft is used only for realizing parallel rotation during no-load operation.
[0018]
As shown in FIG. 2, the end wall 8 ′ of the piston 8 and the end wall 3 ′ of the chamber portion 3 that are in line with each other have the same length in the axial direction of the crankshaft 2.
[0019]
The piston 8 forms convex and concave wall surfaces 9 and 10 on its outer wall facing the chamber portion 3. The chamber portion 3 has concave and convex wall surfaces 11 and 12 on its peripheral wall facing the piston. When the piston 8 is rotated in parallel, the wall surfaces 9 and 10 slide on the wall surfaces 11 and 12 to form a chamber 13 closed by side walls 14 and 14 'parallel to the end surfaces when viewed in the axial direction.
[0020]
The side walls 14, 14 ′ are fixed to the piston 8, overlap the end surface 3 ′ of the chamber portion 3, slide on the end surface when the piston 8 rotates in parallel, and seal the chamber 13.
[0021]
The side walls 14, 14 ′ can be formed integrally with the piston 8. In the case of the illustrated embodiment, in particular, as shown in FIG. 2, the side wall is configured as a separate flat plate that abuts the end face 8 ′ of the piston 8 and is connected to the piston by screws 15.
[0022]
When the piston 8 rotates in parallel with the crankpin 7 rotating clockwise according to FIG. 1, in the illustrated rotational position, the chamber 13 ends exactly at the point 16 between the wall portions 9, 11 and at the other end. Ends at a point 18 between the wall portions 10, 12. As the piston 8 rotates further, the wall portions 9, 11 preferably overlap each other in a sealed manner with a slight gap. The same applies to the wall surface portions 10 and 12. The chamber 13 is substantially continuously reduced to the point 19 where the discharge duct 20 is provided with a check valve 21 that opens outward. The illustrated engine can be used, for example, as a compressor driven via one of the crankshafts 2.
[0023]
If the volume of the chamber 13 is at a minimum after the crankshaft has rotated about 180 ° relative to the position shown, the chamber will open as the crankshaft further rotates, thus, at points 16 and 18, fresh air From both ends of the chamber, it can flow for filling and cooling.
[0024]
The illustrated sidewalls 14 and 14 'can be provided with cooling ribs on the outer surfaces thereof for improved piston cooling.
[0025]
The structure shown can be used with minor modifications to all embodiments of the piston engine shown in WO 93/25801. This piston engine can be used for all applications mentioned in this publication.
[0026]
FIG. 3 is a sectional view corresponding to FIG. 2 of another embodiment of the illustrated piston engine. In this case, the same code is used.
[0027]
In this embodiment, one side wall 14 is fixed to the piston 8 as in the embodiment of FIG. The other side wall 14 ′ facing the housing 4 is fixed to the chamber part 3 in a corresponding manner. That is, the side wall 14 of the piston 8 can move away from the chamber part 3 and its side wall 14 ′ can move to the left in the axial direction of the crankshaft 2, ie away from the housing part 4. In this case, the side walls 14, 14 ′ are respectively separated from the end walls 8 ′, 3 ′ which slide in an overlapping manner with a gap. The chamber 13 is thus opened outwardly through the gap thus formed.
[0028]
In the case of the embodiment of FIG. 3, the piston 8 is shown somewhat shifted in phase with respect to the position shown in FIGS. The crankshaft 2 has been further rotated by about 90 ° relative to the position of FIG. 1, so that the linear contact between the chamber faces 9, 11 indicated at 16 in FIG. It is in the cross-sectional line shown. Now, at this position, the chamber 13 constitutes a narrow linear gap (shown enlarged in the drawing) that seals the chamber 13.
[0029]
As shown in FIG. 3, the outer wall of the piston 8 composed of the portions 9 and 10 and the peripheral wall of the chamber portion 3 composed of the portions 11 and 12 are configured to form inclination angles W1 and W2, respectively. That is, if the piston 8 is slid in the axial direction of the crankshaft 2 with respect to the chamber portion 3, the gap shown in FIG. 3 between the piston 8 and the chamber portion 3 is increased.
[0030]
As shown in FIG. 3, the inclination angles W <b> 1 and W <b> 2 are preferably configured such that the angle W <b> 2 of the peripheral wall of the chamber portion 3 is larger than the angle W <b> 1 formed from the outer wall of the piston 8. Therefore, the edge of the outer wall and the peripheral wall on the side of the side wall 14 ′ are in closer contact than the other edge of the side wall 14. When the peripheral wall and the outer wall are in contact, the contact is made at the edge of the side wall 14 '.
[0031]
In this case, a sensor (not shown) for measuring the distance to the outer wall of the piston 8 can be provided, for example, on the peripheral wall of the chamber portion 3.
[0032]
The outer wall inclination angle W1 and the peripheral wall inclination angle W2 are always set so as to exceed these walls, respectively, so that the outer wall of the piston 8 and the peripheral wall of the chamber portion 3 are conical. That is, the wall portions 11 and 12 of the peripheral wall of the chamber portion 3 and the wall portions 9 and 10 of the outer wall of the piston 8 are each configured in a conical shape.
[0033]
For proper axial sliding of the piston 8 with respect to the chamber part 3, the piston 8 is supported by the coupling unit 20 on the opposite side of the crankshaft 2. In the case of the illustrated embodiment, the joint unit 20 is formed, for example, from two thrust bearings that are concentric with the crankpin 7 on the one hand and concentric with the crankshaft 2 on the other hand. The joint unit 20 is supported by a housing portion 21 that is movable with respect to the bearing block 1 in the axial direction of the crankshaft 2. The housing part 21 can be slid with respect to the crank bearing block 1 in the axial direction of the crankshaft 2 by the sliding guide 22 and is rotatably held by the housing part 21 as shown in the figure. It can be adjusted by a screw 23 that is screwed to the other screw portion. When adjusting the screw 23, the piston 8 is tightened or loosened relative to the crank bearing block 1 in the direction of the axis 2. The piston 8 does not have to be positively displaced in a direction away from the crank bearing block 1, that is, leftward in FIG. This is because the piston 8 is always pressed to the left, that is, away from the crank bearing block 1 by the pressure in the chamber 13.
[0034]
That is, by adjusting the screw 23, the distance between the side walls 14, 14 'can be adjusted, and thus the gap of the chamber 13 (see FIG. 3) can be increased or decreased.
[0035]
Unlike the embodiment shown in FIG. 3, the piston 8 can be fixed in the axial direction and the chamber portion 3 can be displaced in the axial direction with respect to the housings 4 and 5.
[0036]
Unlike this embodiment, the side wall 14 can be fixed to the chamber part 3 and the side wall 14 ′ can be fixed to the piston 8. In this case, the piston is displaced to the right in the axial direction in FIG. 3, ie in the direction of the housing part 4.
[0037]
Instead of the adjusting screw 23 shown in FIG. 3, an operation motor can be provided. In this case, the operating motor is electrically actuated by an appropriate control system, for example depending on engine parameters (e.g. engine temperature, speed, etc.), e.g. The distance between the outer wall and the outer wall is optimized, or the piston 8 is driven in the axial direction to the extent that the piston 8 moves away from the side wall at, for example, no-load rotation speed. The above-described distance sensor between the outer wall and the peripheral wall can be used to control this motor. Other sensors for controlling the operating motor can be provided, for example, between the piston 8 and the side wall 14 '.
[0038]
In this case, the chamber 13 is elastically sealed with the linear packing 25 so that the sealed state of the chamber 13 on the side walls 14, 14 ′ is not impaired. The linear packing 25 can on the one hand be configured as a groove parallel to the edge of the piston 8 extending essentially in the S shape shown in FIG. 1 and on the other hand parallel to the chamber part 3. The groove may be provided with an elastic sealing material or may be provided with an elastically sealed sealing bar that absorbs and seals a slight displacement stroke of the piston 8 by adjusting the screw 23. When the screw 23 is further rotated and pulled out, the piston 8 is further pulled to the left in FIG. 3, and thus the elastic packing 25 is also pulled away from the side walls 14, 14 ', thus, for example, during no-load operation of the engine. In order to reduce the force to be received, the chamber 13 is opened outward.
[0039]
In the case of the embodiment of FIG. 3, a spring that releases the piston 8 to the side when the pressure acting on the sliding guide 22 between the piston 8 and the chamber part 3 in the direction of the sliding guide in the chamber 13 is excessive. A supplemental overload prevention member (not shown) in the form of Such a relief safety member is advantageous, for example, when incompressible water is accidentally sucked in during air compression, thus leading to engine failure. In such a case, the piston can escape to the side to prevent damage.
[Brief description of the drawings]
[0040]
1 is an axial sectional view taken along line 1-1 of FIG. 2 of a piston engine according to the present invention.
FIG. 2 is an axial sectional view taken along line 2-2 of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of another embodiment of the piston engine.
[Explanation of symbols]
[0041]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crank bearing block 2 Crankshaft 3 Chamber part 3 'End wall 4, 5 Housing part 6 Crank part 7 Crank pin 8 Piston 8' End wall 9, 12 Convex surface 10, 11 Concave surface 13 Chamber 14, 14 'Side wall 15 Screw 20 Joint Unit 21 Housing portion 22 Sliding guide 23 Screw 24 Projection
