JP4838485B2 - 往復動ピストン機械 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、機械シャフトに対する傾斜を調節可能な、機械シャフトによって駆動される回転斜板を備えた往復動ピストン機械（往復動ピストン機関）であって、機械シャフト上で軸方向に作用するガイド装置にヒンジ結合され、また機械シャフトに対して間隔を保って駆動力を伝達する連行部材にもヒンジ結合されており、ピストンがそれぞれ１つのヒンジ装置を有していて、該ヒンジ装置に旋回斜板が滑り係合しており、旋回斜板がリング円板の形状を有していて、その外周部の一箇所で少なくとも半径方向で内方に向かって開放する係合スペースを有しており、該係合スペース内に、機械シャフトに堅固にされた連行部材のヘッドが係合するようになっている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の往復動ピストン機械は、ドイツ連邦共和国特許公開第１９７４９７２７号明細書により公知である。この機械においては、連行部材が球状の連行部材ヘッドを有していて、この連行部材ヘッドが、旋回斜板の円筒形の切欠（係合スペースとも称呼される）内に係合する。この機械においては、連行部材（トルク支持部材とも称呼される）と旋回斜板（旋回リングとも称呼される）との間の接触面の領域内での、可能な限り大きい接触領域の原理に従ったシリンダ・球接触を介する支持が問題となっている。この機械においては、このような接触原理が旋回リング走行側の非均一な変形特性を生ぜしめ、ひいては旋回リング上での滑りシューの不都合な走行特性が生じるという欠点がある。トルク支持部の球状の面が支えられる、旋回リングの円筒形の孔の領域内に、前記原理に基づいて非常に小さい（薄い）、旋回リングの壁厚によって、この領域が強く変形する。これによって、旋回リング上での滑りシューの走行特性が低下するようになる。
【０００３】
本発明の課題は、旋回リング走行側の変形特性を改善することである。
【０００４】
この課題を解決した本発明によれば、機械シャフトに対する傾斜を調節可能な、機械シャフトによって駆動される回転斜板を備えた往復動ピストン機械であって、機械シャフト上で軸方向に作用するガイド装置にヒンジ結合され、また機械シャフトに対して間隔を保って駆動力を伝達する連行部材にもヒンジ結合されており、ピストンがそれぞれ１つのヒンジ装置を有していて、該ヒンジ装置に旋回斜板が滑り係合しており、旋回斜板がリング円板の形状を有していて、その外周部の一箇所で少なくとも半径方向で内方に向かって開放する係合スペースを有しており、該係合スペース内に、機械シャフトに堅固にされた連行部材のヘッドが係合するようになっている形式のものにおいて、旋回斜板から連行部材へ軸方向力を導入する作用ラインの領域が、旋回斜板内での係合スペースの、往復動ピストン機械の長手軸線方向で最小壁厚の領域内ではなく、この最小壁厚の領域から側方の左右でさらに後方にずらされた、前記係合スペースの、壁厚のより大きい領域内に配置されている。
【０００５】
本発明による往復動ピストン機械は、連行部材の球状のヘッドが、前方領域内で、往復動ピストン機械の長手軸線方向に対して横方向に偏平部又は、平面図で見て横方向に向けられた長円形の横断面を有していて、係合スペースが旋回リング内で円筒形つまり横断面が円形である、ことを特徴としている。
【０００６】
このように、偏平部又は長円形若しくは楕円形によって、連行部材ヘッドの接触点は、円形の係合スペース横断面内で、係合スペースの中央の右及び左に位置していて、係合スペースの最小の壁厚とは反対側で後方に、より大きい壁厚の領域内にずらされている。
【０００７】
本発明の別の往復動ピストン機械は、旋回リング内の係合スペースが、往復動ピストン機械の長手軸線方向で卵状又は長円形の横断面を有していて、連行部材のヘッドが球状、つまり接触点の平面内で円形の横断面を有している、ことを特徴としている。これによって同様に、軸方向力を伝達する接触点が、より大きい旋回リング壁厚の領域内にずらされる。
【０００８】
有利な往復動ピストン機械によれば、機械軸方向の面圧が、壁厚の大きい領域内で連行部材と旋回斜板との接触面の領域に位置している。さらに、旋回リング走行部材の改善された小さい変形特性が、軸方向で壁厚の大きい領域内で得られるようになっている往復動ピストン機械も有利である。何故ならば、より大きい壁厚の領域内で変形が行われるからである。これによって、本発明による往復動ピストン機械においては、旋回リングの係合スペース内の壁厚の小さい領域が負荷軽減されている。さらに、有利な往復動ピストン機械においては、旋回リングの前方の壁厚が、連行部材と旋回リングとの接触面の領域内で、後方の壁厚よりも大きくなっている。
【０００９】
本発明による往復動ピストン機械は、以下に図面に示した幾つかの有利な実施例を用いて説明されている。
【００１０】
図１ａ及び図１ｂには、公知の構成及び本発明の構成による、連行部材と旋回リングの断面図が示されている。
【００１１】
図２ａ及び図２ｂには、公知の構成及び本発明の構成による、連行部材と旋回リングの斜視図が示されている。
【００１２】
図３ａ及び図３ｂには、公知の構成及び本発明の構成による旋回リング及びトルク支持体のそれぞれ斜視図が示されている。
【００１３】
図４には、本発明による連行部材及び係合スペースの複数の実施例の平面図が示されている。
【００１４】
図１ａには、往復動ピストン機械のシャフト１の横断面図が示されており、このシャフト１の開口２内に連行部材３が固定されている。この連行部材３は、トルク支持体とも称呼されている。連行部材３は、そのシャフトから突き出した端部が先細りして構成されており、この先細りした端部に球状のヘッド４が接続されている。同様に横断面で示された回転斜板５において、球ヘッド４の領域内に円筒形の切欠６が設けられており、この切欠６内に球ヘッド４が係合している。これによって、回転斜板５の比較的薄い壁厚が、ピストンによって回転斜板に作用する軸方向力８が働く領域内に存在するようになっている。さらにまた、シャフト１上に設けられた軸方向のガイド装置９が図示されている。このガイド装置９は、ドイツ連邦共和国特許第１９７４９７２７号明細書により公知であるので、ここではそれ以上の詳しい説明は省く。図１ｂに示した、連行部材及び回転斜板の本発明による構成において、球ヘッド４はその前方の端部１０が平らにされていて、それによって壁厚が、旋回リングの接触点において、存在する壁厚７に対して付加的にさらに壁厚１１だけ増大することができるので、軸方向力８の作用領域においてより大きい壁厚が得られ、それによって軸方向力の作用下でこの壁厚の変形は小さい。
【００１５】
図２ａには、旋回リング（回転斜板）と、公知の往復動ピストン機械のトルク支持体とが示されている。斜視図において旋回リング５が示されており、この旋回リング５は、球ヘッド４の上端部が丁度まだ見える係合スペース６の領域内で、薄い壁厚７を有している。連行部材３はその他方の端部がシャフト１に固定されている。シャフト１にはさらに軸方向のガイド装置９が示されており、このガイド装置９は２つのアーム１２を備えていて、これらのアーム１２は、ピン状の端部１３を介して回転可能に旋回リング５に固定されており、またこれらのアーム１２は、旋回リングの軸方向ガイドを保証する。軸が回転すると、トルクが連行部材３を介して係合スペース６によって旋回リング５に伝達される。図２ｂには、旋回リングディスク及び連行部材アームの本発明による構成が示されている。係合スペース６と連行部材３との接触点の領域では、壁厚７が付加的な壁厚１１によって増大される。何故ならば本来の球状の連行部材ヘッド４はその前側が平らにされているからである。
【００１６】
図３ａには、部分５、旋回リング及びそのトルク支持体４を備えた公知の往復動ピストン機械の平面図が示されている。旋回リングに軸方向に作用する力８によって、係合スペース６の薄い壁厚７の領域で変形が行われる。これは変形ライン２０で示されている。これによって、旋回リング上を走行するピストンの滑りシューが、この箇所で不都合な往復運動を行い、ひいては静粛でない走行が行われることになる。
【００１７】
図３ｂには改良された構成が示されている。この改良された構成では、係合スペースの壁厚７は、付加的な壁厚１１によって接触点（トルク支持ヘッド４の扁平部１０に基づいて得られる）において増大され、変形が軸方向力によってずらされて、問題にならない程度に減少され、それによってピストンの図示されていない滑りシューがこの旋回リング上で静粛に走行することができる。
【００１８】
旋回リングの小さすぎる残余壁厚の問題は、トルク支持部の本来の球状の表面が、旋回リングによる軸方向力の力導入の作用線の領域に扁平部を有していることによって解決される。これによって、旋回リングの薄壁状の領域を負荷軽減し、ひいては変形を減少する力の流れが調節される。その結果、滑りシューの著しく改善された走行特性が得られ、それと同時に、旋回リングの接触点において残余壁厚がさらに増大される。力の流れ既に小さい負荷を生ぜしめることができるので、旋回リングにおける壁厚を大きくする必要がなければ、相応の機械において残余壁厚を付加的に減少させることによって、構造スペースを節約することができる。場合によっては、トルク支持部と旋回リングとの間の接触面の領域に均一な面押圧力を生ぜしめることもできる。これによって、本発明は、旋回リング上での滑りシューの走行特性が改善され、軸方向力の作用領域における壁厚が増大され、これによって小さい変形が生ぜしめられ、又は場合によっては変形が減少され、ひいては構造スペースが節約される、という利点を有している。構造スペースの節約によって、回転斜板のより大きい旋回角度が可能である。しかも、本発明によって、旋回リングにおける走行特性を改善するための二次手段、例えば高価な硬化材料（例えばＢａｌｉｎｉｔ）によるコーティングは省かれる。
【００１９】
本発明の別の構成は、係合スペース６を旋回リングの肉厚の中央ラインに対して偏心的に後方に向かって、つまり軸方向力８の作用側とは反対側にずらし、それによって前方の壁厚１１が増大される、という点にある。図４には、球ヘッド及び係合スペースを上から見た実施例が示されている。図４ａは、扁平部１０を備えた連行部材ヘッドを示しており、この扁平部１０の端部は、なだらかな移行を形成するために丸味を付けられている。連行部材ヘッドが楕円形に構成されていることによって、図４ｂに示されているように、円筒形の係合スペース内における球状の連行部材ヘッドに対して、同様に有利な力の導入が得られる。図面からわかるように、係合スペース６の円形横断面と協働して、中心軸線の左右に、力を導入するための２つの接触点が形成されていて、この２つの接触点は、後方に向かって、係合スペース６のより大きい壁厚の領域内にもずらされている。
【００２０】
図４ｃ及び図４ｄには、係合スペース６の卵状（図４ｃ）の横断面及び長円形若しくは楕円形の横断面（図４ｄ）と協働する、球状の連行部材ヘッド４の平面図が示されている。ここでも、円形の係合スペースにおいて得られる１つだけの接触点に対して、より大きい壁厚の領域内にずらされる、力導入のための２つの接触点が得られる、ことが分かる。旋回リング自体の構造は、係合スペース６及び軸方向ガイド装置１２，１３の外側で、内部換気式（ｉｎｎｅｎｂｅｌｕｅｆｔｅｔ）のディスクブレーキの形状の、鋳造された冷却フィンを備えているので、滑りシューの摩擦によって生ぜしめられる熱が旋回リングから導出されるようになっている。このような形式のフィンは、潤滑媒体の付加的な受容及び貫流を可能にする。それによって潤滑剤は、旋回リング、滑りシュー、トルク支持部材、軸方向ガイドの領域内で集中的に作用することができる。
【００２１】
本明細書で請求された請求項は、十分な発明保護を得るための偏見なしの形式的な提案である。本出願人は、以上の説明及び／又は図面だけに開示された特徴の組み合わせ以外の組み合わせを請求する権利を留保する。
【００２２】
従属請求項で用いられた引用関係では、それぞれの従属請求項の特徴によって、主請求項の対象の別の構成について言及したものであり、引用された従属請求項の特徴の組み合わせのための、独立した具体的な保護の請求を放棄したものではない。
【００２３】
優先権主張日における従来技術を考慮した従属請求項の対象は、独立した固有の発明を形成することができるので、本出願人は、独立した請求項又は分割の対象とする権利を留保する。また従属請求項は、先行する従属請求項の対象に対して独立した構成を有する独立した発明を有している。
【００２４】
実施例は、本発明をこれに限定するものではない。むしろ、開示された枠内で多くの変化実施例及び変更が可能であって、特に次のような変化例、部材及び組み合わせ及び／又は材料が可能である。つまり、一般的な説明及び実施例並びに請求項に関連して説明され、図面に示された個別の特徴若しくは部材又は方法段階の組み合わせ及び変化例によって、課題を解決するための手段を考慮して当業者が考え出すことができ、また組み合わせ可能な特徴によって１つの新たな対象又は１つの新たな方法段階若しくは方法の連続を考え出すことができる変化例、部材及び組み合わせ及び／又は材料が可能である。また本発明は、製造方法、検査方法及び作業方法にも関するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 公知の構成及び本発明の構成による、連行部材と旋回リングの断面図である。
【図１ｂ】 公知の構成及び本発明の構成による、連行部材と旋回リングの断面図である。
【図２ａ】 公知の構成及び本発明の構成による、連行部材と旋回リングの斜視図である。
【図２ｂ】 公知の構成及び本発明の構成による、連行部材と旋回リングの斜視図である。
【図３ａ】 公知の構成及び本発明の構成による旋回リング及びトルク支持体のそれぞれ斜視図である。
【図３ｂ】 公知の構成及び本発明の構成による旋回リング及びトルク支持体のそれぞれ斜視図である。
【図４ａ】 本発明による連行部材及び係合スペースの実施例の平面図である。
【図４ｂ】 本発明による連行部材及び係合スペースの実施例の平面図である。
【図４ｃ】 本発明による連行部材及び係合スペースの実施例の平面図である。
【図４ｄ】 本発明による連行部材及び係合スペースの実施例の平面図である。

Claims (6)

1. 機械シャフトに対する傾斜を調節可能な、前記機械シャフトによって駆動される回転斜板を備えた往復動ピストン機械であって、前記回転斜板は、前記機械シャフト上で軸方向に作用するガイド装置にヒンジ結合され、また前記機械シャフトに対して間隔を保って駆動力を伝達する連行部材にもヒンジ結合されており、ピストンがそれぞれ１つのヒンジ装置を有していて、該ヒンジ装置に前記回転斜板が滑り係合しており、前記回転斜板がリング円板の形状を有していて、その外周部の一箇所で少なくとも半径方向で内方に向かって開放する係合スペースを有しており、該係合スペース内に、前記機械シャフトに堅固にされた前記連行部材のヘッドが係合するようになっている形式のものにおいて、
   前記回転斜板から前記連行部材へ軸方向力を導入する作用ラインの領域が、前記係合スペースの領域内における前記回転斜板の、往復動ピストン機械の長手軸線方向で最小壁厚の領域内に配置されているのではなく、この最小壁厚の領域から側方左右でさらに後方にずらされた、前記係合スペースの、壁厚のより大きい領域内に配置されていることを特徴とする、往復動ピストン機械。
2. 前記連行部材のヘッドが球状であって、該球状のヘッドが、前方領域内で、往復動ピストン機械の長手軸線方向に対して横方向に偏平部又は、平面図で見て横方向に向けられた長円形の横断面を有していて、前記係合スペースが前記回転斜板内で円筒形つまり横断面が円形である、請求項１記載の往復動ピストン機械。
3. 前記回転斜板内の前記係合スペースが、往復動ピストン機械の長手軸線方向に沿う横断面が卵状又は長円形の形状を有していて、前記連行部材のヘッドが球状、つまり円形の横断面を有している、請求項１記載の往復動ピストン機械。
4. 機械軸方向の面圧が、壁厚の大きい領域内で、前記連行部材と前記回転斜板との間の接触面の領域に作用している、請求項１から３までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。
5. 前記回転斜板の前記係合スペース内の壁厚の小さい領域が負荷軽減されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。
6. 前記回転斜板の前方の壁厚が、前記連行部材と前記回転斜板との接触面の領域内で、後方の壁厚よりも大きい、請求項１から５までのいずれか１項記載の往復動ピストン機械。

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