JPS61167774A

JPS61167774A - ピストン機関

Info

Publication number: JPS61167774A
Application number: JP61001492A
Authority: JP
Inventors: ユルゲン・クリー; ルードルフ・バイアー
Original assignee: G Duesterloh GmbH
Current assignee: G Duesterloh GmbH
Priority date: 1985-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1986-07-29
Also published as: GB8531710D0; FR2575791B3; DE3500451A1; US4690038A; GB2169686A; FR2575791A1; DE3500451C2; JPH0359301B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、少なくとも１つのシリンダを備えたピストン
機関、特に油圧で負荷可能なピストン機関であって、連
接棒と旋回可能に結合されたピストンが軸線方向に摺動
可能にシリンダ内に組込まれている形成のものに関する
。

従来技術公知の、ピストン一連接棒原理によるピストン機関の構
成〔本田願人＝デー・デュステルロー・ゲゼルシャフト
・ミツト・ベシュレンクテル・ハフラング社（４３２２
シユブロツクヘーフエル在）の企業誌ＲＭ１−００２）
では、ピストン力は円筒状のピンを介して連接棒に伝達
される。ピンはピストンと固定的に結合されていて、し
かもピストンの運動方向に対して垂直方向に姑びる連接
棒内の孔、いわゆる連接棒アイ内で滑動するようになっ
ている。連接棒シューはクランク軸の偏心体に支持され
る。

この構成では、生じる摩擦力が比較的小さいこと、また
滑Ｖ接触にある構成部材間の相対速度がすべての′箇所
でほぼ等しいことが有利である。したがって接触区域に
おける摩耗もほぼ等しい。

他方では一方の連接棒アイの中心軸線と他方のクランク
軸の中心軸線との平行度における、多かれ少なかれ避け
られない誤差を補償し得ないのが欠点である。そのため
に申し分のない案内はもはや可能ではない。傾斜のため
に高められた漏出運びに不均一な摩耗が生じる。これは
例えばピストンジャミングによる機能不能に至ることが
ある。したがって上記の不完全さを回避するためにはき
わめて高度な製作棺度が必要となる。

もう１つの公知ｏｍ成［’ａｓｒ、ｄｌｓｅｓｔ　ｙｆ
ｆｉｓａｎｇｅｗａｎｄｔｅ　Ａｎｔｒｌｅｂｓｔｅｃ
ｈｎｉｋ　’、第１０号、１９７５年１０月、２８頁、
第２図）ではピストン力は球面継手を介して連接棒に伝
達される。

該構成では連接棒に球体が配置されていて、この球体が
この球体に適合するように形成されたピストン内の切欠
き内で滑動するようになっている。球体は直接連接傑に
一体に形成されていてもよい。

この構成の利点ハ、継手が球の中心を中心にして自由に
全方向で調節し得るために平行性誤差が不都合な影響を
与えることがないことである。したかつて製作に対する
要求は僅かである。

ただし上記の円筒状の結合部材に比べてより高い摩擦力
が生じることがある。このＭ振力は、油圧ピストン機関
において圧力媒体が放圧区域まで運ばれるようにするた
めに球体が連接棒の中心＠巌の範囲で面取りされている
場合に特に著しい。この場合にはピストン力は球面構成
すリング状の接触区域を介してのみ伝達される。

それによって中心に作用する筒い力が生じ、この力は当
然ながらより高い摩擦力を惹起する。

ピストン力の効率は著しく低下する。その他に接触区域
における相対速度が異なるために球状向の不均一な摩耗
を導くことが欠点である。

上記２橿の、ピストン一連接棒原理によるピストン機関
の構成では、継手が特に制度に負荷される油圧機関の場
合には高い面接触圧力に曝される点が共通している。そ
のｔめに生じる犬年きな摩枕度並びに短縮される耐用ｌ限はきわめて制度に
負荷し得る材料を使用してのみ回避し得るにすきない。

更に摩耗した継手の修理が可能ではないために、あるい
はいずれにしても経済的に計容し得る賞月をもってして
は有用ではないために、著しく摩耗した場合には通常ピ
ストン、連接棒、ピストンピンを新しくしなければなら
ないことも欠点とされる。

ｌｌＬ後に上記２つの構成の欠点として更に半径方向力
を挙げるべきである。半径方向力は摩耗が進行すると、
次第に遅接憚孔たいしたピストンスカートの拡大の方向
に作用する。

発明が解決すべき問題点本発明の課題は、球面継手結合の利点と円面状粘子結合
の利点とを合わせ持っていて、しかも継手結合部のすべ
ての宿Ｖ構成部材が容易に変換可能に構成されるように
、冒頭に記載の形式のピストン機関全製作することであ
る。

問題点を解決するための手段上記の課題を解決するための本発明の手段は、冒頭に記
載の形式のピストン機関において連接棒に旋回体が有利
には分離可能に固定されており、該旋回体が連接悸軸と
は反対の側に凸面状に湾曲された円形外周面を有してお
り、該円形外周面が押圧部材内に上記円形外周面に適合
するように形成された凹状面と滑ｆ）接触しており、か
つ押圧部材が旋回体とは反対の側にざストンヘッドの内
面に支持される、凸面状に湾曲された円形六面を有して
おり、共通の正射影方向で投影された場合の、上記円形
表面の投影中心輔巌と上記円形外周面ないしは上記凹状
面の投影中心ＩＶＩＩ１１１ｊ！とが約９（Ｊ’の角度
？成していることである。

実施態様贅許請不の範囲第２墳に記載された実施態様によれば、
旋回体と押圧部材とのＭｆｃ７！ｌ！面を円筒状に構成
することが考えられる。円筒状のｆｆ１ｌｌに比較的間
単に製作することができる。

旋回体を、したがってまた連接棒を精確に軸巌方回で案
内することができ、そのために特別な摺動面が必−安で
ないようにするためには、特許請求の範囲第６項による
実施態様によれば、旋回体の接Ｍ面が薄状に構成されて
いる。

特許請求の範囲第４項に記載された実施態様によれば、
ピストンヘッドの内面を完全に平らに構成することがで
きる。その場合には押圧部材の円形表面が円筒状に構成
されていると、押圧部材ねピストンヘッドに線形で支持
される。

特許請求の範囲第５項に記載された実施態様により、ピ
ストンヘッドの内面が押圧部材の円筒状の円形表面に適
合せしめられていると、例えば製作摺度を補償するため
の滑り運動が困難なくり能である。

油圧ピストン機関で連接棒シュー内の放圧区域への圧力
供給をｃｉＪ北にするためには、特許請求の範囲第６項
に記載された実施態様を有利に使用することができる。

このようにしてその都度の作業媒体はシリンダ室から連
接棒シュー内の放圧フィールドへ達することができる。

炸薬媒体での供給が必要とした場合には、特許請求の範
囲第７項に記載された実施態様によれば旋回体のための
固定部材を１孔することができる。その場合には固定部
材に圧力供給流路の構成部公金構成する。

ヘルツの接触圧力をできる限り小さく保つためには、押
圧部材の全円形表面をシリンダ室内の作業媒体の圧力で
負荷するのが有利である。

この場合には十分な負荷の軽減が行なわれる。

そのためには例えば特許請求の範囲第１項に記載された
実施態様が配慮される。その場合流路から室内への作業
媒体の流出は押圧部材の円形表面に形成されたみぞを介
して何なうことがでさる。

％肝請求の範囲第９項記載の実施態様によれは、作業媒
体供給のもう１つの方法が得られる。

この実施態様では峯とシリンダ室とは直接接続さ扛てい
る。接続流路はシリンダ室と連接棒シュー内の放圧区域
とを接続する流路に平行に延びていてよい。

％ＦＦ請求の範囲第１０項に記載された実施態様により
、押圧部材が半径方向の外周面で密着しながらピストン
スカート内の円筒状の切欠き内で案内されると、漏出の
増大は阻止される。

この有利な手段は、特許請求の範囲第１１項記載の実施
態様によって付加的に支持することができる。押圧部材
の外周面と切欠きどの間の間隙をシールするための部材
として０−リングを使用することができる。

ピストンと連接棒とを旋回体および押圧部材と一緒に組
立て状態で保持し、かつ更にはピストンと連接棒との間
で引張力を伝達可能であるようにするためには、特許請
求の範囲第１２項に記載された実施態様が配イされる。

ピストンスカート内の切欠きとこれに係合したセンタリ
ングピンの区分との間の間隙は、必−要な調節可能性が
常に保証される寸法とさしている。切欠き内に係合する
量さ区分ヶ円筒状に構成すると、有利である。

特許請求の範囲第１３項記載の実施態様によればセンタ
リングピンとして２個の円筒頭部付きのねじが設けられ
ている。２個の円筒頭部付きのねじは同軸的に旋回体の
端面から旋回体内にねじ込まれている。ねじ頭部はピス
トンス力−ト内の切欠き内に固定される。

円筒頭部付きのねじの代わりに、特許請求の範囲第１４
項記載の実施態様によれば円筒ピンを旋回体の端面から
旋回体内にプレス嵌めすることも可能である。

あるいは特許請求の範囲第１５項に記載の実施態様によ
れば、唯一の円筒ピンが旋回棒金全長で貫通しているこ
とが考えられる。その場合にはこの円筒ピンも旋回体内
で有利には締付けによって固定さｎている。

センタリングピンの固定は、特許請求の範囲第１６項に
記載の冥施態僚によれば旋回体を連接棒に固定する固定
部材を用いて行なってもよい。

第１実施例第１図から第５図には油圧ピストン機関、例えば油圧ラ
ジアルピストンモータのピストンの梗々の構成が示され
ており、同一の構成部材には同一の符号を付しである。

油圧ラジアルピストン機関のケーシングは符号１で示さ
れている。ケーシング１内では複数のシリンダ孔２が共
通の平面内で周方向にわたって均一に分配されて設けら
れている。各シリンダ孔内で中空のピストン３が摺動す
るようになっている。ピストン３は後で詳述されるが、
押圧部材４．４ａ、４ｂと旋回体５．５ａとを介してク
ランク＠７の備心体６に支持された逼埃憚すと結合され
ている。連接棒８は連接棒シュー９でもって偏心体６上
ｒ滑る（第１図）。

第１図および第２図に示された実施例では、連接棒８に
円筒状の旋回体すか固定されている。

固定は軸線方向の孔ｒ有するねじ１０を用いて行なわれ
ており、ねじ１０は旋回体５の段付孔１１内と連接棒１
３のねし山付区分１２内とにねじ込まれている。

旋回体５の円形外周面１４は連接棒１３とは反対の側で
円形外周面１４に適合せしめられた押圧部材４内の凹状
面１５と滑ｖ接触している。

押圧部材４は更に旋回体すとは反対の側でピストンヘッ
ド１７の内面１６に支持される、凸面状に湾曲された円
形表面１８を有している。ピストンヘッド１７の内面１
６は平らに構成されている。共通の正射影方向で投影さ
れた場合の、円形外周面１４の投影沖心軸巌と円形表面
１４の投影中心軸線とは約９０°の角度を成している。

円筒状の押圧部材４がこれに適合せしめら扛　　　　”
た、ピストンスカート２０内の切欠き１９内に外周面側
ではめ込１れている。０−リング２１か押圧部材４と切
欠き１９との間の間隙を密閉する役割？している。

炸薬媒体ｒシリンダ呈２ノから連接棒シュー９内の放出
区域２３へ案内し得るようにするためには（第１図）、
ピストンヘッド１７内、押圧部材４内、旋回体５内並び
に連接俸軸１３内（Ｃ流路１４．２５．１１．２６が形
成されている。ねじ１０内の孔２７も１茶内流路ｔ−構
成している。作業媒体は押圧部材４内のみぞ２８ｆｔ通
って押圧部材４の円形表面１８と、ぎストンヘッド１７
の内面１６と、ピストンスカート２０とによって形成さ
れた呈２９内に達することができる。これによってヘル
ツの接触圧力は′　低下させられる。

連接棒８とピストン３とを組立て状態で一緒に保持し、
並びに引張力を伝達するためには、旋回体５の端面から
円筒頭部付きのねじ３０が旋回体す内にねじ込まれてい
る。ねじ３ｕは旋回体５の円形外周面１４の中心＠組３
１内で延びている。ねじ３０の円筒頭部３２はピストン
スカート２０内に互いに同＠旧に整列されて形成された
切欠き３３内で著しい遊びをもってはめ込まれている。

更に竹に第２図から判るように、旋回体５並びに連接棒
３を軸線方向で案内するためには摺動面３５を有する笑
出部３４がピストンスカート２ｕから内向きに突出して
いる。

第２笑施例第６図に示された実施例では円筒頭部付きのねじ３０の
代わりに円筒ピン３６が旋回体５ａ内に端面からプレス
嵌めされている。

更に旋回体５ａの円形外周面３７は本実施例では樽状に
形成されていることが判る。押圧部材４ａの凹状面３８
も対応して構成されている。

このようにして第２図による旋回体５のための＠線方向
の摺動面３５は省略される。

押圧部材４ａは外周面で密閉されてピストンスカート２
０内の切欠き１９内に仲人されている。他のシール部材
は設けられていないが、配置してもよい。

第６実施例第４図に下された実ＩＭ例においては、旋回体５の円形
外周面１４およびしたかつて押圧部材４ｂの凹状面１５
が円筒状に構成されている。

したかつてピストンスカート２ｕの、旋回体５のための
摺動面３５が有利に設けられている。

ただし上記の実施例とは異なり本実施例ではピストンヘ
ッド４０の内１ｆｉ３！Ｊも押圧部材４ｂの円形表面４
１に適合せしめられている。したがって押圧部材４ｂと
ピストンヘッド４０との間で面状の滑り運動が可能であ
る。

旋回体５のピストン３への固定は旋回体を全長にわたっ
て貫通する円筒ピン４２によって行なわれている。この
場合にはねじ４５は連接棒軸１３内の直径が拡大した孔
４４を通過して案内されていて、しかもシリンダピン４
２内のねじ山付孔４６内にねじ込ｌれている。このよう
にして旋回体５内の円筒ピン４２と旋回体５とは連接棒
８に係止される。このねじ４５も軸線方向の孔４γを有
している。

第４実厖例第５図に示された本実施例は第１実施列に対応する。

相違は旋回体５の連接棒８への固定形式である。ねじ１
０の代わりに中空リベット４８が使用されている。

更に、押圧部材４の円形表面１８と、ピストンヘッド１
Ｔの内面１６と、ピストンスカート２ｕとによって形成
された至２９がピストンヘッド１７内の少なくとも１つ
の流路４９を介してシリンダ室２２と直接結合されてい
ることが判る。本実施例では第１実施例と第２実施例に
よる押圧部材４内に形成されたみぞは省略されている。

連接棒軸１３内の流路４４は第６実施例の流路４４にほ
ぼ対応する。

上記の全実施例において、更にケーシング１とピストン
３との間の間隙がピストン３の外周面上に配置されたシ
ールリング５Ｕによってシールされていることが共通し
ている。

発明の効果本発明による構成では、簡単かつ費用上有利に１じ理が
ＯＪ′能であることが利点である。その都度摩耗した粘
子部材のみｔ侠えればよく、付加的に更にピストンない
しは連接棒を耕しくする必要はない。もう１つの利点は
、ピストンおよび連接憚用の材料に通常課せられる要求
とは別１面にその都度の要求に特別に合わ−にられた、
最高の面接触圧力をも伝達し得る旋回支承部材料ケ選択
し得ることである。特に摩耗が増進した場合にもピスト
ンスカートの弾性膨張をも、また連凄捧の変形をも生じ
ないことは注目される。

連接棒は軒端でもって有利には分離可能に旋回体と結合
されている。結合はねじによって行なうことができ、ね
じは旋回体から連接棒内へも、また連接棒がら旋回体内
へもねじ込むことができる。リベット結合も考えること
ができる。

旋回体は凸面状に湾曲された円形外周面でもってこの円
形外周面に形状接続的に適合せしめられた、ピストンヘ
ッドに支持される押圧部材の凹状面内に位置しており、
そのために凹状面はピストン力を旋回体に伝達する。ク
ランク軸が回転すると、旋回体と押圧部材との間で滑り
運動か起る。したがって一方の旋回体の円形外周面の中
心軸線および他方のクランク軸の中心報酬との間に平行
度誤差が存在する場合にはく連接棒は本来の旋回軸線に
対して直角方向に調節運動を行なうことができる。この
ときに押圧部材の円形表面はピストンヘッドの内面上を
きわめて摩擦の少ない転勤を行なう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるピストン機関の１実施例の垂直縦
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿った断面図、第
６図は別の実施例の垂直縦断面図、第４図は第３査目の
実施例の垂直縦断面図、第５図は第４＠目の実施例の垂
直縦断面図である。１・・ケーシング、２・・・シリンダ孔、３・・ピスト
ン、４．４＆、４ｂ＝押圧部材、５＋５ａ”旋回体、６
・・・偏心体、ｒ・・クランク柵、８・・連接棒、９・
・・連接棒シュー、１Ｕ・・−ねじ、１１・・・段付孔
、１２・・ねじ山付区分、１３・・・連接棒軸、１４・
・−円形外周面、１５・・凹状面、１ｂ・・・内面、１
１・・・ピストンヘッド、１Ｂ・・・円形表面、１９・
・切入き、ノ０パ・ピストンスカート、２１・・・〇−
リング、２２−　シリンダ至、２３・・・放圧区域、２
４．２５．２６・・・流路、２７・・・孔、２８・・・
みぞ、２９・・・至、３＋３・・ねじ、３１・・・中心
＠春、３２°円筒唄部、３３・・・切欠き、３４・・突
出亀３５・・・摺動面、３６・・・円筒ピン、３７・・
・円形外周面、３８・・・凹状面、３９・・・内面、４
０・・・ピストンヘッド、４１・・・円形表面、４２・
・・円筒ピン、４３・端部区分、４４・・・孔、４５・
・・ねじ、４６・・・ねじ山付孔、４７・・・孔、４８
・・・中空リベット、４９・流路、５０・　シールリン
グ。５　旋回体１８・円形表向５　旋回体８・・連接棒１３°連接俸軸１４　　円形外周面１７　ピスト／ヘッド１８　　円形表面５ａ・・・旋回体８・・・連接棒１７・・・ピストンヘッド３７・・・円形外周面３８・・・凹状面５・旋回体８・連接棒１３・連接棒軸１４・・・円形外周面　　　　　　　　　Ｆｉｇ、４１
５・・・凹状面３９・内面４１・円形表面５　旋回体８・・連接棒１３・・・連接棒軸１４・・・円形外周面１５・・・凹状面　　　　　　　　　　Ｆｉｇ、５１６
・・・内面１７・・ピストンヘッド１８・円形表面

Claims

【特許請求の範囲】１、少なくとも１つのシリンダを備えたピストン機関で
あつて、連接棒と旋回可能に結合されたピストンが軸線
方向に摺動可能にシリンダ内に組込まれている形式のも
のにおいて、連接棒（８）に旋回体（５、５ａ）が固定
されており、該旋回体が連接棒軸（１３）とは反対の側
に凸面状に湾曲された円形外周面（１４、３７）を有しており、該円形外周面（１４、３
７）が押圧部材（４、４ａ、４ｂ）内に上記円形外周面
に適合するように形成された凹状面（１５、３８）と滑
り接触しており、かつ押圧部材（４、４ａ、４ｂ）が旋
回体（５、５ａ）とは反対の側にピストンヘッド（１７
、４０）の内面（１６、３９）に支持される、凸面状に
湾曲された円形表面（１８、４１）を有しており、共通
の正射影方向で投影された場合の、上記円形表面（１８
、４１）の投影中心軸線と上記円形外周面（１４、３７）ないしは上記凹状面（１５、３８）の投影中心軸
線とが約９０°の角度を成していることを特徴とする、
ピストン機関。２、旋回体（５）の円形外周面（１４）および（または
）押圧部材（４、４ｂ）の凹状面（１５）および（または）押圧部材（４、４ｂ）の円形
表面（４１）が円筒状に構成されている、特許請求の範
囲第１項記載のピストン機関。３、旋回体（５ａ）の円形外周面（３７）および（また
は）押圧部材（４ａ）の凹状面（３８）が樽形に構成されている、特許請求の範囲第１
項記載のピストン機関。４、ピストンヘッド（１７）の内面（１６）が平らに構
成されている、特許請求の範囲第１項記載のピストン機
関。５、ピストンヘッド（４０）の内面（３９）が押圧部材
（４ｂ）の円筒状の円形表面（４１）に適合せしめられ
ている、特許請求の範囲第２項記載のピストン機関。６、相互に連通する流路（２４、２５、１１、２６、４
４）がピストンヘッド（１７、４０）内、旋回体（５、
５ａ）内、押圧部材（４、４ａ、４ｂ）内、連接棒軸（
１３）内に形成されている、特許請求の範囲第１項から
第５項までのいずれか１つの項記載のピストン機関。７、旋回体（５、５ａ）のための固定部材（１０、４５
、４８）に孔が形成されている、特許請求の範囲第６項
記載のピストン機関。８、押圧部材（４、４ａ）の円形表面（１８）と、ピス
トンヘッド（１７）の内面（１６）と、ピストンスカー
ト（２０）とによつて形成された室（２９）が流路（２
４、２５、２２、２６）のうちの少なくとも１つの流路と接続され
ている、特許請求の範囲第６項または第７項記載のピス
トン機関。９、押圧部材（４）の円形表面（１８）と、ピストンヘ
ッド（１７）の内面（１６）と、ピストンスカート（２
０）とによつて形成された室（２９）がピストンヘッド
（１７）内の少なくとも１つの流路（４９）を介してシ
リンダ室（２２）と接続されている、特許請求の範囲第
６項または第７項記載のピストン機関。１０、円筒状の押圧部材（４、４ａ）がこれに適合せし
められた、ピストンスカート（２０）内の切欠き（１９
）内に外周面側ではめ込まれている、特許請求の範囲第
１項から第９項までのいずれか１つの項記載のピストン
機関。１１、押圧部材（４、４ａ）の外周面と切欠き（１９）
との間の間隙がシールされている、特許請求の範囲第１
０項記載のピストン機関。１２、旋回体（５、５ａ）の円形外周面（１４、３７）
ないしは押圧部材（４、４ａ、４ｂ）の凹状面（１５、
３８）の中心軸線（３１）の範囲内に少なくとも１個の
、旋回体（５、５ａ）内に取付けられたセンタリングピ
ン（３０、３６、４２）が配置されており、該センタリン
グピンが著しい遊びを有してピストンスカート（２０）
に設けられた、互いに同軸的に整列せしめられた切欠き
（３３）内に係合している、特許請求の範囲第１項から
第１１項までのいずれか１つの項記載のピストン機関。１３、互いに同軸的に整列せしめられた２個の円筒頭部
付きのねじ（３０）がセンタリングピンとして旋回体（
５）内にねじ込まれている、特許請求の範囲第１２項記
載のピストン機関。１４、プレス嵌めで固定された２つの円筒ピン（３６）
がセンタリングピンとして旋回体（５ａ）内に設けられている、特許請求の範囲第１２項
記載のピストン機関。１５、センタリングピンとしての円筒ピン（４２）が全
長にわたつて旋回体（５）を貫通していて、しかも端部
区分（４３）でもつてピストンスカート（２０）内の切
欠き（３３）内に係合している、特許請求の範囲第１２
項記載のピストン機関。１６、円筒ピン（４２）と旋回体（５）のための固定部
材（４５）とが互いに結合されている、特許請求の範囲
第１２項または第１５項記載のピストン機関。