NL7906115A

NL7906115A - HOT GAS PISTON.

Info

Publication number: NL7906115A
Application number: NL7906115A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1981-02-12
Also published as: IT8024055A0; JPS5629038A; FR2463259A1; GB2060122A; DE3027602A1; SE8005591L; IT1132350B

Description

*é" r PHN 9549 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Heetgaszuigermachine1'.* é "r PHN 9549 1 N.V. Philips' Incandescent lamp factories in Eindhoven" Hot gas piston machine 1 ".

De uitvinding betreft een heetgaszuigermachine met tenminste een eerste zuigervormig lichaam voor het variëren van het volume van tenminste een eerste ruimte en tenminste één tweede zuigervormig lichaam voor het variëren 5 van het volume van tenminste een tweede ruimte, waarbij de beide zuigervormige lichamen elk gekoppeld zijn met een krukas welke beide krukassen elk zijn voorzien van een tandwiel welke door tenminste één verder tandwiel zodanig met elkaar zijn gekoppeld dat de beide zuigervormige 10 lichamen met onderling phaseverschil beweegbaar zijn en middelen aanwezig zijn om door relatieve verdraaiing van de krukassen de phasehoek tussen de beide zuigervormige lichamen te variëren.The invention relates to a hot gas piston machine with at least a first piston-shaped body for varying the volume of at least a first space and at least one second piston-shaped body for varying the volume of at least a second space, wherein the two piston-shaped bodies are each coupled to a crankshaft, which both crankshafts are each provided with a gear wheel which are coupled to each other by at least one further gear wheel such that the two piston-shaped bodies are movable with mutual phase difference and there are means for releasing the phase angle between the two piston-shaped bodies by relative rotation of the crankshafts bodies.

Een heetgaszuigermachine van de soort, waarop de 15 onderhavige uitvinding betrekking heeft, is bekend uit het US-PS 2 508 315· In dit octrooischrift is een heetgasmotor van het verdringertype beschreven, waarbij zuiger en verdringen elk met een krukas zijn gekoppeld. Elk van de krukassen is daarbij voorzien van een tandwiel met schuine ver-20 tanding dat samenwerkt met een tandwiel op een derde as.A hot gas piston machine of the kind to which the present invention pertains is known from US-PS 2 508 315. This patent discloses a displacement type hot gas engine, wherein piston and displacement are each coupled to a crankshaft. Each of the crankshafts is thereby provided with a bevel gear which cooperates with a gear on a third shaft.

Door verschuiving van deze derde as in axiale richting bestaat de mogelijkheid om de krukassen ten opzichte van elkaar wat te verdraaien met als resultaat een verandering van de phasehoek tussen zuiger en verdringer en dus een 25 verandering in het door deze machine geleverde vermogen.By shifting this third axis in the axial direction, it is possible to slightly rotate the crankshafts relative to each other, resulting in a change in the phase angle between piston and displacer and thus a change in the power supplied by this machine.

Een nadeel van deze bekende machine is de toepassing van dure tandwielen met schuine vertanding en de betrekkelijk grote kracht nodig voor de verschuiving van de derde as.A drawback of this known machine is the use of expensive bevel gears and the relatively large force required for the displacement of the third shaft.

30 De uitvinding beoogt een heetgaszuigermachine van de hiervoor geschetste soort te verschaffen met middelen voor het variëren van het phaseverschil tussen de beide krukassen welke eenvoudig zijn van constructie, goedkoop in 79 0 6 1 1 5 PHN 95^9 2 & ✓ de fabricage en waarbij het verstellen met betrekkelijk geringe kracht kan plaatsvinden.The object of the invention is to provide a hot gas piston machine of the kind outlined above, with means for varying the phase difference between the two crankshafts, which are simple in construction, inexpensive in 79 0 6 1 1 5 PHN 95 ^ 9 2 & ✓ manufacture and wherein the adjustment can take place with relatively small force.

De heetgaszuigermachine volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat tussen de beide tandwielen op de kruk-5 assen tenminste twee verdere tandwielen zijn aangebracht, die met elkaar in ingrijping zijn en waarvan het eerste in ingrijping is met het tandwiel op de ene krukas en het tweede met het tandwiel op de andere krukas, waarbij de assen van de verdere tandwielen zijn gelagerd in een juk 10 dat gedragen wordt door twee armen waarvan de ene arm met zijn ene einde kan roteren om de as van het eerste verdere tandwiel en met zijn andere einde is gelagerd op de ene krukas en de andere arm met zijn ene einde kan roteren om de as van het tweede verdere tandwiel en met zijn andere 15 einde is gelagerd op de andere krukas, waarbij verder middelen aanwezig zijn voor het variëren van de positie van het juk.The hot gas piston machine according to the invention is characterized in that at least two further gears are engaged between the two gears on the crankshafts, which mesh with each other and the first of which mesh with the gear on the one crankshaft and the second with the gear on the other crankshaft, the shafts of the further gears being mounted in a yoke 10 supported by two arms, one arm of which can rotate with one end about the axis of the first further gear and with its other end mounted on one crankshaft and the other arm with one end rotatable about the axis of the second further gear and with its other end mounted on the other crankshaft, further means being provided for varying the position of the yoke .

Op deze wijze is een heetgaszuigermachine verkregen met middelen voor het variëren van het faseverschil 20 tussen de zuigerbewegingen, welke eenvoudig van constructie en gemakkelijk bedienbaar zijn.In this manner, a hot gas piston machine has been obtained with means for varying the phase difference 20 between the piston movements, which are simple in construction and easy to operate.

Aan de hand van de tekening zal de uitvinding nader worden toegelicht.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

Figuur 1 toont schematisch een fasegeregelde en— 25 kelwerkende heetgasmotor met twee in tegengestelde zin roterende krukassen,Figure 1 schematically shows a phase-controlled hot-gas engine with two counter-rotating crankshafts,

Figuur 2 toont schematisch een andere uitvoering van het tandwielstelsel van de motor volgens figuur 1.Figure 2 schematically shows another embodiment of the gear system of the motor according to Figure 1.

Figuur 3 toont eenzelfde motor, maar met twee in 30 dezelfde richting roterende krukassen.Figure 3 shows the same engine, but with two crankshafts rotating in the same direction.

In figuur 1 is een fasegeregelde enkelvoudig werkende heetgasmotor schematisch weergegeven, waarbij de beide zuigers verbonden zijn met assen, die in tegengestelde richting roteren. In deze figuur is met het verwijzings-35 cijfer 1 een eerste zuiger aangeduid die via een zuiger-stang 2, een leislof 3 en een drijfstang h is verbonden met een krukpen 5· De zuiger 1 is beweegbaar in een cilinder 6, die via een verhitter 7» een regenerator 8 en een koeler 7906115Figure 1 shows a phase-controlled single-acting hot gas engine, in which both pistons are connected to shafts which rotate in opposite directions. In this figure, reference numeral 1 denotes a first piston which is connected via a piston rod 2, a guide shoe 3 and a connecting rod h to a crank pin 5 · The piston 1 is movable in a cylinder 6, which is heater 7 »a regenerator 8 and a cooler 7906115

VV

PHN 9549 3 9 is verbonden met een tweede cilinder 10, waarin een tweede zuiger 11 beweegbaar is, die met zijn onderzijde het volume van een verdere ruimte kan variëren, die in verbinding staat met de ruimten boven en onder de eerste zuiger 5 1. De zuiger 11 is middels een zuigerstang 12, een leislof 13 en een drijfstang 14 verbonden met een krukpen 15· De krukpen 5 is verbonden met een eerste krukas 16, terwijl de krukpen 15 verbonden is met een tweede krukas 17·PHN 9549 3 9 is connected to a second cylinder 10, in which a second piston 11 is movable, which with its underside can vary the volume of a further space, which communicates with the spaces above and below the first piston 5 1. The piston 11 is connected to a crank pin 15 by means of a piston rod 12, a guide shoe 13 and a connecting rod 14 · The crank pin 5 is connected to a first crankshaft 16, while the crank pin 15 is connected to a second crankshaft 17 ·

De krukassen 16 en 17 zijn via een tandwielstel-10 sel 18, 19, 20 en 21 zo met elkaar gekoppeld, dat ten eerste de beide assen in tegengestelde richting roteren en ten tweede de zuiger 1 zijn bovenste stand bereikt op een ogenblik dat de zuiger 11 nog een hoek (ƒ , de fasehoek, verwijderd is van zijn onderste stand.The crankshafts 16 and 17 are coupled via a gear set 18, 19, 20 and 21 so that firstly the two shafts rotate in the opposite direction and secondly the piston 1 reaches its uppermost position when the piston 11 is another angle (ƒ, the phase angle, away from its lowest position.

15 De assen van de tandwielen 20 en 21 zijn gela gerd in een juk 22, dat via armen 23 en 24 draaibaar gelagerd is op de krukassen 16 en 17·15 The shafts of the gears 20 and 21 are mounted in a yoke 22, which is rotatably mounted on the crankshafts 16 and 17 via arms 23 and 24.

De arm 23 is voorzien van een star daarmee verbonden verlengstuk 40, dat via een koppelstuk 41 is ver-20 bonden met een zuigerstang 42 van een zuiger 43 van een hydraulische- of pneumatische lineaire motor 44.The arm 23 is provided with a rigidly connected extension piece 40, which is connected via a coupling piece 41 to a piston rod 42 of a piston 43 of a hydraulic or pneumatic linear motor 44.

Parallel met de eerste krukas 16 is een eerste hulpas 26 aangebracht, welke via een tandwiel 27 is gekoppeld met tandwiel 18 op de krukas 16.Parallel to the first crankshaft 16, a first auxiliary shaft 26 is arranged, which is coupled via gear 27 to gear 18 on crankshaft 16.

25 Parallel met de tweede krukas 17 is een tweede hulpas 28 aangebracht, die via een tandwiel 29 is gekoppeld met tandwiel 19 op de tweede krukas.Parallel to the second crankshaft 17, a second auxiliary shaft 28 is arranged, which is coupled via gear 29 to gear 19 on the second crankshaft.

Teneinde deze heetgasmotor te balanceren zijn op de eerste en tweede krukas contragewichten 30, 3k en 31» 35 30 aangebracht. Verder zijn op de hulpassen verdere contragewichten 32 en 33 aangebracht. De contragewichten hebben daarbij een zodanige massa en afstand tot hun rotatiehart-lijn, dat de eerste orde krachten en koppels voor een bepaalde fasehoek volledig gebalanceerd zijn.In order to balance this hot gas engine, counterweights 30, 3k and 31 »35 are mounted on the first and second crankshaft. Further counterweights 32 and 33 are further arranged on the auxiliary axes. The counterweights have such a mass and distance from their axis of rotation that the first-order forces and torques for a given phase angle are fully balanced.

35 De phasehoek tussen de bewegingen van de zuigers 1 en 11 kan nu worden veranderd door met behulp van de lineaire motor 44 het verlengstuk 40 en daarmee arm 23 om de hartlijn van de krukas 16 te verdraaien. Hierdoor zal 7906115 τ* ΡΗΝ 95^9 4 tandwiel 20 afrollen over tandwiel 18 waardoor ook tandwiel 21 en dus ook tandwiel 19 over een bepaalde hoek ten opzichte van tandwiel 18 wordt verdraaid. Dus de onderlinge stand verandert. Door toepassing van het stangenmechanisme 22, 23» 5 24 en het machineframe tussen de krukassen 16 en 17 zullen de vier betreffende tandwielen 18, 20, 21, 19 altijd met elkaar in ingrijping blijven.The phase angle between the movements of the pistons 1 and 11 can now be changed by using the linear motor 44 to turn the extension 40 and thus the arm 23 around the axis of the crankshaft 16. As a result, 7906115 τ * ΡΗΝ 95 ^ 9 4 gear 20 will roll over gear 18, whereby also gear 21 and thus also gear 19 is rotated by a certain angle relative to gear 18. So the mutual position changes. By using the rod mechanism 22, 23, 5 24 and the machine frame between the crankshafts 16 and 17, the four respective gears 18, 20, 21, 19 will always remain in engagement with each other.

In figuur 2 is schematisch weergegeven hoe de constructie eventueel en met behoud van dezelfde voordelen kan 10 worden gewijzigd.Figure 2 shows diagrammatically how the construction can be changed, if necessary, while retaining the same advantages.

Figuur 3 tenslotte laat schematisch zien hoe met een tandwieltrein, bestaande uit drie tandwielen 45» 46 en 47 opgenomen in een juk 22 twee tandwielen 48 en 49 op krukassen 16, 17 die in dezelfde richting roteren kunnen worden 15 gekoppeld. Variatie van de fasehoek tussen de beide krukassen gebeurt weer op precies dezelfde wijze als bij de voorgaande constructies.Finally, Figure 3 schematically shows how with a gear train consisting of three gears 45, 46 and 47 accommodated in a yoke 22, two gears 48 and 49 on crankshafts 16, 17 which can rotate in the same direction can be coupled. Variation of the phase angle between the two crankshafts again occurs in exactly the same way as with the previous constructions.

In het voorgaande zijn de tandwielen op juk 22 alle even groot getekend, dit is evenwel niet nodig men kan 20 indien gewenst ook wel tandwielen met verschillende diameters toepassen.In the foregoing, the gears on yoke 22 are all drawn the same size, however this is not necessary, gears with different diameters can also be used if desired.

25 30 35 790611525 30 35 7906115

Claims

1. Hot gas piston machine comprising at least one first piston-shaped body for varying the volume of at least a first space and at least a second piston-shaped body for varying the volume of at least one second space, the two piston-shaped bodies each being coupled to a crankshaft each of the two crankshafts being provided with a gear wheel which are coupled to each other by at least one further gear wheel in such a way that the two piston-shaped bodies are movable with a phase difference between them and means are present for releasing the phase angle between the two piston-shaped bodies by relative rotation of the crankshafts to be varied, characterized in that at least two further gears are engaged on the crankshafts, which mesh with each other and the first of which mesh with the gear on one crankshaft and the second with the sprocket on the other crankshaft, with the shafts of the further sprocket Parts are mounted in a yoke carried by two arms, one arm of which can rotate with one end about the axis of the first further gear and with its other end mounted on one crankshaft and the other arm with its one end can rotate about the axis of the second further gear and the other end is mounted on the other crankshaft, further means being provided for varying the position of the yoke. 30 35 79 0 6 1 1 5