NL8601312A - Zuigermotor met evenwijdige rond de drijfas geplaatste cylinders. - Google Patents

Description

r· < ' Lx 86 5063

Zuigermotor met evenwijdige rond de drijfas geplaatste cylinders,

De uitvinding heeft betrekking op een zuigermotor met evenwijdige rond de drijfas geplaatste cylinders.

Er zijn motoren (en pompen) met een zgn. kantelschijf bekend, waarbij de langsas van elke cylinder althans ongeveer even-5 wijdig aan de drijfas is gelegen, terwijl het vrije uiteinde van de drijfstang van elke cylinder in aangrijping is met een opper-vlaksgedeelte van een met deze as verbonden schijf, welk oppervlaks-gedeelte een zodanige hoek met de as insluit, dat een heen- en weergaande beweging en een drijfstang in een draaibeweging van de schijf 10 wordt omgevormd en omgekeerd.

Bij een dergelijke motor is de meervoudig geknikte en eventueel meervoudig gelagerde krukas van de normale zuigermotoren door de kantelschijf vervangen, die in feite als een enkelvoudige kruk voor alle drijfstangen dient, hetgeen tot een gunstigere kracht-15 verdeling kan leiden, terwijl de voornoemde opbouw van een dergelijke motor een betere, ruimtebenutting kan verschaffen.

Het vervaardigen van een dergelijke kantelschijf, die onder de juiste hoek op de as is geplaatst, is niet eenvoudig, terwijl verder de werking ervan wat de lengte van de zuigerslagen en 20 de zuigersnelheid in elke slag betreft geheel met die van een krukasmotor overeenkomt.

De uitvinding beoogt een motor van deze soort te verschaffen, waarmede de zuigerbeweging in elke slag volledig aan de tijdens de desbetreffende slag gewenste werking kan worden aangepast.

25 Daartoe heeft de motor volgens de uitvinding als kenmerk, dat de schijf een dwars op de as gerichte schijf is, waarvan het n eerde cylinders gekeerde zijvlak van een gegolfd oppervlaksgedeelte is voorzien, waarmede het uiteinde van elke drijfstang in aangrijping is, en dat het gegolfde oppervlaksgedeelte zodanig is uitgevoerd, 8601312 + - 2 - dat in elke 2uigerslag de slaglengte en/of zuigersnelheid aan de tijdens de desbetreffende slag uit te voeren werking is aangepast.

In het bijzonder kan het omkeerpunt aan het einde van de werkslag van een zuiger verder van de cylinderkop zijn gelegen dan t 5 dat van het eind van de aanzuigslag, zodat dan in de cylinderwand in de omgeving van het eerstgenoemde omkeerpunt een bijkomende uit-laatpoort kan worden aangebracht, waarmede het afvoeren van de verbrandingsgassen aanmerkelijk kan worden versneld.

Het gegolfde oppervlaksgedeelte kan in het bijzonder een TO afzonderlijk vervaardigd onderdeel zijn, dat uit een in de gewenste vorm geperste strook kan bestaan, en dat, zonodig onder tussen-plaatsing van vulstukken, op de vlakke schijf is bevestigd.

Het vrije uiteinde van elke drijfstang kan voorts scharnierend met een leiarm zijn verbonden, die anderzijds scharnierend 15 met een vast gedeelte van de motor is verbonden, waarbij in het bijzonder elke leiarm kan zijn voorzien van een met het gegolfde oppervlaksgedeelte van de schijf in aangrijping komend drukstuk, waarbij meer in het bijzonder de afstand van het vaste scharnierpunt van de leiarm tot het verbindingspunt met de drijfstang groter kan zijn 20 dan de afstand ervan tot het drukstuk en tijdens de verbrandings-slag kan daarbij het drukstuk een voor de krachtoverdraging op het gegolfde schijfgedeelte gunstige stand innemen, terwijl door het verschil in lengte van de armen van de aldus gevormde hefboom de golvingen minder diep moeten worden gemaakt om eenzelfde zuigver-25 plaatsing te verkrijgen.

Om een ondubbelzinnige aandrukking van het drijfstangeind of drukstuk te verkrijgen, kan een daarop werkende veer worden gebruikt.

Teneinde de dwars op de schijf gerichte krachtcomponentsn 30 beter te kunnen opnemen, kan zonodig voor elke cylinder aan de' daarvan afgekeerde zijde van de schijf een steunonderdeel worden ean-gebracht, terwijl het ook mogelijk is de schijt ten opzichte van het dwarsmiddenvlak symmetrisch uit te voeren, en ter weerszijden ervan 8601312 V 'V·*ïJ3s.v*. ... Z,: ' - ' · - ' 1 - 3 - paarsgewijs in eikaars verlengde gelegen cylinders op te stellen, zodat de langscomponenten· van de daardoor uitgeoefende krachten elkaar opheffen.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toege-5 licht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een sterk vereenvoudigde schematische voorstelling van een motor volgens de uitvinding; fig. 2 een schematische uitslag van het gegolfde oppervlak van een onderdeel van deze motor; en 10 fig. 3 een schematische voorstelling van een bijzondere leiarm voor een drijfstang van een dergelijke motor.

In fig. 1 is de opbouw van de motor volgens de uitvinding in sterk vereenvoudigde vorm weergegeven.

In een schematisch met 1 aangeduid motorhuis is een as 2 15 in lagers 3 ondersteund. Binnen dit huis is een aantal cylinders 4 met niet nader aangeduide koelmiddelen, kleppen en ontstekingsonder-delen van de gangbare vorm opgesteld, welke cylinders 4 in hoofdzaak evenwijdig aan de as 1 zijn gericht, en gelijkmatig rond de as 2 zijn verdeeld, zodat een in hoofdzaak cylindervortnige en symmetrische 20 opbouw wordt verkregen.

In de cylinders 4 zijn zuigers 5 met drijfstangen 6 verschuifbaar, welke drijfstangen in geleidingen 7 zijn geleid. Op de as 1 is een schijf 8 aangebracht, die aan de naar de cylinders 4 gekeerde zijde van een gegolfd oppervlak 9 is voorzien, waarmede de 25 uiteinden 10 van de drijfstangen 6r die *event. zijn voorzien van rollen 1 To.dv in aangrijping zijn. Aan de andere zijde van de schijf 8 kunnen met het huis 1 verbonden steunlagers 12 aanwezig zijn,die in het verlengde van de drijfstangen 6 zijn gelegen.

Het zal duidelijk zijn, dat bij draaiing van de schijf 5 30 de zuigers 5 heen en weer zullen bewegen,wanneer de drijfstangeinaen 10 langs het oppervlak 9 van de schijf 8 gedrukt blijven, waartoe zonodig veren 13 kunnen bijdragen. Omgekeerd zuilen de tengevolge van de druk door verbranding in de cylinders 4 op de drijfstangen 6 uit- 8601312 - 4 - geoefende krachten door middel van de rollen 11 en de desbetreffende delen van het gegolfde oppervlak 9 en de schijf 8 worden overgedragen, terwijl de langscomponenten van deze krachten door de bijkomende steunonderdelen 12 worden opgenomen.

5 In fig. 2 is een uitslag van een uitvoeringsvoorbeeld van het gegolfde oppervlak 9 weergegeven. In het gedeelte AB werkt de tijdens de verbranding op de zuiger 5 en de drijfstang 6 uitgeoefende kracht op de schijf 8, terwijl in het gedeelte BC de zuiger 5 wordt teruggedrukt, en uitdrijving van de verbrandingsgassen plaats-10 vindt. In het gedeelte CO wordt de cylinder 4 weer gevuld, terwijl in het gedeelte DA de vulling wordt samengeperst. Daarbij kunnen de hellingen van de verschillende gedeelten onderling verschillen, en in het bijzonder zijn aangepast aan de zo gunstig mogelijke werking in het desbetreffende bewegingsgedeelte. Deze zijn voor de helling 15 van het gedeelte AB tamelijk groot, en bedraagt bij voorbeel rond 45°, teneinde een snelle uitzetting van de verbrandingsgassen en een gunstige krachtoverdracht te verkrijgen.

Wanneer een enkelvoudige golfbeweging aanwezig is, zullen de zuigers 5 tijdens een omwenteling van de schijf 8 vier slagen 20 uitvoeren. In vergelijking met een krukasmotor zal door dezelfde zuigersnelheid en bij eenzelfde cylinderaantal de draaisnelheid van de schijf 8 de helft kunnen bedragen. Bij een rechte uitvoering van de verschillende gedeelten van het golvende oppervlak 9 is de hoek, waaronder de krachtoverdracht plaatsvindt, steeds in elk gedeelte 25 vast, dit in tegenstelling tot een krukasmotor, waarbij de hoek tussen een drijfstang en en krukarm steeds verandert. Zonodig kan het gedeelte AB, waar de aandrijfkrachten worden overgedragen, zodanig worden gekromd, dat deze krachtoverbrenging, gelet op het drukver-loop tijdens de verbranding, zo gunstig mogelijk geschiedt. In de 30 andere gedeelten is de vorm van het oppervlak minder van belang, doch is wel de helling daarvan belangrijk, daar deze de duur ven de desbetreffende slag bepaalt. Zo kan in het bijzonder het gedeelte CD onder een zodanig kleine helling worden geplaatst, dat de aan- 8601312 , .♦ . ...... j *tp. - -> ,t « 1.-tm «· «y. «e r - 5 - zuigslag voldoende lang duurt om een goede vulling van de cylinder te verkrijgen.

Zoals afgeheeld in fig. 2 is in het gedeelte CO de zuiger-slag kleiner dan in het gedeelte A6. De bedoeling daarvan is het 5 aanbrengen van een bijkomende uitlaatpoort 14 mogelijk te maken, die alleen aan het eind van de verbrandingsslag door de zuiger 5 wordt vrijgegeven, zodat dan een eerste afvoer van de nog een rest-druk hebbende uitlaatgassen wordt verkregen, terwijl tijdens de slag BC de rest van de gassen door de zuiger naar de normale uitlaatklep 10 wordt gedreven. Zonodig kunnen in de met deze poorten 14 in verbinding staande uitlaatleidingen bijkomende kleppen zijn aangebracht, die ongewenste verbindingen met het inwendige van het huis 1 tegengaan, doch deze kleppen kunnen lagedrukkleppen zijn, die niet aan zware eisen behoeven te voldoen.

15 Fig. 3 toont een bijzondere uitvoeringsvorm, waarbij de geleidingen 7 voor de drijfstangen 6 worden gevormd door leiarmen 7’. Elke leiarm is bij 15 scharnierend met het huis 1 verbonden, terwijl aan het andere eind 1ó de desbetreffende drijfstang 6 scharnierend is bevestigd.

20 Verder draagt de arm 7’ een drukstuk 17, dat door middel van een rol T.1' of deraelijke met de geleiding 9 van de schijf 8, en in het afgeheelde geval met het gedeelte AB daarvan, in aanraking is.

Bij zwenking van de arm 7' zal deze meer in de richting van het oppervlak AB komen te staan, hetgeen gunstig kan zijn voor 25 de krachtoverdracht. Wanneer voorts het punt 16 op een grotere afstand van het draaipunt 15 ligt dan het punt 17, wordt een hefboom-werking verkregen, die toelaat de golving 9 minder diep te maken.

De terugdrukveer 13 kan in een geschikt punt op de arm 7f aangrijpen, welke arm zonodig als een tuimelaar zijn uitgevoerd.

30 De overgangen tussen de verschillende delen van het opper vlak 9 zullen voorts zodanig worden afgerond, dat een geschikte omkering van de zuigerbeweging wordt verkregen. Het is voorts ook mc-gelijk op de schijf 8 een golving 9 aan te brengen, die uit meer dan 3801312 ' i - 6 - een opeenvolging van de in fig. 2 afgebeelde delen bestaat, zodat dan tijdens een omwenteling een dienovereenkomstig groter aantal zuigerslagen wordt verkregen.

In plaats van de steunaiiddelen 12, die zijn ingericht om 5 in het bijzonder de langskrachten bij de verbrandingsslag op te nemen, is het ook mogelijk de schijf 8 geheel symmetrisch uit te voeren, en ook aan de andere zijde in het verlengde van de afgebeelde zuigers 4 overeenkomstige zuigers te plaatsen, een en ander zodanig, dat de dwars op de schijf verkende krachtcomponenten elkaar steeds 10 opheffen.

In plaats van ter weerszijden van een symmetrische schijf 8 met twee oppervlakken 9 aangebrachte cylinderparen, waarvan de zuigers steeds gelijktijdig hun werkslag uitvoeren, zodat de in de asrichting werkende krachtcomponenten elkaar ter plaatse van de 15 schijf 8 opheffen, kan ook met dubbelzuigercylinders worden gewerkt, waarvan de beide zuigers gelijktijdig doch in tegengestelde zin naar buiten worden gedreven, terwijl de drijfstangen ervan elk op een bijbehorende gegolfde schijf 9 inverken, die ter weerszijden van het cylindersamenstel zijn opgesteld· De askrachten, die op de as 2 ver-20 ken, heffen elkaar aldus op. Daarbij worden dan de lagers 3 ontlast.

De as 2 dient dienovereenkomstig te worden verzwaard.

Het gegolfde oppervlak 9 van de schijf 8 kan worden verkregen door middel van een geschikte bewerking van het oppervlak van de schijf, doch dit kan bezwaarlijk zijn. Het is ook mogelijk 25 dit gegolfde oppervlak uit een afzonderlijke strook te vormen, en deze dan, zonodig onder tussenplaatsing van vulstukken, op de schijf 8 te bevestigen. De strook dient dan uit een materiaal te bestaan, dat voldoende slijtvast is, en dat i.h.b. aan een geschikte oppervlaksbewerking is onderworpen, terwijl de vulstukken slechts 30 voldoende drukvast moeten zijn om vervorming van deze strook tegen - te gaan. Ook kan het gegolfde oppervlak 9, eventueel samen met de schijf 8, door gieten worden verkregen.

Voorts kan de schijf 8 als vliegwiel zijn uitgevoerd, en 8601312 - 7 - kunnen daarop bijkomende nokoppervlakken voor het bedienen van kleppen e.d.; en eventueel voor het in plaats van door de veren 13 terug- j voeren van de drijfstangen 6, worden aangbbracht.

i

Er is in het voorgaande uitsluitend sprake geweest van 5 vierslagsmotoren. Het zal echter duidelijk zijn, dat ook een twee- i slagsmotor op deze wijze kan worden samengesteld. Bij de uitvoering als dubbelzuigermotor kan een gunstige vulling worden verkregen met behulp van twee poorten 14 tussen de zuigers, waarvan er een als uitlaatpoort, en de andere als vulpoort werkt, waarbij verder door 10 middel van een geschikte spoelpoap een gunstige afvoer van verbrandingsgassen kan worden verkregen. Er kan dan oen betere vulling van de cylinders worden verkregen dan met de gangbare tweeslagsmotoren mogelijk is. Door een geschikte uitvoering van de desbetreffende nokoppervlakken kan dan worden bereikt, dat de vul- en de uitlaatpoort 15 op het juiste tijdstip door de naburige zuiger worden gesloten en geopend, waarbij na de ontsteking van het gasmengsel de beide zuigers symmetrisch ten opzichte van elkaar kunnen bewegen. Ten opzichte van de bekende dubbelzuigermotoren wordt het voordeel verkregen, dat geenj dubbele krukas nodig is, en dat door de gedeeltelijk asymmetrische 20 zuigerbeweging een optimale gasafvoer, spoeling en gastoevoer kan worden verkregen.

Het kan bij de afgeheelde uitvoeringsvorm voorts gunstig zijn halverwege de slag van de zuiger een bijkomende aanzuigpoort aan te brengen, die voor een bijkomende vulling kan aorgée, en die 25 door middel van geschikte kleppen kan worden afgesloten.

Het zal verder duidelijk zijn, dat de as niet noodzakelijkerwijs horizontaal behoeft te zijn gericht, en eventueel ook vertikaal kan worden geplaatst.

;»3 Ö 1 0 1 2

Claims (12)

1. Zuigermotor, omvattende een aantal cylinders met daarin verschuifbare zuigers met leistangen, waarbij de langsas van elke zuiger op een afstand van en evenwijdig aan een aan te drijven as zijn gelegen, terwijl elke drijfstang in hoofdzaak evenwijdig 5 aan deze as beweegbaar is, en met het vrije uiteinde tegen een met deze as verbonden schijf rust, die onder een hoek met de as gerichte oppervlakken bezit, die bij het roeddraaien van de as het heen en veer bewegen van elke drijfstang bewerkstelligen, met het kenmerk, dat een zijvlak van de schijf (8) van een gegolfd op-per- 10 vlaksgedeelte (9) is voorzien, waarmede het uiteinde van elke drijfstang (6) in aangxijping is, en dat het gegolfde oppervlaksgedeelte (9) zodanig is uitgevoerd, dat in elke zuigerslag de slaglengte en/of de zuigersnelheid aan de tijdens de desbetreffende slag uit te voeren werking is aangepast. 15

2. Motor volgens conclusie 1, waarbij elke cylinder van twee 'in tegengestelde zin beweegbare zuigers is voorzien, met het kenmerk, dat de as (2) van twee schijven (8) met bijbehorende gegolfde oppervlakken (9) is voorzien, die ter weerszijden van het cylindersomenstel zijn gelegen, en elk met de drijfstangen (6) van 20 een stel zuigers (5) samenwerken.

3. Motor volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het omkeerpunt {B) aan het einde van de werkslag van de zuiger (5) verder van de cylinderkop is gelegen dan dat van het eind van de aanzuigkxacht (D), en dat in de cylindervand (4) in de omgeving 25 van het eerstgenoemde omkeerpunt (B) een bijkomende uitlaatpoort (14) is aangebracht.

4. Motor volgens een van een van de conclusies 1..3, met het kenmerk, dat het gegolfde oppervlaksgedeelte (9) een afzonderlijk vervaardigd onderdeel is, en in het bijzonder een in de 30gewenste vorm geperste strook, en, zonodig onder tussenplaatsing van 35 o 13 : - 9 - vulstukken, op de vlakke schijf (8) is bevestigd.

5. Motor volgens een van de conclusies 1..4, met het kenmerk, dat het vrije uiteinde (10) van elke drijfstang (6) scharnierend «et een leiarm (7') is verbonden, die anderzijds schcr- 5 nierend met een vast gedeelte {17) van de motor is verbonden.

6. Motor volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat elke leiarm (71) is voorzien van een met het gegolfde oppervlaksgedeelte (9) van de schijf (8) in aangrijping komend drukstuk (17).

7. Motor volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de 10 afstand van het vaste scharnierpunt (15) van de leiarm (7‘) tot het verbindingspunt (16) met de drijfstang (6) groter is dan de afstand ervan tot het drukstuk (17).

8. Motor volgens een van de conclusies 1..7, gekenmerkt door een op het drijfstangeind werkende drukveer (13).

9. Motor volgens een van de conclusies 1..8, met het kenmerk, dat voor elke cylinder (4) aan de daarvan afgekeerde zijde van de schijf (8) een steunonderdeel (12) is aangebracht.

10. Motor volgens een van de conclusies 1..8, met het kenmerk, dat de schijf (8) ten opzichte van het dvarsmiddenvlak 20 symmetrisch is uitgevoerd, en dat ter weerszijden ervan paarsgewijs in eikaars verlengde gelegen cylinders zijn opgesteld.

11. Motor volgens een van de conclusies 1..9, met het kenmerk, dat de of elke cylinder een dubbelzuigercylinder is, waarbij ter weerszijden daarvan een schijf (8) is aangebracht, die elk met een bijbehorende zuiger (5) samenwerken.

12. Motot volgens conolusie 11, uitgevoerd als tweeslagsmotor, met het k'enm e r‘k,dat de gegolfde oppervlcksgedeelten (9) van de schijven (8) zodanig zijn uitgevoerd, dat de zuigers (5) tijdens een deel van de beweging ervan niet symmetrisch ten opzichte van elkaar worden verplaatst. 85 013 1 2