Pierwszenstwo: 06. II. 1963 Wielka Brytania Opublikowano: 15. X. 1966 51869 KI. 4T a, 10/01— lflfaSf 5'/CO fos.MKP F 00-f UKD r -km 5joo ^BUO?^i^A| Twórca wynalazku: Cecil Joseph Hind Wlasciciel patentu: Ruston Hornsby Limited Sheaf Ironworks, Waterside South, Lincoln (Wielka Brytania) Konstrukcja kratowa Wynalazek niniejszy dotyczy konstrukcji krato¬ wej, przeznaczonej do silników lub maszyn, które sa wyposazone w elementy wykonujace ruchy na- wrotne, lub w elemanity wirujace, albo tez w jedne i drugie, na przyklad do takich silników lub ma¬ szyn jak tlokowe silniki spalinowe, tlokowe spre¬ zarki lub maszyny podobne.Konwencjonalna obudowa tego rodzaju silników lub maszyn moze byc usztywniana za pomoca doda¬ nia wzmocnien w postaci rozciaganych pretów, kra¬ townic lub ksztaltowych elementów wzmacniaja¬ cych, przy czym wzmocnienia takie tworza powta¬ rzajace sie krzyzowe lub trójkatne czlony. Stosowa¬ nie tego rodzaju czlonów jest znane jako metoda zarówno zwiekszania sztywnosci konstrukcji jak i przenoszenia naprezen w samej konstrukcji. W odróznieniu od konwencjonalnej kratownicy, która dodaje sie do istniejacej konstrukcji ramy w celu nadania jej dodatkowej wytrzymalosci, wynalazek niniejszy stanowi konstrukcje kratowa, w której uksztaltowanie kratownicy jest tak zaprojektowane, aby mogla przejmowac i przenosic wiekszosc lub wszystkie obciazenia i naprezenia. Konstrukcja we¬ dlug wynalazku moze byc rozpatrywana jako glów¬ na konstrukcja kratowa, której sztywnosc jest uzy¬ skiwana i w której naprezenia sa przenoszone jedy¬ nie lub przewaznie za pomoca wzajemnie powiaza¬ nego zespolu elementów, tworzacych konstrukcje kratowa, zestawiana z powtarzajacych sie krzyzo¬ wych lub trójkatnych czlonów. 10 15 Wynalazek stwarza lekka podstawowa konstrukcje kratowa o wytrzymalosci i sztywnosci, która wy¬ starcza do przejmowania i przenoszenia na funda¬ ment kazdego normalnego wewnetrznego lub ze¬ wnetrznego obciazenia do niej przykladanego, nie powodujac przy tym odksztalcania przestrzennego znacznie naprezonych i (lub) obciazonych czlonów, takich jak elementy lozysk walu wykorbionego itp.Takie zaprojektowanie tej konstrukcji kratowej zapewnia to, ze obciazenia i naprezenia przy¬ kladane do jednego czlona nie sa w nim lokalizo¬ wane, ale sa przekazywane do sasiednich czlonów i sa rozdzielane na te czlony, a sama konstrukcja podstawowa jest tak zaprojektowana, ze nie zawie¬ ra materialu, który nie bralby udzialu w przeka¬ zywaniu i rozkladaniu obciazen i naprezen, chociaz elementy niezbedne do pracy silnika lub maszyny moga byc umieszczone na rozmaitych czesciach kra¬ townicy podstawowej lub na jej wystepach, a do tego moze dochodzic jeszcze maly ciezar wlasciwy materialu oslony konstrukcji.Zgodnie z jedna odmiana wynalazku konstrukcja kratowa, przeznaczona dla silnika lub maszyny wy¬ posazonej w kilka cylindrów, z których kazdy za¬ wiera tlok polaczony ze wspólnym walem o wielu wykorbieniach, tak ze dzialajace na tloki sily, wy¬ wolane rozprezaniem lufo sprezaniem gazów we¬ wnatrz tych cylindrów, zostaja przetwarzane na moment obrotowy lub sa wywolywane przez mo¬ ment obrotowy wspomnianego walu wykorbionego, 5186951869 3 4 i skladajaca sie z ukladu kratowego zasadniczo piratoliiMoiwycih elementów, za pomoca których zo- staja praenoszone lub za pomoca których zostana ptiizejmowane sdly wywolywane nastepnie pomiedzy cylindnami i lozyskami walu wykorbionego, odzna¬ cza sie tym, ze wspomniane zasadniczo prostolinio¬ we elementy, które tworza uklad kratowy, sa umie¬ szczane parami w celu tworzenia czlonów krzyz- wych, przy czym stosuje sie dwa (pierwszy i drugi) czlony krzyzowe dla kazdego cylindra, po jednym z kazdej strony cylindra, umieszczane w plaszczy¬ znie zasadniczo równoleglej do osi walu wykorbio¬ nego, oraz trzeci czlon krzyzowy pomiedzy kazdymi dwoma sasiednimi cylindrami, umieszczany w pla¬ szczyznie zasadniczo prostopadlej do osi walu wy¬ korbionego, przy czym jeden koniec kazdego ele¬ mentu prostoliniowego pierwszego i drugiego czlonu 'krzyzowego jest sztywno polaczony z sasiednim kon¬ cem prostoliniowego elementu trzeciego czlonu krzy¬ zowego.W innej odmianie konstrukcyjnej wynalazku dru¬ gi koniec kazdego elementu prostoliniowego pierw¬ szego i drugiego czlonu krzyzowego, nalezacego do jednego cylindra, jest sztywno polaczony z sasie¬ dnim koncem prostoliniowego elementu trzeciego czlonu krzyzowego, nalezacego do nastepnego cylin¬ dra.Wedlug jeszcze jednej odmiany konstrukcji kra¬ towej wedlug wynalazku, z kazdej z czterech stron kazdego cylindra, a mianowicie z dwóch stron równoleglych do osi walu wykorbionego i z dwóch stron prostopadlych do jego osi, sa umieszczone czlony krzyzowe, utworzone z dwóch wspomnia¬ nych elementów prositoliniowych, przy czym czlon krzyzowy, prostopadly do osi walu wykorbionego, ma konce swych elementów prostolinioiwych pola¬ czone sztywno z sasiednimi koncami elementów prostoliniowych dwóch czlonów kn^zowych^ które sa równolegle do osi walu wykorbionego i które naleza do dwóch cylindrów, pomiedzy którymi lezy wspomniany czlon krzyzowy, prostopadly do osi walu wykorbionego.Zgodnie z dalsza odmiana konstrukcji kratowej wedlug wynalazku, z dwóch stron kazdego cylindra, równoleglych do osi walu wykorbionego, sa umie¬ szczone podobne czlony krzyzowe, utworzone z dwóch ze wspomnianych elementów prostolinio¬ wych, a trzeci czlon krzyzowy, utworzony z dwóch ze wspomnianych elementów prostoliniowych jest umieszczony pomiedzy sasiednimi cylindrami, jsrzy czym sasiednie konce prositoliniowych elementów (czterech) czlonów krzyzowych, umieszczonych z bo¬ ków dwu sasiednich cylindrów, oraz elementy pro¬ stoliniowe (jednego) czlotniu krzyzowego, znajdujace sie pomiedzy tymi dwoma sasiednimi cylindrami, sa wzajemnie sztywno polaczone.W jeszcze jednej odmianie konstrukcji kratowej wedlug wynalazku uklad kratowy jest ukladem modularnym, kazda jednostka którego zawiera co najmniej dwie pary umieszczonych naprzeciw siebie czlonów krzyzowych, przy czym jedna para czlo¬ nów jest umieszczona po bokach walu wykorbio¬ nego, a glówne plaszczyzny innej pary czlonów sa umieszczone zasadniczo pod katem prostym do glównych plaszczyzn pierwszej pary, a ponadto konce ramion kazdego elementu prostoliniowego sa tak usytuowane, zeby sasiadowaly z koncami ramion innej pary elementów i zeby byly z nimi sztywno polaczone, za pomoca których to elelnen- 5 itów sily sa przejmowane lub przekazywane od je¬ dnego do drugiego modulu konstrukcji.Dalszy ciag opisu odnosi sie do rysunku, który jest przytoczony tylko tytulem przykladu i na któ¬ rym fig. 1 jest rzutem z przodu z czesciowym od¬ slonieciem konstrukcji kratowej wedlug wynalazku, zastosowanej do wielocylindrowego tlokowego sil¬ nika spalinowego, zaopatrzonego w jeden blok pio¬ nowych cylindrów ustawionych „w rzad", fig. 2 — przekrojem plaszczyzna oznaczona linia A-A na fig. 1. fig. 3 — przekrojem plaszczyzna oznaczona linia B-B na fig. 2, fig. 4 — izomerycznym rzutem drugiej odmiany wynalazku w zastosowaniu do takiego samego silnika do jakiego zostala zastoso¬ wana odmiana wynalazku przedstawiona na fig. 1, fig. 5 — takim samym rzutefcn jak rzut przedstawio¬ ny na fig. 1, pokazujacym wynalazek zastosowany do silnika o dwóch blokach cylindrowych w ukla¬ dzie V i o podwieszonym wale wykorbionym, fig. 6 —przekrojem plaszczyzna, oznaczona linia 6-6 na fig. 5, fig. 7— rzutem konstrukcji kratowej dla silnika rzedowego z podwieszonym walem wykor¬ bionym, fig. 8 — przekrojem plaszczyzna oznaczona linia 8-8 na fig. 7.Chociaz konstrukcja kratowa moze byc wykonana jako jedna calosc, to jednak na fig. 1-3 jest ona pokazana jak skladajaca sie z dwóch zasadniczych czesci wzajemnie ze soba polaczonych, a miano¬ wicie z kratownicy 11 kadluba, sluzacej jako kom¬ binacja skrzyni korbowej i podstawy cylindrów, oraz z kratownicy podstawy 12. Kratownica 11 za¬ wiera czlony wzdluzne, równolegle do osi walu wykorbionego, a mianowicie górna plyte lub blacho- wnice 13 podstawy cylindrów, posrednia plyte lub (blachownice 14, oddzielajaca obszar cylindrów od komór korbowych, oraz wzdluzne czlony 15, 16 podstawy skrzyni korbowej umieszczone po kazdej stronie skrzyni. W obszarze pomiedzy wspomniana górna plyta 13 i dolnymi czlonami 15, 16, rozwiaza¬ nie konstrukcyjne, które nadaje sztywnosc ramie i przekazuje naprezenia pomiedzy tymi czlonami, stanowi wzajemnie powiazany uklad trójkatnych lub krzyzowych czlonów, skladajacych sie z zastrza¬ lów, pretów, rur lub elementów ksztaltowych ozna¬ czonych liczbami od 17 do 26 i uksztaltowanych w postaci kratownicy pomiedzy wspomnianymi czlonaimi wzdluznymi, w celu uformowania wraz z nimi wzajemnie polaczonych i powtarzajacych sie trójkatnych lub krzyzowych czlonów. Kazdy zastrzal, pret, rura lub element ksztaltowy wspo¬ mnianego ukladu jest umieszczony ukosnie wzgle¬ dem osi cylindrów, a kazdy koniec kazdego takiego elementu zasadniczo spotyka sie z koncem co naj¬ mniej jednego Innego elementu, przy czym caly uklad tworzy powtarzajacy sie wzór zasadniczo trójkatnego lub krzyzowego motywu. Umiejscowie¬ nie tych wzorów wyjasnia rysunek, na którym wi¬ doczne jest, ze kazda czesc glównej kratownicy wraz z sasiadujacymi czesciami sklada sie na kra¬ towy lub krzyzowy motyw powtarzajacy sie poprzez cala konstrukcje. Ta szczególna konfiguracja moze 19 20 29 30 35 40 45 50 55 6051869 taJkze byc uwazana za zestawienie powtarzajacego sie motywu o trójlkatnym zarysie. Kazdy cylinder 27 jest zasadniczo otoczony przez elementy wyzej wymienionego ukladu, umieszczone ukosnie w sto¬ sunku do jego osi.Kratownica podstawy 12 zawiera wzdluzne czlo¬ ny 28, 29? równolegle dd walu wykorbionego i umie¬ szczone po obydwóch stronach, oraz poprzeczne plaskie lub wykonane z blachy czlony 30, umie¬ szczone w plaszczyznie prostopadlej do osi walu wykorbionego, oddzielajace skrzynie korbowe, a slu¬ zace do podpierania lozysk 31 glównych czopów walu wykorbionego i obudowy 32 ich panwi.Jedyna konstrukcyjna czescia, nadajaca sztywnosc kratownicy i przekazujaca naprezenia pomiedzy czesciami 28, 29 i 30, jest wzajemnie powiazany uklad trójkatnych lub krzyzowych czlonów, zawie¬ rajacych zastrzaly, prety, rury lub elementy ksztal¬ towe, które sa oznaczone lfljczba|mi od 33 do 42 i tworza konstrukcje kratowa, podobna do opisanej przy odmawianiu skrzyni korbowej. Os kazdego za¬ strzalu, preta, ruiry lub elementu ksztaltowego rów¬ niez jest ulozona ukosnie wzgledem osi cylindra, a kazdy koniec takiego elementu zasadniczo zbiega siie z koncem innego elementu.Zarówno na kadlubie jak i na plycie glównej konstrukcji kratowej wszystkie elementy sa wzar jemnie polaczone tam gdzie sie ze soba krzyzuja lub spotykaja i gdzie zbiegaja sie ich konce lub ramiona. Kadlub i plyta podstawowa sa wzajemnie polaczone za pomoca srub i nakretek, które sa oznaczone liczba 43, a które równiez mocuja po¬ przeczne czlony 30 i wszystkie elementy konczace sie zasadniczo w miejscu kazdego elementu mocu¬ jacego 43. Zarówno kadlub jak i plyta podstawowa sa zaprojektowane w celu nadania sztywnosci kom¬ binowanej podstawowej konstrukcji kratowej. Po¬ szczególne zastrzaly, prety, rury lub elementy ksztaltowe moga byc elementami jednorodnymi lub alternatywnie moga skladac sie z mniejszych ele¬ mentów polaczonych wzajemnie za pomoca laczni¬ ków. Na przyklad czlony 17, 18, 19, 20 moga skladac sie z czterech oddzielnych czesci, które sa polaczone badz za pomoca laczników 44, badz za pomoca spa¬ wania, badz tez za pomoca wzajemnego skrecania na gwint, albo tez moga byc to dwa oddzielne ze¬ spoly, skladajace sie z czesci oznaczonych tu liczba¬ mi 17 i 20 i stanowiace jedna calosc, i czesci ozna¬ czonych rtu liczbami 18 i 19, które tez moga stano¬ wic jedna calosc, a takie dwa zespoly moga byc wzajemnie polaczone tam gdzie sie ze soba krzyzu¬ ja, a wiec w miejscu oznaczonym liczba 44. To samo dotyczy czlonów 21, 22, 23, 24, polaczonych lacznikiem 45, czlonów 33, 34, 35, 36, polaczonych lacznikiem 46, oraz czlonów 37, 38, 39, 40, polaczo¬ nych lacznikiem 47. Inny przyklad lacznika jest pokazany w miejscu oznaczonym liczba 48, gdzie co najmniej trzy czlony koncza sie na plycie 13.Fig. 4 pokazuje inna konstrukcje fragmentu kon¬ strukcji kratowej, a zwlaszcza inne sposoby monto¬ wania i laczenia elementów. Górna plyta 13 pod¬ stawy cylindrów i posrednia plyta 14 zostaly przyje¬ te jako przezroczyste ze wzgledu na przejrzystosc rysunku. Porównanie rzutu w kienunku strzalki C z rzutem przedstawionym na fig 2 pokaze róznice.Na fig. 4 ksztaltowe elementy oznaczone liczbami od 49 do 59 sa spawane w celu uformowania takiej samej glównej konstrukcji. Na rzucie w kierunku strzalki D elementy ksztaltowe 50 oraz 59 do 65 sa s równiez spawane w celu utworzenia takiej samej glównej konstrukcji jak konstrukcja pokazana na fig. 1. Czlony oznaczone liczbami od 66 do 70 sa dodatkowymi czlonami krancowymi.Fig. 5 i 6 pokazuja odmiane wynalazku, w której !0 rama jest zaprojektowana dla silnika wyposazonego w dwa bloki cylindrów w ukladzie V oraz w pod¬ wieszony wal wykorbiony. Wal ten jest 'Podtrzymy¬ wany za pomoca kratownicy zamiast osobnej plyty podstawowej. A zatem, podczas gdy w opisie po- w przedniej odmiany wynalazku, a mianowicie od¬ miany przedstawionej na fig. 1-4, o ile chodzi o konstrukcje dwuczesciowa, to po pierwsze istnial kadlub, a po wtóre plyta podstawowa, w tej od¬ mianie natomiast, chociaz nie ma tu plyty podsta- 20 wowej, to jeszcze istnieja dwie oddzielne czesci, jedna w dolnej plycie 71, sluzaca do wzajemnego powiazania dwóch boków ramy, druga natomiast jest blokiem lozyskowym 72, przymocowanym do ramy obudowy. 25 Fig. 7 i 8 pokazuja rame, zaprojektowana do sil¬ nika o rzedowym ukladzie cylindrów, zaopatrzonego równiez w podwieszony wal wykorbiony. Dwa pio¬ nowe elementy 73 i 74 sa zastosowane dla kazdego lozyska czopów glównych walu wykorbionego sluzac 39 do przekazywania obciazenia, pochodzacego od za¬ plonu, do elementów kratownicy, co najmniej czes¬ ciowo poprzez wzdluzne czlony poprzednio opisa¬ ne. Równiez nie ma tu plyty podstawowej, a dwie¬ ma czesciami sa plyta denna 75 i blok lozyskowy 76. 35 PL