SE468103B - Anordning vid drivenhet foer omvandling av en fram- och aatergaaende roerelse till en roterande roerelse - Google Patents

Description

p: 10 15 20 25 30 35 2 En anordning enligt patentet uppvisar således fördelar jämfört med en konventionell vevaxel för omvandling en linjär rörelse till en roterande rörelse.

Emellertid har det visat sig vid experiment med en anordning enligt patentet att kurvskivans initiella kontakt med rullarna på det vingformade organet blir hård. Detta problem hänför sig ihuvudsak endast till den rulle som 'trycker upp kolven under dess returslag. Den initiella kontakten kan bli mer av typen slag än av typen mjuk' anliggning. Grundproblerret är härvid att kontakten mellan kurvskiva och rulle inte är Inekarfislct styrd.

Föreliggande Ixppfirmirmg eliininerar denna nackdel.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en anordning för omvandlande av en linjär rörelse från en kraftkälla till en roterande rörelse, där lcrafflcällan är anordnad att samverka med en Iam/skiva för utbildande av en roterande rörelse, vilken roterande rörelse utförs av en axel, där ett första organ förefinns, vilket dels innefattar en stång eller Inotsvarande förbunden med en i en cylinder anordnad kolv för utförande av en fram- och återgående rörelse genom att ett tryclcmedilm är avsett att verka på den sida av kolven som är motsatt den sida där stången är förbunden med kolven, dels rnänuría lcurvslziva vilken är fästad i stångens ena ände, vilken kurv- skiva endast har kurvformade partier på dess från stången vända sida, och där ett andra organ förefinns innefattande två mtstående och i riktning f ran axeln utskjutande vingformade delar som är fast förbundet med axeln, där vid varje vinge-s yttre parti en rulle eller motsvarande finns roterbart fästad, vilka rullar är anordnade att rulla mot nämnda kurvskiva, och utmärkas av att kolvstången löper genom ett hål i en nedre vägg i cylinder- nedre del så att det cylinderutr-ymrxe som förefinns under kolven ihmrudsæ bildar ett rum, av att lzurvskivan i dess övre läge, såväl som i dess nedr- läge, befinner sig på motsatt sida om rxänmda nedre vägg relativt kolven och av att nämnda rum har åtminstone en förbindelse med cmgivrxirxgen samt av att nämnda förbindelse är så utförd att ett över-tryck bildas i rummet när kolven förs från sitt övre läge till dess nedre läge.

Nedan beskrivas tippfirmingen i samband med på bifogade ritningar visade utförirmgsexeirpel av Llppfiimirngen, där 10 15 20 25 30 35 468 103 3 - figur l visar en sidovy av en anordning enligt uppfinningen innefattande en kraftkälla i form av en tvåtakts förbränningsxnotor, där kolven är i sitt övre dödläge - figur 2 - 4 visar anordningen enligt figur 1 i olika vridningslägen av en axel. - figur 5 visar en sidovy av en anordning enligt Iippfiianiragen innefattande en kraftkälla i form av en tr-yckluftsznotor, där kolven är i sitt nedersta läge - figur 6 visar den nedre delen av anordningen sedd i en vy från höger i figur 1.

Anordningen enligt uppfinningen omvandlar en linjär rörelse från en kraftlzäl- la 1 till en roterande rörelse, där kraftkällan är anordnad att samverka med en kurvskiva 2 för utbildande av en roterande rörelse, vilken roterande rörelse utförs av en axel 3.

Enligt Iippfinningen förefinns ett första organ, vilket dels :innefattar en stång 4 eller motsvarande anordnad att utföra en fram- och återgâermde rörelse, dels nämnda kurvskiva 2. Kurvskivan 2 är fästad i stångens 4 ena ände. Stången 4 tillhör Kraftkällan och är i exemplet i figurerna en kolvstång. Kurvskivan 2 har endast kurvfonnade partier på dess från stårngen vända yta 5. ' Vidare förefinns ett andra organ innefattande två motstående oda i running från axeln 3 utskjutarmde vingformade delar 6,7 fast förbundna med axeln 3, där vid varje vinges yttre parti en rulle 8,9 eller motsvarande intas roterbart fästad, vilka rullar 8,9 är anordnade att rulla mot niarrnx kurvskiva 2.

Nämnda två motstående utskjutarxde vingformade delar 6,7 är utbildaax i. tv., parallellt med varandra liggande vingfonnade bärorgan 10,11, nella: u; yttre partier rullarna 8,9 uppbäres, se figur 6. De vingformade bax-crf; mean är var för sig förmndna med en del av nämnda axel 3 som utskjuter fra: respektive vingfonnat bärorgans mittre parti. Såsom visas i figur 6 är axeln 3 inte genomgående, utan ett öppet utrymrne 12 är utbildat mellan de vingfonnade bärorganen 10,11. 468 'IL-å 10 15 20 25 30 35 4 kurvskivan 2 innefattar tvâ kurvformade partier 20,21, se figur 1, där ett första parti 20 är anordnat att samverka med nämnda rullar 8,9 när stången 4 utför ett arbetsslag och där ett andra parti 21 är anordnat att samverka med nämnda rullar 8,9 för att genomföra stångens returslag.

Nämnda två kurvformade partier 20,21 möts ungefär mitt på kurvskivan och bildar en kontinuerlig kurva.

I figur 1 - 4 illustreras ett arbetsslag och ett returslag. I figur 1 visas ett utgångsläge. Från detta utgångsläge vrids axeln 3 i pilens 22 riktning genom att kolvstången 4 förskjuter kurvskivan 2 nedåt i figur 1.

När kurvskivan 2 förskjutes nedåt under sitt arbetsslag rullar rullen 8 mot det första partiet 20 av kurvskivan. Alltefterscnn kurvskivan förskjutes nedåt rullar rullen 8 längre ut på Jmrvsldvan, såsom illustreras i figur 2, till dess läget enligt figur 3 uppnås. När sistnämda läge Llppnås är arbetsslaget fullbordat. usåsmnfrærgåravfigur2odi3passerarlmrvsldvansnederstadeldennivå på vilken axeln 3 befinner sig. Av denna anledning är axeln 3 inte genomgående. Det är dock inte att utföra anordningen så att kurvskivan kan tillåtas passera den nivå på vilken axeln befinner sig, men det visade utförandet medför att anordningen kan byggas med en betydligt mindre nöjd.

Enligt en utföringsform förefinns ett svänghjul 23, se figur 6, vilket när arbetsslaget fullbordats vrider axeln 3, varvid anordningen genomlöper returslaget. Returslaget illustreras i figur 4. Härvid vrider således svänghjulet axeln 3 i pilens 22 riktning. Som framgår av figurer 4 rullar härvid rullen 9 mot det andra partiet 21 av kurvskivan 2, Lmder det att kurvskivan pressas uppåt till dess att läget enligt figur 1 uppnås. När sistnämnda läge uppnåtts är returslaget fullbordat. Därefter följer åter ett arbetsslag, där rullen 9 rullar mot det första partiet 20 av kurvskivan, varefter ett returslag följer o.s.v. .

Genom den beslqivna anordningen erhålles således två momenttoppar per varv som axeln 3 genomlöper. Det är uppenbart att storleken av momentet för en given lcraftltälla liksom momentets fördelning under arbetsslaget beror av kurvformen hos kurvskivans nämnda första parti 20. Företrädesvis börjar detta parti 20 med en relativt brant kurvdel, såsom visas i figurerna, för 10 15 20 25 30 35 468 103 5 att därigenom uppnå ett relativt högt startmolrnelit. Då rullen verkar längre ut på kurvskivan, såsom visas i figur 2, kan det första partiet av kurv- skivan utgöras av en relativt flack kurva, eftersom ett högt moment därvid erhålles genom den längre mornentannen.

Enligt en föredragen och mycket väsentlig utföringsform av uppfinningen är de två kurvfornade partierna 20,21 så utförda att när arbetsslaget är fullbordat och den ena av rullarna 8 medelst vilken arbetsslaget utfördes arlligger mot kurvskivans ena kuxvfonrxade parti, anligger den andra av rullarna 9 mot kurvskivans andra kurvformade parti 21, se figur 3.

Alternativt är den andra av rullarna 9 nära anliggniixg när arbetsslaget är fullbordat.

Enligt en föredragen utföriragsfonn är kurvskivan 2 försedd med genomgående spår 24,25 löpande huvudsakligen parallellt med och ett stycke under det av lcurvslcivans lmrvfonnade partier 20,21 mot vilket en rulle anligger under arbetsslaget respektive returslaget. Dessa spår 24,25 medför att en viss fjädringseffelct erhålles rullen ifråga kommer till anliggning mot partiet 20,21. Härvid fjädrar således de medelst spåren 24,25 utbildade tungonua 26,27.

I anordningen enligt figur 1 är kolvstången 4 förbunden med en i en cylinder 30 anordnad kolv 31 för utförande av en fram- och återgående rörelse gena: att ett flydnnedim, i form av förbränningsgaser, är avsett att verka på den sida av kolven som är motsatt den sida där stången är förbunden med kolven.

I figurerna 1 - 4 är detta en Uzåtakts förbränningsxnotor, vilken innefattar en :Lnsugnirxgskarlal 32 till vilken en icke visad förgasare är anslu* n, insugnjngsportar 33,34 och en avgasport 35 samt ett tändstift 36.

Inledningsvis nämndes att det visat sig vid experiment med en anordnlm enligt nämnda patent att lcurvskivans initiella kontakt med rullarna pd Ja. vingforrnade organet blir hård. Den initiella kontakten kan bli mer av typen slag än av typen mjuk anliggníng. Detta gäller i allt väsentligt den rulle, returrullen, som kornmer till anligglling mot kurvskivan i begynnelsen av returslaget.

Grundproblelnet är härvid att kontakten mellan kurvskiva och rulle inte är mekaniskt styrd, så att kurvskivan är på väg uppåt när retulrrullen kornmer 468 lO 15 20 25 30 35 ...s (D CN 6 till anliggning mot lcurvsldvan. 'Irots att returrullen konmer till anliggning mot kurvskivan samtidigt, eller ihuvudsak samtidigt, som arbetsrullen anligger mot lmrvskivan i lmrvslcivans nedersta läge blir kontakten av typen slag. Troligtvis beror detta på att fjädringen i kurvsliivan medför att ett visst glapp mellan returrulle och kurvskiva uppstår när kurvskivan är i sitt nedersta läge, i vilket läge den stammar före det att det trycks uppåt medelst returrullen.

Enligt Ilppfixmingen löses detta problem genom att kolvstången 4 löper genom ett hål 36 i en nedre vägg 37 i cylinderns nedre del så att det cylinderutrymne som förefinns under kolven ihuvudsak bildar ett rum 38, där lalrvskivan 2 i dess övre läge, såväl som i dess nedre läge, befinner sig på :motsatt sida om nämnda nedre vägg 37 relativt kolven 31 samt där nämnda rum 38 åtminstone har en förbindelse med mrgimürngen. Nämnda förbindelse är så utförd att ett övermfyck bildas i runrmet 38 när kolven 31 förs från sitt övre läge till dess nedre läge.

Enligt ett föredraget utförande finns en förbindelse i form av en kanal avsedd att med ett lågt tryckfall insläppa gas i r1ä1nnda utrymxne under det att kolven rör sig från sitt nedre till dess övre läge, vilken förbindelse är avsedd att vara stängd när kolven rör sig från sitt övre till dess nedre läge. I figur 1 utgöres denna kanal av insugningskanalen 32 för förbränningsgaser.

I ett annat utförande visat i figur 5, där kraftkällan är en tryckluftznotor 50, är motsvarande kanal 51 en enkel förbindelse med omgivande atmosfär.

Förbindelsen 32,51 är försedd med en backventil 39 eller motsvarande för tillslutande av nämnda förbindelse så att gastransport i riktning från rummet 38 och ut mot omgivningen förhindras.

Emellertid har det visat sig fördelaktigt att utsläppa en viss gasmängd ur rummet 38 när kolven rör sig från sitt övre till dess nedre läge. För detta ändamål finns en ytterligare förbindelse i form av en kanal 40 som förbinder atmosfären med rummet 38. Istället för denna ytterligare förbindelse kan nämnda backventil utföras så att den har ett visst läckage i sin Oavsett om backventilen har ett visst läckage eller om en ytterligare kanal 40 förefinns, är det föredraget att en inställbar 10 15 20 25 30 35 468 103 7 strypnirxg förefinns för gasflödet från rummet 38. I figurerna är en sådan inställbar strypning exemplifierad med en nålventil 41.

För det fall kolven och cylindern ingår som en del av en förbränningslnotor, utgöres gasen in till och i utrymmet 38 av gas för förbränning. Den gas som härvid strömmar ut genom backventilen eller nålventilen kan ledas tillbaka till insugskanalen 32.

Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen förefinns en mellan nämnda hål 36 och kolvstången 4, företrädesvis i form av en flytande bussning 42. Den flytande bussnirzgen kan vara avtätad medelst en O-ring 43 mot nämnda vägg 37.

I figur 1 - 4 har endast figur 1 försetts med hänvisningsbeteclmirxgar för tydlighets skull.

Figur 1 visar förbränningsrnotorns övre dödläge, där arbetsslaget skall påbörjas.

Figur 2 visar motorns expansionsfas, där just utblåsningen påbörjats genom avgasporten och där arbetsrullen är i slutskedet av arbetsslaget.

Figur 3 visar det nedre dödläget, där arbetsrullen fullbordat arbetsslaget och där retrrullen just kornmit i kontakt eller just kommer att komma i kontakt med lzurvskivan. I detta läge sker motorns utblåsning och insugnizg ur respektive till förbränningsrumxnet.

Figur 4 visar kompressionsfasen, där returrullen trycker kurvskivan och därmed kolven uppåt. Vidare sker insugning av bränsleblandning via insugningskanalen.

I figur 5 visas en anordning där kraftkällan är en trycklufürntor 50, såsom ovan nämnts. Härvid släpps tryckluft in via en port 52 medelst ett icke visat ventilarrangernang. Porten 52 är försedd med en backventil.

Portarna 53 och 54 är hela tiden öppna för att släppa ut tryckluften efter ett fullbordat arbetsslag, vilket illustreras i figur 5. Kanalen 51 tjänar, såsom ovan sagts, till att släppa in luft till rummet 38 när kolven rör sig från sitt nedersta läge till sitt översta läge. 10 15 20 25 30 35 Den cylinder 55 i vilken kurvskivan löper har företrädesvis ett rektangulärt tvärsnitt för att åstadkomma en styrning mot att kurvskivan skall vrida sig kring kolvstångens longitudirxella axel. Vidare är kurvskivan så utförd relativt cylindern 55 att det inte byggs upp något speciellt högt tryck på den ena eller andra sidan av kurvskivan när denna rör sig uppåt och nedåt i cylindern.

Företrädesvis är kurvskivan 2 utförd så att den utanför tungorna 26,27 i sin rörelseriktning har styrskenor 56,57, vilka löper mot cylinderns 55 inre Dessa styrskenor har till uppgift att förhindra en snedställning av kurvskivan i papprets plan i figur 1.

Föreliggande uppfinnizig har samma funktion både när kraftkällan utgöres av en explosionsxïxotor eller en tryckluftslnotor.

Den furnktion som uppnås medelst föreliggande uppfinning, där ett tryck byggs upp under kolven när denna rör sig från sitt översta läge mot sitt nedersta läge, är att kolven efter ett fullbordat arbetsslag, se figur 3 och 5, vänder uppåt på grund av mycket i gaskudden i rummet 38 före det att returrullen tvingar kolven uppåt. Detta medför att returrullen kommer till arlliggniiig mot kurvskivans 2 yta 21 när lmrvskivan har en rörelse i riktning uppåt, liksom returrullen. Härvid blir kontakten mellan returrullen och lmrvskivan :mycket mjuk.

Experiment har visat att när föreliggande uppfinning tillämpas kan en mycket mjuk kontakt åstadkommas jämfört med när inget tryck byggs upp under kolven.

Föreliggande uppfinning löser således helt det inledningsvis nämnda problemet.

Ovan har ett antal utföringsfonner beskrivits. Det är dock uppenbart för fackmannen att de som exempel visade utförandena kan varieras på en mängd sätt utan att xlppfinningstanken att utnyttja ett ökat tryck under kolven för att få denna att vända frångås. 468 105 9 Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsfonnexna utan kan varieras inom dess av bifogade patentlorav angivna ram.

Claims (8)

468 103 10 20 25 30 35 10

1. Patentkrav 71. Anordning för mwandlanae av en linjär rörelse från en kraftkälla till en roterande rörelse, där lnraftkällan är anordnad att samverka med en kurvsldva för utbildande av en roterande rörelse, vilken roterande rörelse utförs av en axel, där ett första organ förefinns, vilket dels innefattar en stång (4) eller motsvarande förbunden med en i en cylinder (30;50) anordnad kolv (31) för utförande av en fram- och återgående rörelse genom att ett tryckmedimn är avsett att verka på den sida av kolven (31) som är motsatt den sida där stången (4) är förbunden med kolven, dels nänmda kurvsk- iva (2) vilken är fästad i stångens (4) ena ände, vilken kurvskiva (2) endast har kurvfonnade partier (5) på dess från stången (4) vända sida, och där ett andra organ förefinns innefattande två motstående och i riktning från axeln utskjutande vingforlnade delar (6,7) som är fast förbundet med axeln (3) , där vid varje vinges (6,7) yttre parti en rulle (8,9) eller motsvarande finns roterbart fästad, vilka rullar är anordnade att rulla mot nämnda kurvskiva (2), kännetecknad av, attkolvstången (4) löpergenom ett hål (36) i en nedre vägg (37) i cylinderns nedre del så att det cylinderutryxmne som förefinns under kolven ihuvudsak bildar ett rum (38) , av att ldmvsliivan i dess övre läge, såväl som i dess nedre läge, befinner sig på motsatt sida om närmda nedre vägg (37) relativt kolven (31) och av att nämnda rum (38) har åüninstone en förbindelse (32,40;51,40) med utgivningen samt av att nämnda förbindelse (32,40;51,40) är så utförd att ett övertrydk bildas i rurmnet (38) när kolven (31) förs från sitt övre läge till dess nedre läge.

2. Ariordniiigerxligtlcravl, kännetecknad av, attnämnda förbindelse (32,51,40) har en inställbar strypning.

3. Anordningerlligthavleller2, kännetecknad av, attdet förefinns en förbindelse (32;51) avsedd att med ett lågt tryckfall insläppa gas i nämnda utrymrne (38) under det att kolven (31) rör sig från sitt nedre till dess övre läge och avsedd att vara stängd när kolven rör sig från sitt övre till dess nedre läge.

4. Anordning enligt krav 3 för det fall kolven (31) och cylindern (30) ingår 10 20 25 468 103 ll somendelavenförbränningsxnotor,kännetecknad av, att nälmda gas utgöres av gas för förbränning.

5. Anordningerzligtlaav3eller4, kännetecknad av, att nämnda förbindelse (32 ;51) är försedd ned en backventil (39) för tillslutande av förbindelsen när trycket ökar i nämnda utrynune (38).

6. 'AnordnzingerxligtlmavL 2, 3, 4eller5, kännetecknad a v, att en (42) förefinns mellan nämnda hål (36) och kolvstången (4) , företrädesvis i form av en flytande bassníng.

7. Anordningerxl. någotavföregåetfielcrav, kännetecknad a v , att de två kurvformade partierna (20,21) är så utförda att när arbetsslaget är fullbordat och den ena av rullarna (8,9) medelst vilken arbetsslaget utfördes anligger mot kurvskivans (2) ena kurvformade parti (20) , är den andra av rullarna (8,9) nära aliliggnirmg mot, alternativt anligger mot, kurvsldvans andra kurvfonrade parti (21) .

8. Anordningexxl. någotavföregåerxdekrav, kännetecknad a v, att kurvskivan (2) är försedd med ett gerxorngåerfie spår (24,25) löpande huvudsakligen parallellt med och ett stycke under kxm/skivans kurvfonnade partier mot vilket en rulle (8,9) anligger under arbetsslaget respektive returslaget.