SE506089C2

SE506089C2 - Compressed air-driven motor

Info

Publication number: SE506089C2
Application number: SE9303588A
Authority: SE
Inventors: Boerje Haegg
Original assignee: Boerje Haegg
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1997-11-10
Also published as: SE9303588L; SE9303588D0

Abstract

The motor has a piston connecting rod coupled via a crank rod to a crankshaft in the event that a rotating outgoing shaft is required. A valve assembly has one or more valve slides which run in axial holes going through the piston so that the piston with its forwards and backwards movement opens and closes the side channels.

Description

f - :_ 506 ÛÉ9 Uppfinningen skall i det följande beskrivas med utförings- exempel med tillhörande ritningar_pâ vilka ' Fig 1 visar ett längdsnitt med kolven i yttre vändläget Fig 2 visar ett längdsnitt med kolven i mittläget Fig 3 visar ett längdsnitt med kolven i inre vändläget Fig 4 visar ett alternativt utförande av utloppet och utlopps- sliden Fig 5 visar ett tvärsnitt genom cylinderns kammare A Fig 6 och 7 visar en variant av motorn i vilken kolvstången utgör utloppsventilslid. The invention will be described in the following with exemplary embodiments with associated drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section with the piston in the outer turning position. Fig. 2 shows a longitudinal section with the piston in the inner turning position. Fig. 4 shows an alternative embodiment of the outlet and the outlet slide Fig. 5 shows a cross section through the cylinder A of the cylinder. Figs. 6 and 7 show a variant of the engine in which the piston rod constitutes the outlet valve slide.

I motorn ingår minst en kolvenhet bestående av en cylinder 1, en i cylindern löpande kolv 2, försedd med kolvstânger 3a, 3b, utstickande från kolvens båda sidor. Cylindern har gavlar 4 och 5, vilka är försedda med hål 27, 28, genom vilka kolvstängerna löper.The engine includes at least one piston unit consisting of a cylinder 1, a piston 2 running in the cylinder, provided with piston rods 3a, 3b, projecting from both sides of the piston. The cylinder has ends 4 and 5, which are provided with holes 27, 28, through which the piston rods run.

En del av gaveln 4 utgöres av en cylinderformad del 6, som omsluter kolvstången 3a.A part of the end wall 4 consists of a cylindrical part 6, which encloses the piston rod 3a.

Utrymmet mellan den med botten försedda cylindern 6 och kolv- stångens 3a ändyta bildar en inloppskammare C , till vilken tryckluft tillföres genom en inloppsöppning 7.The space between the cylinder 6 provided with the bottom and the end surface of the piston rod 3a forms an inlet chamber C, to which compressed air is supplied through an inlet opening 7.

Utrymmet mellan kolven och gaveln 4 kallas i den fortsatta beskrivningen för kammaren A och utrymmet mellan kolven och gaveln 5 kallas kammaren B.The space between the piston and the gable 4 is called in the following description for the chamber A and the space between the piston and the gable 5 is called the chamber B.

Vidare ingår ett ventilsystem innefattande runda stavformade ventilslider, varav minst en utgör inloppsslid 8 och minst en består av en utloppsslid 9a eller 9b.Furthermore, a valve system is included comprising round rod-shaped valve slides, of which at least one constitutes an inlet slide 8 and at least one consists of an outlet slide 9a or 9b.

Kolven 2 är försedd med axiella hål 10 och ll, genom vilka ventilsliderna år glidbart anordnade med sina ändytor mot gavlarna 4,5, på sådant sätt, att de ej eller endast obetydligt kan förskjutas axiellt i cylindern, (fig. l,2,3). Åtminstone en av sliderna kan också vara anordnad med ändarna fastsatta i gavlarna, som visas i fig 4. I detta utförande bör sliden ha en elastisk infästning 12 mot gavlarna. En för- del vid detta utförande är att sliden hindrar kolven att vridas i cylinderloppet.The piston 2 is provided with axial holes 10 and 11, through which the valve slides are slidably arranged with their end surfaces against the ends 4.5, in such a way that they can not or only insignificantly be displaced axially in the cylinder, (Figs. 1, 2,3 ). At least one of the slides can also be arranged with the ends fixed in the ends, as shown in Fig. 4. In this embodiment, the slide should have an elastic attachment 12 against the ends. An advantage of this design is that the slide prevents the piston from turning in the cylinder bore.

Inloppssliden 8 har en eller flera kanaler 13 för tillförsel av tryckluft till kammaren A och en eller flera kanaler 14 för tillförsel av tryckluft till kammaren B.The inlet slide 8 has one or more ducts 13 for supplying compressed air to the chamber A and one or more ducts 14 for supplying compressed air to the chamber B.

Utloppssliden Sa eller 9b har en eller flera kanaler 15, för avluftning av både kammaren A och kammaren B. Den alternativa utloppssliden 9b har dessutom en kanal 16, som mynnar ut i en av slidens ändytor (eller i båda) och som har förbindelse med med kanal 15 och med en kanal 17 i gaveln 5, (fig 4).The outlet slide Sa or 9b has one or more channels 15, for venting both the chamber A and the chamber B. The alternative outlet slide 9b also has a channel 16, which opens into one of the end surfaces of the slide (or into both) and which is connected to channel 15 and with a channel 17 in the end wall 5, (fig. 4).

Kanalerna 13, 14, 15 i sliderna utgöres av längsgående spår eller fördjupningar, utsträckta längs en del av slidernas cylindriska ytor. Kanalerna 13, 14, går från inloppsslidens u; :_ BNSDOCID: fsoe 089 mittparti ut mot slidens ändar. Inloppsslidens mittersta del saknar kanaler inom ett omrâde vars längd kan vara större eller mindre än kolvens längd och företrädesvis är 25-75% av kolvens längd.The channels 13, 14, 15 in the slides consist of longitudinal grooves or depressions, extending along a part of the cylindrical surfaces of the slides. The channels 13, 14, go from the inlet slide u; : _ BNSDOCID: fsoe 089 middle section towards the ends of the slide. The middle part of the inlet slide lacks channels within an area whose length can be greater or less than the length of the piston and is preferably 25-75% of the length of the piston.

Kanal 15 i utloppssliden ligger i slidens mittparti och kanalens längd kan vara kortare eller längre och företrädesvis 5-45% längre än kolvens längd.Channel 15 in the outlet slide is located in the middle part of the slide and the length of the channel can be shorter or longer and preferably 5-45% longer than the length of the piston.

För tillförsel av tryckluft till inloppsslidens kanaler 13,14 är kolven och kolvstången försedda med en kanal 18, som förbinder tryckluftanslutningen 7 med hålet 10 i kolven.For supplying compressed air to the channels 13, 14 of the inlet slide, the piston and the piston rod are provided with a channel 18, which connects the compressed air connection 7 with the hole 10 in the piston.

Beroende av kolvens läge ledes tryckluften vidare genom kanal 13 till kamaren A eller genom kanal 14 till kammaren B,(fig 1 och fig 3).Depending on the position of the piston, the compressed air is passed further through channel 13 to chamber A or through channel 14 to chamber B, (Fig. 1 and Fig. 3).

När kolven står i mittläget är tryckflödet från kanal 18 avstängt eftersom ingen kanal finnes i inloppsslidens mittersta del,(fig 2 ).When the piston is in the middle position, the pressure flow from channel 18 is switched off because there is no channel in the middle part of the inlet slide (Fig. 2).

För avluftning av kammrarna A och B har kanal 15 i utlopps- sliden 9a förbindelse med en genom kolven och kolvstângen gående kanal 19, som mynnar ut i kolvstångens 3b ände, (fig 1).For venting the chambers A and B, channel 15 in the outlet slide 9a is connected to a channel 19 passing through the piston and the piston rod, which opens into the end of the piston rod 3b (Fig. 1).

Om utloppsslid 9b användes,sker avluftning genom att kanal 15 har förbindelse med kanal 16 i utloppsslidens centrum, vilken står i förbindelse med utloppskanal 17 i gaveln 5,(fig 4).If outlet slide 9b is used, venting takes place by channel 15 being connected to channel 16 in the center of the outlet slide, which is connected to outlet channel 17 in the end wall 5, (Fig. 4).

För att undvika direkt kontakt mellan kolven och gavlarna är ett fjädrande element 20 anbringat mellan dem. Normalt vänder kolven innan den når gavlarna men vid start och stopp kan kontakt uppstå.To avoid direct contact between the piston and the ends, a resilient element 20 is arranged between them. Normally the piston turns before it reaches the ends, but at start and stop contact can occur.

För manuell hantering av motorn med påbyggt verktyg anordnas ett handtag eller stång 21, med vibrationsdämpande infästning till motorn.For manual handling of the motor with a built-in tool, a handle or rod 21 is provided, with vibration-damping attachment to the motor.

Verktyg, t.ex. ett sâgblad 22, fästs direkt till den fria kolvstângsänden 3b,som utför en fram- och âtergående rörelse.Tools, e.g. a saw blade 22, is attached directly to the free piston rod end 3b, which performs a reciprocating movement.

En variant av motorn är utförd enligt fig 6 och fig 7 med kolvstången 3a,3b fungerande som ventilslid för avluftning.A variant of the engine is designed according to Fig. 6 and Fig. 7 with the piston rod 3a, 3b acting as a valve slide for venting.

Kolvstângsdelarna 3a,3b är försedda med längsgående spår 23, 24, som står i förbindelse med utloppskanaler 25, 26, vilka utgår från hålen 27,28 i cylindergavlarna 4, 5.The piston rod parts 3a, 3b are provided with longitudinal grooves 23, 24, which communicate with outlet channels 25, 26, which start from the holes 27, 28 in the cylinder ends 4, 5.

Spåren 23, 24 står ocksâ, beroende av kolvstângens läge,i förbindelse med cylinderns kammare A eller B. Kammaren A avluftas genom spåret 23 och kammaren B avluftas genom spåret 24.The grooves 23, 24 are also connected, depending on the position of the piston rod, to the chamber A or B of the cylinder. The chamber A is vented through the groove 23 and the chamber B is vented through the groove 24.

BNSDOCID; E06 689 Beskrivning av motorns funktion enligt uppfinningen.BNSDOCID; E06 689 Description of the engine function according to the invention.

Motorn startas genom att tryckluft tillföres inloppet 7.The engine is started by supplying compressed air to the inlet 7.

Tryckluften ledes genom kanalen 18 i kolven till inlopps- sliden 8 som, beroende av kolvens läge, via en av kanalerna l3 eller 14 leder tryckluftflödet till kammaren A eller kammaren B,(fig l och fig 3).The compressed air is led through the duct 18 in the piston to the inlet slide 8 which, depending on the position of the piston, via one of the ducts 13 or 14 directs the flow of compressed air to the chamber A or the chamber B, (Fig. 1 and Fig. 3).

Om kolven vid start står i mittläget enligt fig 2 är kanal 18 i kolven stängd av inloppssliden 8 och i detta läge tillföres ingen tryckluft till någon av kammrarna A eller B.If the piston at start is in the middle position according to Fig. 2, channel 18 in the piston is closed by the inlet slide 8 and in this position no compressed air is supplied to any of the chambers A or B.

När den stillastående motorn tillföras tryckluft med kolven stående i mittläget verkar tryckluften endast på ändytan av kolvstângen 3a.When the stationary engine is supplied with compressed air with the piston standing in the middle position, the compressed air acts only on the end surface of the piston rod 3a.

Kclvstângen och därmed även kolven förskjutes av trycket på kolvstângens ändyta mot yttre vändläget till dess kanal 14 i inloppssliden öppnas mot kolvens kanal 18, så att tryckluften kan strömma in i kammaren B, samtidigt som kammaren A avluftas genom kanal 15 i utloppssliden. ( fig l ).The piston rod and thus also the piston is displaced by the pressure on the end surface of the piston rod towards the outer turning position until its channel 14 in the inlet slide opens towards the piston channel 18, so that the compressed air can flow into chamber B, while chamber A is vented through channel 15 in the outlet slide. (Fig. 1).

Trycket stiger därmed i kammaren B, varvid kolven bromsas in och vänder mot inre vändläget innan den när fram till gaveln 5.The pressure thus rises in the chamber B, whereby the piston is braked in and faces the internal turning position before it reaches the end wall 5.

När kolven år på väg mot inre vândläget och når mittläget stängs åter kanal 18 i kolven av inloppssliden.When the piston is on its way to the inner turning position and reaches the middle position, channel 18 in the piston is closed again by the inlet slide.

Kolvens rörelseenergi plus kvarvarande tryck i kammaren B resulterar i att kolven går förbi mittläget och fortsätter mot sitt inre vändläge. _ I och med att kolven passerat mittläget (fig 2), öppnas inloppsslidens kanal 13 mot kanal 18 och förbindelsen mellan kammaren A och kanal 15 i utloppssliden börjar stängas, varvid trycket stiger i kammaren A,( fig 3 ).The kinetic energy of the piston plus the remaining pressure in the chamber B results in the piston passing the middle position and continuing towards its inner turning position. As the piston has passed the middle position (Fig. 2), the channel 13 of the inlet slide opens towards channel 18 and the connection between the chamber A and channel 15 in the outlet slide begins to close, the pressure rising in the chamber A (Fig. 3).

I detta läge är kammaren B avluftad genom kanal 15.In this position, the chamber B is vented through duct 15.

Tryckstegringen i kammaren A bromsar in kolven och den vänder innan den når gaveln 4 och går mot yttre vändläget igen.The pressure rise in chamber A slows down the piston and it turns before it reaches the end 4 and goes towards the outer turning position again.

Den fram- och âtergâende rörelsen fortsätter så länge ett tryckluftflöde tillföres motorn.The reciprocating motion continues as long as a compressed air flow is supplied to the engine.

Motorns slaglängder kan variera mellan 5 och 200 mm och företrädesvis mellan 10 och 100 mm. Slagfrekvensen ligger ligger mellan 50 och 2000 slag per minut.The strokes of the engine can vary between 5 and 200 mm and preferably between 10 and 100 mm. The stroke rate is between 50 and 2000 beats per minute.

Fördelar Motorn är konstruerad för att i första hand utgöra en enkel och billig drivkälla för verktyg, vilka utföra snabba fram- och âtergående rörelser, Den är genom sin enkla konstruktion mycket driftsäker och underhållskostnaden år låg. Motorns vikt är mycket låg i förhållande till effekten vilket gör den synnerligen lämplig för drivning av verktyg som hanteras med hjälp av långa stänger.Advantages The motor is designed to primarily be a simple and inexpensive drive source for tools, which perform fast reciprocating movements. It is due to its simple construction very reliable and the maintenance cost is low. The weight of the motor is very low in relation to the power, which makes it particularly suitable for driving tools that are handled by means of long rods.

Ett sådant exempel är stamkvistning av träd där motorn med ett pâmonterat sâgblad är fastsatt i änden av en lång stång som kan vara teleskopiskt utskjutbar till ca 6 meters längd. 1 -_ BNSDOCID: One such example is trunking of trees where the motor with a mounted saw blade is attached to the end of a long bar that can be telescopically extendable to about 6 meters in length. 1 -_ BNSDOCID:

Claims

1. "ISO's 089 PATENTTOIAV l. Ammmngwwsammeduycklu f fl ammngasdxwmlmhmmrmncfanandeminamcylmdumha ivilkeningårencyli f r f), enicylindemlópandekolvü al örseddmedcüe al CR al eraochßrctädcsvisnfå genomkolvenü al lxiellt fi cndehålü al, 1I), txråkolvstånger (3a, 3b) anbringadeilno1venshådaándar, two cylindergavlaxü, 5) törseddamedhàl al l 28) genomvilkakolvstàngcxna löpclçtvåkammareçßk, B) v1'1ka bilàsavxmymmetmellankolvenochcylindclpvlarnaü, Spzntillcntlydckillaansimeninloppslcammare (C) from vilkcnmgårcnknnal (ln f cndcgcnomkolvenochutmynnandeikolvenshå al w), minsten valve slide (S fl fmßümingmkalladmloppsslid fi kmànmömwmmßl fi ràdævismm al wßræddmodi huvndsaklängsäcndespårüll access along the partial length of the rod, minstcnven fi lslid (9a, 9b) in fortsåmmingønkalladutloppsslid uttördsomenfönnädeswrismndstavßrseddmedilnzvndsaklångsgåcnde spåx- (l f làngsendelavstavenslängd, altcrnativtersåttsmloppsslidcnßa, 9b) avattkolvsiängcrna (3a, 3b) miöresmødspårßïu al ángsendelavknlvstángernaslàngd.Anordningen characterized tail inloppsslidens (8) grooves (L 3, L f suådærsig fi ånatspå al east minparüi al lnningmminloppsslidcnsbådaàndar ochattdcnäranordnadgclxomkolvcnsandellahål (lwmedåndarna fi lstadeiellcrlöstaniiggandcmot cylindernsgavlaxfß, fi påsådamsánattkolvcnwidmrelse fi amochåtcricylindemodcsåglidalängs imoppsslidenæhdä fi gcmmstyruyck al ódctväxewisü al dænnc al aamhahmmrmß, B) närspårcn (L3, 14) alternately into communication medtrydc al ödct fi ånkanalen (18) somuunynnari kolvenshâl (10).

2.Anordningcnlig1havl kànnetecknad avattcylindernskammareßßnvlu fi asavminsten mloppsslidüa al örseddmedminstettihuvladsaklängsgåcndespår (lñutsträclnlångsslidensminparti and attutloppsslidenar mmdnadgemmkolvenshålühmødànáamamotcylmdemspvhrß pñsådamsän ankolvenvidrórelse fi fi amochåterglidcrlängsunlogasshdenochdäzvidsànercydindernskammamß, B) vàxclvisiiörbindelsenxedutloppsslidensspå: (lävilkctståxifözbindclsemcdcnmloppskanal (l fl utäcnde frånkolvenxshål hochuimynnandeieaxknlvstångsånde al.

3. Anoniningcnligtkmvl kannetccknad avaucylimicmskammareßlgßmvluftasavminstcn utloppsslidüb al örseddmedminstettihuvudsaklängs fi cndespår flfl msuåcktlångsslidensmiuparüochau spåretharibrbindelscmedcnimloçnpsslidenscenmmx làngsgåendclmnal al óhztmynnandciåuninstoncenav slidcnsändardárdmanslmermotenlnloppslmnal (l fl iåuninstoneenavcylindunsgzvlarochatt utloppsslidenåranordnadgcnomkolvenshål (lbmedändaanamotqlindcrnsgavlaxü, Spåsådaxnsäuatt kolvcnvidrörclsc fi amochåxergliderlàngsunloppsslidcnochdärvid avluiïar cylindcrnshmmarc (A, B) in gcnomattdevàxdvissátts al itbindclscmedutloppsslidensspå al SS).

4. Anordningenligtkmvl kännctecknad avattkohstängcmaßa, ßhngórventilslidervillra avlmarcylindcrnskammarcßßnenomihuvudsaklàngsgàezmdespàr (ZSJ-Omsuåcktalängslängscndel avkolvstängcrnascylindriskaymr ochmdessaspårvidlmlvstängemasrórelseväxelvissättsifózbindelsc medu al oppskanalcr (25, 26) icy1inden1s end walls (4, 5).

5. Anordningcnligtnågotavtöreßendekrav kånnetecknad avattdentilletttryck al ödeanslmna m (al If mabwaångsàndm (3a) påswamænblvaångemâm al am fi nsßrdaåmnæ inloppstrydoct whereby access piston tryckkm becomes larger upon movement motyme facing position than at the opposite mmlæ al hninggmommuyckapåkomångcmändywæmehrmeduyckmmmkowm fi dmrdæma ymcvändlägctochmotvedmruyckctpåkolvenvidröælsemotinrevändläget BNSDOCID '