SE509727C2 - Anordning för kraftöverföring mellan linjär rörelse och roterande rörelse - Google Patents

Description

«.\.\c 509 727 Figur 2 visar en genmskärning av anordningen enligt fig. l, vinkelrätt däremot.

Figur 3 visar en genomskärning av anordningen enligt fig. 1, vinkelrätt även mot fig. 2.

Figur 4 visar en väsentlig detalj i anordningen.

Figur 5 visar en annan vy av detaljen i fig. 4.

Figur 6, 7 och 8 visar en alternativ utföringsform av detaljen enligt fig. s.

Figur 9 visar anordningen enligt figur 1 i ett annat läge i arbetscykeln.

Den i figurerna visade anordningen har tvâ parallella, plana skivor, dels en som benämnas stationär skiva 8 och dels en i förhållande därtill roterande skiva 13. Den stationära skivan 8 uppbärs av ett hus 9 och skivan 8 uppbär i sin tur en i centrum placerad cylinder 1 med kortväggar 2, 3. I cylindern finns tvà kolvar 4, 5, vilka utgör arbetskolvar i en förbränningsmotor md ett gemensamt förbränningsutrymme. I andra tillämpningar kan de utgöra kolvar i en pumpanordning. Till denna motor- anordning hörande ventiler, bränsleinsprutningssystem mm. utgör ej del av uppfinningen och visas inte i figurerna. Fast förenad med vardera kolven 4, 5 är en kolvstáng 6, 7, som i sin motsatta ände uppbär en hàllaranordning 17, 18 för den kula 15, 16, med vilken kraften fràn den fram- och àtergàende rörelsen överförs till den roterande skivan 13. Kulorna 15, 16 tjänstgör även som lagring mellan den stationära skivan 8 och den roterande skivan 13. Den roterande skivan 13 är fästad på en hàllare 10, som i sin tur är monterad på en utgående axel 23, från vilken den roterande kraften tas ut för att användas för olika drivändamàl. I en föredragen utföringsform av uppfinningen sammanfaller cylinderloppets mittaxel med kulornas rörelselinje.

O 0 11000 0 Q 00 O 569 727 Om uppfinningen tillämpas i en pump eller kompressor gäller ovanstående med av tillämpningen föranledda modifikationer och kraftöverföring är från den roterande skivan.

Kulorna 15, 16 är rörliga, dels i linjära spår 11, 24 i den fasta skivan, dels i ett gemensamt, ovalt spår 12 i den roterande skivan. De linjära spårens utsträckning har markerats med streckade linjer i fig. 1. I botten av de linjära spåren, som har en cirkulär begränsningsyta, finns styrspår 22, 25.

Kulhållarna 17, 18 har mot styrspåren svarande utsprång 21, 26, vilka utgör styrskenor.

Kulhållarna 17, 18 är speciellt utformade för att kraftöver- föringen skall ske med så små förluster som möjligt och med undvikande av snedbelastning. Härvid har utformningen främst tagit sikte på den arbetsfas då kolvarna i samband med förbränningen av bränsle trycks från varandra och härigenom utövar en kraft på kolvstängerna, som via kulhállare och kulor överförs till den roterande skivan. I övriga arbetsfaser är krafterna i kolvstångens riktning lägre. De i anordningen ingående spåren, kulorna och kulhállarna utformas och dimensioneras så, att anliggning mellan de olika delarna sker inte endast puntkvis utan utmed linjära anliggningsytor.

För att uppnå bästa verkningsgrad och undvika snedbelastningar i spåren i vilka kulorna löper bör anliggningsytorna utgöra delar av storcirklarna på kulorna och vara belägna i samma eller mot varandra vinkelräta plan för krafter och motkrafter.

Detta kan uppnås genom särskilda utformningar av spår och kulhállare, varvid anpassning måste ske till den aktuella tillämpningen.

Anordningens funktionssätt skall i det följande närmare beskrivas och illustreras genom den i figur 9 visade situationen vari den roterande skivan vridit sig ca 45° från det i motsvarande figur 1 visade läget. Den i figur 9 visade kraftmaskinen antas vara en förbränningsmotor i den arbetsfas 509 727 då bränsleblandningen i förbränningsutrymmet mellan kolvarna har antänts och expanerar. Trycket på kolvarna överförs till en kraft på kulorna 15, 16 vilka i sin tur överför krafterna till det ovala spåret 12 och de linjära spåren 11, 24. I det i figuren visade läget medför detta en på kulan 15, 16 snett uppåt riktad kraft från det roterande spåret 12 och en från det linjära spåret 11, 24 snett nedåt riktad kraft med en resulterande kraft som påverkar den roterande skivan så att denna rör sig i den med pilen 37 visade riktningen. Då rotationen fortsätter passerar kulan 16 det nedre dödläget (NDL) 38 och om motorn arbetar med fyrtaktsprincip sker utblåsning av avgaser under rotationen till det övre dödläget (ÖDL) 39. Under fortsatt rörelse till nästa NDL 40 sker insugning av bränsle och luft varefter gasblandningen komprimeras fram till nästa ÖDL 41. En hel arbetscykel genomlöpes således under endast ett varvs rotation för den roterande skivan. Om motorn arbetar efter tvåtaktsprincip genomlöpes på motsvarande sätt två hela arbetscykler då skivan roterar ett varv. Motsvarande arbetsförhållanden gäller då anordningen arbetar som pump eller kmpressor men krafterna mellan kulorna och övre respektive undre spår kan då ha omvända riktningar. Genom att ge det roterande spåret 12 en annan form, till exempel som en fyrklöver, erhålles dubbla antalet arbetscykler per varv som skivan roterar. Ytterligare andra utformningar av spåret 12 kan ge andra förhållanden för antalet arbetscykler per rotationsvarv.

Kulhållaren skall nu närmare beskrivas i anslutning till den i fig. 4 visade utföringsformen. En ringformad kant 19 omger kulan 15. Kulan är infästad så att dess centrum befinner sig på kolvstångens 6 mittaxel. Kanten 19 är uppdelad i en främre del, vars plan befinner sig något under ett därmed parallellt plan genom kolvstångens mittaxel och en bakre del, vars plan på motsvarande sätt befinner sig något över ett där-med parallellt plan genom kolvstångens mittaxel. Den i fig. 4 tract '(4 000 0 f LC (r nç r L f c o: < v f» f f o ,_. f < 0 00 c c br? r 04 g. g n °°° °°° ° C OM < f C o ørrcc o o o 5 e o o e o cc o q L- . o ° ° ° f* 00 Os eo c oo visade undre delen av kulan löper i spåret 12 i den roterande skivan, och spårets kanter är anpassade till kulhållarens kants 19 olika nivåer. I arbetsfasen kan på detta sätt tryckkraften från kolven överföras till det roterande, ovala spåret 12 i det närmaste linjärt och med utnyttjande av linjärt utsträckta kontaktytor hos kulan, så att punktformiga kontaktytor undviks.

Spåren i den roterande och den stationära skivan, i vilka kulorna rör sig, är anpassade till den för lämpligaste kraft- fördelning utformade kulhållaren. Detta innebär att det i den stationära skivan har spåret ll, 24 lika höga kanter och spårets djup är något mindre än kulornas radie. Spåret 12 i den roterande skivan har olika höga kanter varvid den inre kanten 28, dvs den kant som är närmast rotationscentrum, är något lägre än den yttre kanten.27. Den inre 28 och den yttre 27 kanten befinner sig företrädesvis på.olika sidor om ett md rotationsplanet parallellt plan genom kulornas centrum. Spåren är liksom kulhållaren utformade ed hänsyn till de krafter som uppträder vid den aktuella tillämpningen, varvid hänsyn även tas till att erforderligt utrymme lämnas för kulhållaren.

Kulans i figur 4 övre del rör sig i det linjära spåret i den stationära skivan. Härvid är kulan i kontakt med spårets yta genom att den något skjuter ut genom öppningar 30, 31 i hållaren. e linjära spåren ll, 24 anpassas så att de noga ansluter till kula, hållaranordning och styrskena.

Figurerna 5, 6, 7 och 8 visar olika utföringsformer av kulhàllare och styrskenor. Av figur 6 framgår även hur kulan vid sin rörelse (åt vänster i figuren) pressar smörjmedel 30 framför sig. Smörjmedlet överförs via kulan till hållar- anordingens och det stationära spårets mt kulan anliggande väggar. Av den i figur 7 och 8 visade utföringsformen framgår att den runt kulan förlöpande ringen inte erfordras. Kulan hålls på plats av i hållaren ingående främre del 35 och bakre del 36, vilka förenas av två styrskenor 21. Mellan hållarens delar finns sidoöppningar 33, 34 och en mittöppning 21, genom 509 727 vilka kulan är i kontakt med motsvarande spår i den stationära skivan. Det i förhållande till kraftkällan fasta eller stationära spåret har ovan beskrivits som rakt. I andra utföringsformer kan även detta spår vara krökt eller ha formen av en sluten kurva, t ex ellips. Dessa och andra variationer ligger inom ramen för uppfinningstanken.

Claims (10)

cøo :nu I 0 e: ro en er r on c I 0 1 I 0 I u c t ø o n e c: n < 0 n n c o a « cv o c <~ L- o r. n oc con o u n: r c o a o var z r n n o 9 I oo c n a o <> n n a a C I c 0 ao en 90 h: vffb 00

1. l. Anordning för kraftöverföring mellan linjär rörelse och roterande rörelse, varvid den linjära rörelsen sker i ett ed den roterande rörelsens rotationsplan parallellt p1an,' innefattande minst en kula (15, 16) som löper dels i ett roterande kamkurvespår (12) och dels i ett i förhållande till kraftkällan fast spår (ll, 24), varvid varje kula (15, 16) medelst en hållaranordning (17, 18) är förenad med det organ som utför linjär rörelse kännetecknad av att spåren avgränsande kantlinjer eller ytor nära ansluter till varandra, åtminstone under delar av en arbetscykel varvid avståndet mellan kanterna hos det roterande och det fasta spårets kanter endast är så stort som erfordras för undvikande av direkt kontakt.

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att kraftöverföringen sker endast på storcirkelsektorer på kulans (15, 16) yta.

3. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att det roterande spårets (12) yttre (27) och inre (28) kanter, åtminstone utmed delar av spårets längd, är förskjutna i förhållande till ett plan genom kulans (15, 16) centrum, parallellt med rotationsplanet.

4. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad därav, att det roterande spårets (12) yttre (27) och inre (28) kanter är belägna på olika sidor om ett plan genom kulans (15, 16) centrum, parallellt med rotationsplanet.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, I kännetecknad därav, att det roterande spåret (12) avgränsas av en yttre (27) och en inre (28) kant med olika höjd, varvid den yttre kanten (27) är högre. n^2~Gv oesaoø o .o, u Q as oo o°°°°° oe,,. 5 7 sans onawfio n 509 727

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att det fasta spårets (ll, 24) djup är mindre än kulans (15, 16) radie.

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att kulhållaren (17, 18) innefattar minst en styrskena (21) avsedd att löpa i styrspàr (22) i det fasta spåret.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att kulhállarna (17, 18) vardera är fast förenade med en kolvstàng (6, 7) till en av två kolvar (4, 5) med gemensamt eller till varandra anslutande cylinderlopp i en kraftmaskin.

9. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad därav, att kraftmaskinen är en förbränningsmotor med gemensamt eller till varandra anslutande förbränningsrum för de två kolvarna (4, 5).

10. Anordning enligt patentkrav 8 eller 9, kännetecknad därav, att cylinderloppets (1) mittaxel sammanfaller eller är parallell med kulornas (15, 16) rörelselinje.