SK5390Y1 - Mechanism of changing straight-line reciprocating motion to rotational or reversal in piston machine - Google Patents

Description

Technické riešenie sa týka konštrukčného riešenia mechanizmu zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak všeobecne u piestového stroja ako sú spaľovacie motory, hydromotory, čerpadlá, kompresory a vývevy. Technické riešenie patrí vo všeobecnosti do strojárenstva.

Doterajší stav techniky

Zo stavu techniky sú známe viaceré spôsoby ako preniesť silu z piestov motora na výstupný hriadeľ. A to sa rieši kľukovým hriadeľom. Avšak kľukový mechanizmus všeobecne piestového stroja je hmotný a je náročný na priestor, čo je nevýhodné.

Sú však známe aj stroje, pri ktorých sa na premenu priamočiareho vratného pohybu piestov na otáčavý pohyb hriadeľa nepoužíva tradičný kľukový mechanizmus ale rôzne modifikácie kľukového mechanizmu alebo úplne iné mechanizmy, napríklad princíp nutačného kolesa. Na nutačnom kolese v dôsledku jeho rotácie nemôže byť priamo uložený nosič, na ktorom sú prichytené guľové kĺby ojníc. Uchytenie je možné len prostredníctvom ložiska, čo je nevýhodné.

Ďalším konštrukčným riešením je použitie šikmej výkyvnej dosky umiestnenej na zalomenom hriadeli, ktorá je spojená s piestami stroja prostredníctvom ojníc. Táto šikmá doska musí byť fixovaná tak, aby viedla konce ojníc po žiadanej dráhe. Je známy spôsob fixácie šikmej dosky ozubeným kolesom, ktoré sa odvaľuje po ozubenom venci upevnenom na skrini. Je známy aj ďalší spôsob fixácie Šikmej dosky, kde je na nej koncentricky so stredom šikmej dosky uložený ozubený veniec, ktorý je v zábere s identickým ozubeným vencom pevne umiestneným v skrini koncentricky s výstupným hriadeľom ako je to známe napríklad z patentového spisu SK 283 742 B6. To je taktiež nevýhodné, lebo vnesenie ozubeného prevodu zvyšuje úroveň hluku a uloženie výkyvnej dosky nie je bezvôľové, pretože zachytáva sily vo zvislom smere pôsobiace len zhora nadol. Opačné sily je nutné zachytávať inými dodatočnými technickými prostriedkami.

Vyššie uvedené nedostatky evokovali navrhnúť iný systém mechanizmu zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestových strojov tak, aby sa podstatne znížila konštrukčná náročnosť, znížili sa priestorové nároky a aby sa nezvýšila hladina hlučnosti.

Výsledkom tohto úsilia je novovytvorený mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestových strojov realizovaný technickými prostriedkami ďalej opisovanými v tomto úžitkovom vzore.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky zo stavu techniky odstraňuje mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestového stroja pozostávajúceho z výkyvného pákového usporiadania alebo dosky, kde ojnice piestov sú obojstranne uložené v piestových guľových kĺboch a guľových kĺboch výkyvného pákového usporiadania alebo dosky, podľa technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že vo výkyvnom mechanizme umiestnenom na valcoch alebo skrini stroja je z jednej strany šikmo uložené výkyvné pákové usporiadanie alebo doska, ktorej stred je z druhej strany uložený v excentrický umiestnenom otočnom uložení na konci zalomeného výstupného alebo vstupného hriadeľa. Výhodné je, ak výkyvným mechanizmom umiestneným na valcoch alebo skrini stroja je kardanový kĺb. Z konštrukčného hľadiska je podstatné, aby otočné uloženie bolo šikmé čapové uloženie, ale alternatívne to môže byť aj šikmé ložiskové uloženie.

Výhody mechanizmu zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestového stroja podľa tohto úžitkového vzoru spočívajú v tom, že sa výrazne eliminuje radiálne namáhanie piestov. Stroj neobsahuje žiadne ozubenia a preto chod celého mechanizmu je nehlučný. Podstatnou výhodou je aj bezvôľové uloženie výkyvného pákového usporiadania alebo dosky, ktoré zachytáva sily vo zvislom smere pôsobiace zhora nadol a naopak.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestového stroja podľa tohto technického riešenia bude bližšie ozrejmený na priložených výkresoch, kde na obr. 1 je zobrazené usporiadanie s dvoma valcami a s výkyvnou doskou. Na obr. 2 je zobrazené usporiadanie so štyrmi valcami v protibežnom uložení.

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia technického riešenia zobrazené na jednotlivých obrázkoch sú predstavované pre ilustráciu a nie ako obmedzenia konkrétnych realizácií.

SK 5390 Υ1

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia technického riešenia zobrazené na jednotlivých obrázkoch podľa tohto technického riešenia sú zhotovené z materiálov známych odborníkom zo stavu techniky.

Odborníci znalí stavom techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania ekvivalentné uskutočnenia technického riešenia. Aj takéto ekvivalenty budú potom patriť do rozsahu nasledujúcich nárokov na ochranu.

Príklady uskutočnenia technického riešenia

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je opísaný mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný u dvojvalcového piestového spaľovacieho motora podľa tohto technického riešenia, ktorého konštrukcia je zobrazená na obr. 1. Dvojvalcový piestový spaľovací motor pozostáva z dvoch valcov a skrine 2 motora, pričom v polovičnej vzdialenosti rozstupu valcov je na skrini 2 motora ukotvený kardanový kĺb vo funkcii výkyvného mechanizmu l,v ktorom je jednou stranou šikmo uložená výkyvná doska 3 tak, že jej stred je druhou stranou uložený v excentrický umiestnenom otočnom uložení 4 ako šikmého čapového uloženia na konci zalomeného výstupného hriadeľa 5 cez ložiskové uloženie vystupujúceho zo skrine 2 motora. Pritom ojnice 6 piestov 7 sú obojstranne uložené v piestových guľových kĺboch 8 a guľových kĺboch 9 výkyvnej dosky 3. Na zabezpečenie funkcie spaľovacieho motora je tento doplnený všetkými potrebnými komponentmi zapaľovacej a palivovej sústavy, mazania a podobne.

Funkčnosť tejto konštrukcie spaľovacieho motora je zabezpečená tým, že výkyvná doska 3 je uložená v skrini 2 motora pomocou kardanového kĺbu ako výkyvného mechanizmu l,ktorý umožňuje pohyb stredu výkyvnej dosky 3 po kružnici ale zabraňuje otáčaniu výkyvnej dosky 3 voči skrini 2 motora okolo osi výstupného hriadeľa 5. Kolísavý pohyb výkyvnej dosky 3 je súčinný s rotačnou väzbou s otočným šikmým čapovým uložením 4 na konci zalomeného výstupného hriadeľa 5 cez ložiskové uloženie vystupujúceho zo skrine 2 motora. Tento pohyb výkyvnej dosky iniciujú priamočiare vratné pohyby piestov 7.

Príklad 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je v prvom variantnom vyhotovení opísaný mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný u štvorvalcového piestového spaľovacieho motora podľa tohto technického riešenia, ktorého konštrukcia je dostatočne opísaná v príklade 1. Rozdiel je v tom, že obsahuje štyri valce jednostranne usporiadané do kruhu. Pritom je výkyvná doska 3 nahradená výkyvným pákovým usporiadaním 3 v tvare štvorramenného kríža. Pritom je taktiež možná náhrada v otočnom uložení 4 a to nie ako šikmého čapového uloženia ale ako šikmého ložiskového uloženia na konci zalomeného výstupného hriadeľa 5 cez ložiskové uloženie vystupujúceho zo skrine 2 motora.

Príklad 3

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je v druhom variantnom vyhotovení opísaný mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný u štvorvalcového piestového stroja ako hydraulického čerpadla opísaná podľa tohto technického riešenia, ktorého konštrukcia je opísaná v predchádzajúcich príkladoch. Rozdiel je v tom, že zalomený hriadeľ 5 nebude výstupný ale vstupný a valce budú opatrené sacími a výtlačnými ventilmi.

Príklad 4

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je v treťom variantnom vyhotovení opísaný mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný u štvorvalcového piestového spaľovacieho motora podľa tohto technického riešenia, ktorého konštrukcia je dostatočne opísaná v príklade 1 a zobrazená na obr. 2. Rozdiel je v tom, že obsahuje štyri valce usporiadané po dvojiciach oproti sebe na výkyvnom pákovom usporiadaní 3 tak, že v guľových kĺboch výkyvného pákového usporiadania 3 sú uchytené dve ojnice 6 piestov 7.

Priemyselná využiteľnosť

Mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestového stroja podľa tohto technického riešenia predstavuje technológiu využiteľnú v konštrukciách piestových spaľovacích motorov, piestových hydromotorov, piestových čerpadiel a piestových kompresorov a vývev.

SK 5390 Υ1

Claims (2)

1. Mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestového stroja pozostávajúceho z výkyvného pákového usporiadania alebo dosky, kde ojnice piestov sú obojstranne uložené v

5 piestových guľových kĺboch a guľových kĺboch výkyvného pákového usporiadania alebo dosky, vyznačujúci sa tým, že vo výkyvnom mechanizme (1) umiestnenom na valcoch alebo skrini (2) stroja je z jednej strany šikmo uložené výkyvné pákové usporiadanie alebo doska (3), ktorá je z druhej strany uložená v excentrický umiestnenom šikmom otočnom uložení (4) na konci zalomeného hriadeľa (5).

2. Mechanizmus zmeny priamočiareho vratného pohybu na rotačný alebo naopak u piestového stroja pod10 ľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že výkyvným mechanizmom (1) umiestneným na valcoch alebo skrini (2) stroja je kardanový kĺb.

2 výkresy