JPS5849728B2 - クロスヘッド−ピストン式内燃機関の作業ピストンの軸の回りの増進する回転運動を生成するための切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクロスヘッドーピストン式内燃機関の作業ピス
トンの軸の回りの増進する回転運動を生成するための切
換装置に関する。

局部的摩耗による過早の稼動故障を避けるためシリンダ
ー壁およびピストンリングにおける摩耗を均等に保持す
ることを目的とする前記の種類の切換装置は例えば瑞西
特許明細書３８ ８０ １ ６号に記載されている。

ここに公開された切換ピストンは直接ボールエンドの上
に装着されておりかつ、ボールエンドに相対的のピスト
ンの回転に使われかつストレージスプリングを蓄勢機と
して含んでいる切換機構が備えられている。

かかる配置はプランジャーピストン式内燃機関において
は有利に利用され得るゆれ共クロスヘッド構造には適し
ていない。

本発明の課題は、クロスヘッド構造のピストン式内燃機
関に対し頭初に述べた種類の切換装置を創造するにある
。

この課題の解決のための切換装置は、ピストン棒のクラ
ンクシャフト側の末端にこの末端と固く結合された１個
のボールエンドを有し、このボールエンドは連接棒と固
く結合されたクロスヘッド下方部分と、この下方部分の
上に固定されたふたとの間に回転可能に装着されており
、その場合下方部分はシューの中で、ボールエンドの中
心点を通過する第１の旋回軸の回りを旋回可能であり、
さらにボールエンドの上にピストン棒の軸線の回りを回
転可能に配置された１個の回転リングを有しかつ回転リ
ングおよびボールエンドと連結され、回転リングの回転
運動をボールエンドに伝送する弾力性の伝送器官を有し
、また下方部分により駆動される少なくとも１個の切換
器官を有しており、該切換器官は断続的に行われる、切
換運動にょって回転リングを予定された夫々１個の角ピ
ッチだけ回わし、かつこの目的のため第２の旋回軸の回
りを旋回可能であり、該第２の旋回軸は下方部分に対し
ては固定され、第１の旋回軸には平行に配置されかつこ
の第１の旋回軸から偏心距離だけ連接棒の方向に偏位さ
れていることを特徴とする。

本発明による切換装置は設定された課題に対する比較的
非消費的の、機能的には異存の無い解決法を呈する。

シリンダーに相対的の作業ピストンの回転を可能にする
ため下方部分とふたとの間にボールエンドの中に終る、
ピストン棒の下端が回転可能に装着されている新しいク
ロスヘッドが創造される。

連接棒の旋回運動は切換器官の駆動のために利用され、
切換器官はピストン棒およびそれと共に作業ピストンを
、ボールエンド上に回転可能に配置された回転リングお
よびこの回転リングおよびボールエンドと連結された伝
送器官を経て断続する切換運動によって回転させる。

切換器官は下方部分内に装着されていて切換器官は下方
部分と共に旋回しかつ回転リングを断続的に回転させる
。

切換器官の優先される実施型においては伝送器官は蓄勢
機として作用する、夫れ自体公知のスリットを付けられ
たばねリングであり、ばねリング内に貯えられた変形エ
ネルギーによって回わされるために作業ピストンが燃焼
ガスの圧力および慣性から十分解放されている時点にば
ねリングは回転リングの回転をボールエンドに伝送する
。

切換器官は合理的には１駆動ピストンであり、駆動ピス
トンは下方部分に対して固定しているがこの下方部分と
共に旋回する孔の中に旋回可能に装着されておりかつそ
のラチェツ｝ｆｆｌによって回転リングを回転リングの
鋸歯を経て断続的に回わす。

この実施型は非複雑、小スペースでかつ稼動確実である
。

本発明の他の実施型においては、切換器官は下方部分と
共に旋回する旋回アームの孔の中で孔の軸線方向に移動
可能なピストンであり、このピストンのラチェットｓは
下方部分内に旋回軸の回りを回転可能に装着されたかさ
歯車にその鋸歯を経て断続的の回転を与え、この回転を
かさ歯車はそのかさ歯車装置を経て同じくかぎ歯車装置
を備えた回転リングに伝送する。

以下図白によって本発明の実施例を詳述する。

図面では同一成分は同じ符号を備えている。

ピストン棒２と固く連結されたボールエンド１は連接棒
３と固く連結された下方部分４とこの下方部分上に固定
されたふた５との間に装着されている。

下方部分４はシュー６の中で、ポールエンド１の中心点
Ｐを通過する軸７の回りを旋回可能に装着されている。

シュー６は（図示されていない）ハウジングのガイドの
中でピストン棒２の軸線方向に移動可能でありかつボー
ルエンドの軸７がピストン棒軸線８を含む面内で運動す
るようにボールエンド１を案内する。

ポールエンド１は突出部９を有し、この突出部は距離ｅ
だげ軸線７の下方に配置されておりかっぱねリング１１
に対する平らな接触面として使われる。

ばねリング１１の軸線の寸法は２ｅであり、それによっ
てピストン棒軸線８に対し横に延びかつ軸線７を含んで
いる面は同時にばねリング１１の対称面である。

ばねリング１１の上方でボールエンド１のシリンダー面
上に配置されかつ外周上に鋸＠１３を備えている回転リ
ング１２はボールエンド１に固定ピン１４によって固定
された外リング１５によって、該回転リングはピストン
棒２の軸線方向には移動できないがボールエンド１上で
ピストン棒軸線８の回りで回わり得るような位置に保持
される。

ばねリング１１はばね鋼から或るスリットを付けられた
リングであり（第２図と第４図参照）■端１６において
は回転リング１２とかつ他端１６／ においてはボール
エンド１とピン１８または１８′ を経て旋回可能に連
結されている。

下方部分４内に固定されたプッシュ１９は孔２０を有し
、その孔軸線２１は旋回軸７に対し平行に延びかつ連接
棒３の方向に偏心距離Ｅだけ偏位されている。

駆動ピストン２２はそのシリンダー状の後方部分を孔２
０の中に侵入させかつ孔軸線２１０回りで回転可能であ
る。

ピストン孔２３の中に配置されたコイルばね２４はばね
座金２５および球軸受２６を経て駆動ピストン２２に対
し作用し、かつ該駆動ピストンを回転リング１２の方向
に押圧する。

さらに駆動ピストン２２はその前方部分に、回転リング
１２の歯と次々に係合可能であるラチェットｆｆｌ２７
ならびに外リング１５の平らな下側と対向する平らな面
２８を有する。

駆動ピストン２２はその外周に凹所３０を有し、その中
にはプッシュ１９の中に固定された半径方向ピン２９が
侵入する。

この配置によって１方向または周囲方向におげる凹所３
０の延長によって制限される量だけの駆動ピストン２２
０回転ならびにプッシュ１９に相対的の駆動ピストンの
軸線移動を可能にする。

稼動の場合連接棒３は、以下作業ピストンと称される、
内燃機関の作業ピストンから生ずる直線の移動と旋回軸
７０回りの旋回運動とから合成されかつ２個の限界位置
の間を往復経過する運動を実施する。

作業ピストン（図示されていない）の降下行程において
は連接棒３は下方部分４と共に、第１図では図面の而に
対して指向しかつ十字印により示唆されている方向３１
に旋回軸７０回りを運動する。

同時に孔軸線２１は旋回軸７０回りを反対方向に、すな
わち図面の向から出る、第３図には矢３２により示唆さ
れている切換方向に旋回する。

その際駆動ピストン２２けその切換行程を実施し、その
間１駆動ピストンはそのラチェット歯２７を経て回転リ
ング１２の＠３５と係合し、回転リングを１ピッチだけ
矢３４によって表わされた回転方向に回わし、かつ同時
にコイルばね２４０作用を受ける。

切換行程の間孔２ｏの中で孔軸線２１０回りの駆動ピス
トン２２の僅少な回転も行われる。

この回転は、コイルばね２４と、切換行程の間ラチェッ
ト＠２７と係合しピストン棒軸線８に平行に延びている
、回転リング１２の歯３５と、および１駆動ピストン２
２の平らな面２８に対し作用する、外リング１５の平ら
な下側とのコンビネーション作用によって生じ、かつラ
チェット＠２７が全切換行程の間歯３５の全係合面と係
合しているという効果を有する。

この回転は凹所３０および球軸受２６によって可能にな
る。

回転リング１２が回転方向３４に回転する場合（第４図
）回転リングはピン１８を、およびこのピンを介してば
ねリング１１の末端１６を携行する。

ばねリングは徐々に開き、ピン１８．！：１８’の間の
距離は増大しかっぱねリング１１はその際に弾性の変形
エネルギーを貯える。

燃焼ガスの圧力ならびに慣性の下にある作業ピストンの
回転抵抗はその作業行程の大部分の間、全歯ピツチだけ
開放されたばねリング１１の中に貯えられる変形エネル
ギーによって克服され得るものよりも犬である。

したがってボールエンド１０回転は作業行程の間回転リ
ング１２０回転に対して遅延された遅い時点においての
み行われ、該時点においては、使用に供される貯えられ
た変形エネルギーによって回わされ得るために作業ピス
トンは前記の諸力から十分な範囲に軽減されている。

伝送器官の機能ならびに遅延器官の機能を充足するばね
リング１１はボールエンド１のかつそれと共に作業ピス
トンの回転後その弾カ性の無応刀の出発状態に復帰する
。

ピストン棒２の上昇行程の間連接棒３はその出発位置に
旋回復帰する。

この行程の間駆動ピストン２２はそのから運転行程を実
施し、このから運転行程の間駆動ピストン２２は旋回し
、コイルばね２４の張力に反対に孔２０の軸線方向に移
動し、その際回転リング１２の＠３５との係合が外ずさ
れ、かつコイルばね２４の持続する作用によって次の＠
３６と係合するにいたる。

＠２７はから運転行程の間＠３５と３６に平行に止りか
つ後者の歯３６とは困難無しに係合し得る効果を有する
外リング１５の平坦な下側、すなわち，駆動ピストン２
２の平坦な面２８に対して作用する平坦な下側によって
、ここでも駆動ピストン２２は孔２ｏの中で孔軸線２１
０回りを回転する。

から運転行程の間回転リング１２はその静止位置に止り
かっぱねリング１１に対しては追加の回転作用を執行し
ない。

これによってボールエンド１の回転を実施するため全が
ら運転行程ばばねリング１１の使用に供される。

第５図と第６図に表わされた、連結装置の第２の実施型
においては突出部１０は下方部分４の旋回軸７′ の平
面内に形成され、該旋回軸はこの場合もボールエンド１
の中心点Ｐを通過している。

回転リング１ ２’ はそのボールエンド１とは反対の
側にかさ歯車装置を有し、このかさ歯車はかさ図車３７
と係合する。

このかさ歯車３７は下方部分４の中で、旋回軸７′ と
一致する回転軸の回りを回転可能に装着されかつそのシ
リンダー状外周に鋸歯を有する。

切換器官として使われるピストン２２′ハそのシリンダ
ー状の後方部分を旋回ア−ム３８の孔４１の中に侵入さ
せ、コイルばね２４′の張力に抗して孔４１の中で移動
可能であり、かつその前端には鋸＠１７と断続的に係合
するラチェツ｝＠２７’を有する。

旋回アーム３８およびそれと共にピストン２２’ は旋
回軸３９０回りを旋回可能に配置され、該旋回軸は下方
部分４に対して固定的に、旋回軸７／ に対して平行に
配置されかつこの旋回軸７ｌ から偏心距離Ｅｌだげ連
接棒３の方向へ偏位されている。

ばね４０は旋回アーム３８に対し横に配置されかつピス
トン２２’ を鋸＠１７との保合位置へ押圧する。

稼動の場合切換過程は第１図ないし第４図による実施型
におけると相似している。

第１の行程において、連接棒３は下方部分４と共に旋回
軸７′の回りを図面の面に対して、十字で示唆された方
向３１に旋回する。

同時に旋回軸３９は反対の方向に、第６図に矢３３によ
り示唆された切換方向に旋回する。

その際ピストン２２／ はその切換行程を実施しかつか
さ図車３７を、およびそれと共に回転リング１２′ を
予定された角度ピッチだけ回わす。

から運転行程に際し旋回軸３９は反対切換方向に旋回し
、その場合ピストン２２’ハ歯４２を去りかつ次の＠４
３と係合するにいたる。

ばねリング１１によるボールエンド１０回転ハ第１図な
いし第４図による実施型に相等して経過する。

本発明の種々の他の実施型も可能である。

記述された実施型とは異って１駆動ピストンはその切換
行程を作業ピストンの上昇行程の間に、かつそのから運
転行程を降下行程の間に実施することができる。

伝送器官は例えば回転リングおよびボールエンドと１駆
動連絡をしていて、ボールエンドを囲んでいるコイルば
ねであることができる。

さらに前記の両変形の切換器官にして、同じ回転リング
に対し作用し、ボールエンドに対して正反対に配置され
た２個の切換器官を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は切換装置の第１実施型の断面図、第２図は第１
図の部分Ａの拡大図、第３図は第２図の■−■線に沿う
断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、
第５図は切換装置の第２実施型の断面図、第６図は第５
図のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図を示す。 図面の主な符号の説明 １：ボールエンド、２：ピスト
ン棒、３：連接棒、４：クロスヘッドの下方部分、５：
ふた、６：シュー ７． ７’ ：第１旋回軸、８
：ピストン棒の軸線、９：突出部、１１：伝送器官、１
２．１２’：回転リング（ばねリング）、１３，４２：
鋸歯、２１，３９：第２旋回軸、１９：プッシュ、２２
．２２’ ：切換器官（駆動ピストン）、２４，２４
’ ：コイルばね、２６：球軸受、２７．２７’：ラ
チェット歯、３７：かさ歯車、３８：旋回アーム、４０
：ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クロスヘッドーピストン式内燃機関の作業ピストン
   の軸の回りの増進する回転運動を生成するための切換装
   置において、ピストン棒２のクランクシャフト側の末端
   にこの末端と固く結合された１個のボールエンド１を有
   し、このボールエンドは連接棒３と固く結合されたクロ
   スヘッド下方部分４とこの下方部分の上に固定されたふ
   た５との間に回転可能に装着されており、その場合下方
   部分４はシュー６の中で、ポールヘッド１の中心点Ｐを
   通過する第１の旋回軸７，７′の回りを旋回可能であり
   、さらにボールエンド１の上にピストン棒２の軸線８０
   回りを回転可能に配置された１個の回転リング１２，１
   ２’を有し、かつ回転リング１２，１２’およびボール
   エンド１と連結され、回転リング１２．１２’ の回転
   運動をボールエンド１に伝送する弾力性の伝送器官１１
   を有し、また下方部分４により駆動される少なくとも１
   個の切換器官２２，２２’ を有しており、該切換器官
   は断続的に行われる切換運動によって回転リング１２．
   １２’を予定された夫々１個の角ピッチだげ回わし、か
   つこの目的のため第２の旋回軸２Ｌ ３９の回りを旋
   回可能であり、該第２の旋回軸は下方部分４に対しては
   固定され、第１の旋回軸７，７／には平行に配置されか
   つこの第１の旋回軸から偏心距離Ｅ， Ｅ’ だげ連接
   棒３の方向に偏位されていることを特徴とする切換装置
   。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の切換装置において、
   伝送器官としてはスリットを付けられたばねリング１１
   が備えられ、このばねリングは下方部分４の旋回軸Ｉに
   対して連接棒３の方向に偏位されている、ボールエンド
   １の突出部９の上に載せられかつボールエンドを囲んで
   いること、かつピストン棒軸線８に対し横に経過する、
   旋回軸７０面はばねリング１１の対称面であることを特
   徴とする切換装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の切換装置において、
   切換器官としては、下方部分４に対し固定された孔２０
   の中に旋回可能に装着され、コイルばね２４の張力に抗
   して孔２０の軸線方向に移動可能な１駆動ピストン２２
   が備えられており、その場合孔２０の軸線２１は第２の
   旋回軸として使われることを特徴とする切換装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の切換装置において、
   切換行程の間１駆動ピストン２２の少なくとも１個のラ
   チェット＠２７が鋸図を備えた回転リング１２の少なく
   とも１個の歯と１駆動係合することを特徴とする切換装
   置。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載の切換装置において、
   孔２０は下方部分４内に固定配置されたプッシュ１９の
   中に配置されていること、および孔２０の中に支持され
   、駆動ピストン２２の孔２３の中へ係人するコイルばね
   ２４は１駆動ピストン２２を回転リング１２の方向に押
   圧することを特徴とする切換装置。 ６ ％許請求の範囲第３項に記載の切換装置において、
   駆動ピストン２２の外周に形成された凹所３０と、この
   凹所の中に係入し、下方部分４に対し固定されている半
   径方向ピン２９とを有し、該半径方向ピンは一方では駆
   動ピストン２２のｔｍ移動を限定すると共に他方では旋
   回軸２１０回りの駆動ピストンの回転を可能にすること
   を特徴とする切換装置。 ７ 特許請求の範囲第５項に記載の切換装置において、
   コイルばね２４はばね座金２５および球軸受２６を経て
   ，駆動ピストン２２に作用することを特徴とする切換装
   置。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載の切換装置において、
   回転リング１２．１２’ の上方でポールエンド１の上
   に固定されていて回転リングの軸線移動を阻止するがそ
   の回転を可能にする外リング１５．１５’ を特徴とす
   る切換装置。 ９ 特許請求の範囲第３項または第８項に記載の切換装
   置において、駆動ピストン２２上に形成されていて、稼
   動の場合外リング１５の下側に対向しかっこの外リング
   によって、回転リング１２，１２′ の鋸＠１３との
   係合を可能にする位置に保持される案内首２８を特徴と
   する切換装置。 １０特許請求の範囲第１項に記載の切換装置において、
   伝送器官としてはスリットを付けられたばねリング１１
   が備えられており、該ばねリングはボールエンド１を囲
   みかつボールエンドの突出部１０の上に載せられ、該突
   出部はボールエンド１の中心点Ｐおよび下方部分４の旋
   回軸７／を含んでいる平面内に配置されていることを特
   徴とする切換装置。 １１ 特許請求の範囲第１項に記載の切換装置において
   、回転リング１２′はそのボールエンド１とは反対の側
   にかさ薗車装置を有すること、およびこのかさ歯車装置
   と係合し、そのシリンダー状外周に鋸＠１７を備えてぃ
   るかさ歯車３７が備えられており、このかさ歯車は下方
   部分４の旋回軸７′ と一致する回転軸の回りを回転可
   能に下方部分４内に装着されていることを特徴とする切
   換装置。 １２特許請求の範囲第１１項に記載の切換装置において
   、切換器官としては旋回アーム３８の孔４１の中に、コ
   イルばね２４′ の張カに抗して孔４１の軸線方向に移
   動可能なピストン２２／が備えられており、このピスト
   ンの少なくとも１個のラチェッ｝＠２７’は切換行程の
   間かさ薗車３７の少なくとも１個の鋸歯４２と駆動係合
   しかっこのかさ歯車を予定された角ピッチだけ回ゎし、
   その場合旋回アーム３８は第２の旋回軸として使われる
   旋回軸３９０回りを旋回可能であることを特徴とする切
   換装置。 １３特許請求の範囲第１２項に記載の切換装置において
   、旋回アーム３８に対し作用し、ピストン２２′をかさ
   歯車３７と係合するよう押圧するばね４０を特徴とする
   切換装置。