Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3588
.pdf
относится к усовершенствованиям двигателей внутреннего сгорания, в частности, двигателя Форда, в которых
цилиндры снабжены съемной головкой и обычно отлиты вместе с верхней частью кривошипно-шатунного
блока.
Основная цель изобретения — облегчить переоборудование существующего двигателя в двигатель с
меньшей площадью поршня. В отношении самоходных транспортных средств это в определенных случаях
является желательным; например, там, где топливо дешево, считается целесообразным производить
автомобильные двигатели с большей площадью поршня, чем это строго необходимо для требований
автомобиля. Повышение стоимости топлива или транспортировка автомобиля в район, где топливо дороже,
делают желательным уменьшение площади поршня; в этом случае средняя нагрузка на двигатель
приближается к полной нагрузке, и, следовательно, повышается его эффективность работы.
Согласно изобретению, после удаления головки цилиндра и поршня диаметр цилиндра уменьшается за счет
вставки гильзы, подходящей для работы нового поршня, и вставляется поршень меньшего диаметра, чем тот,
который был удален.
Поскольку установка гильзы эквивалентна увеличению толщины стенки цилиндра, существующая система
водяного охлаждения стенки цилиндра становится менее эффективной. Для устранения этого недостатка, при
желании, конструкция облицовки может быть выполнена таким образом, чтобы она была окружена каналом
или каналами водяного охлаждения, предпочтительно расположенными так, чтобы они стали частью
существующей системы водяного охлаждения после установки облицовки.
В предпочтительном варианте эти каналы образованы между гильзой и цилиндром, но в другом варианте
конструкции 65 они образованы в самой гильзе.
Гильза или гильзы и оболочка цилиндра могут быть отлиты вместе или сформированы отдельно.
Предпочтительнее второй вариант. Если гильзы и головка цилиндра 70 разделены, то гильзы удобно иметь
уступ на верхнем конце, чтобы опираться на верхнюю часть отливки цилиндра; такие уступы также выгодно
расположены для их центрирования. 75 Для обеспечения герметичного соединения между
кривошипно-шатунным механизмом и камерой сгорания, или между водяной рубашкой гильзы цилиндра (если
таковая имеется) и камерой сгорания, может быть также установлена прокладка. 8() Головка цилиндра может
быть утоплена для размещения головок гильз, при этом для обеспечения газонепроницаемых соединений
снова устанавливаются прокладки.
Когда между гильзой и стенкой старого цилиндра образуется водяная рубашка, нижний водяной шов может
быть выполнен обычным способом с помощью резиновых колец, установленных в углублениях, образованных
на внешней стороне стенки гильзы; при этом металл предпочтительно утолщается для заполнения указанного
углубления. В этом случае циркуляция воды в водяную рубашку гильзы и из нее может осуществляться через
каналы или отверстия, образованные в головке цилиндра и в плечах гильзы. Для обеспечения положительной
циркуляции в одном направлении на внешней стороне стенок облицовки могут быть сформированы ребра,
разделяющие пространство водяной рубашки и направляющие более холодную воду вниз через одни
отверстия, а более горячую — вверх через другие. Выходные отверстия для слива воды должны
располагаться выше, чем входные отверстия для слива воды, чтобы обеспечить положительный напор в 105
мм.
Поскольку поршень оказывает боковое давление на нижнюю часть гильзы, его можно компенсировать с
помощью упоров, отлитых на нижней части гильзы и упирающихся в старые стенки цилиндра, при этом
необходимо позаботиться о том, чтобы они не мешали извлечению гильзы из цилиндра, наиболее удаленного
от пусковой рукоятки.
Регулируемые винты являются допустимой альтернативой.
В автомобилях Ford цилиндр, расположенный ближе всего к водительскому сиденью, частично находится под
приборной панелью перед водителем, что мешает установке гильзы, если только двигатель не будет снят или
гильза не будет утоплена в нижней части.
Поэтому я предпочитаю делать углубление в нижней части гильзы, чтобы избежать необходимости
перемещать двигатель с его места.
Прокладка между цилиндрами и головкой цилиндров может иметь такую форму, чтобы охватывать гильзу под
выступом, или же могут использоваться отдельные кольцевые прокладки.
Датировано 9 января 1925 года.
Перси Сент-Дж. Кирк, заявитель, Грин Гейблс, Мидл Роуд, Харроу.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в двигателях внутреннего сгорания.
Я, Перси Сент-Джордж Килт, магистр искусств, член Ирландской республиканской армии, член Американской
ассоциации инженеров-строителей, член Американской ассоциации инженеров-строителей, член
Американской ассоциации инженеров-строителей, проживающий по адресу: Грин Гейблс, Мидл 26 Роуд,
Харроу, подданный Великобритании, делаю следующее.
Настоящим заявляю о природе данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно
описаны и установлены в следующем заявлении:
Четырехцилиндровый двигатель Ford предназначен для автомобилей общего назначения и не обязательно
является самым экономичным в условиях конкретной страны. Таким образом, в странах, где топливо обычно
дорогое, желательно, чтобы площадь поршня двигателя была меньше, чем в странах, где топливо дешевое,
поскольку такое уменьшенное значение площади поршня обеспечивает приближение средней нагрузки на
двигатель к полной нагрузке и повышение эффективности работы.
Согласно данному изобретению, гильза, вставляемая в цилиндр для уменьшения его объема, имеет выступ,
который в установленном состоянии либо упирается в верхнюю часть цилиндра, либо во внутренний выступ,
образованный в цилиндре. Гильза цилиндра или новый поршень, или и то, и другое, могут выступать в головку
цилиндра настолько, чтобы уменьшить или способствовать уменьшению объема камеры сгорания в
соответствии с уменьшенным диаметром поршня, в этом случае может использоваться обычная головка
цилиндра. Однако для достижения необходимого снижения рабочего объема может быть установлена новая
или модифицированная головка блока цилиндров.
Рабочий объём двигателя Ford 334J с диаметром цилиндра и ходом поршня 4 дюйма составляет
приблизительно 44 кубических дюйма, а объём камеры сгорания модели 1924 года, по-видимому, находится в
районе 16,25 кубических дюймов.
Предположим, например, что необходимо сохранить существующую степень сжатия, увеличить среднюю
нагрузку на двигатель примерно на 50%, и что выбраны поршни диаметром 3 дюйма. Тогда, если принять
обычный объем камеры сгорания за 16,25 кубических дюймов, рабочий объем поршня 38 с ходом 41 дюйм
составит 28,26 кубических дюймов, а требуемый новый объем камеры сгорания составит приблизительно
16,25 x -6 или 10,5 кубических дюймов.
Объем сжатия в этом новом объеме, разумеется, может быть уменьшен, если требуется более высокая
степень сжатия, или увеличен, если требуется более низкая степень сжатия. 80 Как уже указывалось,
необходимое уменьшение пространства сжатия может быть достигнуто за счет новой головки цилиндра, как
показано на рис. 3, 5 и 6, или за счет удлинения гильзы и поршня в пространство сжатия, как показано на рис.
1 и 4. В последнем случае, при условии, что новые поршни не слишком малы, можно использовать обычную
головку цилиндров.
Поскольку установка гильзы на 90 градусов эквивалентна увеличению толщины стенки цилиндра,
существующая система водяного охлаждения цилиндра становится менее эффективной. Для устранения
этого недостатка, при желании, конструкция футеровки может быть выполнена таким образом, чтобы она
была окружена каналом или каналами водяного охлаждения, предпочтительно расположенными так, чтобы
они стали частью существующей системы водяного охлаждения после установки футеровки. 100 В
предпочтительном варианте гильзы с водяным охлаждением эти каналы образуются между гильзой и
цилиндром, но в другом варианте конструкции они образуются в самой гильзе. 105 Прилагаемые чертежи
иллюстрируют изобретение. Рис. 1 представляет собой вертикальный разрез одного из цилиндров
четырехцилиндрового автомобильного двигателя Ford, оснащенного гильзой с водяным охлаждением; рис. 2
представляет собой разрез 110 верхней части гильзы ниже ребер, показанных на рис. 1, вид снизу; рис. 3
представляет собой вид, аналогичный рис. 1, демонстрирующий модификацию. Рис. 4 sbews. 3 2B8,938 еще
одна модификация, в которой футеровка охлаждается за счет близости к существующей водяной рубашке, а
на рис. 5 и 6 показаны другие модификации.
На рис. 7 представлен план отливки цилиндра после снятия головки блока цилиндров, и на этом рис. На фиг.
1 изображен А-образный план, показывающий один цельный цилиндр с установленной гильзой и половину
соседнего цилиндра, из которого гильза была удалена. B — это половинный план рис. 4, с которого удалена
облицовка, а C — план рис. 5. D — это план, представленный на рис. 6.
На рисунках 1 и 2 показаны снятые головка цилиндров и поршни оригинального двигателя, установленного на
автомобиле Ford, в результате чего остались цилиндры a, клапаны b, шатуны c и картер d. В цилиндр была
установлена гильза e, к шатуну был прикреплен поршень I соответствующего диаметра, и была установлена
соответствующая отливка головки цилиндра g.
Водяные каналы h в этой отливке совпадают с существующими водяными каналами i в корпусе цилиндра.
Гильза e имеет меньший внешний диаметр, чем внутренний диаметр цилиндра a, и имеет периферийные
ребра k, удерживающие между собой наполнитель 1 для создания водонепроницаемого соединения между
цилиндром и гильзой.
Таким образом, пространство m между цилиндром и гильзой используется для циркуляции воды, для чего
гильза имеет 3,5 внешних ребра n, разделяющих верхнюю часть пространства m на два отсека.
Каналы p в плече o облицовки и q ql в головной части обеспечивают циркуляцию воды, обозначенную
стрелками на рис. 1, при этом каналы q являются входными, а каналы q' — выходными; верхние концы
каналов q находятся на более низком уровне, чем верхние концы каналов ql, для обеспечения циркуляции.
На рис. 3 гильза t отлита целиком вместе с головкой блока цилиндров, которая, как и прежде, имеет такую
форму, что в камере сгорания u размещаются существующие клапаны.
Гильза цилиндра отлита с V-образным углублением в стенке, которое на одном конце открыто в область
водяного пространства головки цилиндра, как показано на рисунке.
Конструкция, показанная на рис. 4, отличается от описанной со ссылкой только на рис. 1 тем, что гильза
плотно прилегает к цилиндру без образования водяного канала и имеет сплошную стенку по всей длине, так
что она в достаточной степени передает теплоту сгорания к циркуляции воды в цилиндре.
На фиг. 5 и 6 показаны варианты, в которых головка цилиндра не требует углубления для размещения гильзы.
На рис. 6 цилиндр имеет углубление в точке а1 для размещения плеча гильзы. На рис. 5 6' этой операции
углубления удается избежать благодаря двойной прокладке r1, которая также служит в качестве
компенсационной; тот же результат может быть достигнут с помощью одной утолщенной прокладки.
На рисунках 1 и 7' показана прокладка r между отливкой цилиндра 70 и головкой цилиндра, которая изолирует
камеру сгорания s; клапаны b остаются неизменными при изменении отливки головки. Кольцевая прокладка
p2, расположенная внутри большей прокладки r, обеспечивает плотное соединение 75 между выступом o и
верхней частью цилиндра. На фиг. 4 и 7 одна и та же прокладка³ выполняет обе эти функции. На фиг. 5 и 7
изображена одинарная прокладка rA, дублированная для уже указанной цели или утолщенная, но она не
простирается между выступом o и верхней частью цилиндра, а обхватывает выступ гильзы.
На фиг. 6 и 7D единственная прокладка r' располагается между головкой цилиндра, отливкой цилиндра и
гильзой, и имеет такую форму, что она практически не выступает в камеру сгорания.
На фиг. 1, 4 и 7А r5 показывает специальную прокладку, установленную между верхней частью гильзы и
головкой цилиндра, которая также имеет такую форму, что она существенно не выступает в пространство
сгорания.
Целью изобретения является возможность преобразования двигателя в двигатель с меньшей площадью
поршня без его извлечения из автомобиля, при этом гильза цилиндра, ближайшего к сиденью водителя,
независимо от того, имеет ли она форму, показанную на фиг. 1, или формы, показанные на фиг. 100, 3, 4 и 5,
может быть соответствующим образом срезана с ее нижнего конца, как показано на w, так что при установке
или извлечении в положении, показанном пунктирными линиями y, она может проходить через обычную
рамку, обозначенную на фиг. 1, v. 105 Однако изобретение не ограничивается конструкцией гильзы, которую
можно вставлять в цилиндр или извлекать из него на месте, поскольку очевидно, что двигатель может быть
снят с автомобиля 110 для внесения изменений.
На рисунке z показана типичная опорная деталь, отлитая на гильзе цилиндра, которая прилегает к внутренней
стенке старого цилиндра и воспринимает боковое усилие на нижнем конце гильзы, вызванное поршнем. В
качестве замены можно использовать любой регулируемый абатмент, например, винт.
Хотя желательно, чтобы головка цилиндра имела такую форму, при которой существующие клапаны
оставались нетронутыми, 120 эта особенность не является обязательной, поскольку как гильза, так и головка
цилиндра могут быть снабжены новыми седлами клапанов; в этом случае штоки клапанов или толкатели
могут быть удлинены для компенсации смещения седел клапанов.
Также станет ясно, что благодаря уменьшенному весу движущихся частей мощность, необходимая для
работы двигателя 130 38,088, снизится, и при том же уровне вибрации автомобиль сможет двигаться с
большей скоростью на низкой передаче; это очень желательная особенность для движения в плотном потоке
транспорта на автомобиле, имеющем всего две передние передачи, как, например, у автомобиля Ford.
Если площадь поршня не уменьшится слишком сильно, то менять передаточное число автомобиля не
потребуется. Однако, если площадь поршня слишком мала для существующего передаточного отношения,
последнее можно увеличить, заменив коническую шестерню на одну или две зубья меньше, а также, при
желании, заменив корончатое колесо. Если автомобиль приводится в движение червячной передачей, то
червяк и червячное колесо можно заменить новыми, имеющими желаемое передаточное отношение. В
качестве альтернативы можно установить дополнительные шестерни.
2
J, подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то,
что я
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_238934.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=238934&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB238934A
[]
- '- i
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявления: 26 мая 1924 года. № 12,886/24. 23 Полный левый угол: дек. 24, 1924.
Завершено: август. 26, 1925.
м М ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области термоэлектронных вакуумных ламп или электронных устройств.
Мы, Клод Сеймур, кавалер ордена «За выдающиеся заслуги», капитан Королевского флота, Генри Джордж
Хьюз, магистр наук, радиоинженер, и Герберт Реджинальд Кантело, бакалавр наук, радиоинженер, все из
Школы связи Его Величества Королевского флота.
Барракс, Портсмут, все британские подданные настоящим заявляют, что суть данного изобретения
заключается в следующем: данное изобретение относится к термоэлектронным вакуумным лампам или
клапанам и, в частности, к средствам для крепления нитей накала в термоэлектронных лампах или клапанах.
Изобретение особенно применимо к клапанам, имеющим две или более нити накала и цилиндрические
аноды. На фиг. 1 чертежа, прилагаемого к настоящему описанию, показан один из вариантов конструкции или
расположения нитей в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 2 показана модифицированная компоновка и конструкция в соответствии с данным изобретением.
Согласно изобретению, система нитей накала термоэлектронной вакуумной трубки или лампы состоит из ряда
прямых проводов из материала с подходящими термоэлектронными свойствами, например, вольфрама,
установленных параллельно или цилиндрически таким образом, чтобы они были равномерно распределены.
Отдельные провода могут быть соединены параллельно, последовательно или
последовательно-параллельно, в зависимости от того, что наиболее удобно.
В конструкции и расположении, показанных на рис. 1, нити накала А установлены на соответствующих
концевых элементах В, прикрепленных к двум круглым металлическим дискам CC1, которые соединены,
образуя жесткую конструкцию, центральным стержнем D или несколькими аналогичными стержнями, одним
концом непосредственно закрепленными на диске Cl гайками F, а другим концом отделенными от диска ( с
помощью воротника или втулки E из подходящего изоляционного материала. Эта втулка или хомут может
свободно скользить по регулирующему стержню или системе стержней D в одном направлении, но в другом
направлении ее движение блокируется гайкой G. Изолирующая втулка или хомут E вместе с диском C
крепится к какой-либо неподвижной части конструкции клапана, например, ее удобно закрепить на каркасе
решетки, как показано пунктирными линиями на рис. 1. Таким образом, система нитей свободно висит и
удерживается в натяжении весом диска Cl и стержня D или системы стержней.
Концевые отрезки B нитей накала A крепятся к металлическому диску C1 с помощью гаек IH. Входящие
провода J K крепятся гайками L M к стержню D и диску или пластине C таким образом, чтобы обеспечить
электрическое соединение с соответствующими частями. В данной конструкции центральный стержень или
система стержней, в зависимости от случая, образует электрическое соединение для одного конца нити
накаливания, а металлический диск, изолированный от стержня или стержней, образует другое соединение.
Затем отдельные нити накала соединяются параллельно.
В модифицированной конструкции, показанной на рис. 2, нити накала А снова расположены параллельно и
цилиндрически, и вся система снова закреплена на центральном стержне D или на нескольких металлических
стержнях D, как и в предыдущей конструкции. На одном конце нити накала А закреплены с помощью
соответствующих концевых элементов В и гаек HI на круглом металлическом диске С, который
непосредственно прикреплен к центральному стержню D. На другом конце системы нитей накала нити накала
А прикреплены к соответствующим концевым элементам В31, которые установлены на кремниевом изоляторе
Е и поддерживаются в соответствии с изобретением, описанным в патенте 204237. Кремниевый изолятор E
скользит по центральному стержню D или системе стержней и надежно фиксируется на месте с помощью
гайки I. Такая конструкция позволяет осуществлять параллельное или последовательно-параллельное
соединение отдельных нитей накала. Концевые элементы B3 для нити могут быть удобно выполнены из
металлического стержня, имеющего резьбу на одном конце и закрепленного путем пропускания через
отверстия в круглом металлическом диске C и фиксации с помощью гаек H. Нить может быть привязана или
зажата к своему концевому элементу B. Система нитей, сконструированная в соответствии с данным
изобретением, может быть смонтирована как единое целое, и отдельные нити могут быть легко заменены.
3. Использование большого количества нитей накала позволяет обеспечить равномерное распределение
электронной эмиссии и избежать обычных рисков, связанных с формированием петлеобразных нитей путем
изгиба.
В цилиндрической конструкции из трубки или клапана увеличение рассеиваемой мощности анода влечет за
собой увеличение площади анода, что обычно приводит к увеличению диаметра плиточного анода, и,
следовательно, в случае одиночной или петлеобразной нити накала, установленной вдоль оси анода, к
увеличению импеданса анода. Эта трудность не возникает в системе нитей накала, которая является
предметом данного изобретения, поскольку расстояние между анодом и нитью накала может быть
установлено на любое желаемое значение путем изменения диаметра или расстояния между нитями накала.
Вес системы может представлять собой собственное устройство для натяжения нитей. Изобретение не
ограничивается цилиндрическими конструкциями, хотя оно особенно применимо к клапанам с
цилиндрическими анодами.
Дата: 24 мая 1924 года.
К. Сеймур.
Г. Г. Хьюз.
Х. Р. КАНТЕЛО.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся термоэлектронных вакуумных ламп или электронных устройств.
Мы, Клод Сейур, кавалер ордена «За выдающиеся заслуги», капитан Королевского флота, Хемни Джордж
Хьюз, магистр наук, радиоинженер, и Герберт Реджинальд Кантело, бакалавр наук, радиоинженер, все из
Школы связи Его Величества Королевского флота.
Барракс, Портсмут, все британские подданные настоящим заявляют, что характер данного изобретения и
способ его осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к термоэлектронным вакуумным лампам или клапанам, и в частности к
средствам для крепления нитей накала в термоэлектронных лампах или клапанах. Изобретение особенно
применимо к клапанам, имеющим две или более нити накала и цилиндрические аноды. На чертеже,
прилагаемом к предварительной спецификации, рис.
1
На фиг. 2 показана одна из конструкций или расположений нитей в соответствии с данным изобретением, а на
фиг. 2 — модифицированная конструкция или расположение.
Согласно изобретению, система нитей накала термоэлектронной вакуумной трубки или лампы состоит из ряда
прямых проводов из материала с подходящими термоэлектронными свойствами, например, вольфрама,
установленных параллельно или цилиндрически, таким образом, чтобы они были равномерно распределены
и расположены совместно с центральным стержнем или рядом стержней и металлическими дисками или
пластинами, соединенными таким образом, чтобы образовать жесткую конструкцию, в которой система нитей
накала свободно подвешена и удерживается в натяжении весом нижнего диска или пластины и стержня или
системы стержней.
Такие системы накала, включающие более двух проводов, например, 4 или более проводов, позволяют
соединять отдельные провода, используемые для отдельных или независимых уплотнений, параллельно или
последовательно-параллельно, в зависимости от того, что наиболее удобно.
В конструкции и расположении, показанных на рис. Накаливаемые проволоки А установлены на
соответствующих концевых элементах В, 90, прикрепленных к двум круглым металлическим дискам СЦ',
которые соединены, образуя жесткую конструкцию, центральным стержнем D или рядом подобных стержней,
один конец которых непосредственно закреплен на диске С' гайками F, 95, а другой конец отделен от диска С
с помощью воротника или втулки E из подходящего изоляционного материала. Эта втулка или хомут может
свободно скользить по центральному стержню или системе стержней D в одном направлении, но ее движение
в другом направлении блокируется гайкой G. Изолирующая втулка или хомут E вместе с диском C закреплены
на какой-либо неподвижной части конструкции клапана, например, 105 ее можно удобно закрепить на каркасе
решетки, как показано пунктирными линиями на рис. 1. Таким образом, система нитей свободно подвешена и
удерживается в натяжении весом диска C' и стержня D 110 или системы стержней, а нижний конец одного или
нескольких из этих стержней может проходить через направляющую, удобно прикрепленную к сетке или
другой части клапана, чтобы предотвратить чрезмерное перемещение системы нитей 115.
288,934 Благодаря таким конструкциям удается избежать изгиба. 65 В цилиндрической конструкции из трубки
или клапана увеличение рассеиваемой мощности анода влечет за собой увеличение площади анода, что
обычно приводит к увеличению диаметра анода, и, следовательно, в случае одиночной или петлеобразной
нити накала, установленной вдоль оси анода, к увеличению импеданса анода. Эта трудность не возникает в
системе нитей накала, которая является предметом данного изобретения, поскольку расстояние между
анодом и нитью накала может быть установлено на любое желаемое значение путем изменения диаметра
или расстояния между нитями накала.
Вес системы может составлять 80 единиц, включая собственное устройство для натяжения нити. Изобретение
не ограничивается цилиндрическими конструкциями, хотя оно особенно применимо к клапанам с
цилиндрическими анодами. 85 В свете вышеизложенного, подробно описанного и уточненного характера
нашего изобретения и способа его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_238935.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=238935&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB238935A
[]
Полная спецификация.
Усовершенствования в области зуборезных станков или относящиеся к ним.
Я, Матаити Сайто, проживающий по адресу: № 70, Сёда, Наналури Мура, Итисигун, Мие Кен, Япония,
подданный императора Японии и инженер, настоящим заявляю о природе данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к способу нарезания зубьев конических зубчатых передач со спиральными зубьями,
обычно используемых в машинах, и к станку, приспособленному для этой работы, а также к специальной
зуборезной фрезе, предназначенной для использования со станком.
Согласно предложенному мною способу, шаг резьбы таков, что при ее формировании в плоскости его можно
выразить уравнениями y = Ax² + Bx + c или 0 = Alp + Bl - log R, при этом фреза вращается таким образом,
чтобы войти в зацепление с воображаемым корончатым колесом, то есть колесом, которое приводится в
движение путем формирования указанной конической шестерни в вертикальной плоскости, и при этом
указанная коническая шестерня также зацепляется с указанным воображаемым корончатым колесом,
расположенным позади последнего.
Следует отметить, что мне известно о Спецификации № 208, 177, и я не претендую ни на что из заявленного
или описанного в ней.
Мне также известно о ранее выданных патентах № 220, 027, 230, 884 и 230, 885, и я не претендую на
какие-либо права, заявленные в их описаниях.
Прилагаемый чертеж поясняет мое изобретение, на котором: — Рисунки 1, 2, 3 и 4 схематически объясняют
теорию моего изобретения, Рисунок 5 представляет собой продольный разрез машины, являющейся моим
изобретением, Рисунок 6 представляет собой боковой разрез, увиденный с левой стороны, правой половины
машины, изображенной на Рисунке 5, разрезанный вертикально посередине, и Рисунок 7 также представляет
собой боковой разрез левой половины, увиденный с правой стороны.
На рисунках 8, 9, 10, 11 и 12 также схематически показано мое изобретение.
На рисунке 13 показано, как фиксируется режущий инструмент станка, созданного по моему изобретению, при
использовании конической фрезы.
На рисунках воображаемый диск (1), цилиндр (2), представляющий собой поверхность, содержащую
делительную окружность фрезы, и усеченный конус (3), представляющий собой поверхность, содержащую
делительную окружность конической зубчатой передачи, расположены в относительном положении, как
показано на рисунках 1 и 2. Теперь предположим, что воображаемый диск (1) вращается вокруг своего центра
(0) с угловой скоростью. V, и цилиндр (2) вращается вокруг своей оси АБ с угловой скоростью v, и что цилиндр
(2) имеет винтовую резьбу, как если бы на него было намотано несколько криволинейных линий (4) кривизны,
выраженных уравнением (X), которое будет объяснено позже. Затем на воображаемом аллее (1) будут
описаны кривые линии (5), Рисунок 1. Если число этих кривых линий (5) равно N, а число кривых линий (4) на
цилиндре (2) равно n, то соотношение между V и v может быть выражено уравнением v/V = N/@ (I) V = n.
Далее, усеченный конус (3) имеет n-е число кривых линий (6) и вращается вокруг своей оси QC с угловой
скоростью yl, причем скорость V1 такова, что поверхность усеченного конуса всегда находится в контакте с
воображаемым диском без какого-либо проскальзывания; и соотношение между N и Nl таково, что одна из
кривых линий (5) всегда находится в контакте в одной точке с одной из кривых линий (6).
Усеченный конус (3), помимо своего вращения вокруг своей оси OC, вращается вокруг оси с линией OOl в
качестве оси, поддерживая угловую скорость vl. В этом случае также отсутствует проскальзывание между
поверхностями воображаемого диска и усеченного конуса, и кривые линии (5) на первом и кривые линии (6) на
втором всегда соприкасаются в одной точке.
Взаимосвязь движения двух объектов в данный момент времени показана следующим уравнением: <img
file="img00020001.tif" frnum="0001" he="007" id="00020001" img-format="tif" pgnum="0002" wi="043"/>
Из уравнений (I) и (II) <img file="img00020002.tif" frnum="0002" he="008" id="00020002" img-format="tif"
pgnum="0002" wi="048"/>
Поскольку воображаемый диск и усеченный конус вращаются, соприкасаясь друг с другом без малейшего
проскальзывания, как было сказано ранее, соотношение между значением N и значением Nl следующее: если
угол усеченного конуса равен N, то N = sin 0. Подставляя приведенное выше уравнение в уравнение (III) и
упрощая <img file="img00020003.tif" frnum="0003" he="009" id="00020003" img-format="tif" pgnum="0002"
wi="051"/>
Изобретенная мной машина сконструирована таким образом, что позволяет изготавливать фрезу и заготовку
для вращающегося конического колеса, сохраняя соотношение уравнения (IV), и к тому моменту, когда ось
заготовки перемещается от OC1 до OC11 со скоростью v1, заготовка полностью обработана зубьями. Далее,
геометрическое место центра на линии шага режущих зубьев фрезы моего изобретения, то есть
криволинейная линия (4) на цилиндре (2), образует особую спиральную линию, и если ее развить в плоскости,
она образует криволинейную линию, как будет объяснено далее. На рисунке 3 ED и EF — координатные оси,
пересекающиеся под прямым углом, причем ED — ось Y, а EF — ось X, а кривая линия DF — развертка
резьбы (4), выполненная линией шага зубьев фрезы, а FG — кривая линия (5), описанная на поверхности
воображаемого диска (1). Обе кривые DF и GF соприкасаются в точке F, при этом FH — общая касательная к
обеим кривым, и это точка, в которой касательная FG пересекает ось Y. Плоскость осей Y и X совпадает с
воображаемым диском, а ось фрезы лежит в плоскости, содержащей ось a и перпендикулярной оси Y,
параллельной оси X. Точка O — центр воображаемого диска, лежащий на оси Y.
Предполагается, что угол FHE равен ss, а угол FOE равен a.
На рисунке 4 показано относительное движение воображаемого диска и резца в точке F, когда они движутся,
сохраняя соотношение, представленное уравнением (I), где FIL — величина движения резца, а FF11 —
величина движения воображаемого диска в точке F. Поскольку кривые (4) и (5), соответственно на резце и
воображаемом диске, касаются друг друга, компоненты скоростей двух кривых в точке F в направлениях,
перпендикулярных касательной F H, общей для обеих кривых, представленной Ff, должны быть одинаковыми,
и поэтому угол FF1 F11 представляет собой угол, а отрезок Fl Fll — относительное движение двух кривых в
точке F в направлении касательной, то есть скорость, с которой резец режет зубья. Далее, поскольку скорость
FF11 является линейной, в момент, когда точка F вращается на воображаемом диске с центром в точке 0,
угол, который FF1 образует с линией, перпендикулярной FF1, всегда равен углу a.
То есть, если точка, в которой прямая, перпендикулярная FFll в точке Fll, пересекает прямую FFl, обозначена
как I, то угол F11 представляет собой угол a, и в треугольнике Fl F11 I Fl F"I=a-9. То есть, угол Fl F11 I
представляет собой угол деформации делительной линии зубьев конического колеса, подлежащего резке,
или изогнутого зуба (6), в точке F. И из вышеприведенной теории мы получаем <img file="img00020004.tif"
frnum="0004" he="015" id="00020004" img-format="tif" pgnum="0002" wi="050"/>
В приведенном выше уравнении r обозначает радиус делительной окружности режущего инструмента, а R —
длину OE на рисунках 1, 2 и 3.
В треугольнике FFl lF ri (90 +a-ss) (IV) i sin, ' Из уравнений (V) и (VI) <img file="img00020005.tif" frnum="0005"
he="015" id="00020005" img-format="tif" pgnum="0002" wi="042"/>
Упростив вышеприведенное уравнение Cot ss = RN-tan a (VII), получаем, что уравнение (VII) является
условием, которое должно быть выполнено для того, чтобы кривые (4) и (5) соответственно на резце и
воображаемом диске имели общую касательную. И поскольку линия контакта воображаемого диска и
цилиндра, описываемого окружностью шага резца, будет прямой линией, Tan a VIII), в которой x —
переменная величина, представляющая расстояние на горизонтальной оси X; а градиент относительно
вышеуказанной координатной оси кривой (4), образованной линией шага резца, равен -= ~ cot (IX). Как
следует из трех уравнений (VII), (VIII) и (IX), уравнение кривой (4) имеет вид <img file="img00030001.tif"
frnum="0001" he="014" id="00030001" img-format="tif" pgnum="0003" wi="048"/>
Приведенное выше описание относится к уравнению, описывающему процесс в случае цилиндрической
формы поверхности делительной окружности режущего инструмента, однако такая поверхность может быть
выполнена в конической форме. На рисунках 8, 9 и 10 представлены схематические изображения,
показывающие относительное положение воображаемого диска (101), конуса (102), представляющего
делительную поверхность фрезы, и усеченного конуса (103), представляющего делительную поверхность
конической зубчатой передачи, когда делительная поверхность фрезы имеет коническую форму. Если в этом
случае v, V, N, n и sss обозначают скорость, количество зубьев и угол соответственно в тех же относительных
положениях, что и в случае, когда поверхность, содержащая делительную окружность фрезы, является
цилиндрической, то уравнения (I), (II), (III) и (IV) остаются в силе, как и в предыдущем случае.
Когда резец имеет коническую форму, кривая (104) соответствует кривой (4) в случае цилиндрической формы
резца, а когда они развернуты в плоскости, они обладают следующими свойствами: На рисунке 11 M —
вершина полярной координаты, а M E — радиус-вектор.
Изогнутая линия (F D) представляет собой развитие резьбы, образующей делительную линию зубьев фрезы,
а F G — изогнутая линия (105) на поверхности воображаемого диска (101). Эти две кривые линии касаются
друг друга в точке F, и F H является касательной к обеим, причем эта точка F всегда лежит на продолжении
линии M E. Пусть угол F H E равен ss, а угол F 0 E a. На рисунке 12 показано, когда воображаемый диск и
резец движутся, сохраняя соотношение уравнения (I), соотношение перемещения точки F на каждом из них,
где F Fl представляет собой величину перемещения точки 7 на резце, а F Flt — величину перемещения той же
точки на воображаемом диске. Таким образом, как и в случае цилиндрического резца, угол Fl равен углу S, а
угол Fl равен углу a, и в этом случае Fll перпендикулярен Fl11. По этой причине <img file="img00030002.tif"
frnum="0002" he="019" id="00030002" img-format="tif" pgnum="0003" wi="047"/>
В приведенном выше уравнении r — радиус делительной окружности малого конца фрезы, R — длина 0 E; k
— длина M. E, а p — длина M F и переменный элемент в зависимости от положения точки F. В треугольнике J
pi Fll FF1 sin (90 +a-ss) (XII) FFll-sin (3 Из уравнений (XI) и (zip) <img file="img00030003.tif" frnum="0003" he="019"
id="00030003" img-format="tif" pgnum="0003" wi="043"/>
В упрощенном виде Cot ss=rN/RnK # - tan a (XIII) Уравнение (XIII) является условием, которое должно быть
выполнено для того, чтобы кривые линии (104) и (105), соответственно на режущем инструменте и
воображаемом диске, имели общую касательную. И поскольку линия контакта воображаемого диска и
усеченного конуса, описываемого окружностью шага резца, будет прямой линией tan = (XIV) Предположим,
что кривая (104) представлена полярным уравнением, в котором M — вершина, p — радиус-вектор в точке F, а
— угол, образованный последним с базовой линией, тогда градиент кривой (104) в точке F d#= - cot ss (XV) po
= Из уравнений (XIII), (XIV) и (L : V) уравнение кривой (104) имеет вид dO nK-Nr K # d#= RnK # - R Если
значение p не равно нулю или бесконечности <img file="img00030004.tif" frnum="0004" he="016" id="00030004"
img-format="tif" pgnum="0003" wi="052"/>
Фреза, описанная в данном изобретении, характеризуется тем, что она нарезает зубья, как если бы они были
расположены на спиральной линии, развертка которой представляет собой кривую, выраженную уравнением
(X) или (XVI), и установлена на станке, который совершает движение, выраженное уравнением (IV), и
нарезает зубья спирального конического колеса.
На рисунках 5, 6 и 7 показан пример машины моего изобретения для нарезания зубьев конического колеса,
выполняющей свою работу путем вращения фрезы и заготовки в соответствии с уравнением (IV). (10) — это
основная рама, на которой установлены фреза (2) и механизмы, с помощью которых фреза совершает
необходимые движения. (42) также является рамой, которая поддерживает заготовку (3) и механизмы,
которые перемещают заготовку (3) в требуемом направлении, и прочно закреплена на основной раме (10) с
левой стороны ее нижней части. Как показано на рисунках, фреза и заготовка находятся на своих
относительных местах.
Соседние файлы в папке патенты