(57)【要約】  往復機械のためのクランクケースアセンブリが提供され、クランクケースは、少なくとも１つのシリンダを有し、少なくとも１つのシリンダは、少なくとも１つのシリンダ内に配置された湿式シリンダライナを有する。加圧ガスを充填および排出するためのシリンダヘッドが、クランクケースに取り付けられ、シリンダからの加圧ガスの漏れを防止するためのシリンダヘッドガスケットが、クランクケースと、シリンダヘッドとの間に配置され、シリンダライナの内壁から周方向に離隔させられて延びている。周囲冷却材チャネルが、内側クランクケース壁と、シリンダライナの外壁との間に形成されており、下側シーリング手段が、冷却材流体の漏れを防止するために、冷却材チャネルのクランクシャフト側において内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に配置されている。上側シーリング手段は、冷却材流体の漏れを防止するために、冷却材チャネルのシリンダヘッド側において、内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に配置されている。
2019505742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復機械のためのクランクケースアセンブリであって、
クランクシャフトを収容するように構成されたクランクケースと、
該クランクケースに配置された湿式シリンダライナと、
前記湿式シリンダライナにガスを充填しかつ前記湿式シリンダライナから加圧ガスを排出するように構成されたシリンダヘッドであって、前記湿式シリンダライナのクランクシャフト側とは反対の前記湿式シリンダライナのシリンダヘッド側において前記クランクケースに取り付けられた、シリンダヘッドと、
前記湿式シリンダライナからの前記加圧ガスの漏れを防止するように構成された、前記シリンダヘッドと前記クランクケースとの間のシリンダヘッドガスケットであって、前記湿式シリンダライナの内壁から周方向に離隔させられて配置されている、シリンダヘッドガスケットと、
前記内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナの外壁との間に形成された周囲冷却材チャネルと、
前記周囲冷却材チャネルのクランクシャフト側において前記内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナとの間に配置された下側シーリング配列であって、冷却材流体の漏れを防止するように構成されている、下側シーリング配列と、
前記周囲冷却材チャネルのシリンダヘッド側において前記内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナとの間に配置された第１の上側シーリング配列であって、冷却材の漏れを防止するように構成されている、第１の上側シーリング配列と、
前記第１の上側シーリング配列と、ガスが加圧される前記湿式シリンダライナの内側領域との間に配置された、前記第１の上側シーリング配列から軸方向に離隔させられた第２の上側シーリング配列であって、前記加圧ガスが前記第１の上側シーリング配列に提供されることを防止するように構成されている、第２の上側シーリング配列と、
を備える、往復機械のためのクランクケースアセンブリ。
【請求項２】
前記第２の上側シーリング配列は、前記内側クランクケース壁と、前記湿式シリンダライナとの間に配置されている、請求項１記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項３】
前記湿式シリンダライナは、前記冷却材チャネルのシリンダヘッド側において、半径方向へ突出した周囲肩部を有する、請求項１記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の上側シーリング配列および前記第２の上側シーリング配列のうちの少なくとも一方は、前記湿式シリンダライナの前記周囲肩部と、前記内側クランクケース壁との間に配置されている、請求項３記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項５】
前記第２の上側シーリング配列は、前記湿式シリンダライナのシリンダヘッド側または前記クランクケースのシリンダヘッド側に配置されている、請求項１記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項６】
前記第２の上側シーリング配列は、前記シリンダヘッドガスケットによって形成されている、請求項５記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の上側シーリング配列、前記第２の上側シーリング配列および前記下側シーリング配列のうちの少なくとも１つは、前記湿式シリンダライナの前記外壁に形成された周囲溝または前記内側クランクケース壁に形成された周囲溝に配置されている、請求項１記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の上側シーリング配列は、前記湿式シリンダライナの前記半径方向へ突出した周囲肩部のクランクシャフト側における面取り部と、前記湿式シリンダライナの前記周囲肩部が配置されている、前記内側クランクケース壁の対応する凹所との間に設けられている、請求項３記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項９】
前記第１の上側シーリング配列および前記第２の上側シーリング配列のうちの少なくとも一方は、Ｏ−リングシール、Ｖ−シール、Ｘ−シール、クワッド−リング−シール、リング−シール、シーリング流体およびペーストシーラントのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項１０】
少なくとも１つのベントチャネルが、前記第１の上側シーリング配列と、前記第２の上側シーリング配列との間において前記内側クランクケース壁に配置されている、請求項１記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１記載のクランクケースアセンブリを含む、往復機械。
【請求項１２】
往復機械のためのクランクケースアセンブリを組み立てる方法であって、
クランクシャフトを収容するように構成されたクランクケースを提供するステップと、
該クランクケースに湿式シリンダライナを挿入するステップと、
前記湿式シリンダライナにガスを充填しかつ該湿式シリンダライナから加圧ガスを排出するように構成されたシリンダヘッドを、前記湿式シリンダライナのクランクシャフト側とは反対の前記湿式シリンダライナのシリンダヘッド側において、前記シリンダヘッドと前記クランクケースとの間のシリンダヘッドガスケットとともに前記クランクケースに取り付けるステップと、を含み、
前記シリンダヘッドガスケットは、前記湿式シリンダライナからの加圧ガスの漏れを防止するように構成されておりかつ前記湿式シリンダライナの内壁から周方向に離隔させられて配置されており、
前記湿式シリンダライナを前記クランクケースへ挿入する際、
周囲冷却材チャネルが、前記内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナの外壁との間に形成され、
下側シーリング配列が、前記周囲冷却材チャネルのクランクシャフト側において前記内側クランクケース壁と湿式シリンダライナとの間に配置され、前記下側シーリング配列は、冷却材流体の漏れを防止するように構成されており、
第１の上側シーリング配列が、前記周囲冷却材チャネルのシリンダヘッド側において前記内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナとの間に配置され、前記第１の上側シーリング配列は、前記冷却材流体の漏れを防止するように構成されており、
前記第１の上側シーリング配列から軸方向に離隔させられた第２の上側シーリング配列が、前記第１の上側シーリング配列と、ガスが加圧される前記湿式シリンダライナの内側領域との間に配置され、前記第２の上側シーリング配列は、加圧ガスが前記第１の上側シーリング配列に提供されることを防止するように構成されている、
往復機械のためのクランクケースアセンブリを組み立てる方法。
【請求項１３】
前記第２の上側シーリング配列は、前記内側クランクケース壁と、前記湿式シリンダライナとの間に配置されている、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記湿式シリンダライナは、前記冷却材チャネルのシリンダヘッド側において、半径方向へ突出した周囲肩部を有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の上側シーリング配列および前記第２の上側シーリング配列のうちの少なくとも一方は、前記湿式シリンダライナの前記周囲肩部と、前記内側クランクケース壁との間に配置されている、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのベントチャネルが、前記第１の上側シーリング配列と、前記第２の上側シーリング配列との間において前記内側クランクケース壁に配置されている、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
往復機械のためのクランクケースアセンブリであって、
クランクシャフトを収容するように構成されたクランクケースと、
前記クランクケースに配置されている、湿式シリンダライナと、
前記湿式シリンダライナにガスを充填しかつ前記湿式シリンダライナから加圧ガスを排出するように構成されたシリンダヘッドであって、シリンダのクランクシャフト側とは反対の前記湿式シリンダライナのシリンダヘッド側において前記クランクケースに取り付けられた、シリンダヘッドと、
前記湿式シリンダライナからの加圧ガスの漏れを防止するための、前記シリンダヘッドと前記クランクケースとの間のシリンダヘッドシーリング手段であって、前記湿式シリンダライナの内壁から周方向に離隔させられて配置されている、シリンダヘッドシーリング手段と、
内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナの外壁との間に形成された周囲冷却材チャネルと、
冷却材流体の漏れを防止するための、前記周囲冷却材チャネルのクランクシャフト側において前記内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナとの間に配置された下側シーリング手段と、
前記周囲冷却材チャネルのシリンダヘッド側において前記内側クランクケース壁と前記湿式シリンダライナとの間に配置された第１の上側シーリング手段であって、前記冷却材流体の漏れを防止するように構成されている、第１の上側シーリング手段と、
前記加圧ガスが前記第１の上側シーリング手段に提供されることを防止するための、前記第１の上側シーリング手段と、ガスが加圧される前記湿式シリンダライナの内側領域との間に配置された、前記第１の上側シーリング手段から軸方向に離隔させられた第２の上側シーリング手段と、
を備える、往復機械のためのクランクケースアセンブリ。
【請求項１８】
前記第２の上側シーリング手段は、前記内側クランクケース壁と、前記湿式シリンダライナとの間に配置されている、請求項１７記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項１９】
前記湿式シリンダライナは、前記冷却材チャネルのシリンダヘッド側において、半径方向へ突出した周囲肩部を有する、請求項１７記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項２０】
前記第１の上側シーリング手段および前記第２の上側シーリング手段のうちの少なくとも一方は、前記湿式シリンダライナの前記周囲肩部と、前記内側クランクケース壁との間に配置されている、請求項１９記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項２１】
前記第２の上側シーリング手段は、前記湿式シリンダライナのシリンダヘッド側または前記クランクケースのシリンダヘッド側に配置されている、請求項１７記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項２２】
少なくとも１つのベント手段が、前記第１の上側シーリング手段と、前記第２の上側シーリング手段との間において内側クランクケース壁に配置されている、請求項１７記載のクランクケースアセンブリ。
【請求項２３】
往復機械の湿式ライナクランクケースのためのシリンダライナであって、
往復ピストンを収容しかつ前記湿式ライナクランクケースに挿入されるように構成された湿式シリンダライナを有し、
前記湿式シリンダライナの外壁は、前記湿式ライナクランクケースの内壁と協働するように構成されており、これにより、
前記外壁と前記内壁との間に周囲冷却材チャネルを形成し、
前記外壁と前記内壁との間に、
冷却材流体の漏れを防止するように構成された、前記周囲冷却材チャネルのクランクシャフト側における下側シーリング配列と、
前記冷却材流体の漏れを防止するように構成された、前記周囲冷却材チャネルのシリンダヘッド側における第１の上側シーリング配列と、
該第１の上側シーリング配列と、ガスが加圧される前記湿式シリンダライナの内側領域との間に配置された、前記第１の上側シーリング配列から軸方向に離隔させられた第２の上側シーリング配列であって、加圧ガスが前記第１の上側シーリング配列に提供されることを防止するように構成された、第２の上側シーリング配列と、
を収容する、往復機械の湿式ライナクランクケースのためのシリンダライナ。
【請求項２４】
前記湿式シリンダライナは、前記冷却材チャネルのシリンダヘッド側において、半径方向へ突出した周囲肩部を有する、請求項２３記載のシリンダライナ。
【請求項２５】
前記湿式シリンダライナの外壁は、前記湿式シリンダライナの前記周囲肩部と、内側クランクケース壁との間に、前記第１の上側シーリング配列および前記第２の上側シーリング配列のうちの少なくとも一方を収容するように構成されている、請求項２４記載のシリンダライナ。
【請求項２６】
前記第２の上側シーリング配列は、前記湿式シリンダライナの前記外壁のシリンダヘッド側に収容されている、請求項２３記載のシリンダライナ。
【請求項２７】
前記第１の上側シーリング配列、前記第２の上側シーリング配列および前記下側シーリング配列のうちの少なくとも１つは、前記湿式シリンダライナの前記外壁に形成された周囲溝に収容されている、請求項２３記載のシリンダライナ。
【請求項２８】
前記湿式シリンダライナの前記外壁は、前記第１の上側シーリング配列を収容するように構成された、前記湿式シリンダライナの前記半径方向へ突出した周囲肩部のクランクシャフト側における面取り部を有する、請求項２４記載のシリンダライナ。
【請求項２９】
往復機械の湿式ライナクランクケースであって、
クランクシャフトを収容するように構成されたクランクケースを有し、前記クランクケースは、挿入された湿式シリンダライナを収容するように構成されており、
前記クランクケースの内壁において、前記クランクケースは、前記湿式シリンダライナの外壁と協働するように構成されており、これにより、
前記内壁と前記外壁との間に周囲冷却材チャネルを形成し、
前記内壁と前記外壁との間に、
冷却材流体の漏れを防止するように構成された、前記周囲冷却材チャネルのクランクシャフト側における下側シーリング配列と、
前記冷却材流体の漏れを防止するように構成された、前記周囲冷却材チャネルのシリンダヘッド側における第１の上側シーリング配列と、
前記第１の上側シーリング配列と、ガスが加圧される前記湿式シリンダライナの内側領域との間に配置された、前記第１の上側シーリング配列から軸方向に離隔させられた第２の上側シーリング配列であって、加圧ガスが前記第１の上側シーリング配列に提供されることを防止するように構成された、第２の上側シーリング配列と、
を収容する、往復機械の湿式ライナクランクケース。
【請求項３０】
前記第２の上側シーリング配列は、前記内側クランクケース壁と、前記湿式シリンダライナとの間に配置されている、請求項２９記載の湿式ライナクランクケース。
【請求項３１】
前記クランクケースの前記内壁は、前記内側クランクケース壁と、前記クランクケースのシリンダヘッド側における前記湿式シリンダライナの半径方向へ突出した周囲肩部との間に、前記第１の上側シーリング配列および前記第２の上側シーリング配列のうちの少なくとも一方を収容するように構成されている、請求項２９記載の湿式ライナクランクケース。
【請求項３２】
前記第２の上側シーリング配列は、前記クランクケースのシリンダヘッド側に配置されている、請求項２９記載の湿式ライナクランクケース。
【請求項３３】
前記クランクケースは、前記第１の上側シーリング配列と、前記第２の上側シーリング配列との間において内側クランクケース壁に配置された少なくとも１つのベントチャネルを有する、請求項２９記載の湿式ライナクランクケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、２０１６年２月１日に出願された米国特許出願第１５／０１２４４１号明細書（U.S. Application No.15/012,441）の利益を請求し、その内容の全体は引用したことにより本明細書に組み入れられる。
【０００２】
発明の背景および概要
本発明は、往復機械のためのクランクケースアセンブリ、特に、湿式シリンダライナ配列を備える少なくとも１つのシリンダを有するクランクケースに関する。発明は、湿式シリンダライナを有する商用車両往復圧縮機を含む、固定使用または可動使用に適している。このようなライナは、特に、ダイカストされたクランクケース、例えば、圧力ダイカストされたアルミニウムクランクケースにおいて使用されている。
【０００３】
このようなクランクケースアセンブリにおいて、加圧ガスを充填および排出するためのシリンダヘッドがクランクケースに取り付けられている。シリンダからの加圧ガスの漏れを防止するためのシリンダヘッドガスケットは、シリンダライナの内壁から周方向に離隔させられて、シリンダヘッドに配置されている。周囲冷却材チャネルは、内側クランクケース壁と、シリンダライナの外壁との間に形成されている。下側シーリング配列は、冷却材の漏れを阻止するために、冷却材チャネルのクランクシャフト側において内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に設けられている。第１の上側シーリング配列は、シリンダヘッド側への冷却材の漏れを阻止するために、冷却材チャネルのシリンダヘッド側において内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に設けられている。
【０００４】
湿式シリンダライナを有する圧力ダイカストされたアルミニウムクランクケースの１つの設計において、ライナは、鋳造プロセスの後に初めてクランクケースシリンダ内に挿入され、これは、より複雑でない鋳造プロセスを可能にする。このような設計では、シリンダライナは、通常、締りばめによってクランクケースのシリンダ内に挿入され、冷却材チャネルが、湿式シリンダライナのシリンダ接触面の領域を包囲している。ライナの外壁およびクランクケースシリンダは、冷却材流体のための環状の空間を形成している。ライナは、冷却材流体と直接接触し、これにより、湿式ライナと呼ばれる。
【０００５】
例えば、商用車両圧縮機用途では、冷却材流体は、ギヤ被駆動圧縮機が接続されたヘビーデューティエンジンによって供給される。このようなエンジンによって供給される典型的な冷却材圧力は、３．５相対ｂａｒ（５０．８ｐｓｉ）までの範囲である。幾つかのより新しいエンジンは、６．５ｂａｒ（９４．３ｐｓｉ）までの冷却材圧力のために設計されている。さらに、冷却される別の補助機器の数およびタイプに応じて、冷却材圧力は、一次的に、さらに上昇することがある。加えて、シリンダ内で加圧されたガスの振動圧力は、シリンダヘッド側において内側クランクケース壁とシリンダライナとの間に配置されたシーリング手段に作用する。これらのより高い圧力は、例えば冷却材チャネル内への加圧ガスの漏れを許容するシリンダヘッド側における摩耗したシーリング手段の結果として、従来のシーリング設計の漏れの可能性を高める。さらに、これらのより高い圧力は、冷却材チャネルのクランクシャフト側における内側クランクケース壁とシリンダライナとの間の下側シーリング手段を過負荷することがあり、その結果、潜在的に、往復機械オイル回路への冷却材漏れを生じる。
【０００６】
公知の往復機械は、しばしば、漏れの可能性を最小限にするために、鋳込みライナを提供する。このソリューションは、クランクケースを圧力ダイカストするためには適用可能でない。なぜならば、水チャネルのためのコアを、鋳造後に取り出すことができないからである。シリンダ内の振動するガス圧力をシールするために鋼ビードシリンダヘッドガスケットを使用することも公知である。しかしながら、シリンダヘッドガスケットのシーリング手段がライナの内径の近くに配置される一方で、シリンダヘッドボルトがガスケットシーリング手段に対して所定の半径方向距離にあるとすると、モーメント負荷は、シリンダヘッド（より正確に言えば、シリンダヘッドガスケットに配置された弁板）の傘状の変形を生じる可能性がある。これは、使用中にボルトが緩むリスクを生じる。別のリスクは、シリンダライナが変形することにより、オイルがピストンリングを通過し、圧縮機によって圧縮されたガスによって、ブレーキシステム内へ運ばれる可能性があるということである。
【０００７】
したがって、本発明の課題は、公知の設計の欠点を克服し、往復機械のための改良されたクランクケースアセンブリを提供することである。
【０００８】
本発明は、少なくとも１つのシリンダを有するクランクケースを備える、往復機械のためのクランクケースアセンブリを提供し、少なくとも１つのシリンダは、少なくとも１つのシリンダに配置された湿式シリンダライナを有する。加圧ガスを充填および排出するためのシリンダヘッドが、クランクケースに取り付けられ、シリンダからの加圧ガスの漏れを防止するためのシリンダヘッドガスケットが、クランクケースと、シリンダヘッドとの間に配置されている。シリンダヘッドガスケットは、シリンダライナの内壁から周方向に離隔させられている。
【０００９】
周囲冷却材チャネルが、内側クランクケース壁と、シリンダライナの外壁との間に形成されており、下側シーリング配列が、冷却材チャネルからクランクケース（およびクランクケース内のオイル）内への冷却材漏れを防止するために、冷却材チャネルのクランクシャフト側において内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に配置されている。第１の上側シーリング配列は、シリンダヘッド側への冷却材漏れを防止するために、冷却材チャネルのシリンダヘッド側において内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に設けられている。第１の上側シーリング配列とは別個に、加圧ガスが第１の上側シーリング配列に影響することを防止するために、第２の上側シーリング配列が設けられている。
【００１０】
上述のように、少なくとも１つのシリンダを備え、少なくとも１つのシリンダが、少なくとも１つのシリンダに配置された湿式シリンダライナを有する、往復機械のためのクランクケースアセンブリが提供される。このようなシリンダライナは、“湿式”シリンダライナとして公知である。なぜならば、冷却材は、シリンダ内のピストンの接触面を冷却するために、シリンダライナの外壁に沿って流れるからである。以下では、簡略化のために、湿式シリンダライナは、“シリンダライナ”または“ライナ”とも呼ばれる。
【００１１】
クランクケースアセンブリは、加圧されていないガスをシリンダ内へ充填し、加圧されたガスをシリンダから排出するためにクランクケースに取り付けられたシリンダヘッドを有する。シリンダヘッドは、通常、ガスの充填および排出を制御するために、シリンダスペースの上部に設けられた弁を有する弁板を備える。本発明の説明において、弁板とシリンダヘッドとの区別はしない。なぜならば、弁板は、シリンダヘッドの１つの要素であると考えられるからである。
【００１２】
シリンダヘッドとクランクケースとの間に、シリンダからの加圧ガスの漏れを防止するためのシーリングを提供するシリンダヘッドガスケットが配置されている。１つの例において、シリンダヘッドシーリング配列は、ビードである。ビードは、シリンダライナの内壁から周方向に離隔させられており、これにより、クランクケースの上面および／またはシリンダライナの上面と、クランクケースの上面および／またはシリンダライナの上面に面したシリンダヘッドの面との間にシールを確立する。また、シリンダライナの外壁から離隔されて延びるシリンダヘッドガスケットのシーリング配列により、加圧ガスは、クランクケース壁とシリンダライナとの間の接触領域に作用する。
【００１３】
周囲冷却材チャネルは、内側クランクケース壁と、シリンダライナの外壁との間に形成されている。高圧下の冷却材流体は、シリンダライナ内で往復する圧縮機ピストンに隣接したシリンダの接触面を冷却するために、冷却材チャネルを通って案内される。実施の形態に応じて、冷却材チャネルは、環状であってもよく、所望の冷却能力を提供するために十分なシリンダライナの軸方向長さの一部分にわたって軸方向に延びていてもよい。下側シーリング配列は、クランクケースのクランクシャフト側への冷却材漏れを防止するために、内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に設けられている。下側シーリング配列は、Ｏリング等のシーリングリングによって形成されていてもよく、シリンダライナ壁またはクランクケースの内壁における周囲溝に設けられていてもよい。同様に、下側シーリング配列は、シリンダライナとクランクケースシリンダとの係合面に提供された接着剤または別の適切なシーリング物質によって形成されていてもよい。また、下側シーリング配列は、シリンダライナと、クランクケースの内壁との間の締りばめによって、例えば、シリンダライナ壁またはクランクケースの内壁における周囲スプリングバック溝を有し、このスプリングバック溝内へ、向き合った係合面の材料が入り込んでシールを形成することによって、提供されてもよい。下側シーリング配列は、クランクケースのクランクシャフト側への冷却材漏れを防止する、内側クランクケース壁と、内側クランクケース壁に挿入されたシリンダライナとの間の材料および／または輪郭のあらゆるその他の適切な構成によって形成されてもよい。
【００１４】
第１の上側シーリング配列は、シリンダヘッド側への冷却材漏れを防止するために、冷却材チャネルのシリンダヘッド側において内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に設けられている。第１の上側シーリング配列は、例えば、クランクケースシリンダの壁部に隣接したシリンダライナの周囲肩部の面を有することによって、内側クランクケース壁またはシリンダライナ壁における周囲溝に設けられた、Ｏリング等のシーリングリングによって形成されていてもよい。第１の上側シーリング配列は、冷却材チャネルのシリンダヘッド側において内側クランクケース壁と、シリンダライナとの間に提供されたシーリング物質によって、または冷却材チャネルのシリンダヘッド側における冷却材漏れを防止する、内側クランクケース壁と、内側クランクケース壁に挿入されたシリンダライナとの間の材料および／または輪郭のあらゆるその他の適切な構成によって、形成されていてもよい。
【００１５】
第１の上側シーリング配列は、シリンダヘッド側への冷却材漏れを防止するために存在し、したがって、冷却材流体の圧力に曝される。シリンダヘッド側から、シリンダ内において加圧されたガスの振動圧力は、内側クランクケース壁と、シリンダライナの外壁との間の接触領域に作用する。振動ガス圧力が第１の上側シーリング配列に作用することを防止するために、第２の上側シーリング配列は、第１の上側シーリング配列とは別個に設けられている。第２の上側シーリング配列は、冷却材圧力とガスの振動圧力との相互作用が第１の上側シーリング配列に影響することを防止するために、第１の上側シーリング配列とは別個に設けられている。特に、第２の上側シーリング配列は、加圧ガスが、第１の上側シーリング配列の位置まで、内側クランクケース壁とシリンダライナの外壁との間の接触領域に進入することを防止するために配置されている。
【００１６】
クランクケースアセンブリの１つの実施の形態において、第２の上側シーリング配列は、内側クランクケース壁とシリンダライナとの間に設けられている。第２の上側シーリング配列は、例えば、クランクケースシリンダの壁部に隣接したシリンダライナの周囲肩部の面を有することによって、内側クランクケース壁またはシリンダライナ壁における周囲溝に設けられた、Ｏリング等のシーリングリングによって形成されていてもよい。第２の上側シーリング配列は、第１の上側シーリング配列のシリンダヘッド側において内側クランクケース壁とシリンダライナとの間に提供されたシーリング物質によって、または加圧ガスが第１の上側シーリング配列に作用することを防止する、第１の上側シーリング配列のシリンダヘッド側における内側クランクケース壁とシリンダライナとの間のあらゆる他の適切なシーリング配列によって、形成されてもよい。
【００１７】
クランクケースアセンブリの１つの実施の形態において、シリンダライナは、特に冷却材チャネルのシリンダヘッド側において、半径方向へ突出する周囲肩部を有する。クランクケースへ取り付けられたとき、肩部は、内側クランクケース壁の対応する凹所に配置される。これにより、肩部は、クランクケースシリンダ内のライナの軸方向位置を規定することを補助することによって、クランクケース内のシリンダライナの組付けを高める。このタイプのクランクケースアセンブリにおいて、シリンダライナは、鋳造後に初めて挿入される。多くの用途において、クランクケースシリンダ対シリンダライナ境界面は、収縮プロセスを介して生ぜしめられる締りばめである。このような締りばめは、シリンダライナとクランクケースシリンダの内壁との間のシーリング接続が確立されるように設計されていてもよい。
【００１８】
クランクケースアセンブリの１つの実施の形態において、第１の上側シーリング配列および／または第２の上側シーリング配列は、シリンダライナの周囲肩部と、内側クランクケース壁との間に設けられている。シリンダ壁の対応する凹所に配置された周囲肩部を備える実施の形態において、第１の上側シーリング配列および／または第２の上側シーリング配列は、シリンダライナの周囲肩部の外壁と、シリンダ壁の凹所の対応する壁部との間に配置されている。シリンダライナの上端部に配置されたシリンダライナの半径方向へ突出した周囲肩部を備える実施の形態において、この設計は、周囲肩部まで延びる冷却材チャネルを提供する。これは、周囲肩部の位置までピストンが沿って上昇する面の冷却を可能にする。シリンダライナの半径方向へ突出した周囲肩部の周囲外壁と、内側クランクケース壁の対応する凹所との間に第１および第２の上側シーリング配列の両方が設けられている設計において（第１の上側シーリング配列は、第２の内側シーリング配列から分離している）、両上側シーリング配列の費用対効果の高い並行製造および組立てが可能である。
【００１９】
クランクケースアセンブリの別の実施の形態において、第２の上側シーリング配列は、シリンダライナのシリンダヘッド側、特に、シリンダライナの軸方向端面に設けられている。このような設計において、加圧ガスは、内側クランクケース壁とシリンダライナの外壁との間の接触領域に作用することが防止される。１つの選択的設計において、シーリング配列は、シリンダライナの軸方向端面またはシリンダライナを包囲するクランクケースの軸方向端面における周囲段部に配置されている。この設計は、第２の上側シーリング配列が、シリンダライナの軸方向端面とシリンダヘッドとの間にシールを形成し、同時に、シリンダライナの半径方向面と、内側クランクケース壁における凹所の外壁との間にシールを形成するように、第２の上側シーリング配列が設けられることを可能にする。
【００２０】
クランクケースアセンブリの別の実施の形態において、第２の上側シーリング配列は、シリンダヘッドガスケットによって形成されている。このような設計において、シリンダライナは、そのシリンダヘッド側において、半径方向へ突出した周囲肩部を有し、半径方向へ突出した周囲肩部は、シリンダライナの内径から所定の距離にかつシリンダヘッドボルトの近くにシリンダガスケットのシール（例えば、シーリングビード）の配置を可能にするための、拡大された直径を有する。この設計は、ボルトが緩むリスクを生じることなく、第１の上側シーリング配列に影響する可能性のある加圧ガスの漏れに対する確実な保護を提供する。
【００２１】
クランクケースアセンブリの別の実施の形態において、第１の上側シーリング配列および／または第２の上側シーリング配列および／または下側シーリング配列は、シリンダライナの外壁に形成された周囲溝または内側クランクケース壁に形成された周囲溝に設けられている。シーリングのタイプおよび／または利用可能な製造プロセスに応じて、シリンダライナの外壁または内側クランクケース壁に形成されたより多くの周囲溝の提供が可能であることもある。同じ壁部（シリンダライナの外壁または内側クランクケース壁のいずれか）にシーリング配列のための周囲溝を設けることは、多くのタイプのシール配列のためのそれぞれの溝と反対側の面をさらに機械加工することが要求されないという点で有利である。
【００２２】
クランクケースアセンブリの別の実施の形態において、第１の上側シーリング配列は、シリンダライナの半径方向へ突出した周囲肩部のクランクシャフト側に配置された面取り部と、シリンダライナの周囲肩部が配置されている、シリンダ壁の対応する凹所との間に設けられている。このような設計は、シーリング配列のための溝としての面取り部の容易な製造と、シーリング配列の単純化された取付けとを可能にする。なぜならば、内側クランクケース壁に形成された周囲肩部を収容するための凹所は、通常、容易にアクセスできるからである。この設計は２つのシーリング面（特に軸方向および半径方向）を提供するので、このような設計のシーリング効果が高められる。
【００２３】
クランクケースアセンブリの別の実施の形態において、第１の上側シーリング配列および／または第２の上側シーリング配列は、Ｏ−リングシール、Ｖ−シール、Ｘ−シール、クワッド−リング−シールおよび／またはあらゆるその他の適切な断面ジオメトリを備えるリング−シールである。第１の上側シーリング配列および／または第２の上側シーリング配列は、あらゆるその他の適切なタイプのシーリング、例えば、シーリング流体、粘性シーリング材料および／またはペースト状シーリング材料を含んでもよい。上側シーリング配列におけるＯ−リングの使用は、例えば、確実なシーリングを提供するための費用対効果の高いオプションである。
【００２４】
クランクケースアセンブリの別の実施の形態において、第２の上側シーリング配列を通ってしみ出るあらゆる加圧ガスを排出しかつ第１の上側シーリング配列を通ってしみ出る冷却材流体を排出するために、少なくとも１つのベントチャネルが、第１および第２の上側シーリング配列の間に配置されている。少なくとも１つのベントチャネルを有することにより、第１および第２の上側シーリング配列の相互作用、特に、第１の上側シーリング配列に対する、第２の上側シーリング配列を通過した加圧ガスの不都合な効果が防止される。少なくとも１つのベントチャネルの１つの実施の形態は、第１および第２の上側シーリング配列の間の領域をクランクケースの外側の環境に接続している。１つの実施の形態において、少なくとも１つのベントチャネルは、第１および第２の上側シーリング配列のうちの一方の誤動作を早期に検出するために機能する検出器に接続されている。
【００２５】
本発明は、さらに、本発明のクランクケースアセンブリを有する往復圧縮機を提供する。
【００２６】
本発明のその他の課題、利点および新規の特徴は、添付の図面に関連して検討されたとき、１つまたは複数の好適な実施の形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】クランクケースのシリンダ内の湿式シリンダライナの配列を示す部分的な断面を含む公知のクランクケースアセンブリの図である。
【図２】本発明によるクランクケースアセンブリの第１の実施の形態の部分的な断面図である。
【図３】本発明によるクランクケースアセンブリの第２の実施の形態の部分的な断面図である。
【図４】本発明によるクランクケースアセンブリの第３の実施の形態の部分的な断面図である。
【図５】本発明によるクランクケースアセンブリの第４の実施の形態の部分的な断面図である。
【図６】本発明によるクランクケースアセンブリの第５の実施の形態の部分的な断面図である。
【図７】本発明によるクランクケースアセンブリの第６の実施の形態の部分的な断面図である。
【００２８】
図面の詳細な説明
図１は、往復機械のためのクランクケースアセンブリ１を示している。図示した往復機関は、クランクシャフト６に取り付けられたピストン５を備える１つのシリンダ３を有する、商用車両システムにおいて加圧空気を提供するためのギヤ被駆動圧縮機である。ピストン５は、クランクケース２のシリンダ３内に配置された湿式シリンダライナ４内で移動する。
【００２９】
シリンダライナ４は、クランクケース２のシリンダ３内に配置されており、締りばめによって取り付けられている。シリンダライナ４は、図示したアセンブリ位置において内側クランクケース壁１３における対応する凹所１２に配置された、半径方向へ突出した周囲肩部１１を有する。シリンダライナ４の上側端面は、クランクケース２の上側端面と同じ位置にある。加圧ガスの充填および排出のためのシリンダヘッド１４は、クランクケース２の上部に取り付けられている。シリンダヘッド１４の弁板１４ａは、そのための弁を有する。シリンダヘッドガスケット１５は、シリンダ３からの加圧ガスの漏れを防止するためにクランクケース２とシリンダヘッド１４との間に配置されている。
【００３０】
周囲冷却材チャネル２０は、内側クランクケース壁１３における凹所１３ａと、シリンダライナ４の外壁１７との間に形成されている。圧力下の冷却材は、商用車両システムのエンジンによって提供され、冷却材チャネル２０を通って案内される。凹所１３ａは、シリンダ３の上側軸方向位置に配置されており、ピストン５の接触面を冷却するために、熱負荷が大きい領域であるシリンダライナ４の上側軸方向領域へ冷却材を提供するためのものである。
【００３１】
ばね溝２１ａの形式の下側シーリング配列２１は、冷却材流体の漏れを防止するために、冷却材チャネル２０のクランクシャフト側において内側クランクケース壁１３と、シリンダライナ４との間に配置されている。シーリング効果は、締りばめの荷重によりばね溝２１ａに進入し、これにより、ばね溝２１ａにおいてシーリングビードを形成するクランクケース２の内側クランクケース壁１３の材料によって提供される。第１の上側シーリング配列２２は、シリンダヘッド側への冷却材流体の漏れを防止しかつ加圧空気がシリンダから冷却材チャネル２０内へ漏れることを防止するために、冷却材チャネル２０のシリンダヘッド側において内側クランクケース壁１３と、シリンダライナ４との間に設けられている。第１の上側シーリング配列２２は、シリンダライナ４の、半径方向へ突出した周囲肩部１１の外側半径方向壁２４における周囲溝２３に配置されたＯリング２２ａによって形成されている。
【００３２】
この従来の設計において、シリンダ３からの加圧空気および冷却材チャネル２０からの冷却材は両方とも、第１の上側シーリング配列２２に影響する可能性がある。
【００３３】
図２は、本発明によるクランクケースアセンブリ１の第１の実施の形態の部分的な断面図を示している。図２のクランクケースアセンブリは、かなりの割合まで図１に示された実施の形態に対応しており、したがって、図１の実施の形態と異なる要素のみを説明する。
【００３４】
図２の実施の形態において、Ｏリング２６ａの形式の第２の上側シーリング配列２６は、第１の上側シーリング配列２２の上方に、第１の上側シーリング配列２２とは別個に配置されており、第１の上側シーリング配列２２もＯリング２２ａの形式で設けられている。Ｏリング２６ａは、シリンダライナ４の、半径方向へ突出した周囲肩部１１の外側半径方向壁２４に配置された周囲溝２７に配置されている。各上側シーリング配列２２，２６は、別個の周囲溝２３，２７に設けられているので、上側シーリング配列２２，２６の間に相互作用は生じない。
【００３５】
凹所１２の半径方向壁部１２ａにおいて、少なくとも１つのベントチャネル４０が、空気または冷却材を第１および第２の上側シーリング配列２２，２６の間の領域から環境中へ案内するために設けられている。ベントチャネル４０は、この領域に大気圧レベルを提供し、シーリング配列２２，２６のうちの一方からあらゆる流体またはガスが漏れることを防止する。
【００３６】
図２に示された実施の形態において、下側シーリング配列２１も、シリンダライナ４の外壁に設けられた周囲溝２９に配置されたＯリング２１ｂとして設計されている。内側クランクケース壁１３とシリンダライナ４との間に設けられた全ての３つのシーリング配列２１，２２，２６は、周囲溝２３，２７，２９内に配置されたＯリングとして設計されているので、周囲溝の製造は容易にされる。
【００３７】
図３は、本発明によるクランクケースアセンブリ１の第２の実施の形態の部分的な断面図を示している。図１または図２に示された実施の形態に対応する特徴は、説明しない。図３に示された実施の形態は、シリンダライナ４が周囲肩部１１を有さないという点で図２の実施の形態と異なる。クランクケース２内のシリンダライナ４の軸方向位置は、下側シーリング配列２１のための周囲溝２９の下方における、シリンダライナ４の外壁における半径方向段部によって規定される。この半径方向段部は、内側クランクケース壁１３における対応する半径方向段部にはめ合わされている。
【００３８】
図３の実施の形態のシリンダライナ４は周囲肩部を有さないので、第１および第２の上側シーリング配列２２，２６は、シリンダライナ４の外壁１７に配置された周囲溝２３および２７に設けられている。シーリング配列２２，２６は、図２に示された実施の形態のＯリング２２ａ，２６ａよりも小さな直径を有するＯリング２２ａ，２６ａによっても形成されている。少なくとも１つのベントチャネル４０が内側クランクケース壁１３に設けられており、第１および第２の上側シーリング配列２２，２６の間の領域を環境中へ接続している。
【００３９】
図４は、本発明によるクランクケースアセンブリ１の第３の実施の形態の部分的な断面図を示している。図１または図２に示された実施の形態に対応する特徴は、説明しない。図４に示された実施の形態において、下側および上側のシーリング配列２１，２２，２６は、図２に示された実施の形態のように、内側クランクケース壁１３とシリンダライナ４との間の同じ軸方向シーリング位置に配置されている。図４の実施の形態は、特に、シーリング配列２１，２２，２６が、シリンダ３の内側クランクケース壁１３に設けられた周囲溝２３ａ，２７ａ，２９ａに設けられているという点で、図２の実施の形態と異なる。図４の設計のために、シーリング配列２１，２２，２６はまた、図２に示された実施の形態のＯリング２１ｂ，２２ａ，２６ａと比較して、より大きな直径を有するＯリング２１ｂ，２２ａ，２６ａによって形成されている。この実施の形態においても、少なくとも１つのベントチャネル４０が内側クランクケース壁１３に設けられており、第１および第２の上側シーリング配列２２，２６の間の領域を環境中へ接続している。
【００４０】
図５は、本発明によるクランクケースアセンブリ１の別の実施の形態の部分的な断面図を示している。図５に示された実施の形態は、かなりの割合まで図２の実施の形態に対応する。したがって、図２の実施の形態に対応する特徴は、説明しない。
【００４１】
図５の実施の形態は、第１の上側シーリング配列２２が、シリンダライナ４の、半径方向へ突出した周囲肩部１１の下端部における面取り部３４によって形成された周囲凹所に設けられているという点で、図２の実施の形態と異なる。図５の実施の形態においても、第１の上側シーリング配列２２は、Ｏリング２２ａによって形成されており、Ｏリング２２ａは、この実施の形態では、２つの面、すなわちシリンダ３の上端部に配置された凹所１２の半径方向壁部１２ａと軸方向壁部１２ｂとにおいてシールしている。
【００４２】
図６は、本発明によるクランクケースアセンブリ１の別の実施の形態の部分的な断面図を示している。図６に示された実施の形態は、かなりの割合まで図５の実施の形態に対応する。したがって、図５の実施の形態に対応する特徴は、説明しない。
【００４３】
図６の実施の形態は、第２の上側シーリング配列２６’が、シリンダライナ４の、半径方向へ突出した周囲肩部１１の外側上端部（端面）における段部３５によって形成された周囲凹所に設けられているという点で、図５の実施の形態と異なる。図６の実施の形態においても、第２の上側シーリング配列２６’は、Ｏリング２６ａ’によって形成されており、Ｏリング２６ａ’は、この実施の形態では、同時に２つの面においてシールし、そのうちの一方は、シリンダ３の上端部における凹所１２の半径方向壁部１２ａである。上側シーリング配列２６’の第２のシーリング面は、弁板１４ａを備えるシリンダヘッド１４に位置している。この形式において、シーリング配列２６’は、シリンダヘッド１４においてシリンダ３内の加圧空気をシールする。この実施の形態において、第２の上側シーリング配列は、２６ではなく、２６’と呼ばれる。なぜならば、第２の上側シーリング配列はシリンダヘッドガスケットとしても機能し、したがって、付加的なシリンダヘッドガスケット１５が図６の実施の形態では不要だからである。シーリング配列２６’は、加圧空気がシリンダライナ４の周囲肩部１１の縁部においてクランクケース２とシリンダライナ４との接触領域に作用することができないように、シリンダヘッド１４においてシリンダ３内の加圧空気をシールする。第２の効果として、シーリング配列２６’は、さらに、シリンダヘッド１４における第２の上側シーリング配列２６’の第１のシーリング面を通過したあらゆる加圧空気がこの接触領域へ進入することを防止するために、シリンダライナ４の周囲肩部１１の外側半径方向壁２４においてクランクケース２のシリンダ３とシリンダライナ４との接触領域をシールする。
【００４４】
この実施の形態は、第２の上側シーリング配列２６’を収容するための周囲凹所を形成する段部３５の製造が容易であり、段部３５がシリンダライナ４の端面に配置されているので、第２の上側シーリング配列２６’を形成するＯリング２６ａ’を組み付けることが容易であるという付加的な利点を有する。
【００４５】
図７は、本発明によるクランクケースアセンブリ１の別の実施の形態の部分的な断面図を示している。図７に示された実施の形態は、かなりの割合まで図１〜図６の実施の形態に対応する。したがって、これらの実施の形態に対応する特徴は、説明しない。
【００４６】
図７の実施の形態における第１の上側シーリング配列２２は、図１および図２の実施の形態に示されているのと同じ形式で配置されたＯリング２２ａによって形成されている。同様に、図３〜図６の実施の形態に示されているのと同じ形式で第１の上側シーリング配列２２を配置することも可能である。
【００４７】
図７に示された実施の形態において、第２の上側シーリング配列２６は、クランクケース２の上端部およびシリンダライナ４のそれぞれと、シリンダヘッド１４およびシリンダヘッド１４の弁板１４ａのそれぞれとの間に設けられた、シリンダヘッドガスケット１５のビード２６ｂによって形成されている。
【００４８】
図７に示された実施の形態において、シリンダライナ４の半径方向へ突出した周囲肩部１１は、より大きな直径が提供されている。この直径は、シリンダヘッドガスケット１５によって提供された第２の上側シーリング配列２６、すなわちビード２６ｂが、周囲肩部１１上でシリンダライナ４の内径から所定の距離を置いて（シリンダヘッド１４の弁の配置を許容する）かつ改良された安定性のためにシリンダヘッドボルトの近くに配置されるのに、十分なサイズである。
【００４９】
図示された実施の形態は、下側シーリング配列２１と、第１および第２の上側シーリング配列２２，２６とを配置するための複数の異なる可能性を示している。発明の範囲から逸脱することなく、下側シーリング配列２１ならびに第１および第２の上側シーリング配列２２，２６を配置するための様々な択一例を使用し、前記実施の形態のシーリング性能を達成するその他の適切な組合せにおいてそうすることも可能である。
【００５０】
前記開示は、単に発明を例示するために示されており、限定的であることは意図されていない。発明の思想および実質を組み込んだ、開示された実施の形態の変化態様が当業者に想起されることもあるため、発明は、添付の請求項およびその均等物の範囲内の全てのことを包含すると解すべきである。
【符号の説明】
【００５１】
１  クランクケースアセンブリ
２  クランクケース
３  シリンダ
４  シリンダライナ
５  ピストン
６  クランクシャフト
１１  半径方向へ突出した周囲肩部
１２  シリンダ壁における凹所
１２ａ  凹所の半径方向壁部
１３  内側クランクケース壁
１３ａ  内側クランクケース壁における凹所
１４  シリンダヘッド
１４ａ  シリンダヘッドの弁板
１５  シリンダヘッドガスケット
１６  シリンダライナの内壁
１７  シリンダライナの外壁
２０  冷却材チャネル
２１  下側シーリング配列
２１ａ  ばね溝
２１ｂ  Ｏリング
２２  第１の上側シーリング配列
２２ａ  Ｏリング
２３  周囲溝
２３ａ  周囲溝
２４  半径方向へ突出した周囲肩部の周囲外壁
２６，２６’  第２の上側シーリング配列
２６ａ，２６ａ’  Ｏリング
２６ｂ  シリンダヘッドガスケットのビード
２７  周囲溝
２７ａ  周囲溝
２９  周囲溝
２９ａ  周囲溝
３４  面取り部
３５  段部
４０  ベントチャネル
【図１】
2019505742.tif 000003
【図２】
2019505742.tif 000004
【図３】
2019505742.tif 000005
【図４】
2019505742.tif 000006
【図５】
2019505742.tif 000007
【図６】
2019505742.tif 000008
【図７】
2019505742.tif 000009
【国際調査報告】
2019505742.tif 000010