專利名稱：旋轉(zhuǎn)活塞機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞機械。它具有一個殼體、一個安裝在殼體中的軸、一個環(huán)形腔，該環(huán)形腔內(nèi)安置兩個旋轉(zhuǎn)體，并且靠到環(huán)形腔壁上，環(huán)形腔壁上設(shè)有工作介質(zhì)的進、出口，旋轉(zhuǎn)體是密封地靠置的，同時，每個旋轉(zhuǎn)體具有徑向向外延伸的扇形葉片，這兩個旋轉(zhuǎn)體是同軸安置的，它們的葉片是如此交叉銜接的即一個旋轉(zhuǎn)體的一個葉片安置在另一個旋轉(zhuǎn)體的兩個葉片之間，還設(shè)有一個曲線軌道控制裝置，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，通過該控制裝置使兩個旋轉(zhuǎn)體以周期變化的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動，進而兩個旋轉(zhuǎn)體的葉片之間的距離也作周期性地變化，這種曲線軌道控制裝置包括結(jié)構(gòu)為第一曲線環(huán)的第一曲線軌道控制裝置、結(jié)構(gòu)為第二曲線環(huán)的第二曲線軌道控制裝置，和結(jié)構(gòu)為罩殼形與安裝在其內(nèi)部的沿圓周方向不可移動的但向兩端方向錐形縮徑的滾動體組成的第三曲線軌道控制裝置，同時，一個曲線軌道控制裝置與軸固定抗扭地相連接，另一個曲線軌道控制裝置則與旋轉(zhuǎn)體固定抗扭連接，其余的曲線軌道控制裝置與殼體相連接。
在EP-B1-0316346公開的旋轉(zhuǎn)活塞機械中，旋轉(zhuǎn)體的曲線軌道控制是通過兩套元件實現(xiàn)的。它們各具有一個內(nèi)曲線環(huán)，滾動體和一個外曲線環(huán)，且必須有兩套控制裝置，因為，只有通過一個基本的轉(zhuǎn)角區(qū)(例如45°)，該滾動體才能夠被內(nèi)曲線環(huán)向外擠壓，然后，這些滾動體才能通過向外的作用力轉(zhuǎn)動外曲線環(huán)，以便使內(nèi)曲線環(huán)的轉(zhuǎn)矩傳遞到外曲線環(huán)上。接著，滾動體又必須向里面運動，而在此時，內(nèi)曲線環(huán)沒有將轉(zhuǎn)矩傳遞給外曲線環(huán)。因此，就必須設(shè)置第二套這種曲線軌道控制裝置，它在這一轉(zhuǎn)角區(qū)域用于傳遞轉(zhuǎn)矩。這當(dāng)然也適用于轉(zhuǎn)矩從外曲線環(huán)傳遞到內(nèi)曲線環(huán)的情況?？梢岳斫庥捎谶@種曲線軌道控制結(jié)構(gòu)要用大量的元件，因而是相當(dāng)費錢的，還可能增加磨損。此外，這種曲線環(huán)形狀相當(dāng)復(fù)雜，因而生產(chǎn)成本高、價格貴。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種開頭所述類型的結(jié)構(gòu)簡單的旋轉(zhuǎn)活塞機械。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該滾動體設(shè)有錐形齒輪結(jié)構(gòu)，曲線環(huán)上對著滾動體的曲線軌道設(shè)置成與滾動體表面相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)對移的表面，具有內(nèi)錐齒輪齒形結(jié)構(gòu)，對于每個旋轉(zhuǎn)體最多設(shè)置一個具有第一和第二曲線環(huán)及滾動體的曲線軌道控制裝置。
人們還可以只用一套元件代替上文所述的兩套元件。滾動體將轉(zhuǎn)矩從第一曲線環(huán)傳遞到第二曲線環(huán)或相反傳遞時不需要滾動體向外或向里移動，此時它們至少基本保持在其徑向位置上，并且借助齒形結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)動傳遞轉(zhuǎn)矩。
這樣滾動體就在比較狹窄的曲線軌道上滾動，該曲線軌道是從對著滾動體的曲線環(huán)表面上凸起的，這些表面在通過軸線的平面內(nèi)基本上具有和滾動體相同的雙錐形狀，其上也有齒形結(jié)構(gòu)。這種基本呈錐形的表面比曲線形狀復(fù)雜的已公知的旋轉(zhuǎn)活塞機械容易制造。還因為面對滾動體的曲線環(huán)的表面包括突出的曲線軌道都可作成旋轉(zhuǎn)對稱的或雙錐形的，因此制造也比較容易。
可以想像出雖然只有一個旋轉(zhuǎn)體設(shè)置了曲線軌道控制裝置，但也可根據(jù)需要，對于多個旋轉(zhuǎn)體中的每個旋轉(zhuǎn)體都設(shè)置這種曲線軌道控制裝置。
為使曲線軌道控制裝置工作無間隙，規(guī)定齒形結(jié)構(gòu)是漸開線齒，其漸開線幾何圖形所處平面垂直于滾動體的軸線。
這種漸開線齒形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是普通技術(shù)人員所公知的。如果漸開線幾何圖形平面垂直于滾動體的軸線而不是像一般的已有的錐齒輪那樣垂直錐體的表面，那么可以發(fā)現(xiàn)在曲線軌道的中心線附近會產(chǎn)生齒廓位移，此時齒輪才能始終保持無間隙地嚙合，也就是所說的在中心線上是一種零傳動，在兩側(cè)為全一零傳動(V-Nullgetrieb)(Dekerl戴克爾)“機械零件，結(jié)構(gòu)和計算”，卡爾漢斯出版者，慕尼黑，1963年，370-373頁)。
在漸開線傳動中，按照DIN867標(biāo)準(zhǔn)，嚙合角為20°。如果規(guī)定嚙合角大約為30°～50°，特別是約為35°至40°時，轉(zhuǎn)矩不僅可以通過曲線環(huán)和滾動體按希望進行傳遞，而且還可以承受徑向作用力。因此，在某些情況下，這種曲線軌道控制裝置還可以起輔助軸承作用，甚至可以完全不要另外的支承，這就進一步簡化了本旋轉(zhuǎn)活塞機械的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)該曲線環(huán)是由兩個沿軸線前后安裝的半環(huán)組成時，加工制造是比較容易的。此外，該曲線軌道控制裝置也較容易組裝。如果曲線環(huán)沿軸向被壓緊到一起，這可通過夾緊裝置和/或相應(yīng)的彈簧來實現(xiàn)，那么徑向作用力就可施加到滾動體的軸承上。例如當(dāng)內(nèi)曲線環(huán)產(chǎn)生比外曲線環(huán)大的徑向力時就如此。因此，按照要求，規(guī)定滾動體在圓周方向不可移動地保持在軸承中，而軸承在徑向方向至少可以作某種程度的移動。在這種情況下，滾動體可隨不同的作用力偏移。
按照要求，在置于軸承中的滾動體的軸上施加一個指向旋轉(zhuǎn)中心的彈性作用力，如果沒有轉(zhuǎn)矩作用，滾動體軸就毫無間隙地處于靠近旋轉(zhuǎn)軸的位置。如果轉(zhuǎn)矩增大，置于軸承中的滾動體軸就能向外移位至某一新的限定位置。以這種方式就可獲得必需的最大間隙精確限定的齒面間隙。
在大多數(shù)情況下，人們都希望旋轉(zhuǎn)體彼此不產(chǎn)生單純的轉(zhuǎn)動運動。為此，規(guī)定內(nèi)、外曲線環(huán)的齒數(shù)相等，而且該齒數(shù)可被葉片數(shù)整除。運轉(zhuǎn)時，滾動體以其中間區(qū)域與外曲線環(huán)，以其兩端區(qū)域與內(nèi)曲線環(huán)相互配合工作。
有利的方式是每個曲線軌道控制裝置的滾動體數(shù)和每個旋轉(zhuǎn)體的葉片數(shù)相等。
這樣，毫無疑問地能使外曲線環(huán)與相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)體的連接作用完全處于軸線附近。因此，可以將包圍相應(yīng)連接部分的密封件做得小些，進而使其壽命增加，因為，在這里轉(zhuǎn)動和正要轉(zhuǎn)動的構(gòu)件之間的相對速度相當(dāng)小。
本發(fā)明不限于內(nèi)曲線環(huán)和外曲線環(huán)同時存在的情況，即不限于如現(xiàn)有技術(shù)(EP-B1-0316346)所描述的情況。有利的方式但不是必需的方式可以規(guī)定該曲線環(huán)與軸，第二曲線環(huán)與一個旋轉(zhuǎn)體作固定抗扭地連接，支承架與殼體相連接。因此，不僅能夠像現(xiàn)有技術(shù)中描述的那樣將第一曲線環(huán)沿徑向安裝在滾動體的里面，第二曲線環(huán)包圍著第一曲線環(huán)和滾動體。但是按照本發(fā)明還可以規(guī)定第二曲線環(huán)是徑向安裝在滾動體里面，第一曲線環(huán)包圍著第二曲線環(huán)和滾動體。在這種情況下，由于第一曲線環(huán)與滾動體具有較大延伸的嚙合轉(zhuǎn)角區(qū)域，所以就能夠較好地將相當(dāng)大的轉(zhuǎn)矩從軸傳遞到滾動體上。此外，第二曲線環(huán)具有較小的質(zhì)量和較小的慣量矩，因而減少了一再加速和減速的質(zhì)量。
在另一個優(yōu)選的實施方案中，也可以規(guī)定第一曲線環(huán)和第二曲線環(huán)沿徑向并列地安裝在滾動體的里面，在這種情況下，可借助齒形結(jié)構(gòu)有效地傳遞作用力和轉(zhuǎn)矩，因而在這一實施方案中根本不可能沒有齒形零件。
在這種情況下，滾動體的外面沒有設(shè)置曲線環(huán)，然而滾動體也可以用一個質(zhì)量足夠的第三曲線環(huán)包圍，第三曲線環(huán)可自由轉(zhuǎn)動(直至通過齒形零件到導(dǎo)引結(jié)構(gòu)上)，并且始終可以精確地與旋轉(zhuǎn)體的加速及減速運動作相反的減速及加速，以便確保均勻運轉(zhuǎn)。
當(dāng)滾動體是由兩個彼此獨立轉(zhuǎn)動的零件組成時，轉(zhuǎn)矩首先從第一曲線環(huán)傳遞到滾動體的第一零件上，然后再傳遞給質(zhì)量足夠的第三曲線環(huán)，轉(zhuǎn)矩再從第三曲線環(huán)通過滾動體的第二零件傳遞給第二曲線環(huán)，接著傳遞到旋轉(zhuǎn)體上。在這種情況下，可得到較大的傳動級數(shù)。
在又一個實施方案中，可以規(guī)定第一曲線環(huán)和第二曲線環(huán)包圍著滾動體，這兩個曲線環(huán)是并列安放的，因而是在外面與滾動體配合工作。
在另一個優(yōu)選實施方案中，第一曲線環(huán)與殼體、第二曲線環(huán)與旋轉(zhuǎn)體、支架與曲軸線相連接。在這種情況下，轉(zhuǎn)矩不從軸傳遞給第一曲線環(huán)，而是傳遞給支承滾動體的承支架上。
因為，齒形結(jié)構(gòu)的齒距在截錐母線方向上隨直徑的增加而增大，所以可能出現(xiàn)問題?？捎孟率龇椒ū苊膺@種大的齒距即滾動體和曲線環(huán)的錐表面上設(shè)有兩個半個錐齒輪的突起的曲線軌道，這種曲線軌道也可稱為中間斷開的，也就是說在一個表面上延續(xù)一個基本的轉(zhuǎn)角范圍以后，再在另外半個的另一表面上延續(xù)。
均勻運轉(zhuǎn)是很重要的，所以齒形結(jié)構(gòu)和曲線軌道應(yīng)設(shè)置成使一個旋轉(zhuǎn)體的最大角速度總是對應(yīng)于另一個旋轉(zhuǎn)體最小的角速度，使角速度最大值和最小值總是位于半個循環(huán)周期的距離上，并且在兩個極值的中間位置具有相同的數(shù)值，在最大值的范圍內(nèi)角速度平穩(wěn)地隨時間變化。
下面將參照附圖結(jié)合優(yōu)選的實施例來描述本發(fā)明。其中

圖1是通過本發(fā)明的具有兩個旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)活塞機械的環(huán)形腔所作的橫剖面圖;
圖2是處于不同位置的兩個旋轉(zhuǎn)體;
圖3是本機械的半縱剖視圖;
圖4是內(nèi)曲線環(huán)表面上的曲線軌道;
圖5是相對圖1的旋轉(zhuǎn)活塞機械略有變型的實施方案的縱剖視圖;
圖6是另一實施方案的縱剖視圖;
圖7是又一實施方案的縱剖視圖;
圖8是沿圖7Ⅷ-Ⅷ線所作的局部剖視圖;
圖9是另一實施方案的縱剖視圖;
圖10是再一個實施方案的縱剖視圖;
圖11是又一個實施方案的縱剖視圖;
圖12是另一種齒形和曲線軌道的縱剖視圖;
圖13是具有圖12中改型齒及曲線軌道的曲線環(huán)視圖;
圖14是曲線環(huán)的角速度和時間變化的曲線圖。
在圖1中，示出了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞機械的環(huán)形腔1，它由殼體2的零件所包圍。在該環(huán)形腔1中置有兩個相互銜接的旋轉(zhuǎn)體，它們被設(shè)置成葉輪3和4的結(jié)構(gòu)。葉輪3具有葉片3a、3b、3c和3d，葉輪4具有葉片4a、4b、4c和4d。這兩個葉輪按下文描述的方式由中間安置的軸5驅(qū)動。用6a-h表明設(shè)置在環(huán)形腔1端壁上的各個進口和出口。
這種裝置的工作方式如下如果軸5是沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，那么，葉輪3和4就以不同的速度和下文描述的方式沿順時針方向轉(zhuǎn)動。在圖示位置，作為例子，葉輪4沿順時針方向以比葉輪3更快的速度轉(zhuǎn)動。在這種情況下，葉片3d和4a之間的工作腔增大，氣體徑入口通道6a吸入，直至某一滯后時刻，這個入口通道6a被隨后較慢的葉片3d關(guān)閉為止，大約從這一時刻起，葉片3d開始以比葉片4a高的速度運動，使位于兩個葉片之間的工作腔變小，進而使氣體壓縮，直至兩個葉片運動到該工作腔到達排出口6b使氣體逸出。至某一時刻，葉片3d可能靠到葉片4a上，這時氣體被全部排出。
這種工作方式不僅可用于壓縮機，而且還可用于內(nèi)燃機，此時只需設(shè)置燃燒室、燃料管道等。
在圖2中描述了上述工作循環(huán)的四個階段，當(dāng)兩個旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動90°后就開始另一個新的循環(huán)。
圖3表示本發(fā)明機械的一半的縱剖視圖，向左延續(xù)的另外一半基本上是與其對稱的。
傳動軸5通過間隔套筒15，徑向及軸向軸承16、17和外罩法蘭18可轉(zhuǎn)動地支承在殼體2中。在間隔套筒15的外邊還連接一個連接法蘭19及螺母20。在間隔套筒15的里邊是由兩個零件組成的內(nèi)曲線環(huán)7，另一側(cè)與其相應(yīng)的內(nèi)曲線環(huán)7的右邊是間隔套筒21，該內(nèi)曲線環(huán)7用來驅(qū)動兩個之中的另一個旋轉(zhuǎn)體。
擰緊螺母20，這兩個內(nèi)曲線環(huán)7通過間隔套筒15和21及一個相應(yīng)的位于未示出的左側(cè)機械上的反力元件往一起壓靠。因此，滾動體9被向外擠壓，而且頂靠到外邊的曲線環(huán)8上。曲線環(huán)8也由兩半環(huán)組成，且固定抗扭地安裝在筒形殼體22中，而筒形殼體22與旋轉(zhuǎn)體3相連接，外曲線環(huán)8通過鎖閉法蘭23固定，且相互壓緊，以便形成抵抗?jié)L動體9擠壓的反力。也可用彈簧使內(nèi)環(huán)7或外環(huán)8的兩個半環(huán)壓靠在一起。
支承滾動體9的軸承架14最終固定在外罩法蘭盤18上，該軸承架14通過平面齒24與本裝置另一側(cè)的軸承架14作固定抗扭地連接，使軸承架相對殼體的圓周方向固定。軸承架14相對于殼體的角度可通過如下措施加以調(diào)整，即使外罩法蘭18通過調(diào)節(jié)軸承25改變對殼體2的角度位置。
滾動體9不是直接支承在軸承架14上，而是支承在外部呈方形結(jié)構(gòu)的軸承50上，軸承50安裝在軸承架14的相應(yīng)槽中，使其在圓周方向沒有間隙，但在徑向上可以有少許的往復(fù)運動。這樣在夾緊情況下就能夠向外擠壓滾動體9。
序號26至30表示密封件，序號31是位于兩個半殼體之間的另一個密封件，32是位于軸承架14和轉(zhuǎn)子3之間的導(dǎo)引套筒。
如上文所述，殼體2由兩個半殼組裝而成，所以在分界線33處要設(shè)置密封件31。當(dāng)旋轉(zhuǎn)體3、4的葉片和環(huán)形腔1的腔壁之間的密封作用變壞時，就可以擰緊穿過孔34的螺栓使兩個半殼彼此靠近，從而，改善環(huán)形腔中的旋轉(zhuǎn)體3、4和殼體壁之間的接觸，進而提高密封性。
在雙錐體結(jié)構(gòu)的滾動體9的錐齒輪上設(shè)置齒形結(jié)構(gòu)51，它是一種漸開線齒形，并且漸開線平面垂直于滾動體9的軸線。曲線環(huán)7和8的內(nèi)表面基本與滾動體9的外表面相似。但在曲線環(huán)7、8和滾動體9之間還存在著中間腔52。并且曲線環(huán)7、8和滾動體9只有在曲線軌道53的這一范圍內(nèi)是接觸的，也就是說在曲線環(huán)7、8的內(nèi)表面上有漸開線齒形結(jié)構(gòu)長形突起物體的區(qū)域內(nèi)，它們與滾動體9上的對應(yīng)齒形結(jié)構(gòu)相一致。滾動體9和曲線軌道53的齒形結(jié)構(gòu)都像錐齒輪一樣，在中間位置具有較大的模數(shù)和節(jié)距，然后向滾動體9的兩個軸向端部變小。在圓周方向上，曲線軌道53至中心線的距離不同。因此，不僅是內(nèi)曲線環(huán)7相對于滾動體9，而且滾動體9相對于外曲線環(huán)8的傳動比都是變化的。如果軸5受驅(qū)動，內(nèi)曲線環(huán)7就會與軸5一起勻速轉(zhuǎn)動。而滾動體9則作變速轉(zhuǎn)動，這取決于滾動體9和內(nèi)環(huán)7處于接觸位置上的曲線軌道53遠離中軸線的距離。同樣，滾動體9和外環(huán)之間的傳動比也作相應(yīng)的變化，以便使該旋轉(zhuǎn)體3進行希望的且不均勻的旋轉(zhuǎn)運動。
在圖3的實施方案中，設(shè)有四個滾動體9，在圖中只看到其中的兩個。另外兩個滾動體9則處于以圖面為準(zhǔn)的前90°和后90°的位置上。同時，曲線軌道53具有一條周期為90°的曲線(至中心軸線的距離變化就像滾動體中心繞其中心軸線轉(zhuǎn)動的作用一樣)。
圖4表示半個內(nèi)曲線環(huán)7的外表面曲線軌道。明顯可見曲線軌道53至中心線的距離(半徑)隨轉(zhuǎn)角變化。漸開線齒形54在中心線附近(B)具有比外部區(qū)域(A)大的模數(shù)(節(jié)距、齒距)。
在圖5至11中，只給出了滾動體9某時刻的周圍狀態(tài)，以便說明另外實施方案的工作方式。同時還與圖1相對比地描繪了機械中心對稱面左邊的結(jié)構(gòu)比例關(guān)系。
圖5所示的實施方案基本與圖3的實施方案一致。不同之處只是外曲線環(huán)8不是在其圓周附近與旋轉(zhuǎn)體4相連接，而是在軸5的附近相連接。為此，殼體2只需具有一個較小的孔，第二個曲線環(huán)8在軸5的周圍穿過該孔和旋轉(zhuǎn)體4相連接。在裝有密封件55的區(qū)域內(nèi)，只具有比較微小的相對圓周速度，因此，密封件磨損不很嚴重。
在圖6的實施方案中，安裝在滾動體9外部的第一曲線環(huán)7直接與軸5相連。這樣，就使得這兩個零件很好嚙合，從而能夠更好地將轉(zhuǎn)矩傳遞到滾動體9上。而第二曲線環(huán)8則安裝在滾動體9的里面與旋轉(zhuǎn)體4相連接。其優(yōu)點是不均勻的運動質(zhì)量小于第一實施方案。
在圖7的實施方案中，第一曲線環(huán)7靠近第二曲線環(huán)8，這兩個曲線環(huán)都安裝在滾動體9的里邊。第一曲線環(huán)7與軸5，第二曲線環(huán)8和旋轉(zhuǎn)體4都固定抗扭地連接在一起。傳遞轉(zhuǎn)矩不用外曲線環(huán)，而是設(shè)置了一個沒有齒形結(jié)構(gòu)的可自由轉(zhuǎn)動的曲線環(huán)64，它總是沿與旋轉(zhuǎn)體4相反的方向運動，加速或減速，以便使機械均速運行。
另外從圖中可以看出滾動體9由兩個零件組成，并通過階式軸承56安裝在中間軸57上。中間軸57則安裝在正方形軸承50上，軸承50在圓周方向不能移動，但在徑向方向上可克服彈簧58的彈力向外少許移動。當(dāng)不傳遞轉(zhuǎn)矩時，軸承50被徑向向里擠壓，轉(zhuǎn)矩較大時就克服彈簧或彈簧組58的作用力向外擠壓，但其向外的運動受到限制。圖8清楚繪出了軸承50，旋轉(zhuǎn)體軸57和彈簧58，以及限制軸承件50徑向向外移動的限位面59。
在圖9的實施方案中，滾動體由兩個零件9a和9b組成，它們之間裝有軸承60。轉(zhuǎn)矩從軸5傳遞到第一曲線環(huán)7上，由此再傳遞到左邊的滾動體零件9a上，然后再傳遞到外部質(zhì)量足夠大的曲線環(huán)64上，還可以抵消或補償旋轉(zhuǎn)體4的轉(zhuǎn)矩波動及旋轉(zhuǎn)加速度。然后，由這個質(zhì)量足夠大的曲線環(huán)64再將轉(zhuǎn)矩傳遞到滾動體右邊的零件96上，再由此傳遞給里面的與旋轉(zhuǎn)體4相連的第二曲線環(huán)8，從而獲得了雙重傳遞。
在圖10的實施方案中，第一曲線環(huán)7和第二曲線環(huán)8都在外部與滾動體9嚙合。這樣就能可靠地將扭矩從曲線環(huán)傳遞給滾動體，反之依然，因為滾動體9是在曲線環(huán)的里邊緊靠到曲線環(huán)7和8的相應(yīng)彎曲表面上，在只有一個內(nèi)曲線環(huán)的情況下，僅僅是接觸點多些或少些的問題。第一曲線環(huán)7和軸5、第二曲線環(huán)8和旋轉(zhuǎn)體4都是固定抗扭連接的。
在圖11的實施方案中，第一曲線環(huán)7與殼體2相連接。轉(zhuǎn)矩從軸5傳遞到與軸5相連接的軸承架14上，軸承架14與軸5一起轉(zhuǎn)動。然后轉(zhuǎn)矩又通過自由旋轉(zhuǎn)的滾動體9傳遞到第二曲線環(huán)8上，環(huán)8又與旋轉(zhuǎn)體4相連接。
在圖12和13的實施方案中，內(nèi)環(huán)(只示出了內(nèi)環(huán)表面)，例如圖1至4實施方案的內(nèi)環(huán)7，在圖13中示出的是在其尖端部分設(shè)計成錐齒輪54，而在其余截錐段部分設(shè)計成曲線軌面的齒形53，因此就可避免在截錐段齒形節(jié)距過大。
圖12示出的滾動體9或半滾動體9的結(jié)構(gòu)是精確互補的，被中斷的曲線軌道53是以相似于其它對應(yīng)的部分延續(xù)的。
從圖14中可以看出在一個循環(huán)過程中(在t軸坐標(biāo)上用0-1表示)，這兩個曲線環(huán)8的角度速度總是從最小值到最大值，然后再回到最小值。在相應(yīng)的半個周期以后，一個曲線環(huán)從最小值變化到最大值;另一個則相反。并且兩個曲線環(huán)的角速度總是精確地在最大值的中間位置達到其值的一半。在最大值和最小值的區(qū)域內(nèi)，該曲線軌跡是平滑不陡峭的，因此就有較多的時間間隔用于氣體交換。
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)活塞機械，具有一個殼體(2)、一個在殼體(2)中支承的軸(5)、一個環(huán)形腔(1)，其中安置兩上旋轉(zhuǎn)體(3、4)和在環(huán)形腔壁上設(shè)有工作介質(zhì)的進口和出口(6a-6h)，旋轉(zhuǎn)體(3、4)是密封靠置的，同時每個旋轉(zhuǎn)體(3、4)具有徑向向外延伸的扇形葉片(3a-3d、4a-4d)，這兩個旋轉(zhuǎn)體(3、4)是同軸安裝的，它們的葉片是如此的相互交錯銜接的即總是一個旋轉(zhuǎn)體的一個葉片安置在另一旋轉(zhuǎn)體的兩個葉片之間，其中設(shè)置一個曲線軌道控制裝置，當(dāng)軸(5)轉(zhuǎn)動時，通過該控制裝置使兩個旋轉(zhuǎn)體(3、4)轉(zhuǎn)動，其旋轉(zhuǎn)速度和兩個旋轉(zhuǎn)體葉片之間的距離作周期性的變化，這種曲線軌道控制裝置包括結(jié)構(gòu)為第一曲線環(huán)(7)的第一曲線軌道控制裝置，結(jié)構(gòu)為第二曲線環(huán)(8)的第二曲線軌道控制裝置，和結(jié)構(gòu)為一罩殼(14)與安裝在其內(nèi)部的圓周方向不可移動的但向其兩端方向錐形縮徑的滾動體(9)組成的第三曲線軌道控制裝置，滾動體(9)在第一曲線環(huán)(7)和第二曲線環(huán)(8)上滾動，同時，曲線軌道控制裝置(7、8、14)之一與軸(5)相連，則上述控制裝置(7、8、14)的另一個與旋轉(zhuǎn)體(3、4)之一作固定抗扭地連接，控制裝置(7、8、14)中最后余下的一個與殼體(2)相連接，其特征在于該滾動體(9)設(shè)有錐齒輪齒形結(jié)構(gòu)(5)，曲線環(huán)(7、8)與滾動體(9)表面相對應(yīng)的對著滾動體(9)的表面的曲線軌道(53)是旋轉(zhuǎn)對稱的，還設(shè)有相應(yīng)的錐齒輪齒形結(jié)構(gòu)(54)，和對于每個旋轉(zhuǎn)體(3、4)最多設(shè)置一個包括一個第一和一個第二曲線環(huán)(7、8)和滾動體(9)的曲線軌道控制裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于對每個旋轉(zhuǎn)體(3、4)設(shè)置一個曲線軌道控制裝置(7、8、9、51、52)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于曲線環(huán)(7、8)除曲線軌道(53)外基本是旋轉(zhuǎn)對稱的。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于該齒形結(jié)構(gòu)(51、54)是漸開線齒形，其漸開線幾何圖形平面垂直于滾動體(9)的軸線。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于曲線環(huán)(7、8)是由兩個軸向依次安裝的半環(huán)構(gòu)成的。
6.按照權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于滾動體(9)安裝在徑向可移動的軸承(50)中。
7.按照權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于滾動體(9)的軸置于軸承(50)中，并受到一個指向旋轉(zhuǎn)軸線的彈力作用。
8.按照權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于該彈力是彈簧力、氣體壓力或液壓壓力。
9.按權(quán)利要求1至8之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于內(nèi)、外曲線環(huán)(7、8)的齒數(shù)相等，并能被葉片(3a、3b、3c、3d)的個數(shù)整除。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于每個曲線軌道控制裝置(7、8、9、51、52)的滾動體的數(shù)目可被旋轉(zhuǎn)體(3、4)的葉片數(shù)整除。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于第一曲線環(huán)(7)與軸(5)、第二曲線環(huán)(8)與一個旋轉(zhuǎn)體(3、4)固定抗扭地連接，支承架(14)與殼體相連接。
12.按照權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于第一曲線環(huán)(7)是沿徑向安裝在滾動體(9)的里面，第二曲線環(huán)(8)包圍第一曲線環(huán)(7)和滾動體(9)。
13.按照權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于第二曲線環(huán)(8)是沿徑向安裝在滾動體(9)的里面，第一曲線環(huán)(7)包圍著第二曲線環(huán)(8)和滾動體(9)。
14.按照權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于第一曲線環(huán)(7)和第二曲線環(huán)(8)沿徑向并列安裝在滾動體(9)的里面。
15.按照權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于滾動體被一個質(zhì)量足夠的第三曲線環(huán)(64)所包圍。
16.按照權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于滾動體(9)是由兩個彼此能獨立轉(zhuǎn)動的零件(9a、9b)構(gòu)成。
17.按照權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于第一曲線環(huán)(7)和第二曲線環(huán)(8)包圍著滾動體(9)。
18.按照權(quán)利要求1至10之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于第一曲線環(huán)(7)與殼體、第二曲線環(huán)(8)與一個旋轉(zhuǎn)體(3、4)，支承架(14)與軸(5)相連接。
19.按照權(quán)利要求1至18之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于滾動體(9)和曲線環(huán)(7、8、64)的錐形表面分別設(shè)有半個錐齒輪齒形結(jié)構(gòu)(54)和另外半個突出的曲線軌面齒形(53)。
20.按照權(quán)利要求1至19之一所述的旋轉(zhuǎn)活塞機械，其特征在于齒形結(jié)構(gòu)(54)和曲線軌道(53)設(shè)置成使一個旋轉(zhuǎn)體(3、4)的最大角速度總是對應(yīng)于另一個旋轉(zhuǎn)體(4、3)的最小的角速度，角速度最大值和最小值總是位于半個周期的距離上，在兩個極值的中間位置具有相同的數(shù)值，在最大值區(qū)域內(nèi)，角速度隨時間平穩(wěn)地變化。
全文摘要
在旋轉(zhuǎn)活塞機械中，驅(qū)動軸(5)的轉(zhuǎn)矩通過與其連接的第一曲線環(huán)(7)傳遞給安裝在支承架上的滾動體(9)，再傳遞給第二曲線環(huán)(8)，再由它驅(qū)動旋轉(zhuǎn)活塞機械的旋轉(zhuǎn)體(3)。曲線環(huán)(7、8)和滾動體(9)部分地置有錐齒輪齒形結(jié)構(gòu)和部分地置有曲線軌面齒形結(jié)構(gòu)。該旋轉(zhuǎn)活塞機械可作為發(fā)動機使用，具有極高的效率。
文檔編號F01C1/067GK1063141SQ9111275
公開日1992年7月29日 申請日期1991年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月12日
發(fā)明者朱根·舒基 申請人:斯塔機械制造和開發(fā)公司