專利名稱：旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，具有殼體，在殼體中設(shè)置至少一個(gè)第一活塞， 其可圍繞與殼體固定的轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，且其在圍繞轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)時(shí)在靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn) 軸的終端位置之間實(shí)施往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用以使通過活塞的面向轉(zhuǎn)軸的端面限定的工作室周期性 地變大和變小，其中，轉(zhuǎn)軸穿過工作室延伸，活塞具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其在活塞圍繞轉(zhuǎn)軸回 轉(zhuǎn)時(shí)沿與殼體固定的控制凸輪運(yùn)行，用于從回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)出活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且活塞設(shè)置在 活塞保持架的容納裝置中，相對(duì)于轉(zhuǎn)軸而言活塞與活塞保持架抗扭地連接，活塞保持架與 活塞一起圍繞轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
DE102006009197A1公開了這種旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)可以用作內(nèi)燃機(jī)(內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))、泵或壓縮機(jī)。根 據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)優(yōu)選被用作內(nèi)燃機(jī)并且作為內(nèi)燃機(jī)在本說明書中進(jìn)行描述。在將這種旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)用作內(nèi)燃機(jī)的情況下，通過至少一個(gè)活塞在兩個(gè)終端 位置之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)燃料_空氣-混合物的進(jìn)入、壓縮、膨脹以及燃燒過的燃料_空 氣_混合物的排出的單個(gè)工作階段。從文章開頭所述文獻(xiàn)中公開的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)在其殼體中總共具有四個(gè)活塞。 這四個(gè)活塞在活塞保持架中分別設(shè)置在各容納裝置中，其中，活塞保持架與活塞一起圍繞 與殼體固定的轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)。在兩個(gè)面對(duì)面設(shè)置的活塞的面向轉(zhuǎn)軸的各端面之間分別具有一個(gè) 工作室，其相對(duì)于轉(zhuǎn)軸居中地設(shè)置。已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)相應(yīng)地具有兩個(gè)工作室，它們 都位于轉(zhuǎn)軸上。無論是在已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)中還是在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)中都將 轉(zhuǎn)軸理解為幾何軸。在其之間具有工作室的每?jī)蓚€(gè)活塞形成一個(gè)活塞對(duì)。活塞對(duì)的活塞在圍繞轉(zhuǎn)軸回 轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)施在活塞的靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置(也被稱作上部死點(diǎn)(OT))以及遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位 置(也被稱作下部死點(diǎn)(UT))之間的相互反向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在活塞對(duì)的活塞的OT位置中 位于活塞之間的工作室的容積為最小，且在活塞對(duì)的活塞的UT位置中位于活塞之間的工 作室的容積為最大。為了從活塞圍繞轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)活塞在其背面、即 其背向所屬的工作室的一面上具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)。此外，同一活塞對(duì)的活塞的控制運(yùn)行機(jī) 構(gòu)沿凸輪機(jī)構(gòu)的與殼體固定的控制凸輪運(yùn)行，該控制凸輪在所有面上圍繞轉(zhuǎn)軸延伸且具有 相應(yīng)的輪廓，用以從活塞圍繞轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出其往復(fù)運(yùn)動(dòng)。已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的每個(gè)活塞還配設(shè)有導(dǎo)回機(jī)構(gòu)，用以在較高轉(zhuǎn)速的情況 下將活塞從OT位置導(dǎo)回到UT位置中。每個(gè)活塞的各導(dǎo)回機(jī)構(gòu)在與用于控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的控 制凸輪相鄰的控制凸輪中運(yùn)行，其中，這兩個(gè)控制凸輪基本相互平行地延伸。每個(gè)活塞的控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成滑輪，其旋轉(zhuǎn)軸線在活塞回轉(zhuǎn)時(shí)與轉(zhuǎn)軸形成可變的截點(diǎn)，其中這里的旋轉(zhuǎn)軸線也可理解為幾何軸。在較高轉(zhuǎn)速的情況下已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)會(huì)出現(xiàn)缺點(diǎn)，即活塞在從靠近轉(zhuǎn)軸 的終端位置運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置的過程中不僅以其各運(yùn)行機(jī)構(gòu)接觸控制凸輪，而且 以其活塞體分段接觸凸輪機(jī)構(gòu)，由此在該活塞體分段和凸輪機(jī)構(gòu)之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。在活 塞與活塞保持架的容納裝置之間也產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。該滑動(dòng)摩擦越大，活塞圍繞轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速則越高，這是因?yàn)樽饔迷诨钊系碾S升高的轉(zhuǎn)速而增大的徑向離心力將之前所 述的活塞體分段逐漸強(qiáng)烈地朝凸輪機(jī)構(gòu)壓緊。活塞的運(yùn)行機(jī)構(gòu)本身和已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的額外設(shè)置的導(dǎo)回機(jī)構(gòu)都不能 阻止由離心力引起的升高的平面的滑動(dòng)摩擦。升高的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)功 率損失且磨損增大。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，對(duì)文章開頭所述類型的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，從 而避免或至少減少由離心力引起的活塞的滑動(dòng)摩擦所造成的功率損失和磨損。根據(jù)本發(fā)明，該目的鑒于文章開頭所述的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)如此實(shí)現(xiàn)，活塞除了 控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)之外相對(duì)于轉(zhuǎn)軸而言在離心力方向向外一側(cè)(fliehkraftseitig)還具有輔 助運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其運(yùn)行面在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)沿活塞保持架的內(nèi)側(cè)面滾壓(abwMzt)，其中輔 助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)軸位于同一平面內(nèi)。因此在根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)中，至少一個(gè)活塞不僅具有用于從活塞圍 繞轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)，還額外具有輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其 不是用于控制活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而是控制離心力方向向外一側(cè)的輥支承的在活塞保持架內(nèi) 側(cè)面上的支撐。通過這種方式，活塞從靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置直到遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置的總 的運(yùn)動(dòng)行程不再經(jīng)受滑動(dòng)摩擦，而僅還經(jīng)受滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)摩擦相對(duì)于平面摩擦明顯更小 且因此導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的功率損失以及磨損明顯減少。輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)如此設(shè)置在活塞上，使得輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向以及活塞在殼體 中圍繞其回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸位于共同的平面內(nèi)。由此確?；钊冀K朝離心力方向向外一側(cè)通過輔 助運(yùn)行機(jī)構(gòu)支撐在活塞保持架上。由于活塞保持架與活塞一起圍繞轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，在輔助運(yùn)行 機(jī)構(gòu)和活塞保持架的內(nèi)側(cè)面(輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)在該內(nèi)側(cè)面上滾壓)之間不產(chǎn)生垂直于輔助運(yùn) 行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行軌道的摩擦。在優(yōu)選的設(shè)計(jì)中輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成滑輪，其旋轉(zhuǎn)軸線垂直于活塞的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 的轉(zhuǎn)軸指向。輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)也可以以球形件的形式設(shè)計(jì)，其可以在活塞的背面上在所有的空間 方向上自由轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在球軸承中，而將輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成滑輪的優(yōu)點(diǎn)在于，如果輔助 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于活塞的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸指向，則輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)在活塞保持架的 內(nèi)側(cè)面上的滾壓是明確限定的，且如同不圍繞定義的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的球形件的情況一樣， 避免了增大摩擦的滑動(dòng)效應(yīng)。在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成滑輪，其旋轉(zhuǎn)軸線在活塞在靠近轉(zhuǎn) 軸的終端位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置之間的每一個(gè)位置上在殼體內(nèi)部的同一點(diǎn)上與轉(zhuǎn)軸 相交。
該措施是相對(duì)于已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)。在已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)中雖然控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)同樣被設(shè)計(jì)成滑輪，但是在已知的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)中滑輪的旋 轉(zhuǎn)軸線的定向根據(jù)活塞在靠近轉(zhuǎn)軸和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置之間的位置改變。在已知的旋轉(zhuǎn) 活塞式壓縮機(jī)中，控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的滑輪通過傾斜于其旋轉(zhuǎn)軸線指向的力加載，該力過度地 加載滑輪的滑輪軸承且在不利的情況下甚至?xí)i死。在根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的前述設(shè)計(jì)中避免了不利的影響，其中滑輪的 旋轉(zhuǎn)軸線在活塞在靠近轉(zhuǎn)軸和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置之間的每一個(gè)位置中優(yōu)選徑向地指向 殼體中心點(diǎn)。在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的滑輪設(shè)置在控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的滑輪中的軸承 中，其中，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)和控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的滑輪的旋轉(zhuǎn)軸線相互垂直設(shè)置。該措施的優(yōu)點(diǎn)在于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)和控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)在活塞上的特別節(jié)省空間的結(jié) 構(gòu)。此外，控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的滑輪的軸承相應(yīng)地被設(shè)計(jì)成空心體，其容納輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的滑 輪，其中，僅輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的滑輪的外圓周突出，其用作沿活塞保持架的內(nèi)側(cè)面滾壓的運(yùn)行 面。在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)為圍繞垂直于轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)軸線的擺動(dòng)運(yùn) 動(dòng)，且控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行面與控制凸輪的接觸線在活塞的每個(gè)位置中定向在擺動(dòng)軸線與 轉(zhuǎn)軸的交點(diǎn)上。在該設(shè)計(jì)中在將活塞設(shè)計(jì)成擺動(dòng)活塞的情況下有利地確保了控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn) 行面在活塞的每個(gè)位置中位于控制凸輪的法線方向上且由此避免了輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)沿控制 凸輪的傾斜運(yùn)行。因此產(chǎn)生了控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方向相對(duì)于控制凸輪的完美的平行性。在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，活塞保持架針對(duì)活塞的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)具有從圍繞轉(zhuǎn)軸的圓 周方向上看的狹窄的且從轉(zhuǎn)軸的方向上看的細(xì)長(zhǎng)的凸肩，該凸肩在朝活塞的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu) 的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置的方向上延伸。這里優(yōu)點(diǎn)不僅在于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)在其從靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置直到遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終 端位置的行程中始終僅與活塞保持架的內(nèi)側(cè)面接觸，而不與其上設(shè)計(jì)有控制凸輪的凸輪機(jī) 構(gòu)接觸，而且由于狹窄的且因此有限的凸肩的構(gòu)造對(duì)于活塞保持架的重量的增加也不值得一提。在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，在活塞保持架的內(nèi)側(cè)面(輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)沿該內(nèi)側(cè)面運(yùn)行) 上設(shè)計(jì)用于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的側(cè)面的導(dǎo)向裝置。該措施的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠更好地防止活塞垂直于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行軌道傾翻， 或者換句話說防止活塞在其圍繞轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)方向上傾翻。其它的優(yōu)點(diǎn)和特征從下面的說明書以及附圖中給出。顯而易見，前述的和下面還將說明的特征不僅可以在各個(gè)給出的組合中，而且可 以在其它的組合中或獨(dú)立使用，不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。


下面參照附圖展示并且詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。其中圖1是沿包含轉(zhuǎn)軸的平面的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的縱截面透視圖；圖2是相對(duì)于圖1中的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的涉及活塞、活塞保持架以及凸輪機(jī)構(gòu)的部分的放大的與圖1一樣的縱截面圖；圖3是與圖2類似的示圖，其中，在截面圖中未示出活塞；圖4是活塞、活塞保持架以及凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置的與圖2類似的示圖，其中，活 塞以相對(duì)于圖2和3的另一終端位置示出；圖5a)和b)是圖1中的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的單個(gè)活塞，其中，圖5a)展示了活塞 的立體視圖且圖5b展示了活塞的縱向中截面圖；圖6是活塞連同凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置的立體視圖，該凸輪機(jī)構(gòu)具有控制凸輪，其 中，凸輪機(jī)構(gòu)在縱向中截面中示出；圖7是單獨(dú)狀態(tài)下的凸輪機(jī)構(gòu)的立體縱向中截面圖；圖8是單獨(dú)狀態(tài)下的活塞保持架的立體視圖；圖9是圖8中的活塞保持架的縱向中截面圖；以及圖IOa)和b)是在用于引導(dǎo)任一活塞的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的活塞保持架的凸肩區(qū)域中 的活塞保持架的截下部分的兩個(gè)截面圖，其中，圖IOa)展示了沒有活塞的截下部分以及圖 IOb)展示了帶有活塞的截下部分。
具體實(shí)施例方式在圖1中展示了整體上具有附圖標(biāo)記10的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)。旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮 機(jī)10的其它細(xì)節(jié)在圖2至10中示出。旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)10普遍地可以被設(shè)計(jì)成內(nèi)燃機(jī)，但也可以在相應(yīng)修改的情況 下被設(shè)計(jì)成泵或壓縮機(jī)。旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)10具有殼體12，其具有球形設(shè)計(jì)的中間部分14以及端蓋16和 18。殼體12具有球?qū)ΨQ設(shè)計(jì)的內(nèi)腔20。根據(jù)圖1至3，在殼體12中總共設(shè)置四個(gè)活塞22、24、26和28，其中，活塞28在圖 1和2的示圖中位于示圖平面的前方且因此僅在圖3中的立體視圖中可見。在旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)10工作中活塞22、24、26和28在殼體12中共同圍繞與殼體 固定的轉(zhuǎn)軸30回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸30這里被理解為幾何軸?；钊?2、24、26和28圍繞轉(zhuǎn)軸30的 回轉(zhuǎn)方向在圖1中以箭頭32示出。轉(zhuǎn)軸30穿過殼體12的內(nèi)腔20的球中心點(diǎn)。轉(zhuǎn)軸30是與殼體固定的，這如此理解，即轉(zhuǎn)軸30的位置在活塞22、24、26和28回 轉(zhuǎn)期間保持不變?；钊?2、24、26和28中，由活塞22和24形成第一活塞對(duì)且由活塞26和28形成 第二活塞對(duì)。相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30而言，由活塞26和28形成的活塞對(duì)相對(duì)于由活塞22和24形 成的活塞對(duì)以90°圍繞轉(zhuǎn)軸30錯(cuò)開設(shè)置，如特別從圖6中也可見，其中展示了四個(gè)活塞的 結(jié)構(gòu)布置的立體視圖。每個(gè)活塞對(duì)限定一個(gè)工作室，即活塞22和24限定工作室34且活塞26和28限定 工作室36 (參見圖2)。不受活塞22、24、26和28圍繞轉(zhuǎn)軸30的回轉(zhuǎn)位置的影響，被理解為 幾何軸的轉(zhuǎn)軸30始終穿過工作室34和36。工作室34由活塞22和24的面向轉(zhuǎn)軸30的端面38和40限定。工作室36相應(yīng) 地由面向轉(zhuǎn)軸30的(活塞26的)端面42和(活塞28)的端面44限定(參見圖4)。在工作室34和36中進(jìn)行燃料-空氣-混合物的進(jìn)入、混合物的壓縮、混合物的點(diǎn)燃、點(diǎn)燃的混合物的碰撞以及燃燒過的混合物的排出的單個(gè)工作階段。為此工作室34和36 周期性地變大和變小，即在所示的實(shí)施例中工作室34和36彼此同向地變大和變小。但在 兩個(gè)工作室34和36中的前述的單個(gè)工作階段相差兩個(gè)階段相位，即比如工作室34中進(jìn)行 燃料_空氣-混合物的壓縮的工作階段，而工作室36中則進(jìn)行燃燒過的燃料-空氣-混合 物的排出的工作階段，依此類推。為了使工作室34和36在活塞22、24和28回轉(zhuǎn)期間周期性地變大和變小，活塞22、 24,26和28在其圍繞轉(zhuǎn)軸30作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間實(shí)施在圖1至3中舉例示出的靠近轉(zhuǎn)軸的終 端位置和比如在圖4中示出的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊?2、24、26和28 的根據(jù)圖1至3的靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置也被稱作上部死點(diǎn)(OT)以及根據(jù)圖4的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸 的終端位置被稱作下部死點(diǎn)(UT)?；钊?2、24、26和28的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在所示的實(shí)施例中為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)?；钊?2、24在圍 繞轉(zhuǎn)軸30回轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)施圍繞擺動(dòng)軸線46的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，該擺動(dòng)軸線大致在殼體12的內(nèi)腔20的 球中心點(diǎn)上垂直地與轉(zhuǎn)軸相交。活塞26和28相應(yīng)地實(shí)施圍繞擺動(dòng)軸線48 (參見圖2)的 擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，該擺動(dòng)軸線大致在殼體12的內(nèi)腔20的球中心點(diǎn)上垂直地與轉(zhuǎn)軸30相交且此外 還垂直于擺動(dòng)軸線46延伸。在描述控制機(jī)構(gòu)(利用該控制機(jī)構(gòu)從活塞22、24、26和28圍繞轉(zhuǎn)軸30的回轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)中導(dǎo)出活塞22、24、26和28的往復(fù)運(yùn)動(dòng))之前，首先參照?qǐng)D2至4以及8和9詳細(xì)描述 活塞保持架50 (圖8)，在活塞保持架中容納活塞22、24、26和28。活塞保持架50為轉(zhuǎn)子， 其與活塞22、24、26和28 —起圍繞轉(zhuǎn)軸30回轉(zhuǎn)。相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30而言，活塞22、24、26和28 與活塞保持架50相應(yīng)地抗扭連接，但可以相對(duì)于活塞保持架實(shí)施其擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)圖8和9，活塞保持架50在朝轉(zhuǎn)軸30的方向上由兩個(gè)半部分52和54接合， 這兩個(gè)半部分沿接合線56可拆卸地相互連接，比如活塞保持架50的半部分52和54借助 于螺栓相互固定連接。根據(jù)圖4，活塞保持架50的半部分52具有圓柱形或略微弧形彎曲的 孔58用于容納活塞22和24。在孔58中活塞22和24實(shí)施彼此反向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中，在 橫截面上基本上呈圓形的活塞22和24被滑動(dòng)地引入孔58中。在活塞22和24的端面38 和40之間的孔58的壁部相應(yīng)地形成工作室34的圓周上的界限。由于活塞22和24在孔 58中實(shí)施擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，活塞22和24不是設(shè)計(jì)成圓柱形，而是彎管形。根據(jù)圖2，在活塞保持架50的第二半部分54中設(shè)計(jì)有圓柱形孔60，在該孔中容納 活塞26和28。活塞保持架50的圓柱形孔58和60對(duì)應(yīng)于如上所述的活塞22、24、26和28 的結(jié)構(gòu)布置相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30以90°相互錯(cuò)開?；钊?6和28也如同活塞22和24被設(shè)計(jì)成 具有圓形橫截面的彎管狀。但同樣也可以考慮其它的橫截面(比如橢球形)。根據(jù)圖1，活塞保持架50可圍繞轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)地支承在殼體12中。下面開始描述控制機(jī)構(gòu)，利用該控制機(jī)構(gòu)從活塞22、24、26和28圍繞轉(zhuǎn)軸30的回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)出這些活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為此，根據(jù)圖1，在殼體12中與殼體固定地設(shè)置控制凸輪62。這里與殼體固定表 示，控制凸輪62本身不參與圍繞轉(zhuǎn)軸30的旋轉(zhuǎn)，但“與殼體固定”的概念也包括這種情況， 即控制凸輪62可以進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，比如，用以在靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位 置之間調(diào)節(jié)活塞22、24、26和28的行程。在圖7中展示了在垂直于轉(zhuǎn)軸30的平面中的控制凸輪62的縱向中截面透視圖。控制凸輪62具有在所有的面上圍繞轉(zhuǎn)軸30設(shè)計(jì)的安裝環(huán)64，通過該安裝環(huán)將控制凸輪62 安裝在殼體12中。凸輪機(jī)構(gòu)62具有(優(yōu)選一體地在安裝環(huán)64上成形的)配設(shè)給活塞22 和24的控制凸輪66以及配設(shè)給活塞26和28的控制凸輪68 (參見圖2和4)?？刂仆馆?6和68同樣在所有面上圍繞轉(zhuǎn)軸30延伸并且具有帶相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30的 波峰和波谷的輪廓，用以從活塞22、24、26和28圍繞轉(zhuǎn)軸30的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出這些活塞的 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外控制凸輪66和68相對(duì)于殼體12的內(nèi)腔20的球中心點(diǎn)對(duì)稱設(shè)置且因此在轉(zhuǎn) 軸30上基本正交。每個(gè)活塞22、24、26和28都具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其在每個(gè)活塞22、24、26和28圍 繞轉(zhuǎn)軸30回轉(zhuǎn)時(shí)沿控制凸輪66或68運(yùn)行。比如在圖2中可見，活塞22具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)70以及活塞24具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu) 72，且根據(jù)圖4活塞26具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)74以及活塞28具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)76?？刂七\(yùn)行機(jī)構(gòu)70、72、74、76的設(shè)計(jì)是彼此相同的，因此下面僅描述活塞22的控制 運(yùn)行機(jī)構(gòu)70的設(shè)計(jì)。在圖5a)和b)中以單獨(dú)的狀態(tài)展示了活塞22，同時(shí)還要參見圖2?？刂七\(yùn)行機(jī)構(gòu)70被設(shè)計(jì)成滑輪78，其圍繞旋轉(zhuǎn)軸線80可旋轉(zhuǎn)地支承。此外，滑 輪78支承在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線80抗扭的軸承罩82上且因此與活塞22連接。控制運(yùn)行機(jī)構(gòu) 70在活塞22位于背向于端面38的背面上，該端面在活塞22的安裝好的狀態(tài)下面向工作室 34?；?8具有運(yùn)行面84，其根據(jù)圖2沿控制機(jī)構(gòu)62的控制凸輪66延伸。在運(yùn)行面84 沿著運(yùn)行時(shí)滑輪78圍繞旋轉(zhuǎn)軸線80旋轉(zhuǎn)。如從圖2中可見，旋轉(zhuǎn)軸線80相對(duì)于殼體12 的內(nèi)腔20的球中心點(diǎn)徑向?qū)?zhǔn)，且特別是向擺動(dòng)軸46(活塞22圍繞該擺動(dòng)軸擺動(dòng))對(duì)準(zhǔn) 或者說與該擺動(dòng)軸相交。旋轉(zhuǎn)軸線80不受活塞22關(guān)于擺動(dòng)軸46的位置的影響始終在轉(zhuǎn) 軸30的同一點(diǎn)上與轉(zhuǎn)軸30相交。運(yùn)行面84是錐形的且此外如此對(duì)準(zhǔn)，使得滑輪78的運(yùn)行面84與控制凸輪66的 接觸線86 (圖2)在活塞的任何位置上都對(duì)準(zhǔn)擺動(dòng)軸線46與轉(zhuǎn)軸30的交點(diǎn)，即對(duì)準(zhǔn)殼體12 的內(nèi)腔20的球中心點(diǎn)。由此確保了在滑輪78和控制凸輪66之間不會(huì)出現(xiàn)傾斜運(yùn)行，從而 也沒有傾斜力作用在滑輪78上。但活塞22、24、26和28不僅分別具有一個(gè)控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(其功能是從活塞22、24、 26和28圍繞轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出這些活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng))，除了各控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)之外，還 具有一個(gè)輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)，在下文中將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)圖2活塞22具有輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88以及活塞24具有輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)90，且根據(jù) 圖4活塞26具有輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)92以及活塞28具有輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)94。由于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92和94彼此相同設(shè)計(jì)，因此下面僅參照?qǐng)D2和5詳細(xì) 描述活塞22的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88。輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88被設(shè)計(jì)成滑輪96，其旋轉(zhuǎn)軸線98根據(jù) 圖2垂直于轉(zhuǎn)軸30定向，但不與其相交。此外，旋轉(zhuǎn)軸線98垂直于控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)70的滑 輪78的旋轉(zhuǎn)軸線80定向。此外，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88的滑輪96比如通過滾針軸承支承在控 制運(yùn)行機(jī)構(gòu)70的滑輪78的軸承罩82中。輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88以及其它活塞24、26和28的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)92、92和94用作在 離心力方向向外一側(cè)支撐活塞22以及活塞24、26和28，其中，支撐在活塞保持架50的內(nèi)側(cè)面上。根據(jù)圖8和9，為每個(gè)輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92和94在活塞保持架50上配設(shè)屋頂 狀的凸肩100 (用于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88)、102 (用于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)90)以及106(用于輔助運(yùn) 行機(jī)構(gòu)94)。用于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)92的相應(yīng)的屋頂狀的凸肩104在圖4中可見。凸肩100、 102,104和106從圍繞轉(zhuǎn)軸30的圓周方向上看設(shè)計(jì)成狹窄的且從轉(zhuǎn)軸30的方向上看為細(xì) 長(zhǎng)的，其中，凸肩100、102、104和106在朝各活塞22、24、26和28的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置的 方向上延伸。在圖4中特別展示了相應(yīng)的用于活塞26的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)92的凸肩104以及 用于活塞28的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)94的凸肩106。圖4展示了位于其遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置中的 活塞26和28，在該位置中工作室36具有最大容積。此外，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92和94在各凸肩100、102、104和106的內(nèi)側(cè)面上滾
壓，其中，由此描述的各輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92和94的運(yùn)行軌道或者說其往復(fù)的運(yùn)行方向 與轉(zhuǎn)軸30位于共同的平行中，比如從圖2和圖4中可見。在圖2中輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88和90 的當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)方向位于示圖平面中，在圖4中輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)92和94的運(yùn)動(dòng)方向位于示圖 平面中。由于活塞22、24、26和28與活塞保持架50抗扭地連接，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92 和94相對(duì)于活塞保持架50僅實(shí)施在活塞保持架50上的平行于轉(zhuǎn)軸30的滾壓運(yùn)動(dòng)。由于活塞22、24、26和28與活塞保持架50相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30抗扭地連接，由此已經(jīng) 保證了防止相對(duì)于轉(zhuǎn)軸30的傾翻。為了進(jìn)一步提高防傾翻的穩(wěn)定性，在屋頂狀的凸肩100、 102、104和106的內(nèi)側(cè)面上設(shè)計(jì)側(cè)面的大桶狀的導(dǎo)向裝置，各輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92和94 側(cè)面地支撐在該導(dǎo)向裝置上。在圖IOa)和b)中展示了用于屋頂狀的凸肩100和輔助運(yùn)行 機(jī)構(gòu)88，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88的運(yùn)行面108在凸肩100的內(nèi)側(cè)面上滾壓且側(cè)面地通過相應(yīng)的大 桶狀的突起112和114引導(dǎo)。輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92和94與活塞保持架50的相應(yīng)的凸肩100、102、104和106
一起在很大程度上避免了活塞22、24、26和28在活塞保持架50上的摩擦并且避免了在與 殼體固定的部件上的滑動(dòng)摩擦，這種摩擦?xí)谝阎男D(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)中出現(xiàn)。在已知的 旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)中在活塞保持架50上的這種滑動(dòng)摩擦通過輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)88、90、92和94 減小到明顯更小的滾動(dòng)摩擦上。參照?qǐng)D1，旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)10在被設(shè)計(jì)成內(nèi)燃機(jī)的情況下針對(duì)每個(gè)工作室34和 36還分別具有一個(gè)點(diǎn)燃火花塞115和116，它們分別在端面通過端蓋16和18引導(dǎo)。工作 室34還配設(shè)有用于燃燒空氣的進(jìn)氣支管118以及用于排出燃燒過的燃料_空氣-混合物 的排氣支管120。針對(duì)工作室36也設(shè)置相應(yīng)的結(jié)構(gòu)?；钊?2、24、26和28連同活塞保持架50圍繞轉(zhuǎn)軸30的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被傳遞到工作軸 122上，然后該工作軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)比如可以用于驅(qū)動(dòng)載重汽車。
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，具有殼體(12)，在殼體中設(shè)置至少一個(gè)第一活塞(22)，所述第一活塞能夠圍繞與殼體固定的轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)，并且在圍繞轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)時(shí)在靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置之間實(shí)施往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用以使在活塞(22)的面向轉(zhuǎn)軸(30)的端面(38)上限定的工作室(34)周期性地變大和變小，其中，轉(zhuǎn)軸(30)穿過工作室(34)延伸，活塞(22)具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)，其在活塞(22)圍繞轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)時(shí)沿與殼體固定的控制凸輪(66)運(yùn)行，用以從回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出活塞(22)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且活塞(22)設(shè)置在活塞保持架(50)的容納裝置中，活塞(22)與活塞保持架相對(duì)于轉(zhuǎn)軸(30)抗扭地連接且活塞保持架與活塞(22)一起圍繞轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)，其特征在于，活塞(22)除了具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)之外相對(duì)于轉(zhuǎn)軸(30)在離心力方向向外一側(cè)還具有輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行面(108)在活塞(22)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中沿活塞保持架(50)的內(nèi)側(cè)面滾壓，其中，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)的運(yùn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)軸(30)位于共同的平面中。
2.按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)被設(shè)計(jì) 成滑輪(96)，所述滑輪的旋轉(zhuǎn)軸線(98)垂直于活塞(22)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸(30)定向。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)被 設(shè)計(jì)成滑輪(78)，所述滑輪的旋轉(zhuǎn)軸線(80)在活塞(22)在靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn) 軸的終端位置之間的任何位置上在殼體(12)內(nèi)的同一點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸(30)相交。
4.按照權(quán)利要求2和3所述的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)的 滑輪(96)設(shè)置在控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)的滑輪(78)中的軸承中，其中，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)和 控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)的滑輪(96、78)的旋轉(zhuǎn)軸線(98、80)相互垂直。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，活塞(22)的 往復(fù)運(yùn)動(dòng)是圍繞垂直于轉(zhuǎn)軸(30)的擺動(dòng)軸線(46)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，且在活塞(22)的任何位置 中控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)的運(yùn)行面(84)與控制凸輪(66)的接觸線(86)對(duì)準(zhǔn)擺動(dòng)軸線(46) 與轉(zhuǎn)軸(30)的交點(diǎn)。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，活塞保持架 (50)針對(duì)活塞(22)的輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)具有在圍繞轉(zhuǎn)軸(30)的圓周方向上看的狹窄的 以及在轉(zhuǎn)軸的方向上看的細(xì)長(zhǎng)的凸肩(100)，所述凸肩朝活塞(22)的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置 延伸且輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)在凸肩的內(nèi)側(cè)面上運(yùn)行。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，在活塞保持架 (50)的內(nèi)側(cè)面上設(shè)計(jì)用于輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)的側(cè)面的導(dǎo)向裝置，其中，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)沿所 述內(nèi)側(cè)面運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，具有殼體(12)，其中設(shè)置至少一個(gè)第一活塞(22)，其能夠圍繞與殼體固定的轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)，并且在圍繞轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)時(shí)在靠近轉(zhuǎn)軸的終端位置和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的終端位置之間實(shí)施往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用以使在活塞(22)的面向轉(zhuǎn)軸(30)的端面(38)上限定的工作室(34)周期性地變大和變小，轉(zhuǎn)軸(30)穿過工作室(34)延伸，活塞(22)具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)，其在活塞(22)圍繞轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)時(shí)沿與殼體固定的控制凸輪(66)運(yùn)行，用以從回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出活塞(22)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且活塞(22)設(shè)置在活塞保持架(50)的容納裝置中，活塞(22)與活塞保持架相對(duì)于轉(zhuǎn)軸(30)抗扭地連接且活塞保持架與活塞(22)一起圍繞轉(zhuǎn)軸(30)回轉(zhuǎn)?；钊?22)除了具有控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)(70)之外相對(duì)于轉(zhuǎn)軸(30)在離心力方向向外一側(cè)還具有輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)，其運(yùn)行面(108)在活塞(22)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中沿活塞保持架(50)的內(nèi)側(cè)面滾壓，輔助運(yùn)行機(jī)構(gòu)(88)的運(yùn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)軸(30)位于共同的平面中。
文檔編號(hào)F01C21/02GK101990593SQ200980106464
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者赫伯特·許特林 申請(qǐng)人:赫伯特·許特林