CN101688446B - 具有外传动机构的旋转活塞式机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转活塞式机器，其具有：框架；可旋转地安装在框架中的气缸套；同轴地安装在气缸套中的转子；使框架、气缸套和转子相连的传动机构，其中传动机构设置在工作腔的外部，此工作腔设置在气缸套和转子之间，且其中传动机构使气缸套和转子产生了周期性的、在正旋转速度和负旋转速度之间摆动的相对运动。按本发明，传动机构和带转子的气缸套构成一传动装置，其具有五个自由度为1的旋转链节和一个旋转/滑动链节，其中传动机构具有旋转体和连杆，所述旋转体借助第一旋转链节可旋转地安装在框架上，所述连杆借助第二旋转链节可旋转地与旋转体相连，并借助第三旋转链节可旋转地与气缸套相连，并借助旋转/滑动链节与转子相连。

Description

具有外传动机构的旋转活塞式机器
技术领域
本发明涉及一种旋转活塞式机器(Rotationskolbenmaschine)，其具有：框架(Gestell)；可旋转地安装在框架中的气缸套(Zylinderbuchse)；同轴地安装在气缸套中的转子(Rotor)；使框架、气缸套和转子相连的传动机构(Getriebemechanismus)，其中传动机构设置在工作腔的外部，此工作腔限定在气缸套和转子之间，其中传动机构将气缸套和转子联接在一起，因此转子周期性地领先和落后于气缸套。
背景技术
例如由德国专利文献DE 27432已知这种类型的旋转活塞式机器。具有多个连杆(Pleuel)的传动机构在两个交错延伸的轴上起作用，其中一个与转子相连，另一个与气缸套相连。传动机构总共具有七个旋转链节，即中心轴安装在中空轴上、中空轴安装在框架上、两个分别具有两个旋转链节的连杆、另一个总共具有三个旋转链节的连杆。框架围绕着气缸和连杆的布置限制了传动机构的几何尺寸，并大大限制了转子和气缸套之间的相对运动的角度范围。
例如由美国专利文献US 1,556,843、WO 00/97102A1、DE 1926552A1和EP 0013947A1已知其它同类的旋转活塞式机器。
DE 19740331、DE 19753134A1和WO 2005/045198A1在同类旋转活塞式机器中建议了一种椭圆形的齿轴，这是一种几乎无法实现的解决方案。
WO 2007/009731A1描述了一种非常复杂、同样也几乎无法实现的传动机构。
所有这些已知的旋转活塞式机器都具有结构复杂的传动机构，此传动机构使气缸套和转子周期性地进行在正旋转速度和负旋转速度之间波动的相对运动，或使气缸套和转子周期性地进行领先和落后的相对运动。
发明内容
借助本发明，创造了一种旋转活塞式机器，其特征在于紧凑的构造方式和相对简单的传动机构。
按本发明，在同类型的旋转活塞式机器中规定，传动机构和气缸套以及转子构成传动装置(Getriebe)，其具有五个自由度为1的旋转链节和一个旋转/滑动链节，其中传动机构具有旋转体和连杆，所述旋转体借助第一旋转链节可旋转地安装在框架上，所述连杆借助第二旋转链节可旋转地与旋转体相连，并借助第三旋转链节可旋转地与气缸套相连，并借助旋转/滑动链节与转子相连。
借助这种可紧凑构成且相对简单的传动机构，不仅可以实现所期望的转子和气缸套之间的周期性波动或摆动的相对运动，而且这个波动的相对运动还可以获得柔和过渡的、非常均匀有规律的进程。因此这导致，单个链节上的微小负载，并且主要导致在这些链节中出现的微小峰值力。本发明的传动机构因此运行得均匀而平稳，可施加更高的转数和更高的转矩。按本发明的旋转活塞式机器构成一个六体的、自由度为1的平面传动装置，其具有五个旋转链节和一个旋转/滑动链节。所有链节点都在平行的平面中运动的传动装置被称为平面传动装置。
基于本发明的问题也可以通过这种类型的旋转活塞式机器得以解决，其中传动机构和气缸套以及转子构成传动装置，其具有五个自由度为1的旋转链节和两个齿轮传动件，其中传动机构具有：旋转盘，其借助第一旋转链节可旋转地安装在框架上；连杆，其借助第二旋转链节可旋转地与旋转盘相连，并借助第三旋转链节可旋转地与气缸套相连；第一齿轮，其与转子轴抗扭地相连；第二齿轮，其与旋转盘抗扭地相连；和至少一个中间齿轮，其与第一齿轮和第二齿轮啮合在一起。
通过应用传动机构中的仅三个旋转链节和两个齿轮传动件，可实现紧凑且成本低廉的结构。尤其对于小型的转矩弱的电机来说，这个按本发明的解决方案尤其合适。
基于本发明的问题在这种类型的旋转活塞式机器中也可以这样得以解决，即传动机构和气缸套以及转子构成传动装置，其具有七个自由度为1的旋转链节，其中传动机构具有：旋转盘，其借助第一旋转链节可旋转地安装在框架上；第一连杆，其借助第二旋转链节可旋转地与旋转盘相连，并借助第三旋转链节可旋转地与气缸套相连；第二连杆，其借助第四旋转链节可旋转地与旋转盘相连，并借助第五旋转链节可旋转地与转子相连。
以这种方式，借助传动机构可实现气缸套和转子之间待达成的相对运动，此传动机构只具有自由度为1的旋转链节。这种传动机构可以制造得精度更高且成本更合算，因为只需要实现旋转链节。在相应的设置这些旋转链节时，借助这个按本发明的解决方案还可传递非常高的转矩。
按本发明的重要观点——它不依赖于传动机构的其它构造也能实现——传动机构可在工作腔的外部沿径向接合在气缸套上。
以这种方式，可以非常紧凑地构成旋转活塞式机器，因为传动机构直接衔接在气缸套上，在传动机构和气缸套之间没有专门设置框架支撑物。以这种方式，可以省去成本非常高的、交错延伸的轴。
按本发明的另一重要观点——它不依赖于传动机构的其它构造也能实现——气缸套以其外圆周安装在框架中。
以这种方式，气缸套可在两个侧面上实现安装，但传动机构可在工作腔的外部沿径向接合在气缸套上，例如接合在其外圆周上。
附图说明
由各权利要求以及下面借助于附图的本发明优选实施例的描述得出了本发明的其它特征和优点。所示和所述的不同实施例的单个特征可以以任意的方式相互组合，不会超出本发明的范围。附图中：
图1a至1d 在运动学上的示意图中示出了按本发明的第一实施例的旋转活塞式机器的不同旋转位置；
图2a 在3D线框模型中示出了按本发明的第一实施例的旋转活塞式机器；
图2b 在相互分解的视图中示出了图2a中的旋转活塞式机器；
图3a至3d 在运动学上的示意图中示出了按本发明的第二实施例的旋转活塞式机器的不同旋转位置；
图4a 在3D线框模型中示出了按本发明的第二实施例的旋转活塞式机器；
图4b 在相互分解的视图中示出了图4a中的旋转活塞式机器；
图5a至5d 在运动学上的示意图中示出了按本发明的第三实施例的旋转活塞式机器的不同旋转位置；
图6a 在3D线框模型中示出了按本发明的第三实施例的旋转活塞式机器；
图6b 在相互分解的视图中示出了图6a中的旋转活塞式机器。
具体实施方式
图2a和2b的视图示出了按本发明的第一实施例的旋转活塞式机器。在图2a的示意性视图中需注意，那里的单个元件作为线框模型交织地标出，因此也示出了对于观察者来说看不到的线条。可看到，旋转活塞式机器具有气缸套10，此气缸套可旋转地容纳在框架12中。气缸套10由杯状的部段14和盖板16组成，它们在已安装的状态下在气缸套10内部封闭成工作腔18。转子20与气缸套10同心地容纳在气缸套10的内部，此转子20相对于气缸套10可旋转地安装。气缸套10具有两个相互对立的、约成三角形的肋状物22，它们源自气缸套10的圆形壁板并沿中间纵轴的方向延伸。所述肋状物22在面向中间纵轴的各个端部上设置有密封条24。
转子20同样具有两个相互对立的肋状物26，它们源自转子20的圆柱形中间部件28且沿径向朝外延伸，它们的三角形横截面随着半径的增大而逐渐变细。所述肋状物26的外边缘设置有密封条30。
在转子20布置在气缸套10的杯形部段14中之后，气缸套10的肋状物22的密封条24密封地紧贴在转子20的圆柱形中间部件28上。转子20的肋状物26的径向外端部上的密封条30也密封地紧贴在气缸套10的内壁上。因此，在转子20插入气缸套10后，气缸套10内部的工作腔18被分成四个部分。在转子20与气缸套10进行相对旋转运动时，所有的这四个部分的大小都会产生变化。当转子20和气缸套10之间进行周期性的、在正旋转速度和负旋转速度之间波动的相对运动时，位于工作腔18中的气体因此被交替地压缩或挤压。
气缸套10在其外壁板上设置有两个出气口32，在图2a、2b的视图中只可以看到它们中的一个。转子20的圆柱形中间部件28设计成中空的，且借助进气孔34可使气体从气缸套10内的工作腔18进入到转子20的圆柱形中间部件28中，并最终进入到周围环境中。当然也可以反过来，进气孔34设计成出气孔，而出气孔32设计成进气孔。
因为在旋转活塞式机器运行过程中，气缸套10是连续旋转的，气缸套10还被一个图2未示出的环形室包围，此环形室相对于框架12是静止不动的且例如提供了一吸取腔。
气缸套10在其一端上借助气缸轴36容纳在框架12中，此气缸轴36安装在框架12的配套穿孔38中。气缸套10在另一端上借助其外圆周可旋转地安装在框架12的配套穿孔40中。这个在框架12上的第二安装穿孔40的大小这样构成，即气缸套10可借助直径更小的气缸轴36通过此穿孔40穿进去，直到气缸轴36设置在框架的配套穿孔38中。与气缸轴36对置的气缸套10的端部在运行时借助盖板16封闭，因而此端部可从框架12的前侧面(在图2中是面向观察者的)接触到。在气缸套10的此前端部上设置有销子42，传动机构的连杆44接合在此销子42上，如同下面还会阐述的一样。
在图2所示的实施例中，框架12总共具有三个相互平行的平板46、48、50。在图2中位于最后面的平板46具有安装穿孔38，用于容纳气缸轴36。中间的平板48具有安装穿孔40，用来容纳气缸套10的外圆周，最前面的平板50具有安装穿孔52，用来容纳旋转体54的销子53，此旋转体54构成为曲柄。框架12的这三个相互平行的平板46、48、50借助两个相互平行延伸的横杠56相连。
传动机构设置在图2的前平板50和气缸套10的端部之间，销子42设置在此端部上，借助此传动机构可使转子20和气缸套10实现同步，因此在气缸套10或转子20进行旋转运动时，它们周期性地进行围绕着过零点波动的相对运动。因此，传动机构接合在气缸套10的外圆周、转子20以及框架12上，因而设置在工作腔18的外部，此工作腔18位于气缸套10的内部。这实现了，工作腔18自身的构建不受为安置传动机构而引起的空间要求的影响。因传动机构接合在气缸套10的外圆周上，也可在铰接负载低的情况下传递非常高的转矩。因传动机构调协在前平板50和气缸套10之间，也在构造传动机构时具有很高的自由，因为没有框架支撑物或壳体壁板来限制单个传动体的运动。因此在按本发明的传动机构中，转子20和气缸套10之间可实现约160°的相对旋转角度。
传动机构的第一旋转链节是借助旋转体54的销子53和框架12上的安装穿孔52构成的。传动机构除了旋转体54外还具有连杆44，此连杆44借助第二旋转链节可旋转地与旋转体54相连，其中此第二旋转链节是通过旋转体54上的销子58和连杆44上的安装穿孔60构成的。此外，旋转体54还借助第三旋转链节可旋转地与气缸套10相连，其中此第三旋转链节是通过连杆44上的安装穿孔62和气缸套10上的销子42构成的。此外，连杆44还借助旋转/滑动链节与转子20相连，其中此旋转/滑动链节通过连杆44上的销子64、滑块66(具有安装穿孔68，用来容纳销子64)和月牙导向板70构成，通过月牙导向板70上的直角形的通穿孔72安装在转子20上的配套的直角隆起物74中，使得月牙导向板70也与转子20的中间部件28刚性相连。滑块66因此可在月牙导向板70的内部线性地移动，连杆44也借助其销子64可旋转地安装在滑块66的安装穿孔68中。
图1a至1d的视图借助运动学上的示意图，示出了按本发明的第一实施例的旋转活塞式机器的不同旋转位置，在此示意图中，气缸套10标识成圆圈，可看到气缸套10的外圆周上的销子42。由于视觉方面的原因，没有示出框架。气缸套10自己旋转，但围绕着中间纵轴线O1。
此外，旋转体54的销子58经过的环形轨道用76来表示，旋转体54在框架12上的旋转点用O2来表示。同样还可看到月牙导向板70，它自己抗扭地固定在转子20上，因此沿径向从气缸套10和转子20的中间纵轴线O1朝外延伸。滑块66如此容纳在月牙导向板70中，即滑块66可沿径向方向在导向板70的内部运动。滑块66、销子42和旋转体54的销子58借助连杆44彼此相连。
图1a的视图示出了旋转活塞式机器的第一旋转位置，通过与在图1b中示出的旋转活塞式机器的第二旋转位置相比，可看出，在所示的逆时钟旋转时气缸套10继续转动约超过四分之一转，可看到，销子42在图1a中位于左上角的位置B1，此销子42在图1b中位于左下角中的位置B2。但转子20在此旋转了更大的角度，例如借助月牙导向板70在图1a中的位置C1以及(与之相比较)在图1b中的位置C2可看出。因此在图1a和图1b之间，转子20领先于气缸套10，因此在转子20和气缸套10之间产生了正旋转速度。气缸套10以角度B1、O1、B2的旋转小于转子20以角度C1、O1、C2的旋转。转子20也就转得比气缸套10更快。
如果销子58经过图1c所示的位置(即在旋转环形76的下方)，并继续旋转，则会出现相反的情况。在图1c的第三旋转位置和图1d的第四旋转位置之间，气缸套10几乎经过了四分之一转，如同从图1c中的销子42的位置B3与图1d中的销子42的位置B4相比较所得知的一样。相反，在图1c的第三旋转位置和图1d的第四旋转位置之间，转子20经过的距离明显小于四分之一转，如同从月牙导向板70在图1c中的位置C3与在图1d中的C4相比较所得知的一样。气缸套10旋转的角度B3、O1、B4也大于转子20旋转的角度C3、O1、C4。因此在图1c和1d的旋转角度之间，气缸套10转得比转子20更快。
从几何形状上分析，转子20在旋转的第一半中(即图1a中的第一旋转位置和图1b中的第二旋转位置之间)的超车过程正好等于气缸套10在旋转的第二半中(即图1c中的第三旋转位置和图1d中的第四旋转位置之间)的超车过程。因此在气缸套10和转子20完全转遍之后，气缸套10和转子20之间的相对旋转再次为零。在气缸套10和转子20持续旋转的情况下，会导致转子20和气缸套10的围绕着过零点波动或摆动的相对运动，此相对运动因而在正旋转速度和负旋转速度之间波动。换句话说，转子20周期性地领先或落后于气缸套10，其中此相对运动以约160°的角度延伸。
借助图1a、1b、1c、1d和2a、2b的描述，可看到，按第一实施例的旋转活塞式机器是总共具有六个零件和七个链节的特种传动装置。在此，气缸套10、转子20、旋转体54、连杆44、滑块66和框架12被称为零件。通过气缸套10在框架12中的旋转安装、转子20在气缸套10中的旋转安装、旋转体54在框架12上的安装、旋转体54在连杆44上的安装、连杆44在气缸套10上的安装、连杆44在滑块66上的安装以及滑块66在月牙导向板70中的安装，构成了这七个链节。所有的链节点都在相互平行的平面内运动，因此它根据定义来说是指平面传动装置。所有链节的自由度f＝1。因此，传动装置的自由度F＝1。此自由度F是按公式
F＝3*(n-1)-2*g1-g2＝3*-2*7＝1
得出，其中n是指零件的数量，g1是指自由度为F＝1的链节的数量，g2是指自由度f＝2的链节的数量，在现在这种情况下，g2＝0。
为了实现可旋转性，这个传动装置应该满足与用于四链节传动装置的Grashof条件相似的条件，但这不会带来很大的困难。
图4a以透视图示出了按本发明的第二实施例的旋转活塞式机器的3D示意性线框模型，图4b以相互分解的视图示出了图4a中的旋转活塞式机器。需注意，图4a的视图与图2a的视图中一样，也示出了一些看不见的线条。如同在图2a中已经阐述过的旋转活塞式机器一样，图4a中的旋转活塞式机器包含带盖板16的气缸套10，此气缸套10可旋转地容纳在框架12中。所述气缸套10和框架12构成得与图2a的旋转活塞式机器的气缸套10和框架12一样，因此不再重新阐述。
在气缸套10中容纳着转子80，此转子80与图2a中的旋转活塞式机器的转子20只有很小的区别，因此只阐述这一区别。转子80在图4a所示的前端部上具有轴端82，第一齿轮84抗扭地固定在此轴端82上。在旋转活塞式机器的组装状态下，轴端82穿过盖板16延伸并将它密封，齿轮84然后抗扭地固定在此轴端82上。
图4a、4b的旋转活塞式机器还具有旋转盘86，此旋转盘86从它的中点出发具有销子88，并与此中点同心地设置有第二齿轮90。此第二齿轮90抗扭地设置在销子88上，此销子88源自旋转盘86的中点且朝与另一销子92相同的侧面延伸。设置在旋转盘86中间的销子88安装在框架12的安装穿孔52中，因此旋转盘86可相对于框架12进行围绕着其中点的旋转运动。
另一销子92用来铰接地布置连杆94，此连杆94一方面可旋转地与销子92相连，另一方面与气缸套10的外圆周上的销子42相连。第一齿轮84和第二齿轮90的大小是一样的且具有相同的齿数，并借助两个中间齿轮96彼此相连，这两个中间齿轮96可自由旋转地设置在轴承架98上或轴承保持架中。这两个中间齿轮96用来连接第一和第二齿轮84、90，从而使旋转盘86和转子80的旋转运动实现同步。然后通过连杆94，气缸套10的旋转运动与旋转盘86的旋转运动可实现同步，转子80和气缸套10相互联接，使得气缸套和转子80之间的相对运动周期性地在正旋转速度和负旋转速度之间波动。
因此，将框架12、转子80和气缸套10彼此联接的传动机构由连杆94构成，此连杆94将气缸套10的销子42与旋转盘86的销子92连在一起。旋转盘86也围绕着其中点可旋转地安装在框架12上。旋转盘86与其中心点同心地设置有第二齿轮90。通过此第二齿轮90和两个中间齿轮96，旋转盘86与转子80相联接，此转子80与其中间纵轴线同心地具有第一齿轮84。很明显的是，也可只应用一个中间齿轮来代替两个中间齿轮96，其中在这种情况下必须选择修正过的构造。
图3a至图3d示出了图4a的旋转活塞式机器的不同旋转位置。可看出，当气缸套10在旋转的第一半中旋转时(相当于从图3a的旋转位置过渡到图3b的旋转位置)，旋转盘86以及通过齿轮与它相连的转子90转得比气缸套10更快。相应地，旋转盘86在图3a和图3b的旋转位置之间经过的角度A1、O2、A2比气缸套10在这两个旋转位置之间经过的角度B1、O1、B2更大。
在旋转的第二半中(相当于从图3c的旋转位置过渡到图3d的旋转位置)，则转子80转得比气缸套10更慢，因为角度A3、O2、A4小于角度B3、O1、B4。结果，气缸套10和转子80彼此相对地运动，而且在气缸套10和转子80之间产生相对运动，此相对运动周期性地围绕着过零点在正旋转速度和负旋转速度之间波动。
当然还可能的是，第一传动机构像图4a所述的一样进行布置，而第二旋转机构设置在气缸套10的相对的侧面上，用来避免链节应力，并可传递更高的转矩。此外更明显的是，转子80和气缸套10不是只具有两个彼此相对的肋状物，而是例如具有四个伸进工作腔中的胁状物，用来构成多部段的工作腔。
图6a以透视图示出了按本发明的第三实施例的旋转活塞式机器的线框模型。图6a也像图2a和图4a一样，标出了一些观察者看不见的线条。图6b在相互分解的视图中示出了图6a中的旋转活塞式机器。为了简化描述，只描述旋转活塞式机器中那些与图2a的旋转活塞式机器的单个零件不同的部件。气缸套10、盖板16、转子20和框架12都构造得与图2a的旋转活塞式机器一样。传动机构的构造是不同的，此传动机构将气缸套10、转子20和框架12相联接。此传动机构具有旋转盘100，此旋转盘100借助与其中点同心设置的安装销子102可旋转地设置在安装穿孔52中。旋转盘100具有两个销子104和106，它们与旋转盘100的中点间隔地设置。连杆108、110分别可旋转地与这两个销子104、106相连。第一连杆108在它与销子104对立的端部上与气缸套10的销子42可旋转地相连。第二连杆110在它与销子106对立的端部上与转子20可旋转地相连，其中所述连接借助曲柄112产生，其一方面抗扭地固定在转子20的中间纵轴线上，另一方面具有在径向上与中间纵轴线间隔的销子124，此销子与第二连杆110上的安装穿孔116一起构成旋转链节。
因此，在图6a和6b中示出的旋转活塞式机器总体上构成传动装置，其具有七个自由度为1的旋转链节。在此，传动机构自身具有第一旋转链节，此第一旋转链节把旋转盘100与框架12相连，并由旋转盘100上居中的轴颈102和框架12上的安装穿孔52构成。第二旋转链节借助旋转盘100上的销子104和第一连杆108上的第一安装穿孔118构成。第三旋转链节由第一连杆108上的第二安装穿孔120和气缸套10上的销子42构成。第四旋转链节借助旋转盘100上的销子106和第二连杆110上的第一安装穿孔122构成。第五旋转链节借助第二连杆110上的第二安装穿孔116和转子20的曲柄112上的销子124构成。第六旋转链节通过转子20在气缸套10中的可旋转安装构成，第七旋转链节通过气缸套10在框架12中的可旋转安装构成。
与按图2a、2b和图4a、4b所述的旋转活塞式机器一样，传动机构在工作腔的外部沿径向接合在气缸套10上。传动机构直接设置在气缸套10和转子20的前面，没有框架安装体或其它类似物体的中间接合，因此传动机构可直接接合在气缸套10或转子20上，实现非常紧凑且简单的结构。此外，气缸套10同样以其外圆周安装在框架12中，即安装在框架12的中间平板48的安装穿孔40中。很明显的是，另一相同的传动机构直接设置在气缸套的后面，用来减少由各个传动机构传递的转矩，并例如用来构造非常紧凑的泵。
图5a至5d示出了图6a中的旋转活塞式机器的不同旋转位置，其中选择了运动学上的示意图。气缸套10用圆圈表示，转子20由较小的、与气缸套10同心的圆圈表示。气缸套10和转子20围绕着中间纵轴线O2旋转。旋转盘100由两个相互同心的圆圈表示，其中第一、更大的圆圈130表示销子104的中点的运行轨道，较小的、与第一圆圈同心的第二圆圈代表销子106的中点的运行轨道。旋转盘100围绕着轴线O2旋转，此轴线O2通过框架12上的安装穿孔52的中点延伸(参看图6b)。第一连杆108用简单的线条代表，并将旋转盘100上的销子104和气缸套10上的销子42相连。第二连杆110同样用简单的线条表示，并将旋转盘100上的销子106与曲柄112上的销子124相连，此曲柄112与转子20抗扭地相连。
借助气缸套10和转子20的旋转位置从图5a所示的第一位置过渡到图5b的所示的第二位置，可看出，气缸套10和转子20之间发生相对旋转，其中在图5a和图5b中的两个旋转位置之间，气缸套10比转子20转得更快。气缸套10或其销子42从图5a所示的位置B1转到图5b所示的位置B2。转子20或销子142从图5a所示的位置D1转到图5b所示的位置D2。角度B1、O1、B2在此角度D1、O1、D2更大，因此气缸套10转得比转子20更快。在旋转的第二半中，其通过图5c和图5d之间的过渡表示，转子20转得比气缸套10更快。气缸套10或其销子42从图5c所示的位置B3转到图5d所示的位置B4。相反，转子20或曲柄112上的销子124从图5c所示的位置D3转到图5d所示的位置D4。角度B3、O1、B4在此角度D3、O1、D4更大，因此气缸套10转得比转子20更慢。
从几何形状上分析，气缸套10在旋转第一半中的领先正好与转子20在旋转第二半中的领先相同。因为这意味着，在气缸套10、转子20和旋转盘100完全转遍的情况下，气缸套10和转子20的相对旋转等于零。因此气缸套10和转子20产生了在正旋转速度和负旋转速度之间摆动的相对运动，与气缸套10和转子20的肋状物之间的工作腔各部段交替地压缩和膨胀相一致。
在图5a至5d和6a、6b所示旋转活塞式机器及其专门的传动机构也满足上面提到的、用于平面传动装置的公式。
因此总的说来，本发明在旋转活塞式机器中提供了三种构造相对简单且容易实现的传动机构，用来协调气缸套和转子的旋转运动，此转子同心地安装在气缸套里并满足活塞的功能。按照图1a至1d和2a、2b的第一旋转机构与气缸套10和转子20一起构成六体的特种传动装置，其具有自由度为1的五个旋转链节和一个旋转/滑动链节。按照图3a至3d和4a、4b的第二旋转机构与气缸套10和转子20一起构成六体的特种传动装置，其具有两个齿轮传动件和五个自由度为1的旋转链节。按照图5a至5d和6a、6b的第三旋转机构与气缸套10和转子20一起构成六体的传动装置，其具有七个自由度为1的旋转链节。气缸套10和转子20、80之间纯粹旋转的相对运动只围绕着其共同的轴线，这可达到非常高的密封系数，因为各个密封条24、30(参见图2b)不会经受侧面力度。由于这些推荐的设计很简单且为优化提供了大量重要的几何参数，优化了在气缸套10和转子20、80之间的工作腔中的工作过程，并减少了链节中的压力。所产生的各个传动机构的构造是非常紧凑的。在构建内燃机时，按本发明的旋转活塞式机器甚至可比汪克尔马达(Wankelmotor)构造得更紧凑。对于负载变化(Ladungswechsel)来说，不需要阀门。对于负载注入来说，可以省掉凸轮的必要性。旋转的气缸套10允许省去额外的空气冷却。

Claims (6)

1.一种旋转活塞式机器，其包括：
框架(12)；
可旋转地安装在框架(12)中的气缸套(10)；
同轴地安装在气缸套(10)中的转子(20)；和
将框架(12)、气缸套(10)和转子(20)相连的传动机构；
其中，传动机构位于工作腔(18)之外，而该工作腔(18)设置在气缸套(10)和转子(20)之间，
且其中，传动机构将气缸套(10)和转子(20)联接在一起，使得转子(20)相对于气缸套(10)周期性地领先和落后，
其特征在于，
传动机构和气缸套(10)以及转子(20)构成具有五个自由度为1的旋转链节和一个旋转/滑动链节的传动装置，
其中，传动机构具有旋转体(54)和连杆(44)，该旋转体(54)借助第一旋转链节可旋转地安装在框架(12)上，而该连杆(44)借助第二旋转链节可旋转地与旋转体(54)相连，并借助第三旋转链节可旋转地与气缸套(10)相连，并借助旋转/滑动链节与转子(20)相连。
2.按权利要求1所述的旋转活塞式机器，其特征在于，所述传动机构在所述工作腔(18)的外部沿径向接合在所述气缸套(10)上。
3.按上述权利要求之任一项所述的旋转活塞式机器，其特征在于，所述气缸套(10)以其外圆周安装在所述框架(12)中。
4.一种旋转活塞式机器，其包括：
框架(12)；
可旋转地安装在框架(12)中的气缸套(10)；
同轴地安装在气缸套(10)中的转子(80)；和
将框架(12)、气缸套(10)和转子(80)相连的传动机构，
其中，传动机构位于工作腔(18)之外，而该工作腔(18)设置在气缸套(10)和转子(80)之间；
且其中，传动机构将气缸套(10)和转子(80)联接在一起，使得转子(20)相对于气缸套(10)周期性地领先和落后，
其特征在于，
传动机构和气缸套(80)以及转子(20)构成具有五个自由度为1的旋转链节和两个齿轮传动件的传动装置，
其中，传动机构具有：旋转盘(86)，其借助第一旋转链节可旋转地安装在框架(12)上；连杆(94)，其借助第二旋转链节可旋转地与旋转盘(86)相连，并借助第三旋转链节可旋转地与气缸套(10)相连；第一齿轮(84)，其与转子轴(82)抗扭地相连；第二齿轮(90)，其与旋转盘(86)抗扭地相连；和至少一个中间齿轮(96)，其与第一齿轮(84)和第二齿轮(90)啮合。
5.按权利要求4所述的旋转活塞式机器，其特征在于，所述传动机构在所述工作腔(18)的外部沿径向接合在所述气缸套(10)上。
6.按上述权利要求4至权利要求5中之任一项所述的旋转活塞式机器，其特征在于，所述气缸套(10)以其外圆周安装在所述框架(12)中。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102213139A (zh) * 2011-05-07 2011-10-12 苗军 双转叶摆动式发动机
WO2013078276A1 (en) 2011-11-23 2013-05-30 DOMIT, Antonio Rotary engine with rotating pistons and cylinders
NO336578B1 (no) * 2013-01-21 2015-09-28 Otechos As Anordning ved maskin av fortrengningstypen
US9371775B2 (en) * 2013-03-27 2016-06-21 Differential Dynamics Corporation One-stroke internal combustion engine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2107137A1 (de) * 1971-02-15 1972-08-31 Kracht, Jürgen, 3300 Braunschweig Mittelachsige drehkolbenartige Umlaufkolbenmaschine mit zylindrischer Trommel als Rotationsteil
DE2421532A1 (de) * 1973-06-21 1975-07-03 Miyaoku Drehfluegelanordnung fuer rotationskolbenmotoren und-pumpen

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1482627A (en) * 1924-02-05 Rotary internal-combustion engine
DE27432C (de) * TH. A-HearsON in Blackheath, England Rotirende Maschine
US1243163A (en) * 1915-09-14 1917-10-16 Joseph Andrew Gygar Mechanical motor.
US1236009A (en) * 1916-06-03 1917-08-07 Saunders Motor Power Company Rotary engine.
US1556843A (en) * 1923-03-29 1925-10-13 Kinder Cloyd Leland Rotary engine
US1568051A (en) * 1923-06-02 1926-01-05 Bullington Motors Divided-charge rotary engine
US2071528A (en) * 1935-10-10 1937-02-23 Daniel D Evans Rotary motor
US2816527A (en) * 1953-10-28 1957-12-17 Palazzo Quirino Rotary four-stroke engine
US3144007A (en) * 1960-06-29 1964-08-11 Kauertz Proprietary Ltd Rotary radial-piston machine
GB1031626A (en) * 1965-03-15 1966-06-02 Kauertz Proprietary Ltd Improvements relating to internal combustion engines of the rotary piston type
US3327692A (en) * 1965-10-13 1967-06-27 Stanley E Keagle Rotary internal combustion engine
DE1551145A1 (de) * 1966-10-20 1970-02-12 Sabet Dipl Ing Huschang Mittelachsige Umlaufkolbenmaschine
US3356079A (en) * 1966-11-29 1967-12-05 Virmel Corp Rotary internal combustion engine
US3483578A (en) * 1967-08-17 1969-12-16 Thomas R Harrison Rotary engine control mechanism
DE1926552A1 (de) * 1968-08-14 1970-02-19 Pasquale Alongi Rotationskolbenmaschine
US3645239A (en) * 1969-10-24 1972-02-29 Arnulfo Q Cena Rotary piston machine
US3592571A (en) * 1969-12-08 1971-07-13 Chauncey R Drury Rotary volumetric machine
US3719438A (en) * 1970-11-30 1973-03-06 W Howard Rotating piston engine
DE2119983A1 (de) 1971-04-10 1972-11-09 Grebe, Konrad, 5600 Wuppertal Verbrennungsmotor, Hydraulikmotor, Preßluftmotor, Kompressor oder Flüssigkeitspumpe verwendbare Einrichtung
GB1552432A (en) * 1976-06-18 1979-09-12 Sharples L Rotary piston internal combustion engine
US4169697A (en) * 1976-09-01 1979-10-02 Doundoulakis George J Angular compression expansion cylinder with radial pistons
DE2902915A1 (de) * 1979-01-26 1980-07-31 Sabet Huschang Mittelachsige umlaufkolben-brennkraftmaschine
JPS585431A (ja) * 1981-07-01 1983-01-12 Daikichiro Isotani 角速度変化型ロ−タリ機関
JPS597733A (ja) * 1982-07-06 1984-01-14 Koyata Abe 回転ピストン内燃機関
DE3226396A1 (de) * 1982-07-15 1984-01-19 Wilhelm Josef 5350 Euskirchen Biermann Kreiskolbenmotor
JPH01310102A (ja) * 1988-06-07 1989-12-14 Yukio Fujiwara ロータリーピストン
US5147191A (en) * 1991-02-08 1992-09-15 Schadeck Mathew A Pressurized vapor driven rotary engine
US5304048A (en) * 1991-10-15 1994-04-19 Charles Chao-peng Huang Scissor-action piston rotary engine with distributive arms
EP0560709A3 (en) * 1992-03-05 1993-12-08 Rene Linder Rotary piston machine
IL101787A0 (en) * 1992-05-05 1992-12-30 Savgal Compressors Ltd Rotary-vane machine
FR2694336B1 (fr) * 1992-07-29 1994-11-04 Canova Sarls Etablissements Dispositif de liaison cinématique pour pistons rotatifs et moteur comprenant un tel dispositif.
IL119105A0 (en) * 1996-08-21 1996-11-14 Volftsun Leonid Rotary vane machine
DE19740133C2 (de) 1997-09-12 2001-11-15 Martin Sterk Kreiskolbenmotor
DE19753134A1 (de) 1997-11-29 1999-06-10 Martin Sterk Kreiskolbenmotor
BR9904603A (pt) * 1999-06-17 2001-03-06 Hugo Julio Kopelowicz Sistema de dois ou mais rotores com pelo menos um pistão em cada que se movimentam num mesmo sentido a velocidades variadas e alternativamente opostas entre si dentro de uma câmara cilìndrica independente ou formada pelos mesmos rotores
US6305345B1 (en) * 2000-03-11 2001-10-23 Igor V. Bakhtine High-output robust rotary engine with a symmetrical drive and improved combustion efficiency having a low manufacturing cost
US6739307B2 (en) * 2002-03-26 2004-05-25 Ralph Gordon Morgado Internal combustion engine and method
EP1682749B1 (de) 2003-10-29 2007-02-14 SL-Trade Marks Gmbh Kreiskolben-wärmemotor-vorrichtung
US20050091848A1 (en) 2003-11-03 2005-05-05 Nenov Krassimir P. Turbine blade and a method of manufacturing and repairing a turbine blade
ITMI20050029A1 (it) * 2005-01-13 2006-07-14 Eliodoro Pomar Cinematismo privo di parti in moto alternativo capace di trasformare le variazioni di pressione di un fluido operante in camere toroidali a volume ciclicamente variabile in lavoro meccanico reso disponibile su un asse ruotante e motore dotato di tale
DE102005033448A1 (de) 2005-07-18 2007-01-25 Josef Gail Druckgas-Zylinderläufermotor
IL176534A0 (en) * 2006-06-25 2006-10-05 Leonid Volftsun Rotary vane machine
UA87229C2 (ru) * 2007-12-04 2009-06-25 Евгений Федорович Драчко Роторно-поршневая машина объемного расширения

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2107137A1 (de) * 1971-02-15 1972-08-31 Kracht, Jürgen, 3300 Braunschweig Mittelachsige drehkolbenartige Umlaufkolbenmaschine mit zylindrischer Trommel als Rotationsteil
DE2421532A1 (de) * 1973-06-21 1975-07-03 Miyaoku Drehfluegelanordnung fuer rotationskolbenmotoren und-pumpen

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Publication number Publication date
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US20100108021A1 (en) 2010-05-06

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