CN102066719A - 往复式活塞机构 - Google Patents

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Abstract

往复式活塞机构(1)，包括曲轴箱和具有至少一个曲柄销(4)的曲轴(2)。所述曲轴(2)通过该曲轴箱支撑并可相对于该曲轴箱绕着曲轴轴线(5)旋转。该机构还包括包含大端(8)和小端(10)的至少一个连杆(9)、可旋转地连接到该小端(10)上的活塞(11)，和曲柄件(6)，其可旋转地安装在该曲柄销(4)上。该曲柄件(6)包括至少一个轴承部(7)，并具有支承该连杆(9)的大端(8)的外周壁，从而使得该连杆(9)经由该大端(8)可旋转地安装到该曲柄件(6)的该轴承部(7)上。该曲柄件(6)提供有是外齿轮的曲柄件齿轮(12)，该曲柄件齿轮与是外齿轮的中间齿轮(13)啮合。该中间齿轮(13)还与是外齿轮的第一辅助齿轮(14)啮合。该第一辅助齿轮(14)经由共同的辅助轴(16)固定到是外齿轮的第二辅助齿轮(15)上。该辅助轴(16)安装到该曲轴(2)上并可相对于该曲轴绕着平行于该曲轴轴线(5)延伸的辅助轴轴线旋转。该第二辅助齿轮(15)与中心齿轮(18)啮合。该中心齿轮(18)是内齿轮，具有与该曲轴轴线(5)重合的中心线。

Description

往复式活塞机构
技术领域
本发明涉及往复式活塞机构。
背景技术
往复式活塞机构在本申请人先前的申请PCT/EP2008/051727中描述。
发明内容
本发明目的在于提供进一步改进的往复式活塞机构。
为此，该往复式活塞机构包括曲轴箱；具有至少一个曲柄销的曲轴，其中该曲轴通过曲轴箱支撑且可相对于该曲轴箱绕着曲轴轴线旋转；包括大端和小端的至少一个连杆；可旋转地连接到小端上的活塞；可旋转地安装到曲柄销上的曲柄件，且该曲柄件包括至少一个轴承部并具有支承该连杆的大端的外周壁，从而使得该连杆经由该大端可旋转地安装到该曲柄件的该轴承部上；其中该曲柄件提供有是外齿轮的曲柄件齿轮，该曲柄件齿轮与是外齿轮的中间齿轮啮合，该中间齿轮还与是外齿轮的第一辅助齿轮啮合，其中该第一辅助齿轮经由共同的辅助轴固定到是外齿轮的第二辅助齿轮上，该辅助轴安装到该曲轴上并可相对于该曲轴绕着平行于该曲轴轴线延伸的辅助轴轴线旋转，该第二辅助齿轮与是内齿轮的中心齿轮啮合，该中心齿轮具有与该曲轴轴线重合的中心线。
该机构的优点是该中间齿轮可以以相对较低的速度运行。实际中，该中间齿轮可以以大约曲轴的速度运行。此外，由于第二辅助齿轮和中心齿轮的齿之间相对较大的接触表面，该机构在噪音和震动方面是有利的。而且，申请人发现包括根据本发明的往复式活塞机构的引擎比不具有曲柄件和齿轮传动装置的传统引擎具有更低的摩擦损失。
在实际的实施方式中，该轴承部相对于该曲柄销偏心地设置。这提供了影响活塞的上止点和下止点的机会。
在优选实施方式中，该曲柄件齿轮与至少一个另一中间齿轮啮合，该另一中间齿轮还与该第一辅助齿轮啮合，因为这样在该机构内分散力。
该曲轴可以提供有曲轴轴承，而所述辅助轴可以在该曲轴轴承的外周内延伸。该实施方式的优点在于能够构建相对紧凑的机构。
该曲轴可以包括至少一个第二曲柄销和可旋转地安装在该第二曲柄销上的至少一个第二曲柄件，该至少一个第二曲柄销绕着该曲轴轴线相对于所述曲柄销角度地间隔开，其中该第二曲柄件提供有是外齿轮的第二曲柄件齿轮，其中该第二曲柄件齿轮与是外齿轮的至少一个第二中间齿轮啮合，该第二中间齿轮还与是外齿轮的第三辅助齿轮啮合，该第三辅助齿轮固定到所述共同的辅助轴上。这提供了构建包括多个活塞的较大的机构的机会。
该中心齿轮可绕着该曲轴轴线旋转，并且该机构可提供有用于驱动该中心齿轮的驱动装置。这允许通过旋转中心齿轮一定角度而影响活塞的上止点和下止点。
附图说明
本发明将在下面结合通过例子示出本发明的实施方式的示意图而阐明。
图1是根据本发明的往复式活塞机构的实施方式的透视图。
图2是与图1类似的视图，但是从不同的视点示出该实施方式，并包括在中心齿轮的侧面的曲轴轴承。
图3是根据本发明的往复式活塞机构的另一个实施方式的部分切除的透视图。
图4是类似于图1的视图，但是从不同的视点放大地示出另一个可选的实施方式，其中该机构包括两个中间齿轮。
具体实施方式
图1和2示出根据本发明的往复式活塞机构1的实施方式，其适用于内燃机。该往复式活塞机构1包括曲轴箱(未示出)，该曲轴箱通过曲轴轴承3支撑该曲轴2。在该实施方式中的曲轴2包括曲柄销4并可相对于曲轴箱绕着曲轴轴线5旋转。
该往复式活塞机构1包括曲柄件6，其可旋转地安装在曲柄销4上。曲柄件6提供有两个轴承部7，它们相对于曲柄销4偏心地设置。每个轴承部7具有支承连杆9的大端8的外周壁。这样，连杆9经由其大端8可旋转地安装在曲柄件6上。该连杆9还包括小端10，活塞11可旋转地安装于小端上。
曲柄件6提供有曲柄件齿轮12，该曲柄件齿轮与两个中间齿轮13啮合。所述中间齿轮可旋转地安装到曲柄轴2上。每个中间齿轮13还与第一辅助齿轮14啮合。该第一辅助齿轮14经由共同的辅助轴16固定到第二辅助齿轮15。该辅助轴16安装到曲轴2上并可相对于曲轴2绕着辅助轴轴线旋转，该辅助轴轴线平行于曲轴轴线5延伸。这意味着辅助轴轴线从曲轴轴线5间隔开。在本实施方式中，该辅助轴16延伸穿过曲柄臂17，从而使得第一辅助齿轮14和第二辅助齿轮15设置在曲柄臂17和曲轴轴承3的相对的侧上。在本例中，曲柄臂17和曲轴轴承3是一体的，从而使得辅助轴16延伸通过二者。这样，辅助轴16在曲轴轴承3的外周内延伸。
第二辅助齿轮15与中心齿轮18啮合，该中心齿轮18具有与曲轴轴线5重合的中心线。在本实施方式中，中心齿轮18是内齿轮而第二辅助齿轮15是外齿轮。
根据本发明，曲柄件齿轮12是外齿轮且中间齿轮13是外齿轮。由于该构造，往复式活塞机构1能够以紧凑的方式建立并比本领域已知的那些更简单。
在图1和2中可以看到，中间齿轮13设置在曲轴2的定位有配重19的一侧，这产生紧凑的结构。
齿轮尺寸可以选择为使得曲柄件6在与曲轴2相同的方向上旋转并为其速度的一半。中心齿轮18和第二辅助齿轮15之间的齿数比可以是在曲柄件齿轮12和第一辅助齿轮14之间的齿数比的一半的大小。该条件可以通过尺寸和齿轮齿模数的某些选择而实现。
图3和4示出根据本发明的往复式活塞机构1的替代的实施方式。在这些实施方式中，机构1包括四个活塞11。每个活塞11连接到单个曲柄件6上。这样，每个曲柄件6只支撑一个连杆9。曲柄件齿轮12、中间齿轮13、第一辅助齿轮14、第二辅助齿轮15和中心齿轮的位置和互相啮合类似于根据图1和2的实施方式。在根据图3和4的实施方式中，有两个辅助轴16。每个辅助轴16延伸穿过曲柄臂17。在这些实施方式中，第三辅助齿轮14’固定到辅助轴16上，从而使得第二辅助齿轮15位于第一辅助齿轮14和第三辅助齿轮14’之间。在根据图3的实施方式的情形下，第三辅助齿轮14’与第二中间齿轮13’啮合，而在根据图4的实施方式的情形下，第三辅助齿轮14’与两个中间齿轮13’啮合。中间齿轮13’可旋转地安装到曲轴2上。一个或多个第二中间齿轮13’与提供在第二曲柄件6’上的第二曲柄件齿轮12’啮合。第二曲柄件6’可旋转地安装到第二曲柄销上，该第二曲柄销绕着曲轴轴线5相对于曲柄销4角度地间隔开。图3示出第二曲柄件6’包括用于支承连杆9的第二轴承部7’。
图3和4还示出了中心齿轮18的驱动装置。该驱动装置包括致动器20，该致动器能够经由蜗杆21和蜗轮22驱动中心齿轮18，但是替代的驱动装置也是可能的。蜗轮22由在中心齿轮18上的外齿轮形成。随着中心齿轮18的旋转，活塞11的上止点和下止点可受到影响。
需要注意的是，中间齿轮13——其每个与第一辅助齿轮14以及曲柄件齿轮12啮合——的直径不必相同。这同样适合于中间齿轮13’，如在根据图4的实施方式中示出的。这提供了设计灵活性。
还需要注意的是，上述实施方式的不同特征的组合是可以组合的。
根据上面的描述，将清楚的是，本发明提供相对简单的往复式活塞机构，其提供了设计紧凑的机构的实施方式的可能性。
本发明不限于图中所示和前面所述的实施方式，其可以在权利要求及其技术等同物的范围内以不同的方式改变。例如，往复式活塞机构可以扩展为具有比上述实施方式更多的活塞的更大的机构。而且，在曲柄臂两侧的中间齿轮可具有不同的尺寸，然而曲柄件仍然可以在与曲轴相同的方向上并以其一半的速度旋转。在可选的实施方式中，曲柄件可以是圆柱状而替代偏心状，这显现导致比不具有曲柄件和用于驱动曲柄件的齿轮传动装置的传统机构具有更低的摩擦损失。

Claims (6)

1.一种往复式活塞机构(1)，包括：
曲轴箱；
具有至少一个曲柄销(4)的曲轴(2)，所述曲轴(2)通过该曲轴箱支撑并能相对于该曲轴箱绕着曲轴轴线(5)旋转；
包括大端(8)和小端(10)的至少一个连杆(9)；
可旋转地连接到该小端(10)上的活塞(11)；
曲柄件(6)，其可旋转地安装在该曲柄销(4)上，并包括至少一个轴承部(7)，该轴承部具有支承该连杆(9)的大端(8)的外周壁，从而使得该连杆(9)经由该大端(8)可旋转地安装到该曲柄件(6)的该轴承部(7)上；
其中该曲柄件(6)提供有是外齿轮的曲柄件齿轮(12)，该曲柄件齿轮与是外齿轮的至少一个中间齿轮(13)啮合，该中间齿轮(13)还与是外齿轮的第一辅助齿轮(14)啮合，其中该第一辅助齿轮(14)经由共同的辅助轴(16)固定到是外齿轮的第二辅助齿轮(15)上，该辅助轴(16)安装到该曲轴(2)上并可相对于该曲轴绕着平行于该曲轴轴线(5)延伸的辅助轴轴线旋转，该第二辅助齿轮(15)与是内齿轮的中心齿轮(18)啮合，该中心齿轮具有与该曲轴轴线(5)重合的中心线。
2.根据权利要求1所述的往复式活塞机构(1)，其中该轴承部(7)相对于该曲柄销(4)偏心地设置。
3.根据权利要求1或2所述的往复式活塞机构(1)，其中该曲柄件齿轮(12)与至少一个另一中间齿轮(13)啮合，该另一中间齿轮还与该第一辅助齿轮(14)啮合。
4.根据在前任一权利要求所述的往复式活塞机构(1)，其中该曲轴(2)提供有曲轴轴承(3)，而所述辅助轴(16)在该曲轴轴承(3)的外周内延伸。
5.根据在前任一权利要求所述的往复式活塞机构(1)，其中该曲轴(2)包括至少一个第二曲柄销和可旋转地安装在该第二曲柄销上的至少一个第二曲柄件(6’)，所述第二曲柄销绕着该曲轴轴线(5)相对于所述曲柄销(4)角度地间隔开，该第二曲柄件(6’)提供有是外齿轮的第二曲柄件齿轮(12’)，其中该第二曲柄件齿轮(12’)与是外齿轮的至少一个第二中间齿轮(13’)啮合，其中该第二中间齿轮(13’)还与是外齿轮的第三辅助齿轮(14’)啮合，该第三辅助齿轮固定到共同的辅助轴(16)上。
6.根据在前任一权利要求所述的往复式活塞机构(1)，其中该中心齿轮(18)能绕着该曲轴轴线(5)旋转，并且该往复式活塞机构(1)提供有用于驱动该中心齿轮(18)的驱动装置(20-22)。
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