CN104114813A - 具有包括可拆卸的轮支架的凸轮从动件的旋转驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转驱动系统(50)，包括气缸壁(50)、活塞(4、4′)以及活塞杆(20、20′)，所述活塞(4、4′)能够在所述气缸壁(51)中沿纵轴线(L)轴向地滑动，所述活塞杆(20、20′)沿所述纵轴线延伸并且在所述系统的驱动侧(D)轴向地突出所述气缸壁。所述活塞杆(20、20′)在所述驱动侧连接于托架支撑件(5a)。可旋转的环形凸轮件(9)在与所述驱动侧(D)间隔距离的轴向凸轮位置延伸并且同轴地围绕所述气缸壁(51)。托架(5b)在支撑侧承载与所述凸轮件的相对凸轮表面接合的一对的滚柱(7、7′)，所述托架(5b)自所述凸轮位置向所述托架支撑件(5a)从所述气缸壁(51)向外径向地延伸，并且所述托架(5b)的连接端可拆卸地连接于所述托架支撑件。所述托架(5b)包括设置有柔韧部(41)的臂。可拆卸的托架使得驱动系统可以容易地装配或拆卸以用于维护、修理或更换磨损的滚柱。

Description

具有包括可拆卸的轮支架的凸轮从动件的旋转驱动系统

技术领域

本发明涉及一种旋转驱动系统，该旋转驱动系统包括气缸壁、在气缸壁中沿纵轴可轴向滑动的活塞以及沿纵轴延伸并且在该系统的驱动侧轴向地突出气缸壁的活塞杆，活塞杆在驱动侧连接于托架支撑件，可旋转的环形凸轮件在与驱动侧间隔距离的轴向凸轮位置延伸。

背景技术

通过US 2009/0320799可知，这样的推进系统可以包括发电机、内燃机、能量转换器或混合驱动(结合的发电机/发动机)。驱动系统在气缸壁中形成燃烧室，驱动活塞杆。旋转凸轮可以围绕气缸壁旋转并且与凸轮滚柱接合以将往复式线性运动转化为旋转运动。

在已知的旋转驱动系统中，连接于活塞杆并且与滚柱结合的驱动元件不能容易地安装在凸轮上，并且在装配或维护时将部件互相连接是相对困难的。另外，已知的驱动件包括三个轴向线性位移支撑件，这使得驱动件是过定位的，因此这样的超定的驱动系统的产品公差将是很高的。并且，当操作力施加在驱动件上时，驱动件将收缩并且因此在轴向线性位移支撑件结构中产生移动和/或高的力

已知的将活塞与旋转凸轮互相连接的驱动系统的复杂结构导致在操作时使用油或油脂润滑轴承时，驱动系统不能简单地打开以容纳油或油脂并且防止污物进入运动部件。将驱动系统容纳于单独的壳体内将妨碍已知的系统的重要部件的可进入性，例如空气的引入、燃料的注入、排气等。

从US 1,703,752可知，在相对活塞型的内燃机中，曲柄轴位于气缸的端部。该内燃机包括仅连接于上活塞的刚性杆，刚性杆通过可拆卸的销连接。已知的内燃机不能提供弯曲的轨道和凸轮从动件，并且可以通过相对大的公差装配和拆卸。

因此，本发明的目的是提供一种包括以上引用类型的可旋转的环形凸轮件的驱动系统，其中与凸轮滚柱结合的托架可以容易地安装到凸轮上并且可以容易地从驱动系统中提取和替换以便于装配、修理或维护。

本发明的另一个目的是提供一种驱动系统，其中与三个线性轴向支撑件结合的滚柱的托架没有过定位。

本发明的又一个目的是提供一种具有允许容易地打开和关闭的壳体的驱动系统，该壳体提供包含油在内并且保护运动部件免受污物的有效的密封。发明的油密封结构应当具有允许容易地进入重要部件的盖子。

发明内容

为了这个目的，根据本发明的驱动系统具有托架，该托架在支撑侧承载与凸轮件的相对的大致径向方向的凸轮表面接合的一对的滚柱，所述托架自所述凸轮位置向所述托架支撑件从所述气缸壁向外径向地延伸，并且所述托架与所述驱动支撑件可拆卸地连接，所述托架包括设置有柔韧部的臂。

通过使用可拆卸的托架，与所述滚柱连接的托架可以独立地安装在所述旋转凸轮上并且可以与所述凸轮一起围绕所述气缸设置。在所述凸轮和连接的滚柱与它们的对应的托架围绕气缸同轴地安装后，所述托架可以与它们的连接端再次地连接于它们的对应的托架支撑件。以这种方式，本发明的驱动系统可以容易地装配和拆卸以用于维护、修理或更换磨损的滚柱。

通过使用具有柔韧件的托架，其中，所述柔韧件的作用类似于铰链，例如对应的薄的铁托架件、不同材料的托架件、诸如叶片弹簧(leave spring)的机械弹簧或其他构造的铰链，所述托架结构具有消除过定位的增加的自由度。通过使用将所述托架分割为分离的部分的柔韧件，所述托架的公差及其可拆卸的连接变得不那么严格。气概托架支撑件具有三个线性支撑结构、两个托架线性位移支撑件以及活塞杆线性位移支撑件。所述托架可以通过弯曲而使它们自己对齐，例如在狭窄的下部位置。这些狭窄的下部位置类似于铰链在托架结构中的作用，即导致消除过定位的内嵌的自由度。所述狭窄的下部位置位于组装的托架具有最小的弯曲力并且弯曲的趋势最小的点。

在根据本发明的驱动系统的一种实施方式中，壳体具有从所述托架向外径向地延伸并且围绕所述滚柱和所述凸轮件的轴向壳体件，所述壳体在所述驱动侧具有第一壳体端部件，所述第一壳体端部件包括具有支撑在所述气缸壁上的内边缘的中心孔以及至少一个围绕所述托架延伸的开口。

通过使用形成在分离的部分之外的托架，每个托架包括承载在托架之间的所述旋转凸轮的凸轮表面的成对的滚柱，所述托架与所述壳体结合形成可以在所述托架上安装的油盖子，所述托架的对应的滚柱与所述旋转凸轮接合，可以形成油的密封的封闭结构。在将托架从所述托架支撑件拆卸之后，所述壳体端部件可以在所述气缸和所述托架上沿轴向方向滑动，以允许进入所述凸轮表面。所述凸轮表面可以和与其连接的所述滚柱和所述托架一起在所述气缸壁上轴向地缩回。

优选地，在所述驱动侧，在所述托架支撑件上设置有可拆卸的盖子，使得可以获得与所述壳体端部件结合的有效的油容器。

在一种实施方式中，所述驱动系统包括连接于所述壳体端部件的端板件，所述壳体端部件具有与用于容纳所述托架的开口对齐的孔以及连接于所述气缸壁(51)的端板，所述壳体端部件形成封闭所述活塞的气缸的端面，所述壳体端部件具有孔，所述活塞突出穿过该孔。通过这种方式，所述气缸处于气体密封的封闭状态，并且形成用于容纳所述滚柱的润滑的油屏障。

附图说明

根据本发明的旋转驱动系统的一些实施方式将参考附图通过非限制式的示例说明。在附图中：

图1显示了处于部分装配状态的已知的旋转驱动系统，该旋转驱动系统具有根据现有技术的单片的轭形驱动元件，

图2显示了根据本发明的旋转驱动系统的部分剖视的立体图，该旋转系统具有包括可拆卸地连接于托架支撑件的托架的轭形驱动元件，

图3显示了图2中的旋转驱动系统的部分剖切视图，该旋转驱动系统具有四个分离的托架，两个滚柱通过每个托架安装在中心旋转凸轮上，

图4显示了图3中的驱动系统处于非剖视立体图的视图，

图5显示了根据本发明的旋转驱动系统的视图，该旋转驱动系统具有四个分离的托架，两个滚柱通过每个托架安装在壳体端部件或油盖子的内部，

图6显示了根据图5的旋转驱动系统的视图，该旋转驱动系统包括通过气缸端盖引导的另外的安装的活塞和活塞杆，

图7显示了根据图6的旋转驱动系统，其中托架件和活塞杆通过轭形托架支撑件互相连接，以及

图8显示了权利要求7中的旋转驱动系统，其中托架支撑件被盖子44覆盖。

具体实施方式

图1显示了根据US 2009/0320799的旋转驱动系统的已知的实施方式，该旋转驱动系统是凸轮发动机的形式，其中环形凸轮轨道10同轴地围绕气缸1定位。凸轮轨道10通过凸轮滚柱7作用，凸轮滚柱7支撑在凸轮轨道10内部的托架臂8、8′上。气缸1具有入口18和出口19。两个活塞4、4′可以在气缸1中沿相反的方向同轴地移动。每个活塞4、4′的驱动杆20、20′连接于轭形驱动件5、5′，活塞4、4′通过驱动件5沿纵轴线L的方向以波动的方式位移。在驱动件5、5′上，八个滚柱轴6成对地安装在支撑凸轮滚柱7上。在壁上的两个相对的滚柱7之间，设置有凸轮轨道10。基于活塞4、4′的波动，驱动杆20、20′和驱动件5、5′将通过滚柱7沿凸轮轨道10移动，以使得驱动杆20、20′和驱动件5、5′进行旋转运动。当活塞4、4′彼此相对移动时，气缸1内的气体被压缩。在压缩冲程的端部附近，燃料-空气混合物被点燃并燃烧，因此气缸1中的气体膨胀。在膨胀冲程中，燃烧的气体向外推动活塞4、4′。该循环不断地重复。

图2显示了根据本发明的旋转驱动系统50，旋转驱动系统50适用于凸轮发动机，其中环形凸轮轨道10可以从内部进入。气缸1具有在气缸壁51中的入口18和出口19，并且气缸1与凸轮轨道环9同轴地设置。两个活塞4、4′可以沿纵轴线L在气缸1中沿相反的方向移动。每个活塞4、4′的驱动杆20、20′连接于轭形的梁或托架支撑件5a。梁5a通过螺栓40螺接于两个分离的托架或驱动件5b。每个分离的驱动件5b包括柔韧部，并且具有狭窄的部分41，部分41优选地位于驱动件5b的连接端附近或驱动件5b的自由端附近，以允许驱动件5b弯曲并且在其线性位移支撑件30内调整其宽度公差。每个单独的驱动件5b可以在其线性位移支撑结构30之间线性移动。在每个单独的驱动件5b上，安装有两个滚柱轴6以支撑凸轮7、7′。凸轮轨道10位于两个相对的滚柱7、7′之间。凸轮轨道10是凸轮轨道环9的部分，凸轮轨道环9可以在轴承11中旋转。轴承11支撑在壳体51的轴向壳体件或基础支撑环45中。当驱动件5b、轭形驱动梁5a、驱动杆20、20′以及活塞4、4′以波动方式移动时，滚柱7、7′遵循凸轮轨道10的路径。当两个活塞4、4′移动到其相距最远的位置时，在后腔室21、21′中两个活塞4、4′之后的气体将被压缩。就在两个活塞4、4′到达它们的相距最远的位置之前，出口19将打开以允许废气排出。然后入口18将打开以允许所述活塞后的压缩的新鲜空气进入气缸1中。该压缩的新鲜空气将废气压出气缸1。燃料通过喷油器22注射到吸入的空气中。当活塞4、4′彼此相对移动时，入口18和出口19将关闭，并且活塞4之间的气体将被压缩。在压缩冲程中，在气缸1的后腔室21中，将产生减小的压力。这将打开簧片阀23以允许外部的新鲜空气进入。在压缩冲程的端部附近，燃料-空气混合物被点燃并燃烧，导致气缸1中的气体膨胀。在膨胀冲程中，燃烧的气体推动活塞4、4′。这个循环不断地重复。

图3显示了根据本发明的旋转驱动系统的部分剖切视图，该旋转驱动系统具有安装在轴承11内的凸轮轨道环9。磁性件46安装在凸轮轨道环9上。轴承11的外部安装在横向壳体件或基础支撑环45中。线性位移支撑结构30、气缸1和发生器47安装在基础支撑环45上。四个分离的驱动件5b均具有安装在凸轮环9内的凸轮轨道10上的两个滚柱7、7′。这可以通过首先从内部将单独的驱动件5b与其滚柱7、7′放置到凸轮轨道10中并且使线性位移支撑结构30滑动进入单独的驱动件5b之上的位置获得。

图4显示了与图3相似的根据本发明的驱动系统的视图，但该驱动系统没有部分剖切，该驱动系统包括四个单独的驱动件5b，每个驱动件5b承载有安装于旋转凸轮9的两个滚柱7。

图5显示了根据本发明的驱动系统的视图，该驱动系统具有四个单独的驱动件5b，每个驱动件5b承载有安装于旋转凸轮9的两个滚柱7，旋转凸轮9的两侧具有壳体端部件或油盖子42。油盖子42具有用于容纳气缸壁51的中心开口52和两个开口53、54，四个驱动件5b延伸穿过两个开口53、54。

图6显示了图5的旋转驱动系统的视图，该旋转驱动系统具有通过气缸端盖43引导安装的活塞和活塞杆20、20′，气缸端盖43覆盖气缸壁51的端面，并且四个单独的驱动件5b和活塞杆20、20′穿过气缸端盖43。

图7显示了根据本发明的驱动系统的视图，其中在所述驱动系统每一侧的相对的驱动件5b和活塞杆20通过对应的轭形梁5a连接。

图8最终显示了根据本发明的驱动系统的视图，其中轭形梁5a通过轭形盖子44、44′覆盖。

Claims (7)

1.旋转驱动系统(50)，包括气缸壁(51)、活塞(4，4′)和活塞杆(20，20′)，所述活塞(4，4′)能够在所述气缸壁(51)中沿纵轴线(L)轴向地滑动，所述活塞杆(20，20′)沿所述纵轴线延伸并且在所述系统的驱动侧(D)轴向地从所述气缸壁突出，所述活塞杆(20，20′)在所述驱动侧连接于托架支撑件(5a)，可旋转的环形凸轮件(9)在与所述驱动侧(D)间隔距离的轴向凸轮位置延伸并且同轴地围绕所述气缸壁(51)，托架(5b)在支撑侧承载有一对滚柱(7，7′)，所述滚柱(7，7′)与所述凸轮件的相反的凸轮表面结合，所述托架(5b)自所述凸轮位置向所述托架支撑件(5a)从所述气缸壁(51)向外径向地延伸，并且所述托架(5b)具有可拆卸地连接于所述托架支撑件的连接端，所述托架(5b)包括设置有柔韧部(41)的臂。

2.根据权利要求1所述的旋转驱动系统(50)，壳体(56)具有轴向壳体件(45)，该轴向壳体件(45)从所述托架(5b)向外径向地延伸并且围绕滚柱(7，7′)和所述凸轮件(9)，所述壳体具有位于所述驱动侧(D)的第一壳体端部件(42)，所述第一壳体端部件(42)具有容纳所述气缸壁(51)的中心孔(52)以及围绕所述托架(5b)延伸的至少一个开口(53，54)。

3.根据权利要求2所述的旋转驱动系统(50)，其中，所述壳体(56)具有用于容纳所述托架(5b)的端部的轴向延伸的封闭腔室(55，55′)。

4.根据权利要求2或3所述的旋转驱动系统(50)，该驱动系统包括端板件(43)，该端板件(43)连接于所述壳体端部件(42)，所述壳体端部件(42)具有与所述开口(53，54)对齐的孔，以容纳所述托架(5b)，所述壳体端部件(42)具有连接于所述气缸壁(51)且形成封闭所述活塞(4，4′′)的气缸的端面的端板，所述壳体端部件(42)具有使所述活塞杆(20，20′)穿过的孔。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的旋转驱动系统(50)，其中，在所述驱动侧(D)设置有覆盖所述托架支撑件(5a)的可拆卸的盖子(44)。

6.根据以上任意一项权利要求所述的旋转驱动系统(50)，其中，所述旋转驱动系统(50)包括位于所述纵轴线(L)的相对的两侧上的各自的托架(5b)，每个所述托架具有一对轮子(7，7′)。

7.根据以上任意一项权利要求所述的旋转驱动系统(50)，所述气缸(1)包括位于所述气缸壁(51)内的两个轴向相对的活塞(4，4′)，每个所述活塞设置有至少一个托架(5b)。