CN1358257A

CN1358257A - 腔和活塞的组合及包括该组合的泵、马达、吸震器及转换机构

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Publication number: CN1358257A
Application number: CN00809034A
Authority: CN
Inventors: 尼古拉斯·范德布洛姆
Original assignee: NVB International AS
Current assignee: NVB International AS
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2002-07-10
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: KR20020018191A; IL146017A0; HK1043820A1; AU3139199A; PL351887A1; ES2300139T3; JP4753328B2; UA67846C2; HK1048153B; CN101354032A; EA006268B1; CN101598125A; JP2011202661A; CA2371211A1; JP2002544441A; OA12509A; US6978711B1; CN101603528A; EP1179140A1; HK1043820B

Abstract

一种活塞和腔室的组合,其腔室由有纵轴线的长形腔形成。此腔在其第一、二纵向位置处,分别有第一、第二截面面积,第二截面的面积为第一截面的95%或更小,此腔截面变化至少在第一、二纵向位置之间是大体上连续的;活塞在从腔的第一纵向位置向第二纵向位置运动时,能自行适应该腔的截面,活塞可具有伞状支承结构或其内有泡沫或流体的、纤维加强的可变形容器,此组合可以被用于泵、线性促动器,马达或吸震器。

Description

腔和活塞的组合及包括该组合的泵、马达、吸震器及转换机构

技术领域

本发明涉及一种包括腔室和置于腔室内的活塞的组合的装置，所述腔室和活塞彼此可沿一预定方向在第一、二位置之间相对运动。此类组合可被用于需要腔室和活塞组合的任何装置中。这些装置的实例是各种活塞泵、特别是手工操作的活塞泵、促动器、吸震器、马达等。

发明背景

现有人力操作的活塞泵的问题在于泵使用者的臂或腿直接受力。如果-如轮胎那样的密闭体内的气体或液体介质的压力是被逐渐加大的，那么操作泵所需施加的力要随着每一个行程来加大。如果介质是如水泵中的水一类的不可压缩的液体，所加的力每个行程是一样的。这使得操作者十分难受。在设计中，那些力的大小通常是根据期望的使用者臂或腿重量与初始能力及泵满封密体所需时间来综合确定的。活塞的直径确定操作泵所施加的力的大小。泵运作时间还由泵缸筒的长度来确定。这就限定了一定高度的人使用此泵，自行车和汽车泵均是明显的例子。高压泵主要是为男性用户优化的(设计起始点体重75kg、高度1.75m)，它们忽略了妇女和十多岁的儿童才是竞赛自行车的最大用户群。

在必须用如与高压自行车泵同一泵来获得4-13Bar范围的压力时，如果该泵是手工操作的(地面)泵，那么低压大体积轮胎的少泵运作时间与高压小体积轮胎的小力结合就成为问题。如果相对大体积的低压轮胎必须用一高压泵来打气的话，打气时间超过需要的时间，但用户根本感觉不到会给用户不舒服感觉的反作用力。由于常常只要求泵最后行程的一部分往往不在此行程的终端，所以用高压地面泵通常难以获得高压轮胎的正确压力。而且由于操作力过高，很难控制活塞的运动和停止。在80年代初采用了新颖自行车和轮胎。这类自行车被广泛地用作运输工具。因此，在专利文献中可以看到通用的活塞泵。这些泵借助于合理的力量和时间，能给低压和高压两种轮胎打气。这是通过同时使用几个能被控制通断的同轴/平行的汽缸和活塞来实现的(例如在专利文献DE19518242A1、DE4439830A1、DE4434508A1及PCT/SE96/00158)。这些技术方案很贵，而且由于在泵中使用的关键件多几倍而容易出故障。

在先前的自行车资料中，知道了其外部是带一可动活塞的单个截头锥形式的自行车地面泵。由于该锥是上下直立的，其目的显然是要减少操作力。显然不存在现有技术的这种活塞，其可在有不同直径的一腔中运动，而且被恰当地密封和封闭。这并不令人惊奇，因为生产可靠的这种活塞不那么容易，尤其是在只有低压大容积轮胎的时代的技术状态下更是如此。对于这样的用户产品泄漏不会引起大的问题。对于当前的高压泵或专用泵来说，可以说不存在泄漏问题。对于高压和/或低压或高压的活塞结构来说，其不产生泄漏完全不同于低压状态。

美国专利US5503188涉及一种带一可胀不渗透袋的有机结构管流终止器。此终止器与运动活塞不能相比。在泵罐中，被连续运动和/或挤压的介质在活塞上产生动力载荷，而泵罐腔受挤压的壁沿与活塞在两个位置间运动的方向垂直的方向，在面积和/或形状方面被改变截面积。这会引起特定的密封问题。这些密封问题是通过本发明解决的。

英国专利GB2023715A和GB2070731A涉及一种带一缸筒的泵，由于缸筒在模压铸造时，因生产技术原因而使缸筒有一点儿内锥度。该锥度使缸筒能从模具中取出。活塞有一羽翼状端的密封件，此密封件在整个行程中完全有效。在一个50至100毫米的直径上有0.15毫米的一锥度不能与本发明的相比，因为沿腔纵轴线的两个横截面之间面积的减少是那样小(约0.5％)，以至于在行程期间几乎不会对横截面的圆周长度或泵的运作力起影响。泵中的压力很低也是原因之一。活塞的该小羽翼端能容易地使上述的十分小的锥度被封闭。在本申请中展示的活塞不能与这种现有技术相比，因为本活塞主要是用来克服很大数量上的横截面积的变化。本发明中介绍的锥度根据比例表示的(除非另外说明)，而且不是如在GB2070731A中那样，为了表达容易而被夸大的。

发明目的

本发明的目的是提供一种可靠和便宜的具有腔和活塞的组合的装置，其设计可满足对操作力的专门要求。

这些装置可以是特定的活塞泵，但也可以是如促动器、吸振器或马达之类的装置。人力操作活塞泵不以牺牲打气时间为目标，使用起来很舒适，非人力操作的装置由于其低操作力将使操作成本及投资明显降低。本发明的目的是克服上述的问题。发明概述

总的说来，一种用于如泵一类的腔和活塞组合的新设计必须确保在全部打时运作期间内用于操作泵的力低到使操作者感到舒适；其行程的长度是适当的，特别是适合于妇女和十多岁的儿童；其操作时间不拖长；泵构成元件少、性能可靠、几乎不需保养时间。

在第一方面，本发明涉及一种活塞和腔的组合，其中的腔由有一纵轴线的长腔室形成，此腔室在其第一纵长位置处有一第一横截面区域的95％或更小的第二横截面区域；在第一、二纵长位置之间其腔室横面的变化至少大体上是连续的。活塞从腔室的第一纵向位置向第二位置移动时能自行适应腔室的横截面。

在本说明书中，横截面推荐沿垂直于纵轴线的方向截取。

而且，由于事实上为了使活塞在第一、二纵长位置间运动期间能够对腔室内壁密封，腔室截面在内壁的纵长截面的变化推荐为至少大体上是连续的，没有突变。

在本说明书中，腔室的横截面区域是腔室在选定截面上的内部空间的横截面积。

因此，在下面会变得清楚的事实是：内腔截面变化带来了使之适应多种情况组合的可能性。

在一推荐实施例中，此组合作泵用，由此而使活塞的移动压缩空气然后经一阀送入例如送入一车胎中。活塞的面积和在该阀一侧上的压力就确定了提供通过阀的空气流所需的力。这样就产生了所要的力的适应。所提供的空气体积取决于活塞的面积。但是，为了压缩空气，活塞的最初运动会相对容易些(此时的压力相对低些)，因此可用较大面积的活塞来进行此工作。因此，在一定长度的单独一个行程期间，可以在给定的压力下提供较大量的空气。

自然，该面积实际的减少可以取决于所想用的组合及上述的力。

推荐第二截面的截面积为第一截面的95-15％之间，例如为95-70％，在某些情况下，第二截面的面积约为第一截面的50％。

可以采用各种不同的技术来实现腔室和活塞组合。这些技术在下面本发明的各个方面中进一步介绍。

在这些技术之一中的活塞具有：

多个至少基本上是牢固的支承件，它们以可转动方式紧固在一公共件上；

可弹性变形的装置，它由所述支承件支承并被用于密封腔室的内壁；

该支承件相对纵轴线可在10°-40°之间转动。

在此情况中，公共件可以固定在由操作者使用的一手把上，其中的支承件在腔室中沿相对手把离开的方向延伸。

最好支承件可以转动，以便使之至少大体上与纵轴线平行。

此组合还可以有支承件朝腔室内壁推压的偏压装置。

在另一技术中，其活塞包含可变形材料的可弹性变形的容器。

在此情况中，可变形材料可以是流体或液体如水、蒸汽和/或气体或泡沫的混合物。

在通过纵轴方向的一横截面中，该容器也可在第一纵长方向有一第一形状，并在第二纵长方向上有一第二形状，第一形状不同于第二形状。

而且，至少可变形材料的一部分是可压缩的，其中的第一形状的面积要比第二形状的大。

作为一种替换，可变形材料可以至少大体上是不可压缩的。

活塞可以有一与可变形容器连通的腔，此腔有可变的容积。此容积可由操作者改变，而且可有一弹簧偏压的活塞。

在另一种技术中，其中的第一截面形状与第二截面的不同，在第一、二纵长位置之间的此腔室截面形状的变化至少大体上是连续的。

在此情况中，第一横截面积至少比第二横截面积大5％，推荐至少大10％，例如至少大20％，特别是至少大30％，如至少大40％，特别是至少大50％，如至少大60％，特别是至少大70％，如至少大80％，如至少大90％。

第一横截面形状可以至少大体上是圆的，而第二横截面的形状如椭圆那样的长形，其第一尺寸至少为与第一尺寸呈一角度的尺寸的2倍，如至少3倍，最好为至少4倍。

此外，第一横截面形状可以至少大体上是圆的，而第二横截面形状有两个或更多个大体上是如耳垂那样的长条状部分。

而且在第一纵长位置处的截面内，腔室的第一圆周长可以是此腔室第二纵长位置处的横截面第二周长的80％-120％，如85％-115％，推荐值为90％-110％，例如95％-105％，特别是98％-102％。第一、二周长推荐为至少大体上是相同的。

一种任选的或补充的技术，其活塞具有：

一种可弹性变形材料，此材料在活塞以第一纵长位置运动到第二纵长位置期间，可自行适应腔室的截面，一具有大体上沿着纵长轴线的中心线的一螺卷形扁平弹簧，此簧被置于邻近该可弹性变形的材料处，用以沿纵长方向支承该材料。

在此情况下，活塞还可以具有几个被置于可弹性变形材料与弹簧之间的扁平支承装置，此支承装置可沿着弹簧与可弹性变形材料间的界面转动。

该支承装置可适用于从第一位置转到第二位置，在第一位置上时，支承装置的外界面可在该第一横截面内，在二位置中时，其外界面可以在第二横截面内。

在第二方面，本发明涉及一种活塞和腔室组合，其中

腔室由带纵轴线的长形腔组成；

此腔室在其第一纵长位置上有一第一横截面积，在其第二纵长位置处有一第二横截面积，其在第一、二纵向位置间的横截面变形至少大体上是连续的，

该活塞在从腔的第一纵向位置移动至第二纵向位置期间能自行适应此腔的横截面；

此活塞具有：

多个大体上是坚固的支承件，它们以可转动方式紧固在一公共件上；

可弹性变形的装置，它由所述支承件支承，用于对腔室内壁的密封；

支承件可以相对纵轴线转动10°-40°。

最好是支承件可转动到使其至少大体上平行于纵轴线的位置。

此活塞能适应不同面积和/或形状的方式是：此活塞有多个固定-密封装置的、以可转动方式被紧固的装置。在一推荐实施例中，该活塞是伞状的。

在此组合用作泵时，该公共件最好被固定于供操作者用的一手把上，而且其中的支承件在腔室中沿离开手把的方向延伸。其优点是：可通过迫使手把进入该腔室而增大的压力会迫使支承件和密封装置靠贴腔室壁，这样可使密封增强。

为了确保在行程完成后也密封，此组合推荐有用于将支承件偏压向腔室内壁的装置。

在第三方面，本发明涉及一种活塞和腔室组合，其中的腔室由带纵长轴线的长形腔室组成。

此腔室在其第一纵向位置处有一第一横截面积，在其第二向位置处有一第二横截面积，第一横截面积大于第二横截面积，腔室在其第一、二位置间的横截面变化至少大体上是连续的；

该活塞在从第一纵向位置移向第二纵向位置时可自行适应腔室的横截面。

活塞具有包含可变形材料的弹性变形容器。

因此，通过提供可弹性变形的容器就可提供面积和/或形状的变化。当然，为了使活塞在腔室内运动时跟随该活塞的剩余部分，容器应牢固地固定于活塞上。

可变形材料可以是流体或如水蒸汽和/或气体或泡沫那样的流体混合物。这种材料或其一部分可以是可压缩的，例如是气体或气体和水的混合物；但也可以至少大体上不可被压缩的。

在横截面面积变化时，容器的容积可以变化。因此在通过纵长方向的截面上，容器可以在其第一纵长方向上有第一形状，在其第二纵长方向上有第二形状，而且此第一、二形状彼此不相同。在一种情况下，至少可变形材料的一部分是可压缩的，而且第一形状的面积比第二形状的大。在此情况下，容器总的体积变化，由此而使流体应是可被压缩的。作为替换或任选的方式，活塞可以有与可变形容器连通的第二腔室，第二腔有一可变化的容积。在此种方式中，当可变形容器改变容积时，该腔室就吸入流体。第二容器的容积可由操作者来变更。在此方式中，该容器的总压力或最大/最小压力可以更替变换。而且第二腔室也可有一弹簧偏压的活塞。

可以推荐提供确定腔室容积的装置，从而使得此腔内流体的压力与此活塞和容器的第二纵长方向位置间的流体压力有关。以这种方式可以使可变形容器中的压力被改变，从而获得合适的密封。

一种简体方式是有一种确定装置，用来确定该腔室中的压力至少基本上相同于此活塞与容器第二纵长位置间的压力。在此种情况下，在这两种压力之间可以配置一简单活塞(为了不使可变形容器内的流体有任何损失)。

事实上，采用此活塞可以确定压力之间的任何关系，因为此活塞可平移的腔室可以如组合主腔室相同的方式逐渐变细。

为了克服对腔室壁和形状/尺寸变化两者的磨擦力，可变容器可以具有带如纤维增强那样的增强结构的可弹性变形材料。

为了实现和保持容器与腔室壁之间合理的密封，推荐如由容器内流体产生的压力那样的内部压力高于在活塞从第一纵向位置到第二纵向位置或相反方向运动期间的周围环境的最高压力。

在本发明的另一方面中，提供一种活塞和腔室组合，其中的腔室由带纵长轴线的长形腔组成；

此腔室在其第一纵向位置处有一第一横截面形状和面积，在其第二纵向位置处有一第二横截面形状及面积，而两种截面形状彼此不同，腔室横截面形状的变化至少在第一、二纵向位置之间大体上是连续的。

当活塞从腔室的第一位置运动到第二纵向位置期间能自行适应此腔室的横截面。

此十分有益的方面的基础是如几何图形的不同形状在其面积与周长间有变化的关系。也就是说，两个形状间的变化可以一种连续方式进行，从而使得此腔室在其一纵向位置有一种横截面形状，在第二纵向位置处有另一种形状，而且在此腔室的表面上保持最佳的平滑变化。

在本说明书中，横截面的形状是指无论其尺寸大小的总的形状。两个圆即使它们的直径彼此不同但其形状是一样的。

推荐第一横截面积至少比第二横截面的大5％，最好至少大10％，如至少大20％，特别是至少大30％，如至少大40％，特别是至少大50％，如至少大60％，特别是至少大70％，如至少大80％，如至少大90％。

在一推荐实施例中，第一横截面形状至少大体上是圆的，而第二横截面形状是如椭圆那样的长条形，其第一尺寸至少是与第一尺寸呈一角度的一尺寸的2倍如至少3倍，最好是至少4倍。

在另一推荐实施例中，第一横截面形状至少大体上是圆的，其第二横截面形状有两个或更多个如耳垂状的部分。

在第一纵向位置处的横截面中，该腔室的第一圆周长是在第二纵向位置处的横截面中的腔室第二周长的80％-120％，如85％-115％，最好为90％-110％，如95％-105％，特别是98％-102％时，可以有许多优点。由于事实上密封材料既要提供充份的密封又要改变其直径，因此在对其直径变化的腔壁进行密封时会产生问题。如果情况如本实施例中的那样，其周长变化程度只是很小时，该密封可以更容易被控制，最好第一、二周长至少大体上一样，从而使密封材料是被弯曲而不是被有明显程度的抻长。

作为一种替换，在密封材料被弯曲或变形时，可以期望圆周长被稍微改变，亦即是其一侧被弯曲引起压缩，其另一侧就被抻长。总的来说，期望提供一种形状，其形状所具有的周长至少要接近此密封材料的自动“选择”时呈现出的周长。

一种可被用于此类组合中的活塞，它具有：

多个以可转动方式紧固于一公共件上的至少大体上是坚固的支承件；

可弹性变形的装置，它由所述支承件支承、用于密封腔室内壁。

另一种活塞具有可弹性变形且含有可变形材料的容器。

本发明的另一方面涉及活塞和腔塞组件，其中的腔室由带纵长轴线的长形腔室组成，

腔室在其第一纵向位置处有其第一横截面面积，在其第二纵向位置处有其第二横截面面积，第一横截面积比第二横截面的大，此腔室横截面的变化至少在第一、二纵向位置之间大体上是连续的，此活塞具有：

一种可弹性变的材料，在活塞从腔塞的第一纵向位置运动到第二纵向位置时，此材料可自行适应腔室的横截面，一有至少大体上沿着该纵轴线的中心线的螺卷形扁平弹簧，此弹簧被邻近该可弹性变形的材料安放，用以沿纵向方向支承该材料。

此实施例解决了仅提供大量有弹性的材料作活塞的潜在问题。材料是弹性的这一事实会产生活塞变形的问题。而且如果压力增加，会因此材料的弹性而使密封失效。如果尺寸需大的改变则带来特殊问题。

在目前这一个方面中，该弹性材料是由一螺旋扁平弹簧支承的。此螺卷形弹簧可以被压缩或扩张着适应此腔室的面积，而且弹簧材料的扁平结构可保证此弹簧不会因压力而变形。

为了例如增大该弹簧和可变形材料间的接触面积，活塞还具有被置于该弹簧与可弹性变形材料之间的扁平支承装置，此支承装置可沿着弹簧与可弹性变形材料间的界面转动。

最好此支承装置可适应于从第一位置转动到第二位置，在第一位置上，其外界面可被置于该第一横戴面内，在其第二位置中时则可被包含在第二横截面。

本发明的另一方面涉及一种活塞和腔室组合，其中的腔室由具有纵轴线的长形腔室形成，

其中的活室可在此腔室中从第一纵向位置运动到第二纵向位置；

此腔室至少在沿第一、二纵向位置间的腔室内壁部分处有可弹性变形内壁；

在活塞处于第一纵向位置时，此腔室在此位置处有其第一横截面面积；在活塞处于第二纵向位置时，此腔室在此处有第二横截面面积，第一横截面积比第二横截面积大，当活塞在第一、二位置间运动时，腔室横截面积的变化至少在第一、二纵向位置之间大体上是连续的。

因此，这是一种对活塞适应腔室横截面变化的组合的替换，它涉及到有适应能力的腔室。

当然，该活塞可以用至少大体上不可压缩的材料来制造，或者一种组合可以是由此适应性腔室和如上述各方面的那样的适应性活塞来组成。

活塞在沿纵轴线的截面上推荐有一个从第一纵向位置到第二纵向位置的方向的锥度。

提供适应性腔室的推荐方式是必需有一个腔室，此腔室具有：

一围绕内壁的外支承结构；及

由外支承结构和内壁确定的空间保持的流体。

在此方式中，流体或流体细合的选择可以帮助确定腔室的特性，例如确定壁与活塞之间的密封及所需要的力等。

十分清楚：根据所了解的组合，活塞和腔室之一可以是静止的，另一个则可运动，或者两者均可运动。这并不会影响此组合的功能。

当然，本组合可以用于数种目的，主要问题是提供一种新附加方式，此新方式满足活塞运动对所要求的力需求。事实上，为了适应用于特定目的和/或力的组合，横截面面积/形状可以沿腔室长度加以变化。一种目的是提供妇女和十多岁儿童用的泵，此泵依然应该能提供一定的压力。在这种情况下，通过确定人可以在活塞的哪些位置上提供的力，并由此提供一具有合适横截面积/形状的腔室来要求一个在人体工程学方面改进了的泵。

此组合的另一种用途是吸震器，在吸震器中，面积/形状确定转化一定震动(力)所要求的条件。也可以提供一种促动器。在促动器中，导入腔室中的流体量在导入流体前根据活塞的实际位置会提供活塞的不同的转移。

事实上，活塞的性质，第一、二纵向位置的相对位置及与此腔室相连接的各阀的布置可以提供具有不同压力特性和不同力性能的泵、马达、促动器及吸震器等。

如果此活塞泵是一种给轮胎充气的手动泵，根据在PCT/DK96/00055(包括1997年4月18日在美国的接续申请)、PCT/DK97/00223和/或PCT/DK98/00507中公开的内容，它还可有一个合成一体的连接器。此连接器可以有一个任何种类的制成一体的压力计。在本发明的例如用作充气的地面泵或汽车泵的活塞泵内，一压力计装置可以与此泵构成一件体。

如图4A-F、7A-E、7J、12A-C中那样的一类活塞可以与任何种类的腔室组合。

一些如图3A-C所示那样的机械活塞和如图6D-F中所示的复合活塞和一如图7L所示那样的有凸型恒定周长的腔的结合可以是一种良好的组合。

不论周长的变化如何，如图9-12所示的那类复合活塞与一凸型腔室的组合也可被很好地使用。

展示于本说明书中的伞形活塞也有其敞开侧，在此侧处腔室内的介质压力给“伞”加载。可使“伞”以上下方式很好地工作。

该可扩张的带具有已公开展示的纤维结构裙边的活塞在活塞上有相对该腔中压力来说的过压力。当然，在活塞上的压力也可以等于或低于该腔室中的压力-纤维不是受拉而是受压。其最后的形状可能不同于附图中所示的形状。在这种情况下，一载荷调节装置可能必须作不同的转动，从而使纤维可以必须被支承。在图9D或12B中展示的载荷调节装置可以被设计得使此装置的活塞的运动，例如使该活塞杆延长在此活塞上形成真空，从而使该活塞处于活塞杆孔的另一侧。活塞形态的变化要难得多，而且会导致毁坏。这会减低使用寿命。

通过这些实施例，能得到可靠而便宜的适合于如可由妇女或十多岁儿童用的普通人力自行车泵那样的人力操作泵。所示出的泵的压缩腔(纵向和/或横截面)和/或活塞的形状是实例，它可以根据泵设计说明加以变化。本发明也可用于各种泵，例如用于多级活塞泵及双作用泵；由马达驱动的活塞泵；仅是腔室或活塞运动的泵；以及腔室和活塞两者同时运动的那类泵，任何种类的介质均可在此类活塞泵中使用。这些泵可用于各种用途，例如用于压缩空气或液压设备中。本发明也用于非人力操作的泵。所施加力的减少意味着设备的投资明显降低及运作期间的能量明显减少。腔室可以用如模压铸造、用带锥冷挤管制作。

在活塞泵中，介质被吸入腔室中，之后介质被阀机构封闭。介质被此腔室和/或活塞的运动压缩，之后-阀将压缩过的介质从腔室中放出。在促动器中，介质可通过阀机构压入一腔中，活塞和/或腔室是运动的，然后使连接的装置运动。在吸震器中，腔室可被完全封闭，在腔室内的可压缩介质可被此腔室或/和活塞的运动来压缩。在腔室内的介质是不可压缩的情况下，例如活塞可配设几个提供运动摩擦的小槽，从而使运动变慢。

此外，本发明还可用于动力装置，其中的介质用来使活塞和/或一腔室运动，活塞和/或腔室可绕如马达那样的轴线转动。上述组合可以被使用于上述的各种场合中。

本发明还涉及泵流体的泵，此泵具有：

一上述各个方面之一的组合；

用于处在该腔室外的一位置与该活塞连接的装置；

一与该腔室连接并具有阀装置的流体入口；及

一与腔室连接的流体出口。

在一种情况中，连接装置有一个外部位置，在此外部位置处时，活塞处于其第一纵向位置；还有一个内部位置，在此内部位置处时，活塞处于第二纵向位置上。在期望加压流体时，可推荐这类泵。

在另一种情况下，连接装置有一外部位置，在此位置处时，活塞处于其第二纵向位置上；及一个内部位置，在内部位置处时，该活塞处于其第一纵向位置上。在只是期望运送流体而基本上没有压力时，推荐使用此类泵。

在泵被用来树立置于地面上的情况下，而且通过强制向下使活塞/连接装置压缩流体，例如压空气时，从人体工程学方面看来，可以在活塞/连接装置的最低位置处提供最大的力。因此，在第一种情况下，这就意味着，在那儿提供最高压力。在第二种情况中，这只意味着在最低位置处具有最大面积及由此而确定的最大容积。但是，由于在轮胎那样的设备中要求极大的一个压力来打开轮胎的阀，为了能产生打开该阀的最终压力，可以期望在连接装置最低位置之前有一短的最小截面区域。而大的截面积可迫使更多流体进入轮胎(见图2B)。

另外，本发明还涉及一种吸震器，它具有：

一个根据上述任意组合方的组合；

用于从腔室外一位置处连接活塞的装置，其中的连接装置有一外部位置，在此位置处时，活塞处于其第一纵向位置上；及一内部位置，在此位置上时，活塞处于其第二纵向位置上。

吸震器还可以有一与该腔室相连接的流体入口，及包含的阀装置。

吸震器还可以有一流体出口，此出口与该腔室相连接并有一阀装置。

可以推荐将此腔室与活塞构成一至少大体上封闭的空室，此空室内含流体。当活塞从第一位置向第二位置运动时，该流体被压缩。

当然，吸震器还可具有用于将活塞朝第一位置偏压的装置。

最后，本发明还涉及一种促动器，它具有：

一个根据上述任意组合方的组合；

用于从腔室外一位置上与活塞连接的装置；

用于将流体导入该腔室，从而使活塞在第一、二纵向位置之间移动的装置。

促动器可以有一流体入口，此入口与腔室相连接并具有一阀装置。

还可有一与腔室相连接并可有一阀装置的流体出口。

此外，促动器可以有一用于将活塞朝第一或第二位置偏压的装置。对附图的简要说明

在下面将参照附图对本发明的推荐实施进行介绍。

下面通过附图和图表对本发明详细解释。在附图或图表展示下列内容：横截面，它意味着是垂直于活塞和/或腔室的运动方向的截面，而纵截面，它意味着是沿着所述运动方向的截面。各附图为：

图1展示一单级单工作活塞泵的指示图，此泵有一缸及一有固定直径的活塞。

图2A展示本发明的一活塞泵的指示图，A部分展示活塞是运动的选择方案，B部分展示腔室是运动的选择方案；

图2B展示本发明的一泵的指示图，图中展示通过进一步增大压力使横截面从该泵行程的某一点再次增大。

图3A展示一泵的纵截面图，此泵的压缩腔的横截面有固定的不同截面积，其活塞在行程期间沿径向-轴向变化的尺寸，展示了处于泵行程开始和结束处的活塞结构方案(第一实施例)。

图3B展示处于行程开始状态的图3A所示活塞结构方案的放大图。

图3C展示处于行程结束状态的图3A所示活塞结构方案的放大图。

图3D展示本发明一地面泵腔室的纵截面，此腔室具有的尺寸使其操作力与现有的低压(虚线)和高压地面(破折线)泵相比大体上是恒定的，这三种力同时在图中展示。

图4A展示一泵的纵截面，此泵的加压腔横截面有固定的、不同截面积，其活塞在行程期间沿径向-轴向变化尺寸，图中展示在泵行程开始和结束处的活塞结构方案(第二实施例)。

图4B展示在行程开始处的图4A所示活塞结构方案的放大图。

图4C展示图4A所示活塞结构方案在泵行程结束处时的放大图。

图4D展示图4B的A-A剖面。

图4E展示图4C的B-B剖面。

图4F展示图4D加载部分的一替换方案。

图5A展示一泵的纵截面，此泵加压腔的横截面有固定的不同的截面积，其活塞在泵行程期间沿径向-轴向改变其尺寸，在此展示了在泵行程开始和结束时的活塞结构方案(第三实施例)。

图5B展示处于行程开始时的图5A所示活塞结构的放大图。

图5C展示处于行程结束时的图5A所示活塞结构的放大图。

图5D展示图5A的C-C剖面。

图5E展示图5A的D-D剖面。

图5F展示图5A的带有活塞装置的加压腔，活塞装置带有复合材料制作的密封件。

图5G展示在行程期间的图5F所示活塞装置的放大图；

图5H展示处于行程结束处的图5F所示活塞装置的放大图，展示了它仍处于压力下和不承受任何压力的两种情况。

图6A展示一泵的纵截面，泵加压腔的横截面有固定的、不同截面积，及展示在行程期间活塞沿径向-轴向改变其直径的活塞第四实施例，图中展示了在泵行程开始和结束处时的活塞结构。

图6B展示在行程开始处时的图6A所示活塞结构的放大图。

图6C展示在行程结束处时的图6A所示活塞结构的放大图。

图6D展示图6A所示加压腔及在行程期间沿径向-轴向改变其尺寸的活塞第五实施例，图中展示处于行程开始和结束处的活塞结构。

图6E展示图6D所示活塞结构在行程开始处的放大图。

图6F展示处于行程结束处的图6D所示活塞结构的放大图。

图7A展示一泵的纵截面及活塞的第六实施例，该泵加压腔有固定尺寸，其腔壁有一凹部；在泵行程期间，活塞沿径向-轴向改变其尺寸；在图中展示在泵行程开始和结束处的活塞结构。

图7B展示在行程开始处的图7A所示活塞结构的放大图。

图7C展示在行程结束处的图7A所示活塞结构放大图。

图7D展示图7B的E-E剖面。

图7E展示图7C的F-F剖面。

图7F展示由一加压腔的傅里叶系列展开式(Fourier Series Expansion)形成的横截面实例，此腔的横截面积减少，而其周长却不变。

图7G展示图7A加压腔的一变形的纵截面，它有固定的横截面，这些横截面被设计得在一个泵行程期间，在其周长接近于不变或变化程度极小的情况下其面积被减少。

图7H展示图7G的纵截面的G-G(虚线)和H-H横剖面。

图7I展示图7H的纵截面的G-G(虚线)和H-H横剖面。

图7J展示图7B的在图7H中的截面H-H内的活塞的一个变型。

图7K展示由一加压腔的傅里叶展开式形成的横截面的另一实例，此腔的横截面在保持其周长不变的同时，其面积变小。

图7L展示在一定约束控制下的横截面的优化的凸形实例。

图7M展示在一定约束控制下的横截面的优化非凸形的实例。

图8A展示一其有固定尺寸加压腔壁凸部的泵的纵截面及在行程期间沿径向轴向变化其尺寸的一活塞第七实施例，图中展示在泵行程开始和结束处的活塞结构。

图8B展示在行程开始处的图8A所示活塞结构的放大图。

图8C展示在行程结束处的图8A所示活塞结构的放大图。

图9A展示一其加压腔横截面有不同固定面积的泵的纵截面及在行程期间沿半径向一轴向变化其尺寸的活塞第八实施例，在图中展示在泵行程开始和结束处的活塞结构。

图9B展示在行程开始处的图9A所示活塞结构放大图。

图9C展示在行程结束处的图9A所示活塞结构放大图。

图9D展示图9B所示带不同转动结构的活塞。

图10A展示与图9A相似的活塞的第9实施例，其加压腔有固定、不同面积的横截面。

图10B展示在行程开始时的活塞放大图。

图10C展示在行程结束时的活塞放大图。

图11A展示加压腔横截面有不同、固定面积的一泵的纵截面及在行程期间沿半径方向-轴向变化其尺寸的活塞的第十实施例，在图中展示在泵行程开始处和结束处的活塞结构。

图11B展示在一行程开始处的活塞放大图。

图11C展示在一行程结束处的活塞放大图。

图12A展示其加压腔横截面有不同、固定面积的一泵纵截面及在行程期间沿半径-轴向改变其尺寸的活塞第十一实施例，图中展示在一行程开始处和结束处的活塞结构。

图12B展示在一行程开始处的活塞放大图。

图12C展示在一行程结束处的活塞放大图。

图13A展示其加压腔横截面有可变、不同面积的泵的纵截面及有固定几何尺寸的活塞，在图中展示在泵行程开始处和结束处的此组合结构。

图13B展示在泵行程开始处的该组合结构放大图。

图13C展示在泵行程期间的该组合结构放大图。

图13D展示在泵行程结束处的该组合结构放大图。

图14示其加压腔横截面有可变、不同面积的泵及有可变几何尺寸的活塞的纵截面，在图中展示在泵行程开始处、行程期间和结束处的此组合结构。

对推荐实施例的说明

图1展示所谓的指示图表。此图表示意性展示一传统单级单向工作活塞泵的压力P与泵行程体积V之间的绝热关系，此泵具有固定直径的缸。每个行程所加的操作力的增加可直接从此图表上读出，而且是与该缸直径有两次方程的关系。压力P，因而也就是操作力F在行程期间直到缸体阀被扩张而扩开之前通常是增大的。

图2A展示本发明的活塞泵指示图表。图中展示，其压力P的图形与传统泵的相似，但操作力的图形两者不同，本发明的操作力完全取决于选定的加压腔横截面面积。操作力完全取决于技术规格，例如取决于它不应该超过一特定的最大值，或者可根据人体工程学的要求来改变。在人力操作泵只是用来输送介质而不明显改变其压力，在例如为水泵那样的情况中，操作力是被专门要求的。加压腔的纵和/或横截面的形状可以是任何一种曲线或/和直线。例如也可能随着压力的增大而横截面也增大(见图2B)。操作力的实例用粗虚线1或2表示的。相应先前提到的线1，2，也可以对不同的壁标记1和2。A部分涉及只有活塞运动的泵；B部分只涉及只有腔室运动的泵。泵的活塞和腔室同时运动的组合也是可行的。

图2B展示一活塞泵指示图表的实例，此泵的腔室横截面积随着压力增加而加大。

图3A、B、C、D展示了第一实施例的详细情况。活塞在加压腔中运动，该腔是圆柱形有锥形部分，共圆形横截面直径在气体或液体介质的压力增大时被减小。这取决于技术规格：操作力不能超过预定的最大值。变化直径之间的变换是逐渐的不产生阶梯。这就意味着活塞能在腔中容易地滑动并自行适应横截面的形状和/或面积的变化而不丧失密封性能。如果操作力必须通过压力增大而被降低。活塞的横截面积以及周长的长度也被减小。圆周长度减少是根据压缩到的挠曲程度或松弛程度。此活塞装置的横截面是相对压腔壁有小40°可变角度的不等边梯形，从而使它不能往后倾斜。在每个行程期间，密封装置的尺寸沿三维变化。此活塞装置的支承部例如是在密封装置内的盘或成一体的肋，它安置在一个泵行程期间的非加压侧、起防止在压力作用下的偏斜。活塞装置的加载部分例如是有多个部分的弹簧垫，它可安装在活塞的加压侧。这样就朝壁挤压柔性的密封部分。如果该泵在一些时间内不被使用和活塞已被叠合了一段时间的话，此方案是有利的。通过使活塞杆运动，此活塞装置的密封部分的不等边梯形被沿径向和轴向推压，从而使活塞的密封边缘能追随该加压腔的直径的减少。在行程的结束处，为了减少死空间的容积，此腔底部的中夹部分变得较高些。活塞杆可以主要由锁定于该加压腔的盖来导引。由于处于其运动的两个方向中的活塞密封该腔的壁，活塞杆例如可具有一带弹簧力操作阀的进口槽，在腔室内超压力时，该槽可被封闭。如在活塞装置中不使用加载部分，此单独的阀就会是多余的。在本发明的此泵方案中，泵的构件已被针对工作力最优化了。泵的内径在泵腔主体部分的长度比现有的泵大。因此，虽然该腔的其余部分的容积要比现有泵腔的小，但其入口容积却是较大的。这样就可保证此泵比现有的泵的泵速大，但其所要求的最大操作力明显地减少并比消费者传说的感到舒适的值低。其腔室的长度可被减小，从而使得即使对妇女和十多岁儿童来说，此泵也变得实用。其一个行程的容积也比现有泵的大些。

图3A展示具有在壁横截面2、3、4和5处有不同截面积的加压腔1的活塞泵。活塞杆用6表示。盖7止档活塞装置并导引活塞杆6。在壁2、3、4和5的部分之间有过渡部16、17及18。腔1的纵轴线用19表示。活塞在泵行程开始处的标注码为20，在结束处的为20’。

图3B展示由弹性材料制作的密封部分8，及如具有部分9.1、9.2和9.3的弹簧垫那样的加载部分9(其它部分未示出)，及两个锁紧装置11之间的活塞装置连接于活塞杆6的支承部分10。活塞杆有入口12和阀13。在活塞装置的密封部分8与加压腔1的壁2之间有角α₁。密封缘用37表示。距离a是在行程开始处的横截面内从密封缘37到腔1中心线之间的距离。

图3C展示在减少死空间容积的装置15内的出口槽14。在腔1的壁与活塞装置的密封部分8’之间有角度α₂。距离a’是在行程终结处的一横截面内从密封缘37到腔1中心轴线之间的距离。(图中)展示出距离a’约为a的41％。加载部分用9’表示。

图3D展示本发明的一地面泵(内径φ为60-19.3毫米，长度为500毫米)的腔纵截面，腔的横截面被选择得使操作力大致保持恒定，而且力是根据人体工程学要求选定的：例如在此图中为277牛顿。也可以选择其它大小的力。这只是为了对本发明的地面泵量化而给出的一个起始点。因为一个恒定操作力可以不进行人体工程学方面的校正。进行比较时，一现有技术低压地面泵(内径φ32mm，长470mm)的截面用虚线展示，而一现有技术高压地面泵(内径φ27mm，长550mm)的截面用破折线展示。清楚地展示出本发明的地面泵有比前两者更大的行程容积，因而可更快地使轮胎膨大，而其操作力又比两现有技术泵的小。

图4A、4B、4C、4D、4E、4F展示了第二实施例的详细结构。活塞装置的密封部分是用弹性材料制作的，并由一支承装置支承，支承装置可绕与腔中心线平行的一轴线转动。此运动的结果是：支承的密封装置的面积越大，该腔中的压力越高。用于此支承部分的加载部分起动此支承装置的运动。扁平状弹簧形式的此加载部分能沿垂直于腔中心线的方向改变尺寸。在腔中的压力越高，此弹簧就变得越刚强。在支承装置环绕着转动的轴上也可以有一个弹簧。通过减少密封部分的直径使其长度增加。在可弹性变形材料只有一点儿可压缩性的时候如橡皮的情况就是这样的。因此在行程开始处。活塞杆向密封装置突出。如果选用别的材料作密封部分，其长度可以维持不变，或者可以通过减小其直径来变短。

图4A展示具有带不同横截面面积部分的加压腔21的一活塞泵。腔21在其高压侧有冷却肋22，并且可用模压成型制造。连活塞杆用23表示。盖24导引所述活塞杆活塞36在泵行程的开始处，活塞36’在行程结束处。

图4B展示可弹性变形的密封部分25，它借助未示出的装置26紧固于活塞杆23。活塞杆23的一部分27向密封部分25突出。支承部分28铰接在环29上。环29紧固于活塞杆23。支承部分28可环绕轴30转动。加载部分31有一个弹簧，此弹簧被紧固在活塞23的一孔32中。密封缘用数码38标注。

图4C展示：活塞杆23部分27几乎被已弹性变形的密封装置25’覆盖，当前其长度被加长而直径已被减小。密封缘用38’标注。密封缘38与中心线19间的距离a’约是在该所示横截面中的距离a的40％。

图4D展示图4B的A-A剖面。加载部分31的一端被紧固在活塞杆23的孔32中。支承部分和环分别用数码28及29标注。支承部分28由一未示出的止挡面33支承，并且由未示出的导引装置34导引。

图4E展示图4C的B-B剖面。支承部分28和加载装置31被朝活塞杆23运动。肋用数码22标注。

图4F展示加载装置31的一替换方案，它在每个轴30上均有一个弹簧35。

图5A、B、C、D、E、F、G、H展示第三实施例的详细情况，它是第一实施例的变型。密封部分有对气体和/或液体介质为柔性不可渗透隔膜。该材料可沿三个方向改变其尺寸而不褶皱。此密封部分安装在一O形环上密封腔壁。O形环借一加载装置对腔壁沿着圆周加载，加载装置可以是一沿圆周的弹簧。O形环及该弹簧还由可环绕一紧固于活塞杆上的轴转动的支承装置支承，此支承装置可用一弹簧加载。

图5A展示一与图3A所示相似的活塞泵纵截面。在泵行程开始和结束处的活塞分别用49和49’来标注。

图5B展示处于行程开始处的一活塞装置，它具有如加应力的皮革制品那样的一密封装置40，密封装置40被紧固于如一O形环那样的密封装置41上。O形环是由弹簧42加载的，弹簧42被置于密封装置41和40的圆周上。弹簧42有中心轴39。O形环41和/或弹簧42由支承装置43支承，支承装置43能在连接在活塞杆45上并被安置得在与中心轴线19垂直的一轴44上转动。它包含一定数量的分离件43’，它们在泵(压缩)行程期间受压加载，它们被环绕着支承它们的密封装置40、41及加载装置的圆周安置。支承装置43可由弹簧46加载。在腔2的壁与支承装置43间有角度β₁。活塞杆45没有入口或阀。作为弹簧42(未示出)的一替换方案，弹簧形式的支承环和/或加载环可以被安装在该O形环上。密封缘用48标注。

图5C展示行程结束处的活塞装置。密封装置40’、41’要比在行程开始处的40、41粗些。用弹簧46’标注。在行程结束处的壁5与支承装置之间有角度β₂。在所示横截面内密封缘48与中心轴线19之间的距离a’约是此行程开始处的截面内的距离a的22％。更小的距离例如为15％、10％或5％也是可能的。这仅取决于活塞在活塞杆上的支承的结构。因此，这种情况对于所有其它实施例也是适用的。

图5D展示带有支承装置43、轴44及托架47的图5A的C-C剖面。

图5E展示图5A的D-D剖面。

图5F展示图5G和图5H的活塞118及118’在腔中的两个位置。

图5G展示用复合材料制作的一活塞。此活塞有不透渗弹性材料外皮110及纤维111。在处于内部压力下时，纤维结构会产生变形。此种形式使活塞运动稳定。作为一种替换方案，此密封装置可以具有-衬里、纤维及一覆盖层(未示出)。如果衬里不紧密，还可以添加一层不透渗外皮(未示出)。在活塞受压侧的所有材料都顺应该腔的特定环境要求。外皮安装在密封部分112上。在此外皮和密封部分内可安装一弹力环113，该环在其平面内可弹性变形，并可增强环114的加载。密封缘用117标注。

图5H展示在泵行程结束处的活塞。如果仍然有过压力存在，该圆顶就被压成形状115。如果过压力被减低，例如是在介质被放出后超过压力被减低，就形成形状110’。

图6A、B、C展示第四实施例详细情况。此活塞装置具有橡胶管，此管有被例如用织物圈或围成环形的粗线形式的加强件。环绕加强件的切线与该管中心线之间的自然角度(＝所谓的编织角)是经过计算为54°44’。在受内部压力时，管不会改变其尺寸(长度、直径)，设定增强件不伸长。在本实施例中，活塞装置的直径在压力增加时相对腔室横截面直径减小的情况也减小。编织角应比自然状态下的编织角更宽大。由于活塞装置的特性，加压腔纵截面主要部分的形状大致为一锥形。在该泵行程结束处，在加压介质已被从此腔排除时，该活塞装置增大其直径，因而其长度被减小。该直径增大不是实际问题。从活塞对加压腔壁的密封力应该被增大的压力增大。通过选择编织角使活塞直径减少得比该加压腔横截面的直径减少小一些就可以做到这一点。因此，该编织角也可以选得小于自然编织角和/或等于自然编织角。总的来说，编织角的选择完全取决于设计技术规格，因此它可以比自然编织角大、小或相等。甚至还可以使编织角在活塞内从一处到另一处时变更其大小。另一种可能是在活塞的同一横截面内存在着有相等和/或不等编织角的增强层。可以使用任何一种增强材料和增强方式。增强层可以放置于活塞纵截面上任何位置处。衬里和/或复盖层可以多于一层。也可以不用复盖层。此活塞装置也可以有支承装置和加载装置，例如用上面已展示过的那些。为了能够适应腔室横截面面积较大的变化，活塞装置有一点儿不同结构是需要的。目前的锥有处于张力状态下的纤维，纤维在靠近活塞杆的锥顶部里和在活塞杆底部的此锥的敞开侧绕在一起。纤维也可用来对活塞杆自行紧固。纤维的方式例如可这样来设计：从而使得使介质加压的泵腔内压力越高，纤维就经受越高的张力。当然，根据技术规格，也可有别的放置方式。纤维使锥的外皮变形，从而使锥能自行适应腔的横截面。纤维可以松散地置于衬里内，复盖层与衬里之间的槽沟内，或者与这两者或两者之一构成一体。如果在此锥内还不存在压力，那么为了获得对壁的合适的密封就需要加载装置。例如环、板形式的弹簧力构件那样的加载件例如在模压成形过程中，通过插件形式设置在外皮内。由于现在的活塞是以张力形式被加载的，故此锥在活塞杆上的连接要好于上述各实施例。因此更加平衡，而且需要的材料更少。活塞的外皮和复盖层可以用顺应此特定环境条件的可弹性变形的材料来制作，而纤维可以用合适的非弹性或弹性材料制作。

图6A展示-有腔60的泵的纵截面。壁部61、62、63、64、65是圆柱形的61、65和锥形的62、63、64的壁。在所述壁部之间有过渡部66、67、68、69。在泵行程开始和结束处分别有活塞59和59’。

图6B展示活塞装置50，一个有增强件51的挠性管子。该管子用压板或类似物紧固于活塞杆6。活塞杆6上有肋56和57。肋56防止活塞装置50相对活塞杆6朝盖7运动。肋57则防止活塞装置50相对活塞杆6离开盖7运动。别的装配方式也是可以的(未示出)。在该管子的外面有一突部53密封腔60的壁。除了加强件50外，管子还有衬里55。作为一个实例，还示出了盖层54。活塞装置纵断面形状是一例子。密封缘用58表示。

图6C展示处于该行程结束处的活塞装置。在此处的气体和/或液体介质处于压力之下。活塞装置可以这样的方式来设计，从而使其直径改变只有借用半径方向变化才能发生(未示出)。

图6D展示处于在图6A所示腔中的一行程开始处和结束处的图6E的活塞189和图6F中的活塞189’。

图6E展示-活塞装置，它有大体上为有角2ε₁的锥形。图中展示在该腔侧没有过压时的情况。活塞装置以其顶部安装在活塞杆180上。该锥在活塞加压侧是敞口的。盖181有示作突起182的一密封部分，此部分带有密封缘188；及有作为支承装置的插入弹簧力件183、作为支撑装置的纤维184；及衬里185。上述元件183对该盖181提供载荷，从而在此腔侧不存在过压的情况下，使所述突部182密封腔壁。纤维184可以置于沟槽186内，沟槽被适当地置于盖181和衬里185之间。衬里185可以是不渗透的-如果不是不渗透的，可以在加压侧的衬里185上安装一独立层209(未示出)。纤维安装在靠着活塞杆180的圆锥的顶部187内和/或相互安装，在活塞杆180的底端处，纤维也与之一样地安装。

图6F展示在行程结束处的活塞装置。此时的顶角为2ε₂，密封缘188与该中心线19间的距离a’约为在所示截面内在行程开始处的距离a的44％。

图7A、B、C、D、E展示泵第五实施例的详细结构。其活塞被设计为另一种复合结构，活塞具有一种沿三维方向均有极好弹性的基础材料，此材料有高度的张驰能力。如果材料本身不紧密，它在此活塞装置加压侧上的例如一柔性膜层作用下变得紧密。其轴向刚性是用几个构成一体的加强筋来实现的，加强筋以一种方式安置在横截面内，以最佳方式充满此截面，而且随着此横截面的直径变小而使彼此的间隔距离减小，这在大多数情况下意味着此加压腔中的压力是较高的。在此活塞的纵截面内，加强筋被安置待在此活塞装置的表面方向与和轴线方向之间有几个角度。压力越高，这些角度就减少得越多，因而使它们几乎接近轴线方向。因此，现在的力被传递到支承装置，例如传到与活塞杆连接的一垫上。活塞装置可以大批量生产，因此并不贵。如果需要，加强件和所述柔性膜层形式的密封装置可以用所述基础材料在一次运作中注射模压成型。例如，加强件也可以在顶部粘接在一起，这样就使处理更加容易。还可以在注射模压成型期间或之后，通过在所述基础材料中“燃烧”它而使之成为膜层。如果基础材料是热塑性的，这种处理极为方便。铰接接合是不能“燃烧”。

图7F、G、H、I、J、K、L、M展示装配于腔内的活塞第六实施例及比腔的实施例。活塞第六实施例是图7A、B、C、D、E的活塞的变型。如果在沿着运动方向的两个位置之间的活塞和/或腔的横截面面积是连续的，而且仍然那样大，这会造成泄漏。使该截面的其它参量的变化减至最小程度是有好处的。此情况可利用例如一圆形截面(固定形状)来说明：圆的周长是πD，而其面积为1/4πD²(D是该圆直径)。这就是说，D的减小仅给圆周长线性减小，但给其面积二次方地减小。仅减小面积而仍然维持其周长不变也是可能的。如果形状的，例如在此时的是圆的形状也是固定的，那么就有一定的最小面积。通过利用在下面提到的傅立叶系列展开式，可以进行其中形状为一个参量的高级数学计算。加压腔和/或活塞的横截面可以有任何形状，它可以通过至少一条曲线来确定，此曲线是封闭的，并可用两个唯一的模块参数化法傅立叶系列展开式来大体上确定。每个座标函数中的一个为：

f (x) = \frac{c_{0}}{2}

Σ_{p = 1}^{\infty} c_{p} \cos (px) + Σ_{p = 1}^{\infty} d_{p} \sin (px)

式中

c_{p} = \frac{2}{π} {&Integral;}_{0}^{π} f (x) \cos (px) dx

d_{p} = \frac{2}{π} {&Integral;}_{0}^{π} f (x) \sin (px) dx

0 ≤x≤2π，x∈R

p≥0，p∈N

Cp＝f(x)的cos加权平均值

dp＝f(x)的sin加权平均值

p＝代表三角学精度的数量级

图7F、7K展示通过利用下列公式的一组不同参量的所述曲线实施。在这些实例中，仅两个参量被使用。如果使用更多的参量，就可以找到最佳化曲线，这些曲线可以适应其它重要要求，例如对曲线的过渡曲线的要求；过渡曲线具有一特定最大半径和/或例如在密封部分的最大张力，使密封部分在给定压力下的张力不会超过该最大值。作为一个实例图7L、7M展示最优化的凸曲线和非凸曲线，这些曲线可以在界面介线长度被固定及其数学曲率为最小的约束条件下应用于各种可能的变形。通过利用起始面积和起始界面长度，就可以计算出对于一所期望的特定标定面积的最小曲率。

展示在此腔中的纵截面中的此活塞主要是在其横截面的界面曲线是圆的情况下画出来的。这就是说：在该腔具有如图7F、7K、7L、7M中所示的那些非圆横截面的情况下，该活塞在此纵截面内的形状是不同的。

根据此公式可以画出全部封闭曲线，例如C曲线(参看PCT/DK97/00223，图1A)。这些曲线的一个特征是：当一直线从位于截面平面内的数学极点画出时，此线至少与该曲线相交一次，这些曲线对于在此截面平面的一条直线对称，而且还可以用下面的单个傅立叶系列展开式来产生这些曲线。在该横截面的曲线相对位于该横截面平面内并通过该数学极点的一直线对称时，活塞或腔就会更加易于生产。这样的常规曲线可以用单个付立叶系列展开式来近似地确定：

f (x) = \frac{c_{0}}{2} + Σ_{p = 1}^{\infty} c_{p} \cos (px)

式中

c_{p} = \frac{2}{π} {&Integral;}_{0}^{π} f (x) \cos (px) dx

0≤x≤2π，x∈R

p≥0，p∈NCp＝f(x)的加权平均值，p＝代表三角学精度的数量级当一条直线是从该数学极点被画出时，此直线永远只与该曲线相交一次。该腔和/或活塞横截面的专门形成的部分可以用下列公式近似地确定：

f (x) = \frac{c_{0}}{2} + Σ_{p = 1}^{\infty} c_{p} \cos (3 px)

式中

f (x) = r_{0} + a . \sqrt[2 m]{\sin^{2} (\frac{n}{2}) x}

c_{p} = \frac{6}{π} {&Integral;}_{0}^{\frac{π}{3}} f (x) \cos (3 px) dx

0≤x≤2π，x∈R

p≥0，p∈NCp＝f(x)的加权平均值，p＝代表三角学精度的数量级而且在此处的在极座标系统中的此截面是用下列公式近似地代表的：

式中

r0≥0，

a≥0，

m≥0，m∈R，

n≥0，n∈R，

0≤≤2π，而且式中r＝在驱动销的圆截面中的“瓣”的极限，

r₀＝环绕驱动箱的圆截面的半径，

a＝“瓣”长度的比例因素，

V_max＝r₀+a

m＝用于确定“瓣”宽度的参量，

n＝用于确定瓣数量的参量，

φ＝划定该曲线范围的角度

由于活塞装置密封部分的性质而将入口置于靠近行程结束处。

这些特定的腔可以用注射模压成形来生产，例如也可用所谓的超塑成形法来生产，在超塑成形法中，铝板被加热，然后用空气压力将它们全压入工具腔中，或者也可利用工具运动来成形。

图7A展示有加压腔70的一活塞泵，在其纵截面中有圆柱形部分71，直到连续凹曲面部分73的过渡部分72，及另一个到差不多是圆柱形部分75的过渡部分74。活塞装置76和76’分别处在此泵行程开始处和结束处。在出口槽77的终端处装有一未出的单向阀78。

图7B展示具有弹性材料79的活塞装置76，此装置在低压作用下给出的活塞纵截面大体上呈锥状。材料79起加载装置的作用。底部有可沿半径方向褶皱的密封装置80，装置80还部分起加载装置的作用。主支承装置具有加强件81和82，其中的加强件81主要是将活塞密封缘83朝加压腔70的壁支承，另一个加强件82将载荷从密封装置80和基础材料79向支承装置84例如垫传递，该垫本身是由活塞杆6支承的。密封装置80在此活塞装置76中的此位置上仍然有点儿褶被，从而使会将密封缘83加载到更高压力的褶皱85可置于腔70中。加强件82用接头86连接于顶部。在活塞装置76的此位置中，加强件81和82与中心轴线19间的夹角在γ和δ之间，其中δ角大体与加压腔70的中心线19平行。活塞76的表面与中心线19间的角度为φ₁。

图7C展示处于该泵行程结束处的活塞装置76’。密封装置80已褶皱在—起，而且弹性材料79亦巳济压在一起，结果使加强件81、82大体上与中心线19平行。活塞装置76’的表面与中心线19之间的角度φ₂为正值，而且差不多等于零。在此所示截面中的密封缘83与中心线之间的距离α’约为此行程开始时刻的距离α的39％。其密封装置用数码80’标注。

图7D展示了活塞装置76的E-E横截面，用以展示活塞杆6、密封装置80的基本弹性材料79、加强件8l、82以及褶皱87。

图7E展示了活塞装置76’的F-F横截面，用以展示密封装置80的基础弹性材料79、加强件81和82及褶皱87，清楚地展示了基础弹性材料79正被挤压在一起。

图7F展示了一腔的一系列横截面，在这些截面中，其面积在某些步骤中已被减少，但其周长却保持不变——这些是由两个唯一的标准参数化法傅立叶系列展开式，每个坐标函数中的一个确定的。在顶部，左边是所说一系列截面的初始截面。在此图的底部，展示了一组所用的参量。这一系列横截面展示了该横截面的面积减少。在图中的粗体数字展示不同形状的截面积减少，在左上角的一个展示初始时的面积大小。右边底部横截面形状的面积大约为顶部左边的形状的面积的28％。

图7G展示腔162的纵截面，该腔沿中心线的横截面积在变化，但保持其周长。活塞用数码163标注。该腔具有与壁部155、156、157及158的横截面的面积不同的部分。在所述壁部之间有过渡部159、160及161。展示出有剖面G-G、H-H及I-I。G-G剖面有圆形截面，而截面H-H152约有G-G截面面积之一的90％-70％。

图7H展示图7G的横剖面H-H152，并以虚线标示比较截面G-G150。截面H-H有约为截面G-G面积的90％-70％。所示平滑的过渡部151是在此腔中最小的一部分，它有约为G-G截面面积的50％。

图7I展示图7G的I-I横截面，并用虚线标示比较的G-G截面。截面I-I有约为70％的G-G截面的面积。过渡部153是平滑的，展示出它在此腔中是最小部分。

图7J展示图7A-C有从图7G起的截面H-H的活塞的变型。此活塞用不渗透的弹性材料制作，因此无需单独的密封装置。距离c和d是不同的，并由此而在相同横截面H-H中的活塞的变形也不同。

图7K展示腔的一系列横截面，其中某些横截面面积是减少的，但其周长保持不变-这些是通过两个唯一的标准参数化法傅立叶系列展开式、每个坐标函数中的一个来确定的。在顶部左边的是所述一系列横截面中的起始截面。所用的一组参量被展示在该图底部。此一系列截面展示了该横截面面积的减小，但是通过保持周长不变，也可能使这些面积增大，在图中以粗体标示的数码展示不同形状的减少的截面面积大小，左上角的数字是起始面积的大小。底部右面的面积约是该起始面积大小的49％。

图7L展示适合于一定固定长界面曲线的最优化的一些曲线。用于相应于图7L所示的该图最大曲率的最小曲率半径的一般公式为：

r = \frac{1}{2} π (L - \sqrt{L^{2} - (4 π A_{1})}

该长度y是由

y = \frac{1}{2} \sqrt{L^{2} - 4 π A_{1}}

确定的。

式中 r＝最小曲率半径

L＝界面长度＝常数

A₁＝起始域面积A₀的被减少值以图3D的情况为实例；域面积A₀＝π(30)²，界面长度L＝60π＝188.5，它们相应于半径30的盘的周界长度和面积。该长度要求保持不变，但其面积要求被减少到值A₁。期望的最后的截面图形应该有面积A₁＝π(19/2)²＝283.5。具有该界面的可能的最小曲率的凸曲线现在是：

r＝1.54，

k＝1/r＝0.65，

x＝89.4在该图中的曲线不是按比例画的，此图只是展示基本原理。该曲线还可以通过弯曲变换起始线被进一步优化，这样可以改善活塞对壁的密封。

图7M展示一种对于一定固定长度的界面曲线最优化的非凸曲线及一个可能的最小曲率。用于相应于图7L中所示图形最大曲率的最小曲率半径的公式是：

r = \sqrt{\frac{A_{1}}{π + 4}}

用x标定的长度是由下式

x = \frac{1}{2} L - (1 + π) \sqrt{\frac{A_{1}}{π + 4}}

确定的。式中 r＝最小曲率半径

L＝界面长度＝常数

A₁＝起始域面积A₀要求减少后的面积。

具有边界曲线可能的最小曲率的该非凸曲线(具有明显的弦状中间双曲线的改变)为：

r＝6.3，

k＝1/r＝0.16，

x＝42在图上的曲线不是按比例的，此图只展示基本原理。

图8A、B、C展示泵的第七实施例，其活塞装置被设计成另一种复合结构，此泵在密闭腔中具有例如空气那样的可压缩气体介质(也可以是仅是如水那样的不可压缩液体介质或可压缩和不可压缩的介质组合)，此腔设计为如一种增强的软管。也可以使在该活塞装置加压侧上的衬里、加强件和覆盖层不同于其非加压侧的-其外皮可以制作成预制成形外皮，使之在泵行程期间保持该形状。也可以将外皮制成二个或更多部分，它们本身是预制成形的，一部分在此活塞装置的非加压侧，另一则在加压侧上(请参看图8B，分别为x部分及y+z部分)。在泵行程期间，这两部分相交铰接(请看图8B之xy和zz)。在该横截面的腔加设密封缘可以导致在其密封缘处的活塞截面改变，因而会使该活塞内的体积变化。此体积变化可引起可压缩介质的压力变化和产生变化了的密封力。此外，在将该活塞上的截荷传递到活塞杆的过程中，可压缩介质还起一种支承部分的的作用。

图8A展示加压腔90的纵截面，它具有连续面曲线91，在纵截面中在泵行程开始处和结束处分别有活塞92和92’。腔90的高压部分具有出口槽93和入口槽94，两槽分别有单向阀95、96(未示出)。如果用于低压的话，单向阀95可以省略。

图8B展示了直接高温加硫硫化在活塞杆97上的活塞92，活塞在衬里99、加强件100和覆盖层101之内有可压缩介质103。外皮99、100、101的x部分如在活塞装置92的加压部分处的Y和Z部分一样是预成形的。在外皮的部分x和y之间有铰链xy。X部分与中心线19间有平均角度η₁。部分y和x相互连接，两者之间有角度K₁，K₁角度选择得使该力主要被导向活塞杆。在部分Y和Z之间有角度λ，λ角选择得在此腔内的压力愈高，愈使这部分垂直于中心线。在Z部的两个一半之间有铰链ZZ。密封缘用102标注。

图8C展示在行程结束处的该活塞。外皮的部分x’与中心线之间有夹角η₂，部分x’和Y’间有夹角K₂，Y’和Z’之间的角度λ几乎没有改变。Z的两半部分间的夹角接近于零。此腔在所示截面内的中心线19与密封缘102间的距离α’约为在此行程开始处时的距离α的40％。此时的密封缘用102’标注，被压缩的介质用103’标注。

图9A、B、C、D展示具有固定尺寸的腔室和能改变其尺寸的活塞第八实施例的组合的详细结构。活塞是一种可充满腔室横截面的可膨胀体。在行程期间，活塞可在密封缘上及其附近不断地改变其大小。材料可以是可弹性变形的衬里和如纤维(例如玻璃纤维、硼纤维、炭纤维和aramid纤维)织物、原纤维、或类似物那样的支承装置的复合物。根据纤维结构及在活塞上的总载荷(图示活塞已有一些内部过压)活塞可以变成近似于球、椭圆曲面(“拉哥比球”样形状)或任何其它形状。例如此腔横截面面积的减少使此可膨胀体沿此截面方向的大小减少，而且由于是纤维结构可能减少三维尺寸，其依据是“格子结构效应”。在该结构中，纤维彼此独立地作层状切变。覆盖层也是用可弹性变形材料制作的，适合于此腔内的特定环境状况。如果该衬里和覆盖层不是不渗透的，可以在该体内用一个单独的囊袋供该体装填气体和/或液体介质之用。该支承装置例如纤维在该体内压力高于其外面时，可靠其自身提供强度，因为此强度比拉伸强度大。可以推荐这种受压条件，以便获得适合的密封和使用时间。由于腔内的压力可以连续地变化，可膨胀体内的压力也应该做到这种变化，而且是稍稍高一点，而且通过维持(该体内的介质量)恒定，此体内的压力在泵行程的任何一处均应该永远高于腔内的。此最后的方案仅能用于低压(泵)。否则，活塞可能在该腔中阻塞。对于腔室的更高压力可以需要一种方案，从而使其内部压力根据腔内压力的变化而变化，但应总是要略高一点。这可以用几种不同的方案-载荷调节装置来实现。这些方案的基本原理是改变活塞内部的介质的体积和/或压力和/或改变该内部介质的温度。别的原理也可以被应用，例如正确选择活塞外皮的材料如选一种专用橡皮，这种材料确定变形能力的是E模量；或者正确选择可膨胀体内的相对量及它的可压缩性。在该活塞内应用了不可压缩介质。通过在该密封缘处的横截面面积大小的变化，可以改变活塞的体积，其原因是沿运动方向的活塞尺寸是不变的。这种体积变化使不可压缩介质从在一中空活塞杆内的一弹簧力操作的活塞流出或流入。也可以将该弹簧力操作的活塞放在其它合适的地方。由活塞体积改变产生的压力和由于所述弹簧力产生的压力改变的组合导致了一定密封力。所述弹簧力起对密封力精细调整的作用。通过可压缩和不可压缩介质的一定组合，使不可压缩介质交流就可以有一种改进的载荷调节；这里的不可压缩介质起载荷调节装置的作用。进一步的改进是，通过该腔内活塞的操作力交换所述弹簧时，由于较低的密封力和较低的摩擦力，使活塞易于缩回，在选择一种能被快速变暖的特定介质后，可以实现使活塞内介质的温度升高。

图9A展示图8A的压力腔的纵截面，此截面内在行程开始处有图9B的活塞146，在行程结束处有图9C的活塞146’。

图9B展示有一可膨胀体的活塞146，膨胀体壁具有纤维130的方式，使该膨胀体成一球状曲面。覆盖层及衬里分别用131和132标注。在此球内部有不透渗的囊袋133。此球直接安装在活塞杆120上。此球的一端用盖121、在另一端用盖122锁紧。活塞杆120的空心通道125在此球内壁上有一孔123，从而使如装在该球内的一种不可压缩的介质那样的加载装置能自由地在活塞杆120的管道125流动。管道125的另一端被由弹簧127加载的可动活塞封闭。该弹簧安装在活塞杆128上。弹簧127调节该球内的压力和密封力。密封表面129与该腔室的相邻壁近于线性接触。该纤维(在本说明书的附图中)只是示意性地被展示。

图9C展示在行程结束处的图9B的活塞，在此处的截面面积最小。该球此时有较大的密封表面134，此密封面与相邻的腔壁均匀接触。随着不可压缩介质124’被挤出被贮存的球，活塞126运动到与图9B所示出的相应位置。为了减少摩擦力，覆盖层在该密封表面可以有未示出的肋，或可以有低摩擦系数涂层(腔壁也可以这样处理，但没有示出)。盖121和122两者均不可沿活塞杆120运动。格子结构效应只是该外皮剩余材料的一部分。其它部分被展示为如一“凸肩”135，凸肩会明显地减少使用时间，而且还增加摩擦。此外，密封缘用129’标示。在所示横截面中的腔中心线与密封缘129间的距离α’约为在行程开始处的距离α的48％。

图9D展示密封力的一种改进的调节：在球内部有可压缩介质136和不可压缩介质137。介质压力可以用有一密封环139的活塞138及直接与操作力有关的活塞杆140来调节。活塞138可在该球的腔141中滑动。止挡145将球紧固在活塞杆140上。

图10A、B、C展示一改进的活塞，在此活塞中，该外皮的剩余部分在该腔室小截面附近可以被释放，这意味着使用时间的延长和减少摩擦。此方法涉及这样的一个事实：此活塞在活塞杆上的悬置可以平移或转过活塞杆到达离腔中有最高压力的活塞侧更远的一个位置。在该可动盖和活塞杆上的止挡之间的弹簧起另一个载荷调整装置的作用。

图10A所示本发明的一泵腔的纵截面，此腔有两个活塞位置，分别为168和168’。

图10B展示有一可膨胀外皮的活塞，外皮有至少具两层纤维结构形式的纤维171，外皮在膨胀最终产生近似球的形状或椭圆体形状。如果外皮不紧密，活塞内可以有一不透渗层172。介质是一种如空气一类的可压缩介质和如水那样的不可压缩介质的组合。外皮170安装在活塞杆端部处的盖175内，盖175固定于此活塞杆176上。外皮的另一端以铰接方式紧固在可以在活塞杆176被导引的一可动盖177上。盖177被弹簧178朝此腔室的加压部分挤压，弹簧178的另一端压向固定于活塞杆176的垫179。该密封缘用167标注。

图10C展示在泵行程结束处的图10B的活塞。弹簧178’已被压缩。对不可压缩的介质173’和174’同样有效。外皮170’被变形，因而现在有大密封表面167’。密封缘167与该腔中心线间的距离α’约为在此行程开始处的距离α的43％。

图11A、B、C展示在沿活塞杆运动方向的两个端部处均有一可动盖，这样可将材料的多余部分带走。这是一种对于单作用活塞泵内的活塞的改进，而且现在它特别可以用于双作用泵的活塞。在双作用泵中，行程和回缩行程均是泵工作行程。该外皮由于有活塞杆上的止挡，在运作期间其运动被间接地限止。止挡安置得使该腔内介质的压力不能使活塞脱开活塞杆。

图11A展示该腔的纵截面，此腔在一行程的开始处和结束处有活塞208和208’。

图11B展示活塞208的第九实施例。该球的外皮与图10的外皮差不多。现在一不渗透层在内部被紧紧地挤压在顶部的盖191内和在底部的盖192中。这些盖的详细结构没有展示，并且可以采用所有的装配方法来安装它们。两盖191和192均可平移或转过活塞杆195。这可以采用各种方法，例如采用没有在图上展示的不同类型的轴承来实现。在顶上的盖191由于在活塞内有止挡196防止向上运动而仅能向下运动。密封力的“调节”(机构)具有在球内的可压和不可压缩介质206和205的组合及在活塞杆195内的弹簧力操作的活塞126。介质可以通过孔199、200、201自由地流过该活塞杆壁207。在顶部和底部的所述盖中的O型环或类以物202、203分别用来使盖191、192对活塞杆密封。被展示为活塞杆195顶端处的一螺纹件组件的盖204紧固该活塞杆。相应的止挡根据所要求的外皮的运动可被安置在活塞杆上的其它任何地方。

图11C展示在泵行程结束处的图11B所示活塞。在顶部的盖191已从止挡196处移过了一段X距离，底部的盖192则被压向止挡197。此时可压缩介质和不可压缩介质分别以206’和205’标注。

图12A、B、C、展示了一相对以前的活塞改进的活塞。此改进是通过载荷调节装置及由于更小的密封接触力，尤其是由于更小的横截面面积使磨擦的减少而得到的密封力的更好调节来实现的。此改进的调节涉及这样的事实：活塞内的压力现在由于在同一活塞杆上有一对活塞存在和在活塞杆上的操作力无关，因此直接受腔室内的压力影响。如果操作力可变化，例如被增大，因为密封力仍然恒定和不会出现丧失密封，这在泵行程停止期间可有特定的优点。在泵行程结束处，在腔内压力被减少时，由于较低的磨擦力而使缩回更容易些。在是双作用泵的情况下，载荷调节装置例如可通过未示出的此载荷调节装置的双作用方案，来受该活塞两侧的影响。所示的此活塞结构顺应一种技术规定，例如在腔内压力的增大会使活塞内的压力增大。别的技术规定可导致其它结构。该关系可以被设计得使该增大可以不是线性关系。此结构是由活塞杆连接的一对活塞。它们可以有相同的面积、不同的大小和/或变化面积。

由于特定的纤维结构和总的合载荷(——它显得有点儿过载-)该活塞在纵截面内的形状是菱形的。在此截面内的两个角起密封面的作用，它们由于此腔的横截面较小而减小了接触面积。接触面的大小仍然可以有外皮的加筋外表面而增大。该腔壁和/或活塞的外侧可以涂尼龙或能由低磨擦材料制作的涂层。

一种腔的可能性没有画在图上，此腔例如具有图7F的腔的横截面，腔中有一个活塞，此腔室(在此情况下的一个实例)根据图12A-C有三个分开的活塞，在第一圆形横截面(见图7F顶部左边)。它们每个均密封、彼此密封和对界面曲线密封，但在该腔沿纵轴线的别的位置上，对三耳垂形突出部之一密封并相互密封(见图7F如顶部右边)，而该纵轴线上另外一个位置上，只是密封三个耳垂形突部之一。

图12A展示一活塞腔组合的纵截面，在腔216中有处于一行程开始处和结束处的第十实施例的活塞222和222’。

图12B展示一个活塞，其主要结构在图11B和11C中已介绍过。其外皮在外侧有肋210；外皮和内部的不渗透层190在顶部被挤压于内件211和外件212之间，内、外件则用螺纹件拧在一起。在底部也有类似结构的内件213和外件214。在活塞内部有可压和不可压缩介质215和219。活塞内部的压力被一由腔216中的压力直接促动的活塞结构来调节。在底部内的活塞148安装在活塞杆217上，该底部与加压腔直接连接。在另一侧，安装着另一个活塞149，此活塞与活塞222的介质连通。活塞杆217被一滑动轴承218导引-别的种类的轴承也可被采用(没有画在图上)。在活塞杆217两端侧的活塞可以有不同的直径-甚至也可能用两个腔代替两个活塞可在其内运动的缸221，腔可是根据本发明的一种-顺便提一下，此活塞和/或这些活塞也可以是一种本发明的活塞。密封缘、活塞杆、及活塞148与孔223之间的距离分别用220、224及d₁标注。

图12C展示在行程结束处的一活塞，但此处仍在腔216中有高压。密封缘为220’。载荷调整装置148’有一不同的从孔223到此腔的距离。活塞148’和149’显示其被安置在比从图12B的223起的更大距离上：d₂

图13A、B、C展示一具有不同横截面积的可弹性变形壁的-加压腔和具有固定几何形状的一活塞的泵组合。在一壳内例如具有固定几何尺寸的缸筒内安置着一可膨胀腔，此腔能被介质(不可压缩的和/或可压缩的介质)扩张。所述壳也可以被省去。可膨胀壁具有如为一种衬里-纤维-覆盖层复合件，或者再添加一不渗透外皮。活塞密封表面的角度比该腔壁相对平行与运动(方向)的轴线的对比角度要大一点儿。所述角度间的这种差值和由活塞发生一点滞后(通过在该腔壁内例如有一种粘稠的不可压缩介质和/或载荷调整装置的正确调节调整装置类似于所展示的用于活塞的那种)引起的该壁瞬时变形。这一事实提供一密封缘，此密封缘与该腔中心线间的距离在两活塞和/或腔室位置之间运动期间可以变化。这样就产生了一个行程期间的横截面积的变化，并由此而提供一可设计的操作力。该活塞沿运动方向的截面也可以有与相对该腔壁的角度相同或负角度。在这些情况中，该活塞的突部应被弄圆。在最后提及的情况中，提供变化的横截面积更为困难，因此也更加难于提供可设计的操作力。该腔壁可以配置所有已展示的载荷调节装置(在图12B中展示了一种)，如果需要，还可以配置形状调节装置。该活塞在腔中的速度可以对密封有影响。

图13A展示了在腔室231的四个活塞位置处的活塞230。具有固定几何尺寸的壳234围绕着膨胀壁234，在壁234内有可压缩和不可压缩的介质232和233。可以有用于使此壁膨胀的阀结构(未示出)。不加压侧的活塞形状只是展示密封缘原理用的一个实例。在所示横截面中，在行程结束和开始处之间的距离相比：前者约为后者的39％。

图13B展示行程开始后的活塞。从密封缘235到中心线236之间的距离为Z₁。活塞密封缘235与腔中心线236之间的角度为ξ。腔壁与中心线之间的角度为υ。角υ显得小于角ξ。此密封缘235安排得使角υ变得如角ξ一样大。

不再展示此活塞的其它实施例。

图13C展示在行程期间的活塞。密封缘235与中心线236间的距离为Z₂，它比距离Z₁小。

图13D展示差不多要到达行程结束处的活塞。从密封缘235到中心线236的距离Z₃，它比Z₂小。

图14展示具有可变形状的腔壁和活塞的组合。在行程期间，活塞与腔壁相互适应，能使之有连续的密封。图13A所示的腔室现在被展示出只具有不可压缩介质237，在行程开始处有活塞222，而活塞222’被展示正处于行程结束之前一点儿处的情况。能改变尺寸的活塞的其它所有实施例均可在此实施例中使用。正确选择活塞速度和介质237的粘度会对运作有好的影响。展示在图14中的腔纵截面也可以变更。

附图标记：腔室和活塞的组合及使用此组合的泵、马达、吸震器和转换机构的标注码：1 腔室(加压) 图3A2 壁部分图3A3 腔室(加压) 图3A4 壁部分图3A5 壁部分图3A6 活塞杆图3A7 盖图3A8 密封部分图3B8’ 密封部分图3C9 加载部分图3B9’ 加载部分图3C9.1 部分图3B9.2 部分图3B9.3 部分图3B10 支承部分图3B11 锁紧装置图3B12 入口图3B13 阀图3B14 出口通道图3C15 装置图3C16 过渡部图3A17 过渡部图3A18 过渡部图3A19 中心轴线图3A20 活塞图3A20’ 活塞图3A21 腔室(加压) 图4A22 冷却肋图4A23 活塞杆图4A24 盖图4A25 密封部分图4B25 密封部分图4C26 装置图4B27 (活塞杆)部分图4B28 支承部分图4B29 环图4B30 轴图4B31 部分图4B32 孔图4B33 止挡表面图4D34 导引装置图4D35 弹簧图4C36 活塞图4A36’ 活塞图4A37 密封缘图3B38 密封缘图4B38’ 密封缘图4C39 中心线图5B40 密封装置图5B40’ 密封装置图5C41 密封装置/O形环图5B41’ 密封装置图5C42 弹簧图5B43 支承装置图5B43’ 支承装置图5B44 轴图5B45 活塞杆图5B46 弹簧图5B46’ 弹簧图5C47 支架图5D48 密封缘图3B49 活塞图3A49’ 活塞图3A50 活塞装置图6B50’ 活塞装置图6C51 加强件图6B52 压板图6B53 突起图6B54 覆盖层图6B54’ 覆盖层图6C55 衬里图6B55’ 衬里图6C56 肋图6B57 肋图6B58 密封缘图6B59 活塞图6A59’ 活塞图6A60 (加压)腔室图6A61-65 壁部分图6A66-69 过渡部图6A70 (加压)腔室图7A71 (圆柱形)部分图7A72 过渡部图7A73 (凹曲面)部分图7A74 过渡部图7A75 (圆柱形)部分图7A76 活塞图7A76’ 活塞图7C77 出口通道图7C78 单向阀图7A79 加载装置/材料图7D80 密封装置图7B80’ 密封装置图7C81，82 加固件图7B83 密封缘图7B84 支承装置图7B85 褶皱图7B86 连接点图7B87 褶皱图7C90 (加压)腔室图8A91 (凸曲线)部分图8A92，92’ 活塞图8A93 出口通道图8A94 入口通道图8A95，96 单向阀图8A97 活塞杆图8B99 衬里图8B100 加强件图8B101 覆盖层图8B102 密封缘图8B102’ 密封缘图8C103 (可压缩)介质图8B103’ (可压缩)介质图8C110 外皮图5G110’ 外皮图5H111 纤维图5G112 密封部分图5G113 弹簧力环图5G114 环图5G115 形状图5H117 密封缘图9C118-118’ 活塞图5F120 活塞杆图9B121，122 盖图9B123 孔图9B124 (不可压缩)介质图9B124’ (不可压缩)介质图9C125 (中空)腔室图9B126 (可动)活塞图9B127 弹簧图9B128 活塞杆图9B129 密封缘图9B130 纤维图9B131 复盖层图9B132 线图9B133 (不渗透)袋囊图9B134 密封表面图9C135 突肩图9C136 (不可压缩)介质图9D137 (可压缩)介质图9D138，138’ 活塞图9D139 (密封)环图9D140 活塞杆图9D141 缸筒图9D143 活塞图9D145 止挡图9D146，146’ 活塞图9A148 (可动)活塞图12B148’ (可动)活塞图12C149 (可动)活塞图12B149’ (可动)活塞图12C150 G-G截面图7H151 过渡部图7H152 H-H截面图7G153 过渡部图7I154 截面图7I155-158 壁部分图7G159-161 过渡部图7G162 腔室图7G163 活塞图7G167，167’ 密封缘图10B168，168’ 活塞图10A169 (加压)腔室图10A170 外皮图10B170’ 外皮图10C171 纤维图10B172 (不透渗)层图10B173 (可压缩)介质图10B173’ (可压缩)介质图10C174 (不可压缩)介质图10B174’ (不可压缩)介质图10C175 盖图10B176 活塞杆图10B177 可动盖图10B178 弹簧图10B178’ 弹簧图10C179 止挡图10B180 活塞杆图6E181 覆盖层图6E182 突起图6E183 弹簧力件图6E184 支承装置/纤维图6E185 线图6E186 通道图6E187 (锥)顶部图6E188 密封缘图6E189，189’ 活塞图6D190 (不渗透)层图11B191，192 (可动的)盖图11B193，194 (紧密挤压的)缘图11B195 活塞杆图11B196，197 止挡图11B198’ 密封缘图11C199-201 孔图11B202，203 O(形)环图11B204 (不可动的)盖图11B205 (不可压缩)介质图11B206 (可压缩)介质图11B207 壁图11B208，208’ 活塞图11A209 (不渗透)层图6E210 肋图12B211，213 (里面)部分图12B212，214 (外面)部分图12B215 (不压缩)介质图12B215’ (可压缩)介质图12C216 腔室图12A217 活塞杆图12B218 (滑动)轴承图12B219 (不可压缩)介质图12B219’ (不可压缩)介质图12C220 密封缘图12B220’ 密封缘图12C221 缸筒图12B222，222’ 活塞图12A223 孔图12B224 活塞杆230 活塞图13A231 腔室图13A232 (可压缩)介质图13A233 (不可压缩)介质图13A234 壳图13A235 密封缘图13A236 中心线图13A237 (不可压缩)介质图14238 壁图13AX，Y，Z (外皮)部分图8BX’，Y’，Z’ 部分图8CXY，ZZ 铰链图8BX’Y’，Z’Z’ 铰链图8Cα₁ 角图3Bα₂ 角图3Cβ₁ 角图5Bβ₂ 角图5Cε₁ 角图6Eε₂ 角图6Fδ 角图7Bγ 角图7Bλ 角图8Bλ，K₁，η₁ 角图8BK₂，η₂ 角图8Cξ_r 角图13Ba 距离图3Ba’ 距离图3Cx 长度图7L、Mx″ 距离图11Cy 长度图7L、My₁ 距离图9By₂ 距离图9CZ₁ 距离图13BZ₂ 距离图13CZ₃ 距离图13Dd₁ 距离图12Bd₂ 距离图12Cr 半径图7L、ML 界面长度图7L、M

Claims

1.一种活塞和腔室的组合，其特征在于：

该腔室由带纵轴线的长形腔形成；

该腔在其第一、二纵向位置分别有其第一、二截面积，第二截面面积是第一截面的95％或更小，至少在和一、二纵向位置之间的腔截面的变化大体上是连续的，

当活塞从第一纵长位置向第二纵长位置运动时，能自行适应该腔的截面。

2.如权利要求1所述的组合，其特征在于，第二截面面积在第一截面面积的95％至15％之间。

3.如权利要求1所述的组合，其特征在于，第二截面面积在第一截面面积的95％至70％之间。

4.如权利要求1所述的组合，其特征在于，第二截面面积约为第一截面面积的50％。

5.如前面任一权利要求所述的组合，其特征在于，该活塞具有多个以可转动方式紧固于一公共件上的，至少大体上是坚固的支承件；

由所述支承件支承，用于与腔内壁密封的可弹性变形装置；

支承件可相对纵轴线转动10°至40°。

6.一种组合，组合中的支承件可以转动到至少大体上与纵轴线平行的位置。

7.如权利要求5所述的组合，其特征在于，该公共件连接在供操作者使用的一手把上，而且其中的支承件在腔内沿相对手把离开的方向延伸。

8.如权利要求5或7所述组合，其特征在于，还具有将支承件偏压向腔内壁的装置。

9.如权利要求1-4其中之一所述的组合，其特征在于，活塞有一个具有可变形材料的可弹性变形容器。

10.如权利要求9所述的组合，其特征在于，可变形材料是流体或如水、蒸汽和或气体或泡沫的流体混合物。

11.如权利要求9或10所述的组合，其特征在于，在通过纵长方向的截面内，容器在第一、二纵长方向上分别有其第一、二形状，第一、二形状彼此不同。

12.如权利要求11所述的组合，其特征在于，可变形材料至少有一部是可压缩的，且第一形状的面积比第二形状的大。

13.如权利要求12所述的组合，其特征在于，可变形材料至少大体上是不可压缩的。

14.如权利要求9-13其中之一所述的组合，其特征在于，活塞具有与可变形容器连通的腔，此腔有一可变的容积。

15.如权利要求14所述的组合，其特征在于，该容积可由操作者改变。

16.如权利要求14所述的组合，其特征在于，该腔有一弹簧偏压的活塞。

17.如权利要求14-16其中之一所述的组合，其特征在于，还具有确定该腔容积的装置，从而使此腔内的压力与该活塞和该容器第二纵向位置之间的液体压力有关系。

18.如权利要求17所述的组合，其特征在于，该确定装置用于确定该腔内的压力至少大体上与该活塞与容器第二纵向位置之间的压力相同。

19.如前面任一权利要求所述的组合，其特征在于，第一截面形状与第二截面的不同，腔截面形状的变化至少在第一、二纵向位置之间是大体上连续的。

20.如权利要求19所述的组合，其特处在于，第一截面积比第二截面面积至少大5％，尤其至少大10％，如至少大20％，特别是至少大30％，如至少大40％，特别是至少大50％，如至少大60％，特别是至少大70％，如至少大80％，如至少大90％。

21.如权利要求19或20所述的组合，其特征在于，第一截面至少大体上是圆形，第二截面是如椭圆那样的长形，其第一尺寸至少是与第一尺寸呈角度的尺寸的2倍，如至少3倍，特别是至少4倍。

22.如权利要求19、20或21所述的组合，其特征在于，第一截面形状至少大体上是圆的，第二截面形状具有二个或更多个如耳垂状的长形部分。

23.如权利要求19-22其中之一所述的组合，其特征在于，在第一纵向位置处的截面内的腔第一周长是该在第二纵向位置处截面内的第二周长的80％-120％，如85％-115％，特别是90％-110％，如95％-105％，特别是98％-102％。

24.如权利要求23所述的组合，其特征在于，第一、二周长至少大体上是一样的。

25.如权利要求1-4其中之一所述的组合，其特征在于该活塞具有：

可弹性变形的材料，在活塞从腔的第一纵向位置到第二纵向位置运动时，该材料能自行适应该腔的截面；以及

一螺旋形扁平弹簧，它具有至少大体上沿纵轴线的一中心线，且被安置于邻近该可弹性变形材料处，而且在纵向方向上支承该可弹性变形材料。

26.如权利要求25所述的组合，其特征在于，活塞还具有安置在该弹性材料和弹簧之间的扁平支承装置，此装置可沿着该弹簧和可弹性变形材料间的界面转动。

27.如权利要求26所述的组合，其特征在于，该支承装置适用于从第一位置转到第二位置，在此第一位置处时，其外界面可以处于第一截面内，在第二位置处时，其外界面可处于第二截面内。

28.一种活塞和腔室的组合，其特征在于，

腔室由具有纵轴线的长形腔形成，此腔在其第一、二纵向位置处分别有其第一、二截面面积，第一截面面积比第二截面的大，比腔截面的变化至少在第一、二纵向位置间大体上是连续的。

一活塞，当从第一纵向位置移到第二纵向位置时，可自行适于所述腔室的截面；

该活塞具有：

多个至少大体上是坚固的、可转动地紧固于一公共件上的支承件；

由该支承件支承、用于密封该腔内壁的可弹性变形的装置，

支承件可相对纵轴线在10°-40°之间转动。

29.一种组合，其支承件可被转动到至少大体上与纵轴线平行的位置。

30.如权利要求28所述的组合，其特征在于，

该公共件被连接于由操作者使用的一手把，而且在腔内沿相对离开手把的方向延伸。

31.如权利要求28所述的组合，其特征在于，还具有将该支承件朝腔内壁偏压的装置。

32.一种活塞和腔室的组合，其特征在于：

该腔室由具有纵轴线的长形腔形成，在其第一、二纵向位置处分别有其第一、二截面面积；第一截面面积比第二截面的大；该腔截面的变化至少在第一、二纵向位置之间大体上是连续的；

活塞在从腔的第一纵向位置运动至第二纵向位置时，能自行适应腔的截面；此活塞还具有一有可变形材料的可弹性变形容器。

33.如权利要求32所述的组合，其特征在于，可变形材料是流体或一种如水、蒸汽和/或气体或泡沫流体的混合物。

34.如权利要求32或33所述的组合，其特征在于，在通过纵方向的截面内，该容器在第一、二纵长方向上分别有第一、二形状。第一、二形状两者不同。

35.如权利要求34所述的组合，其特征在于，可变形材料的至少一部分是可压缩的，该第一形状的面积比第二形状的大。

36.如权利要求32-35其中之一所述的组合，其特征在于，可变形材料至少大体上是不可压缩的。

37.如权利要求32-36其中之一所述的组合，其特征在于，该活塞有一与可变形容器连通的腔，此腔有可变的容积。

38.如权利要求37所述的组合，其特征在于，该容积可由操作者改变。

39.如权利要求37所述的组合，其特征在于，该腔具有弹簧偏压的活塞。

40.如权利要求37-39其中之一所述的组合，其特征在于，还有用于确定该腔容积的装置，从而使此腔内流体的压力与活塞和容器第二纵向位置之间的流体压力有关系。

41.如权利要求40所述的组合，其特征在于，该确定装置应用于确定该腔内压力至少大体上与活塞和该容器第二纵向位置之间的压力相同。

42.如权利要求32-39其中之一所述的组合，其特征在于，该容器具有一种有加强装置的可弹性变形材料。

43.如权利要求42所述的组合，其特征在于，加强装置具有纤维。

44.如权利要求32-42其中之一所述的组合，其特征在于，泡沫或流体适用于容器内在活塞从第一纵向位置向第二纵向位置或相反方向移动期间，提高比环境大气最高压力更高的压力。

45.一种活塞和腔室的组合，其特征在于：该腔室由具有纵轴线的长形腔组成，此腔在其第一、二纵向位置处分别有其第一、二截面形状和面积，第一截面形状与第二截面的不同，此腔截面形状的变化至少在第一、二纵向位置间是大体上连续的；

该活塞在从腔的第一纵向位置到第二位置运动时，适合于自行适应该腔的截面。

46.如权利要求45所述的组合，其特征在于，第一横截面面积至少比第二截面积大5％，尤其至少大10％，如至少大20％，特别是至少大30％，如至少大40％，特别是至少大50％，如至少大60％，特别是至少大70％，如至少大80％，如至少大90％。

47.如权利要求45或46所述的组合，其特征在于，第一截面形状至少大体上是圆的，第二截面形状是例如椭圆那样的长形，其第一尺寸至少是与第一尺寸呈一角度的尺寸的2倍，如至少3倍，最好为至少4倍。

48.如权利要求45或46所述的组合，其特征在于，其第一截面形状至少大体上是圆的，其第二截面形有两个或更多个至少基本上为长形的如可垂状的部分。

49.如权利要求45-48其中之一所述的组合，其特征在于，在第一纵向位置处的第一截面内该腔的周长为其在第二纵向位置处的截面内的周长的80％-120％，如85％-115％，特别是90％-110％，如95％-105％，特别是98％-102％。

50.如权利要求49所述的组合，其特征在于，其第一、二周长至少大体上是相同的。

51.如权利要求45-50其中之一所述的组合，其特征在于，该活塞具有：多个至少大体上是坚固的、被可转动地紧固于一公共件上的支承件；

由该支承件支承、用于密封腔内壁的可弹性变形的装置。

52.如权利要求45-50其中之一所述的组合，其特征在于，该活塞有一具有可变形材料的可弹性变形容器。

53.一种活塞和腔室的组合，其特征在于，该腔室由有纵轴线的长形腔形成；

该腔在其第一、二纵向位置处分别有其第一、二截面面积，第一截面面积比第二截面的大，该腔截面的变化至少在第一、二纵向位置间是大体上连续的；

该活塞具有：可弹性变形材料，此材料用于在活塞从腔的第一纵向位置向第二纵向位置运动时，用于自行适应该腔的截面；

具有至少大体上沿着纵轴线的中心线的螺卷状扁平弹簧，此弹簧置于邻近该可弹性变形材料处。用来沿纵向支承该可弹性变形材料。

54.如权利要求53所述的组合，其特征在于，该活塞还具有多个置于该可弹性变形材料与弹簧之间的扁平支承装置，此装置可沿该弹簧与可弹性变形材料间的界面转动。

55.如权利要求54所述的组合，其特征在于，该支承装置用于从第一位置转到第二位置，在此第一位置上，其外界面可被包含在该第二截面内，在该第二位置上时，其外界面可被包含在该第二截面内。

56.一种活塞和腔室的组合，其特征在于：

该腔室由一有纵轴线的长形腔形成；

该活塞可在腔内从第一纵向位置运动到第二纵向位置；

此腔至少沿在第一、二纵向位置之间的内腔壁的一部分有可弹性变形内壁；

此腔在活塞处于该第一纵向位置处时，有其第一截面面积；在活塞处于该第二纵向位置处时，有其第二截面面积；第一截面面积比第二截面的大；腔截面的变化至少在活塞在第一、二纵向位置间运动时，在第一、二纵向位置之间是大体上连续的。

57.如权利要求56所述的组合，其特征在于，该活塞是用至少大体上不可压缩的材料制作的。

58.如权利要求56或57所述的组合，其特征在于，该活塞在沿纵轴线的截面内有沿着从第一纵向位置到第二纵向位置的方向的锥度。

59.如权利要求56-58其中之一所述的组合，其特征在于，此腔具有：包围内壁的一外支承结构；及

保持在外支承结构和内壁间的空间内的流体。

60.一种泵流体用的泵，它具有：

一前面任何一个权利要求所述的组合；

用于从腔室外位置与活塞连接的装置；

一具有一阀装置并与腔室连接的流体入口；及

一与腔室连接的流体排放口。

61.如权利要求60所述的泵，其特征在于，该连接装置有一外部位置，在此位置时，活塞于其第一纵向位置；还有一内部位置，在此位置时，活塞处于其第二纵向位置上。

62.如权利要求60所述的泵，其特征在于，该连接装置有一外部位置，在此处时，活塞处于其第二纵向位置上；还有一内部位置，在此处时，活塞处于其第一纵向位置上。

63.一吸震器，它具有：

一如权利要求1-59其中之一所述的组合；

用于从腔室外与活塞连接的装置，连接装置有一外部位置，在此处时，活塞处于其第一纵向位置上；还有一内部位置，在此处活塞在其第二纵向位置上。

64.如权利要求63所述的吸震器，其特征在于，还具有一与腔室相连并有一阀装置的流体入口。

65.如权利要求63或64所述的吸震器，其特征在于，还具有一与腔室相连并有一阀装置的流体排出口。

66.如权利要求63-65其中之一所述的吸震器，其特征在于，腔室和活塞至少形成具有流体大致上被密封的空腔，当活塞从第一纵向位置向第二纵向位置运动时，该流体被压缩。

67.如权利要求63-66其中之一所述的吸震器，其特征在于，还具有将活塞朝其第一纵向位置偏压的装置。

68.一促动器，它具有：

一如权利要求1-59其中之一所述的组合；

用于从腔室外一位置处与活塞连接的装置；

用于将流体导入腔室使活塞在第一、二纵向位置间移动的装置。

69.如权利要求68所述的促动器，其特征在于，还包括与腔室相连，并有一阀装置的一流体入口。

70.如权利要求68或69所述的促动器，其特征在于，还有与腔室相连，并有一阀装置的一流体排放口。

71.如权利要求68-70其中之一所述的促动器，其特征在于，还具有将活塞朝第一或第二纵向位置偏压的装置。

72.如权利要求68-71其中之一所述的促动器，其特征在于，导入装置有用于将加压流体导入该腔室的装置。

73.如权利要求68-72其中之一所述的促动器，其特征在于，导入装置用于将如汽油、燃油那样的可燃流体导入该腔室；促动器还有使可燃流体燃烧的装置。

74.如权利要求68-73其中之一所述的促动器，其特征在于，还有用于将该活塞的移动转变为曲柄转动的曲柄。