节能平衡机构、旋转机器及实施方法技术

本发明专利技术涉及机构(1)，所述机构包括一个支撑件(2)以及围绕其相应轴线(A1；A2)旋转(R1；R2)的两个运动嵌齿轮(12；22)。所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行。所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来接合，并且以在相反方向上旋转(R1；R2)的方式运动。所述机构(1)的特征在于所述机构包括偏心元件(14；24)，所述偏心元件与所述嵌齿轮(12；22)整体地围绕其相应轴线(A1；A2)旋转(R1；R2)并生成重力(P1；P2)的力矩(M1；M2)；特征在于所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化；并且特征在于对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时均呈现平衡构型。本发明专利技术还涉及包括至少一个这种机构(1)的旋转机器。本发明专利技术还涉及这种机构(1)的实施方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】节能平衡机构、旋转机器及实施方法
本专利技术涉及任何可行应用中的节能平衡机构，并且尤其涉及旋转机器。本专利技术特别涉及具有钟摆和椭圆运动的机构。本专利技术还涉及包括至少一个这种机构的旋转机器，例如马达、发生器或混合器。本专利技术特别涉及包括连续和/或平行布置的若干机构的马达。本专利技术最后涉及这种机构的实施方法。
技术介绍
在机械领域中，存在许多适于装配旋转机器的运动传动机构，诸如行星式齿轮系或曲柄轴。然而，使用公知的机构所获得的产率并不能令人完全满意。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出能够节约能量并改善旋转机器的产率的机构。出于所述目的，本专利技术的目标是一种机构，所述机构包括一个支撑件；以围绕第一轴线相对于所述支撑件旋转的方式运动的第一嵌齿轮；以围绕第二轴线相对于所述支撑件旋转的方式运动的第二嵌齿轮；其中：所述轴线在水平或垂直参考平面内平行；并且这些嵌齿轮彼此使用单一的传动比来接合，并以在相反方向上旋转的方式运动。所述机构的特征在于其包括与所述第一嵌齿轮整体地围绕所述第一轴线旋转并生成重力的第一力矩的第一偏心元件；以及与所述第二嵌齿轮整体地围绕所述第二轴线旋转并生成重力的第二力矩的第二偏心元件；特征在于所述偏心元件的重力的力矩具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线的角位置而变化；以及特征在于对于嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的每个角位置而言，所述机构在静态时均呈现平衡构型。因此，本专利技术凭借这些偏心元件的平衡及它们所生成的离心力，可以降低以旋转方式驱动这些嵌齿轮所需的能量。本专利技术通过联接若干同步化机构，甚至可以在旋转机器内产生能量。所述机构因此允许节能，如下面说明书中所述。按照根据本专利技术的机构的单独呈现或组合的其他有利特性：-这些偏心元件具有相同的质量和相同的尺寸。-这些嵌齿轮包括具有比其他嵌齿更长的嵌齿的第一轮以及具有在两个嵌齿之间形成的沟槽的第二轮，并且当这些嵌齿轮接合时，所述更长的嵌齿和沟槽重合，从而允许这些偏心元件的对齐。-这些嵌齿轮的轴线为水平的。-参考平面为水平的。-参考平面为垂直的。优选地，所述支撑件包括基部和一个钟摆，所述钟摆悬挂在基部上并支撑这些嵌齿轮的轴线。所述轴线随钟摆移动。这些偏心元件采取椭圆运动。根据第一实施例，钟摆由铰接杆悬挂在基部上。当包括嵌齿轮轴线的参考平面为水平时，该实施例是有利的。优选地，所述机构包括传动轴，所述传动轴具有与连接连杆的上铰接部对齐的轴线。在每个偏心元件的远端与对应旋转轴线之间限定了第一距离。限定了第二距离，其等于连接悬挂杆的中心到中心的距离。第一距离小于第二距离，以便这些偏心元件在传动轴下方经过。根据第二实施例，钟摆直接悬挂在基部上。当包括嵌齿轮轴线的参考平面为垂直的时，该实施例是有利的。优选地，所述机构包括传动轴，所述传动轴具有与钟摆的上铰接部对齐的轴线。在每个偏心元件的远端与对应旋转轴线之间限定了第一距离。限定了第二距离，其等于连接悬挂杆的中心到中心的距离。第一距离小于第二距离，以便这些偏心元件在传动轴下方经过。本专利技术还涉及包括诸如上述的至少一个机构的旋转机器。所述旋转机器优选地为能量产生或变换机器，其展现出改善的产率。有利地，所述机器没有曲柄轴。作为非穷举示例，所述旋转机器可为马达、发生器、混合器、离心机、压缩机、泵或涡轮机。当所述机器为内燃马达时，装配所述机构的偏心元件在两个最大离心位置中连接起来，每一个位置对应于马达内部的气体的燃烧。根据一个优选实施例，所述机器包括至少一个钟摆机构，其中这些偏心元件采取椭圆运动。根据一个有利实施例，所述机器包括连续布置并同步化的至少一对钟摆机构。这些机构对齐并以相反相位运动。每个机构包括其自身的传动轴。当钟摆由铰接式连接杆悬挂在基部上时，传动轴具有与铰接杆的上铰接部对齐的轴线。当钟摆直接悬挂在基部上时，传动轴具有与钟摆的上铰接部对齐的轴线。有利地，所述机器包括联接到连续布置的机构的连接连杆。在这些机构运动期间，连接杆在水平方向上静止并且可在垂直方向上运动。根据另一个有利实施例，所述机器包括平行布置并同步化的若干钟摆机构。优选地，平行布置的机构的数量为偶数，从而有利于它们的同步。所述机器包括联接到平行布置成一行的各种机构的单个传动轴。根据另一个有利实施例，所述机器包括若干对钟摆机构。这几对平行布置并在它们之间同步化。在每对内，这些机构连续布置并同步化。所述机器包括两个传动轴，每个传动轴与平行布置成一行的不同机构联接。根据另一个有利实施例，所述机器是包括两个钟摆机构的二冲程马达。第一组两个偏心元件以半转间隔布置，并且第二组两个偏心元件以半转间隔布置。根据另一个有利实施例，所述机器是包括四个钟摆机构的四冲程马达。第一组四个偏心元件以四分之一转间隔布置，并且同样，第二组四个偏心元件以四分之一转间隔布置。优选地，当所述机器包括若干钟摆机构时，基部对所有钟摆是公共的。换句话讲，所有钟摆悬挂在相同基部上。还优选地，所述机构包括被设计为将嵌齿轮之一驱动成旋转的所述一个或多个机构的启动装置，所述一个或多个机构包括例如链条或齿轮传动系统。此外，所述启动装置可包括用于所述机构的辅助启动的马达，或用于所述机构的机械启动的曲柄。根据具体实施例，所述机器没有所述机构或钟摆机构的专用启动装置。在这种情况下，所述一个或多个机构的启动可通过在一个或多个钟摆上或在偏心元件之一上简单推动来进行。有利地，当所述机构在操作中时，所述机器包括能量收集装置，例如发生器的形式。在这种情况下，所述机器优选地包括用于启动所述机构的装置，包括马达。这能够克服启动时与发生器的存在相关的阻力。本专利技术的目标还涉及诸如上述的机构的实施方法，包括以下连续步骤：-偏心元件相对于彼此并相对于嵌齿轮的定位步骤，以便偏心元件的重力力矩具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线的角位置而变化，并且对于嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的每个角位置而言，所述机构在静态时呈现平衡构型；-嵌齿轮和偏心元件围绕所述轴线的旋转启动步骤，其中所述机构解除平衡构型并开始运动；以及-操作步骤，其中偏心元件围绕所述轴线的旋转在所述机构内生成离心力。附图说明在参照随附示意图阅读以下作为非穷举示例给出的说明书后，将更好地理解本专利技术，在示意图中：-图1是根据本专利技术的第一实施例的机构的侧视图，包括具有钟摆的支撑件、两个嵌齿轮和两个偏心元件；-图2是装配图1中的机构的钟摆的较大比例局部顶视图；-图3至图10显示了类似于图1中的机构的示意图，示出了嵌齿轮和偏心元件的运动；-图11至图14显示了根据本专利技术的第二实施例的机构的类似于图3至图6的示意图；-图15是类似于图2的视图，显示了平行装配有四个钟摆机构的根据本专利技术的机器的示例；-图16是图15的互补视图，显示了各种机构共同的轴；-图17是类似于图15的视图，显示了平行装配有两个钟摆机构的根据本专利技术的机器的另一个示例；以及-图18是在本专利技术的具体实施例中机构的两个嵌齿轮之间的接合的局部细部图；-图19是类似于图1的视图，显示了连续装配有两个钟摆机构的根据本专利技术的机器的另一个示例；-图20是类似于图2的视图，显示了图19的机器；-图21是装配图19和图20的机器的连接连杆的侧视图；-图22和图23是在机器的另一个构型中分别类似于图20和图21的视图；-图24本文档来自技高网...

【技术保护点】
机构(1)，包括：‑支撑件(2)；‑第一嵌齿轮(12)，所述第一嵌齿轮以围绕第一轴线(A1)相对于所述支撑件(2)旋转(R1)的方式运动；‑第二嵌齿轮(22)，所述第二嵌齿轮以围绕第二轴线(A2)相对于所述支撑件(2)旋转(R2)的方式运动；其中：‑所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行；并且‑所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来接合，并且以在相反方向上旋转(R1；R2)的方式运动；所述机构的特征在于所述机构包括：‑第一偏心元件(14)，所述第一偏心元件与所述第一嵌齿轮(12)整体地围绕所述第一轴线(A1)旋转(R1)并生成重力(P1)的第一力矩(M1)；‑第二偏心元件(24)，所述第二偏心元件与所述第二嵌齿轮(22)整体地围绕所述第二轴线(A2)旋转(R2)并生成重力(P2)的第二力矩(M2)；特征在于所述偏心元件(14；24)的重力(P1；P2)的所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化；并且特征在于对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时呈现平衡构型。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.30 FR PCT/FR2015/0537691.机构(1)，包括：-支撑件(2)；-第一嵌齿轮(12)，所述第一嵌齿轮以围绕第一轴线(A1)相对于所述支撑件(2)旋转(R1)的方式运动；-第二嵌齿轮(22)，所述第二嵌齿轮以围绕第二轴线(A2)相对于所述支撑件(2)旋转(R2)的方式运动；其中：-所述轴线(A1；A2)在水平或垂直参考平面(P0)内平行；并且-所述嵌齿轮(12；22)彼此使用单一的传动比来接合，并且以在相反方向上旋转(R1；R2)的方式运动；所述机构的特征在于所述机构包括：-第一偏心元件(14)，所述第一偏心元件与所述第一嵌齿轮(12)整体地围绕所述第一轴线(A1)旋转(R1)并生成重力(P1)的第一力矩(M1)；-第二偏心元件(24)，所述第二偏心元件与所述第二嵌齿轮(22)整体地围绕所述第二轴线(A2)旋转(R2)并生成重力(P2)的第二力矩(M2)；特征在于所述偏心元件(14；24)的重力(P1；P2)的所述力矩(M1；M2)具有相同的值和相同的方向，两者均根据它们围绕所述轴线(A1；A2)的角位置而变化；并且特征在于对于所述嵌齿轮(12；22)和所述偏心元件(14；24)围绕所述轴线(A1；A2)的每个角位置而言，所述机构(1)在静态时呈现平衡构型。2.根据权利要求1所述的机构(1)，其特征在于所述偏心元件(14；24)具有相同的质量和相同的尺寸。3.根据前述权利要求中一项所述的机构(1)，其特征在于所述嵌齿轮(12；22)包括具有比其他嵌齿(13)长的嵌齿(13a)的第一轮(12)以及具有在两个嵌齿(23)之间形成的沟槽(23a)的第二轮(22)，并且特征在于当所述嵌齿轮(12；22)接合时所述更长的嵌齿(13a)和所述沟槽(23a)重合，从而允许所述偏心元件(14,24)的对齐。4.根据权利要求1至3中一项所述的机构(1)，其特征在于所述嵌齿轮(12；22)的所述轴线(A1；A2)为水平的，并且所述参考平面(P0)为水平的。5.根据权利要求1至3中一项所述的机构(1)，其特征在于所述嵌齿轮(12；22)的所述轴线(A1；A2)为水平的，并且所述参考平面(P0)为垂直的。6.根据权利要求1至5中一项所述的机构(1)，其特征在于所述支撑件(2)包括基部(3)和钟摆(4)，所述钟摆悬挂在所述基部上并支撑所述嵌齿轮(12；22)的所述轴线(A1；A2)，特征在于所述轴线(A1,A2)可随所述钟摆(4)移动，并且特征在于所述偏心元件(14；24)描画椭圆运动。7.一种旋转机器，其特征在于所述机器包括根据权利要求1至6中任一项所述的至少一个机构(1)。8.根据权利要求7所述的旋转机器，其特征在于所述机器为内燃发动机，并且特征在于装配所述机构(1)的所述偏心元件(14；24)在两个最大离心位置中连接起来，每一个最大离心位置对应于所述发动机内部的气体的燃烧。9.根据权利要求7或8所述的旋转机器，其特征在于所述机器包括根据权利要求6所述具有钟摆(4)的至少一个机构(1)，其中所述偏心元件(14；24)描画椭圆运动。10.根据权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫里斯·格朗热，
申请(专利权)人：莫里斯·格朗热，
类型：发明
国别省市：葡萄牙,PT