本发明专利技术公开一种活塞装置，其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞；其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转，并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面；其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道；其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动；其中稳定元件连接到所述活塞，所述稳定元件在所述活塞头下方延伸并且包括啮合所述轨道的所述边缘表面的接触表面。
Piston device
【技术实现步骤摘要】
活塞装置本申请是申请日为2015年01月13日、申请号201580004860.5、专利技术创造名称为“活塞装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及活塞装置，尤其是将活塞头耦合到轨道的控制活塞头的移动的动力传递机构。
技术介绍
例如，用于内燃机中的常规活塞装置包括可以在通过连杆耦合到曲轴的气缸内移动的活塞头。在替代性活塞装置中，活塞头可耦合到具有凸轮表面的轨道，所述活塞头具备一或多个凸轮随动件，所述一或多个凸轮随动件沿着轨道运行以控制活塞头的移动。本专利技术涉及在此替代性活塞装置中将活塞头耦合到轨道的动力传递机构中的改进。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种活塞装置，其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞；其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转，并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面；其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道；其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动；其中稳定元件连接到所述活塞，所述稳定元件在所述活塞头下方延伸并且包括啮合所述轨道的所述边缘表面的接触表面。所述稳定元件用于在垂直于所述轨道的所述边缘表面的平面的方向上使所述活塞稳定。所述轨道可围绕所述旋转轴旋转，同时所述气缸相对于所述旋转轴保持静止。替代地，所述气缸可沿着固定轨道移动。所述轨道可包括单个轨道部分，或替代地，包括在稳定部分的相对侧上的至少两个轨道部分。所述或每一轨道部分可以提供单个随动件在上面运行的凸轮表面，或替代地提供第一和第二随动件在上面运行的两个相对的凸轮表面。将在下文更详细地论述各种不同的可能的轨道布置。所述轨道可形成连续环路，且所述凸轮表面可以形成围绕所述环路延伸的连续表面。替代地，在所述凸轮表面中可存在中断，例如较小的间断。所述凸轮表面可相对于所述轨道固定，或替代地，所述凸轮表面可包括：固定部分，其相对于所述轨道是固定的；以及移动部分，其形成所述凸轮表面的部分且其可以相对于所述轨道移动，例如是安装到所述轨道上的一或多个滚轮。所述滚轮可适于围绕旋转轴旋转，并且可以自由地、部分受约束地和/或被驱动地旋转。稳定元件可以例如通过紧固件刚性地附接到所述活塞头。替代地，所述稳定元件可以另外刚性地或枢转地附接到所述活塞头，或可以与所述活塞头一体地形成。稳定元件可以经由例如连杆等中间组件而连接到所述活塞头，所述中间组件可以刚性地附接到所述活塞头和所述稳定元件，或替代地枢转地附接到所述活塞头和所述稳定元件。所述稳定部分可以是刀状的，使得其在垂直于轨道的边缘表面的平面的方向上的厚度显著小于其在平行于边缘表面的平面及垂直于活塞移动方向的方向上的长度。举例来说，稳定元件的长度可以是稳定元件的厚度的至少两倍，或是所述厚度的至少三倍，或是所述厚度的至少四倍，或是所述厚度的至少五倍。所述稳定元件的长度可大体上等于所述活塞头的直径，或替代地可大于或小于所述活塞头直径。所述稳定元件的所述接触表面的形状可大体上对应于所述轨道的所述边缘表面的形状。举例来说，所述轨道的所述边缘表面可为笔直的，且所述稳定元件的所述接触表面可具有对应的笔直形状，或替代地，所述轨道的所述边缘表面可为凸的，且所述稳定元件的所述接触表面可具有对应的凹形状。替代地，所述稳定元件的所述接触表面可具有某一其它形状，例如，凸的稳定元件可支承所述轨道的笔直或凸边缘表面。所述稳定元件可包括第一和第二端表面，所述接触表面在所述第一和端表面之间延伸，其中所述第一和第二端表面中的至少一者在所述活塞以往复运动移动时滑动地啮合定位元件。优选的是，所述稳定元件的所述第一和第二端表面滑动地啮合第一和第二定位元件，进而在垂直于所述轨道的所述边缘表面的平面的方向上使所述活塞稳定。所述端表面与所述定位元件之间的界面优选是平面的，但可具有某一其它形状。所述随动件可包括安装到所述活塞上的滚轮，所述滚轮适于在其沿着轨道运行时相对于所述活塞旋转。所述滚轮可安装在活塞头中或上和/或安装在稳定元件中或上。根据本专利技术的第二方面，所述活塞装置可例如包括轴承(下文论述)。替代地，所述随动件可为安装在全气缸轴上的滚轮，所述全气缸轴从活塞头和/或稳定元件突出。替代地，所述随动件可为延伸穿过或延伸到活塞头和/或稳定元件中的滚轮，其仅经由围绕滚轮的圆周延伸的全气缸接触小片啮合所述活塞头和/或稳定元件。可存在安装到活塞上的多个滚轮或其它随动件，例如多个随动件在轨道的多个凸轮表面上运行。所述轨道可包括在相反的方向上彼此背对的第一和第二凸轮表面，所述边缘表面在所述第一和第二凸轮表面之间延伸；其中所述活塞包括分别在所述第一和第二凸轮表面上运行的第一和第二随动件。所述第一和第二随动件优选在平行于所述活塞轴的方向上彼此偏移。所述稳定元件优选在所述第一和第二随动件之间延伸并且连接所述第一和第二随动件。第一随动件可被布置成在与活塞轴对准的第一方向上移动活塞，且第二随动件可被布置成在与所述第一方向相反的第二方向上移动活塞。相对的第一和第二凸轮表面可通过彼此向外背对或替代地通过彼此向内相向而彼此相对。所述轨道可包括位于稳定元件的相对侧上的第一和第二轨道部分，其中所述第一轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面的边缘表面，且所述第二轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面且面向所述第一轨道部分的边缘表面的边缘表面，其中所述稳定元件包括第一和第二接触表面，其啮合所述第一和第二轨道部分的相应边缘表面。所述活塞可因此在垂直于所述轨道的所述边缘表面的平面的方向上完全稳定。所述稳定部分可具有沿着其长度的大体上均匀的厚度。所述稳定元件可具有在平行于活塞与轨道之间的相对移动方向的方向上跨越稳定元件的范围成锥形的厚度。锥状部可允许稳定部分在第一和第二轨道部分的边缘表面之间形成的间隙内例如在静压下自定心。与稳定元件的总厚度相比，所述锥状部可较小，例如与在相对端处的0.04mm的空隙相比，可在稳定元件的接触表面与稳定部分的一端处的相应轨道部分的边缘表面之间提供0.08mm的空隙。取决于活塞装置的应用，可采用不同的空隙和间隙角度。稳定元件可替代地具有任何其它形状，例如，支承笔直或凸边缘表面的凸形状。轨道可为径向轨道，其具有相对于旋转轴被布置成内部径向表面和/或外部径向表面的凸轮表面。所述轨道可因此具有在从旋转轴径向向外延伸的方向上的沿着轨道的范围而变化的高度。第一轨道部分的边缘表面可大体上平行于第二轨道部分的边缘表面。当从平行于活塞轴的方向观看时，稳定元件可大体上笔直。轨道可为环形轨道，其具有被布置成在平行于旋转轴的方向相向的凸轮表面。所述轨道可因此具有在平行于旋转轴的方向上的沿着轨道的范围而变化的高度。所述第一和第二轨道部分可同心布置，使得在第一和第二轨道部分的边缘表面之间形成环形间隙。所述第一和第二轨道部分的所述边缘表面可因此分别包括内部轨道部分的外部径向面和外部轨道部分的内部径向面。所述稳定元件可位于所述环形间隙内并且当从平行于旋转轴的方向观看时具有弯曲形状，所述弯曲形状具有大体上对应于所述环形间隙的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种活塞装置，其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞；其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转，并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面；其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道；其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞的活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动；其中所述轨道包括彼此相对的第一凸轮表面和第二凸轮表面，所述活塞包括分别在所述第一凸轮表面和第二凸轮表面上运行的第一随动件和第二随动件。/n
【技术特征摘要】
20140115 GB 1400682.91.一种活塞装置，其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞；其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转，并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面；其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道；其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时，所述活塞的活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动；其中所述轨道包括彼此相对的第一凸轮表面和第二凸轮表面，所述活塞包括分别在所述第一凸轮表面和第二凸轮表面上运行的第一随动件和第二随动件。
2.根据权利要求1所述的活塞装置，其中所述活塞具有活塞轴，所述轨道适于相对于所述气缸绕垂直于所述活塞轴延伸并且偏离所述气缸轴的旋转轴而旋转。
3.根据权利要求1所述的活塞装置，其中所述第一凸轮表面和第二凸轮表面之间的径向距离沿轨道的范围而变化。
4.根据权利要求1所述的活塞装置，其中所述活塞头在所述气缸内根据所述第一凸轮表面和第二凸轮表面的路径沿活塞轴以往复式非简谐运动移动。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的活塞装置，其中稳定元件连接到所述活塞，所述稳定元件在所述活塞头下方延伸。
6.根据权利要求5所述的活塞装置，其中所述稳定元件包括与所述轨道的所述边缘表面啮合的接触表面或相对于所述气缸固定的定位元件。
7.根据权利要求6所述的活塞装置，其中所述稳定元件包括第一和第二端表面，所述接触表面在所述第一和端表面之间延伸，其中所述第一和第二端表面中的至少一者在所述活塞以往复运动移动时滑动地啮合定位元件。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的活塞装置，其中每个随动件包括安装到所述活塞上的滚轮，每个滚轮适于在其沿着所述轨道运行时相对于所述活塞旋转。
9.根据权利要求5所述的活塞装置，其中所述轨道包括位于稳定元件的相对侧上的第一和第二轨道部分，其中所述第一轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面的边缘表面，且所述第二轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面且面向所述第一轨道部分的边缘表面的边缘表面，其中所述稳定元件包括第一和第二接触表面，其啮合所述第一和第二轨道部分的相应边缘表面。
10.根据权利要求5所述的活塞装置，其中所述稳定元件具有在平行于所述活塞与所述轨道之间的相对移动方向的方向上跨越所述稳定元件的范围成锥形的厚度。...
【专利技术属性】
技术研发人员：瑞安·鲍恩，
申请(专利权)人：纽勒诺有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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