[发明专利]带有偏心齿轮装置的压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩机，特别是在便携式/移动式装置内供压缩空气用的压缩机，它包括一个电动机，一个活塞式压气机，以及一个布置在电动机与活塞式压气机之间的齿轮传动装置，其中，所述齿轮传动装置主要包括一个带连杆的曲柄连杆机构用于活塞的平移运动，以及至少一个带有另一个传动齿轮的减速箱。本发明同时发布一种带有根据本发明压缩机的装置。

背景技术

已知在加工成型技术的大型压力机，使用一种偏心齿轮装置作为附加传动机构。这方面，EP 0 786 297 B1发布了一种供成型加工机械使用的传动装置，该装置的一个旋转驱动器经过一个偏心齿轮的传动机构和经过一个活节杠杆传动机构与一根平移运动推杆相连接，并驱动后者运动。借助于其轴上的不对称的齿轮，推杆的行程和速度变化较之昂贵的液压控制系统或纯杠杆传动机构能够更好地配合规定的工作过程，如深冲或锻造。在此，使用偏心齿轮装置相对而言没有问题，因为这类压力机的速度相对较低，因此，虽然采用相应的轴承结构的重量相当大，仍然能够防止所产生的较大的惯性力的危险。

在另一应用场合，DE 197 39 851 A1发布了一种适合于汽车使用的刮水器装置，该装置有一个电动机和一个与之相连接的偏心齿轮装置以及用来驱动刮水器板的另一活节杠杆传动机构。偏心齿轮装置主要用来产生刮水器板所需要的按相位各不相同的角速度和角加速度。借此，即使在回转点上出现重叠的刮水区域内也可以可靠地和不受干扰地驱动和控制刮水器。但是，刮水器运动的频率是在一个低于大约每分钟摆动两次的范围内，因此，在所使用的偏心齿轮装置的旋转速度方面相对较慢，不会产生较大的惯性力，也不会产生较大的转动力矩。

在旋转速比可变的传动装置中，转速较高是成问题的，因为加速度的以及传动机构零件或被驱动加工机械速度的峰值和换向，往往加重轴承和导向器件在成本费用上的负担，并因此而降低使用寿命。

迄今在压缩机的领域内还没有使用过这种传动装置，因为一方面在专业界有这样的印象，即在旋转速比可变的传动装置中，不可能根本上改进压缩机的效率。另一方面，原来在某些运行状态下存在的一些弱点与过大增加驱动和传动装置的尺寸两相比较一般情况下得失相当。

发明内容

因此，本发明的任务是，摈弃已知的方法，改进已知的压缩机结构形式及其设计/功率匹配，以便能够以尽可能小的驱动装置最大功率峰值容量和容易制造的传动装置，使压缩机在整个高使用寿命范围内达到尽可能高的压缩效率，或者更准确地说，达到尽可能稳定不变的传动力矩/稳定不变的传动效率。

上述任务是通过本发明主权利要求中的逐项特征加以解决的。在从属权利要求中包括另外一些较佳的设计方案。本发明同时还发布了一种装置，可以用特别优异的方法把根据本发明的压缩机装入到该装置中去。

为此，压缩机包括一个齿轮传动装置，该齿轮传动装置在电动机与曲柄传动机构之间至少有另外一个齿轮传动箱，用以在曲柄上产生一个在另一齿轮传动箱旋转过程中不断变化的转矩。

以往已经令人惊异地证明，特别是在移动式设备中的小型高速压缩机很少存在功率问题，而往往是有转矩问题。在一个旋转周期过程中与高转速(约30到100转/秒)相关联的交变转矩往往导致所有支承部件发生共振或很强的冲击载荷，并在电动机驱动装置中引起明显的温升。使用根据本发明的压缩机结构形式可以这样调整转矩变化，或者使在相同功率下承受高负荷的构件在一个安全的和抗疲劳的强度范围内运行，或者用尺寸相同的构件达到较高的(峰值)效率。

一个较佳设计方案的特点在于，经过一个被设计成行星齿轮传动装置的偏心齿轮装置产生转矩变化，所述偏心齿轮装置由两个相互啮合的偏心齿轮组成，作为力的方向上的减速箱布置在曲柄连杆机构的前面。用偏心齿轮装置除了能实现曲柄传动、缠绕式传动或摩擦轮传动的所有其它可能性之外，设计成行星齿轮传动装置的设计方案在结构尺寸与效率之比方面所得的结果在移动式设备上被证明是最好的一种。

在这样的一个由偏心齿轮装置构成的减速箱内，原则上可能产生多种不同的和在一个旋转周期过程中变化的速比，其中完全可以在i＝1至i＝10的极限范围内实现最大速比。这样，对于移动式小型设备来说，另一个较佳设计方案的特点在于，偏心齿轮装置，就是说单是这一减速箱本身在一个旋转周期中可产生在i＝1至i＝2的变速比范围内变化的转矩。因此，在压缩过程中反馈到传动装置和所有传动部件上的转矩/支承力矩可减少一半，据此可在固有的压缩机功率与压缩机结构尺寸/设计之间得出一个非常好的折衷方案。