[发明专利]旋转活塞机械的控制装置

说明书

技术领域

本发明的主题是对旋转活塞机械(Kreiskolbenmaschine)的活塞的控制装置，该旋转活塞机械具有作为壳体运行轨道的单弧摆线(einbogigenTrochoide)。

背景技术

在旋转活塞机械如汪克尔发动机中，通常通过在活塞中设置具有内齿部的大齿轮来进行活塞的运动学控制，该大齿轮与一较小的齿轮啮合并且固定在壳体侧壁上。同时，用于从机械接收功率的偏心体轴穿过该较小的齿轮。在偏心体上的中央径向轴承上引导活塞，使得活塞可绕功率轴转动，同时受两个齿轮的齿啮合的作用而自行转动。在公知的汪克尔发动机中，齿轮、即在活塞中的内部设齿的轮和在壳体上的外部设齿的轮的直径比例为3比2，由此形成一双弧摆线作为壳体运行轨道。

如下的旋转活塞机械尤其适用于大的容积变化，这种旋转活塞机械的壳体运行轨道具有单弧摆线的形状。在此，活塞中的内部设齿的轮的直径与壳体上的外部设齿的轮的直径的比例取值为2比1。(发动)机的活塞具有两角形状(Zweieckform)。其缺点在于，当不合适地设置用于介质交换的开口时，在入口与出口之间可能产生短路流动。通过使介质交换经由壳体侧壁中的侧向开口进行，可避免这种短路流动。但两角活塞仅具有很小的面积，并且很难将侧向开口设置成与活塞运动相关联地被同时覆盖或打开。

该困难也出现在并非真正意义上的旋转活塞机械的类似机械中。这种类型的机械的一个例子是澳大利亚公司Katrix Pty Ltd.的回转活塞机械。此外，在此认为不利的是，活塞与功率轴通过滑动导向机构连接。虽然在这种情况下只要在活塞转动时保证活塞尖部始终在轨道轮廓上被引导，就存在选择任意壳体运行轨道的可能性。但是，合成的气体力则通过滑动导向机构传到引导功率的轴上。这种布置结构引起滑动副中的高摩擦以及构件的高磨损。而在旋转活塞机械中合成力始终作用在偏心体上，由此可取消穿过机械的功率轴。

另外已知对旋转活塞机械中活塞的运动学控制，该旋转活塞机械具有单弧摆线形式的壳体运行轨道，借助于图1描述该壳体运行轨道。在两个齿轮的传动比为比例2比1的情况下得到该旋转活塞机械的特定性能。现在，数学上的图形规则使得贯穿活塞的假想纵轴线6始终经过相对壳体固定的点3，而贯穿活塞的横向轴线7始终经过相对壳体固定的点4。点3和4同时是具有(座标)轴8和9的笛卡尔坐标系中的点。活塞绕自身的转动是通过两个齿轮10和11的共同作用还是通过由点3和4对活塞的滑动引导造成的，对于具有中心点5的功率轴的转动都不重要。

在任何情况下，活塞上的合成气体力始终经过偏心体中心点并相对于功率轴的转动点5具有杠杆臂。旋转活塞机械的偏心距是点3、4到中心点5的距离。活塞尖部保持无导向力。该运动学原理已经记录在专利文献DD95574A中。

图2示出，对于转动滑动导向的功能也可以选择在壳体侧壁上的另外的转动点。在图2中，轴12、13经过转动滑动点14和15。轴12和13相对于图1中的对称轴6和7转过一角度。该角度可按照在壳体侧壁上的选择的转动滑动点的位置任意选择。

尽管通过活塞旁边的齿轮对具有单弧壳体轮廓的旋转活塞机械的活塞运动学控制提供了一种精美而可靠的解决方案，但是由于连贯的功率轴、而且即使在功率轴不连贯的情况下也由于在偏心体旁边设置大的内部设齿的轮而占去很大的面区域，该面区域不再能用于活塞侧面上的介质交换目的。

发明内容

因此，本发明的目的是：给出一种解决方案以便能够特别是在机械非常小并且取消连贯的功率轴的情况下、通过不同的控制系统来实现经侧面的介质交换。

本发明的解决方案的特征在于：在活塞内这样设置一滑动导向机构，使得仅一设置在壳体侧壁中的导向销穿过活塞侧面中的最小中央开口伸入活塞中并在活塞的内部空间中与导向轨道形成转动滑动导向机构。

在另一种实施形式中，本发明解决方案在于：在活塞侧面中在任意角度下加工出一经过活塞中心点的直槽，在该槽中设置有同时用于输入介质的转动销。为此，该转动销设计成管件并且在伸入该槽中的端部上根据槽宽被整平当在运动过程中达到转动销与导向槽之间的确定位置或达到活塞的确定转角，使得通过处于活塞中的、这时与转动销重合的导向通道将介质引入机械工作腔中时，通过管件通道受控地将介质输入到机械中。