专利名称：叶片机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种叶片机器，该机器用于气态介质(如空气、来 自内燃机的排气)、蒸气介质或者它们的混合物的膨胀或压缩。
背景技术：
从DE201 17 224U1已知一种叶片机器。为了使膨胀外形能够 更好地适配于热要求并且为了能够以低的生产成本制造一种叶片 机器，提出了一种具有多个叶片室单元的叶片机器，它具有在旋转 方向上尺寸增大和减小的室体积。
发明内容
本发明所基于的目的是说明一种可靠而有效的叶片机器。
该目的是通过独立权利要求的特征实现的。有利的改进是从属 权利要求的主题。
根据本发明的叶片机器用于气态介质(如特别是空气、来自内 燃机的具有温度可达500°C的排气)、蒸气介质或者它们的混合物 的膨月长或者压缩。该壳体具有圆柱形的空间，并且在该圆柱形的空 间中还具有一个进气端口和一个出气端口 、以及相^]"于该壳体的中 心轴线平行地移位或者偏心地安排的一个轴。此外，该叶片机器具 有^皮安排为在该轴上4皮此相对平4亍地;f皮偏置的至少一个第一圓盘
5和一个第二圆盘，以及由这些圆盘引导并且在该壳体的内壁的方向 中可移位的多个滑件，在每一种情况下通过该壳体内壁的邻近区域 的两个邻近滑件的参与形成一个叶片室，并且在该进气端口的区Jt成 中的这些叶片室的体积、与在该出气端口的区i或中的这些叶片室的 体积不同。根据本发明，这些圓盘各自安排为具有多个圓弧形的槽 缝。这些滑件各自至少在其面向该叶片机器的壳体的末端处具有一 个圓弧形的构形。每个滑件的圓弧形部分至少在一个第一圓盘的一 个圓弧形槽缝中以及一个第二圓盘的一个圓f瓜形槽缝中移动。
在本发明的一个特别优选的实施方案中，每个滑件在每一情况 下由至少两个支持臂引导在一个圓形路径的一部分上并且在这些 圆弧形槽缝中的至少两个之中。
才艮据本发明的这些措施使之有可能实现一种叶片机器，该叶片 才几器具有多个滑件并因此而具有空间非常受限的多个腔室。尽管如 此，还是确保了可靠的引导而无滑件在这些槽缝中的倾斜。
在本发明的一种改进中，存在的安排使该叶片机器具有一种补 偿装置，该补偿装置使这些滑件各自在该壳体的内壁的方向上偏 转。这一点实现的方式在于该滑件的面向该壳体的内壁的一端尽管 它围绕该轴的偏心^走转轴线的^L转，4旦仍围绕该叶片才几器的中心轴
线画出一个圓形赠4圣。
在根据本发明的叶片机器的一种改进中，存在的安排使该补偿 装置的尺寸4皮确定为4吏该滑件的面向该壳体的内壁的 一端4妄近4旦 无接触地滑过该叶片机器的壳体的内壁。
在本发明的一个改进中，存在的安排使这些滑件各自配备有一 个《I导臂并且该《i导臂具有一个《I导栓。该《I导栓与该滑件的面向
6该壳体的内壁的末端对齐。该引导栓在其背离该引导臂的末端处停 靠在一个连4姿杆的单个的连^妻杆的孔中。
在本发明的一种改进中，存在的安排〗吏该连4妄杆配备有一个连 4妄杆足部，该足部被？ 1导在一个圆环的最外的面与最内的面之间。
在本发明的一种改进中，存在的安排使该补偿装置具备有一个 被紧固在该偏心轴上的圓盘以及一个圆环。该圆环被才几械地连接到 该圆盘上，其方式为该圆环的中心《立于该叶片冲几器的中心轴线上。
在本发明的一个实施方案中，存在的安排使该圆盘和圆环经由 一个或者多个台阶形的连接元件彼此机械地连接。
通过才艮据本发明的这些措施、以 一种在^支术上简单的方式可以
实现的是这些滑件以距所述内部一个预定的距离而无接触地滑过 该叶片机器的壳体的外壁的内部。优选地将该距离的大小确定为使 得经由在该滑件与该外壁之间的空隙仅发生不显著的压力补偿。
在本发明的一个优选的改进中，存在的安排使一个第一滑件的 多个支持臂在每一情况下可转动地紧固在这些圓盘的第 一侧上，而 使直接邻近该第 一滑件的该第二滑件的多个支持臂在每一情况下 可转动地紧固在这些圓盘的第二侧上。
由此能够使这些滑件更接近地在一起，这样可以进一步减小叶 片才几器的尺寸。
以下利用附图(它们在比例上不一定真实)并通过一个示例性 实施方案对根据本发明的叶片机器进行更详细的说明。相同的参考 符号表示相同的或者相同地起作用的元件。在这些图中图l在一个示意图中示出了根据本发明的叶片机器的 一个第一
部分的^L图2在一个示意图中示出了图1所示出的多个圓盘之一的后
侧；
图3在一个示意图中更详细地示出了带有图1的一个圆《瓜形滑 件的一个滑动装置；
图4示出了在图1中所示出的两个滑件之间的区i成中的一个示 意性纟从向截面；
图5示出了在一个圆盘区域中经过根据本发明的一个叶片机器 的一个示意'l"生截面；
图6示出了在一个中心地安排的圆环的区域中经过根据本发明 的叶片机器的一个示意性截面；并且
图7示出了带有中心安排的圆环的根据本发明一种补偿装置。
具体实施例方式
以透S见图示并且以一种示意形式的图1中示出的才艮据本发明的 叶片机器500的部分视图100示出了被偏心地安排在以下示出的叶 片才几器中的一个轴101、 一个第一圓盘102以及一个第二圆盘103。 第一和第二圓盘102和103是相同的并且在轴101上被间隔地"排 齐"。就旋转而言，它们在每一情况下被固定地紧固(未示出)在 轴101上。图1通过实例^义示出了十二个相同的滑件中的两个滑件 104和105。图2示出了在图1中示出的第二圓盘103的后侧200。圆盘103 具有槽缝201至212，这些槽缝在每一种情况下朝向该圓盘的中心 是关闭的，并且朝向该圓盘的边缘是打开的。这些槽缝在每一种情 况下是圓弧形的并且具有相同的尺寸。十二个槽缝201至212,皮均 匀地分配在圓盘103上，即在圓盘103中每30度提供一个槽缝， 该槽缝用于在每一种情况下容纳一个相同的、类似圓弧形的滑件或 者呈圓弧形截面104、 105等的一个滑件。圓盘103在其中心处具 有用于容纳轴101的一个孔220。在每一种情况下在两个圓弧形的 槽缝201、 202等之间才是供一个孔231至242,用于在每一种情况下 紧固一个围绕对应的孔可旋转的支持臂110等。孔231至242在每 一种情况下具有相同的直径并且平4亍于孔220延伸。
图3以一个示意图更详细i也示出了图1的圓卩瓜形滑件104或者 滑动装置300。未在图1中示出并且被引导在圆弧形槽缝202至212 中的所有其他滑件或滑动装置对应于滑件104或者滑动装置300, 即所有这些滑件或者滑动装置是相同的。滑件104或者滑动装置300 被引导在两个邻近的圓弧形槽缝212之间，这两个圓弧形槽缝位于 图1所示出的圆盘102和103的相同的高度处。三个钩形的或者肘 形的支持臂110、 310和320在该第一端处祐:4交接在圓弧形滑件104 上。在背离圓弧形滑件104的末端，支持臂110、 310和320在每 一种情况下具有一个通孔301,该通孔平行于滑件104延伸并且在 每一种情况下由一个圓的引导4奉330b穿过。这些孔301各自的中 心以及滑件104的背离支持臂110、 310和320的末端是这样的 起源于叶片才几器500的中心轴线501的一个^f叚想的矢径r准确地在 滑件104的背离支持臂110、 310和320的末端处终止。
图1通过举例示出了一个单个的支持臂110，该支持臂具有一 个钩形的或者肘形的形状并且在其第一端^皮紧固到滑件104上。支 持臂110的第二端具有一个孔301，该孔具有与孔231至242相同
9的直径。具有一个圓形截面的引导4奉330b穿过孑L240和3014妻合。 当叶片机器500运行时，滑件104围绕引导棒330b并且沿一个圆 形3各径的一部分移动，该圓形路径的中心位于引导才奉330b的中心 轴线内。滑件104由支持臂110、 310、 320等(参照图3)沿着该 圓形^^径的 一部分引导，并且由于这些支持臂/人而在圓弧形槽缝 212等(参照图1和图2)中移动而无倾杀牛。这同样地以一种类似 的方式相应地适用于其他滑件。
图4示出了在图1中示出的两个滑件104与105之间的区域中 平行于轴101的纵向轴线的一个示意性纵向截面400。
由于这些支持臂，滑件104在圆盘102、 103以及另外的圓盘 401与402 (在图1中未示出)的这些圆弧形槽缝212中无倾斜地 移动。圆盘401和402与圓盘102和103相同。在滑件104上4是供 了在图3中示出的支持臂110、 310和320。在这些支持臂110、 310 和320背离滑件104的末端，它们在每一种情况下具有孔301 (图 4中未示出)。支持臂110、 310、 320的这些孔301是由引导棒330b 穿过。引导棒330b吸收该滑件的这些力，并且此外穿过圆盘103 的孑匕240以l在圓盘102 、 401和402中的只寸应的孑匕。
由于这些对应的支持^^ (未示出)，滑4牛105在圓盘102、 103 以及圓盘401和402的这些圓弧形槽缝211中无倾杀牛地移动。在滑 件105上提供对应于滑件104的支持臂110a、 310a以及320a。每 一种情况下，支持臂110a、 310a和320a在它们背离滑件105的末 端具有孑L 301 (在图4中未示出)。这些支持^, 110a、 310a、 320a 的在图4中未示出的这些孔301是由引导棒330c穿过。此外，引 导才奉330c穿过圓盘103的孔239以及在圆盘102、 401和402中的 这些只于应的孑L。此夕卜，图4还完全地或者部分地示出了滑件410和420以及它
们的支持臂。这些对应于已经说明的这些滑件和支持臂。
从图4可特别清楚地看出，由于一个适当长度的轴101,根据 本发明的叶片机器500还能以 一种高度柔性的方式在纵向方向上延 伸，并因此而能够以 一种简单的方式与有待一皮实际才是供的积4成功率 相适配。这是通过在轴101上直线排列相应^t目的间隔的圓盘以及 通过选择相应长度的滑件来实现的。此外，由根据本发明的叶片机 器提供的机械功率能够通过》文大或减小这些圓盘的直径和/或通过 增加或减少在这些圓盘上的滑件的数目而净皮以一种灵活的方式与 实际要求相适配的。
这些滑件由于所使用的这些支持臂而不受任何侧面负载的影 响。这与在圓弧形槽缝中的这些滑件的间隙协作降^f氐磨损，并因此 而提高了使用寿命和效率。
图5示出了经过根据本发明的一个叶片才几器500横向地到在图 1中所示出的圆盘103的区i^中的轴101的一个示意性截面。图5 示出了叶片才几器500、圓盘103、位于圓弧形槽缝201至212 (部分 地示出)中的带有间隙的圆弧形滑件104至115、圆弧形滑件104、 105等在圓盘103的区域中的支持臂310、 320a等、偏心地安排在 该叶片才几器中的轴101、轴101的錄:4争轴线106、叶片才几器500的 中心轴线501、引导棒330b至330m以及叶片机器500的外壁505 和内壁506，这些壁带有用于油润滑的多个管道以及用于圓弧形滑 件104、 105等的密封。
图5中所示出的十二个滑件104至115的十二个支持臂310、 320a等交替地位于圓盘103的上方和下方。这同样对应地适用于在 圓盘102以及另外的圆盘401和402的区域中的这些支持臂以及滑 件104至115，如图4所示(图4所示出的这些引导才奉330d、 330c、
ii330b和330m实际上不位于相同的截面中，而是位于不同的平面中，如具体地可以直接地从图2看到)。由此有利地实现的是即便是邻 近的滑件以及它们的支持臂在相关的滑件的运动过程中不彼此阻 碍，因此在这些圆盘上可以提供大量的滑件。这使之有可能具有一 种小构造的叶片机器，这种叶片机器具有紧凑的尺寸，但具有大量 的膨"长室或压缩室，这些室在每一种情况下形成在两个直4妄邻近的 滑件之间、在叶片才几器500的邻近的外壁505与邻近的内壁506之 间。流入叶片才几器500的进气端口 510中的一种气体或气体混合物 使这些圓盘以及由这些圓盘引导的这些圓弧形滑件转动，该圓弧形 滑件的凹面在每一种情况下指向向内流入的气体或气体混合物的 方向，并且同时驱动轴101以使J文才几才成功或者产生电功(未示出)。 由于轴101相对于叶片才几器500的中心轴线501的偏心安排，叶片 机器500的内壁506与外壁505之间的距离增加。因此，在从进气 端口 510至出气端口 520的^各线上的两个邻近的滑件之间所包围的 体积被放大，而且这种气体或者气体混合物在其路线上膨胀。这些 滑件以及它们的支持臂同时在每一种情况下沿一个圓形的i 各径的 一部分、围绕分配给它们的引导棒枢转，并且成为支撑在外壁505 的内侧上。以下参见图3、图6和图7对如何使滑件104至115靠近外壁 506的内侧U旦不4妄触它)进4亍"i兌明。这些滑4牛在外壁506的内侧 上的接近但无接触的引导是重要的，以便允许这些圓盘的不受千扰 的无摩^"转动，连同经由在外壁506的内侧与这些对应的滑件之间 的空隙朝向在^走转方向中下一个的压力腔室的小的压力损失一起 的低压力损失。 一个压力腔室在每一种情况下位于两个邻近的滑件 之间。如图3中所示，才艮据本发明的这些滑动装置300此外还有一个 引导臂340,该引导臂被附接到支持臂320的肘形部分上并且该引 导臂的第二端350与滑件104的末端对齐。 一个分离^反601位于滑 件105与该引导臂之间，如图6所示，该分离板使叶片机器500朝 向一端封闭。图6示出了在一个中心安排的圓环701的区域中经过 根据本发明的叶片机器500的一个示意性截面600。此外，在滑件 104的另一端或者在其他滑件的另一端提供一个另外的分离板(未 示出)。如同才艮据本发明的其他滑件，滑件104具有一个圓弧形的 圓化的末端360。引导臂340在其第二端350处具有一个孔(未示 出)，其中定位一个引导栓365的第一端。引导栓365的具有圓形 截面的另一端位于一个连接杆370的一个孔中，所述孔位于连接杆 370的第二端。引导栓365的中心轴线与叶片才几器500的中心轴线 501或者与壳体的中心M壳体相距的距离是与滑件104的圆弧形的圓 化的末端360的中心轴线相距的距离相同的距离r，且圓弧形圓化 的末端360的中心轴线与引导栓365的中心轴线彼此对齐，即位于 相同的高度。为了给予滑件104或者其圆化的末端360以及相应地纟会予冲艮据 本发明的另外的滑件沿叶片机器500的外壁505的内侧一个中心运 动，虽然滑件104等在偏心地安排在叶片才几器500中的圓盘102、 103、 401和402等上延伸，根据本发明提供了一种补偿装置700。图7所示出的补偿装置700具有四个补偿臂710、 720、 730和 740。这些补偿臂各自在其两端具有一个孔(未示出)。 一个支持销 750位于支持臂710的第一孔中，该支持销将支持臂710机械地连 ^接到圆盘103上。圆盘103具有一个第一孔(未示出)，用于容纳 支持销750的另一端。该第一3L的中心与偏心轴101的中心轴线相 3巨一个3巨离n。另一个支持销760的第一端位于支持臂710的第二孔中，该支 持销的另一端插入一个圆环701的一个第一孔(未示出)中。圓环 701的第一孔的中心与该环的中心相距一个距离r2。因此，支持臂 720、 730和740纟至由分酉己纟会它力1白勺支持4肖770、 780; 790、 795; 796、 797将圓盘103连接到圆环701上，这样，圓环701以与圓盘 103相同的旋转角度旋转，且圓盘103围绕轴101的偏心的旋转轴 线106旋转，圆环701围绕叶片机器500的中心轴线501旋转。
连接杆370的足部390 ^皮支撑在圓环701的环表面上，且该纵 向间隙(未示出)允许足部390在圆环701的表面上的受限的切向 运动，否则足部390会遵循圓环701的表面，足部390在该表面上 -故同时向外和向内支撑。连接杆370因此给予滑件104的圆化的末 端360围绕叶片机器500的中心轴线501的运动，并且滑件104的 圓化的末端360保持与外壁505的内侧的一个预定的距离。这同样 相应地适用于其他滑件(这是因为同样作用的其他连4妄杆)，不过， 为了清晰起见，这些连接杆在图6中并未给与参考符号。由于同样 动作的其他连接杆，这些滑件的各自的离心力彼此相反地作用，因
此对大部分而言相互4氐消。参考符号清单
100根据本发明的叶片机器的部分视图
101 相对于该叶片4几器的中心轴线偏心安排的轴
102 圓盘
103 圓盘
104至115圓f瓜形截面的滑4牛
106 轴101的i走4t轴线
110 滑件104的多个肘形支持臂之一
200 图1所示出的第二圓盘103的后侧
201至212 在每一种情况下用于全部或部分容纳这些滑件之 一的圓弧形槽缝
220 圓盘的用于旋转地固定容纳轴101的孑L
231至242 在每一种情况下用于将一个可围绕对应的孔》走转 的支持臂110紧固的孔
300滑动装置
301 经过滑件104的这些支持臂平4亍于该滑件延伸的多个通 孑匕
310肘形的支持臂
320肘形的支持臂
330b至330m这些滑件的引导才奉
340引导臂
350引导臂的第二端
360每个滑件的圓环形圓化的末端365 引导栓
r 在该叶片机器或者该叶片机器的壳体的中央的中心轴线 501与该滑件的圓弧形圓化的末端360的中心轴线之间的 径向3巨离
370 连接杆
390 连4妾杆的足部
r， 圆环701的中心与该连4妾^干的足部^立于其上的该圓环的 表面之间的径向3巨离
400在图1所示出的两个滑件104与105之间的区域中平行 于轴101的纟从向轴线的示意性纟从向截面
401 圓盘
402 圆盘 410 滑件 420 滑件 500叶片机器
501 叶片才几器的中心轴线
505 叶片才几器的外壁 506叶片才几器的内壁 510叶片才几器的进气端口 520叶片才几器的出气端口
600在一个中心安排的圓环701的区域中经过根据本发明的 叶片机器的示意性截面
601 分离板
700补偿装置
16701 圆环
n在偏心安4非的轴ioi的中心轴线与圓盘103中的用于容
纳支持销750的孔的中心之间的径向3巨离
r2 在偏心安4非的圓环701的中心轴线与圓环701中的用于 容纳支持销760的孔的中心之间的径向距离
710补偿臂
720补偿臂
730补偿臂
740补偿臂
750 支持销
760 支持销
770 支持销
780 支持销
790 支持销
795 支持销
796 支持销
797 支持销
权利要求
1.一种叶片机器(500)，用于气态介质，如空气、来自内燃机的排气、蒸气介质或者它们的一种混合物的膨胀或者压缩，具有一个壳体(505)，该壳体具有一个圆柱形的空间并且还具有在该圆柱形的空间中的一个进气端口(510)和一个出气端口(520)，具有一个轴(101)，该轴相对于该壳体的中心轴线(501)平行地移位或者偏心地设置，至少一个第一以及一个第二圆盘(102，103；401，402)，它们被设置为在该轴(101)上彼此相对平行地偏置，多个滑件(104至115)，这些滑件由这些圆盘引导并且在该壳体(505)的内壁的方向中是可移位的，在每一种情况下由该壳体(505)的内壁的邻近的区域的两个邻近的滑件(108，109；109，110；...)的参与而形成一个叶片室，并且这些叶片室在该进气端口(510)的区域中的体积不同于这些叶片室在该出气端口(520)的区域中的体积，其特征在于，这些圆盘(102，103；401，402)各自具有多个圆弧形的槽缝(201至212)，这些滑件各自至少在其面向该叶片机器的壳体的一端具有一个圆弧形的构形，并且每个滑件(104)的圆弧形部分至少在一个第一圆盘(102)的一个圆弧形的槽缝中以及在一个第二圆盘(103)的一个圆弧形的槽缝中移动。
2. 如权利要求1所迷的叶片机器，其特征在于，每个滑件(104 至115)在每一种情况下由至少两个支持臂(110, 310, 320，等)引导在一个圆形3各径的一部分上并且引导在这些圆^v形的冲曹》逢(212)中的至少两个之中。
3. 如权利要求1或2所述的叶片机器，其特征在于，该叶片机器 具有一个补偿装置(700),该补偿装置使每个滑件(104至115 ) 在该壳体(505 )的内壁的方向中偏转，其方式为^f吏该滑件(104 ) 面向该壳体的内壁的一端(360 )描绘出围绕该叶片机器(500 ) 的中心轴线(501)的一个圆形路径，尽管它的转动是围绕着 该轴(101)的<扁心的^走專争轴线(106)。
4. 如以上权利要求之一所述的叶片机器，其特征在于，该补偿装 置(700)的尺寸^皮确定的方式为^f吏该滑件(104)面向该壳体 的内壁的那一端(360)严密i也^f旦无4妻触地滑过该叶片才几器的 壳体(505 )的内壁。
5. 如以上权利要求之一所述的叶片机器，其特征在于，这些滑件(104至115)各自配备有一个引导臂(340),该引导臂(340) 具有一个引导栓(365 ),该引导栓与滑件(104)面向该壳体 的内壁的一端(360)对齐，并且该引导一全(365 )在其背离该 引导臂的一端处停靠在一个连接杆(370)的单个的连^t妻杆孔 之中。
6. 如权利要求5所述的叶片机器，其特征在于该连接杆(370 ) 具有一个连4妻4干足部(380),该足部4立于一个圆环(701)的 最外面上。
7. 如以上权利要求之一所述的叶片机器，其特征在于该补偿装置(700)具有紧固到该偏心轴(101)上的一个圆盘(103)以及该圓环(701),该圆环(701)被才几才成地连接到该圆盘上， 其方式为4吏该圆环(701 )的中心位于该叶片才几器(500)的中 心轴线(501 )上。
8. 如权利要求7所述的叶片机器，其特征在于，该圆盘(103) 以及该圓环(701 )是通过一个或多个台阶形的连接元件(750, 710, 760., 790, 730， 795; 770， 720, 780; 796， 740， 797) 而才几才戒i也一目互连4妻。
9. 如以上;^又利要求之一所述的叶片才几器，其特4iE在于， 一个第一 滑件(104)的这些支持臂(110, 310, 320，等)在每一种情 况下^皮可转动地紧固在这些圆盘(102， 103， 401， 402)的第 一侧上，而直4妄邻近该第一滑件的第二滑件(105)的这些支 持臂(110a, 310a, 320a)在每一种情况下4皮可转动地紧固在 这些圆盘的第二侧上。
全文摘要
本发明涉及一种叶片机器(500)，该叶片机器用于气态介质，例如空气、内燃机的排气、蒸气介质或者它们的混合物的膨胀或者压缩，该叶片机器包括一个壳体(505)，该壳体具有一个圆柱形空间的以及在该圆柱形空间中的一个进气口(510)和一个出气口(520)，具有相对于该壳体的中心轴线(501)的一个平行偏置或者偏心地安置的轴(101)，在轴(101)上安置的以一种彼此相对平行的方式偏置的至少一个第一以及一个第二圆盘(102，103；401，402)。本发明进一步包括多个滑件(104至115)，这些滑件由这些圆盘引导并且在壳体(505)的内壁的方向中可以被移位，其中一个叶片是由壳体(505)内壁的邻接区域的两个邻近的滑件(108，109/109，110；…)形成的，并且这些叶片在进气口(510)的区域中的体积不同于这些叶片在出气口(520)的区域中的体积。为了获得一种可靠的并且有效的叶片机器，本发明提出这些圆盘各自包括多个圆弧形的缝隙(201至212)，每个滑件被设计为至少在面向该叶片机器的壳体的一端上处于一种圆弧形的形状，并且每个滑件(104)的圆弧形的部分移入至少一个第一圆盘(102)的一个圆弧形的缝隙之中并且移入一个第二圆盘(103)的一个圆弧形的缝隙之中。
文档编号F01C1/344GK101668926SQ200780052923
公开日2010年3月10日 申请日期2007年5月28日 优先权日2007年5月28日
发明者丹尼尔·施特格迈尔, 米夏埃尔·施特格迈尔 申请人:米夏埃尔·施特格迈尔;丹尼尔·施特格迈尔