способ преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах поршневого ротора во вращательное движение ротора и передаточный механизм

Формула изобретения

1. Способ преобразования возвратно-поступательного движения поршней n-количества цилиндров поршневого ротора во вращательное движение вала передаточного механизма, которое осуществляют при помощи вращения закрепленного на валу самого поршневого ротора, достигают взаимодействия n-количества реечных редукторов, которые приводятся в движение штоками поршней с центральным колесом одной планетарной передачи.

2. Передаточный механизм, реализующий способ по п.1, отличающийся тем, что содержит поршневой ротор, реечную и планетарную передачи, на неподвижных опорах и подшипниках подвижно закреплен вал ротора, на котором неподвижно при помощи креплений закреплены "n" цилиндров и соответствующее количество реечных редукторов, внутри каждого цилиндра расположен подвижный поршень со штоком поршня, который одновременно является рейкой редуктора, на выходном валу которого находится сателлит планетарной передачи, при этом сателлиты расположены на неподвижно закрепленном центральном колесе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению. Передаточный механизм является роторно-поршневым планетарным и предназначен для преобразования поступательного движения поршня в цилиндре поршневого ротора во вращательное движение самого поршневого ротора. Данный механизм может применяться в гидравлических и пневматических двигателях, насосах, компрессорах и др. конструкциях. В отдельных случаях он может заменить кривошипно-шатунную передачу.

Известно изобретение РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к рулевым механизмам транспортных средств наземных, воздушных и водных. Рулевой механизм транспортного средства включает, по меньшей мере, два закрепленных на ведущем валу зубчатых колеса, одно из которых установлено с возможностью взаимодействия с ведомым зубчатым реечным механизмом. Зубчатый реечный механизм выполнен в виде, по меньшей мере, двух реечных секторов, жестко скрепленных между собой и взаимодействующих с круглыми ведущими зубчатыми колесами. Второе закрепленное на ведущем валу зубчатое колесо выполнено некруглым и установлено с возможностью взаимодействия с ведомым некруглым колесом, закрепленным на ведомом валу, соосно с круглым ведущим колесом. Круглые ведущие зубчатые колеса установлены с возможностью одновременного взаимодействия с соответствующими реечными секторами на диапазонах с совпадающими передаточными числами. Технический результат заключается в расширении диапазона изменения передаточного числа (1).

Известно изобретение РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО РЕЕЧНОГО ТИПА.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к передаточным механизмам рулевого управления реечного типа. Рулевое устройство включает картер, зубчатое колесо, подвижную зубчатую рейку с зубцами, входящими в зацепление с упомянутым зубчатым колесом, направляющую зубчатой рейки и упругое средство, которое расположено между упомянутым картером и упомянутой направляющей зубчатой рейки. Направляющая зубчатой рейки включает корпус с цилиндрической наружной краевой поверхностью, широким кольцевым углубленным участком на наружной краевой поверхности и по меньшей мере одной узкой кольцевой канавкой на нижней поверхности широкого кольцевого углубленного участка меньшей ширины, чем ширина широкого кольцевого углубленного участка. Направляющая зубчатой рейки включает скользящую опору, бесконечный кольцевой упругий элемент и цилиндрическую втулку с прорезной канавкой. Цилиндрическую втулку с натягом вставляют в фиксирующее отверстие картера, а краевая поверхность упомянутой цилиндрической втулки находится в подвижном контакте с цилиндрической внутренней краевой поверхностью картера, ограничивающей фиксирующее отверстие картера. Достигается повышение износостойкости передаточного механизма рулевого управления (2).

Известно изобретение ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА.

Изобретение относится к рулевому управлению транспортных средств, в частности к рулевому управлению легковых автомобилей с механическим передаточным механизмом, особенно зубчато-реечным, преимущественно для автомобилей, снабженных антиблокировочной системой. Исполнительный механизм рулевого управления транспортного средства включает корпус рулевого механизма с установленной в нем приводной шестерней, кинематически связанной с рулевым колесом и зацепляющейся с зубчатым реечным штоком, служащим для передачи усилия рулевому приводу, и рулевой привод с рулевыми тягами, кинематически связанными с управляемыми колесами для обеспечения возможности блокирования управляемых колес. Исполнительный механизм снабжен механизмом автоматического блокирования управляемых колес, включающим гидроцилиндр с перегородкой, разделяющей его полость на левую полость, в которой установлен подпружиненный управляющий поршень, соединенный с зубчатым реечным штоком, и правую полость, в которой установлен подпружиненный управляемый поршень, соединенный штоком с рулевыми тягами. В перегородке гидроцилиндра выполнено осевое отверстие, соединяющее левую и правую поршневые полости между собой и при отсутствии управляющего воздействия со стороны зубчатого реечного штока в стадии блокирования управляемых колес перекрываемое золотником, расположенным в радиальном отверстии перегородки гидроцилиндра для обеспечения возможности соединения левой и правой поршневых полостей при наличии управляющего воздействия со стороны зубчатого реечного штока в стадии разблокирования управляемых колес. Техническим результатом является снижение автоколебаний управляемых колес и уменьшение их влияния на водителя, улучшение управляемости автомобиля и снижение износа шин и деталей рулевого привода (3).

Известно изобретение МОДУЛЬ ТРАНСМИССИИ И СБОРОЧНЫЙ УЗЕЛ ТРАНСМИССИИ.

Изобретение относится к трансмиссионному модулю (10) для трактора, который может выборочно конфигурироваться между механизмом бесступенчатой трансмиссии и механизмом трансмиссии с мультипередаточным числом. Модуль содержит узел (13) планетарной передачи, в котором первый элемент планетарной зубчатой передачи выполнен с возможностью механического приведения в действие от входного вала (11), а второй элемент планетарной зубчатой передачи выполнен в виде выходного вала трансмиссионного модуля. С помощью простого соединения или узла (24) CVT или пары муфт (80) сцепления между входным валом и третьим элементом планетарной зубчатой передачи, модуль (10) может быть преобразован в трансмиссию с желаемой компоновкой. Достигаются универсальность и уменьшение времени изготовления устройства (4).

Известно изобретение ПЛАНЕТАРНЫЙ ВАРИАТОР.

Изобретение относится к вариаторам и предназначено для плавного изменения передаточного отношения при передаче вращения от вала двигателя к ведущим колесам автомашины. Планетарный вариатор включает в себя водило (1), закрепленное на валу (2) и имеющее два сателлита (3, 4), расположенных на одном валу (5). Один сателлит (3) находится в поочередном зацеплении с колесами (6), имеющими смещенные зубья, перекатываясь по этим зубьям. Колеса (6) расположены с водилом с возможностью поворота и последующей фиксации на валах (7), размещенных на раме (8). Вместе с колесами (6) на валах (7) также закреплены колеса (9), кинематически связанные с колесом (10). Колесо (10) установлено на валу (2) с возможностью поворота и последующей фиксации посредством приводного механизма (12). Второй сателлит (4) кинематически соединен с кольцевым зубчатым колесом (13), которое имеет соединение с ведущими колесами автомашины. Изобретение позволяет плавно менять передаточное отношение при передаче вращения от двигателя к ведущим колесам автомашины, а также выполнять функции сцепления и нейтральной передачи (5).

Известно изобретение БЕССТУПЕНЧАТАЯ ТРАНСМИССИЯ, ВАРИАТОР, ОГРАНИЧИТЕЛЬ ДИАПАЗОНА ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ И САТЕЛЛИТ.

Группа изобретений относится к машиностроению и касается бесступенчатой трансмиссии транспортных средств с фрикционным вариатором. Бесступенчатая трансмиссия содержит входной (3) и выходной (26) валы, планетарный многодисковый фрикционный вариатор, механизм реверсирования и управляемый ограничитель диапазона передаточных чисел. Вариатор включает установленный в корпусе эпицикл, выполненный в виде пакета попарно расположенных дисков (1) с внутренним касанием, пакет попарно расположенных солнечных дисков (2) с внешним касанием, водило, соединенное с выходным валом вариатора и включающее два диска, связанные с дисками оси с размещенными на них сателлитами в виде промежуточных дисков. Солнечные диски (2) размещены на выходном валу вариатора, соединенном с входным валом механизма реверсирования. Диски водила имеют фигурные пазы по числу осей сателлитов, а оси сателлитов связаны с фигурными пазами с возможностью изменения их положения и взаимодействия промежуточными дисками с солнечными дисками и дисками эпицикла. Каждый из солнечных дисков и дисков эпицикла имеет поперечное сечение формы, выбранной из ряда: Z-образная, неравнополочный уголок, тавр, двутавр, швеллер. Сателлиты имеют двояковыпуклую чечевичную форму. Механизм реверсирования содержит многопоточные повышающий редуктор и реверс-редуктор с общими промежуточными валами. Ограничитель диапазона передаточных чисел выполнен в виде кольцевого элемента с внутренней конусной поверхностью, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с роликами, связанными с балансирами. Достигается снижение массы, габаритов, увеличение срока службы и снижение требований к материалам трансмиссии и ее частей (6).

Известно изобретение БЕСШАТУННЫЙ ПЛАНЕТАРНО-КРИВОШИПНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ (ВАРИАНТ 3-Й).

Изобретение относится к бесшатунным механизмам вращения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Механизм преобразования вращения содержит два кривошипных вала, два штока, соединенные концевыми головками с поршнями, а средними головками - с кривошипной осью среднего кривошипного вала, гипоциклический механизм и планетарный механизм обратного хода. Планетарный механизм содержит неподвижную коронную шестерню с внутренним венцом, подвижное водило с тремя цапфами и три сателлитные шестерни с внешним венцом, установленные на цапфах. При этом одна из сателлитных шестерен состоит из двух венцов с передаточным числом 2/3 или кратно 12/18 и кинематически взаимосвязана со штоком. Изобретение позволяет использовать механизм как в одноцилиндровых, так и в многоцилиндровых двигателях под любым углом расположения цилиндров (7).

Известно изобретение ПРИВОД АВТОМАТИЧЕСКИЙ.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных устройствах и механических трансмиссиях для автоматического управления передаточным отношением с целью предохранения двигателей от перегрузки в условиях непрерывного вращения. Двухрядный планетарный механизм содержит фрикционную муфту, посредством которой соединены солнечные колеса (3, 10) первого и второго планетарных рядов, и муфту обгона, которыми управляет винтовое нажимное устройство, срабатывающее при возрастании момента сопротивления вращению на валу привода до величин, создающих перегрузки двигателя, способных вывести его из строя. Изобретение решает задачу увеличения передаточного отношения при возрастании нагрузки в виде вращающего момента сопротивления на валу привода. При этом нагрузка на двигатель снижается, а вращение вала привода продолжается с уменьшенной частотой вращения (8).

Известно изобретение ДИСКОВЫЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ ВАРИАТОР.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для механических приводов как с автоматическим, так и с принудительным регулированием передаточного отношения. Дисковый планетарный вариатор включает внешние и внутренние центральные фрикционные диски (1) и (2), промежуточные конические фрикционные диски-сателлиты (3) и водило (5). Концы поворотных рычагов (4), противоположные тем, на которых закреплены сателлиты (3), снабжены толкателями-роликами (7), обкатывающимися по рабочим поверхностям профильных отверстий регуляторного звена-диска (10), связанного с выходным валом (11) вариатора. Поворотные рычаги подпружинены относительно водила так, чтобы сателлиты (3) под действием пружин (6) стремились к центру вариатора, что соответствует уменьшению передаточного отношения. Поворотные рычаги (4) связаны с корпусом (23) механическими связями, преобразующими поворот поворотных рычагов (4) на вращающемся водиле (5) в осевое перемещение втулки (21), которая приводится в движение рычажно-кулисным механизмом (12). Принудительное изменение передаточных отношений вариатора осуществляют поворотом рычага вручную или с помощью сервопривода. Вариатор позволяет осуществлять помимо автоматического режима работы также и режим работы с принудительным изменением передаточного отношения (9).

Известно изобретение БЕССТУПЕНЧАТАЯ ТРАНСМИССИЯ 5.

Изобретение относится к бесступенчатым трансмиссиям и может быть использовано в транспортных средствах и станках. Бесступенчатая трансмиссия содержит ведущий (1) и выходной (2) валы и корпус (3), в котором размещены планетарная передача (4), механизм регулирования передаточного отношения, ограничения скорости вращения, стояночного торможения и переключения направления вращения выходного вала трансмиссии, включающий реверсный регулируемый гидронасос (12), соединенный с регулируемым гидромотором (19). Планетарная передача (4) содержит солнечную (5) и коронную (6) шестерни, кинематически связанные друг с другом через пары (7) соосно соединенных сателлитов (8) и (9) разного диаметра. Каждая пара (7) одним сателлитом (8) входит в зацепление с коронной шестерней (6), а вторым сателлитом (9) входит в зацепление с солнечной шестерней (5) и закреплена с возможностью вращения общей осью (10) в водило (11). При этом планетарная передача (4) соединена ведущим звеном солнечной шестерней (5) с ведущим валом (1), водилом (11) соединена с выходным валом (2) и коронной шестерней (6) прикреплена к блоку (13) гидронасоса (12). Достигается упрощение управления, изготовления, ремонта и снижение веса, габаритов и стоимости трансмиссии (10).

Однако приведенные решения являются недостаточно универсальными, реечная и планетарная передачи используются порознь.

Задачей предлагаемого решения явилась разработка роторно-поршневого планетарного передаточного механизма, предназначенного для преобразования поступательного движения поршня в цилиндре поршневого ротора во вращательное движение самого поршневого ротора при помощи реечной и планетарной передач.

Технический результат - возможность конструирования оборудования для преобразования давления, например, жидкости или газа в механическую энергию вращательного движения, при этом предполагается существенное повышение КПД по сравнению с применяемыми, например, гидротурбинами (в 2-2,5 раза), т.к. предлагаемый передаточный механизм не имеет существенных конструктивных потерь мощности.

Заявляемый механизм иллюстрируется на фиг.1 (вид сбоку) и фиг.2. (вид с торца), на которых цифрами обозначено: 1 - вал ротора, 2 - неподвижные опоры, 3 - подшипники, 4 - цилиндр, 5 - крепление, 6 - поршень, 7 - шток поршня, 8 - реечный редуктор, 9 -выходной вал, 10 - сателлит планетарной передачи, 11 - центральное колесо.

Реечная передача включает шток 7, являющийся одновременно рейкой, и редуктор 8. Планетарная передача включает водило, которое является ротором, сателлит 10, центральное колесо 11.

Конструктивно передаточный механизм представляет собой сочетание поршневого ротора, реечной и планетарной передач. На неподвижных опорах 2 и подшипниках 3 подвижно закреплен вал ротора 1, на котором неподвижно при помощи креплений 5 закреплены несколько ("n") цилиндров 4 и такое же (соответствующее, ответное) количество реечных редукторов 8, конструкция которых может быть различной. Внутри каждого цилиндра расположен подвижный поршень 6 со штоком поршня 7, который одновременно является рейкой редуктора, на выходном вале 9 которого находится сателлит 10 планетарной передачи, при этом сателлиты расположены на неподвижно закрепленном центральном колесе 11.

Работает предложенный механизм следующим образом.

При продольном движении поршня 6 внутри цилиндра 4 шток поршня 7 проходит через редуктор 8. Редуктор приводит во вращательное движение сателлит 10 планетарной передачи, при этом поршневой ротор, выполняя функцию водила планетарной передачи, приходит во вращательное движение.

Таким образом, принцип действия роторно-поршневого планетарного передаточного механизма - преобразование возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах поршневого ротора во вращательное движение самого поршневого ротора, с использованием для преобразования движения реечной и планетарной передач.

Преимуществами предлагаемого передаточного механизма являются:

- повышение КПД перед механизмами аналогичного назначения в 2-2,5 раза;

- использование передаточного механизма в конструкциях оборудования гидроэнергетики, компрессоров, насосов и подобного оборудования.

Источники информации

1. Патент РФ № 2268187, B62D 3/12, заявл. 20.07.2004.

2. Патент РФ № 2427493, B62D 3/12, заявл. 20.04.2007.

3. Патент РФ № 2156710, B62D 5/10, заявл. 25.05.1999.

4. Патент РФ № 2454580, F16H 47/04, F16H3 7/02, F16H5 7/02, заявл. 16.05.2008.

5. Патент РФ № 2447338, F16H 3/76, В60К 17/08, заявл. 06.10.2010.

6. Патент РФ № 2399814, F16H 15/50, F16H 37/08, заявл. 26.10.2009.

7. Патент РФ № 2398121, F02B 75/32, F01B 9/02, F16H 21/14, заявл. 05.04.2005.

8. Патент РФ № 2397387, F16H 3/44, заявл. 26.05.2009.

9. Патент РФ № 2391586, F16H 15/02, заявл. 15.08.2008.

10. Патент РФ № 2385434, F16H 47/04, заявл. 25.07.2008.