专利名称：用于往复活塞式机械,特别是带对置分布汽缸组的内燃机的内摆线曲柄传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分特征的用于往复活塞式机械的内摆线曲柄传动机构。
对于带径向对称设置的汽缸组的内燃机已经申报了一种这样的专利(德国专利公告195048903)，其中为了最大可能地简化内摆线曲柄传动机构或者往复传动装置对于两个在一个平面内同方向摆动的、在两端具有活塞的活塞杆在它们之间设置一个唯一的、垂直方向的直线导轨。这个直线导轨包括一个唯一的、装在活塞杆一侧的往复偏心轮之间的导向偏心轮，它与一个机壳一侧的直线导向元件共同起作用。
按照直线导轨的第一种实施例作为导向元件的瓦特导杆(Wattscher Lenker)设有一个做成一体的耦合件，在它的周围封闭的支座孔内装有一个由轴向的半段制成的导向偏心轮。在直线导轨的另一个实施例中设有在支座孔轴线平面内的分成两半的月牙板滑块作为导向元件，它与一个一体的、与平衡质量连成整体的导向偏心轮共同作用。在这两种实施例中各个由三个偏心轮组成的多个零件的组合通过辅助元件组合成一个组件。
本发明的目的在于对于这类内摆线类型的曲柄传动机构这样地加以改进，避免使用拼装的三偏心轮组件，并仍然可以将直线导向元件用一个周围封闭的支座孔装在导向偏心轮上。
这个任务用权利要求1这样来解决，三个偏心轮形成一个整体的构件，至少带一个设于一个往复偏心轮和相邻的导向偏心轮之间的连接轴肩，它在往复偏心轮方向的长度做成这样，使带周围封闭的支座孔的导向元件越过轴肩一侧的往复偏心轮在轴肩区域可以沿横向于导向偏心轮移动，以使导向元件在导向偏心轮上可旋转地定位。
本发明的优点是整体的三偏心轮组合件特别是有比较高的强度和运行可靠性，配合具有周围封闭的孔的直线导向元件有较高的承载能力，其中曲柄传动机构零件组合的特点是装配方便，首先向前运动穿过往复偏心轮，接着在连接轴肩部位横向于导向偏心轮运动，最后向导向偏心轮方向继续向前移动，从而使直线导向元件穿在导向偏心轮上。为了进一步便于装配每个往复偏心轮的直径最多做得与导向偏心轮的直径一样大，但最好是更小一些。
本发明使得可以在一个单独的，做成适当长度的连接轴肩时在往复偏心轮和导向偏心轮之间装上一个做成单件的直线导向元件，例如瓦特杆，月牙板滑块或者滚动轴承与一个用作导向的外环的连接体。
为了达到曲柄传动机构对称的载荷分布在本发明优良的结构造型中导向偏心轮与各个往复偏心轮通过连接轴肩连接成一个整体，其中按照本发明导向元件由其尺寸适合于连接轴肩长度的、垂直于支座孔轴线分开的零件组成。
按本发明所描述的整体三偏心轮构件的结构结合按本发明设计的连接轴肩可以有利地不需后续加工地成形，使适应不同载荷的、成本低廉的三偏心轮构件的制造可以有利地作为重金属、有色金属或者轻金属铸件或者作为烧结零件获得。
上述按照本发明的垂直于周围封闭的导向偏心轮支座孔的导向元件的分开方法可以特别优良地应用于瓦特导杆的连接体。不用实心的连接结构在注意实际载荷的情况下它可以由两个比较薄壁的、因此特别轻的零件构成，这里它从一种碗形结构中获得它所需要的强度。
做成两体的连接件最好由同样的零件构成，其中第二个零件通过第一个零件绕一条实体轴线的翻转得到。与这种由一个唯一的工具加工的零件组成的相同零件结构相关的是可以有利地制成板金冲压件，但是也可以做成精铸件或者轻金属压铸件或者烧结件。
对于在一种具有实心的连接体的内摆线曲柄传动机构中的瓦特杆摇臂众所周知支承在连接体的叉形端部。在由两个同样零件构成的连接体时在保持摇臂的上述铰接方式的情况下这两个耦合的零件可以保持一定的轴向距离，从而与半截结构相比它在曲柄轴颈方向的尺寸更小，因此连接轴肩有利地具有较短的长度。这一方面提高了三偏心轮构件的弯曲强度，另一方面获得平行的相邻汽缸间距的自由选择余地。两个耦合件的轴向间距最好可以通过一个在分成两部分的、设置在导向偏心轮和连接件导向轴承衬套之间的滑动轴颈外圆上的环形带来确定。另外对于确保轴向间距耦合件通过导向轴承衬套利用压合座装在滑动轴颈上是有益的，其中装在耦合件铰接套内的支承螺栓特别地用来作为防止耦合件相互之间旋转的装置。
耦合件除了可以和一个共同的滑动轴颈以外还可以通过单独的滑动支承环与导向偏心轮作旋转运动地共同起作用。其次还可以设想两个耦合件用一个共同的滚动轴承，但是也可以对于每个耦合件用一个单独的滚动轴承。
借助于在图中所示的实施例对本发明作一阐述。它表示
图1以分解视图表示的往复活塞式内燃机内摆线曲柄传动机构的按本发明制造的部件，图2以分解透视图表示的按图1的局部装配好的曲柄传动机构的部件，图3以透视图表示的装配好的曲柄传动机构部件在一个没有画出来的具有对置分布汽缸组的往复活塞式内燃机的内摆线曲柄传动机构1中(成对设置的汽缸的轴线垂直于曲轴轴线2)放置了一个仅仅用轮廓线表示的曲轴3。
在用轮廓线4表示的曲轴3的曲柄轴颈上可旋转地装有三个偏心轮5、5’和6，其中带一个导向偏心轮6和两个与它径向对置的、用于同方向摆动控制的(未画出)活塞杆的往复偏心轮5，5’。导向偏心轮6与一个和活塞杆往复运动方向垂直的直线导轨的直线导向元件7共同起作用，其中直线导向元件7将导向偏心轮6支承在支座孔8中。
按照本发明往复偏心轮5和5’及导向偏心轮6形成一个整体的构件，使在每个往复偏心轮5、5’和相邻导向偏心轮6之间各自设置一个连接轴肩9、9’，其在曲柄轴颈方向的长度使垂直于支座孔8轴线分开的、各自带有周围封闭的孔8’、8”的零件10、10’可以装在导向偏心轮6上。特别像图1所示的箭头所表示的，各个导向件部分10、10’穿过各个曲柄轴颈5、5’进入各个连接轴肩部位9、9’，接着在这个区域沿导向偏心轮6横向移动直至各个孔8’，8”与导向偏心轮6同心，以使各个零件10、10’在导向偏心轮6上定位。
当偏心轮5、5’和6的直径基本上一样大时，为了便于按上述方法装配直线导向零件10、10，各个支座孔8’、8”例如在直径上选得大于在导向偏心轮6和围成孔8’、8”的零件10、10’的导向轴承衬套12、12’之间的分成两部分的支承轴颈11(图2)。另一种可能性是往复偏心轮5，5’的直径小于导向偏心轮6的直径。
正如由图1可以进一步看出，按本发明的整体三偏心轮构件对于导向偏心轮6在两个往复偏心轮之间对置地安装以使仅仅局部地画出来的内摆线曲柄传动机构1载荷均匀，该构件具有长度相同的连接轴肩9、9’。在这种曲柄传动机构1与瓦特杆13的组合中，它的通过摇臂14直线移动的，由零件10、10’组成的连接体15构成直线导向元件7。用由两个在导向偏心轮6上轴向间隔一定距离的零件10、10’构成连接体15得到摇臂14在这两个零件10、10’之间良好的铰接。连接件10、10’的这种相隔一定轴向间距的结构使得可以进一步优良地在导向偏心轮6方向选取更小的尺寸，这附加地带来比较短的连接轴肩9、9’的优点。
短的连接轴肩9、9’得到一种刚性特别好的整体三偏心轮结构单元，其中它在导向偏心轮一侧受到往复偏心轮5、5’滑动支承16相应的圆柱形外壳面的限制，而在往复偏心轮一侧受到导向偏心轮6滑动支承17相应的圆柱形外壳面的限制，由此有利于横截面刚性的提高和连接轴肩9、9’的表面结构。
正如由图1也可以看出，整体的三偏心轮构件是不需后续加工地制成的，从而可以根据曲柄传动机构1载荷的不同而采用重金属、有色金属或轻金属铸件。作为烧结件的结构也显示出优越性。
整体三偏心轮构件的高刚性和带周围封闭的孔8’、8”的耦合件10、10’使内摆线曲柄传动机构1具有高承载能力。这个周围封闭的支座孔8’、8”使得各个薄壁结构的耦合件10、10’可包括一个导向轴承衬套12、12’和各两个用于摇臂14支承螺栓19的径向对置的铰接套18、18’且最好是一体相连的支承壁20、20’，它沿着它的外围轮廓具有一个最好是整体设置的加强棱21、21’。这种碗形结构适合于将各个耦合件10、10’做成冲压板金件或精铸件和轻金属压铸件或者也可以做成烧结件，以耦合件10、10’在导向偏心轮6上的对称分布结合形状和尺寸的完全一致性得到如下优点对于瓦特导杆13的分成两部的连接体15，零件10和10’可以由一个唯一的工具来制造，并因此实现同一零件结构的优点。
为了避免保持两个耦合件10、10’在导向偏心轮6的距离而增加费用，在插入导向轴承衬套12、12’的滑动支承轴颈11的外圆上设置一个环形凸缘22作为耦合件10、10’的止档。此外轴向定位还通过以下措施得到支持在包围导向偏心轮6的分成两部分的滑动支承轴颈11上通过导向轴承衬套12、12’用压合座装上耦合件10、10’。最后设置在支承螺栓19端部的固定装置23用来作为耦合件10、10’在往复偏心轮5、5’方向上的轴向固定。将零件10、10’轻微压配合在滑动支承轴颈11上，再用支承螺栓19来防止连接件10、10’相对的转动。支承螺栓19分别穿过连接件10、10’的径向对称分布的铰接套18、18’的并用来作为摇臂14在连接体一侧的铰接。
正如从图中可以进一步看到的，在导向偏心轮6上可拆卸地安装着相互面对面分布的平衡重24、24’，其中平衡重24、24’局部地与各个耦合件10、10’的支承壁20、20’这样地保持一个轴向距离，使平衡重24、24’可以自由地从突出于支承壁20、20’的、支承螺栓19的固定/夹持或者紧固装置23旁边转过去。其次平衡重24、24’各自具有一个螺纹孔25、25’，并且还各自配备一个螺栓26、26’。
在本发明的范围内，在图1至3中没有画出来的连接体15的零件可以齐平地固定在相互朝向导向偏心轮6的导向轴承衬套上，这里在每个轴承衬套内设有一个滑动或滚动轴承。
在按照本发明的带分布在导向偏心轮两侧的两个连接轴肩的整体三偏心轮结构单元时也可以考虑使垂直于它的支座孔轴线分开的月牙板滑块作为直线导向元件。对于这种三偏心轮单元，代替月牙板滑块也可以考虑用两个滚动轴承，其外环用来作为直线导向。
按本发明的整体三偏心轮结构单元也可以做成只带一个导向偏心轮和一个往复偏心轮之间的连接轴肩，从而可以采用摆动导杆的整体连接结构或者整体的月牙板滑块结构或者宽型滚动轴承结构。
权利要求
1.用于往复活塞式机械，特别是带对置汽缸组的内燃机的内摆线曲柄传动机构，·包括三个可旋转地装在一个曲轴(3)的曲柄轴颈(4)上的偏心轮(5，5’；6)，带一个导向偏心轮(6)和两个与它径向对齐的用于同方向摆动地控制活塞和/或导向杆的往复偏心轮(5、5)，其中·导向偏心轮(6)可旋转地支承在一个与活塞/导向杆往复方向垂直的直线导轨的直线导向元件(7)的孔(8或8’、8”)内，其特征在于·三个偏心轮(5，5’；6)与至少一个设在往复偏心轮(5，5’)和相邻的导向偏心轮(6)之间的连接轴肩(9、9’)构成一个整体的构件，连接轴肩在曲柄轴颈方向的长度做成那样，使·带有周围封闭的孔(8或8’，8”)的直线导向元件(7)越过轴肩一侧的往复偏心轮(5、5’)在连接轴肩区域内可以横向于导向偏心轮(6)移动，以使导向元件(7)可旋转地在导向偏心轮(6)上定位。
2.按权利要求1的曲柄传动机构，其特征在于·导向偏心轮(6)通过一个连接轴肩(9、9’)与各个往复偏心轮(5、5)连成一体，和·直线导向元件(7)由与连接轴肩(9、9’)的长度相适应的尺寸的，垂直于支座孔(8或8’、8”)轴线分开的零件(10，10’)组成。
3.按权利要求1和2的曲柄传动机构，其特征在于各个往复偏心轮(5、5’)的直径至多等于或者小于导向偏心轮(6)的直径。
4.按权利要求1至3的曲柄传动机构，其特征在于整体三偏心轮构件的连接轴肩(9，9’)在导向偏心轮一侧由往复偏心轮(5，5’)相应的圆柱形外壳面在往复偏心轮一侧由导向偏心轮(6)相应的圆柱形外壳面限定。
5.按权利要求1至4的曲柄传动机构，其特征在于整体三偏心轮构件不需后续加工地做成重金属、有色金属或轻金属铸件或者烧结件。
6.按权利要求1至5的曲柄传动机构，其特征在于·瓦特导杆(13)的连接体(15)用来作为直线导向元件(7)，和·连接体(15)由两个各自带有周围封闭的孔(8’，8”)的，与支座孔(8或8’， 8”)轴线垂直的分开的零件(10，10’)组成。
7.按权利要求1至6的曲柄传动机构，其特征在于·每个薄壁结构的连接件(10，10’)包括一个连接一个导向轴承衬套(12，12’)和两个径向设置的用于摆动导杆(13)的摇臂(14)支承螺栓(19)的铰接套(18，18’)的支承壁(20，20’)，·支承壁沿它的外围轮廓具有一个加强棱(21，21’)。
8.按权利要求1至7的曲柄传动机构，其特征在于·分成两部分的连接体(15)由相同的零件(10，10’)构成，并且·每个相同的零件(10，10’)做成冲压板金件或精铸件或轻金属压铸件或烧结件。
9.按权利要求1至8的曲柄传动机构，其特征在于·连接体(15)的零件(10、10’)在轴向保持一定距离地安装在导向偏心轮(6)上，并且·连接零件(10，10’)之间的这个轴向距离通过一个在分成两部分的滑动支承轴颈(11)外圆上的环形凸缘(22)确定。
10.按权利要求1至9的曲柄传动机构，其特征在于·耦合件(10，10’)通过导向轴承衬套(12，12’)以压合座装在包围导向偏心轮(6)的滑动支承轴颈上，并且·耦合件(10，10’)特别是通过装在铰接套(18，18’)内的支承螺栓(19)防止相对转动。
11.按权利要求1至10的曲柄传动机构，其特征在于·可与导向偏心轮(6)连接的平衡重(24，24’)与各个耦合件(10，10’)的支承壁(20，20’)这样地轴向保持一定距离，使·平衡重(24，24’)可以自由地从突出于支承壁(20，20’)的支承螺栓(19)固定/夹持装置(23)旁边转过去。
12.按权利要求1至11的曲柄传动机构，其特征在于相互对置地装在导向偏心轮(6)上的平衡重(24，24’)各自具有一个螺纹孔(25，25’)并配备一个螺栓(26，26’)。
13.按权利要求1至12之任一项或几项的曲柄传动机构，其特征在于·连接体(15)的零件齐平地固定在相互朝向导向偏心轮(6)的导向轴承衬套上，并且·每个轴承衬套内设置一个滑动或滚动轴承。
14.按权利要求1至5的曲柄传动机构，其特征在于一个整体的或者垂直于支座孔轴线分开的月牙板滑块用作直线导向元件。
15.按权利要求1至5的曲柄传动机构，其特征在于一个或几个装在导向偏心轮(6)上的滚动轴承用作直线导向元件。
全文摘要
对于用于往复活塞式机械,特别是带有对置分布汽缸组的内燃机的内摆线曲柄传动机构,包括可旋转地装在曲轴往复轴颈上的两个用来摆动地控制两个活塞杆的往复偏心轮和一个装在往复偏心轮之间用来可旋转地嵌入垂直直线导轨的直线导向元件的导向偏心轮,为了提高这个曲柄传动机构的承载能力建议:三个偏心轮与至少一个设置在一个往复偏心轮和相邻的导向偏心轮之间的连接轴肩做成一个整体构件,连接轴肩在往复轴颈方向的长度做成这样,使带周围封闭的孔的导向元件越过轴肩一侧的往复偏心轮在连接轴肩的区域可以在横向朝导向偏心轮移动,以便使导向元件在导向偏心轮上可旋转地定位。
文档编号F01B1/08GK1178574SQ96192525
公开日1998年4月8日 申请日期1996年3月1日 优先权日1995年3月14日
发明者格特·菲舍尔 申请人:宝马公司