專利名稱：運動轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運動轉(zhuǎn)換裝置，用于將一種旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為一根工作桿的一種確定一個截錐體或一個圓柱體的和一種自轉(zhuǎn)的運動，或反之，將一根工作桿的一種確定一個截錐體或一個圓柱體的且自轉(zhuǎn)的運動轉(zhuǎn)換為一種旋轉(zhuǎn)運動，如獨立權(quán)利要求1前序部分中所定義的那樣。
背景技術(shù)：
在流體機械，例如船舶推進裝置中，目前螺旋槳是優(yōu)選的造成流動的構(gòu)件。原則上一個螺旋槳是一個裝在旋轉(zhuǎn)軸上沿徑向從軸的圓周伸出的裝置。恰當?shù)穆菪龢O(shè)計產(chǎn)生滿足各自要求的不同效果。原則上采用從旋轉(zhuǎn)平面歪斜地伸出的螺旋槳。在旋轉(zhuǎn)時將螺旋槳在其中運動的介質(zhì)從螺旋槳的切邊經(jīng)其表面掠過，因為后沖擊的介質(zhì)將先前的介質(zhì)壓開。當例如在水中有空氣到達螺旋槳時此過程中斷。建立的整個壓力結(jié)構(gòu)被稀薄的空氣破壞并必須重新構(gòu)筑。螺旋槳的另一些缺點例如是造成紊流以及最佳效果有限的帶寬。還應(yīng)提及產(chǎn)生噪聲、磨損、形成渦流以及圓圍環(huán)境內(nèi)的沖蝕作用。此外，不利的是螺旋槳周邊的運動處于物理上可能的極限，而與此同時中央實際上是無效的。
因此發(fā)展了另一些不同的裝置用于運動轉(zhuǎn)換，它們部分有利地使用于流體機械中。
例如WO 01/01017公開了一種裝置，用于將一種旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為一根工作桿的一種確定一個圓錐體的和一種自轉(zhuǎn)的運動，或反之將一根工作桿的一種確定一個圓錐體的且自轉(zhuǎn)的運動轉(zhuǎn)換為一種旋轉(zhuǎn)運動，其中，工作桿旋轉(zhuǎn)固定地安裝在一個桿支承件內(nèi)。一個可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件與工作桿或桿支承件接合。因此所述運動轉(zhuǎn)換可以這樣實現(xiàn)，即，桿支承件可以繞一擺動軸線擺動并且可以繞一垂直于此擺動軸線的軸承旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以及軸承旋轉(zhuǎn)軸線和擺動軸線有一公共交點。
這種用于運動轉(zhuǎn)換的裝置存在一個缺點是機械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這尤其涉及桿支承件的支承裝置。此外，基于工作桿在桿支承件內(nèi)的和桿支承件本身的中心布局，它不能有更多根工作桿。
由US-A-2 539 436已知一種攪拌器，其中，一種旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為一根攪拌桿的一種確定一個圓錐體的和一種自轉(zhuǎn)的運動。攪拌桿一方面可自轉(zhuǎn)地支承在一旋轉(zhuǎn)件內(nèi)以及另一方面可擺動地支承在另一個支承部分內(nèi)。當攪拌桿圓錐形旋轉(zhuǎn)時它實施由一個裝在攪拌桿上的齒輪造成的反方向自轉(zhuǎn)，齒輪在一齒環(huán)內(nèi)滾動。沿反方面的自轉(zhuǎn)有比圓錐形的旋轉(zhuǎn)更大的旋轉(zhuǎn)速度，這盡管導(dǎo)致良好的攪拌效果，但對于另一些應(yīng)用，例如用作水上交通工具或飛機的推進器時是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述已知的運動轉(zhuǎn)換裝置的缺點，本發(fā)明的目的是能創(chuàng)造一種前言所述類型的運動轉(zhuǎn)換裝置，它能使用于完全不同的應(yīng)用目的，而且機械結(jié)構(gòu)簡單。優(yōu)選地，它應(yīng)允許有更多根工作桿。
此目的通過如在獨立權(quán)利要求1中所定義的那種按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置達到。由從屬權(quán)利要求提供優(yōu)選的實施方案。獨立權(quán)利要求14和15涉及按本發(fā)明的裝置的優(yōu)選的應(yīng)用。
本發(fā)明的本質(zhì)如下一種運動轉(zhuǎn)換裝置，用于將一種旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為一根工作桿的一種確定一個截錐體或一個圓柱體的和一種自轉(zhuǎn)的運動，或反之，將一根工作桿的一種一個截錐體或一個圓柱體的且自轉(zhuǎn)的運動轉(zhuǎn)換為一種旋轉(zhuǎn)運動，該裝置包括一個可繞一條旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的桿支承件，工作桿可繞一條自轉(zhuǎn)軸線自轉(zhuǎn)地支承在桿支承件內(nèi)。按本發(fā)明，圍繞旋轉(zhuǎn)軸線安裝一個可旋轉(zhuǎn)鎖定的太陽輪，一個旋轉(zhuǎn)固定地安裝在工作桿上的行星輪通過一個傳動裝置與太陽輪接合，以致當桿支承件繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)時，工作桿一方面由于安裝在桿支承件內(nèi)而以相同的旋轉(zhuǎn)方向進行旋轉(zhuǎn)，以及另一方面由于通過傳動裝置與太陽輪接合的行星輪而沿相反的旋轉(zhuǎn)方向繞自轉(zhuǎn)軸線進行自轉(zhuǎn)。
在桿支承件旋轉(zhuǎn)時，太陽輪的旋轉(zhuǎn)鎖定導(dǎo)致工作桿的兩種疊加的旋轉(zhuǎn)運動。一方面工作桿由于裝在桿支承件內(nèi)所以隨桿支承件一起旋轉(zhuǎn)。另一方面工作桿實施由行星輪造成的自轉(zhuǎn)，其中，行星輪由于桿支承件繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)所以通過傳動裝置和旋轉(zhuǎn)鎖定的太陽輪沿與桿支承件旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。工作桿的這兩種疊加的反向旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)果是，使工作桿合成的旋轉(zhuǎn)運動有一個比桿支承件小的旋轉(zhuǎn)速度。
通過使用行星輪、傳動裝置和太陽輪造成工作桿的自轉(zhuǎn)，可使支承工作桿的桿支承件與在WO 01/01017中公開的裝置相比結(jié)構(gòu)更加簡單，尤其是它不必設(shè)計為能擺動的。此外，也不需要將工作桿穿過桿支承件中心和由工作桿的運動所確定的圓錐體的頂延伸，所以按本發(fā)明的裝置可以具有多個工作桿，它們裝在同一個桿支承件內(nèi)，其結(jié)果是大大擴展了多種多樣的應(yīng)用可能性。
盡管結(jié)構(gòu)更為簡單以及可以采用多個工作桿，仍可進行與在WO01/01017中公開的裝置的運動轉(zhuǎn)換類似的運動轉(zhuǎn)換。因而與螺旋槳裝置相比得到的優(yōu)點是，例如造成低紊流度流動、最佳效果的更大的帶寬、產(chǎn)生的噪音更小、磨損較輕、周圍環(huán)境的侵蝕作用較小及工作桿更廣闊的有效作用區(qū)。
有利的是在行星輪與太陽輪之間存在一個旋轉(zhuǎn)傳動比，所以在桿支承件旋轉(zhuǎn)360°時工作桿作小于360°的自轉(zhuǎn)。這意味著，工作桿的自轉(zhuǎn)以一個比桿支承件的旋轉(zhuǎn)以及工作桿的確定一個截錐體或一個圓柱體的運動更低的頻率進行。所述傳動比或可通過恰當設(shè)計行星輪及太陽輪達到，或可通過傳動裝置達到。
有利地，在行星輪與太陽輪之間存在一個旋轉(zhuǎn)傳動比為2∶1。由此，當桿支承件旋轉(zhuǎn)360°時，工作桿進行180°的自轉(zhuǎn)。因此，借助工作桿上恰當?shù)墓ぷ餮b置，例如扁平的槳，可以產(chǎn)生定向的流動或沿要求的方向推進，或可以最佳地減小流動。
優(yōu)選地，按本發(fā)明的裝置具有一個借助它可旋轉(zhuǎn)調(diào)整太陽輪的調(diào)整裝置，以及除了在旋轉(zhuǎn)調(diào)整時之外它將太陽輪旋轉(zhuǎn)鎖定，換句話說保持不旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整太陽輪，可借助與之經(jīng)傳動裝置接合的行星輪調(diào)整工作桿的自轉(zhuǎn)位置，這樣做可例如用于控制水上交通工具或飛機。太陽輪的旋轉(zhuǎn)鎖定優(yōu)選地借助此同一個裝置完成。
按一種優(yōu)選的實施方案，上述調(diào)整裝置包括一個與太陽輪連接的鏈輪、一個另外的可旋轉(zhuǎn)調(diào)整的鏈輪以及一條連接兩個鏈輪的鏈條。太陽輪的旋轉(zhuǎn)調(diào)整因而可以在一個遠離旋轉(zhuǎn)軸線的地方進行。
按一種優(yōu)選的實施方案，行星輪、傳動裝置和太陽輪都是齒輪。
按另一種有利的實施方案，行星輪和太陽輪是鏈輪，而傳動裝置是一條連接這些鏈輪的滾子鏈。這就有可能用比較簡單的標準件制成本裝置。
作為替換形式，傳動裝置是一條尤其是用橡膠或皮革制的皮帶，例如三角皮帶或平皮帶，或是一個尤其用橡膠或塑料制的無齒的輪。
按一種有利的實施方案，按本發(fā)明的裝置有至少兩根各帶有一個行星輪的工作桿，其中，行星輪通過傳動裝置與太陽輪接合。尤其借助兩根有恰當工作裝置的工作桿，可以比只借助一根工作桿時好得多地造成定向的流動或沿要求的方向推進。在用作攪拌裝置時也已證實兩根或更多根工作桿是有利的，因為不同工作桿的工作裝置可以彼此反向地輸送攪拌物料。
按另一種有利的實施方案，按本發(fā)明的裝置同樣有至少兩根分別帶一行星輪的工作桿，但在這里每個行星輪通過一個傳動裝置與一個單獨的、繞旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置的太陽輪接合。這樣做便有可能單獨調(diào)整每根工作桿的自轉(zhuǎn)位置，從而可利用來改變推進方向或所造成的流動的方向。在飛機上，這種逐個調(diào)整的可能性還可以使飛機部件適用于滑翔飛行，這例如在飛行中發(fā)動機有故障的情況下是十分重要的。對于混合和/或攪拌裝置，可通過調(diào)整工作桿的自轉(zhuǎn)位置獲得不同的混合和/或攪拌效果。
在包括至少兩根工作桿和一個或多個太陽輪的這種實施方案中，工作桿的行星輪或太陽輪可分別有相同或不同的齒數(shù)，或在行星輪與所述一個或多個太陽輪之間可存在不同的旋轉(zhuǎn)傳動比，這取決于應(yīng)達到什么效果。
優(yōu)選地，桿支承件可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個外殼內(nèi)并且與一根設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸線上的軸連接，此軸從外殼伸出。外殼構(gòu)成裝置的位置周定不動的承力部分，并除此之外在很大程度上防止旋轉(zhuǎn)部分受到污染。
按一種優(yōu)選的實施方案，桿支承件與一個用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動裝置連接并且在至少一根工作桿上設(shè)一個工作裝置，尤其一個槳、一個槳葉或一片葉片。這種裝置可例如用作水中或空中的推進器推進裝置和/或控制裝置，用于產(chǎn)生水流或氣流或用于攪拌流動物質(zhì)。
按另一種有利的實施方案，用于接受扭矩的裝置，尤其是一臺發(fā)電機，與桿支承件連接。這樣一種裝置可以例如通過將一根帶有一個工作裝置的工作桿的一種確定一個截錐體或一個圓柱體的并且自轉(zhuǎn)的、通過流動的水或風(fēng)造成的運動轉(zhuǎn)換為桿支承件的一種旋轉(zhuǎn)運動以及接受桿支承件的扭矩用于發(fā)電。


下面借助實施例參見附圖詳細說明按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置。其中圖1 按本發(fā)明用于運動轉(zhuǎn)換的裝置的第一種實施例的局部剖面圖，包括兩根交叉的有一個公共的太陽輪和一些作為傳動裝置的齒輪的工作桿；圖2 圖1所示裝置中工作桿涉及理論上雙圓錐體的布局示意圖；圖3 在桿支承件作360°旋轉(zhuǎn)運動時兩根工作桿的槳運動示意圖；圖4至8在調(diào)整太陽輪時槳位置和推進方向變化的示意圖；圖9 按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置的第二種實施例局部剖面圖，包括兩根有單獨的太陽輪的工作桿；圖10 四個按圖1的運動轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于作為船舶推進裝置的示意側(cè)視圖；圖11 有四個圖10所示推進裝置的船舶俯視圖；圖12 兩個連接的圖10所示推進裝置的詳圖；圖13 兩個按本發(fā)明的各有一工作桿的運動轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于作為攪拌機的示意圖；
圖14 兩個按圖9的運動轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于作為飛機推進器時從前面看的示意圖；圖15 有兩個圖14所示推進器的飛機側(cè)視圖；圖16 兩個按本發(fā)明的各有一工作桿的運動轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于作為風(fēng)力設(shè)備時從前面看的示意圖；圖17 圖16所示風(fēng)力設(shè)備的側(cè)視圖；圖18 按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置的第三種實施例局部剖面圖，包括兩根有公共太陽輪和作為傳動裝置的滾子鏈的工作桿；圖19 按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置的第四種實施例局部剖面圖，包括兩根有互相平行的自轉(zhuǎn)軸線的工作桿；以及圖20 按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置第五實施例局部剖面圖，包括兩根傾斜布置互不交叉的工作桿。
具體實施例方式
圖1表示按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置的第一種實施例，它例如適用于船舶推進裝置。所述裝置具有外殼1作為承力件，該承力件將其余的機械部分保持在規(guī)定的位置上。為便于安裝和拆卸設(shè)在外殼1內(nèi)的零件，外殼1設(shè)有一個可取下的殼蓋10。外殼1內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)地裝有一個形式上為支承軛(Tragjoch)的桿支承件2。桿支承件2在外殼1的下部可旋轉(zhuǎn)地支承在流動軸承15內(nèi)。一個驅(qū)動軸9從上面伸入桿支承件2內(nèi)，并與之旋轉(zhuǎn)固定地連接。驅(qū)動軸9通過滾動軸承16穿過殼蓋10，所以它可以從外殼1的外部傳動并與此同時穩(wěn)定桿支承件2。
桿支承件2包括兩個從上部靠外向下部靠里延伸的孔21，孔內(nèi)裝有上和下旋轉(zhuǎn)軸承22和23。工作桿3或4穿過每個孔21，并可旋轉(zhuǎn)地由旋轉(zhuǎn)軸承22、23支承。工作桿3、4延伸為互相交叉，但彼此相隔有間距，以及各有一個形式上的槳31或41的工作裝置。當驅(qū)動軸9旋轉(zhuǎn)時，桿支承件2和工作桿3、4隨同旋轉(zhuǎn)，所以桿3、4從外殼1伸出的下部分別實施一種確定一個截錐體的運動。
為了在桿支承件2旋轉(zhuǎn)時也造成工作桿3、4繞自轉(zhuǎn)軸線A、B的自轉(zhuǎn)，工作桿3、4在其上端分別設(shè)一行星輪5、6。行星輪5、6設(shè)計為齒輪并通過傳動輪50、55與一個形式上為齒輪的太陽輪7接合。傳動輪50、55分別設(shè)計為雙重齒輪，亦即它們分別包含兩個互相連接的齒輪51、52或56、57，其中之一與行星輪5、6嚙合以及另一個與太陽輪7嚙合。太陽輪7圍繞驅(qū)動軸9及其旋轉(zhuǎn)軸線c布置并可相對于驅(qū)動軸9旋轉(zhuǎn)。該太陽輪與一個鏈輪11固定連接，鏈輪11通過鏈條12與一個可旋轉(zhuǎn)調(diào)整的鏈輪13連接。鏈輪13固定在軸131上，軸131可旋轉(zhuǎn)地支承在滾動軸承14內(nèi)。通過軸131、鏈輪13、鏈條12以及鏈輪11，可以旋轉(zhuǎn)調(diào)整太陽輪7。在旋轉(zhuǎn)調(diào)整太陽輪7時，也旋轉(zhuǎn)調(diào)整了通過傳動輪50、55與之接合的行星輪5、6和與行星輪連接的工作桿3和4，從而以此方式可以調(diào)整工作桿3、4的自轉(zhuǎn)位置。但在桿支承件2旋轉(zhuǎn)期間，太陽輪7通常被旋轉(zhuǎn)鎖定，這是通過使鏈輪13、鏈條12和鏈輪11保持靜止達到的。由于工作桿3、4繞旋轉(zhuǎn)軸線c旋轉(zhuǎn)，行星輪5、6通過改變旋轉(zhuǎn)方向的傳動輪50、55在太陽輪7上滾動，由此令工作桿3、4沿與此旋轉(zhuǎn)相反的方向自轉(zhuǎn)。
根據(jù)行星輪5、6、太陽輪7和傳動輪50、55齒數(shù)之比，在桿支承件2旋轉(zhuǎn)360°時，工作桿3、4反向的自轉(zhuǎn)完成一個更大或較小的角度。按本實施例，行星輪5、6的齒數(shù)正好是太陽輪7齒數(shù)的兩倍。因此，當桿支承件2旋轉(zhuǎn)360°時，工作桿3、4執(zhí)行180°的反向自轉(zhuǎn)?；诠ぷ鳁U3、4的一個截錐體的和自轉(zhuǎn)的運動，所以通過槳31、41造成定向的流動或沿要求方向的推進。
對于其他所有的說明作如下的規(guī)定。若在附圖中為了視圖一致起是包含了一些符號，但在直接相關(guān)的說明文字內(nèi)沒有提及，或情況正好相反，則可以參見前面對附圖的說明。
圖2表示工作桿3、4涉及理論上雙圓錐體的布局，雙圓錐體是由一根無限細的工作桿的運動確定的，這根工作桿以這樣的方式穿過桿支承件2沿軸向的中心，即，使它與旋轉(zhuǎn)軸線C相交。因為不允許兩根工作桿3、4穿過同一個中心，所以它們分別離雙錐體的中心錯開一個距離a或b，在這里，這兩個距離優(yōu)選地同樣大小。在桿支承件2旋轉(zhuǎn)時，工作桿3、4因而確定的不是圓錐體，而只是一個截錐體。
只有一根與旋轉(zhuǎn)軸線C相交的工作桿的方案是本發(fā)明的一種特殊情況，因為在這種情況下，工作桿的運動近似確定了一個圓錐體。但圓錐體內(nèi)也始終包含有截錐體，所以即使在這種情況下仍符合本發(fā)明的定義。
由圖3可以看出，當驅(qū)動軸9和桿支承件2作360°的旋轉(zhuǎn)運動時兩根工作桿3、4的槳31、41的運動。圖中示意表示了工作桿3、4、槳31、41、行星輪5、6、傳動輪50、55、太陽輪7以及驅(qū)動軸9所處的一個位置。點劃線表示槳31、41的另一些位置?？梢郧宄乜闯?，在驅(qū)動軸9旋轉(zhuǎn)360°時，帶槳31、41的工作桿3、4在實施一種確定一個截錐體的運動的同時執(zhí)行了一種反向的180°的自轉(zhuǎn)，其原因是，行星輪5、6的齒數(shù)是太陽輪7齒數(shù)的兩倍。
在驅(qū)動軸9順時針旋轉(zhuǎn)時，通過由此造成的槳運動，促使沿12點鐘方向的流動，或當使用于一種推進裝置，例如船舶中時，促使推進裝置沿6點鐘方向推進，如圖4中用箭頭D所表示的那樣。圖4至9中用俯視圖表示的槳31、41為了簡化與圖3相比沒有正確地畫出相對于行星輪5、6的錯移量(這里錯移通過工作桿3、4的傾斜的、沒有通過旋轉(zhuǎn)軸線c延伸的布局得出)。
在圖4中帶有槳31、41的工作桿3、4的自轉(zhuǎn)位置可通過太陽輪7的旋轉(zhuǎn)調(diào)整加以調(diào)整，由此改變了推進方向D。在圖4至8中借助槳31、41的定向表示了不同的推進方向D和工作桿3、4相應(yīng)的自轉(zhuǎn)位置。
在圖9中表示的按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置的第二種實施例，有兩根帶行星輪105、106的工作桿，這些行星輪通過傳動輪150、155與兩個單獨的太陽輪107、108嚙合。兩個太陽輪107、108設(shè)置為可分別繞軸9旋轉(zhuǎn)并各與一個自己的鏈輪111、112連接，所述太陽輪通過鏈輪111、112可借助鏈條121、122和鏈輪113、114旋轉(zhuǎn)調(diào)整和旋轉(zhuǎn)鎖定。以此方式可以逐個調(diào)整每根工作桿3、4的自轉(zhuǎn)位置并因而每個槳31、41的位置。由于這些自轉(zhuǎn)位置的逐個可調(diào)性以及同樣使用有不同齒數(shù)的行星輪5、6或太陽輪107、108，可以造成例如附加的流動、混合或攪拌效果。在類似于直升飛機的飛機中，這種調(diào)整的可能性可以使飛機部件適用于滑翔飛行。
圖10和11表示一船舶，它有四個按圖1的運動轉(zhuǎn)換裝置90用作推進器。推進器90成對地互相連接，如圖12所示。這些連接單元按圖10中的箭頭E和F高度可以調(diào)整，從而可以改變槳31’、41’的浸入深度。例如在淺平的水域中槳31’、41’可以升高，以免觸及水底。按本發(fā)明的推進器90的優(yōu)點是，即使槳31’、41’部分出水也能產(chǎn)生推力矩，所以它們也非常適用于吃水淺的內(nèi)河船舶。
通過在圖示的實施例中也在船首側(cè)設(shè)推進器90可以準確地操縱，所以可以達到高的機動性。因此，盡管減小了吃水，船舶仍可在遇到強烈的側(cè)風(fēng)時保持航向。通過每個推進器90可沿360°調(diào)整推力方向，可以可靠地實施各種機動運動。在內(nèi)河順流航行時，后推進器90在推力反向時可以制動船尾，而船首側(cè)的推進器90以全推力牽引船舶。另一個優(yōu)點在于，這種船舶不需要艙裝置。此外，采用這種推進方案可以高得多的速度航行。
圖13表示固體攪拌機的原理，它借助兩個并列的、互相重疊的按本發(fā)明的驅(qū)動裝置100、101產(chǎn)生對流，驅(qū)動裝置100、101各有一根工作桿103、104，這些工作桿各有一個作為工作裝置的槳葉131、141。傳統(tǒng)的雙軸式攪拌機用槳葉工作，它們使攪拌物料彼此相壓，這導(dǎo)致高的能耗以及使攪拌物料承受高的壓力。按本發(fā)明的攪拌機與之不同，其中，槳葉131、141將攪拌物料在外圍向上提升并輸送到反向運動的槳葉131、141的中心上方。當旋轉(zhuǎn)速度恰當時實現(xiàn)攪拌物料的流態(tài)化，從而允許通過噴頭110將添加物噴入流化區(qū)內(nèi)。
圖14和15表示一種新型飛機，它可以通過按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置實現(xiàn)。在這里面對面安裝了兩個按圖9的推進器200，它們各有兩根工作桿203、204和葉片231、241，所以兩個葉片對可軸對稱地實施振羽性運動。振羽在原理上相應(yīng)于飛行中昆蟲翅膀的運動，借助高速攝影機可以觀察到這種運動。
為了控制飛機，每個葉片逐個控制，所以可以實施多種多樣的機動飛行，例如向前飛行、向后飛行、上升、下降和曲線飛行以及發(fā)動機關(guān)停時的滑翔。這種飛機可以沒有困難地設(shè)計為，使翼尖在推進速度超過750km/h時才達到臨界音速極限。此外，由風(fēng)洞試驗已知，形成的噪聲最小。按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置因而可以實現(xiàn)一種低噪聲的飛機，它的推進系統(tǒng)可以有高的推進功率以及沒有大的無效區(qū)地使空氣加速。
圖16和17表示了一種風(fēng)力設(shè)備，它包括兩個按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置，它們各有一根分別帶一風(fēng)壓面331、341的工作桿303、304。這兩個裝置軸對稱地布置以及機械地連接，所以通過作用在風(fēng)壓面331、341上的風(fēng)造成工作桿303、304反向的運動過程。工作桿303、304的運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，這種旋轉(zhuǎn)運動用于借助圖中未表示的發(fā)電機發(fā)電。通過將這些裝置偏心地借助旋轉(zhuǎn)軸承安裝在立柱310上，使這些裝置自動地始終旋轉(zhuǎn)到沿風(fēng)的方向，所以在這種應(yīng)用的情況下太陽輪不需要安裝成可調(diào)的。此外，除了圖中表示的每個裝置有一根工作桿303、304的實施方案外，還可以設(shè)想每個裝置有多根工作桿的在圖18中表示的按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置的第三種實施例基本上與圖1所示的第一種實施例一致。取代將行星輪5、6與太陽輪7接合在一起的傳動輪50、55，借助轉(zhuǎn)向輪401、403導(dǎo)引的連續(xù)滾子鏈450、455用作行星輪402、404與太陽輪407之間的傳動裝置。行星輪402、404和太陽輪407設(shè)計為鏈輪。若行星輪402、404與太陽輪407相比配備有兩倍的爪數(shù)，則仍獲得與在第一種實施例中相同的效果。
在圖19所表示的第四種實施例中，按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置有兩根帶槳531、541和自轉(zhuǎn)軸線A’、B’的工作桿503、504。兩個自轉(zhuǎn)軸線A’、B’互相平行。工作桿503、504通過旋轉(zhuǎn)軸承522、523、524、525可旋轉(zhuǎn)地支承在桿支承件502內(nèi)。桿支承件502旋轉(zhuǎn)固定地與空心驅(qū)動軸509連接，驅(qū)動軸通過滾動軸承511、512可旋轉(zhuǎn)地支承在固定部分510中。在固定部分510內(nèi)部，圍繞驅(qū)動軸509在其外面安裝一齒圈591。由于可旋轉(zhuǎn)地支承在固定部分510上并設(shè)有驅(qū)動小齒輪592的軸593的旋轉(zhuǎn)，可通過與齒圈591嚙合的驅(qū)動小齒輪592旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸509。在驅(qū)動軸509旋轉(zhuǎn)時，桿支承件502和工作桿503、504繞旋轉(zhuǎn)軸線C’隨同旋轉(zhuǎn)，所以工作桿503、504分別實施一種確定一個圓柱體的運動。
為了在桿支承件502旋轉(zhuǎn)時同時造成工作桿503、504繞自轉(zhuǎn)軸線A’、B’的自轉(zhuǎn)，工作桿503、504在其上端分別設(shè)一行星輪505、506。行星輪505、506設(shè)計為齒輪，并通過傳動輪550、555與形式上為齒輪的太陽輪507接合。太陽輪507圍繞旋轉(zhuǎn)軸線C’固定在調(diào)整軸580上，調(diào)整軸通過旋轉(zhuǎn)軸承581、582可旋轉(zhuǎn)地支承在驅(qū)動軸509內(nèi)。借助調(diào)整軸580可以旋轉(zhuǎn)調(diào)整太陽輪507，在旋轉(zhuǎn)調(diào)整太陽輪507的同時也旋轉(zhuǎn)調(diào)整了通過傳動輪550、555與之接合的行星輪505、506和與行星輪連接的工作桿503、504，從而以此方式可以調(diào)整工作桿503、504的自轉(zhuǎn)位置。在桿支承件502旋轉(zhuǎn)期間太陽輪507通常旋轉(zhuǎn)鎖定，所以通過工作桿503、504繞旋轉(zhuǎn)軸線C’旋轉(zhuǎn)，使行星輪505、506通過改變旋轉(zhuǎn)方向的傳動輪550、555在太陽輪507上滾動，由此使工作桿503、504實施沿與所述旋轉(zhuǎn)反向的自轉(zhuǎn)。
通過這兩根工作桿503、504互不交叉并布置為使它們的自轉(zhuǎn)軸線A’、B’互相平行，可使此裝置在高度方面結(jié)構(gòu)非常緊湊。因此它例如特別好地適合用于推進在低水位的內(nèi)河中使用的船舶。
在圖20中表示的按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置的第五種實施例基本上與圖19所示的第四種實施例一致。主要的區(qū)別在于，工作桿603、604不是平行的而是傾斜和不交叉地布置。相應(yīng)地，槳631、641、桿支承件602、行星輪605、606、傳動輪650、655、驅(qū)動軸609、固定部分610、調(diào)整軸680、齒圈691和有驅(qū)動小齒輪692的軸693，幾何相配地設(shè)計，但不改變它們各自的功能。因此，除了工作桿603、604在驅(qū)動軸609旋轉(zhuǎn)時分別實施一種確定一個截錐體而不是一個圓柱體的運動外，針對第四種實施例所述的在這里基本上都適用。
通過兩根工作桿603、604傾斜地布置，可以使此裝置在寬度上與第四種實施例相比設(shè)計得更加緊湊。因此雖然它略高一些，但仍比具有交叉的工作桿的實施例要明顯地低。
按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置是一個基本構(gòu)件，它通過相應(yīng)地添加適當?shù)脑涂赡艿呐c其他基本構(gòu)件相組合，可以按多種多樣的方式使用。
除上面說明的那些應(yīng)用外，例如還可以設(shè)想使用于通風(fēng)技術(shù)中用于造成沿長的途徑保持穩(wěn)定的定向的輸送氣流。在隧道內(nèi)少量有高的輸送功率和輸送方向可逆的通風(fēng)機可以提高可靠性。驅(qū)動馬達有利地處于隧道襯砌的上方。
按本發(fā)明的運動轉(zhuǎn)換裝置還可以如一艘在流動水域內(nèi)的滑索渡船那樣作為漂浮的內(nèi)河電站，在這種情況下它為此目的設(shè)有漂浮體。河川水流推動傳動槳葉旋轉(zhuǎn)，從而啟動所建的發(fā)電機。在河床上不需要采取任何建筑方面的措施，所以電站可以立即投入使用?；诖似◇w，所以水位無關(guān)緊要。
權(quán)利要求
1.一種運動轉(zhuǎn)換裝置，用于將一種旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為一根工作桿(3、4；203、204；303、304；503、504；603、604)的一種確定一個截錐體或一個圓柱體的和一種自轉(zhuǎn)的運動，或反之，將一根工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)的一種確定一個截錐體或一個圓柱體的且自轉(zhuǎn)的運動轉(zhuǎn)換為一種旋轉(zhuǎn)運動，該裝置包括一個可繞一條旋轉(zhuǎn)軸線(C；C’)旋轉(zhuǎn)的桿支承件(2；502；602)，工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)可繞一條自轉(zhuǎn)軸線(A、B；A’、B’)自轉(zhuǎn)地支承在所述桿支承件內(nèi)，其特征為圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(C；C’)安裝一個可旋轉(zhuǎn)鎖定的太陽輪(7；107、108；407；507；607)，一個旋轉(zhuǎn)固定地安裝在工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)上的行星輪(5、6；105、106；402、404；505、506；605、606)通過一個傳動裝置(50、55；150、155；450、455；550、555；650、655)與所述太陽輪接合，以致當桿支承件(2；502、602)繞旋轉(zhuǎn)軸線(C；C’)旋轉(zhuǎn)時，工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)一方面由于安裝在桿支承件(2；502；602)內(nèi)而以相同的旋轉(zhuǎn)方向進行旋轉(zhuǎn)，以及另一方面由于通過傳動裝置(50、55；150、155；450、455；550、555；650、655)與太陽輪(7；107、108；407；507；607)接合的行星輪(5、6；105、106；402、404；505、506；605、606)而沿相反的旋轉(zhuǎn)方向繞自轉(zhuǎn)軸線(A、B；A’、B’)進行自轉(zhuǎn)。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為在行星輪(5、6；105、106；402、404；505、506；605、606)與太陽輪(7；107、108；407；507；607)之間存在一個旋轉(zhuǎn)傳動比，使得在桿支承件(2；502、602)旋轉(zhuǎn)360°時，工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)自轉(zhuǎn)小于360°。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征為在行星輪(5、6；105、106；402、404；505；606)與太陽輪(7；107、108；407；507；607)之間存在一個旋轉(zhuǎn)傳動比2∶1。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征為它具有調(diào)整裝置(11、12、13、14；111、112、113、114、121、122)，借其可旋轉(zhuǎn)調(diào)整太陽輪(7；107、108；407；507；607)，以及調(diào)整裝置除在旋轉(zhuǎn)調(diào)整時之外使太陽輪旋轉(zhuǎn)鎖定。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征為所述調(diào)整裝置包括一個與太陽輪(7；107、108；407；507；607)連接的鏈輪(11；111、112)、一個另外的可旋轉(zhuǎn)調(diào)整的鏈輪(13；113、114)以及一條連接這兩個鏈輪(11、13；111、112、113、114)的鏈條(12；121、122)。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征為行星輪(5、6；105、106；505、506；605、606)、傳動裝置(50、55；150、155；550、555；650、655)以及太陽輪(7；107、108；507；607)都是齒輪。
7.按照權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征為行星輪(402、404)和太陽輪(407)是鏈輪，而傳動裝置是一條連接這些鏈輪的滾子鏈(450、455)。
8.按照權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征為傳動裝置是一條皮帶或一個無齒的輪。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的裝置，其特征為它具有至少兩根工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)，所述工作桿各有一個行星輪(5、6；402、404；505、506；605、606)，其中，行星輪(5、6；402、404；505、506；605、606)通過傳動裝置(50、55；450、455；550、555；650、655)與太陽輪(7；407；507；607)接合。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的裝置，其特征為它具有至少兩根工作桿，所述工作桿各有一個行星輪(105、106)，其中，每個行星輪(105、106)通過一個傳動裝置(150、155)與一個單獨的、圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(C)設(shè)置的太陽輪(107、108)接合。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的裝置，其特征為桿支承件(2)可旋轉(zhuǎn)地安裝在一個外殼(1、10)內(nèi)并且與一根設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸線(C)上的軸(9)連接，該軸(9)從外殼(1、10)伸出。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述的裝置，其特征為桿支承件(2；502；602)與一個用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動裝置連接，并且在其中至少一根工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)上設(shè)一個工作裝置，尤其一個槳(31、41；31’、41’；531、541；631、641)、一個槳葉(131、141)或一片葉片(231、241)。
13.按照權(quán)利要求1至11之一所述的裝置，其特征為接受扭矩的裝置，尤其是一臺發(fā)電機，與桿支承件(2；502；602)連接。
14.至少一個按照權(quán)利要求1至12之一所述的裝置作為水中或空中推進器的驅(qū)動裝置和/或控制裝置的應(yīng)用，用于產(chǎn)生水流或氣流或用于攪拌流動物質(zhì)。
15.按照權(quán)利要求13所述的裝置的應(yīng)用，用于發(fā)電，通過將一根具有一個工作裝置(31、41；31’、41’；131、141；231、241；531、541；631、641)的工作桿(3、4；103、104；203、204；303、304；503、504；603、604)的一種確定一個截錐體或一個圓柱體的且自轉(zhuǎn)的、由流動的水或風(fēng)形成的運動轉(zhuǎn)換成一種旋轉(zhuǎn)運動，借助此旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動發(fā)電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運動轉(zhuǎn)換裝置，用于將一種旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為兩根工作桿(3、4)的一種確定一個截錐體的和一種自轉(zhuǎn)的運動，或反之，該裝置包括一個可繞一條旋轉(zhuǎn)軸線(C)旋轉(zhuǎn)的桿支承件(2)。這兩根工作桿(3、4)可分別繞一條自轉(zhuǎn)軸線(A、B)自轉(zhuǎn)地支承在桿支承件(2)內(nèi)。在每根工作桿(3、4)上旋轉(zhuǎn)固定地安裝一個行星輪(5、6)。行星輪(5、6)分別通過一個傳動輪(50、55)與一個可旋轉(zhuǎn)鎖定的太陽輪(7)接合，太陽輪圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(C)安裝。此用于運動轉(zhuǎn)換的裝置可用于完全不同的應(yīng)用目的且機械結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號B63H1/00GK1662417SQ03814004
公開日2005年8月31日 申請日期2003年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月17日
發(fā)明者赫曼·德特維勒 申請人:普利姆協(xié)作股份公司