環(huán)形凸輪以及包括環(huán)形凸輪的流體工作機(jī)器的制造方法
【專利摘要】一種用于流體工作機(jī)器的環(huán)形凸輪(1)是由多個(gè)區(qū)段(5，7)形成的。這些區(qū)段具有面對活塞的表面(15，16)，這些面對活塞的表面一起限定了該流體工作機(jī)器的一個(gè)工作表面。這些區(qū)段包括：一個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形(46)，這個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形具有一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面在一個(gè)跟隨端形成該工作表面的一部分，并且這個(gè)面對活塞的表面在一個(gè)前導(dǎo)端從該工作表面上凹陷；以及一個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形(40)，這個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形具有一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面在一個(gè)前導(dǎo)端形成該工作表面的一部分、并且在該一個(gè)跟隨端從該工作表面上凹陷。這些協(xié)作構(gòu)形互鎖并且多個(gè)滾輪由此從一個(gè)區(qū)段平滑地移到下一個(gè)區(qū)段，無論是否由于制造公差或磨損而在對齊上有輕微的改變。具有面對活塞的表面的這些區(qū)段是處于壓縮應(yīng)力中以便部分地或完全地抵銷在使用中由于滾輪的作用引起的拉伸應(yīng)力。這些區(qū)段形成了一個(gè)波狀的凸輪表面，并且通過該工作表面在前導(dǎo)或跟隨表面中在使用中受到最小的來自活塞的力的的那個(gè)面上提供了附接裝置(3)。
【專利說明】環(huán)形凸輪以及包括環(huán)形凸輪的流體工作機(jī)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于流體工作機(jī)器的環(huán)形凸輪。與本發(fā)明尤其相關(guān)的是以下的應(yīng)用，其中環(huán)形凸輪在使用中經(jīng)受特別大的力，并且特別是用于大型流體工作機(jī)器(例如用于風(fēng)力渦輪機(jī)的吊艙內(nèi))的環(huán)形凸輪。
【背景技術(shù)】
[0002]流體工作機(jī)器包括受流體驅(qū)動的和/或驅(qū)動流體的機(jī)器，如泵、馬達(dá)、以及可以在不同的運(yùn)行模式下作為泵亦或作為馬達(dá)而起作用的機(jī)器。
[0003]當(dāng)流體工作機(jī)器作為泵來運(yùn)行時(shí)，一個(gè)低壓歧管典型地用作工作流體的一種凈來源點(diǎn)(net source)而一個(gè)高壓歧管典型地用作工作流體的凈匯收點(diǎn)(net sink)。當(dāng)流體工作機(jī)器作為一臺馬達(dá)來運(yùn)行時(shí)，一個(gè)高壓歧管典型地用作流體的凈來源點(diǎn)而一個(gè)低壓歧管典型地用作流體的凈匯收點(diǎn)。在本說明書和所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“高壓”以及“低壓”是相對的，并且取決于具體應(yīng)用。在一些實(shí)施方案中，低壓工作流體可以處于高于大氣壓的一個(gè)壓力，并且可以是大氣壓的幾倍。然而，在所有情況下，低壓工作流體將典型地處于比高壓工作流體更低的壓力。一臺流體工作機(jī)器可以具有一個(gè)以上的低壓歧管并且具有一個(gè)以上的聞壓歧管。
[0004]大排量環(huán)形凸輪式流體工作機(jī)器(即:具有一個(gè)大型的旋轉(zhuǎn)的環(huán)形凸輪的流體工作機(jī)器，這個(gè)凸輪驅(qū)動圍繞該凸輪安排的多個(gè)徑向活塞，其中每個(gè)活塞典型地在每圈凸輪旋轉(zhuǎn)上往復(fù)運(yùn)動多次)是已知的并且被提議用于可再生能源的應(yīng)用中，在這些應(yīng)用中存在一種低速的旋轉(zhuǎn)輸入但有一個(gè)相對高速的發(fā)電機(jī)(Rampen, Taylor&Riddoch, Gearlesstransmissions for wind turbines,DEWEK,Bremen,Dec.2006)。環(huán)形凸輪流體工作機(jī)器典型地具有多個(gè)滾輪，這些滾輪在一個(gè)波狀的凸輪上滾動并且運(yùn)行性地連接到多個(gè)活塞上。每個(gè)活塞是可滑動地接合在一個(gè)缸中，這個(gè)缸與活塞一起限定了包含工作流體的一個(gè)工作室，該工作室通過一個(gè)或多個(gè)閥門與高壓以及低壓歧管相連通。這些活塞是各自可運(yùn)行的以便在該缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動從而在環(huán)形凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)改變該工作室容積，這樣就執(zhí)行了一個(gè)工作室容積周期，并且在這個(gè)過程中工作流體可以被排出。
[0005]環(huán)形凸輪流體工作機(jī)器可以被配置為使得這些活塞與缸被定位在該環(huán)形凸輪的內(nèi)部(該環(huán)形凸輪具有一個(gè)面向內(nèi)的工作表面)、或者可以被配置為使得該環(huán)形凸輪具有一個(gè)面向外的工作表面并且被定位在這些活塞與缸的內(nèi)部。確實(shí)，具有每一種配置的環(huán)形凸輪流體工作機(jī)器也是已知的，其中該環(huán)形凸輪旋轉(zhuǎn)、亦或這些活塞和缸旋轉(zhuǎn)。在這種環(huán)形凸輪被定位在內(nèi)與外兩圈活塞與缸之間的情況下，還有可能使環(huán)形凸輪既有面向內(nèi)的也有面向外的工作表面。甚至有可能使這些活塞與缸大致與旋轉(zhuǎn)軸線平行地對齊、并且使環(huán)形凸輪具有一個(gè)或多個(gè)軸向面對的工作表面。
[0006]驅(qū)動相對小的液壓馬達(dá)的環(huán)形凸輪泵已經(jīng)被提議作為耐用的可變速傳動裝置(例如)用在風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)、或潮汐流以及重力供給的水力發(fā)電機(jī)之中。
[0007]多缸流體工作機(jī)器(包括環(huán)形凸輪流體工作機(jī)器)可以是可變排量的流體工作機(jī)器(泵亦或馬達(dá)，或者作為泵亦或馬達(dá)可運(yùn)行的機(jī)器)，其中每個(gè)工作室是可選擇的以便由該工作室在一個(gè)工作室容積周期的過程中執(zhí)行一個(gè)有效的(或部分有效的)工作室容積周期或者一個(gè)空轉(zhuǎn)周期來對從該低壓歧管至高壓歧管(或與之相反)的流體的時(shí)間平均凈排量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在該有效的(或部分有效的)工作室容積周期中存在一個(gè)工作流體的凈排量，而在該空轉(zhuǎn)周期中基本上不存在工作流體的凈排量。
[0008]大型環(huán)形凸輪式機(jī)器維修起來是困難并且昂貴的，甚至為了維修一個(gè)工作室就要求將整個(gè)機(jī)體拆卸。這在可再生能源的應(yīng)用中可能是特別昂貴的，因?yàn)楸仨殢囊粋€(gè)難于接近的位置(例如一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的吊艙)上移動一個(gè)笨重的流體工作機(jī)器，這伴隨著要求大型并且昂貴的運(yùn)輸設(shè)備(例如一臺起重機(jī))。因此，令人希望的是使得此類大型流體工作機(jī)器在原位是可維修的，以此降低或免除對于大部件運(yùn)輸?shù)囊蟆?br> [0009]此外，大型的流體工作機(jī)器(例如適合于可再生能源的那些)是典型地經(jīng)受著特別高的內(nèi)力和壓力。例如，具有適合于風(fēng)力渦輪機(jī)的尺寸的大型環(huán)形凸輪流體工作機(jī)器的高壓(以及確實(shí)其低壓)工作流體的壓力是特別高的。因此由該環(huán)形凸輪接收的來自這些滾輪的力也是很高的，并且已知它使得這些環(huán)形凸輪的工作表面受損。已經(jīng)有人提出用多個(gè)區(qū)段來組裝大型環(huán)形凸輪，并且已知由于工作表面上出現(xiàn)的多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)在區(qū)段之間的交界處的滾輪壓力下使得過度磨損發(fā)生在滾輪上以及工作表面上。此外，多個(gè)旋轉(zhuǎn)零件本身的重量可以導(dǎo)致過度的環(huán)形凸輪磨損。
[0010]因此，對于具有最小的重量并且具有延長的工作壽命的一種流體工作機(jī)器以及用于徑向流體工作機(jī)器的一種具有模塊式構(gòu)造的環(huán)形凸輪仍然存在著一種需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]術(shù)語環(huán)形凸輪一部分或環(huán)形凸輪區(qū)段的“前導(dǎo)”或“跟隨”邊緣(或末端或其他特征)在此是關(guān)于該環(huán)形凸輪相對于這些活塞的旋轉(zhuǎn)方向來表達(dá)的，這典型地是由于該環(huán)形凸輪的旋轉(zhuǎn)但是在一些實(shí)施方案中是由于這些活塞安裝于其上的一個(gè)殼體的旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方案中，該環(huán)形凸輪與這些活塞的相對旋轉(zhuǎn)可以是處于任何一種轉(zhuǎn)向上(例如，一個(gè)給定的流體工作機(jī)器的轉(zhuǎn)向在運(yùn)行或維護(hù)過程中在某些時(shí)候可以被反轉(zhuǎn))并且這些前導(dǎo)緣以及跟隨緣或其他特征是相對于這些旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向之一來定義的。所提及的至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動是與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)包括了以下可能性，即:或者是環(huán)形凸輪旋轉(zhuǎn)，或者是該至少一個(gè)活塞旋轉(zhuǎn)，或者兩者均旋轉(zhuǎn)但處于不相等的速度。在所有情況下旋轉(zhuǎn)都是圍繞通過該環(huán)形凸輪的中心的一個(gè)軸線的。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一方面，在此提供了一種用于具有至少一個(gè)活塞的流體工作機(jī)器的環(huán)形凸輪，該環(huán)形凸輪包括至少兩個(gè)區(qū)段；每個(gè)所述區(qū)段在一個(gè)前導(dǎo)區(qū)域處具有一個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形并且在一個(gè)跟隨區(qū)域處具有一個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形；每個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形與一個(gè)所述跟隨協(xié)作構(gòu)形在一個(gè)互鎖區(qū)域處于協(xié)作接合中；每個(gè)所述區(qū)段具有一個(gè)面對活塞的表面，這些面對活塞的表面一起限定了一個(gè)(典型地，多凸起部的)凸輪工作表面用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(該活塞的一個(gè)零件，例如一個(gè)活塞滑履，或更典型地一個(gè)滾輪)與該至少一個(gè)活塞的運(yùn)行性接合從而將該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)；每個(gè)所述前導(dǎo)和跟隨協(xié)作構(gòu)形具有這個(gè)面對活塞的表面的一部分；其特征在于，每個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形具有一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面在該前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的一個(gè)跟隨區(qū)域處形成該工作表面的一部分，并且在該前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的跟隨區(qū)域處從該工作表面上凹陷(橫貫該互鎖區(qū)域)、并且每個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形具有一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面在該跟隨協(xié)作構(gòu)形的一個(gè)前導(dǎo)區(qū)域處形成該工作表面的一部分、并且在該跟隨協(xié)作構(gòu)形的跟隨區(qū)域處從該工作表面上凹陷(橫貫該互鎖區(qū)域)。
[0013]本發(fā)明還在一個(gè)第二方面中擴(kuò)展到了一個(gè)活塞式流體工作機(jī)器，該流體工作機(jī)器包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的一個(gè)環(huán)形凸輪，以及運(yùn)行地與該環(huán)形凸輪工作表面接合的至少一個(gè)活塞(典型地多個(gè)活塞)，這樣使得該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相接連。
[0014]本發(fā)明在一個(gè)第三方面還擴(kuò)展到了一種運(yùn)行流體工作機(jī)器的方法，該流體工作機(jī)器具有根據(jù)該第一方面的一個(gè)環(huán)形凸輪，以及通過一個(gè)接合凸輪的元件連接到該環(huán)形凸輪上的至少一個(gè)活塞，該方法包括致使該環(huán)形凸輪和該至少一個(gè)活塞的相對旋轉(zhuǎn)，這樣使得該至少一個(gè)接合凸輪的元件從一個(gè)第一區(qū)段的前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形上平滑地經(jīng)過而到達(dá)一個(gè)第二區(qū)段的跟隨協(xié)作構(gòu)形。
[0015]典型地，這個(gè)或每個(gè)活塞通過一個(gè)接合凸輪的元件(典型地是一個(gè)滾輪)運(yùn)行性地與該環(huán)形凸輪接合。
[0016]在已知的分段式環(huán)形凸輪中，一個(gè)環(huán)形凸輪區(qū)段的工作表面是旨在與一個(gè)相鄰的環(huán)形凸輪區(qū)段的工作表面對齊并且接觸，這樣使得這些滾輪或其他接合凸輪的元件在這些環(huán)形凸輪區(qū)段之間平滑地移動。然而，在實(shí)踐中，在相鄰的工作表面之間經(jīng)常存在顯著的不匹配。不匹配可以在安裝時(shí)就存在，或通過磨損而發(fā)展，或在使用中由于流體工作機(jī)器內(nèi)的力(例如由將力施加在這些凸輪上的這些滾輪、或其他接合凸輪的元件所導(dǎo)致)而瞬時(shí)地產(chǎn)生。因此，將會存在多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)，這些點(diǎn)不僅導(dǎo)致了噪聲，而且還導(dǎo)致了在滾輪、或其他接合凸輪的元件上、或在該環(huán)形凸輪區(qū)段的工作表面的邊緣上的磨損。
[0017]然而，在本發(fā)明的環(huán)形凸輪中，相鄰的區(qū)段具有互鎖協(xié)作構(gòu)形，這些互鎖協(xié)作構(gòu)形各自具有一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面在一端形成了工作表面的一個(gè)部分，并且在另一端從工作表面上凹陷。在一個(gè)該互鎖區(qū)間內(nèi)將存在一個(gè)位置，在這個(gè)位置上一個(gè)接合凸輪的元件將同時(shí)與兩個(gè)協(xié)作構(gòu)形接觸。因此，一個(gè)滾輪(處于同該環(huán)形凸輪的滾動接合中)，或其他接合凸輪的元件將平滑地從一個(gè)區(qū)段被過渡到下一個(gè)區(qū)段上，這是通過與該第一區(qū)段的前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的工作表面進(jìn)行接觸，并且然后同時(shí)與該第一區(qū)段的前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的工作表面和該第二區(qū)段的跟隨協(xié)作構(gòu)形的工作表面進(jìn)行接觸，并且然后僅接觸該第二區(qū)段的工作表面來實(shí)現(xiàn)的。如果在相鄰的區(qū)段的對齊中存在任何小的不匹配的話，則這個(gè)過程將在更晚或更早一些時(shí)發(fā)生。此外，這個(gè)位置的精確位置可以取決于制造公差以及磨損。然而，應(yīng)該不存在一種不連續(xù)點(diǎn)，就像被發(fā)現(xiàn)帶有略微不匹配的平行工作表面的情況。因此，盡管有制造公差以及使用中的磨損，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)使磨損最小化的平滑過渡。這些協(xié)作構(gòu)形典型地是從該工作表面逐漸沿著其長度而凹陷。
[0018]典型地，在該前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的前導(dǎo)區(qū)域處的這個(gè)面對活塞的表面，和在該跟隨協(xié)作構(gòu)形的跟隨區(qū)域處的這個(gè)面對活塞的表面是從該工作表面凹陷了至少0.25mm,0.5mm或Imm0
[0019]典型地，每個(gè)協(xié)作構(gòu)形包括一個(gè)舌部。典型地是，每個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形包括一個(gè)前導(dǎo)舌部，該前導(dǎo)舌部具有一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面在該前導(dǎo)舌部的一個(gè)跟隨緣處形成了該工作表面的一個(gè)部分，并且這個(gè)面對活塞的表面在該前導(dǎo)舌部的前導(dǎo)區(qū)域處從該工作表面凹陷(橫貫該互鎖區(qū)域)。同樣典型地，每個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形包括一個(gè)跟隨舌部，該跟隨舌部具有一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面在該跟隨舌部的一個(gè)前導(dǎo)緣處形成了該工作表面的一個(gè)部分，并且這個(gè)面對活塞的表面在該跟隨舌部的跟隨區(qū)域處從該工作表面凹陷(橫貫該互鎖區(qū)域)。一個(gè)協(xié)作構(gòu)形可以具有多個(gè)舌部。一個(gè)協(xié)作構(gòu)形可以包括第一與第二舌部，從而限定了在其間的一個(gè)凹槽。
[0020]通過互鎖區(qū)域的說法，我們是指以下的一個(gè)區(qū)域，其中這些協(xié)作構(gòu)形(例如舌部)是彼此相鄰的、與在使用中多個(gè)滾輪、或其他接合凸輪的元件在其中沿著該工作表面移動的方向是正交的。因此，當(dāng)這些接合凸輪的元件被從一個(gè)區(qū)段過渡到下一個(gè)相鄰的區(qū)段時(shí)，這些接合凸輪的元件將在一段時(shí)間上在該互鎖區(qū)域內(nèi)在兩個(gè)協(xié)作構(gòu)形上延伸。
[0021]典型地，多個(gè)活塞被安排在環(huán)形凸輪(對于一個(gè)面向外的環(huán)形凸輪)外側(cè)、亦或該環(huán)(對于一個(gè)面向內(nèi)的環(huán)形凸輪)的內(nèi)側(cè)，或者，在一些實(shí)施方案中在這兩者上(對于具有面向內(nèi)和面向外的工作表面兩者的環(huán)形凸輪)。因此，該流體工作機(jī)器典型地是一個(gè)徑向活塞流體工作機(jī)器。然而，可以總體上平行于該環(huán)形凸輪旋轉(zhuǎn)的軸線來安排多個(gè)活塞。該多個(gè)活塞典型地是圍繞該環(huán)形凸輪徑向地安排的，并且通常是相等地間隔開的。
[0022]優(yōu)選地，每個(gè)活塞是與一個(gè)工作室容積相關(guān)聯(lián)的，該工作室容積隨著該活塞的往復(fù)運(yùn)動而周期性地改變。優(yōu)選地，每個(gè)活塞是可滑動地安裝到一個(gè)缸內(nèi)，這樣使得一個(gè)工作室被限定在該缸與活塞之間。典型地，該流體工作機(jī)器包括一個(gè)本體并且這個(gè)或每個(gè)缸可以形成在該本體之內(nèi)。例如，該本體可以包括一個(gè)缸體或由其組成。在一些實(shí)施方案中，這個(gè)或每個(gè)缸，或這個(gè)或每個(gè)活塞，可以是鉸接的(典型地通過一個(gè)球形支承件)。這個(gè)或每個(gè)活塞可以被約束在該本體內(nèi)。
[0023]該工作室容積隨著該環(huán)形凸輪的旋轉(zhuǎn)而周期性地改變。該流體工作機(jī)器包括一個(gè)低壓歧管以及一個(gè)高壓歧管，以及多個(gè)閥門，這些閥門用于調(diào)節(jié)每個(gè)工作室與該低壓歧管以及高壓歧管之間的流體流動。典型地，與每個(gè)工作室相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)所述閥門是一個(gè)電子控制的閥門。該流體工作機(jī)器包括一個(gè)控制器，該控制器是可運(yùn)行的以便在每個(gè)工作室容積周期上并且與多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地控制一個(gè)或多個(gè)所述電子控制的閥門，以便選擇在每個(gè)容積周期上由每個(gè)工作室排出的工作流體的凈體積。
[0024]典型地，每個(gè)滾輪、或其他接合凸輪的元件被偏置在該環(huán)形凸輪工作表面上。例如，每個(gè)滾輪、或其他接合凸輪的元件可以由一個(gè)彈性構(gòu)件(例如一個(gè)彈簧)來偏置在該工作表面上。典型地該彈性構(gòu)件將每個(gè)活塞偏置在每個(gè)滾輪上、或者其他接合凸輪的元件上，由此將所述滾輪(或其他接合凸輪的元件)偏置在該工作表面上?？商娲?，或另外地，每個(gè)滾輪(或其他接合凸輪的元件)和/或每個(gè)活塞通過來自對應(yīng)工作室內(nèi)的流體壓力在一個(gè)工作室容積周期的一部分或全部過程中被偏置在該工作表面上。典型地，來自對應(yīng)的工作室內(nèi)的流體還與每個(gè)滾輪、或其他接合凸輪的元件是處于直接連通的，由此將所述滾輪、或其他接合凸輪的元件偏置在該工作表面上，并且進(jìn)一步將該滾輪、或其他接合凸輪的元件與該活塞分離。例如，每個(gè)所述活塞可以限定一個(gè)通路，這個(gè)通路從該工作室延伸并且形成與該滾輪以及該活塞的相鄰表面的流體連通，所以高壓流體在該活塞與滾輪之間積聚，并且作為一種自平衡的流體軸承起作用。
[0025]在實(shí)踐中，施加在每個(gè)滾輪、或其他接合凸輪的元件上的力可以是實(shí)質(zhì)性的。這個(gè)力在多個(gè)工作室容積周期的過程中(并且在一些實(shí)施方案中取決于被該控制器選擇的一個(gè)具體的工作室容積周期上有待由該工作室排出的流體體積)周期性地改變。為了減小磨損，可能的情況是該機(jī)器被配置為、或是可運(yùn)行的，這樣使得當(dāng)該對應(yīng)的工作室與該低壓歧管處于直接的流體連通和/或與該高壓歧管分離時(shí)這些滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在這些互鎖區(qū)域上。
[0026]該流體工作機(jī)器可以被配置成(或是可運(yùn)行的)使得當(dāng)該對應(yīng)的工作室正在收縮(例如在其中該流體工作機(jī)器是一個(gè)泵的實(shí)施方案中)時(shí)這些滾輪、或其他接合凸輪的元件不支承在這些互鎖區(qū)域上。該流體工作機(jī)器可以被配置成(或是可運(yùn)行的)使得當(dāng)該對應(yīng)的工作室正在膨脹(例如在其中該流體工作機(jī)器是一個(gè)馬達(dá)的實(shí)施方案中)時(shí)這些滾輪、或其他接合凸輪的元件不支承在這些互鎖區(qū)域上。該流體工作機(jī)器可以被配置成使得當(dāng)旋轉(zhuǎn)是在一個(gè)第一方向上時(shí)，這些滾輪、或其他接合凸輪的元件不會在對應(yīng)的工作室正在收縮時(shí)支承在這個(gè)互鎖區(qū)域上，而當(dāng)旋轉(zhuǎn)是在一個(gè)第二方向時(shí)時(shí)，這些滾輪、或其他接合凸輪的元件不會在對應(yīng)的工作室正在膨脹時(shí)支承在這個(gè)互鎖區(qū)域上(例如，在其中該工作室是一個(gè)泵/馬達(dá)，在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)泵并且在一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)馬達(dá))。
[0027]在一些實(shí)施方案中，一個(gè)工作室的滾輪、或其他接合凸輪的元件不會在每個(gè)工作室容積周期中都支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上(例如，該滾輪或其他接合凸輪的元件可以僅在每個(gè)第二周期或僅在每個(gè)第三周期、或僅在每多于兩個(gè)、或三個(gè)或更多個(gè)周期中支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上)。
[0028]因此，在一些實(shí)施方案中，其中該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上既作為一個(gè)泵也作為一個(gè)馬達(dá)是可運(yùn)行的，該流體工作機(jī)器可以被配置為(或是可運(yùn)行的)使得在該第一旋轉(zhuǎn)方向中每個(gè)接合凸輪的元件不會在對應(yīng)的工作室正在收縮時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在每個(gè)工作室周期過程中執(zhí)行一個(gè)泵送周期，并且每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在多個(gè)工作室容積周期的過程中執(zhí)行一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期，在這些工作室容積周期中接合凸輪的元件不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上(按照情況可能是工作室容積的每個(gè)第二周期、或每個(gè)第三周期、或僅在每個(gè)大于兩個(gè)、或三個(gè)或更多個(gè)的周期上)。
[0029]在一些實(shí)施方案中，該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上可以既作為一個(gè)泵也作為一個(gè)馬達(dá)來運(yùn)行并且每個(gè)接合凸輪的元件只僅在工作室進(jìn)行膨脹時(shí)不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在每個(gè)工作室容積的周期中執(zhí)行一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期，并且每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在多個(gè)工作室容積的周期中執(zhí)行一個(gè)泵送周期，在這些工作室容積周期中該接合凸輪的元件不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上。
[0030]該流體工作機(jī)器可以是在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)馬達(dá)并且在一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)泵可運(yùn)行的，在該第一旋轉(zhuǎn)方向上每個(gè)接合凸輪的元件在對應(yīng)的工作室進(jìn)行膨脹時(shí)不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，并且在該第二旋轉(zhuǎn)方向上每個(gè)接合凸輪的元件在對應(yīng)的工作室正在收縮時(shí)不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上。
[0031]因此，當(dāng)一個(gè)滾輪或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)工作室內(nèi)的流體壓力與當(dāng)接合凸輪的元件支承在該工作表面的另一個(gè)區(qū)域上時(shí)(即，該工作表面的另一個(gè)區(qū)域不包括一個(gè)互鎖區(qū)域或其他不連續(xù)點(diǎn))工作室內(nèi)的流體壓力相比是受限制的。[0032]該流體工作機(jī)器可以被配置成(或是可運(yùn)行的)使得僅當(dāng)該對應(yīng)的工作室進(jìn)行膨脹(例如在其中該流體工作機(jī)器是一個(gè)泵的實(shí)施方案中)時(shí)這些滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在這些互鎖區(qū)域上。該流體工作機(jī)器可以被配置成使得僅當(dāng)該對應(yīng)的工作室進(jìn)行膨脹(例如在其中該流體工作機(jī)器是一個(gè)馬達(dá)的實(shí)施方案中)時(shí)這些滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在這些互鎖區(qū)域上。
[0033]因此，在一些實(shí)施方案中，其中該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上既作為一個(gè)泵也作為一個(gè)馬達(dá)是可運(yùn)行的，該流體工作機(jī)器可以被配置成(或是可運(yùn)行的)使得在該第一旋轉(zhuǎn)方向中每個(gè)接合凸輪的元件只是在對應(yīng)的工作室正在膨脹時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在每個(gè)工作室周期過程中執(zhí)行一個(gè)泵送周期，并且每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在多個(gè)工作室容積周期的過程中執(zhí)行一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期，在這些工作室容積周期中接合凸輪的元件不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上(按照情況可能是工作室容積的每個(gè)第二周期、或每個(gè)第三周期、或僅在每個(gè)大于兩個(gè)、或三個(gè)或更多個(gè)的周期上)。
[0034]在一些實(shí)施方案中，該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上既作為一個(gè)泵也作為一個(gè)馬達(dá)是可運(yùn)行的，并且每個(gè)接合凸輪的元件僅在該對應(yīng)的工作室正在收縮時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在每個(gè)工作室容積周期的過程中執(zhí)行一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期，并且每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在多個(gè)工作室容積的周期中執(zhí)行一個(gè)泵送周期，在這些工作室容積周期中該接合凸輪的元件不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上。
[0035]該流體工作機(jī)器可以是在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)馬達(dá)并且在一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)泵可運(yùn)行的，在該第一旋轉(zhuǎn)方向上每個(gè)接合凸輪的元件只在對應(yīng)的工作室進(jìn)行收縮時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，而在該第二旋轉(zhuǎn)方向上每個(gè)接合凸輪的元件只在對應(yīng)的工作室進(jìn)行膨脹時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上。
[0036]因此，當(dāng)一個(gè)滾輪或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)工作室內(nèi)的流體壓力與當(dāng)接合凸輪的元件支承在該工作表面的另一個(gè)區(qū)域上時(shí)(即，該工作表面的另一個(gè)區(qū)域不包括一個(gè)互鎖區(qū)域或其他不連續(xù)點(diǎn))工作室內(nèi)的流體壓力相比是受限制的。
[0037]流體工作機(jī)器能夠是可運(yùn)行的以便作為一個(gè)泵或一個(gè)馬達(dá)(在一個(gè)或兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上)起作用。流體工作機(jī)器(例如風(fēng)力渦輪機(jī))可以在實(shí)質(zhì)性的大多數(shù)時(shí)間上作為一個(gè)泵起作用，但是也可以作為馬達(dá)是可運(yùn)行以便使得渦輪葉片(或其他旋轉(zhuǎn)裝置)能夠在維護(hù)過程中被驅(qū)動到一個(gè)所希望的取向上。在一些應(yīng)用中可能有利的是使一個(gè)流體工作機(jī)器既作為一個(gè)泵也作為一個(gè)馬達(dá)在一個(gè)給定的旋轉(zhuǎn)方向上是可運(yùn)行的。例如，在大多數(shù)時(shí)間作為一個(gè)泵起作用(并且這個(gè)或每個(gè)接合凸輪的元件在該工作室進(jìn)行收縮時(shí)不支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上)的流體工作機(jī)器(例如風(fēng)力渦輪機(jī))因此可以僅在一些工作室容積周期(即，當(dāng)這個(gè)或每個(gè)接合凸輪的元件不支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí))上作為一個(gè)馬達(dá)而有利地是可運(yùn)行的以便將該機(jī)器定位。例如，在大多數(shù)時(shí)間作為一個(gè)泵起作用(并且這個(gè)或每個(gè)接合凸輪的元件在該工作室進(jìn)行收縮時(shí)不支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上)的流體工作機(jī)器(例如風(fēng)力渦輪機(jī))因此可以在少數(shù)時(shí)間(即，當(dāng)這個(gè)或每個(gè)接合凸輪的元件在該工作室進(jìn)行膨脹時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上)中作為一個(gè)馬達(dá)而有利地是可運(yùn)行的以便將該機(jī)器定位。
[0038]在一些實(shí)施方案(例如，其中所述工作室在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上是可選擇的以便執(zhí)行一個(gè)有效周期或一個(gè)空轉(zhuǎn)周期和/或可選擇的以執(zhí)行一個(gè)泵送周期或馬達(dá)運(yùn)行周期，或者其中該流體工作機(jī)器被配置為在對應(yīng)的第一以及第二旋轉(zhuǎn)方向上執(zhí)行一系列的有效周期以及空轉(zhuǎn)周期，或者泵送周期以及馬達(dá)運(yùn)行周期)中，該流體工作機(jī)器是可運(yùn)行的(或被配置為)以便在這些滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上(與當(dāng)該凸輪工作元件支承在該工作表面的另一個(gè)區(qū)域上時(shí)工作室內(nèi)的流體壓力相比)時(shí)限制所述工作室內(nèi)的工作流體壓力(與當(dāng)該接合凸輪的元件支承在該工作表面的另一個(gè)區(qū)域上時(shí)該工作室內(nèi)的流體壓力相比)。優(yōu)選地，該流體壓力被限制為一個(gè)壓力，它是實(shí)質(zhì)性地低于在一個(gè)典型的有效工作室容積的周期中的最大壓力。例如，該壓力可以被限制為小于50巴，100巴或200巴。該壓力可以限制為小于50%，或小于25%的最大額定工作室運(yùn)行壓力，或在一個(gè)典型的有效工作室容積的周期中的最大壓力。
[0039]優(yōu)選地，當(dāng)這些滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)，由控制器選擇通過所述工作室在一個(gè)工作室容積的周期中排出的工作流體的凈體積來限制該壓力?？梢栽谠搶?yīng)的工作室容積周期之前選定在一個(gè)工作室的容積周期中由一個(gè)工作室排出的工作流體的凈體積。
[0040]可能的情況是在一個(gè)工作室容積的周期(即，一個(gè)有效、空轉(zhuǎn)、馬達(dá)運(yùn)行或泵送周期)中有待由一個(gè)所述工作室排出的流體的凈體積是響應(yīng)于該高壓歧管內(nèi)的壓力和/或每個(gè)所述滾輪相對于每個(gè)所述互鎖區(qū)域(或其他接合凸輪的元件)的位置而選擇的或是可選擇的，以此來限制所述工作室內(nèi)工作流體的壓力。
[0041]例如，一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的流體工作機(jī)器的高壓歧管內(nèi)的壓力可以是根據(jù)風(fēng)速來改變。
[0042]在一些實(shí)施方案中，該控制器是可運(yùn)行的以便對一個(gè)或多個(gè)電子控制的閥門(在一個(gè)所述工作室與該高壓和/或低壓歧管之間)進(jìn)行控制(通過打開、關(guān)閉或防止打開或關(guān)閉)以便當(dāng)該關(guān)聯(lián)的滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)選擇在一個(gè)工作室容積的周期中由所述工作室排出的工作流體的體積、或防止工作流體的排出，以便由此當(dāng)該滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)限制所述工作室內(nèi)的工作流體壓力。
[0043]在一些實(shí)施方案中，每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便執(zhí)行一個(gè)部分有效的周期，在這個(gè)部分有效的周期中存在一個(gè)流體體積的凈排量，該凈排量是小于該工作室可運(yùn)行排出的最大的流體體積。因此，該控制器能夠是可運(yùn)行的以便對一個(gè)或多個(gè)電子控制的閥門進(jìn)行控制從而當(dāng)所關(guān)聯(lián)的滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)選擇所述工作室的一個(gè)部分有效的周期，由此在所述工作室周期的那個(gè)部分中當(dāng)該滾輪、或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)限制所述工作室內(nèi)的工作流體壓力。
[0044]該工作表面可以包括另外的多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)并且該流體工作機(jī)器能夠是可運(yùn)行的以便當(dāng)這些滾輪、或其他接合元件支承在一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)限制所述工作室內(nèi)的工作流體壓力。
[0045]因此，該方法可以包括在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上選擇這些所述工作室中的一個(gè)或多個(gè)的有效泵送運(yùn)行周期與有效馬達(dá)運(yùn)行周期或空轉(zhuǎn)周期中的一個(gè)或多個(gè)，從而當(dāng)一個(gè)接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域(或該工作表面中的其他不連續(xù)點(diǎn))上時(shí)限制在一個(gè)或多個(gè)工作室內(nèi)的壓力。該方法可以包括致使該控制器選擇所述工作室中的一個(gè)或多個(gè)的有效泵送運(yùn)行周期與有效馬達(dá)運(yùn)行周期或空轉(zhuǎn)周期。[0046]可能的情況是每個(gè)活塞的運(yùn)動軸線是與該環(huán)形凸輪共面的，但不會從該環(huán)形凸輪的中心軸線直接地徑向延伸。取而代之，每個(gè)活塞的運(yùn)動的軸線優(yōu)選地是傾斜的，即，不會從該環(huán)形凸輪的中心軸線直接地延伸離開。這減小了作用在可滑動地安裝在缸內(nèi)的活塞上的剪切力。
[0047]典型地，該環(huán)形凸輪的工作表面是波狀的(限定至少一個(gè)波形并且典型地是多個(gè)波形)。這些波形可以是正弦曲線，盡管典型地存在與正弦曲線形式的一些偏離。一些或所有區(qū)段可以具有限定了波形的一部分的一個(gè)面對活塞的表面。在一些實(shí)施方案中，這個(gè)或每個(gè)所述區(qū)段中的一個(gè)或多個(gè)包括一個(gè)面對活塞的表面，這個(gè)面對活塞的表面限定了多于一個(gè)波形、或多個(gè)波形。因此，一個(gè)工作室的滾輪、或其他接合凸輪的元件在每個(gè)工作室容積周期不支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上并且可以僅在每多于一個(gè)工作室容積周期(該周期可以是一個(gè)整數(shù)的或非整數(shù)數(shù)目的工作室容積周期)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上。一個(gè)工作室的滾輪、或其他接合凸輪的元件可以僅在每兩個(gè)(或大于兩個(gè))工作室容積周期支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上。因此一些或所有的區(qū)段都可以包括多于一個(gè)波狀表面的波峰。一些或所有的區(qū)段可以包括多于一個(gè)波狀表面的波谷。形成一個(gè)環(huán)形凸輪的這些區(qū)段可以都是彼此相同的，或者可以存在兩個(gè)或更多的形成環(huán)形凸輪的區(qū)段的形狀。
[0048]這種環(huán)形凸輪可以安裝在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的軸上。該可旋轉(zhuǎn)的軸可以是空心的?？赡艿那闆r是該環(huán)形凸輪旋轉(zhuǎn)并且該至少一個(gè)活塞保持在位?？赡艿那闆r是該環(huán)形凸輪是靜止的并且該至少一個(gè)活塞相對于該環(huán)形凸輪而旋轉(zhuǎn)。可能的情況是，該環(huán)形凸輪以及該至少一個(gè)活塞兩者都可以旋轉(zhuǎn)，但是以不同的旋轉(zhuǎn)速度或方向，這樣使得在該環(huán)形凸輪與該至少一個(gè)活塞之間存在相對旋轉(zhuǎn)。
[0049]優(yōu)選地，一個(gè)區(qū)段的這個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的最領(lǐng)先的尖端，或一個(gè)區(qū)段的這個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形的最靠后的區(qū)域是光滑的。通過避免銳利的邊緣可以減小磨損。
[0050]優(yōu)選地，一些或所有的區(qū)段包括一個(gè)抗滑移的構(gòu)形來阻止該區(qū)段相對于一個(gè)凸輪區(qū)段支持件的滑動。例如，一個(gè)或多個(gè)區(qū)段可以包括一個(gè)花鍵或槽以便安裝到一個(gè)凸輪區(qū)段支持件的協(xié)作的槽或花鍵中，或包括一個(gè)槽以便接收一個(gè)鍵構(gòu)件，該鍵構(gòu)件也安裝到一個(gè)凸輪區(qū)段支持件上的槽中。優(yōu)選地，該凸輪區(qū)段支持件包括這個(gè)可旋轉(zhuǎn)的軸。
[0051]優(yōu)選地，接合到一個(gè)互鎖區(qū)域內(nèi)的相鄰區(qū)段的這些協(xié)作的構(gòu)形的面對活塞的表面跨過一個(gè)小于180.0° (但是典型地大于170.0° )的角度。
[0052]因此，本發(fā)明在一個(gè)第四方面擴(kuò)展到了一種用于具有至少一個(gè)活塞的流體工作機(jī)器的環(huán)形凸輪，該環(huán)形凸輪包括至少兩個(gè)區(qū)段；每個(gè)所述區(qū)段在一個(gè)前導(dǎo)區(qū)域處具有一個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形，并且在一個(gè)跟隨區(qū)域處具有一個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形；每個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形與一個(gè)所述跟隨協(xié)作構(gòu)形在一個(gè)互鎖區(qū)域處于協(xié)作性接合；每個(gè)所述區(qū)段具有一個(gè)面對活塞的表面，這些面對活塞的表面一起限定了一個(gè)凸輪工作表面(典型地是多凸起部)用于同該至少一個(gè)活塞(典型地通過一個(gè)接合凸輪的元件，例如一個(gè)滾輪)的運(yùn)行性接合從而將該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪的旋轉(zhuǎn)或該至少一個(gè)活塞相對于其他的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)；其特征在于，接合到一個(gè)互鎖區(qū)域內(nèi)的相鄰區(qū)段的這些協(xié)作構(gòu)形的面對活塞的表面跨過了一個(gè)小于180.0° (但是典型地大于170.0° )的角度。
[0053]因?yàn)榻雍系揭粋€(gè)互鎖區(qū)域內(nèi)的相鄰區(qū)段的這些協(xié)作構(gòu)形的面對活塞的表面跨過了一個(gè)小于180.0°的角度，安裝到一個(gè)活塞上并且從一個(gè)區(qū)段到一個(gè)相鄰的區(qū)段滾動的一個(gè)滾輪將簡短地與這兩個(gè)相鄰的區(qū)段中的每一個(gè)的工作表面具有一個(gè)接觸點(diǎn)，由此逐漸地從一個(gè)區(qū)段到下一個(gè)區(qū)段傳遞力。即便在相鄰的區(qū)段面對活塞的表面之間存在一個(gè)輕微的不匹配，如果它相對于該環(huán)形凸輪的曲率以及所述角度而言較小的話，一個(gè)滾輪仍然可以經(jīng)過所形成的不連續(xù)點(diǎn)。
[0054]通過跨過一個(gè)角度的說法，我們是指與在一個(gè)互鎖區(qū)域的一個(gè)協(xié)作構(gòu)形的面對活塞的表面共面的一個(gè)平面和與相鄰的協(xié)作構(gòu)形的面對活塞的表面共面的一個(gè)平面相交的角度。
[0055]本發(fā)明在一個(gè)第五方面還擴(kuò)展到了一種流體工作機(jī)器，該流體工作機(jī)器包括根據(jù)本發(fā)明的第四方面的一個(gè)環(huán)形凸輪，以及至少一個(gè)活塞(典型地多個(gè)活塞)，該至少一個(gè)活塞連接到一個(gè)滾輪上，該至少一個(gè)滾輪與該環(huán)形凸輪工作表面處于滾動接合，這樣使得該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)。
[0056]本發(fā)明在一個(gè)第六方面擴(kuò)展到了用于具有至少一個(gè)活塞的流體工作機(jī)器的一種環(huán)形凸輪，該環(huán)形凸輪包括至少兩個(gè)區(qū)段；所述區(qū)段具有一個(gè)面對活塞的表面，這些面對活塞的表面一起限定了一個(gè)(典型地多凸起部)的凸輪工作表面用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(例如該活塞的一個(gè)零件，例如一個(gè)活塞滑履、或更典型地一個(gè)滾輪)與該至少一個(gè)活塞的運(yùn)行性接合，從而將該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)，其特征在于每個(gè)區(qū)段面對活塞的表面被保持處于壓縮中。
[0057]因此，當(dāng)來自這些活塞(通過接合凸輪的元件，例如滾輪或活塞滑履連接的)的力支承在每個(gè)區(qū)段面對活塞的表面上時(shí)，所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力由該區(qū)段面對活塞的表面的壓縮來部分地或全部地抵消，從而減小或避免了否則的話可能減小該區(qū)段的工作壽命的拉伸應(yīng)力。該區(qū)段典型地是由金屬(例如鋼)制成的，這種金屬在壓縮中比在拉伸中更強(qiáng)。
[0058]優(yōu)選地，這個(gè)面對活塞的表面被保持在切向(也被稱為環(huán)箍)壓縮中。通過切向壓縮的意思是每個(gè)區(qū)段的面對活塞的表面在與這個(gè)面對活塞的表面相切(并且圍繞)的方向上被壓縮的。優(yōu)選地，這個(gè)面對活塞的表面的壓縮在與這個(gè)面對活塞的表面相切的方向上是大于 50MPa，lOOMPa 或 200MPa。
[0059]在實(shí)踐中，與每個(gè)區(qū)段面對活塞的表面一樣，至少一個(gè)與每個(gè)區(qū)段的表面相鄰的區(qū)域?qū)⒈槐３衷趬嚎s中。典型地，一個(gè)壓縮區(qū)域從這個(gè)面對活塞的表面延伸進(jìn)入該區(qū)段中，其中切向壓縮優(yōu)選地是大于50MPa、lOOMPa或200MPa。例如，切向壓縮力可以存在于該區(qū)段中離這個(gè)面對活塞的表面大于1mm，2mm或5mm的一個(gè)深度。
[0060]通過被保持在壓縮中的說法，我們是指在不存在其他力(例如來自活塞的力)的情況下存在著壓縮應(yīng)力。因此，這些區(qū)段是彈性變形的。典型地，如果不保持在壓縮中則這個(gè)或每個(gè)區(qū)段應(yīng)采取不同的形狀。因此，該區(qū)段典型地被保持為使得至少這個(gè)面對活塞的表面是通過一個(gè)或多個(gè)緊固件而保持在壓縮中的，并且典型地在切向壓縮中。該一個(gè)或多個(gè)緊固件可以是可釋放的，以使得這些區(qū)段能被拆除。例如，這些區(qū)段可以是單獨(dú)地可移除的以使它們能接受測試、維護(hù)或被更換。
[0061]典型地，每個(gè)所述區(qū)段具有在沒有外力時(shí)這個(gè)區(qū)段將采取的一種固有曲率并且每個(gè)所述區(qū)段以一個(gè)不同的曲率來保持，由此將每個(gè)區(qū)段面對活塞的表面保持在壓縮中，并且典型地在切向壓縮中。通過固有曲率的說法，我們是指若沒有外力作用在該區(qū)段上時(shí)它將采取的曲率，例如來自多個(gè)活塞或由一個(gè)或多個(gè)緊固件保持在彈性變形下的該區(qū)段所產(chǎn)生的力。
[0062]典型地，該環(huán)形凸輪包括一個(gè)凸輪區(qū)段支持件(如一個(gè)鼓輪)，并且每個(gè)區(qū)段是通過一個(gè)或多個(gè)緊固件被緊固到該環(huán)形凸輪支持件上。典型地，每個(gè)區(qū)段具有一個(gè)面對支持件的表面，這個(gè)面對支持件的表面與這個(gè)面對活塞的表面相反。
[0063]可能的情況是每個(gè)區(qū)段包括一個(gè)或多個(gè)通孔，這些通孔在該面對支持件的表面與面對活塞的表面之間延伸以便接收一個(gè)或多個(gè)緊固件(例如螺栓)，從而將該區(qū)段保持在該凸輪區(qū)段支持件上，使這個(gè)面對活塞的表面處于壓縮下。因此，每個(gè)區(qū)段面對活塞的表面典型地被這些通孔而穿通。每個(gè)區(qū)段可以包括在該區(qū)段側(cè)上的多個(gè)缺口，這些缺口從這個(gè)面對活塞的表面延伸到一個(gè)或多個(gè)緊固件上。
[0064]該環(huán)形凸輪可以具有一個(gè)面向外的工作表面用于同在該環(huán)形凸輪徑向外側(cè)的多個(gè)活塞的運(yùn)行性接合，其中每個(gè)所述區(qū)段以小于其固有曲率的一個(gè)曲率被保持。因此，該凸輪區(qū)段支持件可以限定一個(gè)第一曲率半徑并且每個(gè)區(qū)段可以具有一個(gè)帶有第二曲率半徑的固有曲率，其中該第一曲率半徑是大于該第二曲率半徑的。該第一曲率半徑可以由在該凸輪區(qū)段支持件(該凸輪區(qū)段支持件無需在這些區(qū)段保持構(gòu)形之間連續(xù)地延伸)上的多個(gè)區(qū)段保持構(gòu)形(例如螺栓孔)的配置來限定。每個(gè)區(qū)段可以由延伸通過所述多個(gè)通孔到該凸輪區(qū)段支持件上的一個(gè)或多個(gè)螺栓來保持，使面對活塞的表面處于壓縮中。優(yōu)選地，該第一曲率半徑比該第二曲率半徑大出至少0.05 %或0.1 %，并且該第一曲率半徑可以比該第二曲率半徑大出0.1%與0.5%之間，或在一些實(shí)施方案中在0.2%與0.3%之間。
[0065]該環(huán)形凸輪可以具有一個(gè)面向內(nèi)的工作表面用于同該環(huán)形凸輪的徑向在內(nèi)的多個(gè)活塞的運(yùn)行性接合，其中每個(gè)所述區(qū)段以大于其固有曲率的一個(gè)曲率的來保持。因此，該凸輪區(qū)段支持件可以限定一個(gè)第一曲率半徑并且每個(gè)區(qū)段可以具有一個(gè)帶有第二曲率半徑的固有曲率，其中該第一曲率半徑是小于該第二曲率半徑。該第一曲率半徑可以由在該凸輪區(qū)段支持件上的多個(gè)區(qū)段保持構(gòu)形(例如螺栓孔)的配置來限定，這些構(gòu)形無需在這些區(qū)段保持構(gòu)形之間連續(xù)地延伸。每個(gè)區(qū)段可以由延伸通過所述多個(gè)通孔(或多個(gè)缺口)到該凸輪區(qū)段支持件上的一個(gè)或多個(gè)螺栓來保持，使面對活塞的表面處于壓縮中。優(yōu)選地，該第一曲率半徑比該第二曲率半徑大出至少0.1 %或0.5%，并且該第一曲率半徑可以比該第二曲率半徑小0.1%與0.5%之間，或在一些實(shí)施方案中在0.2%與0.3%之間。
[0066]每個(gè)所述區(qū)段可以包括一個(gè)或多個(gè)在這個(gè)面對活塞的表面(比該支持接合表面更靠近，并且典型地甚至更靠近這個(gè)面對活塞的表面)之下的可壓縮的區(qū)域，這些可壓縮的區(qū)域包括一種具有大于該區(qū)段的包圍材料的壓縮率的介質(zhì)。
[0067]這些區(qū)域可以部分地或完全延伸跨過該區(qū)段(例如基本上平行于該環(huán)形凸輪的旋轉(zhuǎn)軸線)。這些可壓縮的區(qū)間可以是所述多個(gè)區(qū)段的材料中的多個(gè)孔或多個(gè)空隙，例如在該區(qū)段的多個(gè)相反側(cè)之間延伸的多個(gè)通孔。這些可壓縮的區(qū)間可以包括任何其他合適的可壓縮的介質(zhì)。
[0068]每個(gè)所述區(qū)段可以包括多個(gè)可壓縮的區(qū)間。
[0069]多個(gè)可壓縮的區(qū)間有利地協(xié)助了在這些所述面對活塞的表面內(nèi)產(chǎn)生壓縮。這些可壓縮的區(qū)間可以使由這些緊固件所施加的一個(gè)給定量的力能夠產(chǎn)生更大的切向壓縮。
[0070]本發(fā)明在一個(gè)第七方面擴(kuò)展到了一種流體工作機(jī)器，該流體工作機(jī)器包括根據(jù)本發(fā)明的第六方面的一個(gè)環(huán)形凸輪，以及通過一個(gè)接合凸輪的元件(如該活塞的一個(gè)零件或例如一個(gè)滾輪)可運(yùn)行地與該環(huán)形凸輪工作表面接合的至少一個(gè)活塞(典型地多個(gè)活塞)，這樣使得該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)。
[0071]在一個(gè)第八方面，本發(fā)明擴(kuò)展到一種將環(huán)形凸輪區(qū)段安裝成根據(jù)本發(fā)明的六方面的環(huán)形凸輪的方法，該方法包括如下步驟:安裝一個(gè)環(huán)形凸輪區(qū)段，這樣使得在伴隨地使該環(huán)形凸輪區(qū)段進(jìn)行彈性變形來壓縮該區(qū)段面對活塞的表面的同時(shí)該環(huán)形凸輪區(qū)段面對活塞的表面形成所述工作表面的一部分。
[0072]該凸輪區(qū)段支持件可以在至少兩個(gè)所述緊固件之間、并且典型地在每個(gè)所述緊固件之間連續(xù)地延伸，并且優(yōu)選地該安裝一個(gè)環(huán)形凸輪區(qū)段的步驟包括:在該區(qū)段的這些前導(dǎo)與跟隨端處或附近使該區(qū)段面對支持件的表面與該凸輪區(qū)段支持件進(jìn)行接合，這樣使得在該面對支持件的表面與該支持件之間存在一個(gè)間隙，這個(gè)間隙在這些前導(dǎo)與跟隨端之間延伸至少部分長度(典型地橫貫該區(qū)段的中心)并且使該區(qū)段彈性進(jìn)行彈性變形以便減小(并且優(yōu)選地消除)該間隙。在將該區(qū)段連接到該凸輪區(qū)段支持件上的螺栓被拉伸時(shí)該區(qū)段可以被彈性變形。
[0073]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第九方面，在此提供了一種環(huán)形凸輪區(qū)段，該環(huán)形凸輪區(qū)段具有一個(gè)工作表面部分用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(例如，該活塞的一個(gè)零件，例如一個(gè)活塞滑履，或更典型地一個(gè)滾輪)與一個(gè)活塞的運(yùn)行性接合，該工作表面部分描述了重復(fù)波形(它可以總體上是正弦曲線的)的一個(gè)比例X，該區(qū)段具有一個(gè)曲率，該區(qū)段在該工作表面部分之下彎曲了 360°的一個(gè)分?jǐn)?shù)y，其中x不是y的整數(shù)倍。
[0074]典型地，該環(huán)形凸輪區(qū)段要求被彎曲一個(gè)量值(該量值是至少0.01° )以便安裝到一個(gè)環(huán)形凸輪之中(也就是說，要求這些前導(dǎo)與跟隨端的相對取向被改變一個(gè)量值，該量值是至少0.01° )?？梢砸笤摥h(huán)形凸輪區(qū)段被彎曲一個(gè)量值，這個(gè)量值是至少0.1°。在一個(gè)實(shí)施方案中，要求它被彎曲0.05°。典型地，該環(huán)形凸輪區(qū)段要求被彎曲0.05%與
0.1%之間(也就是說該區(qū)段的曲率半徑要求被改變0.05%與0.1%之間)。
[0075]因此，每個(gè)區(qū)段具有一個(gè)工作表面部分，該工作表面部分描述了一個(gè)比例的重復(fù)波形(該比例可以是大于、或小于、或等于單位值)。然而，在該工作表面部分之下的該區(qū)段的曲率不是要使得多個(gè)區(qū)段可以被安裝在一起來形成一個(gè)環(huán)形凸輪，該環(huán)形凸輪具有一個(gè)連續(xù)的工作表面，這個(gè)連續(xù)的工作表面包括整數(shù)數(shù)目的波形，而這些區(qū)段沒有被彎曲并且由此而彈性地變形。這些區(qū)段可以被配置為形成具有包括整數(shù)個(gè)波形的連續(xù)工作表面的一個(gè)環(huán)形凸輪，這些區(qū)段必須在適合的方向上彎曲，這樣使得這些區(qū)段的工作表面部分被保持在壓縮中。
[0076]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一方面，在此提供了一種流體工作機(jī)器，它包括一個(gè)環(huán)形凸輪、一個(gè)低壓歧管、一個(gè)高壓歧管，限定了一個(gè)工作室的至少一個(gè)活塞、以及與這個(gè)或每個(gè)工作室相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)閥門(該閥門可以是一個(gè)電子控制的閥門，典型地是一個(gè)電子控制的面密封提升閥)，該閥門用于同多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地將該工作室交替地連接到該低壓或該高壓歧管上，該環(huán)形凸輪具有一個(gè)波狀的凸輪工作表面用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(例如該活塞的一個(gè)零件，如一個(gè)活塞滑履或更典型地一個(gè)滾輪)與該至少一個(gè)活塞的運(yùn)行性接合從而將該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)并且由此限定這些工作室容積的這些周期；該波狀凸輪表面的這些波形各自具有一個(gè)前導(dǎo)面以及一個(gè)跟隨面；其特征在于，在該工作表面中的多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)被定位在(并且典型地僅在)該前導(dǎo)面與該跟隨面中該至少一個(gè)活塞在與多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地流入和流出該工作室的流體流動所導(dǎo)致的正常運(yùn)行的過程中施加或做了最少的功的那個(gè)面上。
[0077]所述活塞在每個(gè)所述工作室容積周期的過程中可以在該前導(dǎo)或跟隨面中的一個(gè)或另一個(gè)上做最少的功。例如，在每個(gè)所述工作室容積周期的過程中一個(gè)工作室內(nèi)的壓力典型地周期性地改變并且在對應(yīng)的凸輪隨動元件支承在這些前導(dǎo)與跟隨面之一上時(shí)處于一個(gè)最大值(這樣使得施加在該工作表面上的力是處于一個(gè)最大值并且在所述面上做最多的功)，并且在該凸輪隨動元件支承在這些前導(dǎo)與跟隨面的另一個(gè)上時(shí)處于一個(gè)最小值(這樣使得施加在該工作表面上的力是處于一個(gè)最小值并且在所述面上做最少的功)。
[0078]在該流體工作機(jī)器或該環(huán)形凸輪的工作壽命中所述活塞可以在該前導(dǎo)或跟隨面的一個(gè)或另一個(gè)上做最少的功?？梢栽谌我饨o定的時(shí)間段內(nèi)在該前導(dǎo)或跟隨面的一個(gè)或另一個(gè)上做最少的功。例如，一個(gè)流體工作機(jī)器可以具有多于一個(gè)運(yùn)行模式并且可以具有一個(gè)第一運(yùn)行模式(它可以是在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向中)以及一個(gè)第二運(yùn)行模式(它可以是在一個(gè)第二運(yùn)動方向中)，在該第一運(yùn)行模式中在每個(gè)所述工作室周期(或大多數(shù)周期)過程中在該前導(dǎo)或跟隨面之一上做更多的功，在該第二運(yùn)行模式中在每個(gè)所述工作室周期(或大多數(shù)周期)過程中在該前導(dǎo)或跟隨面的另一個(gè)上做更多的功，其中該流體工作機(jī)器在大多數(shù)時(shí)間上(例如，在正常運(yùn)行過程中)是在該第一模式中起作用并且在少數(shù)時(shí)間上(例如，在維護(hù)過程中)是在該第二模式中起作用，這些所述不連續(xù)點(diǎn)被定位在(并且典型地僅在)該前導(dǎo)面與跟隨面中該至少一個(gè)活塞在該第一運(yùn)行模式過程中施加或做最少的功的那個(gè)面上。
[0079]典型地，該環(huán)形凸輪包括圍繞該環(huán)形凸輪的圓周延伸的至少兩個(gè)區(qū)段；以及其上附接了所述多個(gè)區(qū)段的一個(gè)支持結(jié)構(gòu)；每個(gè)所述區(qū)段包括一個(gè)面對活塞的表面，這些區(qū)段的面對活塞的表面限定了該工作表面。
[0080]在工作表面中的這些所述不連續(xù)點(diǎn)可以是用于將所述多個(gè)區(qū)段緊固到該支持結(jié)構(gòu)上的附接裝置。該附接裝置可以是例如一個(gè)或多個(gè)緊固件，例如多個(gè)螺栓，這些緊固件延伸通過該工作表面(典型地，通過限定了該環(huán)形凸輪的工作表面的一個(gè)區(qū)段的面對活塞的表面的一部分)。該附接裝置可以包括通過這些所述區(qū)段的多個(gè)開口和/或多個(gè)凹陷用于接收螺栓。
[0081]這些所述不連續(xù)點(diǎn)可以是在相鄰的區(qū)段之間的不連續(xù)點(diǎn)?？赡艿那闆r是各自包括多個(gè)前導(dǎo)與跟隨協(xié)作構(gòu)形以及在工作表面中的這些不連續(xù)點(diǎn)的多個(gè)區(qū)段包括多個(gè)互鎖區(qū)域，在這些互鎖區(qū)域中相鄰的多個(gè)區(qū)段的這些前導(dǎo)與跟隨協(xié)作構(gòu)形橫貫對應(yīng)的互鎖區(qū)域而重疊。
[0082]在環(huán)形凸輪工作表面以及這些接合凸輪的元件上的磨損隨著所接收的力而增加，并且在該工作表面的具有一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的多個(gè)區(qū)域(例如環(huán)形凸輪區(qū)段之間的互鎖區(qū)域，或用于將多個(gè)區(qū)段緊固到一個(gè)支持結(jié)構(gòu)上的附接裝置)內(nèi)是最大的。因此，本發(fā)明的流體工作機(jī)器，其中在該環(huán)形凸輪工作表面的具有多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的這些區(qū)域內(nèi)經(jīng)過一段時(shí)間所接收的力(即，經(jīng)過一段時(shí)間在這些所述區(qū)域上所做的平均功、以及在一些實(shí)施方案中在每個(gè)所述工作室容積的周期中所做的平均功)與其他區(qū)域相比是更低的。因此，該工作表面以及接合凸輪的元件的磨損速率被減小了。[0083]典型地，這些所述不連續(xù)點(diǎn)僅被定位在該前導(dǎo)面與該跟隨面中這些活塞在正常運(yùn)行的過程中做了最少的功(或者在時(shí)間上平均，例如該流體工作機(jī)器或凸輪的運(yùn)行壽命，做了最少的功)的那個(gè)面上，這種正常運(yùn)行是與多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地流入和流出該工作室的流體流動所導(dǎo)致的。
[0084]可能的情況是這些所述不連續(xù)點(diǎn)屬于一個(gè)第一類型(例如附接裝置，或這些所述互鎖區(qū)域)并且該工作表面包括屬于一個(gè)第二類型的另外的多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)，這些不連續(xù)點(diǎn)是以其他方式分布的，例如在相鄰波的波谷之間或在前導(dǎo)面與跟隨面兩者上。
[0085]典型地，該流體工作機(jī)器包括圍繞該環(huán)形凸輪徑向地安排的多個(gè)活塞。
[0086]每個(gè)所述接合元件可以由對應(yīng)的工作室內(nèi)的流體壓力(在一部分或更典型地所有的每個(gè)工作室容積周期的過程中)來偏置在該工作表面上。因此，在每個(gè)所述活塞上的由在對應(yīng)的工作室內(nèi)的工作流體壓力產(chǎn)生的力被這個(gè)或每個(gè)所述接合凸輪的元件傳遞到該工作表面上并且承載在該工作表面上(由此在該工作表面上做功)。每個(gè)所述接合凸輪的元件能夠可替代地或另外地由一個(gè)彈性構(gòu)件(例如一個(gè)彈簧)偏置在該工作表面上。
[0087]該流體工作機(jī)器能夠是可運(yùn)行的以便在一個(gè)對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)限制一個(gè)所述工作室內(nèi)的壓力(由此來降低施加在包括該不連續(xù)點(diǎn)的該工作表面區(qū)域上的力，這樣使得在包括該不連續(xù)點(diǎn)的工作表面區(qū)域上所做的功也是有限的)。
[0088]優(yōu)選地，在該接合凸輪的元件支承在所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)該工作室與該高壓歧管是密封分開的，以便在該接合凸輪的元件支承在一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)限制該工作室內(nèi)的壓力。例如，該工作室可以通過一個(gè)閥門(在此稱作高壓閥門)來與該高壓歧管密封分開，該閥門典型地是一個(gè)電子控制的閥門(例如一個(gè)面座提升閥，該面座提升閥可以是一個(gè)電子控制的面密封提升閥)?？商娲兀蛄硗獾?，在這個(gè)接合凸輪的元件支承在所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)該工作室可以例如通過一個(gè)閥門(例如一個(gè)面座提升閥，該閥可以是電子控制的面座提升閥)被置于同該低壓歧管處于流體連通，以便在該凸輪結(jié)合元件支承在一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)限制該工作室內(nèi)的壓力。
[0089]典型地，一個(gè)收縮沖程發(fā)生在這個(gè)接合凸輪的元件支承在一個(gè)波形的前導(dǎo)面上時(shí)并且一個(gè)膨脹沖程發(fā)生在這個(gè)接合凸輪的元件支承在該跟隨面上時(shí)。
[0090]可能的情況是該流體工作機(jī)器是一個(gè)泵并且每個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)被定位在一個(gè)跟隨面內(nèi)。在一個(gè)泵中，在一個(gè)膨脹沖程的過程中在對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在跟隨面上的同時(shí)典型地會從低壓歧管接收流體，并且因此每個(gè)不連續(xù)點(diǎn)將與該工作室內(nèi)的一個(gè)相對低壓的時(shí)間段相重合。
[0091]可能的情況是該流體工作機(jī)器是一個(gè)馬達(dá)并且每個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)被定位在一個(gè)前導(dǎo)面內(nèi)。在這樣的一個(gè)馬達(dá)中，在一個(gè)收縮沖程中在對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在該前導(dǎo)面上的同時(shí)流體典型地會被排出到該低壓歧管，并且因此每個(gè)不連續(xù)點(diǎn)將與該工作室內(nèi)的一個(gè)相對低壓的時(shí)間段相重合。
[0092]可能的情況是，這些所述不連續(xù)點(diǎn)被定位在該前導(dǎo)面與該跟隨面中這些活塞在第一運(yùn)行模式中在與多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地流入和流出該工作室的流體流動所導(dǎo)致的運(yùn)行的過程中做最少的功的那個(gè)面的僅一些的工作表面之中。
[0093]可能的情況是，該流體工作機(jī)器具有一個(gè)第二運(yùn)行模式，在該第二運(yùn)行模式中它執(zhí)行工作室容積的有效泵送運(yùn)行或有效馬達(dá)運(yùn)行周期中的任一個(gè)從而致使這些活塞在所述該前導(dǎo)面與該跟隨面中當(dāng)這些活塞在該第一運(yùn)行模式的運(yùn)行過程中做最少的功的那個(gè)面上做更大量的功，并且其中在該接合凸輪的元件支承在沒有所述不連續(xù)點(diǎn)的所述該前導(dǎo)面與跟隨面中的這些活塞在該第一運(yùn)行模式的運(yùn)行過程中做最少功的那個(gè)面上時(shí)所述有效泵送運(yùn)行或有效馬達(dá)運(yùn)行周期是選擇性地進(jìn)行的。
[0094]該第一運(yùn)行模式可以是泵送運(yùn)行并且其上這些活塞在該第一運(yùn)行模式的運(yùn)行過程中做最少的功(或施加最小的力)的這些面可以是這些跟隨面，并且該第二運(yùn)行模式可以是馬達(dá)運(yùn)行。
[0095]該第一運(yùn)行模式可以是馬達(dá)運(yùn)行并且其上這些活塞在該第一運(yùn)行模式的運(yùn)行過程中做最少的功(或施加最小的力)的這些面可以是這些前導(dǎo)面，并且該第二運(yùn)行模式可以是泵送運(yùn)行。
[0096]每個(gè)所述工作室可以包括一個(gè)或多個(gè)電子可控的閥門，并且該流體工作機(jī)器可以包括一個(gè)控制器，該控制器是可運(yùn)行的以便控制這個(gè)或每個(gè)電子可控的閥門。每個(gè)所述工作室能夠是通過該控制器在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上可選擇的以便通過對這個(gè)或每個(gè)電子可控的閥門的控制來實(shí)現(xiàn)一個(gè)有效周期(其中存在一個(gè)工作流體的凈排量)或一個(gè)空轉(zhuǎn)周期(其中基本上不存在流體的凈排量)。類似地，每個(gè)所述工作室能夠是可選擇的以便在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)有效的泵送運(yùn)行周期或一個(gè)有效的馬達(dá)運(yùn)行周期?？赡艿那闆r是該控制器在使用中執(zhí)行存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲媒質(zhì)中的一個(gè)程序，并且該程序確定在使用中該前導(dǎo)或跟隨面上是否施加了最小的力或做了最少的功。
[0097]因此，本發(fā)明在一個(gè)第十一方面擴(kuò)展到一種用于流體工作機(jī)器的環(huán)形凸輪，該環(huán)形凸輪包括一個(gè)工作表面，該工作表面用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(例如該活塞的一個(gè)零件，例如一個(gè)活塞滑履或更典型地是一個(gè)滾輪)與至少一個(gè)活塞的運(yùn)行性接合以便將這個(gè)或每個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于這個(gè)或每個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)并且來由此限定這些工作室容積周期；該工作表面包括具有前導(dǎo)與跟隨面的多個(gè)波形，其中該工作表面包括在這些所述波形的前導(dǎo)面或跟隨面中的多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)。
[0098]通過這些前導(dǎo)和跟隨面的說法，我們是指在一個(gè)流體工作機(jī)器的環(huán)形凸輪的使用中每個(gè)波形的與每個(gè)接合凸輪的元件首先并且和最后接合于其上的這些面?？赡艿那闆r是該環(huán)形凸輪是旨在用于兩個(gè)取向中的每一個(gè)上，在這種情況下將哪個(gè)轉(zhuǎn)向認(rèn)定為前導(dǎo)或跟隨是任意的。
[0099]該工作表面的每個(gè)波形可以包括一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)，或者該工作表面可以包括以多于一個(gè)波形的長度相互間隔開的多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)(例如，僅每一個(gè)半波形，或僅每隔一個(gè)或每隔兩個(gè)波形)。該工作表面可以包括其中沒有不連續(xù)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)波形。
[0100]典型地，該環(huán)形凸輪包括圍繞該環(huán)形凸輪的圓周延伸的至少兩個(gè)區(qū)段；以及其上附接了所述多個(gè)區(qū)段的一個(gè)支持結(jié)構(gòu)；每個(gè)所述區(qū)段包括一個(gè)面對活塞的表面，這些區(qū)段的面對活塞的表面限定了該工作表面。
[0101]可能的情況是這些所述不連續(xù)點(diǎn)是在這些區(qū)段面對活塞的表面之內(nèi)的不連續(xù)點(diǎn)(而不是在區(qū)段之間的不連續(xù)點(diǎn))。在工作表面中的這些所述不連續(xù)點(diǎn)可以是用于將所述多個(gè)區(qū)段緊固到該支持結(jié)構(gòu)上的附接裝置。該附接裝置可以是例如一個(gè)或多個(gè)緊固件，例如多個(gè)螺栓，這些緊固件延伸通過該工作表面(典型地，通過限定了該環(huán)形凸輪的工作表面的一個(gè)區(qū)段的面對活塞的表面的一部分)。該附接裝置可以包括通過這些所述區(qū)段的多個(gè)開口或多個(gè)凹陷用于接收多個(gè)螺栓。
[0102]然而，可能的情況是這些不連續(xù)點(diǎn)是相鄰區(qū)段之間的界面。例如，可能的情況是各自包括多個(gè)前導(dǎo)與跟隨協(xié)作構(gòu)形以及工作表面中的這些所述不連續(xù)點(diǎn)的該多個(gè)區(qū)段的每一個(gè)包括互鎖區(qū)域，在這些互鎖區(qū)域中相鄰的多個(gè)區(qū)段的這些前導(dǎo)與跟隨協(xié)作構(gòu)形橫貫對應(yīng)的互鎖區(qū)域而重疊。
[0103]典型地，這些所述不連續(xù)點(diǎn)是僅定位在這些所述前導(dǎo)面上或僅定位在這些所述跟隨面上。
[0104]可能的情況是這些所述不連續(xù)點(diǎn)僅被定位在這些所述前導(dǎo)或跟隨面的一些之中。例如，在交替的前導(dǎo)或跟隨面中、或每三個(gè)或四個(gè)前導(dǎo)或跟隨面中、或在每三個(gè)中的兩個(gè)、或每四個(gè)中的三個(gè)前導(dǎo)或跟隨面中。
[0105]在一些實(shí)施方案中，每個(gè)波形(并且因此每工作室容積周期)存在多于一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)(例如一個(gè)半、或兩個(gè)或多于兩個(gè))。
[0106]工作表面的這些波形可以是正弦曲線的。
[0107]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第十二方面，在此提供了一種運(yùn)行流體工作機(jī)器的方法，該流體工作機(jī)器包括一個(gè)環(huán)形凸輪、一個(gè)低壓歧管、一個(gè)高壓歧管，限定了一個(gè)工作室的至少一個(gè)活塞、以及與這個(gè)或每個(gè)工作室相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)閥門(該閥門可以是一個(gè)電子控制的閥門，典型地是一個(gè)電子控制的面密封提升閥)，該閥門用于同多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地將該工作室交替地連接到該低壓或該高壓歧管上，該環(huán)形凸輪具有一個(gè)波狀的凸輪工作表面以便用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(例如該活塞的一個(gè)零件，如一個(gè)活塞滑履或更典型地一個(gè)滾輪)與該至少一個(gè)活塞的運(yùn)行性接合從而將該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)并且由此限定這些工作室容積的這些周期；該波狀凸輪表面的這些波形各自具有一個(gè)前導(dǎo)面以及一個(gè)跟隨面；這些前導(dǎo)或跟隨表面包括多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)，該方法的特征在于在同多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地流入和流出該工作室的流體流動所導(dǎo)致的正常運(yùn)行的過程中該至少一個(gè)活塞在該前導(dǎo)面與該跟隨面中包括這些不連續(xù)點(diǎn)的那個(gè)面上做最少的功。
[0108]可能的情況是所述前導(dǎo)或跟隨面的僅一部分上包括所述不連續(xù)點(diǎn)。
[0109]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第十三方面，在此提供了一種運(yùn)行流體工作機(jī)器的方法，該流體工作機(jī)器包括一個(gè)環(huán)形凸輪、一個(gè)低壓歧管、一個(gè)高壓歧管、限定了一個(gè)具有周期性改變?nèi)莘e的工作室的至少一個(gè)活塞、以及與這個(gè)或每個(gè)工作室相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電子控制的閥門，該閥門用于同多個(gè)工作室容積周期成定相的關(guān)系地將該工作室交替地連接到一個(gè)所述低壓歧管與一個(gè)所述高壓歧管上；該環(huán)形凸輪具有一個(gè)工作表面用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(例如該活塞的一個(gè)零件，例如活塞滑履或一個(gè)滾輪)與這個(gè)或每個(gè)活塞的運(yùn)行性接合從而將這個(gè)或每個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于這個(gè)或每個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)并且來由此限定工作室容積的這些周期；該工作表面的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域具有一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)；該方法的特征在于當(dāng)該對應(yīng)的接合凸輪的元件(即，限定了所述工作室的活塞通過它接合在該凸輪工作表面之中的這個(gè)接合凸輪的元件)支承在該工作表面中的一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)對在一個(gè)所述工作室中的工作流體的壓力進(jìn)行限制。
[0110]因此，在該接合凸輪的元件支承在一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)(以及，在一些實(shí)施方案中，其中定位了該不連續(xù)點(diǎn)的前導(dǎo)面或跟隨面)上時(shí)，該工作室內(nèi)的流體壓力典型地是小于在該接合凸輪的元件支承在該工作表面的另一個(gè)區(qū)域上時(shí)該工作室內(nèi)的壓力。因此，由所述活塞在一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)在工作表面上所做的功、以及該工作表面的磨損被降低。
[0111]該環(huán)形凸輪可以是根據(jù)本發(fā)明的第十一方面的一個(gè)環(huán)形凸輪。
[0112]可能的情況是在該接合凸輪的元件通過(即，抵靠上)該不連續(xù)點(diǎn)時(shí)(例如通過對調(diào)節(jié)該工作室與該高壓歧管之間流體流動的一個(gè)所述電子控制的閥門的打開或關(guān)閉進(jìn)行控制)，所述工作室內(nèi)的工作流體壓力通過將該工作室與該高壓歧管密封分開而進(jìn)行限制。
[0113]可能的情況是該環(huán)包括具有多個(gè)前導(dǎo)與跟隨面的多個(gè)波形并且這些所述不連續(xù)點(diǎn)被定位在該前導(dǎo)面或該跟隨面之一內(nèi)并且在所述工作室內(nèi)的工作流體壓力通過使多個(gè)有效工作室容積周期與該環(huán)形凸輪的旋轉(zhuǎn)同步來進(jìn)行限制，這樣使得在每個(gè)有效工作室容積周期中工作室壓力最大的這個(gè)點(diǎn)發(fā)生在當(dāng)該接合凸輪的元件支承在該前導(dǎo)面或該跟隨面的另一個(gè)上的時(shí)候。
[0114]可能的情況是該環(huán)形凸輪包括具有多個(gè)前導(dǎo)與跟隨面的多個(gè)波形并且所述不連續(xù)點(diǎn)被定位在所述前導(dǎo)面的僅一部分中或所述跟隨面的僅一部分中(例如，在交替的多個(gè)前導(dǎo)面、或僅每隔二個(gè)前導(dǎo)面，或交替的多個(gè)跟隨面，或僅每隔二個(gè)跟隨面上)；
[0115]并且該流體工作機(jī)器具有一個(gè)第一運(yùn)行模式(例如泵送)，其中當(dāng)(并且典型地僅當(dāng))該對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在這些所述前導(dǎo)面或跟隨面的另一個(gè)(即，其中這些不連續(xù)點(diǎn)沒有定位在其上的那些)之上時(shí)每個(gè)工作室內(nèi)的壓力超過了一個(gè)閥值；
[0116]并且(典型地)當(dāng)對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在所述不連續(xù)點(diǎn)的每一個(gè)上時(shí)(或者當(dāng)對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在包括一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)的部分上時(shí)、或者在這些不連續(xù)點(diǎn)被定位在其中所述前導(dǎo)面或跟隨面的所有每一個(gè)上時(shí))，每個(gè)工作室內(nèi)的壓力不超過該閥值；
[0117]以及一個(gè)第二運(yùn)行模式(例如馬達(dá)運(yùn)行，或一個(gè)第二泵送模式，其中該環(huán)形凸輪在與該第一模式相反方向上旋轉(zhuǎn))，其中當(dāng)該接合凸輪的元件支承在所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)(或在其中定位了這些不連續(xù)點(diǎn)的所述前導(dǎo)面或跟隨面上時(shí))每個(gè)工作室內(nèi)的壓力不超過該閥值。
[0118]可能的情況是在所述工作室內(nèi)的工作流體壓力是通過選擇所述運(yùn)行模式中工作室容積的有效周期的定時(shí)來進(jìn)行限制的(例如，在一個(gè)第二運(yùn)行模式中)，所以當(dāng)這個(gè)接合凸輪的元件支承在一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)上(或，在一些實(shí)施方案中，在其中定位了多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的這些所述前導(dǎo)或跟隨面上)時(shí)，在大多數(shù)或優(yōu)選地所有時(shí)間內(nèi)該壓力不超過該閥值。
[0119]該閥值可以是一個(gè)壓力數(shù)值，或可以是多個(gè)數(shù)值的一個(gè)范圍。該閥值可以被選擇為在該高壓歧管內(nèi)的壓力的一個(gè)比例，或者作為這些所述工作室的最大額定運(yùn)行壓力的一個(gè)比例，或者該閥值可以是與該環(huán)形凸輪的物理特性相關(guān)聯(lián)地憑經(jīng)驗(yàn)來確定的?？梢愿鶕?jù)該流體工作機(jī)器的運(yùn)行要求來改變該閥值。
[0120]典型地，每個(gè)工作室容積周期上工作流體的凈排量是通過對所述一個(gè)或多個(gè)電子可控的閥門進(jìn)行控制來確定的。典型地，在每個(gè)工作容積周期上，做出了關(guān)于以下內(nèi)容的決定，即:是否執(zhí)行其中產(chǎn)生了一個(gè)工作流體的凈排量的一個(gè)有效周期(例如一個(gè)有效泵送運(yùn)行周期或一個(gè)有效馬達(dá)運(yùn)行周期)或其中沒有產(chǎn)生流體凈排量的一個(gè)空轉(zhuǎn)周期。
[0121]優(yōu)選地，一個(gè)工作室內(nèi)的流體壓力被限制為一個(gè)壓力，該壓力實(shí)質(zhì)性地低于當(dāng)該對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)在一個(gè)典型的有效工作室容積的周期中的最大壓力。因此，該閥值典型地是實(shí)質(zhì)性地低于在一個(gè)典型的有效工作室容積的周期中的最大壓力。例如，該壓力可以被限制為小于50巴，100巴或200巴。該壓力可以限制為小于50%，或小于25%的最大額定工作室運(yùn)行壓力，或在一個(gè)典型的有效工作室容積的周期中的最大壓力。
[0122]典型地，在一個(gè)工作室容積周期中一個(gè)工作室內(nèi)的壓力周期性地改變并且當(dāng)對應(yīng)的凸輪隨動元件支承在這些前導(dǎo)與跟隨面之一上時(shí)處于一個(gè)最大值，并且當(dāng)對應(yīng)的凸輪隨動元件支承在這些前導(dǎo)與跟隨面的另一個(gè)上時(shí)處于一個(gè)最小值。因此，該工作室典型地執(zhí)行一個(gè)有效周期，在這個(gè)有效周期中當(dāng)對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在其中不具有不連續(xù)點(diǎn)的多個(gè)前導(dǎo)或跟隨面上時(shí)該工作室內(nèi)的壓力達(dá)到一個(gè)最大值。在一些實(shí)施方案中，可能的情況是該工作室就是可運(yùn)行的以便執(zhí)行一個(gè)有效周期，在該有效周期中僅在如果一個(gè)測量的(例如預(yù)測的)壓力(如由一個(gè)壓力傳感器測量的高壓歧管內(nèi)的壓力)低于該閥值，當(dāng)對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在其中具有一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)(例如附接裝置)的一個(gè)前導(dǎo)或跟隨面上時(shí)，該工作室內(nèi)的壓力達(dá)到一個(gè)最大值。
[0123]可能的情況是有待由一個(gè)所述工作室在一個(gè)工作室容積的周期中排出的流體的凈體積是響應(yīng)于該高壓歧管內(nèi)的壓力和/或每個(gè)所述滾輪(或其他接合凸輪的元件)相對于每個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)(例如附接裝置)的位置來進(jìn)行選擇或可選擇的。
[0124]在一些實(shí)施方案中，該控制器是可運(yùn)行的以便對該一個(gè)或多個(gè)電子控制閥門(通過打開、關(guān)閉或防止打開或關(guān)閉)進(jìn)行控制，以此選擇一個(gè)有待排出的工作流體的體積，或者當(dāng)相關(guān)聯(lián)的滾輪或其他接合凸輪的元件支承在一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)防止通過一個(gè)所述工作室在一個(gè)工作室容積的周期中的工作流體的排移，由此來限制所述工作室內(nèi)的工作流體壓力。
[0125]可能的情況是有待由一個(gè)所述工作室在一個(gè)工作室容積的周期中排移的流體的凈體積是響應(yīng)于該高壓歧管內(nèi)的壓力和/或這個(gè)或每個(gè)接合凸輪的元件相對于每個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)的位置進(jìn)行選擇或可選擇的，由此來限制所述工作室內(nèi)工作流體的壓力。
[0126]在一些實(shí)施方案中，該控制器是可運(yùn)行的以便對該一個(gè)或多個(gè)電子控制閥門(通過打開、關(guān)閉或防止打開或關(guān)閉)進(jìn)行控制，以此選擇一個(gè)有待排移的工作流體體積，或者防止在一個(gè)工作室容積的周期中當(dāng)相關(guān)聯(lián)的接合凸輪的元件支承在一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)通過一個(gè)所述工作室的工作流體的排移，由此來限制所述工作室內(nèi)的工作流體壓力。因此，每個(gè)所述工作室可以是由該控制器在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上可選擇的或進(jìn)行選擇的，以便執(zhí)行一個(gè)有效周期或一個(gè)空轉(zhuǎn)周期，或一個(gè)部分的有效周期，或一個(gè)泵送周期或一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期，從而當(dāng)該接合凸輪的元件支承在該工作表面中的一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)限制所述工作室內(nèi)的工作流體的壓力。
[0127]該方法可以包括從一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲媒質(zhì)(例如一個(gè)存儲器)中讀取不連續(xù)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，該存儲媒質(zhì)存儲了關(guān)于與該環(huán)形凸輪的相對取向相關(guān)的每個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)的位置的數(shù)據(jù)。該方法可以包括(例如從一個(gè)傳感器上)讀取環(huán)形凸輪的取向數(shù)據(jù)并且確定是否在一個(gè)響應(yīng)于該數(shù)據(jù)的具體的工作室周期中與一個(gè)工作室相關(guān)聯(lián)的凸輪元件是否會經(jīng)過或不經(jīng)過該環(huán)形凸輪表面的一個(gè)波形的前導(dǎo)或跟隨面上的一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)。
[0128]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第十四方面，在此提供了一種運(yùn)行流體工作機(jī)器的方法，該流體工作機(jī)器包括一個(gè)環(huán)形凸輪、一個(gè)低壓歧管、一個(gè)高壓歧管、限定了一個(gè)具有周期性改變?nèi)莘e的工作室的至少一個(gè)活塞、以及與這個(gè)或每個(gè)工作室相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)電子控制的閥門，該閥門用于同多個(gè)工作室容積周期成定相的關(guān)系地將該工作室交替地連接到一個(gè)所述低壓歧管與一個(gè)所述高壓歧管上；該環(huán)形凸輪具有一個(gè)工作表面用于通過一個(gè)接合凸輪的元件(例如該活塞的一個(gè)零件，例如活塞滑履或一個(gè)滾輪)與這個(gè)或每個(gè)活塞的運(yùn)行性接合從而將這個(gè)或每個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于這個(gè)或每個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)并且來由此限定工作室容積的這些周期；該工作表面的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域具有一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)；其特征在于該機(jī)器是可運(yùn)行的以便當(dāng)對應(yīng)的接合凸輪的元件支承在該工作表面中的一個(gè)所述不連續(xù)點(diǎn)上時(shí)限制一個(gè)所述工作室內(nèi)工作流體的壓力。
[0129]關(guān)于本發(fā)明的第一至第十四方面所說明的多個(gè)優(yōu)選的和任選的特征是本發(fā)明的第一至第十四方面中任一項(xiàng)的優(yōu)選的并且任選的特征。
[0130]本發(fā)明還擴(kuò)展到一套零件，這些零件在組裝后形成根據(jù)本發(fā)明的第一方面的、或根據(jù)本發(fā)明的第四方面、或根據(jù)本發(fā)明的第七方面或根據(jù)本發(fā)明的第十一方面的一個(gè)環(huán)形凸輪，或形成根據(jù)本發(fā)明的第二方面的，或根據(jù)本發(fā)明的第五方面的，或根據(jù)本發(fā)明的第七方面的，或根據(jù)本發(fā)明的第十方面的，或根據(jù)本發(fā)明的第十四方面的一個(gè)流體工作機(jī)器。
[0131]本發(fā)明還擴(kuò)展到一套零件，這套零件包括一個(gè)凸輪區(qū)段支持件以及關(guān)于本發(fā)明的第九方面或與第一至第十二方面中任一項(xiàng)所披露的多個(gè)凸輪區(qū)段，其中多個(gè)凸輪區(qū)段的這些面對活塞的表面在彈性變形并且安裝到該凸輪區(qū)段支持件上時(shí)一起形成了一個(gè)具有整數(shù)個(gè)波形的環(huán)形凸輪工作表面。
[0132]本發(fā)明還擴(kuò)展到了一種存儲程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，該程序代碼在一個(gè)流體工作機(jī)器控制器上執(zhí)行時(shí)，致使該控制器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第十二或第十三方面的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0133]現(xiàn)在將參考以下【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方案，在附圖中:
[0134]圖1(a)是一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)泵的環(huán)形凸輪的工作表面的一部分的一個(gè)平面視圖，它是由兩個(gè)協(xié)作地接合的凸輪區(qū)段的面對活塞的表面限定的；
[0135]圖1(b)是沿著一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)泵的環(huán)形凸輪的線A的軸向截面，示出了緊固到該渦輪驅(qū)動軸上的兩個(gè)凸輪區(qū)段，示意地描繪了相對于由這些凸輪區(qū)段限定的這個(gè)工作表面的多個(gè)軸向活塞滾輪的位置、以及一個(gè)工作室；
[0136]圖2示出了一個(gè)凸輪支持結(jié)構(gòu)的一個(gè)部分以及在緊固到該支持件結(jié)構(gòu)之前處于一種非應(yīng)力狀態(tài)(a)的并且緊固到該支持結(jié)構(gòu)上處于一個(gè)預(yù)應(yīng)力狀態(tài)(b)的一個(gè)凸輪區(qū)段的示意性軸向截面；并且
[0137]圖3是通過一個(gè)環(huán)形凸輪的一個(gè)部分的截面，該部分包括多個(gè)區(qū)段，這些區(qū)段在交替的跟隨面上具有多個(gè)開口。
【具體實(shí)施方式】
[0138]參見圖1 (b)，一個(gè)環(huán)形凸輪I的一部分是由通過螺栓3緊固的凸輪區(qū)段5和7形成的，這些螺栓從凸輪區(qū)段的表面上的開口 4延伸并且將凸輪區(qū)段緊固到一個(gè)凸輪支持結(jié)構(gòu)2上。多個(gè)另外的凸輪區(qū)段(未示出)是在該凸輪支持結(jié)構(gòu)尚可緊固的以便組成完整的環(huán)形凸輪。該凸輪支持結(jié)構(gòu)被連接到驅(qū)動軸10(它在正常的使用中在方向B上旋轉(zhuǎn))上，通過該驅(qū)動軸從一個(gè)能量源(例如，風(fēng)力或潮汐發(fā)電機(jī)組的葉片)接收扭矩。
[0139]每個(gè)凸輪區(qū)段都具有一個(gè)面對活塞的表面15、16，該表面限定了該環(huán)形凸輪的工作表面的一部分。因此，該環(huán)形凸輪具有由圍繞該驅(qū)動軸的圓周緊固的多個(gè)凸輪區(qū)段限定的一個(gè)工作表面。該工作表面是波狀的并且包括具有前導(dǎo)表面70以及跟隨表面72的多個(gè)波形(相對于旋轉(zhuǎn)方向定義的)。這些波形總體上可以是正弦曲線的，盡管這并不是必不可少的。這個(gè)面對活塞的表面優(yōu)選地在制造過程中已經(jīng)施加了熱和/或化學(xué)處理以便實(shí)現(xiàn)所希望的表面特性。
[0140]區(qū)段30和軸32內(nèi)的多個(gè)凹口與多個(gè)鍵34相匹配，這防止了這些區(qū)段圍繞軸旋轉(zhuǎn)，從而作為一個(gè)防止滑動的特征起作用。多個(gè)橫螺栓孔36是用于將多個(gè)側(cè)板(120，在圖3中示出)保持到這些區(qū)段上，這防止了滾輪9從該滾動表面上滑脫?？商娲?，一個(gè)凸起或凹入的拱形件可以被實(shí)施到這些滾輪和/或這些面對活塞的表面上以便實(shí)現(xiàn)相同的效果。
[0141]每個(gè)區(qū)段5、7都在其一端具有一個(gè)跟隨舌狀構(gòu)形40 (是跟隨協(xié)作構(gòu)形的一個(gè)實(shí)例)并且，在另一端具有一個(gè)在兩個(gè)前導(dǎo)舌狀構(gòu)形46(—起形成了一個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的實(shí)例)之間形成的槽構(gòu)形54。
[0142]前導(dǎo)區(qū)段5具有一個(gè)跟隨緣42，該跟隨緣與該跟隨區(qū)段7的槽構(gòu)形54的前導(dǎo)緣44互鎖。這些舌與槽的構(gòu)形在組合中起到互鎖區(qū)域的作用。
[0143]這些舌48、50與槽52、54的構(gòu)形的這些面如所示的可以是垂直于該軸的，或者可以是與該軸成另一個(gè)角度的。這些舌與槽的構(gòu)形可以合作以便將這些區(qū)段相對于彼此由安排一起的端面50、54以及側(cè)面48、52 (這些面不需要是平行的)來固定，從而使得在多個(gè)舌與槽的構(gòu)形之間配合的緊或松符合希望。舌部40具有切去的多個(gè)前導(dǎo)緣從而留下一個(gè)縫隙49來改進(jìn)這些區(qū)段之間的配合并且避免翹曲。多種其他適合的構(gòu)形對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是不言自明的。
[0144]每個(gè)區(qū)段面對活塞的表面從這些前導(dǎo)舌構(gòu)形的外表面連續(xù)地延伸到跟隨舌構(gòu)形的外表面。跟隨區(qū)段7的這些前導(dǎo)舌構(gòu)形的這個(gè)面對活塞的表面在這些前導(dǎo)舌構(gòu)形的一個(gè)跟隨區(qū)域處形成了工作表面的一部分，但是沿著這些前導(dǎo)舌構(gòu)形的長度是逐漸凹陷的，這樣使得面對活塞的表面16在該跟隨區(qū)段的前導(dǎo)端處是從該工作表面凹陷的。該前導(dǎo)區(qū)段5的這個(gè)跟隨舌構(gòu)形面對活塞的表面在一個(gè)前導(dǎo)區(qū)域處形成了工作表面的一部分，但是沿著該跟隨舌構(gòu)形的長度是逐漸凹陷的，這樣使得面對活塞的表面15在該前導(dǎo)區(qū)段的跟隨緣50處是從該工作表面凹陷的。因此，由每個(gè)區(qū)段的這個(gè)面對活塞的表面主要形成了該環(huán)形凸輪工作表面的多個(gè)部分，然而，在每個(gè)區(qū)段的每一端還存在一個(gè)面對活塞的表面的部分，這個(gè)面對活塞的表面的部分不形成該環(huán)形凸輪的工作表面的一部分(并且它是從該環(huán)形凸輪的工作表面凹陷的)。
[0145]因?yàn)檫@些舌部面對活塞的表面朝向該跟隨區(qū)段的前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的前導(dǎo)端以及該前導(dǎo)區(qū)段的跟隨協(xié)作構(gòu)形的跟隨端是凹陷的，所以前導(dǎo)區(qū)段以及這些跟隨區(qū)段的這些面對活塞的表面在互鎖區(qū)域處包含了一個(gè)接近但是小于180.0°，例如178.0°的角度。
[0146]為了形成一個(gè)流體工作機(jī)器，多個(gè)活塞11通過多個(gè)滾輪9被連接到該環(huán)形凸輪上，這些滾輪支承在該工作表面上并且在使用中沿著該工作表面滾動從而使這些活塞在多個(gè)缸13內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。這些活塞與缸一起限定了多個(gè)周期性改變?nèi)莘e的工作室20并且該工作室的這些容積周期是由這些滾輪經(jīng)過的該環(huán)形凸輪的工作表面的波狀形狀限定的。這些活塞由多個(gè)彈簧(未示出)和/或由該工作室內(nèi)的工作流體的壓力偏置在該環(huán)形凸輪的工作表面上。這些缸與活塞是輕微地傾斜的所以每個(gè)活塞與缸的中心軸線不會從該環(huán)形凸輪的中心直接地徑向地向外延伸。在使用中這減小了當(dāng)工作表面重負(fù)荷時(shí)這些活塞作用在這些缸上的橫向力。
[0147]在使用中，取決于應(yīng)用(例如，該流體工作機(jī)器是否是作為一個(gè)泵或馬達(dá)起作用)，前導(dǎo)表面70亦或跟隨表面72可能會經(jīng)受使用中的最大負(fù)荷。這些工作室各自的軸線(如由活塞的路徑所限定的)典型地是從該環(huán)形凸輪的半徑上偏離的并且朝向一個(gè)軸線傾斜，該軸線與在正常使用中該前導(dǎo)或跟隨表面中處于最大負(fù)荷下的那一個(gè)面相垂直。例如，如果僅前導(dǎo)表面是重負(fù)荷的(例如，該機(jī)器在方向B上旋轉(zhuǎn)并且主要用作(或僅用作)泵)，工作室的這個(gè)軸線就可以是略微(典型地在1° -10°區(qū)間內(nèi))順時(shí)針地(相對于圖1(b)中的取向)朝向與這些前導(dǎo)表面72垂直的一個(gè)軸線傾斜。
[0148]提供了一個(gè)控制器17來通過一個(gè)軸傳感器18讀取軸的角位置以及速度并且根據(jù)一個(gè)控制算法來控制每個(gè)缸的這些低壓閥門19以及(任選地)多個(gè)高壓閥門21。這些低壓閥門交替地將該工作室置于同一個(gè)低壓歧管23的流體連通中，并且將該工作室與其隔離。這些高壓閥門交替地將該工作室置于與一個(gè)高壓歧管25的流體連通中，以及將該工作室與其隔離。這些歧管被連接到工作流體的來源或匯收點(diǎn)上(未示出)。這些閥門理想地是面座提升閥式的閥門，其中該低壓閥門被取向?yàn)樵试S流體進(jìn)入該工作室并且任選地從該工作室流出(當(dāng)可控地保持打開時(shí))并且該高壓閥門被取向?yàn)樵试S流體流出該工作室并且任選地進(jìn)入該工作室(當(dāng)可控地保持打開時(shí))。
[0149]在使用中，該環(huán)形凸輪在方向B上相對于這些工作室旋轉(zhuǎn)，并且滾輪9在該前導(dǎo)區(qū)段5的跟隨舌狀構(gòu)形42面對活塞的表面的這個(gè)最尾部分62之前滾動通過該跟隨區(qū)段7的前導(dǎo)舌構(gòu)形44面對活塞的表面的這個(gè)最先部分60。因?yàn)楦S區(qū)段面對活塞的表面的最先部分60是在前導(dǎo)區(qū)段面對活塞的表面15 (它形成了該工作表面的一部分)之下，所以該滾輪可以平滑地從一個(gè)區(qū)段過渡到下一個(gè)區(qū)段上。即使前導(dǎo)區(qū)段與跟隨區(qū)段之間存在略微的不匹配(如可以從制造公差內(nèi)尺寸的偏差產(chǎn)生的)，這將僅會導(dǎo)致該滾輪從一個(gè)區(qū)段傳遞到下一個(gè)區(qū)段的位置的輕微的差異但將不會導(dǎo)致震動，因?yàn)檫@些滾輪在一個(gè)工作室內(nèi)將不會遇到一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)。
[0150]該互鎖區(qū)域被定位成使得該工作室20在其滾輪經(jīng)過一個(gè)區(qū)段到下一個(gè)區(qū)段時(shí)正在進(jìn)行膨脹，即它被定位在該工作表面的跟隨表面72處，并且因此由這些活塞通過這些滾輪(隨著它們經(jīng)過一個(gè)互鎖區(qū)域)施加在該環(huán)形凸輪上的力不是處于一個(gè)最大值。
[0151]通過控制這些低壓(以及任選的高壓)閥門的打開和關(guān)閉，由每個(gè)室所排出的工作流體的凈體積可以對于每個(gè)工作室容積周期來選擇以便使得總流體排量與一個(gè)需求信號相匹配，例如一個(gè)流體體積需求信號或一個(gè)輸出壓力信號。在EP O 361 927、EP O 494236和EP I 537 333中披露了一些適合的控制算法，這些專利的內(nèi)容通過引用被結(jié)合在此。
[0152]因此，本發(fā)明提供了一種機(jī)構(gòu)來使?jié)L輪、或其他接合凸輪的元件能夠從一個(gè)區(qū)段平滑地移動到下一個(gè)區(qū)段上，從而將磨損最小化。然而，因?yàn)樘峁┝硕鄠€(gè)區(qū)段，如果需要的話它們可以被單獨(dú)的檢查、維護(hù)并且更換。
[0153]此外，這些螺栓3 (作為附接裝置起作用)是定位在從開口 4延伸的多個(gè)孔內(nèi)的，這些開口也是定位在該工作表面的跟隨表面72內(nèi)的，并且因此由這些活塞通過這些滾輪(隨著它們經(jīng)過這些孔)施加在環(huán)形凸輪上的力同樣不是處于最大值。
[0154]工作室容積周期的相位是由環(huán)形凸輪的工作表面中的這些波形來限定的。在這個(gè)實(shí)例中，該環(huán)形凸輪是該流體工作泵的一部分并且因此這些活塞作用在該環(huán)形凸輪上的力在每個(gè)工作室的壓縮沖程中是最大的，這與這些滾輪沿著該前導(dǎo)表面70經(jīng)過是重合的。如果該流體工作機(jī)器是一個(gè)流體工作馬達(dá)(或在實(shí)質(zhì)性比例的時(shí)間上作為一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行，或者如果最大扭矩要求(并且因此傳輸?shù)皆摴ぷ鞅砻嫔系淖畲罅?是當(dāng)作為一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行時(shí))，則這些螺栓將取代為有利地被定位在從這些前導(dǎo)表面70的工作表面中的多個(gè)開口延伸的多個(gè)孔中。這使得這些附接裝置能夠被提供在這些工作表面中(由此使得該環(huán)形凸輪以及流體工作機(jī)器能夠比已知的裝備更緊湊而且更輕)，同時(shí)將這些滾輪、或其他接合凸輪的元件上的磨損最小化，否則的話可能由該工作表面中的這些開口產(chǎn)生的這些不連續(xù)點(diǎn)導(dǎo)致這些磨損。
[0155]可能的情況是這些區(qū)段通過將一個(gè)連續(xù)的環(huán)斷成多個(gè)較小的零件來制造，例如通過在該連續(xù)的環(huán)中制造多個(gè)凹口或缺陷點(diǎn)并且然后使所述環(huán)膨脹或以其他方式對其進(jìn)行過度應(yīng)力而將其斷裂。
[0156]圖2 (a)以夸張的形式示出了一個(gè)區(qū)段100如何可以被形成為帶有一個(gè)緊固表面(一個(gè)支持面對的表面)102，這個(gè)緊固表面比軸105 (該區(qū)段要被緊固到這個(gè)軸上)的外表面104 (作為一個(gè)凸輪區(qū)段支持件來起作用)具有更小的曲率半徑，從而致使在該區(qū)段與該軸之間該區(qū)段被抵靠該軸放置的地方存在一個(gè)間隙106。
[0157]圖2(b)展示了進(jìn)入該軸的一個(gè)固定力110，該力典型地是由附接裝置(例如在圖1(a)與(b)中示出的區(qū)段5、7的多個(gè)螺栓3)施加的。固定力110使區(qū)段100變形來封閉這個(gè)間隙106，從而使該區(qū)段與外表面104形成協(xié)作接合(如圖2(b)所示)。作為由固定力110使該區(qū)段變形的結(jié)果，一個(gè)切向壓縮應(yīng)力112被引入該區(qū)段中，并且具體是在面對活塞的表面108中。
[0158]該切向壓縮應(yīng)力總體上平行于面對活塞的表面來施加,在使用中滾輪在這個(gè)面對活塞的表面上經(jīng)過。這種切向壓縮應(yīng)力在承受來自經(jīng)過的滾輪非常高的力的情況下增加了滾動表面的壽命。否則的話，高負(fù)荷的經(jīng)過滾輪將致使朝向該軸的滾動表面的局部化壓縮，這在其他情況下將在這個(gè)面對活塞的表面上導(dǎo)致切向拉伸應(yīng)力。因此，該壓縮應(yīng)力112抵消了一些拉伸應(yīng)力。實(shí)際上，在一些替代實(shí)施方案中，這種壓縮應(yīng)力可以超過所預(yù)期的拉伸應(yīng)力所以在正常的使用這個(gè)面對活塞的表面中不會經(jīng)受切向拉伸應(yīng)力。
[0159]因此，該區(qū)段面對活塞的表面的曲率，以及相對表面的曲率是不同的并且所以該區(qū)段必須被彎曲(并且由此被彈性地變形)以便被安裝到一個(gè)成弧度的凸輪區(qū)段支持件上。在這種情況下，該區(qū)段面對該凸輪區(qū)段支持件的側(cè)面的曲率是大于該凸輪區(qū)段支持件的曲率的。在多個(gè)替代實(shí)施方案中，這些區(qū)段可以是旨在被保持在一個(gè)面向內(nèi)的凸輪區(qū)段支持件上，以便提供一個(gè)面向內(nèi)的工作表面(例如，在這些活塞被定位在該環(huán)形凸輪之內(nèi)的一個(gè)徑向活塞機(jī)器中)。在這種情況下，為了可以將這些凸輪區(qū)段面對活塞的表面置于切向壓縮應(yīng)力之下，這些區(qū)段面對支持件的表面可以提供一個(gè)比該緊固表面更大的曲率半徑。
[0160]與已知的由延伸到工作表面的任一側(cè)的多個(gè)凸緣(或其他附接裝置)緊固到一個(gè)支持結(jié)構(gòu)上的多個(gè)區(qū)段組成的環(huán)形凸輪相比，延伸通過該工作表面(或面對活塞的表面)的附接裝置(例如螺栓)使得這些區(qū)段的面對活塞的表面能夠被置于更大程度的壓縮之中。
[0161]總體上講，該區(qū)段100已經(jīng)被配置成使得它若不被彈性變形以便在這個(gè)面對活塞的表面中、以及在組裝的環(huán)形凸輪的這個(gè)工作表面中產(chǎn)生壓縮變形就無法被安裝到一個(gè)環(huán)形凸輪中。該區(qū)段的工作表面(面對活塞的表面減去典型地在使用中在一個(gè)相鄰的區(qū)段面對活塞的表面之下凹陷進(jìn)去的任何部分)限定了一個(gè)環(huán)形凸輪工作表面的波形的一個(gè)比例X。在圖2中示出的實(shí)例中，這個(gè)比例是2.00。然而，在該工作表面之下的區(qū)段(即，忽略了使用中不與這些滾輪或其他接合凸輪的元件接合的零件)的曲率是360°的一個(gè)分?jǐn)?shù)y，該分?jǐn)?shù)不是X的整數(shù)倍數(shù)。例如，在該工作表面之下的區(qū)段的曲率可以是44°并且所以y = 0.122222。在這個(gè)實(shí)例中比率x/y = 16.3636 (36)，它并不是一個(gè)整數(shù)。因此，由該區(qū)段提供的這個(gè)工作表面與該區(qū)段本身的曲率是不匹配的，并且該區(qū)段不能被用來形成僅具有多個(gè)其他區(qū)段(具有相應(yīng)形狀)的一個(gè)環(huán)形凸輪，這是因?yàn)橐粋€(gè)凸輪應(yīng)該具有整數(shù)個(gè)波形。
[0162]區(qū)段100還裝配有(任選地)多個(gè)橫開口 114，這些橫開口總體上平行于該組裝的環(huán)形凸輪以及面對活塞的表面的旋轉(zhuǎn)軸線而延伸通過該區(qū)段。這這些橫開口提供了具有比該區(qū)段的周圍材料更大的壓縮率的多個(gè)區(qū)并且有助于該區(qū)段的變形，從而使得用一個(gè)較小的固定力能夠產(chǎn)生一個(gè)給定的切向壓縮力。一個(gè)或多個(gè)橫開口可以被定位并且確定尺寸以實(shí)現(xiàn)通過該區(qū)段的切向壓縮力的一種希望的分布。例如，這些橫開口的位置和尺寸可以被選擇為將壓縮力集中到該前導(dǎo)表面上，或這些前導(dǎo)表面的最陡斜的部分上。
[0163]在一些實(shí)施方案中，這些環(huán)形凸輪區(qū)段被形成為具有這些橫開口 114，它們定位在構(gòu)成這個(gè)環(huán)形凸輪的這些波狀的前導(dǎo)面或跟隨面中的這些活塞將在運(yùn)行過程中施加最大力的那一個(gè)面的區(qū)域內(nèi)。這個(gè)力在多個(gè)有效周期的過程中隨著流體以與多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地流入和流出多個(gè)工作室而周期性地變化。在工作室容積的周期中的這種壓力變化取決于該機(jī)器的功能。如果該機(jī)器是一個(gè)泵，則這些開口被定位在這些前導(dǎo)面中，所以這些滾輪在收縮沖程中經(jīng)過這些開口，這時(shí)對應(yīng)的工作室可以與高壓歧管處于流體連通，并且其結(jié)果是該工作室內(nèi)的壓力高于在該低壓歧管的壓力。如果該機(jī)器是一個(gè)馬達(dá)，則這些開口被定位在這些跟隨面中，所以這些滾輪在膨脹沖程中經(jīng)過這些開口，這時(shí)對應(yīng)的工作室從該高壓歧管接收工作流體。在這兩種情況下，在一個(gè)有效周期過程中，不論何時(shí)該工作室經(jīng)過一個(gè)橫開口該工作室都對該高壓歧管是開放的。
[0164]在實(shí)踐中，在多個(gè)固定點(diǎn)之間的這個(gè)凸輪區(qū)段支持件的這個(gè)曲率才是重要的，并且該凸輪區(qū)段支持件可以不具有一個(gè)連續(xù)的曲率，或者甚至不具有這些圖中所示的一個(gè)連續(xù)的表面。
[0165]盡管這些凸輪區(qū)段被展示為以在一個(gè)第一端具有一個(gè)舌部并且在另一端具有限定了一個(gè)槽的兩個(gè)舌部的形式的協(xié)作的多個(gè)構(gòu)形，但是一個(gè)大系列的其他安排中的任一種都是有可能的。例如，這些舌部可以是直的、彎曲的、或總體上三角形的。這些凸輪區(qū)段可以在任一端具有一個(gè)單一的舌部，這些舌部在該組裝的裝置中是彼此相鄰的，由此在使用中形成了互鎖區(qū)域。
[0166]在一些實(shí)施方案中，這些環(huán)形凸輪區(qū)段被形成為具有這些開口 4，它們僅定位在構(gòu)成這個(gè)環(huán)形凸輪的這些波狀的這個(gè)前導(dǎo)面或這些跟隨面中這些活塞將在運(yùn)行過程中施加最少力的那一個(gè)面中。這個(gè)力在多個(gè)有效周期的過程中隨著流體以與多個(gè)工作室容積周期成定相關(guān)系地流入和流出多個(gè)工作室而周期性地變化。在工作室容積的周期中的這種壓力變化取決于該機(jī)器的功能。如果該機(jī)器是一個(gè)泵，則這些開口被定位在這些跟隨面中，所以這些滾輪在膨脹沖程中經(jīng)過這些開口，這時(shí)對應(yīng)的工作室可以與低壓歧管處于流體連通，并且其結(jié)果是該工作室內(nèi)的壓力處于或低于該低壓歧管的壓力。如果該機(jī)器是一個(gè)馬達(dá)，則這些開口被定位在這些前導(dǎo)面中，所以這些滾輪在收縮沖程中經(jīng)過這些開口，這時(shí)對應(yīng)的工作室正在將工作流體排出到低壓歧管。在兩種情況下，不論何時(shí)該工作室經(jīng)過一個(gè)開口該工作室都是與該高壓歧管密封分離的。這些開口是這些工作表面中的多個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的實(shí)例，并且例如相鄰的多個(gè)區(qū)段之間的多個(gè)互鎖區(qū)域的其他不連續(xù)點(diǎn)也可以用相同的方式來分布。
[0167]參見圖3，在一些實(shí)施方案中，僅在這些跟隨面中的一些當(dāng)中提供了多個(gè)開口 4。圖3的凸輪區(qū)段在典型地為一個(gè)泵可運(yùn)行而且在一些條件(例如提供一種定位功能)下作為一個(gè)馬達(dá)也可運(yùn)行的流體工作機(jī)器中是尤其有用的。因此，在泵送過程中，這些滾輪僅在對應(yīng)的活塞缸正在膨脹時(shí)經(jīng)過開口并且該工作室內(nèi)的壓力是相對較低的。然而，在馬達(dá)運(yùn)行過程中，盡管在有效馬達(dá)運(yùn)行周期的過程中當(dāng)這些滾輪支承在這些跟隨面上時(shí)該工作室內(nèi)的壓力會是相對較高的，但這些有效馬達(dá)運(yùn)行周期是選定的以便與這些滾輪經(jīng)過這些沒有開口的波狀的這些跟隨面、或者這些跟隨面的那些部分相重合。取而代之，在這些工作室支承在具有開口的多個(gè)跟隨面上的周期中，這些工作室總是執(zhí)行沒有工作流體凈排量的空轉(zhuǎn)沖程。這限制了在馬達(dá)運(yùn)行過程中工作流體的最大通過量但是存在許多在馬達(dá)運(yùn)行過程中最大排量小于在泵送過程中的最大排量的應(yīng)用，例如，一個(gè)由風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片驅(qū)動的機(jī)器會典型地作為一個(gè)泵來運(yùn)行，但是偶爾可以作為一個(gè)馬達(dá)來驅(qū)動以便控制葉片的位置，例如用于維護(hù)。為了將有效周期定時(shí)從而與滾輪經(jīng)過多個(gè)跟隨面相重合，該控制器參照了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，這個(gè)數(shù)據(jù)庫具有哪些跟隨面包括多個(gè)開口(以及這些開口被定位在哪里)、以及從軸傳感器18接收的環(huán)形凸輪的角位置的連續(xù)測量值，并且該控制器在每一個(gè)后續(xù)的工作室容積周期中有待由每個(gè)工作室排出的工作流體的體積的每個(gè)選擇上將其考慮在內(nèi)。
[0168]在一些實(shí)施方案中，該控制器可以致使一個(gè)工作室執(zhí)行一種部分的馬達(dá)運(yùn)行周期，在這個(gè)部分的馬達(dá)運(yùn)行周期中該控制器在滾輪支承在一個(gè)開口(或者一個(gè)互鎖區(qū)域，或在該工作表面中的任何其他不連續(xù)點(diǎn))上之前關(guān)閉該高壓閥門，這樣使得該工作室內(nèi)的壓力在該滾輪支承在一個(gè)開口(或一個(gè)互鎖區(qū)域)上時(shí)被限制為低于一個(gè)閥值。
[0169]在一些實(shí)施方案中，只要如果該高壓歧管內(nèi)的壓力是低于一個(gè)閥值的，該控制器可以允許一個(gè)工作室在對應(yīng)的滾輪經(jīng)過一個(gè)包括開口的跟隨表面的同時(shí)執(zhí)行一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期，在這種情況下通過該滾輪支承在該環(huán)形凸輪上的力是無論如何不會過高的。
[0170]可任選地，該流體工作機(jī)器同樣是可運(yùn)行的以便在一個(gè)第二(相反的)旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)泵起作用。在這種情況下，這些前導(dǎo)面(當(dāng)該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí))成為跟隨面(當(dāng)該流體工作機(jī)器在一個(gè)第二方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí))而這些跟隨面(當(dāng)該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí))成為前導(dǎo)面(當(dāng)該流體工作機(jī)器在一個(gè)第二方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí))。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)在該第二方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，只要該高壓歧管內(nèi)的壓力是低于一個(gè)閥值的，該控制器就可以允許一個(gè)工作室在對應(yīng)的滾輪經(jīng)過一個(gè)包括開口的跟隨表面的同時(shí)執(zhí)行一個(gè)泵送周期，在這種情況下通過該滾輪支承在該環(huán)形凸輪上的力是無論如何不會過高的。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)在該第二方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，該控制器可以允許一個(gè)工作室執(zhí)行一個(gè)部分的泵送周期，在這個(gè)部分的泵送周期中該控制器在該滾輪支承在一個(gè)開口(或者一個(gè)互鎖區(qū)域)上之后關(guān)閉該低壓閥門，這樣使得該工作室內(nèi)的壓力當(dāng)該滾輪支承在一個(gè)開口(或一個(gè)互鎖區(qū)域)上時(shí)被限制為低于一個(gè)閥值。
[0171]對于一個(gè)主要作為馬達(dá)、并且在一些情況下作為一個(gè)泵運(yùn)行的機(jī)器而言，這些開口可以被定位在這些前導(dǎo)面中的一些面而不是這些跟隨面中的一些面中。
[0172]該環(huán)形凸輪進(jìn)一步包括多個(gè)側(cè)板(在該環(huán)形凸輪的一側(cè)、或更優(yōu)選地在兩側(cè)上)，這些側(cè)板圍繞該環(huán)形凸輪的圓周延伸(并且每個(gè)側(cè)板典型地還鄰接該環(huán)形凸輪的工作表面的一個(gè)邊緣)，這防止了這些滾輪從該環(huán)形凸輪的波狀表面上滑脫。在具有兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)形凸輪的實(shí)施方案中，可以存在定位在兩個(gè)環(huán)形凸輪之間的一個(gè)側(cè)板，該側(cè)板起到防止這些滾輪從兩個(gè)環(huán)形凸輪上滑脫的作用?？商娲兀@兩個(gè)或更多個(gè)凸輪環(huán)各自可以具有多個(gè)分離的側(cè)板。
[0173]這些側(cè)板可以是整體的，或者可以如圖3所示是分段的。在圖3中示出的實(shí)施方案中，環(huán)形凸輪區(qū)段7被緊固到一個(gè)側(cè)板區(qū)段120上(并且典型地緊固到兩個(gè)側(cè)面區(qū)段上，到該區(qū)段的波狀表面的任一側(cè)上)。在一些替代實(shí)施方案中，與所存在的環(huán)形凸輪區(qū)段相比可以存在更少、或更多的側(cè)板區(qū)段，這些側(cè)板區(qū)段圍繞這個(gè)或每個(gè)環(huán)形凸輪的圓周的每側(cè)布置。
[0174]這些側(cè)板由延伸穿過多個(gè)螺栓孔的多個(gè)螺栓36保持到這些區(qū)段7上。這些螺栓可以各自延伸穿過多于一個(gè)環(huán)形凸輪(或環(huán)形凸輪區(qū)段)或多于一個(gè)側(cè)板(或側(cè)板區(qū)段)。
[0175]該環(huán)形凸輪的這些側(cè)板區(qū)段可以是成角度地從這些凸輪區(qū)段上偏置的，這樣使得每個(gè)側(cè)板與該組裝的環(huán)形凸輪的兩個(gè)(或更多個(gè))區(qū)段重疊。因此，并且在該組裝的環(huán)形凸輪中，多個(gè)側(cè)板區(qū)段之間的接合處不與多個(gè)區(qū)段之間的接合處對齊或重疊，并且緊固到一個(gè)環(huán)形凸輪區(qū)段上的一個(gè)側(cè)板區(qū)段的這個(gè)重疊部分122可以被用來軸向地(即相對于該軸)對齊這些凸輪區(qū)段(例如在組裝與維護(hù)的過程中，或者在使用中當(dāng)力被施加到該波狀表面時(shí)，用來減少由相鄰的環(huán)形凸輪區(qū)段相對于彼此的運(yùn)動所造成的磨損)。在一些實(shí)施方案中，這些側(cè)板可以被固定到軸上、或者相對于這些閥門和工作室而固定，這樣使得這些凸輪區(qū)段在這些側(cè)板之間移動。
[0176]本發(fā)明的環(huán)形凸輪作為一個(gè)大型的流通工作機(jī)器(其中接近可能是困難的并且一個(gè)長的環(huán)形凸輪工作壽命是重要的)的部件是尤其有用的。例如，該環(huán)形凸輪可以是一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)塔(典型地在高度上超過50m)、或離岸風(fēng)力渦輪機(jī)塔的吊艙內(nèi)的泵的一部分，其中驅(qū)動軸被連接到一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的這些葉片上，并且在這種情況下為了維護(hù)或維修而將該流體工作機(jī)器、或該風(fēng)力渦輪機(jī)的這些葉片移除是不可實(shí)行的。
[0177]在此處披露的本發(fā)明的范圍內(nèi)可以做進(jìn)一步的變體和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于具有至少一個(gè)活塞的流體工作機(jī)器的環(huán)形凸輪，該環(huán)形凸輪包括至少兩個(gè)區(qū)段；每個(gè)所述區(qū)段在一個(gè)前導(dǎo)區(qū)域處具有一個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形并且在一個(gè)跟隨區(qū)域處具有一個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形；每個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形與一個(gè)所述跟隨協(xié)作構(gòu)形在一個(gè)互鎖區(qū)域處于協(xié)作性接合；每個(gè)所述區(qū)段具有一個(gè)面對活塞的表面，這些面對活塞的表面一起限定了一個(gè)凸輪工作表面用于通過一個(gè)接合凸輪的元件與該至少一個(gè)活塞的運(yùn)行性接合從而將該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)；每個(gè)所述前導(dǎo)和跟隨協(xié)作構(gòu)形具有這個(gè)面對活塞的表面的一部分；其特征在于，每個(gè)前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形具有一個(gè)面對活塞的表面，該面對活塞的表面在該前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的一個(gè)跟隨區(qū)域處形成該工作表面的一部分，并且在該前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形的跟隨區(qū)域處橫貫該互鎖區(qū)域從該工作表面上凹陷、并且每個(gè)跟隨協(xié)作構(gòu)形具有一個(gè)面對活塞的表面，該面對活 塞的表面在該跟隨協(xié)作構(gòu)形的一個(gè)前導(dǎo)區(qū)域處形成該工作表面的一部分、并且在該跟隨協(xié)作構(gòu)形的跟隨區(qū)域處橫貫該互鎖區(qū)域從該工作表面上凹陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形凸輪，其中，每個(gè)協(xié)作構(gòu)形包括一個(gè)舌部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形凸輪，其中，該工作表面是波狀的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形凸輪，其中，一些或全部區(qū)段包括一種抗滑移的構(gòu)形，用于阻止該區(qū)段相對于一個(gè)凸輪區(qū)段支持件的滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形凸輪，其中，在一個(gè)互鎖區(qū)域內(nèi)接合的相鄰區(qū)段的這些協(xié)作的構(gòu)形的面對活塞的表面跨過一個(gè)小于180.0°的角度。
6.一種流體工作機(jī)器，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)環(huán)形凸輪，以及可運(yùn)行地與該環(huán)形凸輪工作表面相接合的至少一個(gè)活塞，這樣使得該至少一個(gè)活塞的往復(fù)運(yùn)動與該環(huán)形凸輪相對于該至少一個(gè)活塞的旋轉(zhuǎn)相耦聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體工作機(jī)器，其中每個(gè)所述接合凸輪的元件并不是在每個(gè)工作室容積的周期都支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，并且其中該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上既作為一個(gè)泵也作為一個(gè)馬達(dá)是可運(yùn)行的，該流體工作機(jī)器是可運(yùn)行的而使得每個(gè)接合凸輪的元件不會在對應(yīng)的工作室正在收縮時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在每個(gè)工作室周期過程中執(zhí)行一個(gè)泵送周期，并且每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在接合凸輪的元件不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上的工作室容積周期中執(zhí)行一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體工作機(jī)器，其中每個(gè)所述接合凸輪的元件并不是在每個(gè)工作室容積的周期都支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，并且其中該流體工作機(jī)器在一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)方向上作為一個(gè)泵并且作為一個(gè)馬達(dá)是可運(yùn)行的，該流體工作機(jī)器是可運(yùn)行的而使得每個(gè)凸輪隨動元件不會在對應(yīng)的工作室正在膨脹時(shí)支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在每個(gè)工作室周期中執(zhí)行一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行周期，并且每個(gè)所述工作室是可運(yùn)行的以便在接合凸輪的元件不會支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上的工作室容積周期中執(zhí)行一個(gè)泵送周期。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體工作機(jī)器，其中該流體工作機(jī)器是一個(gè)馬達(dá)并且該機(jī)器被配置為使得只有當(dāng)對應(yīng)的工作室在收縮時(shí)這些接合凸輪的元件才支承在這些互鎖區(qū)域上，或者其中該流體工作機(jī)器是一個(gè)泵并且該機(jī)器被配置為使得只有當(dāng)對應(yīng)的工作室正在膨脹時(shí)這些接合凸輪的元件才支承在這些互鎖區(qū)域上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體工作機(jī)器，其中每個(gè)所述區(qū)段限定了該工作表面的多個(gè)波形，這樣使得在使用中每個(gè)所述工作室的接合凸輪的元件并不是在工作室容積的每個(gè)周期都支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上，并且其中該控制器是可運(yùn)行的以便在每個(gè)所述接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)使該工作室內(nèi)的流體壓力與當(dāng)該接合凸輪的元件支承在該工作表面的另一個(gè)區(qū)域上時(shí)該工作室內(nèi)的流體壓力相比是受限制的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體工作機(jī)器，其中，該控制器是可運(yùn)行的以便通過對有待在工作室容積的一個(gè)周期中排出的流體凈體積的選擇來限制每個(gè)所述工作室中的工作流體壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體工作機(jī)器，其中，該控制器是可運(yùn)行的以便通過選擇一個(gè)工作室進(jìn)行一個(gè)空轉(zhuǎn)周期來限制每個(gè)所述工作室中的工作流體壓力。
13.一套零件，這套零件被組裝起來時(shí)形成了根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個(gè)環(huán)形凸輪、或者根據(jù)權(quán)利要求6所述的一個(gè)流體工作機(jī)器。
14.一種運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體工作機(jī)器的方法，該方法包括致使該環(huán)形凸輪以及該至少一個(gè)活塞的相對旋轉(zhuǎn)，這樣使得該至少一個(gè)接合凸輪的元件從一個(gè)第一區(qū)段的前導(dǎo)協(xié)作構(gòu)形上平滑地經(jīng)過而到達(dá)一個(gè)第二區(qū)段的跟隨協(xié)作構(gòu)形。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，每個(gè)所述區(qū)段限定了該工作表面的多個(gè)波形，這樣使得每個(gè)所述工作室的接合凸輪的元件在工作室容積的每兩個(gè)或更多個(gè)周期中支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上一次，該方法包括在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上對有待由每個(gè)所述工作室排出的工作流體的體積進(jìn)行選擇，從而在每個(gè)所述接合凸輪的元件支承在一個(gè)互鎖區(qū)域上時(shí)使該工作室內(nèi)的流體壓力與當(dāng)該接合凸輪的元件支承在該工作表面的另一個(gè)區(qū)域上時(shí)該工作室內(nèi)的流體壓力相比是受限 制的。
【文檔編號】F04B1/04GK103534481SQ201180001464
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2010年8月17日
【發(fā)明者】W·H·S·瑞普恩, U·B·P·斯坦, R·G·?？怂? S·H·索爾特 申請人:阿爾特彌斯智能動力有限公司