專利名稱：擺動(dòng)活塞式機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擺動(dòng)活塞式機(jī)械，具有多個(gè)在一個(gè)殼體內(nèi)設(shè)置的并繞一根基本上在殼體中心固定于殼體上的旋轉(zhuǎn)軸線在殼體內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)的活塞，這些活塞在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)繞一根相應(yīng)的擺動(dòng)軸線進(jìn)行來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中，每?jī)蓚€(gè)鄰近的活塞進(jìn)行相反方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
由WO 98/13583已知一種這樣的擺動(dòng)活塞式機(jī)械。
擺動(dòng)活塞式機(jī)械屬于內(nèi)燃機(jī)的一種，其中通過各個(gè)活塞在兩終端位置之間的來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生燃燒混合物的進(jìn)氣、壓縮、點(diǎn)火、膨脹和排氣的各個(gè)工作沖程。
在這種情況下各擺動(dòng)活塞的殼體內(nèi)繞一共同的固定于殼體上的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，此時(shí)活塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由相應(yīng)的中間元件轉(zhuǎn)換為一輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在擺動(dòng)活塞在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)擺動(dòng)活塞進(jìn)行來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
在上述已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械中，殼體在內(nèi)面具有圓柱幾何形狀。已知擺動(dòng)活塞式機(jī)械的活塞構(gòu)成為雙臂杠桿。各兩鄰近的活塞處于相互滾動(dòng)嵌接。各活塞分別設(shè)置成可繞一平行于一中心的殼體軸線的活塞軸線擺動(dòng)，其中殼體軸線位于圓柱軸線上。各活塞軸線延伸到貼鄰殼體內(nèi)壁，其中每一活塞具有自身的活塞軸線。為了控制各個(gè)活塞在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，設(shè)置一在殼體中心固定于殼體的凸輪元件，沿其引導(dǎo)各個(gè)活塞。
由各兩鄰近的活塞形成的各個(gè)工作室構(gòu)成在各活塞面向殼體內(nèi)壁的一面與殼體內(nèi)壁之間。
雖然已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械關(guān)于其運(yùn)轉(zhuǎn)特性和其轉(zhuǎn)矩曲線已證明是有利的。但可認(rèn)為已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的缺點(diǎn)是，各活塞的質(zhì)量分布由于殼體幾何形狀和各個(gè)活塞在殼體內(nèi)壁上的支承仍然是可優(yōu)化的。
由文件US 6,241,493 B1已知一種裝置用于通過一旋轉(zhuǎn)泵、一壓縮機(jī)或一電機(jī)控制流體流動(dòng)。一第一葉片在球形殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，該第一葉片使至少一個(gè)第二葉片在交替地打開的和關(guān)閉的位置來回?cái)[動(dòng)，而且第二葉片遠(yuǎn)離第一葉片并且再次接近第一葉片地?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)诙~片接近關(guān)閉的位置時(shí)，流體通過殼體內(nèi)的入口運(yùn)動(dòng)，而當(dāng)?shù)诙~片達(dá)到開啟位置時(shí)流體流入殼體內(nèi)。一葉片進(jìn)行純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而沒有擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而另一葉片是可擺動(dòng)的。因此該已知的裝置涉及完全不同于上述已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的工作原理。
此外由文件DE 297 24 399 U1已知一種裝置，其具有至少兩個(gè)在一環(huán)形空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)活塞，其沿其旋轉(zhuǎn)方向在環(huán)形空間內(nèi)向前和向后限定一膨脹室，其中各旋轉(zhuǎn)活塞經(jīng)由一傳動(dòng)裝置這樣連接于一共同的轉(zhuǎn)矩傳送軸，即使膨脹室的容積沿旋轉(zhuǎn)方向交替地縮小和增大。傳動(dòng)裝置在轉(zhuǎn)矩傳遞軸與兩限定膨脹室的旋轉(zhuǎn)活塞之至少一個(gè)之間具有至少一個(gè)彎曲的和關(guān)于其循環(huán)的旋轉(zhuǎn)相位不被補(bǔ)償?shù)娜f向接頭。在該已知的裝置中各兩鄰近的活塞相互間接近或遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)，因?yàn)楦骰钊跉んw內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)具有不同的轉(zhuǎn)速。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種開關(guān)所述型式的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其還進(jìn)一步改進(jìn)關(guān)于質(zhì)量分布的對(duì)稱性。
按照本發(fā)明該目的關(guān)于開頭所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械這樣來達(dá)到，即將殼體在內(nèi)面構(gòu)成球形的，并且各活塞的擺動(dòng)軸線由一共同的擺動(dòng)軸線構(gòu)成，而且其基本上通過殼體中心延伸。
因此在本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械中，各個(gè)在殼體內(nèi)的活塞可繞一共同的擺動(dòng)軸線擺動(dòng)，該擺動(dòng)軸線基本上位于球形殼體的一個(gè)直徑上，因此各活塞不同于開頭所述已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械而具有一在殼體中心的支承。雖然在開頭所述已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械中各個(gè)活塞在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)由于離心力被壓向它們安裝在殼體內(nèi)壁上的擺動(dòng)軸軸承，但本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的各活塞由于它們的在殼體中心的支承被向殼體中心支承而克服作用在各活塞上的離心力，因此各活塞可以以基本上較小的摩擦運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的殼體不同于開頭所述已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械而構(gòu)成球形的，其優(yōu)點(diǎn)是，活塞的全部設(shè)置結(jié)合它們的在殼體中心的支承可以以特別均勻的質(zhì)量分布構(gòu)成。此外本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的球形的構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是，在擺動(dòng)活塞式機(jī)械的顯著更緊湊的總尺寸的同時(shí)提供盡可能大的工作容積。因此在擺動(dòng)活塞式機(jī)械的盡可能小的總尺寸的同時(shí)可以構(gòu)成具有大容積的各個(gè)工作室。球形的構(gòu)造還有另一優(yōu)點(diǎn)是，關(guān)于共同的擺動(dòng)軸線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線的位置可在相當(dāng)大程度上自由選擇。
在一優(yōu)選的構(gòu)造中各活塞的共同擺動(dòng)軸線傾斜于或垂直于旋轉(zhuǎn)軸線延伸。
這種措施的優(yōu)點(diǎn)是，可以在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單而運(yùn)動(dòng)學(xué)有利地實(shí)現(xiàn)活塞的來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)與活塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的互相配合。雖然傾斜或垂直的設(shè)置是優(yōu)選的，但也可設(shè)想，各活塞的共同擺動(dòng)軸線和共同的旋轉(zhuǎn)軸線平行延伸，例如可以重合。
但全部的構(gòu)造共同的是，擺動(dòng)軸線與旋轉(zhuǎn)軸線之間的角度在擺動(dòng)活塞式機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是不變的。擺動(dòng)軸線垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于，活塞的來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)不作為加速力矩或減速力矩作用到繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上，因此達(dá)到擺動(dòng)活塞式機(jī)械的很平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，各活塞可擺動(dòng)地支承在一構(gòu)成擺動(dòng)軸線的軸頸上，后者與一構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸線的軸關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)固定地相連接。
在這方面，結(jié)構(gòu)上特別簡(jiǎn)單的構(gòu)造是有利的。只要活塞的擺動(dòng)軸線基本上垂直地相交于旋轉(zhuǎn)軸線，如以前在一優(yōu)選的構(gòu)造所提到的，則構(gòu)成擺動(dòng)軸線的軸頸相應(yīng)地垂直于構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸線的軸設(shè)置并且與其關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)固定地相連接。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中軸由殼體中引出。
其中有利的是，構(gòu)成共同的旋轉(zhuǎn)軸線的軸可以同時(shí)用作為驅(qū)動(dòng)軸或輸出軸。因此活塞在殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以無中間元件直接轉(zhuǎn)換為軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，然后可以將該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在殼體外面作為驅(qū)動(dòng)能量分流。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中軸大致延伸到殼體中心。
該構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于軸在殼體上只需一個(gè)軸承，因此還可進(jìn)一步降低本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的結(jié)構(gòu)上的費(fèi)用。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，各兩個(gè)關(guān)于殼體中心基本上徑向?qū)χ玫幕钊嗷ス潭ㄟB接成一雙活塞。
因此在該構(gòu)造中一雙活塞的兩活塞從擺動(dòng)軸線開始基本沿相反方向徑向于相應(yīng)對(duì)置的殼體內(nèi)壁。這種措施的優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于兩個(gè)活塞只需要半數(shù)的軸承環(huán)，因此一方面減小用于活塞關(guān)于擺動(dòng)軸線的支承的占地面積并且另外需要用于活塞支承的少量部件。
在一特別優(yōu)選的構(gòu)造中，總共四個(gè)活塞設(shè)置于殼體內(nèi)，于是結(jié)合上述優(yōu)選的構(gòu)造在殼體內(nèi)設(shè)置兩個(gè)雙活塞。該兩個(gè)雙活塞在共同的擺動(dòng)軸線上大致成X形交叉。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，各活塞在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)沿至少一個(gè)在殼體上構(gòu)成的控制凸輪導(dǎo)向以便控制來回的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
控制凸輪的設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是，可以確定的方式精確地控制各個(gè)活塞的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)控制凸輪在殼體上的設(shè)置不同于開頭所述已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，那里在殼體內(nèi)的中心設(shè)置一在殼體上固定的凸輪元件。在本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械中，相反，各活塞關(guān)于共同的擺動(dòng)軸線支承在殼體中心，而控制凸輪構(gòu)成在殼體上，因此可以以大的沖程實(shí)現(xiàn)活塞的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
在這里優(yōu)選的是，將控制凸輪構(gòu)成為至少一個(gè)在殼體內(nèi)制出的凹槽，其中分別嵌入至少一個(gè)為相應(yīng)的活塞配置的固定在活塞上的導(dǎo)向元件。
在殼體壁內(nèi)一個(gè)凹槽的設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是，相應(yīng)的嵌入凹槽內(nèi)的固定在活塞上的導(dǎo)向元件在兩面導(dǎo)向，亦即在凹槽的兩對(duì)置的側(cè)壁上導(dǎo)向。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，導(dǎo)向元件具有至少一個(gè)導(dǎo)滾，或?qū)?dǎo)向元件構(gòu)成為滑動(dòng)軸承。
當(dāng)導(dǎo)向元件具有至少一個(gè)導(dǎo)滾時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)在于，以很小的摩擦實(shí)現(xiàn)各個(gè)活塞在凹槽內(nèi)的導(dǎo)向，因此降低了活塞在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)的能耗。
特別優(yōu)選的是，導(dǎo)向元件具有兩個(gè)導(dǎo)滾，其中一個(gè)與凹槽的一側(cè)面接觸而另一個(gè)與凹槽的另一側(cè)面接觸。
這種措施的優(yōu)點(diǎn)是，兩單獨(dú)的導(dǎo)滾在凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不必按照它們是否與一側(cè)面還是與另一側(cè)面接觸而改變它們的轉(zhuǎn)向。在該構(gòu)造中一個(gè)導(dǎo)滾始終與凹槽的一個(gè)側(cè)面接觸，由此從導(dǎo)滾在凹槽內(nèi)的一整轉(zhuǎn)看該導(dǎo)滾具有相同的轉(zhuǎn)向，同時(shí)另一導(dǎo)滾始終與另一側(cè)面接觸，并且因此其在凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中也不改變其轉(zhuǎn)向。
結(jié)合一上述的構(gòu)造，按其各兩個(gè)活塞組成為一個(gè)雙活塞，在另一優(yōu)選的構(gòu)造中設(shè)定，每一雙活塞只具有一個(gè)導(dǎo)向元件。
這也是各兩個(gè)活塞組成為一個(gè)雙活塞的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槊恳浑p活塞只有一個(gè)導(dǎo)向元件并因此甚至總共只需要一個(gè)用于兩個(gè)雙活塞的控制凸輪，因此還進(jìn)一步降低了結(jié)構(gòu)上的費(fèi)用。
代替控制凸輪作為在殼體內(nèi)制出的凹槽的構(gòu)造，控制凸輪也可以優(yōu)選構(gòu)成為至少一個(gè)從殼體向內(nèi)伸出的凸出部，活塞沿其導(dǎo)向。
這種措施的優(yōu)點(diǎn)在于，各活塞可以直接以一活塞自身的表面在向內(nèi)伸出的凸出部上導(dǎo)向而不要設(shè)置一導(dǎo)滾，因此達(dá)到擺動(dòng)活塞式機(jī)械的結(jié)構(gòu)上特別簡(jiǎn)單的構(gòu)造。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，每一活塞具有一徑向延伸的工作面和一與其遠(yuǎn)離的背面，其中一相應(yīng)的工作室構(gòu)成在各兩個(gè)相互面對(duì)的工作面與殼體之間，同時(shí)在各兩個(gè)背面鄰近的活塞與殼體之間分別構(gòu)成一在容積上反向于工作室增大的或縮小的輔助室。
這種措施的優(yōu)點(diǎn)在于，在各兩背面鄰近的兩活塞之間構(gòu)成的輔助室，其在各個(gè)活塞的來回的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)于其容積處于反向于工作室容積的變化狀態(tài)，其中后者實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣的工作沖程，可以用于不同的目的，亦即一方面用于活塞的冷卻，或用作為增壓室，如設(shè)置在其他的優(yōu)選的和以下還要描述的構(gòu)造中那樣。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，將各活塞設(shè)計(jì)成使由各兩個(gè)鄰近的活塞形成的工作室構(gòu)成球楔形的，并且工作室的寬度在垂直于活塞的擺動(dòng)軸線的平面內(nèi)是可變的。
該活塞的構(gòu)造與開頭所述已知的擺動(dòng)活塞式機(jī)械相比導(dǎo)致增大的工作容積，這在本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械作為內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用中可以導(dǎo)致提高的功率輸出。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，以上所述的至少一個(gè)輔助室可以注滿流體，優(yōu)選空氣。
在本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械用作為內(nèi)燃機(jī)的情況中，通過這種措施可以以有利的方式將新鮮空氣導(dǎo)入輔助室內(nèi)以便冷卻活塞背面、殼體內(nèi)壁和中心的活塞軸承。因此與其他的已知型式的內(nèi)燃機(jī)相比有利地提高了總效率。在最簡(jiǎn)單的情況中，各輔助室也可簡(jiǎn)單地用作為油空間或油-空氣空間用以冷卻和潤(rùn)滑。
在上述措施的另一結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的構(gòu)造中，在殼體上設(shè)有至少一個(gè)入口閥用以注滿至少一個(gè)輔助室。
根據(jù)這一事實(shí)，即至少一個(gè)輔助室由于來回的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)也在容積上增大和縮小，該入口閥可以構(gòu)成為簡(jiǎn)單的止回閥或碟形閥，因?yàn)橥ㄟ^連續(xù)的交替的容積變化交替地產(chǎn)生負(fù)壓和超壓，借其自動(dòng)控制入口閥。按這種方式可以節(jié)省耗費(fèi)很大的閥控制，例如一凸輪軸或甚至耗費(fèi)很大的閥例如電磁閥。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，輔助室內(nèi)的流體通過所屬的活塞的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)壓縮之。
這種措施的優(yōu)點(diǎn)是，按結(jié)構(gòu)上特別簡(jiǎn)單的方式至少一個(gè)輔助室不僅用于冷卻活塞、殼體和活塞軸承，而且同時(shí)用作為增壓室，其在本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械用作為內(nèi)燃機(jī)的情況中用來預(yù)壓縮燃燒空氣，該燃燒空氣以前已吸入至少一個(gè)輔助室。在該意義上上述的流體優(yōu)選為新鮮空氣。
在這方面特別優(yōu)選的是，至少一個(gè)輔助室與至少一個(gè)工作室經(jīng)由至少一個(gè)入口閥相連通，這使流過的被壓縮的流體可以從至少一個(gè)輔助室進(jìn)入工作室。
利用這種的構(gòu)造現(xiàn)在提供很大的優(yōu)點(diǎn)，即本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械可以用作為自增壓的內(nèi)燃機(jī)。換言之，在本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械中將一種這樣的自增壓效應(yīng)結(jié)合于機(jī)械中。這種自增壓效應(yīng)通過反向于工作室增大或縮小的輔助室是可能的。在至少一個(gè)輔助室內(nèi)預(yù)壓縮的流體，例如預(yù)壓縮的燃燒空氣，然后可以以壓縮的形式進(jìn)入至少一個(gè)工作室，例如當(dāng)其正好處于吸氣沖程或在吸氣沖程終端時(shí)。換言之，燃燒空氣可以已經(jīng)以預(yù)壓進(jìn)入至少一個(gè)工作室，從而按這種方式可達(dá)到壓縮壓力可足夠?yàn)楸景l(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械作為柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)之用。在該優(yōu)選的構(gòu)造中實(shí)現(xiàn)了自增壓效應(yīng)而不要增設(shè)一增壓空氣壓縮機(jī)，因此本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械可以以最少的結(jié)構(gòu)上的費(fèi)用達(dá)到自增壓。
在另一優(yōu)選的構(gòu)造中，至少一個(gè)輔助室與至少一個(gè)工作室經(jīng)由一在殼體外面設(shè)置的導(dǎo)管相連通，其中在殼體上設(shè)置至少一個(gè)入口閥，通過它流體從輔助室進(jìn)入工作室。
在一代替它的優(yōu)選的構(gòu)造中，至少一個(gè)輔助室與至少一個(gè)工作室穿過位于中間的活塞相連通，其中在活塞上設(shè)置入口閥，通過它流體從輔助室進(jìn)入工作室。
雖然第一構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是，活塞在結(jié)構(gòu)上可較簡(jiǎn)單地制造，因?yàn)椴豁氁獙㈤y結(jié)合于活塞內(nèi)，而只須在殼體上設(shè)置一附加的入口閥，但第二構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是，作為入口閥可以再次采用簡(jiǎn)單的止回閥或蝶形閥，并且該閥的功能與殼體的環(huán)境壓力無關(guān)。相反在第一構(gòu)造中受控的閥采用一電磁閥的形式或在簡(jiǎn)單的情況下采用由一凸輪軸控制的閥。
在本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械中，為了得到大容積的工作室各活塞優(yōu)選設(shè)置成使各兩個(gè)鄰近的活塞由于擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)交替地相互接近和相互分開運(yùn)動(dòng)。
由以下描述和附圖得出其他的優(yōu)點(diǎn)和特征。
當(dāng)然，以下所述的和以下還要說明的特征不僅可應(yīng)用于相應(yīng)說明的組合，而且可應(yīng)用于其他的組合或單獨(dú)應(yīng)用而并不背離本發(fā)明的范圍。


本發(fā)明的諸實(shí)施例示于附圖中并且以下關(guān)于它們給予更詳細(xì)的描述。其中圖1本發(fā)明的擺動(dòng)活塞式機(jī)械按照第一實(shí)施例的局部剖開的透視總圖并且處于活塞的第一工作位置；圖2圖1中去掉殼體的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的透視圖；圖3圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的圖2中所示的各部件的分解的透視圖；圖4圖3中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的各部件的另一分解的透視圖，其中省略一些部件；圖5a)和5b)圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的一個(gè)雙活塞的透視圖，其中圖5b)中的圖相對(duì)于圖5a)中的圖旋轉(zhuǎn)90°；圖6a)和6b)圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的殼體單獨(dú)的半剖開透視圖，其中圖6a)示出殼體的外面而圖6b)示出殼體的內(nèi)面；圖7圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械沿一平行于活塞的旋轉(zhuǎn)軸線和垂直于活塞的擺動(dòng)軸線的平面截取的剖面圖；圖8圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械沿一平行于活塞的擺動(dòng)軸線和垂直于活塞的旋轉(zhuǎn)軸線的平面截取的剖面圖；圖9a)至9d)圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的功能原理在一沿活塞的旋轉(zhuǎn)軸線和橫向于擺動(dòng)軸線截取的剖面內(nèi)的示意圖；圖10a)至10d)圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的功能原理在一沿平行于活塞的擺動(dòng)軸線和橫向于旋轉(zhuǎn)軸線的剖面內(nèi)的示意圖，其中圖10a)至10d)中所示的各個(gè)工作位置相應(yīng)于圖9a)至9d)中所示的各個(gè)工作位置；圖11控制凸輪的特性曲線的示意圖，借其控制活塞的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；圖12至14圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械處于相應(yīng)于圖9和10的不同的活塞工作位置的透視圖；圖15擺動(dòng)活塞式機(jī)械按照一相對(duì)于圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械稍微修改的實(shí)施例的相應(yīng)于圖7的剖面圖；圖16圖15中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械處于相對(duì)于圖15改變的活塞工作位置；圖17圖15和16中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械處于相對(duì)于圖15和16進(jìn)一步改變的活塞工作位置；圖18擺動(dòng)活塞式機(jī)械相對(duì)于圖1中的擺動(dòng)活塞式機(jī)械稍微修改的實(shí)施例的另一實(shí)施例的相應(yīng)于圖7的視圖；以及圖19擺動(dòng)活塞式機(jī)械的又一實(shí)施例相應(yīng)于圖8的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照?qǐng)D1至8更詳細(xì)地描述設(shè)有總體標(biāo)記10的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的構(gòu)造。擺動(dòng)活塞式機(jī)械10用作為內(nèi)燃機(jī)，但也可以用于其他的用途例如用作為壓縮機(jī)。
擺動(dòng)活塞式機(jī)械10具有一設(shè)有總體標(biāo)記12的殼體，其由第一半殼體14和第二半殼體16構(gòu)成。
兩半殼體14和16經(jīng)由相應(yīng)的環(huán)形凸緣18或20相互固定連接。
殼體12的內(nèi)壁22構(gòu)成球形的。在擺動(dòng)活塞式機(jī)械10的殼體12的外面也具有球形對(duì)稱性。
圖1中局部剖開地示出殼體12，從而可看到圖1中擺動(dòng)活塞式機(jī)械10在殼體12內(nèi)部的其他的細(xì)節(jié)。
在殼體12內(nèi)設(shè)有多個(gè)并且在該實(shí)施例中四個(gè)活塞24、26、28和30，其中活塞30在圖1中是被掩蓋的，而例如在圖4的分解的透視圖中或圖7中是可看到的。
各兩個(gè)活塞相互固定連接成一個(gè)雙活塞，而且活塞26和30相互固定連接成一個(gè)雙活塞，同樣活塞24和28構(gòu)成一單件的剛性的雙活塞。
活塞24至30可繞一共同的擺動(dòng)軸線32擺動(dòng)，并且同時(shí)活塞24至30繞一共同的旋轉(zhuǎn)軸線34在殼體12內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)來回的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)上，如以后還要更詳細(xì)描述的。
為了可擺動(dòng)的支承，由活塞24和28構(gòu)成的雙活塞具有一與兩活塞24和28固定連接的在活塞24和28的一端的軸承環(huán)36和一在活塞24和28的另一端的第二軸承環(huán)38。由活塞26和30構(gòu)成的雙活塞相同于由活塞24和28構(gòu)成的雙活塞，并且相應(yīng)地具有第一軸承環(huán)40和第二軸承環(huán)42。
由活塞24和28構(gòu)成的第一雙活塞和由活塞26和30構(gòu)成的第二雙活塞經(jīng)由軸承環(huán)36和38或40和42可擺動(dòng)地支承在軸頸44上，該軸頸構(gòu)成擺動(dòng)軸線32。由活塞24和28構(gòu)成的第一雙活塞和由活塞26和30構(gòu)成的第二雙活塞相對(duì)扭轉(zhuǎn)180°安裝在軸頸44上，其中由活塞24和28構(gòu)成的第一雙活塞和由活塞26和30構(gòu)成的第二雙活塞在軸頸44或擺動(dòng)軸線32上成十字形延伸。如以下還要更詳細(xì)說明的，各個(gè)活塞24至30之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)總是成對(duì)反向的。
由活塞24至30和軸頸44構(gòu)成的裝置在軸頸44的各端由封蓋46和48緊密地密封。封蓋46和48為此分別具有向內(nèi)伸出的環(huán)形凸緣50，其緊密地嵌入在第二軸承環(huán)38和42上的相應(yīng)的凹槽52內(nèi)。封蓋46和48在軸頸44的兩端在外面構(gòu)成由活塞24和30構(gòu)成的裝置的半球形終端，其匹配于殼體12的內(nèi)壁22的曲率半徑。
軸頸44連接于軸54，即通過將軸頸44不可拆式壓入軸54的一端的環(huán)56的孔內(nèi)，以使軸頸44在兩端同樣程度地從環(huán)56中向其兩側(cè)伸出?；钊?4至30以軸承環(huán)36至42支承在從環(huán)56中在兩側(cè)伸出的軸頸44的區(qū)域上。環(huán)56固定連接于軸54。軸頸44并從而擺動(dòng)軸線32垂直于旋轉(zhuǎn)軸線34延伸，后者由軸54構(gòu)成。相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線34，軸頸44旋轉(zhuǎn)固定地連接于軸54，但其中軸頸44相對(duì)于擺動(dòng)軸線32也不能旋轉(zhuǎn)地固定于軸54的環(huán)56中。
按照?qǐng)D1軸54從殼體12中引出并且用作為擺動(dòng)活塞式機(jī)械10的輸出軸。
在殼體12上相應(yīng)地構(gòu)成一管形的延伸部58通過該延伸部從殼體12中引出軸54。按照?qǐng)D2和3軸54借助于轉(zhuǎn)動(dòng)軸承60和62與一中間套筒64安裝在延伸部58內(nèi)。
如由圖1至8，特別是由圖7可看出的，軸54在殼體12內(nèi)部通到殼體中心為止。
軸頸44并從而擺動(dòng)軸線32通過殼體中心，其在圖7中以標(biāo)記66表示。因此活塞24至30可擺動(dòng)地支承在一通過殼體中心的擺動(dòng)軸線32上。旋轉(zhuǎn)軸線34同樣通過殼體中心并在那里與擺動(dòng)軸線32垂直相交。
以上所述的第一雙活塞由相對(duì)于擺動(dòng)軸線32或殼體中心66基本上徑向?qū)χ玫幕钊?4和28構(gòu)成，而第二雙活塞由相對(duì)于擺動(dòng)軸線32或殼體中心66基本上徑向?qū)χ玫幕钊?6和30構(gòu)成。
由活塞24和28構(gòu)成的第一雙活塞還設(shè)有固定于活塞上的導(dǎo)向元件68，同樣由活塞26和30構(gòu)成的雙活塞設(shè)有導(dǎo)向元件70。導(dǎo)向元件68和70用于在活塞24至30繞旋轉(zhuǎn)軸線34旋轉(zhuǎn)時(shí)控制活塞24至30繞擺動(dòng)軸線32的來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向元件68和70構(gòu)成軸桿式的。在活塞24和28的導(dǎo)向元件68的端部設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)滾72和74。導(dǎo)滾72比導(dǎo)滾74具有較大的外徑。相應(yīng)地，在導(dǎo)向元件70的端部設(shè)有導(dǎo)滾76和78，其中導(dǎo)滾76比導(dǎo)滾78具有較大的外徑。
導(dǎo)向元件68、70經(jīng)由導(dǎo)滾72、74或76、78嵌入一在殼體12的內(nèi)壁22中制成為凹槽80的控制凸輪內(nèi)用以控制活塞24至30的來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)。其中構(gòu)成為凹槽80的控制凸輪在殼體上關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸線34同心于軸54的延長(zhǎng)，亦即對(duì)置于軸54的環(huán)56設(shè)置。由凹槽80構(gòu)成的控制凸輪為一閉合的曲線而沒有交點(diǎn)并且大致具有一在徑向?qū)χ玫母鱾?cè)面上收縮的圓的形狀。
按照導(dǎo)滾72和導(dǎo)滾74的不同的外徑和按照導(dǎo)滾76與導(dǎo)滾78之間的不同，凹槽80具有沿徑向方向成階梯形的形狀，亦即凹槽80的側(cè)面82和84具有一階梯(參見圖12至14)。其中將該裝置構(gòu)成使較大直徑的導(dǎo)滾72和76在凹槽80內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只貼緊一個(gè)側(cè)面84，而較小直徑的導(dǎo)滾74和78貼緊另一側(cè)面82，從而導(dǎo)滾72至78的相應(yīng)的轉(zhuǎn)向在通過凹槽80的一整轉(zhuǎn)內(nèi)是相同的。
如特別由圖1可看出的，導(dǎo)向元件68和70相互位錯(cuò)180°嵌入凹槽80內(nèi)，此時(shí)在活塞24至30在殼體12內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸線34的一整轉(zhuǎn)內(nèi)保持該180°的包圍角。由圖6a)和6b)中的視圖可特別清楚地看出凹槽80的形狀，其示出殼體12沿一垂直于旋轉(zhuǎn)軸線34和平行于擺動(dòng)軸線32的平面截取的剖面，其中圖6a)示出殼體12的外面而圖6b)示出殼體12的內(nèi)面。
圖5a)和5b)中單獨(dú)示出由活塞24和28構(gòu)成的雙活塞?；钊?4至30之每一個(gè)具有一工作面和一對(duì)置的背面，如在圖5a)和5b)中的活塞24和28的實(shí)例中所示。
對(duì)于活塞24，其工作面以標(biāo)記86表示。工作面86基本上是光滑的和平面的并且以其最大的尺寸平行于擺動(dòng)軸線32延伸?；钊?8的相應(yīng)的同樣構(gòu)成的工作面設(shè)有標(biāo)記88。
活塞24的對(duì)置于活塞24的工作面86的背面90設(shè)有多個(gè)向背面90開口的空心空間92，但其在工作面86上是封閉的。以同樣的方式在活塞28上構(gòu)成背面94，其對(duì)置于活塞28的工作面88。
同樣構(gòu)成的活塞26和30同樣具有以上所述活塞24和28的構(gòu)造。
在各鄰近的活塞24至30的工作面之間構(gòu)成一工作室。由于擺動(dòng)活塞式機(jī)械10的構(gòu)造包括四個(gè)活塞24至30，因此設(shè)有兩個(gè)工作室96和98，其中工作室96構(gòu)成在鄰近的活塞24與26的工作面之間而工作室98構(gòu)成在鄰近的活塞28與30的工作面之間。在活塞24至30在殼體12內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)工作室96和98的容積由于來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)在一圖7中所示的幾乎關(guān)閉的位置的小容積與一最大容積之間變化，該最大容積例如在圖17中對(duì)一與此有關(guān)的同樣工作的擺動(dòng)活塞式機(jī)械10′所示的。由于來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)各兩個(gè)鄰近的活塞24至30交替地相互接近或相互分開運(yùn)動(dòng)。
工作室96和98大致具有球楔形狀，其在垂直于擺動(dòng)軸線32的平面內(nèi)，亦即在圖7的平面內(nèi)的寬度是變化的。工作室96和98由活塞24至30的工作面、殼體12的內(nèi)壁22并且向殼體中心66由軸承環(huán)36至42和軸54的環(huán)56限定。
此外，工作室96和98通過密封99向殼體12的內(nèi)壁22和通過密封101向軸54的環(huán)56的那邊密封。省去活塞24至30對(duì)軸承環(huán)36至42的密封，因?yàn)樗鼈兣c活塞24至30成單件連接。
在各鄰近的活塞24至30的各背面之間構(gòu)成輔助室。按照擺動(dòng)活塞式機(jī)械10包括總共四個(gè)活塞24至30的構(gòu)造設(shè)有兩個(gè)輔助室，亦即一個(gè)在活塞26與活塞28之間的輔助室100和一個(gè)在活塞30與活塞24之間的輔助室102。沿關(guān)于擺動(dòng)軸線32的圓周方向觀察兩工作室96和98鄰近于輔助室100或102。
由于在活塞24至30的背面上的空心空間92對(duì)于輔助室100和102利用一盡可能大的容積。輔助室100和102的容積反向于工作室96和98的容積增大或縮小。工作室96和98的容積在活塞24至30在殼體12內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸線34旋轉(zhuǎn)時(shí)同向增大和縮小，并且輔助室100和102也同向增大和縮小。
輔助室100和102可以注滿流體，優(yōu)選空氣。
為此在殼體12設(shè)置一為輔助室100配置的入口閥104，其位于一在殼體12上構(gòu)成的閥殼體106內(nèi)。入口閥104為一碟形閥，其偏壓向箭頭108的方向。入口閥104由輔助室100與殼體12外面的空間之間的不同的壓力關(guān)系控制。相應(yīng)地，為輔助室102配置另一入口閥110，其同樣在殼體12上安裝于其中構(gòu)成的閥殼體112內(nèi)。入口閥110也是一碟形閥，并且其操作方式相當(dāng)于入口閥104的。
按照?qǐng)D6，入口閥104位于凹槽80內(nèi)部的殼體區(qū)域內(nèi)。
通過入口閥104或110引入輔助室100或102的流體，優(yōu)選新鮮空氣首先用于冷卻活塞24至30，特別是其軸承環(huán)38至42以及軸頸44和殼體12的內(nèi)壁22，此外冷卻活塞24至30的導(dǎo)向元件68和70上的導(dǎo)滾72至78。
在所示的實(shí)施例中輔助室100和102不僅具有冷卻功能，而且還用于引入輔助室100和102中的流體即新鮮的空氣。
該壓縮從圖7中所示的活塞24至30的位置開始這樣產(chǎn)生，即活塞24和26按箭頭114和116偏轉(zhuǎn)而活塞28和30按箭頭118和120偏轉(zhuǎn)，因此縮小輔助室100和102的容積。此時(shí)由于輔助室100和102內(nèi)連續(xù)提高的壓力，入口閥104和110被壓向其關(guān)閉位置(圖7中的箭頭108方向)，從而流體不可能從輔助室100或102中通過入口閥104或110泄漏。
輔助室100和102還與工作室96和98分別經(jīng)由一在殼體外面設(shè)置的導(dǎo)管122和124，并且經(jīng)由一入口閥126相連通，入口閥126為一受控的閥，例如電磁閥。
導(dǎo)管122以一端經(jīng)由殼體12中的孔128與輔助室102連通，而導(dǎo)管124經(jīng)由殼體12中的孔130與輔助室100連通。導(dǎo)管122和124一起進(jìn)入入口閥126的區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)哪一工作室96或98正好面對(duì)入口閥126，在輔助室100和102中被壓縮的流體就可以引入相應(yīng)的工作室96或98。按這種方式可以將預(yù)壓縮的燃燒空氣，亦即以超壓壓入工作室96或98，因此產(chǎn)生擺動(dòng)活塞式機(jī)械10的自增壓效應(yīng)。
擺動(dòng)活塞式機(jī)械10還具有一在殼體12上固定火花塞132、一貼鄰火花塞132的噴嘴134用以噴入燃料和一只在圖8中可見的排出口136用以排出在擺動(dòng)活塞式機(jī)械10運(yùn)轉(zhuǎn)中燃燒過的燃料-空氣混合物。
此外，按照?qǐng)D7和8，軸54中具有孔138和140并且軸頸44中具有孔142至150，這些孔用作各可運(yùn)動(dòng)的部件的油潤(rùn)滑。
以下參照?qǐng)D9、10和11更詳細(xì)地描述擺動(dòng)活塞式機(jī)械的功能原理，其中活塞24至30的各個(gè)運(yùn)動(dòng)流程也可以借助圖1和12至14中的透視圖補(bǔ)充說明。圖9中的視圖是大大簡(jiǎn)化的。
在圖9a)、10a)和圖1中活塞24和26處于所謂上死點(diǎn)(OT)，而活塞28和30處于下死點(diǎn)(UT)。在這種狀態(tài)下，活塞24與26之間構(gòu)成的工作室96和活塞28與30之間構(gòu)成的工作室98具有其最小的容積。由活塞26和30構(gòu)成的雙活塞的導(dǎo)向元件70在凹槽80內(nèi)位于其一個(gè)頂點(diǎn)(參見圖11中的位置a))，而由活塞24和28構(gòu)成的雙活塞的導(dǎo)向元件68位于凹槽80的另一頂點(diǎn)(圖11中的位置c))。
在這種狀態(tài)下，工作室96內(nèi)存在被壓縮的燃料一空氣混合物，而室98是空的。
現(xiàn)在如果借助于火花塞132點(diǎn)燃工作室96中存在的燃料-空氣混合物，則在工作室96中自發(fā)產(chǎn)生的壓力升高試圖使活塞24和26繞擺動(dòng)軸線32相互分開偏轉(zhuǎn)。由于活塞24和活塞26在凹槽80中的導(dǎo)向，這同時(shí)實(shí)現(xiàn)活塞24和26以及與活塞24和26固定連接的活塞28和30沿由凹槽80構(gòu)成的控制凸輪的強(qiáng)制導(dǎo)向，借此使活塞24至30沿箭頭152的方向繞旋轉(zhuǎn)軸線34運(yùn)動(dòng)，亦即活塞24至30繞旋轉(zhuǎn)軸線34從圖10a)中所示的位置運(yùn)動(dòng)到圖10b)中所示的位置，該位置也示于圖12中。同時(shí)隨著該繞旋轉(zhuǎn)軸線34的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)活塞24和26以相反方向的方式和同樣活塞28和30以相反方向的方式繞擺動(dòng)軸線32相互分開偏轉(zhuǎn)，如由圖9a)至圖9b)的轉(zhuǎn)變可看出的。由活塞24和26形成的活塞對(duì)此時(shí)處于膨脹的工作沖程，同時(shí)由活塞28和30形成的活塞對(duì)處于吸氣的工作沖程。
同時(shí)隨著工作室96和98的容積增大伴隨輔助室100和102的容積縮小。通過入口閥104和110已進(jìn)入輔助室100和102的空氣此時(shí)在輔助室100和102內(nèi)被壓縮。
圖9c)中示出具有最大容積的工作室96和98，其中活塞24和26在該狀態(tài)下已結(jié)束膨脹的工作沖程并且活塞28和30已結(jié)束吸氣的工作沖程。直到該工作位置活塞24至30按照?qǐng)D10c)已從起始位置繞旋轉(zhuǎn)軸線34轉(zhuǎn)過90°(同樣參見圖13)。導(dǎo)向元件68和70此時(shí)相互相反地位于凹槽80的窄邊的各頂點(diǎn)(圖11中的位置b)和d))。當(dāng)在該狀態(tài)下工作室96和98占有其最大容積時(shí)，輔助室100和102具有其最小容積，亦即在輔助室100和102內(nèi)存在的空氣此時(shí)受最大的壓縮。優(yōu)選此時(shí)通過相應(yīng)的控制打開入口閥126，借此將全部存在于輔助室100和102被壓縮的空氣引入工作室98內(nèi)。
從該按照?qǐng)D9c)的工作位置開始此時(shí)活塞24和26以及活塞28和30繞擺動(dòng)軸線32重新相互接近運(yùn)動(dòng)，因此活塞24和26從此時(shí)起進(jìn)行排氣的工作沖程而活塞28和30進(jìn)行以前已流入的預(yù)壓縮的燃燒空氣的壓縮的工作沖程。該工作沖程示于圖9d)和圖10d)中或圖14中，由其可看出，活塞24至30繞旋轉(zhuǎn)軸線34轉(zhuǎn)過另一45°。
在工作室96和98從圖9c)中所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)變到圖9d)中所示的狀態(tài)的過程中輔助室100和102相應(yīng)地縮小、增大。此時(shí)輔助室100和102的增大引起，在輔助室100和102內(nèi)形成相對(duì)于環(huán)境的負(fù)壓，從而通過入口閥104和110，此時(shí)其自動(dòng)打開，將新鮮空氣吸入輔助室100和102內(nèi)。
從圖9d)和10d)中所示的位置開始接著繼續(xù)相對(duì)于圖9a)、10a)和11繞旋轉(zhuǎn)軸線34轉(zhuǎn)過180°。但看不出活塞24至30的不同的位置，不過此時(shí)活塞24和26位于下死點(diǎn)而活塞28和30位于上死點(diǎn)。也就是說，接著從此時(shí)起將燃料經(jīng)由噴嘴134噴入工作室98內(nèi)的被壓縮的燃燒空氣中，然后將其與壓縮的空氣立即點(diǎn)燃。反之，工作室96在排出燃燒過的燃料-空氣混合物以后從此時(shí)起是空的并準(zhǔn)備好從輔助室100和102中吸入新鮮的被壓縮的燃燒空氣。
活塞24至30此時(shí)已繞旋轉(zhuǎn)軸線34在殼體12內(nèi)轉(zhuǎn)過180°。因此，擺動(dòng)活塞式機(jī)械10經(jīng)過活塞24至30繞旋轉(zhuǎn)軸線一360°的整轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)完全的工作循環(huán)，亦即吸氣、壓縮、膨脹和排氣的工作沖程經(jīng)過一360°的整轉(zhuǎn)發(fā)生兩次。
圖11中示出用于活塞24至30的導(dǎo)向元件68和70的控制凸輪的特性。由該視圖可得知，由半徑R2和R1的差值給出擺動(dòng)活塞的沖程，其中半徑R1是凹槽80的中心到凹槽80在短的軸線上的中心的間距而半徑R2是凹槽80的中心到凹槽80在長(zhǎng)的軸線的中心的間距。
圖15至17中示出相對(duì)擺動(dòng)活塞式機(jī)械10稍微修改的擺動(dòng)活塞式機(jī)械10′的實(shí)施例，其不同于擺動(dòng)活塞式機(jī)械10的只在于以前關(guān)于擺動(dòng)活塞式機(jī)械10所述的自增壓效應(yīng)的結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造。
擺動(dòng)活塞式機(jī)械10′的相同的或可比較的特征或元件用顯著的線條設(shè)有如擺動(dòng)活塞式機(jī)械10中的相同的標(biāo)記。
在圖15至17中所示的實(shí)施例中，工作室96′和98′與輔助室100′和102′的連通不是經(jīng)由在殼體外面的導(dǎo)管如在上述實(shí)施例中那樣，而是直接經(jīng)由活塞24′至30′本身，其中分別設(shè)有一個(gè)入口閥154至160。入口閥154至160構(gòu)成為碟形閥。入口閥154至160按照在活塞24′至30′來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的在輔助室100′、102′與工作室96′、98′之間的壓力差自動(dòng)地打開和關(guān)閉。入口閥154至160向輔助室100′和102′的方向偏壓。
圖15中示出在活塞24′與26′之間的工作室96′處于一個(gè)位置，在該位置活塞24′和26′位于上死點(diǎn)。如果此時(shí)借助于火花塞132′點(diǎn)燃工作室96′內(nèi)存在的燃料-空氣混合物，則在工作室96′內(nèi)產(chǎn)生極高的壓力，從而入口閥154和156面對(duì)這樣的壓力保持關(guān)閉，直至工作室96′在排氣沖程以后重新準(zhǔn)備好吸氣為止。
圖15中示出全部四個(gè)入口閥154至160處于其關(guān)閉位置。圖16中活塞24′、26′或28′、30′已繞擺動(dòng)軸線32′相互分開運(yùn)動(dòng)并同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)軸線34′在殼體12′內(nèi)另外轉(zhuǎn)過約45°。入口閥154和156仍位于其關(guān)閉位置，因?yàn)楣ぷ魇?6′中的壓力仍高于輔助室100′和102′內(nèi)的壓力。反之，入口閥158和160處于其開啟位置，因?yàn)閳D15中空心并從而無壓力的工作室98′具有小于輔助室100′和102′的內(nèi)壓。
由圖17中可看出，入口閥154和156保持關(guān)閉直至工作室96′，其中以前點(diǎn)燃的燃料-空氣混合物繼續(xù)膨脹，達(dá)到其按圖17的最大容積為止。
關(guān)于各活塞24′至30′的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，圖15至17也是在按照?qǐng)D1至8的實(shí)施例中的活塞24至30的一個(gè)說明的視圖，它們以同樣的方式在按圖15和17的各終端位置之間運(yùn)動(dòng)，并同樣說明圖15至17的順序外加借助于導(dǎo)向元件68和70或68′和70′對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)的控制。
圖18中示出設(shè)有總體標(biāo)記10″的擺動(dòng)活塞式機(jī)械的另一實(shí)施例，其不同于兩上述的實(shí)施例的在于，活塞24″至30″的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的控制型式。
在該實(shí)施例中用于活塞24″至30″的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的控制而設(shè)置的控制凸輪構(gòu)成為兩個(gè)從殼體12″向內(nèi)伸出的凸出部164和166。不同于只一個(gè)凹槽80，凸出部164和166具有基本上橢圓形狀。其他不同于上述各實(shí)施例的是活塞24″至30″分別構(gòu)成有支承面168，借其活塞24″至30″在凸出部164和166上滑動(dòng)導(dǎo)向以控制活塞24″至30″的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。其中因此活塞24″至30″不同于上述各實(shí)施例只單面導(dǎo)向，從而在某些情況下可能需要在各個(gè)活塞對(duì)24″和26″或28″和30″的死點(diǎn)位置壓入增壓空氣，以便開始活塞24″和26″的打開的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
此外在圖18中軸54″在兩側(cè)支承在殼體12″上，亦即不像在上述各實(shí)施例中那樣延到殼體中心66″為止。因此軸54″還支承在一第二軸承170上。
最后圖19中還示出擺動(dòng)活塞式機(jī)械10的一個(gè)實(shí)施例，其區(qū)別在于活塞的幾何形狀，其中在圖19中示出活塞26和28。不同于上述各實(shí)施例，活塞26和28不具有直的而是弧形的活塞底面172或174，并且軸承環(huán)36至42和構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸線34的軸上的環(huán)56相應(yīng)地傾斜。
此外，圖19中示出擺動(dòng)活塞式機(jī)械10的一個(gè)方案，其中沒有提供自增壓效應(yīng)，而具有一簡(jiǎn)單的入口通道176。在該實(shí)施方案中同樣存在的輔助室可以用作為注油的油空間或用作為注氣的空氣空間以便冷卻活塞24至30。
當(dāng)然，以上所述的不同的實(shí)施例也可以按專家的意愿相互任意組合。
權(quán)利要求
1.擺動(dòng)活塞式機(jī)械，具有多個(gè)在一個(gè)殼體(12)內(nèi)設(shè)置的并繞一根基本上在殼體中心固定于殼體的旋轉(zhuǎn)軸線(34)在殼體(12)內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)的活塞(24-30)，這些活塞在殼體(12)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)繞一根相應(yīng)的擺動(dòng)軸線(32)進(jìn)行來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中，每?jī)蓚€(gè)鄰近的活塞(24-30)進(jìn)行相反方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；其特征在于，殼體(12)在內(nèi)面構(gòu)成球形的，并且活塞(24-30)的擺動(dòng)軸線(32)基本上通過殼體中心(66)延伸。
2.按照權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，活塞(24-30)的共同擺動(dòng)軸線(32)傾斜于或垂直于旋轉(zhuǎn)軸線(34)延伸。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，活塞(24-30)可擺動(dòng)地支承在一個(gè)構(gòu)成擺動(dòng)軸線(32)的軸頸(44)上，該軸頸與一根構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸線(34)的軸(56)繞旋轉(zhuǎn)軸線(34)旋轉(zhuǎn)固定地相連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，軸(54)由殼體(12)中引出。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，軸(54)大致延伸到殼體中心。
6.按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，每?jī)蓚€(gè)關(guān)于殼體中心(66)基本上徑向?qū)χ玫幕钊?24-30)相互固定連接成一個(gè)雙活塞。
7.按照權(quán)利要求1至6之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，活塞(24-30)在殼體(12)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)沿至少一個(gè)在殼體(12)上構(gòu)成的控制凸輪導(dǎo)向，以便控制來回的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
8.按照權(quán)利要求7所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，控制凸輪構(gòu)成為至少一個(gè)引進(jìn)到殼體內(nèi)的凹槽(80)，其中分別嵌入至少一個(gè)為相應(yīng)的活塞(24-30)配置的固定在活塞上的導(dǎo)向元件(68、70)。
9.按照權(quán)利要求8所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，導(dǎo)向元件(68、70)具有至少一個(gè)導(dǎo)滾(72-78)或構(gòu)成為滑動(dòng)軸承。
10.按照權(quán)利要求9所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，導(dǎo)向元件(68、70)具有兩個(gè)導(dǎo)滾(72-78)，其中一個(gè)與凹槽(80)的一個(gè)側(cè)面(82)接觸，而另一個(gè)則與凹槽(80)的相對(duì)置的側(cè)面(84)接觸。
11.按照權(quán)利要求6和權(quán)利要求8至10之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，每一個(gè)雙活塞只具有一個(gè)導(dǎo)向元件(68、70)。
12.按照權(quán)利要求7所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，控制凸輪構(gòu)成為至少一個(gè)從殼體(12″)向內(nèi)伸出的凸出部(164)，活塞(24″-30″)沿其進(jìn)行導(dǎo)向。
13.按照權(quán)利要求1至12之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，總共四個(gè)活塞(24-30)設(shè)置于殼體(12)內(nèi)。
14.按照權(quán)利要求1至13之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，每一個(gè)活塞(24-30)具有一個(gè)工作面(86、88)和一個(gè)與其遠(yuǎn)離的背面(96、98)，其中，相應(yīng)的工作室構(gòu)成在兩個(gè)鄰近的活塞(24-30)的每?jī)蓚€(gè)相互面對(duì)的工作面(86、88)與殼體(12)之間，同時(shí)在兩個(gè)鄰近的活塞(24-30)的每?jī)蓚€(gè)背面(90、94)與殼體(12)之間分別構(gòu)成一個(gè)在容積上反向于工作室(96、98)增大的或縮小的輔助室(100、102)。
15.按照權(quán)利要求14所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)輔助室(100、102)可以注滿流體，優(yōu)選空氣。
16.按照權(quán)利要求15所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，在殼體(12)上設(shè)有至少一個(gè)入口閥(104、110)用以注滿所述至少一個(gè)輔助室(100、102)。
17.按照權(quán)利要求15或16所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，在輔助室(100、102)內(nèi)的流體通過所屬的活塞(24-30)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)被壓縮。
18.按照權(quán)利要求14至17之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)輔助室(100、102)與所述至少一個(gè)工作室(96、98)經(jīng)由至少一個(gè)入口閥(126)相連通，該入口閥使被壓縮的流體可以從所述至少一個(gè)輔助室(100、102)流入到所述工作室(96、98)中。
19.按照權(quán)利要求18所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)輔助室(100、102)與所述至少一個(gè)工作室(96、98)經(jīng)由一個(gè)在殼體外面設(shè)置的導(dǎo)管(122、124)相連通，其中，在殼體(12)上設(shè)置所述至少一個(gè)入口閥(126)，通過該入口閥，流體從輔助室(100、102)進(jìn)入到工作室(96、98)中。
20.按照權(quán)利要求18所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，所述至少一個(gè)輔助室(100′、102′)與所述至少一個(gè)工作室(96′、98′)穿過位于其中間的活塞相連通，其中，在活塞(24′-30′)上設(shè)置入口閥(154-160)，通過該入口閥，流體從輔助室(100′、102′)進(jìn)入到工作室(96′、98′)中。
21.按照權(quán)利要求14至20之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，活塞(24-30)設(shè)計(jì)成使由每?jī)蓚€(gè)鄰近的活塞(24-30)形成的工作室(96、98)構(gòu)成球楔形的，其寬度在垂直于活塞(24-30)的擺動(dòng)軸線(32)的平面內(nèi)是變化的。
22.按照權(quán)利要求1至21之一項(xiàng)所述的擺動(dòng)活塞式機(jī)械，其特征在于，活塞(24-30)設(shè)置成使每?jī)蓚€(gè)鄰近的活塞(24-30)由于擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)交替地相互接近和相互分開運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種擺動(dòng)活塞式機(jī)械，具有多個(gè)在一個(gè)殼體(12)內(nèi)設(shè)置的并繞一根基本上在殼體中心固定于殼體的旋轉(zhuǎn)軸線(34)在殼體(12)內(nèi)一起旋轉(zhuǎn)的活塞(24至30)，這些活塞在殼體(12)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)繞一根相應(yīng)的擺動(dòng)軸線(32)進(jìn)行來回?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中，每?jī)蓚€(gè)鄰近的活塞(24至30)進(jìn)行相反方向的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。殼體(12)在內(nèi)面構(gòu)成球形的，并且活塞24至30的擺動(dòng)軸線(32)由一共同的擺動(dòng)軸線(32)構(gòu)成，其基本上通過殼體中心66延伸。
文檔編號(hào)F01C3/06GK1617975SQ02827894
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月6日
發(fā)明者赫伯特·許特林 申請(qǐng)人:赫伯特·許特林