專利名稱：旋轉活塞式發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種旋轉活塞式發(fā)動機，帶有外殼，里面設置第一和至少一個第二活塞，它們在外殼內可環(huán)繞外殼固定的旋轉軸線共同旋轉，其中，第一活塞具有第一端面并且至少第二活塞具有靠近第一端面的第二端面，其中，端面限制工作室，并且其中第一和至少第二活塞在環(huán)繞旋轉軸線旋轉時彼此進行反向的往復運動，以交替擴大和縮小工作室。
背景技術：
這種旋轉活塞式發(fā)動機由文獻WO 03/067033 A1有所公開。
旋轉活塞式發(fā)動機和特別是依據(jù)本發(fā)明的旋轉活塞式發(fā)動機可以作為內燃機(Verbrennungsmotoren)、泵或者空氣壓縮機使用。依據(jù)本發(fā)明的旋轉活塞式發(fā)動機最好作為內燃機使用并在本說明書中作為這種內燃機予以介紹。
在旋轉活塞式發(fā)動機作為內燃機使用的情況下，燃燒混合氣進氣、壓縮、點火和膨脹的各工作行程和燃燒過的燃燒混合氣的排出通過各活塞在兩個終端位置之間的往復運動促成。
由上述文獻WO 03/067033 A1公開的旋轉活塞式發(fā)動機屬于作為旋轉活塞式發(fā)動機特例的回轉活塞式發(fā)動機的類別。在回轉活塞式發(fā)動機的情況下，各活塞在外殼內旋轉時從旋轉運動中導出的活塞的往復運動為環(huán)繞一個或者多個擺動軸的回轉運動。
在這種公開的旋轉活塞式發(fā)動機中，外殼內設置四個活塞，它們環(huán)繞外殼中心外殼固定的旋轉軸線共同旋轉，并在外殼內旋轉時環(huán)繞一共用的擺動軸進行往復的回轉運動，其中，各自兩個相鄰的活塞反向回轉。在這種公開的旋轉活塞式發(fā)動機中，各自兩個徑向與外殼中心相關相對的活塞相互固定連接成一個雙活塞，而且這樣兩個活塞對在外殼中心交叉設置。在活塞對的活塞各自兩個彼此靠近的端面之間各自構成一個工作室，從而這種公開的旋轉活塞式發(fā)動機具有兩個工作室。與外殼中心相關徑向相對設置的兩個工作室在活塞的往復回轉運動時同向擴大和縮小。
這種公開旋轉活塞式發(fā)動機的活塞具有基本上球形楔的形狀，而且工作室也具有相應的幾何形狀。
此外，這種公開旋轉活塞式發(fā)動機的活塞這樣設置在外殼內，使它們在兩個工作室容積最小的OT-位置上與旋轉軸線垂直。工作室在這種公開的旋轉活塞式發(fā)動機上因此始終處于外面并與旋轉軸線垂直。
文獻DE 100 01 962 A1公開了另一種旋轉活塞式發(fā)動機。這種公開的旋轉活塞式發(fā)動機在圓柱體外殼內具有大量活塞，它們在圓周上環(huán)繞一個旋轉軸線分布設置，其中，這些活塞可以共同環(huán)繞該旋轉軸線旋轉，其中，為每個活塞分配一個處于活塞底和外殼內壁之間的單獨工作室，其容積在活塞旋轉時周期性變化。這些活塞在環(huán)繞旋轉軸線旋轉時進行線性的而且是徑向定向的往復運動，其中，具有控制機構，該機構從活塞的旋轉運動中導出活塞的線性往復運動?？刂茩C構具有基本設置在外殼中心的固定凸輪件，該凸輪件具有凹凸區(qū)，其中，活塞在其靠近旋轉軸線的側面上具有各自至少一個滑動面，活塞利用該滑動面緊貼在控制凸輪上引導。在這種公開的旋轉活塞式發(fā)動機上，各活塞的線性引導通過各自相鄰活塞與傳動軸的交替面?zhèn)葒Ш媳容^復雜地實現(xiàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種與公開的旋轉活塞式發(fā)動機上述方案不同的旋轉活塞式發(fā)動機的新型方案。
本發(fā)明的目的因此在于，提供一種具有活塞運動新型方案的開頭所述類型的旋轉活塞式發(fā)動機。
依據(jù)本發(fā)明該目的在開頭所述旋轉活塞式發(fā)動機方面由此得以實現(xiàn)，即第一和至少第二活塞的往復運動為線性運動。
依據(jù)本發(fā)明的旋轉活塞式發(fā)動機與由文獻WO 03/067033 A1所公開的旋轉活塞式發(fā)動機的區(qū)別在于，至少兩個活塞在環(huán)繞旋轉軸線旋轉時不進行回轉運動，而是進行線性運動。這一點具有的優(yōu)點是，它可以使工作室，也就是燃燒室以特別是圓柱形這種更加簡單的幾何形狀結構構成。依據(jù)本發(fā)明的旋轉活塞式發(fā)動機與由文獻DE 100 01 962A1所公開的旋轉活塞式發(fā)動機的區(qū)別在于，工作室不是在活塞底和外殼內壁之間構成，而是在至少兩個活塞彼此靠近的兩個端面之間構成。這一點具有的優(yōu)點是，工作室可以具有整體上更大的容積構成，因為兩個活塞的單個行程疊加成一個總行程，它相應地比僅一個活塞與外殼內壁共同限制工作室的容積要大。
在一優(yōu)選的構成中，旋轉軸線通過工作室分布。
在由文獻WO 03/067033 A1所公開的旋轉活塞式發(fā)動機中，如上所述的工作室完全處于旋轉軸線的外面，而在依據(jù)本發(fā)明旋轉活塞式發(fā)動機的前述構成中，至少兩個活塞這樣設置，使它們至少不是與旋轉軸線垂直，而是在旋轉軸線上或環(huán)繞旋轉軸線地環(huán)繞工作室。環(huán)繞旋轉軸線旋轉時作用于限制工作室的活塞的離心力由于活塞與旋轉軸線的距離較小而較小，并此外在兩個活塞的分開運動方向上作用，也就是離心力支持膨脹的工作行程，這樣對于依據(jù)本發(fā)明的旋轉活塞式發(fā)動機的功能來說具有優(yōu)點。
在另一優(yōu)選的構成中，第一和至少第二活塞基本上為圓柱形。
在這種情況下具有優(yōu)點的是，作為兩個活塞的密封件可以使用例如密封圈，從而在這里可以根據(jù)長期積累的經驗解決活塞式發(fā)動機方面的密封問題。
相應同樣優(yōu)選的是，工作室具有基本上圓柱形的段。
作為對工作室和活塞圓柱形構成的選擇，如果有助于擴大工作室容積的話，也可以選擇與此不同的例如橢圓形的幾何形狀。
在另一優(yōu)選的構成中，第一活塞和至少第二活塞的線性運動向旋轉軸線傾斜定向。
這種措施在旋轉活塞式發(fā)動機的外殼基本上球形對稱的情況下特別具有優(yōu)點，因為與垂直于旋轉軸線的運動相比，通過兩個活塞線性運動的傾斜位置因此可以擴大單個活塞的行程。活塞的線性運動因此與帶有行程活塞的已知旋轉活塞式發(fā)動機的區(qū)別在于非徑向定向。
在實踐上優(yōu)選的構成中，第一活塞的氣缸軸線和至少第二活塞的氣缸軸線與旋轉軸線分別包括一個處于約30°至約60°范圍內的角度。
該角度最好約處于40°和50°之間，例如45°。
此外優(yōu)選第一和至少第二活塞的線性運動彼此相對在一個處于約60°至約120°范圍內的角度下定向。
兩個彼此靠近又相互遠離運動的活塞因此構成一個大致V形的活塞設置，帶有處于其間如上所述基本上圓柱體的工作室。
在另一優(yōu)選構成中，第一端面和第二端面各自具有一個基本與旋轉軸線平行分布的段。
這種情況下具有的優(yōu)點是，即使在兩個活塞如上所述的V形設置下，端面在OT-位置上，也就是在工作室最小容積的狀態(tài)下，仍可以沿凸峰線通過大面積彼此相對非常靠近或者接觸，由此達到燃油-/空氣混合氣在工作室內的高度壓縮。在另一優(yōu)選構成中，第一和第二端面具有第二段，該段與旋轉軸線各自包圍處于約30°至約60°范圍內的角度。
具有這種第二段所具有的優(yōu)點是，特別是在各活塞與旋轉軸線傾斜定向的線性運動時，兩個活塞的整個端面在大行程的同時可以盡可能大地選擇，由此也可以相應大地選擇工作室容積，而且通過端面兩個彼此傾斜設置的段可以取得工作室容積的完全壓縮或最小化。
各自端面的上述第二段在此方面最好與兩個活塞的線性運動方向特別是垂直分布。
在另一優(yōu)選的構成中，第一活塞和/或至少第二活塞具有至少一個運行機構，該機構在第一和/或至少第二活塞旋轉時沿相應構成的控制凸輪引導，以產生第一和至少第二活塞的線性運動。
在此方面此外優(yōu)選控制凸輪以關于旋轉軸線的至少近似最大距離設置在外殼上。
在由文獻WO 03/067033 A1所公開的旋轉活塞式發(fā)動機中，雖然具有用于活塞回轉運動可比較的控制機構，但在那里控制凸輪以與旋轉軸線較小的距離處于外殼端面的附近?？刂仆馆喤c旋轉軸線較大距離的優(yōu)點在于改進了杠桿傳動比，以便從至少兩個活塞環(huán)繞旋轉軸線的旋轉運動出導出其線性運動。
在這種關系上此外優(yōu)選至少一個運行機構為球體，可旋轉支承在第一和/或至少第二活塞靠近外殼外側上的球形支承表面內，控制凸輪作為帶有分度圓形橫截面的槽構成，球體部分嵌入槽內。
將球體作為至少一個運行機構使用的這種控制機構具有的優(yōu)點是最佳降低控制機構的摩擦，因為球體在至少一個活塞的球形支承表面內可自由旋轉，并同樣可以在直接處于外殼內構成控制凸輪的槽內或者在與外殼內壁連接的單獨部件上構成。球體由于其各個方向的可旋轉性可以具有優(yōu)點地以特別小的摩擦跟隨控制凸輪。
最好無論是第一還是至少第二活塞均具有球體方式的運行機構，它們在外殼中的同一槽形控制凸輪內彼此相距運行。
在另一優(yōu)選的構成中，第一和至少第二活塞滑動支承在活塞保持架內，該保持架在外殼內與旋轉軸線同心可環(huán)繞該旋轉軸線旋轉設置，其中，活塞保持架關于環(huán)繞旋轉軸線的旋轉運動與第一和至少第二活塞抗扭連接。
活塞保持架和第一和至少第二活塞因此構成旋轉活塞式發(fā)動機的“內部機械”或者“內部發(fā)動機”。兩個活塞在活塞保持架內的滑動支承用于兩個活塞如上所述的線性運動，而活塞由于其關于環(huán)繞旋轉軸線的旋轉運動與活塞保持架的抗扭連接隨同該保持架共同環(huán)繞旋轉軸線旋轉。活塞保持架現(xiàn)在可以具有優(yōu)點地作為傳動或者從動機構使用，并利用一個軸凸肩從外殼引出。
在另一優(yōu)選的構成中，活塞保持架具有一個孔，第一和至少第二活塞部分和滑動處于孔內，而且該孔在切向上限制工作室。
該孔因此與第一和至少第二活塞的兩個相互靠近的端面共同確定回轉活塞式發(fā)動機的至少一個工作室。也可以根據(jù)兩個活塞端面的幾何形狀選擇活塞保持架孔的幾何形狀，也就是例如圓形或者如上所述的橢圓形或者與活塞端面形狀相應的其它形狀。在兩個活塞的端面圓形構成的情況下，與活塞保持架內的圓形孔連接圓柱形的工作室?；钊缓笞詈媒柚诿芊饧蚧钊３旨艿目妆诿芊?，其中，這些密封件在圓形孔和圓形端面的情況下具有優(yōu)點地作為與工作室的形狀相配合的活塞環(huán)構成。
如果活塞如上所述關于旋轉軸線進行傾斜定向的線性運動，那么孔相應地最好由兩個段組成，它們在旋轉軸線上重合并在旋轉軸線的兩側各自圓柱形構成。
在另一優(yōu)選的構成中，外殼內設置第三和第四活塞，它們可與第一和第二活塞環(huán)繞旋轉軸線旋轉并與此同時進行往復的線性運動并確定第二工作室。
在這種構成中，在依據(jù)本發(fā)明的旋轉活塞式發(fā)動機中也產生一種關于旋轉軸線具有優(yōu)點的對稱并因此質量平衡的系統(tǒng)。由此同時優(yōu)選第三和第四活塞與第一和第二活塞關于通過外殼中心垂直于旋轉軸線分布的平面鏡像對稱。
在這種構成情況下第一和第二工作室最好處于一個平面上。
在一優(yōu)選的選擇中，第三和第四活塞關于第一和第二活塞以最好90°的角度環(huán)繞旋轉軸線偏移設置。
這種情況下具有的優(yōu)點是，每個活塞的單個行程由于活塞沒有接近其UT-位置可以更大構成，因為第一和第二活塞關于第三和第四活塞以90°偏移設置。由此上述的控制凸輪可以通過一個垂直穿過旋轉軸線和外殼中心的平面通出去，這樣可以使活塞的行程并因此還有工作室的最大容積更大構成。
此外與四個活塞是設置在一個平面還是兩個平面上無關，優(yōu)選四個活塞這樣設置，使第一和第二工作室在活塞環(huán)繞旋轉軸線旋轉時同向擴大和縮小。
由此具有優(yōu)點地達到即使在其他工作室內恰好沒有做功的工作行程情況下，兩個工作室之一內也可以始終進行膨脹，也就是做功的工作行程。因此，旋轉活塞式發(fā)動機通過環(huán)繞旋轉軸線一整圈所見始終做功。進氣管和排氣管相應以180°或90°(后者在90°情況下彼此扭轉工作室)偏移設置。
在另一優(yōu)選的構成中，活塞保持架在外殼中心的兩側延伸并也容納第三和第四活塞。
整體上因此產生一種特別簡單和減少部件需求的結構，其中活塞保持架容納所有四個活塞。為第一和第二活塞具有如上所述的活塞保持架為第三和第四活塞同樣具有一個孔，第三和第四活塞滑動支承在孔內并關于旋轉軸線與活塞保持架抗扭連接，其中，該孔然后與第三和第四活塞的端面共同限制第二工作室。
在另一優(yōu)選的構成中，外殼的外殼內壁基本上為球形。
利用這種構成具有優(yōu)點地產生一種帶有行程活塞球形對稱的旋轉活塞式發(fā)動機。依據(jù)本發(fā)明的旋轉活塞發(fā)動機因此將單純旋轉活塞式發(fā)動機的優(yōu)點與單純活塞發(fā)動機的優(yōu)點集于球形造型上。
其他優(yōu)點和特征來自于下面的說明書和附圖。
不言而喻，上述和下面還要介紹的特征不僅可以各自所列舉的組合，而且也可以其他組合或者單獨應用，而不會偏離本發(fā)明的框架。


附圖中示出本發(fā)明的一個實施例，現(xiàn)借助附圖對其作詳細說明。其中圖1示出旋轉活塞式發(fā)動機的透視總圖；圖2示出圖1箭頭II方向上圖1旋轉活塞式發(fā)動機的視圖；圖3示出圖1旋轉活塞式發(fā)動機沿與旋轉軸線平行平面的縱剖面，其中，旋轉活塞式發(fā)動機的活塞處于其UT-位置；圖4示出圖1旋轉活塞式發(fā)動機的縱剖面，其中活塞處于其OT-位置，其中，視圖這樣選擇，使外殼與圖3的視圖相關以90°環(huán)繞旋轉軸線扭轉；圖5示出與圖3和4相應的圖1旋轉活塞式發(fā)動機的縱剖面，但取消了活塞；圖6示出與圖5類似的圖1旋轉活塞式發(fā)動機的縱剖面，再次取消了活塞，但其中活塞保持架相對于圖5的視圖以大致90°環(huán)繞旋轉軸線扭轉；圖6A示出可與圖6比較的視圖，帶有與圖6相比活塞保持架不同的剖面位置；圖7示出去掉一半外殼的旋轉活塞式發(fā)動機的視圖；以及圖8示出圖1旋轉活塞式發(fā)動機單獨使用下一半外殼內側的透視圖。
具體實施例方式
圖1-8以不同的視圖示出具有通用附圖符號10的旋轉活塞式發(fā)動機以及旋轉活塞式發(fā)動機10的單個部件。
旋轉活塞式發(fā)動機10在本實施例中作為內燃機構成。
旋轉活塞式發(fā)動機10具有由兩部分外殼14和16組成的外殼12。外殼部分14和16各自具有凸緣18a或18b，通過它們外殼部分14和16可松開相互連接。
在外殼12上與外殼中心相關徑向相對設置新鮮空氣/燃料的進氣管20和24，其開口穿過外殼12。同樣具有排氣管22和26。進氣管20和24用于輸送新鮮空氣或燃燒空氣，而排氣管22和26則用于排出燃燒過的燃料-空氣混合氣。
為進氣管20和24各自分配一個燃料-噴射嘴的連接管，如圖1所示為進氣管24分配一個連接管25和如圖2所示為進氣管20分配一個連接管27。
此外，在外殼12上設置大量連接管28-38，用于冷卻-/潤滑介質的輸送和排出或通流旋轉活塞式發(fā)動機10的內部。
旋轉活塞式發(fā)動機10的外殼內壁39依據(jù)圖3基本上球形構成或球形對稱。
在外殼12的內部設置四個活塞40-46，它們在外殼12內可共同環(huán)繞旋轉軸線48依據(jù)箭頭49(圖3)旋轉。在這種旋轉運動時，活塞40-46在兩個終端位置之間進行一種與旋轉運動疊加的往復線性運動，其中，圖3示出一個終端位置(所謂的UT-位置)和圖4示出另一終端位置(所謂的OT-位置)。
旋轉軸線48應理解為幾何形狀軸線并穿過外殼中心51。
活塞40-46的線性運動在圖3中以各自的雙箭頭50a-50d示出。
活塞40-46線性運動的引導和控制方式后面還要詳細介紹。
在所示的實施例中，活塞40和46與活塞42和44與通過外殼中心51垂直于旋轉軸線48分布的平面53鏡像對稱設置，該平面在圖3中與圖平面垂直分布。
但也可以設想一種設置，其中例如活塞40和46設置在一個第一平面上，而活塞42和44設置在一個第二平面上，其中，第二平面與活塞40和46的第一平面以90°環(huán)繞旋轉軸線48扭轉。
活塞40-46單個支承在外殼12內，也就是說，沒有成對相互固定連接。
每個活塞40-46具有一個端面，確切地說活塞40具有端面52，活塞42具有端面54，活塞44具有端面56和活塞46具有端面58。
各自相互靠近的端面，在本案例中為活塞40和46的端面52和58以及活塞42和44的端面54和56，各自限制一個作為燃燒室使用的工作室60和62。旋轉軸線48穿過兩個工作室60、62，而且最好處于活塞40-46每個位置的中心。
正如從圖3和4所看到的那樣，活塞40-46的端面52-58各自具有彼此形成一個角度的兩個段。這一點下面參照活塞40的端面52予以介紹，它同樣適用于活塞42-46的端面54-58。
活塞40的端面52具有段52a，它基本垂直于依據(jù)活塞40的箭頭50a的線性運動方向分布。端面52的第二段52b與依據(jù)箭頭50a的活塞40運動方向相反形成一個角度，在所示的實施例中約為45°，并與旋轉軸線48平行分布。此外，端面52的段52b與活塞46端面58的段58b平行分布，從而段52b和58b在OT-位置上依據(jù)圖4彼此平面接觸或者至少以與工作室60容積最小化的最小距離設置。與此相反，活塞40和46端面52和58的段52a和58a與另一面接觸或者處于最小距離，這一點下面還要詳細介紹。
正如從圖3和4可以看到的那樣，活塞40-46段50a-50d的運動方向與旋轉軸線48傾斜分布。
活塞40-46各自基本上圓柱形構成，而且每個活塞40-46的縱軸線或者圓柱體軸線與50a-50d的線性運動方向平行分布。
各自相鄰的活塞40-46在環(huán)繞旋轉軸線48旋轉時進行彼此反向的往復線性運動，由此工作室60和62始終彼此同方向擴大和縮小。
例如從圖3所示的工作室60和62最大容積的狀態(tài)出發(fā)，活塞40和46線性，但彼此傾斜相互靠近運動，活塞42和44亦是如此。在此方面，工作室60和62的容積一直減小到圖4所示的終端狀態(tài)，其中工作室60和62處于其最小容積(點火室)。但在圖4的狀態(tài)中，工作室60和62的僅一個正在點火，兩個工作室60和62的另一個然后雖然同樣具有最小容積，但那里正在完成排放的工作行程或正在開始進氣的工作行程或相反。
為從活塞40-46環(huán)繞旋轉軸線48的旋轉運動中導出活塞40-46的線性運動，每個活塞40-46具有一個運行機構，確切地說活塞40具有運行機構64，活塞42具有運行機構66，活塞44具有運行機構68和活塞46具有運行機構70。運行機構64-70為各自支承在球形支承表面上的球體，其中，各自的球形支承表面設置在各自活塞40-46靠近外殼內壁39的外側上。圖3示出活塞40上運行機構64的球形支承表面72。
球體方式的運行機構64-70可活動支承在球形支承表面72上，并通過借助于潤滑膜的附著力保持在那里，其中，球形支承表面然后不會超過球體64-70的直徑向外延伸，或者球形支承表面可以由超過球體直徑向外延伸的造型或者相應的凸肩造型合理并因此不會丟失地保持球體64-70。
球體64-70在活塞40-46的球形支承表面可以在各個方向上環(huán)繞其各自的球體中心自由旋轉。
為運行機構或球體64-70分配兩個控制凸輪，球體64-70在里面運行。確切地說，為活塞40和46的球體64和70分配控制凸輪76，它作為帶有分度圓形橫截面的槽在外殼內壁39內構成。取代直接在外殼內壁39內成型構成控制凸輪76，控制凸輪76也可以在設置在外殼12上的單獨部件上構成。相應的控制凸輪78分配給活塞42和44的運行機構或球體66和68。
球體64和70因此在同一控制凸輪76內運行，而球體66和68在同一控制凸輪78內運行。一方面球體64和70和另一方面球體66和68在此方面各自彼此與旋轉軸線48相關以180°偏移。
控制凸輪76和78以至少近似的最大距離設置在旋轉軸線48的前面，該距離與活塞40-46的UT-位置相關，正如從圖3中可看到的那樣，也就是說，它們幾乎處于平面53的高度上?？刂仆馆?6和78整體基本上與旋轉軸線48正交分布。
從圖5可以更清楚地看出控制凸輪76和78，因為在圖5的視圖中取消了活塞40-46?？刂仆馆?6和78更完整的視圖參閱圖8，該圖示出外殼12的外殼部分14內側的視圖。相應地從圖8可以看到各一半控制凸輪76和78，但它們分別整體上以360°環(huán)繞旋轉軸線48延伸。
活塞40-46在外殼12內支承在環(huán)繞旋轉軸線48與活塞40-46共同旋轉的活塞保持架80上，下面借助活塞40-46的其他細節(jié)對其詳細介紹。在圖7中，活塞保持架80以未剖面的視圖示出，帶有兩個活塞40和42以及外殼部分14。圖5以縱剖面示出活塞保持架80，圖6和6A亦是如此，而圖3和4以縱剖面示出活塞保持架80連同活塞40-46。
活塞保持架80在所示的實施例中并優(yōu)選為一個整體的部件，其中，取代整體結構也可以設想多體結構。
活塞保持架80沿旋轉軸線48通過外殼12的整個長度延伸，其中，活塞保持架80的軸凸肩86和88從外殼凸出并可以用作傳動軸或者從動軸。
活塞保持架80各自具有一個連接在軸凸肩86和88上的主軸承段82或84，通過它們活塞保持架80可環(huán)繞旋轉軸線48旋轉支承在外殼12內。軸承段82和84在外殼中心通過一個中心段90連接，該段依據(jù)圖3和4具有一個橫截面上大致四方形銷子狀的段92，活塞40-46可向外殼中心51分別線性運動支承在該段上。
依據(jù)圖6和6A，活塞保持架80具有兩個孔94和96，活塞40-46滑動支承在孔內。確切地說，活塞40和46以及活塞42和44分別滑動支承在孔94和96內。孔94和96各自具有兩個段94a、94b或96a、96b，它們分別為圓柱體并與活塞40-46向旋轉軸線48的傾斜位置相應，同樣彼此傾斜設置?？?4、96在橫截面上圓形構成，并相應地活塞40-46的端面52-58在橫截面上與各自活塞40-46的各自圓柱體軸線垂直圓形構成?；钊?0-46借助于如圖4所示用于活塞40的密封件98和100一樣用于密封工作室60和62的活塞環(huán)支承在孔94和96內。
孔94和96與活塞40-46的端面52-58共同限制工作室60和62。
在活塞保持架80的孔94和96內，活塞40-46與活塞保持架80抗扭連接，從而活塞40-46與活塞保持架80共同環(huán)繞旋轉軸線48旋轉，而活塞40-46與此同時在孔94和96內進行線性的往復運動，也就是說，在孔94和96內線性滑動運動，以便進行進氣、壓縮、膨脹和排氣的各工作行程。
活塞40-46基本上圓柱形構成。
活塞保持架80、活塞40-46連同運行機構64-70的設置形成旋轉活塞式發(fā)動機10的“內部發(fā)動機”，該設置在圖7中(與外殼部分14共同)示出。該“內部發(fā)動機”包括旋轉活塞式發(fā)動機10的所有可運動的部件。
在如圖6A所示的活塞保持架80的軸承段82和84中具有大量通道102或104，它們在圓周上并通過活塞保持架80軸承段82和84的內部延伸，而且它們與上面已經介紹過的連接管28、30或36、38連通，從而通過通道102、104可以輸送用于冷卻和潤滑活塞保持架80的冷卻/潤滑介質。通道102和104主要用于冷卻工作室60、62附近的內部發(fā)動機。
依據(jù)圖5在活塞保持架80的中心段90上也存在一個貫通孔106，它同樣作為冷卻-/潤滑介質通道使用?？?06在其兩個末端上喇叭狀擴展，以進一步改善冷卻-/潤滑介質在外殼12中心的分布。在活塞保持架80環(huán)繞旋轉軸線48旋轉時，處于孔106內的冷卻-/潤滑介質由于離心力甩向外殼內壁39的方向。按照這種方式實現(xiàn)活塞40-46和運行機構64-70在內部發(fā)動機中心內的冷卻和潤滑。在運行機構64-70上，與此同時形成的潤滑膜也用于通過附著力而非通過造型連接而將運行機構64-70保持在活塞40-46的球形支承表面上。
依據(jù)圖6在活塞保持架80內還有另外兩個孔或者通道108和110，它們一方面通入孔94或96內，而另一方面通向外殼內壁39，確切地說是在進氣管或排氣管20和22或24和26的高度上。通道114、116用于在活塞保持架80環(huán)繞旋轉軸線48的旋轉位置上通過進氣管20或24將燃料-空氣混合氣輸入工作室60、62內，并在與其不同的旋轉位置上將燃燒過的燃料-空氣混合氣通過排氣管22和26排出。在其他旋轉位置上活塞保持架80將這些管封閉?；钊３旨?0因此同時承擔打開氣門和封閉連接管20-26的功能。
此外，在活塞保持架80內還有用于每個工作室60和62的火花塞112和114，它們設置在旋轉軸線48上并與活塞保持架80共同環(huán)繞其旋轉。電線(未示出)相應通過例如滑環(huán)與火花塞118和120連接。在將旋轉活塞式發(fā)動機10作為柴油發(fā)動機使用的情況下，火花塞112和114相應為熾熱引火塞。
連接管20和22相對于連接管24和26以180°與旋轉軸線48相關的偏移設置用于在至少工作室60和62之一內活塞40-46環(huán)繞旋轉軸線48以360°旋轉時始終進行膨脹過程。也就是說，如果工作室60內正在進行膨脹的工作行程時，工作室62內進行燃燒過的燃料-空氣混合氣排放的工作行程或者相反。
下面介紹旋轉活塞式發(fā)動機10的工作原理。
從依據(jù)圖3活塞40-46的工作位置出發(fā)，在那里活塞40-46處于其所謂的UT(下死點)-位置上。在環(huán)繞旋轉軸線48旋轉90°后，活塞40和46或42和44運動到其所謂的OT(上死點)-位置內，如圖4所示，其中，活塞40-46的UT-位置和OT-位置之間的運動在圖3中箭頭50a-50d的方向上向旋轉軸線48線性進行?；钊?0-46的線性運動在此方面通過運行機構64-70沿控制凸輪76和78的延續(xù)運行而從環(huán)繞旋轉軸線48的旋轉運動中導出。例如處于工作室60內的燃料-空氣混合氣在從圖3向圖4過渡時例如得到壓縮并然后在圖4的活塞位置上點火，而處于圖3工作室62內燃燒過的混合氣在從圖3向圖4過渡時排出。
在依據(jù)圖4的OT-位置上，活塞40-46端面52-58與線性運動方向垂直分布的段緊貼在活塞保持架80上構成的對應面上，如同為活塞40端面52的段52a在圖4中所示，其中，在那里段52a緊貼在活塞保持架80相應與旋轉軸線48傾斜設置的表面82a上。在依據(jù)圖4活塞40-46的OT-位置上，工作室60和62的容積最小，但最好不同于零。
從圖4出發(fā)，在活塞40-46環(huán)繞旋轉軸線48以90°繼續(xù)旋轉后重新達到圖3所示的狀態(tài)(UT-位置)，但處于與圖3相關以180°環(huán)繞旋轉軸線48偏移的設置內，并在以180°繼續(xù)旋轉后，然后重新達到依據(jù)圖3的起始位置。
因此在旋轉一整圈360°后，每個工作室60和62內再次進行進氣、壓縮、膨脹和排氣的四個工作行程。
在該旋轉活塞式發(fā)動機10中，可以具有與由WO 03/067033 A1公開的旋轉活塞式發(fā)動機，活塞40和42或44和46之間遠離工作室60、62的中間室作為預壓縮燃燒空氣的預壓室使用。這種自增壓可能的構成和工作原理請參閱WO 03/067033 A1。
權利要求
1.旋轉活塞式發(fā)動機，帶有外殼(12)，里面設置第一和至少一個第二活塞(40、46)，它們在外殼(12)內可環(huán)繞外殼固定的旋轉軸線(48)共同旋轉，其中，第一活塞(40)具有第一端面(52)并且至少第二活塞(46)具有靠近第一端面(52)的第二端面(58)，其中，端面(52、58)限制工作室(60)，并且其中，第一和至少第二活塞(40、46)在環(huán)繞旋轉軸線(48)旋轉時進行彼此反向的往復運動，以交替擴大和縮小工作室(60)，其特征在于，第一和至少第二活塞(40、46)的往復運動為線性運動。
2.按權利要求1所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，旋轉軸線(48)通過工作室(60)分布。
3.按權利要求1或2所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一和至少第二活塞(40、46)基本上為圓柱形。
4.按權利要求1-3之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，工作室(60)具有基本上圓柱形的段。
5.按權利要求1-4之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一活塞(40)和至少第二活塞(46)的線性運動向旋轉軸線(48)傾斜定向。
6.按權利要求4或5所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一活塞(40)的縱軸線和至少第二活塞(46)的縱軸線與旋轉軸線(48)分別包圍一個處于約30°至約60°范圍內的角度。
7.按權利要求1-6之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一和至少第二活塞(40、46)的線性運動彼此相對在處于約60°至約120°范圍內的角度下定向。
8.按權利要求1-7之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一端面(52)和第二端面(58)各自具有基本與旋轉軸線(48)平行分布的段(52b、58b)。
9.按權利要求1-8之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一端面(52)和第二端面(58)具有第二段(52a、58a)，該段與旋轉軸線(48)各自包圍一個處于約30°至約60°范圍內的角度。
10.按權利要求1-9之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一活塞(40)和/或至少第二活塞(46)具有至少一個運行機構(64、70)，該機構在第一和/或第二活塞(40、46)旋轉時沿相應構成的控制凸輪(76)引導，以產生第一和至少第二活塞(40、46)的線性運動。
11.按權利要求10所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，控制凸輪(76)以關于旋轉軸線(48)的至少近似最大距離設置在外殼(12)上。
12.按權利要求10或11所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，至少一個運行機構(64、70)為球體，可旋轉支承在第一和/或至少第二活塞(40、46)靠近外殼(12)的外側上的球形支承表面(72)內，控制凸輪(76)作為帶有分度圓形橫截面的槽構成，球體部分嵌入槽內。
13.按權利要求1-12之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一和至少第二活塞(40、46)滑動支承在活塞保持架(80)內，該保持架在外殼(12)內與旋轉軸線(48)同心且可環(huán)繞該旋轉軸線旋轉地設置，其中，活塞保持架(80)關于圍繞旋轉軸線(48)的旋轉運動與第一和至少第二活塞(40、46)抗扭連接。
14.按權利要求13所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，活塞保持架(80)具有孔(94)，第一和至少第二活塞(40、46)部分且滑動地處于孔內，而且該孔在切向上限制工作室(60)。
15.按權利要求14所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，孔(94)具有兩個圓柱形的段。
16.按權利要求1-15之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，外殼(12)內設置第三和第四活塞(42、44)，它們可與第一和第二活塞(40、46)環(huán)繞旋轉軸線(48)旋轉并與此同時進行往復的線性運動并確定第二工作室(62)。
17.按權利要求16所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第三和第四活塞(42、44)與第一和第二活塞(40、46)關于通過外殼中心(51)垂直于旋轉軸線(48)分布的平面鏡像對稱地設置。
18.按權利要求17所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一和第二工作室(60、62)處于一個平面上。
19.按權利要求16所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第三和第四活塞關于第一和第二活塞以優(yōu)選90°的角度環(huán)繞旋轉軸線偏移設置。
20.按權利要求16或19所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，第一和第二工作室關于旋轉軸線以不等于0°，優(yōu)選為90°的角度彼此偏移。
21.按權利要求16-20之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，四個活塞(40-46)這樣設置，使第一和第二工作室(60、62)在活塞(40-46)環(huán)繞旋轉軸線(48)旋轉時同向擴大和縮小。
22.按權利要求13或14和權利要求15-21之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，活塞保持架(80)在外殼中心(51)的兩側延伸并也容納第三和第四活塞(42、44)。
23.按權利要求1-22之一所述的旋轉活塞式發(fā)動機，其中，外殼的外殼內壁(39)基本上為球形。
全文摘要
公開了一種旋轉活塞式發(fā)動機，帶有外殼(12)，里面設置第一和至少一個第二活塞(40、46)，它們在外殼(12)內可環(huán)繞外殼固定的旋轉軸線(48)共同旋轉，其中，第一活塞(40)具有第一端面(52)并且至少第二活塞(46)具有靠近第一端面的第二端面(58)，其中，端面(52、58)限制工作室(60)，其中，第一和至少第二活塞(40、46)在環(huán)繞旋轉軸線(48)旋轉時彼此進行反向的往復運動，以交替擴大和縮小工作室(60)。第一和至少第二活塞的往復運動為線性運動。
文檔編號F02B53/00GK1873189SQ20051010323
公開日2006年12月6日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權日2005年5月31日
發(fā)明者赫伯特·許特林 申請人:赫伯特·許特林