具有冷却作用的活塞机的制作方法

本发明涉及一种活塞机，所述活塞机包括：具有腔室的壳体，所述腔室具有基本上圆扇形状的横截面；设计为枢转元件的枢转活塞布置在壳体中并且包括第一工作表面，其中，所述壳体和所述活塞限定至少一个可变的第一工作腔室；连接至所述活塞的驱动件或输出端；以及布置在工作腔室中的用于排出工作流体的出口。

背景技术：

从现有技术中已知在前序部分中所提到类型的活塞机，所述活塞机被用作以活塞泵和活塞压缩机形式的工作机械，或者用作以内燃机、压缩气体马达或液压马达形式的、用于将工作腔室中产生的压力转换成运动的动力机械。

例如，DE 10 2008 04 05 74 A1公开了一种活塞机，所述活塞机具有设计为双枢转板的活塞。布置在基本上圆扇形状的壳体中的活塞借助形成在其上的旋转圆柱体而枢转安装，并且将壳体分为两个分离的工作腔室，所述两个分离的工作腔室分别设置有入口阀和出口阀。

DE 10 2010 036 977 B3同样地公开了一种活塞机。该活塞机装备有两个活塞，所述两个活塞设计为双枢转板。活塞机的壳体由两个或更多个整体地接合的壳体部分形成，这些壳体部分分别为圆形圆柱节段形状但是转动180°，并且形成共同的空腔，其中被分配至每个壳体部分的活塞在分别相反的方向上被同步驱动并且彼此平行地布置，所述活塞分别限定了外工作腔室和在双活塞板之间的内工作腔室，其中第三入口阀和第四出口阀形成在邻近的壳体部分之间的假象的分离线的高度处的壳体后壁中。

技术实现要素：

本发明的目的是进一步改进如在前序部分中提到类型的活塞机，使得其可以以更高的效率操作。该目的是通过根据独立权利要求的特征形成的活塞机来达到的。本申请的进一步的功能改进为从属权利要求的主题和示例性实施方式。

所述活塞机包括：具有腔室的壳体，所述腔室具有基本上圆扇形状的横截面；以及设计为枢转元件的枢转活塞，枢转活塞布置在所述壳体中并且包括第一工作表面，其中，所述壳体和所述活塞限定至少一个可变的第一工作腔室。此外，所述活塞机包括连接至所述活塞的驱动件或输出端，以及布置在所述工作腔室中用于排出工作流体的出口。所述壳体具有在至少一个壳体壁中的冷却开口，通向所述腔室的所述开口至少用于通过冷却剂对流冷却所述活塞的与所述第一工作表面相对的侧面。冷却剂可以通过冷却开口而被引入到腔室中，由此，活塞和/或工作流体和/或壳体和/或腔室的温度可被降低。这样，可以提高所述活塞机的效率。通常，冷却开口事实上减小了可变的工作腔室的工作体积。但是可以仅通过冷却以更高效率操作活塞机。根据冷却开口的位置(除了上面所提到的活塞表面)，例如，还可以集中冷却活塞的另外表面以及一个或多个壳体壁或腔室的部分。

在一个另外的实施方式中，所述腔室由横截面为圆弧形状的壁限制。在下文中，横截面具有圆弧形状的壁将被称为“圆弧形状的壁”。例如，所述冷却开口可以设置在所述圆弧形状的壁中。圆弧形状的壁中的开口可以通过冷却剂冲洗腔室，由此可以实现对腔室的有效冷却。例如，借助于使用冷却剂的冲洗过程，热的再膨胀气体在腔室中的压缩之后可从所述腔室中去除。这样，活塞机的效率可被进一步提高。

活塞的枢转角(参见例如，图1至图6中的角α)可以限定活塞从一死点到随后的死点的枢转运动的最大偏置。优选地，枢转角≤90°，通常≤60°。优选地，枢转角大于40°。可以根据压力比使用不同的枢转角。也可以使用更小的枢转角(例如≤10°的枢转角)，特别是用于计量泵。

通常，圆形中的中心角由圆弧相对于相关联的圆形的半径r的比来表示。可以设置成，圆弧形状的壁中的开口由第一中心角(参见例如，图2中的角β)限定，所述中心角(β)至多与所述活塞的枢转角(α)一样大。在一个另外的实施方式中，所述圆弧形状的壁限定第二中心角(参见例如，图6中的角γ)，第二中心角例如至多与枢转角一样大。优选地，第二中心角小于枢转角的50％。优选地，面向所述圆弧形状的壁的活塞侧面的横截面为圆弧形状，并且所述活塞侧面可以限定第三中心角(参见例如，图10中的角δ)。例如，圆弧形状的壁的所述第二中心角(γ)与所述活塞侧面的所述第三中心角(δ)一样大。第二中心角也可以小于或大于所述第三中心角。第一中心角(β)可以大于或小于上面所提到的第二中心角(γ)和/或第三中心角(δ)，或第一中心角(β)可以与上面所提到的第二中心角(γ)和/或第三中心角(δ)一样大。上面所提到的活塞侧面(其横截面为圆弧形状)、圆弧形状的壁和圆弧形状的壁中的开口的尺寸因此可以被改变和调节，这取决于需要多大程度的冷却，并且取决于活塞机的供给体积或工作体积假定为多大。

通常，活塞可以围绕枢转轴线枢转。在此，枢转轴线可以限定轴向方向。径向方向可被限定为垂直于轴向方向并且垂直于枢转方向。例如，可以设置成，所述圆弧形状的壁中的开口在所述圆弧形状的壁的整个轴向长度上延伸。

在一个实施方式中，所述活塞的枢转运动限定了枢转平面。优选地，所述腔室由前壁和后壁限制，其中，所述前壁和所述后壁可以平行于所述枢转平面而形成。可以设置成，冷却开口形成在所述前壁和/或所述后壁中。该设计可以以与上面所提到的圆弧形状的壁中的冷却开口的设计类似的方式来达到冷却。所述后壁和/或所述前壁中的所述冷却开口例如在所述后壁和/或所述前壁的整个径向长度上延伸。

驱动件或输出端通常包括具有曲柄销的至少一个曲柄轴。曲柄销例如接合到连接至活塞的连接杆的连接杆环孔中，或接合到牢固地连接至活塞的连接杆环的导向凹槽中。本领域的技术人员已知的是，有很多的可用于构造驱动件或输出端的选择。曲柄轴的旋转速度通常大于1500min^-1。旋转速度甚至可以达到8000min^-1或更大。

活塞的工作表面通常为活塞的这样的表面：工作通过该表面执行或在该表面上执行。此外，可以设置成，所述活塞在与所述第一工作表面相对的侧面上具有第二工作表面，并且所述活塞和所述壳体限定了其中布置有第二出口阀的可变的第二工作腔室，其中，所述冷却开口将所述第一工作腔室与所述第二工作腔室分离并且至少位于第一工作腔室和第二工作腔室之间的分隔线上。然后，在每个情况下，工作可以通过第一工作表面和第二工作表面交替地执行，这取决于哪一个可变的工作腔室在此刻是闭合还是打开。然后，利用冷却剂的对流冷却通常至少发生在相应的与活塞的工作表面相对的侧面处。冷却开口优选地位于圆弧形状的壁中(例如位于圆弧形状的壁的中心中)、和/或位于前壁中和/或位于后壁中。在曲柄轴的一个完整的枢转运动或曲柄轴转动360°期间，两个工作腔室通常交替地闭合和打开。打开的工作腔室例如通过冷却剂来冲洗，同时，可在闭合工作腔室中供给或压缩工作流体。因此，该活塞机的设计可以特别高效地执行整个的冲洗和冷却过程。

在另一实施方式中，所述工作腔室根据所述活塞的枢转位置而打开或闭合。当工作腔室打开时，冷却剂优选地流入到该工作腔室中并且至少对流冷却与工作表面相对的活塞侧面和/或冲洗该工作腔室。

所述腔室还可由背离所述第一工作表面的第一侧壁限制，由此，所述冷却开口设置在所述第一侧壁中。通常，所述腔室由面向所述第一工作表面的第二侧壁限定。此外，所述可变的工作腔室可以由活塞、第二侧壁、圆弧形状的壁、前壁和后壁限制。如果冷却开口仅仅设置在背离工作表面的第一侧壁中，则通常不发生使用冷却剂对工作表面的冲洗。该设计反而能够连续对流冷却与工作表面相对的活塞侧面。

所述第一侧壁中的所述冷却开口可以在所述侧壁的整个径向长度和/或轴向长度上延伸。优选地，冷却开口甚至在整个第一侧壁上延伸，即，第一侧壁被省略。这样，可以进一步提高冷却效果。

为了在壳体中形成冷却开口，可以完全地或部分地去除一个或多个壳体壁，由此事实上减小了腔室的工作体积，但是可以提高活塞机的总体工作质量。

可以设置成，所述圆弧形状的壁和/或所述前壁和/或所述后壁和/或上面所提到的所述侧壁被所述冷却开口分成两个部分。冷却开口特别地可以设置在壳体壁中，在这种情况下空间可用，并且确保了冷却剂良好的流动。冷却开口可以以各种形状(例如，凹槽、圆扇形或圆形或任何其它形状)而形成在壳体壁中。还可以将多个冷却开口设置在各个不同的壁中，例如，设置在圆弧形状的壁和/或前壁和/或后壁和/或侧壁中。上面所提到的冷却开口可以彼此组合。

如果设置多个冷却开口，一个冷却开口可以被设计为冷却剂入口，而其它冷却开口可以被设计为冷却剂出口。例如，在一个实施方式中，冷却开口分别形成在后壁中和在前壁中。例如，冷却剂可以通过后壁或前壁的冷却开口而被引入到腔室中，并且可以通过前壁或后壁的冷却开口而被排出。此外，冷却开口还可以设置在圆弧形状的壁中并设置在后壁和/或在前壁中。在该实施方式中，例如，冷却剂可以通过圆弧形状的壁中的冷却开口而被引入到腔室中，并且可以通过后壁和/或前壁中的冷却开口而被排出。各个不同的壳体壁中的冷却开口的其它组合也是可以想到的，其中，冷却剂通过冷却开口而被引入到腔室中，并且通过各个其它冷却开口而从腔室排出。在这些实施方式中，腔室可以通过冷却剂而特别良好地被冲洗。

如果设置多个冷却开口，它们可以具有不同尺寸或甚至可以被分割。冷却开口在宽度和长度方面可被不同地设计。

所采用的冷却剂或工作流体例如可以为空气、CO₂或其它气体或可以为液体(例如水)。对于本领域的技术人员显而易见的是，冷却剂和工作流体的选择取决于活塞机的各种设计。活塞机例如可以操作为泵、真空泵、压缩机、或引擎/马达。

在另一实施方式中，横截面为圆弧形状的第二壁可以附接至所述活塞，其布置在小于所述活塞的最大径向长度的半径上，并且其至少在所述活塞的枢转位置中接合到侧壁的通路中，其中，冷却开口优选地同样设置在该侧壁中。在一个实施方式中，冷却开口形成用于横截面为圆弧形状的第二壁的入口。从枢转轴线的方向观看，设置在该侧壁中的冷却开口可以设置在圆弧形状的第二壁的上方或下方。优选地，圆弧形状的第二壁同样地由冷却剂冷却。之后，可变的第二工作腔室可以至少由弓形的第二壁、所述活塞和所述侧壁限定。通过该实施方式，例如可以实现两阶段压缩。

在另一实施方式中，入口阀布置在工作腔室中，至少用于将工作流体引入到该工作腔室中。通常，冷却开口不同于入口阀。在优选的实施方式中，出口设计为出口阀。通常，冷却开口不同于出口阀。因此，入口阀和出口阀可以布置在工作腔室中，例如，布置在后壁、前壁、侧壁和/或在圆弧形状的壁中。可替选地，入口阀还可以被省略。当腔室是打开的时，腔室和/或活塞至少通过冷却剂来对流地冷却和/或冲洗。随着活塞的枢转运动的进行，腔室随后闭合。仍然留在腔室中的冷却剂之后可以通过出口阀去除。

在另一实施方式中，活塞以用于对流冷却的冷却鳍部为特征。优选地，冷却鳍部位于与工作表面相对的活塞侧面上。此外，活塞可以被设计为空腔。冷却鳍部和/或空腔设计可以进一步提高活塞的冷却效果。

在另一实施方式中，冷却开口的尺寸可被可变地控制或调节，优选地通过布置在壳体壁中的控制构件或滑动件或节流阀来可变地控制或调节。这样，开口的尺寸可被控制或者减小或者增大，从而影响或调节冷却空气流动速度。因此，活塞机可以适于各种性能需求，由此可以在操作期间控制冷却效果。可变地可控的冷却开口可以被机械地打开或闭合至所需要的更大或更小的程度，例如，经由凸轮轴的运动。可变地可控的冷却开口还可以由电子控制装置控制，从而在活塞机的操作期间根据需要改变冷却开口的尺寸。在另一实施方式中，压力传感器和/或温度传感器设置在腔室和/或在活塞中，压力传感器和/或温度传感器可以连接至控制装置和/或评估装置。在达到腔室和/或活塞中的温度和/或压力的阀值时，冷却开口可以被相应地打开或闭合至更大或更小的程度，并且其尺寸可以相应地增大或减小。如果测量到的温度例如小于特定阀值，则冷却开口可以闭合，从而增大活塞机的供给体积。因此，在操作活塞机期间，利用可变地可控的冷却开口可以影响活塞机的供给体积、冷却剂流动速度、压力和温度，从而提高活塞机的效率。

通过活塞的运动，冷却剂可以通过冷却开口被吸入。此外，可以设置冷却装置(优选地鼓风机或泵)以用于将冷却剂供给通过壳体的开口并且供给到腔室中。可以这样的方式甚至更高效地进行冷却。为了进一步提高冷却空气流动速度，文丘里管可以设置在冷却开口处，其可以很大程度上提高流动速度。

对于本领域的技术人员显而易见的是，多个腔室可以连续或并排地连接。因此，壳体例如可以具有两个或更多个接合的壳体部分，这些多个部分分别为圆扇形形状但是转动了180°，并且形成共同的空腔，其中，活塞被分配至每个壳体部分。之后，两个邻近的壳体部分与它们的活塞一起限定了至少一个可变的工作腔室。在文献DE 10 2010 036 977 B3中例如可以找到另外的细节。在此，冷却开口可以设置在至少一个腔室中。然而，多个或所有的腔室也可以具有冷却开口。

被设计为压缩机的活塞机例如能够利用单级压缩压缩至10bar或更大，例如达到20bar。而且，活塞机允许无油操作，这特别是对于用作真空泵、压缩机或膨胀马达而言是期望的。

附图说明

参考所附附图，将更为详尽地描述本发明的示例性实施方式，在附图中：

图1显示了具有在圆弧形状的壁中的冷却开口的活塞机的横截面的视图；

图2显示了具有位于圆弧形状的壁的中心处的冷却开口的活塞机的横截面的视图；

图3显示了具有在后壁中的冷却开口的活塞机的横截面的视图；

图4显示了具有设置在后壁的中心处的冷却开口的活塞机的横截面的视图；

图5显示了具有在侧壁中的冷却开口的活塞机的横截面的视图；

图6a至图6c显示了具有两个在不同壁中的冷却开口的活塞机的横截面的视图；

图6d显示了具有附接至活塞的圆弧形状的第二壁的活塞机的横截面的视图；

图7a至图7c显示了具有布置在共同的壳体中的两个活塞的活塞机的横截面的视图，其中，冷却开口分别布置在壳体的每个侧壁中；

图8a至图8c显示了具有布置在共同的壳体中的两个活塞的活塞机的横截面的视图，其中，开口分别设置在每个弧形形状的壁中；

图9a至图9b显示了分别具有布置在共同的壳体中的两个活塞的两个活塞机的横截面的视图，其中，冷却开口分别设置在每个侧壁中和每个圆弧形状的壁中；

图10显示了根据现有技术的活塞机的横截面的视图；

图11a和图11b显示了根据现有技术的另一活塞机的横截面的视图；

图12显示了根据图11的活塞机的横截面的侧视图，其示出为具有驱动件。

具体实施方式

在附图中，重复出现的特征配有相同的附图标记。

在下文中，首先参考图10。图10显示了根据现有技术DE 10 2008 040 574 A1的活塞机，其形成本申请的一部分。

如图10中所示出的，活塞机包括围绕腔室2的壳体1、支承壳体3和曲柄箱4。腔室2具有圆扇形状的横截面，并且根据圆柱扇形体的形状，由两个侧壁5和6(其相对彼此以大约53°的角度α设置)、前端壁(未显示)和后端壁7以及壁8和旋转圆柱体9限制，壁8的横截面为圆弧形形状。由两个相对的支承外壳形成的支承壳体3与圆弧形形状的壁8相对、邻接于侧壁5、侧壁6的端部。此外，提供了曲柄箱4，该曲柄箱4部分地填充有油池12。可围绕旋转轴线14旋转的旋转圆柱体9安装在支承壳体3中。腔室2密封性地朝向曲柄箱4密封，例如通过集成在支承壳体3中的密封条带13。相对于彼此而对角地设置的活塞15(其形成为枢转板)和连接杆16刚性地或集成地形成在旋转圆柱体9处。连接杆16具有导向凹槽17，导向凹槽17在连接杆16的整个长度上延伸，可旋转地安装在曲柄箱4中的曲柄轴19的曲柄销18接合到导向凹槽17中。通常设计为空腔的活塞15位于工作腔室2中，并且上边缘28密封地抵靠在弯曲的圆弧形状的壁8的内表面上。活塞15的上边缘28的横截面为圆弧形形状并且由大约8°的中心角δ限定。入口阀22、24和出口阀23、25分别形成在腔室2的两个侧壁5、6中。活塞15的枢转运动限定了枢转平面，其中，后端壁7和前端壁平行于枢转平面。当然，前面所提到的角α和δ还可以大于或小于在示例中所显示的那些角。

上面所描述的活塞机可以操作为以下的活塞泵或活塞压缩机，但是也可以作用为利用内部燃烧或外部燃烧的内燃机(其功能未在此描述)：在曲柄轴19的旋转运动期间，在曲柄半径11上运动的曲柄销18在连接杆16的导向凹槽17中滑动，其由此将枢转运动传递至活塞15。当活塞15从腔室2的在左侧壁5处的位置(如图10所示)向右侧壁6执行枢转运动时，左入口阀22和右出口阀25打开，同时左出口阀23和右入口阀24闭合。因此，之前所吸入的流体从腔室2经由右出口阀25排出。在另一侧，工作流体经由左入口阀22被吸入，当左入口阀22闭合并且左出口阀23打开时、曲柄轴19进一步旋转运动时，工作流体被再次排出，同时在右侧的流体经由入口阀24被吸入。

活塞15因此操作为具有两个工作表面29和30的双活塞，其在曲柄轴19一次转动期间执行两个枢转运动，这意味着从左侧壁5处的左死点到右侧壁6处的右死点并且返回。油池12影响了曲柄机构的润滑，这意味着导向凹槽17和曲柄销18在其中滑动，曲柄机构还可以附带地形成有滚动轴承和滑动块。

如从DE 2008 040 574 A1已知，导向凹槽17还可以布置在活塞15中。因此，可以实现高紧凑性设计。

可替选地，还可以设置：曲柄轴19的曲柄销18接合在铰链连接至活塞的连接杆的连接杆环孔中。活塞机的驱动和输出因此不限于所示出的实施方式。

图1不同于图10之处在于，壳体1在圆弧形状的壁8中具有冷却开口51，所述开口通向腔室2。此外，相较于图10的实施方式，在侧壁6中不设置入口阀和出口阀。冷却剂(在示出的实施方式中为空气)流动通过冷却开口51到达腔室2中，并且将其冷却。此外，活塞15通过至少在与工作表面30相对的侧面32处的空气来对流冷却。图1的活塞机例如设计为压缩机，并且借助于冷却开口的冷却使得可以提高压缩机的效率。可选地，如图1所示，可以提供：侧壁6中的第二冷却开口51’。所述第二冷却开口例如设计为冷却剂出口，冷却剂可通过该出口被排出。在附图中，冷却剂的流动方向由箭头表示。这可以进一步提高冲洗过程和冷却过程。

图2的活塞机不同于图10的示例性实施方式之处在于，冷却开口52设置在圆弧形状的壁8的中心处。尽管在根据图1的实施方式中，两个工作循环(即，吸入和压缩)在曲柄轴19的一次转动期间是可以的，但是在根据图3的实施方式中，四个工作循环也是可以的。冷却开口52的中心形成使得可以通过在左手侧上和右手侧上的冷却剂交替地冲洗工作腔室2。根据活塞15的枢转位置，工作腔室2打开或工作腔室2闭合。在圆弧形状的壁8中的冷却开口52在图1和图2中均由中心角β限定，中心角β小于活塞15的枢转角α。在图1和图2中，圆弧形状的壁8中的开口51和开口52在圆弧形状的壁8的整个轴向长度上延伸。这意味着开口51和开口52形成为圆弧形状的壁中的狭长凹槽并且从前端壁延伸到后端壁7。可替选地，冷却开口51和冷却开口52可以具有更小的轴向长度。

图3不同于图10之处在于，冷却开口53布置在后端壁7中。此外，相较于图10的实施方式，在侧壁6中不设置入口阀和出口阀。此外，活塞15仅仅具有一个工作表面30。

图4的实施方式不同于图10的实施方式之处在于，冷却开口54布置在后端壁7中的中心处。图2中为同样的情况，开口54在此也布置在中心处。当活塞15处于枢转位置中时，活塞15闭合图3的右侧壁6的开口53，而当活塞15处于图4中的中心位置时，活塞15闭合开口54。图3的开口53和图4的开口54均在端壁7的整个径向长度上从支承壳体3延伸到圆弧形状的壁8。在两个实施方式中，开口53和开口54也设置在前端壁(未显示)中。仅仅一个开口53和开口54可以设置在前端壁中或设置在后端壁7中。

图1和图3的活塞15仅具有一个工作表面30时，而图2和图4的活塞15除了第一工作表面30之外还具有第二工作表面29。图2和图4的冷却开口52和冷却开口54将第一工作腔室和第二工作腔室分离。此外，图2的圆弧形状的壁8和图4的端壁7分别被冷却开口52和冷却开口54分成两个部分。

图5的活塞机不同于图10的实施方式之处在于，冷却开口55设置在侧壁6中。此外，相较于图10的实施方式，在侧壁6中不设置入口阀和出口阀。这样，活塞15仅具有一个工作表面30。侧壁6中的冷却开口55在侧壁6的整个径向和轴向长度上延伸，即，在图5的实施方式中，整个侧壁6已经被省略。因此，在与工作表面相对的侧面32处可以对活塞15连续对流冷却。相较于图1至图4，图5的可变的工作腔室在活塞15的每个枢转位置中闭合。

图6a的实施方式不同于图10的实施方式之处在于，侧壁6被完全地省略并且开口51还设置在圆弧形状壁8中。此外，相较于图10的实施方式，入口阀和出口阀不设置在侧壁6中，并且活塞15仅具有一个工作表面30。因此，图6a的实施方式表示了图5和图1的组合。图6a的圆弧形状的壁8限定了大约25°的第二中心角γ，该角小于上面所描述的活塞15的枢转角α。圆弧形状的壁8中的开口51被中心角β限定。在图6a中，角β和角γ相等。然而，在其它实施方式中，它们还可以彼此不同。因此，中心角β还可以大于或小于中心角γ。

在图6b的实施方式中，冷却开口52和冷却开口54分别设置在圆弧形状的壁8中和设置在后端壁7中。图6b的实施方式因此表示图2和图4的实施方式的组合。然而，相较于图4的实施方式，后端壁7的冷却开口54并不在后端壁7的整个径向长度上延伸，而是大约达到后端壁7的径向长度的三分之一。利用鼓风机60，冷却剂通过圆弧形状的壁8中的冷却开口52(其形成为冷却剂入口)被引入到腔室2中。在有效冲洗腔室2之后，冷却剂随后从腔室2通过后端壁7中的冷却开口54(其形成为冷却剂出口)排出。在此，冷却剂的流动方向由箭头表示。因此，在该实施方式中，通过冷却剂可以特别好地冲洗腔室2。此外，冷却开口可以设置在前端壁(未显示)中。

在图6c的实施方式中，分别在后端壁7和前端壁中设置了冷却开口54和冷却开口54’。前端壁的冷却开口54’到后端壁7的投影通过图6c中的虚线表示。类似于图6b的实施方式，利用可选的鼓风机(未显示)，冷却剂通过前端壁中的冷却开口54(其被设计为冷却剂入口)被引入到腔室2中。在有效冲洗并冷却腔室2之后，冷却剂随后从腔室2通过后端壁7中的冷却开口54’(其被设计为冷却剂出口)排出。在此，冷却剂的流动方向由箭头表示。因此，在该实施方式中，通过冷却剂可以特别好地冲洗腔室。当然，流动方向还可以相反。在该情况下，鼓风机将冷却剂通过后端壁中的冷却开口54吹到腔室2中。在冲洗腔室2之后，冷却剂通过前端壁中的冷却开口54’离开腔室2。

如从图1、图2、图4和图6可以看到，可变的工作腔室根据活塞的枢转位置而闭合或打开。

图6d的活塞机不同于图10的实施方式之处在于，冷却开口55设置在侧壁5中。此外，第二壁70(其横截面为圆弧形状)附接至活塞15并且布置在比活塞15的最大径向长度小的半径上、并且接合在侧壁5的冷却开口55中。这样，产生了圆弧形状的第二壁的连续对流冷却。从枢转轴线14的方向观看，同样地形成为用于圆弧形状的第二壁70的通道的冷却开口55设置在圆弧形状的第二壁70的上方。自然地，其还可以布置在圆弧形状的第二壁70的下方。可变的第二工作腔室由圆弧形状的第二壁70、活塞15、侧壁5、前壁和后壁7限定，并且通过这些壁密封地闭合。因此，在图6d的实施方式中，有两个可变的工作腔室，其在活塞15的每个枢转位置中闭合，由此例如可以实现两阶段压缩。

图1至图6d不同于图10之处在于，冷却开口51、冷却开口51’、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55的尺寸可以分别利用布置在相应的壳体壁中的滑动件61、滑动件61’、滑动件62、滑动件63、滑动件64和滑动件65可变地控制或调节。滑动件61、滑动件61’、滑动件62、滑动件63、滑动件64和滑动件65允许腔室2的闭合冲洗并且在每种情况下连接至电子控制装置(未显示)，电子控制装置还连接至布置在活塞15中的压力传感器和温度传感器(未显示)。控制装置适于控制滑动件61、滑动件61’、滑动件62、滑动件63、滑动件64和滑动件65，从而在操作活塞机期间控制冷却开口51、冷却开口51’、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55的尺寸并且根据需要将其增大或减小。在达到腔室2中的温度和/或压力的阀值的时刻，冷却开口51、冷却开口51’、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55可被打开或闭合以将活塞15和/或腔室2冷却、或者其尺寸可以被增大或减小。如果在活塞15处测量到的温度例如小于或大于特定阀值，冷却开口51、冷却开口51’、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55可被闭合或打开从而增大活塞机的供给体积。因此，在操作活塞机期间，可以影响供给体积、冷却剂流动速度、压力和温度，从而提高活塞机的效率。可替选地，滑动件61、滑动件61’、滑动件62、滑动件63、滑动件64和滑动件65可以利用机械控制装置(例如凸轮轴)来操作，从而以更大或更小的程度打开或闭合冷却开口51、冷却开口51’、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55。代替滑动件61、滑动件61’、滑动件62、滑动件63、滑动件64和滑动件65，还可以设置节流阀或其它控制构件。

不像根据图10的活塞机，在图1、图3、图5、图6a和图6d的实施方式中，冷却鳍部31设置在活塞15的与工作表面30相对的侧面32上以增强冷却。此外，为了提高冷却效果，在图1至图6的实施方式中的每个实施方式中，设置了可选的鼓风机60或冷却装置(在图3、图4、图6c、图7、图8和图9中未显示)，如有需要，该鼓风机或冷却装置将空气或任何其它冷却剂吹入到冷却开口51、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55中。鼓风机60同样地连接至上面所提到的控制装置。特别地，如果滑动件61、滑动件62、滑动件63、滑动件64和滑动件65打开或闭合相应的冷却开口51、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55，则控制装置控制鼓风机60。如果不设置冷却装置，则冷却剂可以通过活塞的运动而通过冷却开口51、冷却开口52、冷却开口53、冷却开口54和冷却开口55被吸入。为了进一步提高冷却空气流动速度，可以在附图中显示的冷却空气入口开口中设置文丘里管。为了增强冷却效果，冷却鳍部可以设置在壳体的外表面上。

在下文中，参考图11A、图11B和图12。在图11A、图11B和图12中，显示了根据现有技术DE 10 2010 036 977 B3的活塞机的横截面的视图，其同样地形成本申请的一部分。

根据图11A、图11B和图12，旋转圆柱体106经由轴承105围绕旋转轴线104而可旋转地安装在壳体103中，活塞101和活塞102连接至旋转圆柱体106并且每一者在端侧处具有导向凹槽107，连接至驱动轴109的曲柄轴110的曲柄销108接合至导向凹槽107中。导向凹槽107充当连接杆环或活塞环，其因此形成活塞101和活塞102的整体部分。与相应的活塞101和活塞102相互作用的两个曲柄轴110(如图12所示)经由齿轮机构126而彼此连接并且以这样的方式同步：活塞101和活塞102可在各自的平行的相对方向上驱动并且可以在以圆柱扇形体(节段)的形式设计的壳体部分103a和壳体部分103b中运动。

整体形成的壳体103包括(由虚线X表示)两个接合的壳体部分103a、壳体部分103b，然而，壳体部分103a、壳体部分103b转动180°并且具有基本上圆扇形状的横截面，其中，活塞101和活塞102的旋转圆柱体一者安装在上壳体壁111并且一者安装在下壳体壁112处。由壳体围绕的腔室A1和腔室A2因此具有两个并排布置而彼此相对的相等尺寸的圆扇形的形状。壳体103还包括壳体后壁114和壳体盖113以及第一侧壁115和第二侧壁116。在每个位置中彼此平行对齐的两个双活塞101、102设置在相应的侧壁115、116处的初始位置中(如图11A所示)以及设置在几乎抵靠限定的间隙的分离线X处的端部位置中。入口阀18a、入口阀18b和入口阀18c以及出口阀19a、出口阀19b和出口阀19c布置在两个侧壁115和116中以及分离线X的高度处的壳体后壁114中。根据箭头17a、箭头17b，通过两个曲柄销108的同步但是方向相反的旋转运动，两个活塞101和102朝向彼此运动接近分离线X，并且离开彼此运动接近侧壁115和侧壁116。还可以使用仅一个曲柄轴，其中，活塞101和活塞102例如通过齿轮同步。根据图11的以这样的方式设计的活塞机例如可以操作为压缩机、泵或引擎/马达。

例如，在用作泵的情况下，供给介质(其位于两个双活塞板101和102之间的大的内工作腔室A3中并且其之前已经经由入口阀18c被吸入)在双活塞板101和102朝向分离线X枢转运动期间再次从工作腔室A3排出。在该枢转运动(排出)期间，供给介质经由入口阀18a和18b被同时吸入到两个外(较小的)工作腔室A1和工作腔室A2中，工作腔室A1和工作腔室A2分别形成在双活塞板101和102与侧壁115和116之间。当两个双活塞板101和102随后向侧壁115和侧壁116的方向运动时，之前已经被吸入到工作腔室A1和A2中的供给介质通过出口阀19a、出口阀19b排出，并且同时，供给介质经由入口阀18c被吸入到大的工作腔室A3中。这样，借助于同一个壳体103中的两个相互作用的双活塞板101和102和三个工作腔室A1、A2和A3，确保了有效的供给操作。两个小的外工作腔室A1和A2的最大体积对应于较大的内工作腔室A3的最大体积。上面所描述的活塞机可以操作为具有同等高效率的压缩机或膨胀马达或二者的组合。例如，中间的-大的工作腔室A3可以操作为膨胀马达，而两个小的外工作腔室A1和A2操作为压缩机或泵并且由膨胀马达驱动。当所描述的活塞泵用作压缩机时，内工作腔室A3和外(左)工作腔室A1可以操作为第一压缩机阶段，并且另一外工作腔室A2可以操作为第二压缩机阶段。因此，工作腔室A1、A2和A3分别可以完成如压缩机、泵和引擎/马达的不同的功能。

图7A至图7C的实施方式不同于图11的实施方式之处在于，冷却开口151设置在侧壁15和侧壁16中，其中，侧壁115和侧壁116中的冷却开口151在侧壁115和侧壁116的整个径向长度和轴向长度上延伸。冷却开口151可以通过冷却剂至少对流冷却与活塞的工作表面相对的活塞侧面处的活塞101和活塞102。此外，图7a至图7c的实施方式类似于图5的实施方式。代替两个冷却开口151，如可在图7a至图7c中看到，冷却开口151还可以仅设置在侧壁115和侧壁116中的一者中。在该情况下，仅仅一个活塞101、102被冷却。

图8A至图8C的实施方式不同于图11的实施方式之处在于，两个冷却开口152设置在圆弧形状的壁中。正如图11，图8的实施方式也包括三个工作腔室A1、A2和A3。由于冷却开口152彼此相对布置，因此可以在工作腔室A3中达到特别良好的冷却效果。冷却剂(例如空气)因此例如被允许从一侧流入并且从另一侧流出，这在图8中利用箭头130和箭头131指示。通过冷却剂，冷却开口152因此可以至少对流地冷却工作腔室A1、A2和A3以及活塞101和活塞102。冷却开口152在此被设计为与活塞101和活塞102的上边缘140一样大。然而，冷却开口152还可以小于或大于活塞101和活塞102的上边缘140。如从图8b可以看到的，具有枢转位置，所有的工作腔室A1、A2和A3在该枢转位置中被闭合。在图8c的枢转位置中，工作腔室A1和A2打开，而在图8a的枢转位置中，工作腔室A3打开很大。此外，图8中的冷却开口152的布置类似于图2的实施方式。可替选地，在此还可以设置仅仅一个冷却开口152代替两个冷却开口152。

类似于图6a的实施方式，在关于冷却开口151和152的图9a和图9b中显示了图7和图8的组合。在图9a中，横截面为圆弧形状的壁分别由径向地设置在不同位置中的两部分111’和111”以及112’和112”形成。在活塞的上边缘140和圆弧形状壳体壁111’和112’之间有径向间隙140。所述径向间隙140在枢转方向上延伸一中心角ε，并且在轴向方向上从壳体盖113延伸到壳体后壁114。间隙140的尺寸可以根据实施方式在径向方向、轴向方向或枢转方向上而改变。在图9b中，圆弧形状的壁111”和112”仅仅与活塞101和活塞102的上边缘140一样大。可替选地，圆弧形状的壁111”和112”的尺寸可以更小或更大。相较于图8的实施方式，在图9a和图9b中，仅有一个工作腔室A3。在图9a和图9b的实施方式中，活塞101和活塞102可被从多个侧面对流冷却。因此，腔室体积的损失可在图9a和图9b中由提高的冷却效果补偿。

图7至图9不同于图11之处还在于，可利用滑动件(未显示)可变地控制并且调节冷却开口151和冷却开口152的尺寸，该滑动件布置在相应的壳体壁中。所述滑动件允许腔室的闭合冲洗并且在每种情况下连接至电子控制装置(未显示)，该电子控制装置还连接至布置在活塞101和活塞102中的压力传感器和温度传感器(未显示)。控制装置适于控制该滑动件，从而在操作活塞机期间调节或改变冷却开口的尺寸。在腔室中达到温度和/或压力的阀值时，冷却开口151和冷却开口152可以更大或更小的程度打开或闭合，以冷却活塞101和活塞102和/或腔室。如果在活塞101和活塞102处测量到的温度例如小于或大于特定阀值，则冷却开口151和冷却开口152可被闭合或打开以增大活塞机的供给体积。因此，在操作活塞机期间，可以影响供给体积、冷却剂流动速度、压力和温度，以提高活塞机的效率。可替选地，该滑动件还可以利用机械控制装置(例如，凸轮轴)来操作，从而以更大或更小的程度打开或闭合冷却开口151和冷却开口152。还可以设置例如节流阀或其它控制构件替代滑动件。

此外，可选的鼓风机或冷却装置分别设置在图7至图9的实施方式中(在图7、图8和图9中未显示)，如有需要，该可选的鼓风机或冷却装置将空气或其它冷却剂吸入到冷却开口151和冷却开口152中，以提高冷却效果。鼓风机还连接至上面所提到的控制装置。特别地，如果滑动件打开或闭合相应的开口151和开口152，则控制装置控制鼓风机。如果不设置冷却装置，则冷却剂可通过活塞的运动而通过冷却开口151和冷却开口152被吸入。为了进一步提高冷却空气流动速度，可以在附图中所显示的冷却空气入口开口处设置文丘里管。冷却鳍部可以设置在壳体的外表面上以提高冷却效果。

图7A至图9B的实施方式可以如所期望的通过另外的壳体部分扩展，另外的壳体部分并排地布置，但是彼此转动180°，并且其具有双活塞板。

活塞机的驱动或输出端不限于图1至图9B所示出的实施方式。例如，可以设置成，曲柄轴的曲柄销接合在铰链连接至活塞的连接杆的连接杆环孔中。

不同实施方式的示例性实施方式中公开的特征可以组合并且可以单独地请求保护。

附图标记列表

1 壳体 55 冷却开口

2 工作腔室 60 鼓风机

3 支承壳体 61 滑动件

4 曲柄箱 61’ 滑动件

5 左侧壁 62 滑动件

6 右侧壁 63 滑动件

7 端壁 64 滑动件

8 圆弧形状的壁 65 滑动件

9 旋转圆柱体 70 圆弧形状的壁

10 支承外壳 101 活塞

11 曲柄半径 102 活塞

12 油池 103 壳体

13 密封条带 103a 壳体部分

14 枢转轴线 103b 壳体部分

15 活塞 104 旋转轴线

16 连接杆 105 轴承

17 导向凹槽 106 旋转圆柱体

18 曲柄销 107 导向凹槽

19 曲柄轴 108 曲柄销

22 左入口阀 109 驱动轴

23 左出口阀 110 曲柄轴

24 右入口阀 111 壳体壁

25 右出口阀 111’ 圆弧形状的壁

28 上边缘活塞 111” 圆弧形状的壁

29 工作表面 112 壳体壁

30 工作表面 112’ 圆弧形状的壁

31 冷却鳍部 112” 圆弧形状的壁

32 活塞侧面 113 壳体盖

51 冷却开口 114 壳体后壁

51’ 冷却开口 115 第一侧壁

52 冷却开口 116 第二侧壁

53 冷却开口 17a 运动曲柄销

54 冷却开口 17b 运动曲柄销

54’ 冷却开口 18a 入口阀

18b 入口阀

18c 入口阀 160 间隙

19a 出口阀 α 活塞的枢转角

19b 出口阀 β 中心角

19c 出口阀 γ 中心角

130 流动方向 δ 中心角

131 流动方向 ε 中心角

140 上边缘活塞 A1 工作腔室

151 冷却开口 A2 工作腔室

152 冷却开口 A3 工作腔室