发动机组件的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的一种包括内燃机和膨胀机的发动机组件，所述膨胀机可以以力传递方式与所述内燃机联接。本发明还涉及一种用于通过包括这种发动机组件的内燃机来起动膨胀机的方法。

背景技术

从de102012204368b4中已知一种通用发动机组件，包括内燃机和能够以力传递方式联接到所述内燃机的膨胀机。所述内燃机因此用于驱动第一轴，其中可以在过压或负压下被操作的流体操作联轴布置能够将蒸汽发动机联接到第二轴以用于驱动目的。由此在第一轴和第二轴之间布置了与联轴布置协作的自由轮，以在第一操作模式下将第二轴的转动传递到第一轴，并且能够在第二操作模式下实现第一轴相对于第二轴的自由运动。为了起动膨胀机，分别使用了可液压或可气动操作的联轴器，其将起动所需的初始转矩传递到处于关闭状态的膨胀机。

从de102012204369a1中已知另一种发动机组件。

为了能够提高现代机动车辆的效率，在热回收系统的情况下越来越多地使用所谓的膨胀机，例如，轴向活塞式发动机，其中这种膨胀机能够将未曾使用的热量通过例如内燃机转化为机械能。如果这种膨胀机作为例如轴向活塞式发动机呈现，则后者通常需要第一起动脉冲以能够进行旋转。为此，可以使用不同的方法。例如，这可以在膨胀机内通过仅仅供应蒸汽来实现，由此也可以设想到，可选地使用内燃机的联接器，并且响应于直接将所产生的膨胀机的机械能供给到传动系中而与其进行操作性连接。

然而，现有技术中已知的起动装置的缺点是它们以比较复杂的方式构造，从而不仅技术上易受影响而且生产成本也很高。

技术实现要素：

因此，本发明针对指出对通用型的发动机组件的改进实施例或至少一个替代实施例的问题，克服了现有技术已知的缺点。

根据本发明，该问题通过独立权利要求1的主题来解决。有利的实施例为从属权利要求的主题。

本发明基于在膨胀机和带轮之间设置联轴器装置的总体思想，该联轴器装置以力传递方式连接到内燃机，具有非常简单的结构设置，并且因此可以以成本有效方式来制造。这在根据本发明的发动机组件的情况下进行，该发动机组件包括内燃机和能够以力传递方式与其联接的膨胀机，该膨胀机例如能够呈现为轴向活塞式发动机。由此，上述的带轮例如经由自由运动方式可旋转地布置在膨胀机的轴上，其中该带轮经由带传动以力传递方式联接到内燃机。驱动盘以旋转固定方式轴向邻近带轮而布置在膨胀机的轴上。还设置了包括至少一个弹性操作元件的联轴装置，所述至少一个操作元件以关于所述轴可轴向变形方式布置在操作元件容纳件中，所述操作元件容纳件继而以旋转固定方式连接到膨胀机。操作元件由此能够例如呈现为能够在压力下弯曲的弹性塑料元件，尤其是橡胶元件或膜元件。驱动盘自身由此布置在带轮和操作元件之间。此外还设置了用于向操作元件容纳件施加压力的压力装置，为此，压力装置经由流体管线连接到操作元件容纳件。操作元件由此与操作元件容纳件一起呈现为使得其响应于压力装置对操作元件容纳件的相应施加压力而分别在轴向上调节或变形，从而推动驱动盘与带轮进行力传递接触，即，转矩传递接触。这种力传递接触能够由此通过驱动盘的轴向调整和/或通过其在带轮方向上的弯曲而进行。弹性的操作元件的复位或恢复分别响应于压力释放而进行。与现有技术中已知的联轴装置相比，通过根据本发明的发动机组件可以将驱动盘相对简单联接到带轮，其中内燃机能够直接在膨胀机上施加初始转矩，并且因此能够可靠地起动后者。

在根据本发明的解决方案的有利的进一步扩展中，操作元件是弹性塑料元件，尤其是橡胶元件。一个操作元件或多个操作元件与驱动盘之间的小的动摩擦可以通过这种塑料元件实现，并且起动轴向活塞式发动机所需的初始转矩可以被引入到驱动盘中，进而经由带轮引入到膨胀机。另外，这种塑料/橡胶元件可以相对成本有效地制造。不言而喻，由此也可以设想到使用紧密连接到控制元件容纳件并且在施加压力时弯曲的塑料膜元件。

有利地，所述至少一个操作元件以环状方式、环段状方式或点状方式呈现。由此，尤其是根据本发明的操作元件的环状实施例代表了尤其优选的实施例，因为驱动盘可以通过这种环状操作元件均匀地压靠在带轮上。不言而喻，也可以设想到所述至少一个操作元件以点状方式呈现，其中通常在这种情况下设置多个这种操作元件，所述多个操作元件以圆形线分布，使得响应于对操作元件的操作，驱动盘能够优选地分别邻近带轮或压靠在带轮上。

在根据本发明的解决方案的有利的进一步扩展中，压力装置被制造成产生气压或产生液压。为了使操作元件变形，例如，空气、气体或液压油的工作介质因此被用作流体。从而，所述至少一个操作元件的调节能够气动地或液压地进行。尤其通过液压油能够将高接触压力传递至操作元件，其中比较强的初始转矩能够经由带轮从内燃机传递至膨胀机。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，摩擦衬片布置在带轮和/或驱动盘上。这种摩擦衬片在启动的操作元件的情况下增加了带轮和驱动盘之间的摩擦，并且因此确保了转矩传递，与没有这种摩擦衬片的实施例相比，转矩传递得到了改进。这种摩擦衬片能够例如通过粗糙表面或例如橡胶涂层的涂层来实现。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，在操作元件和驱动盘之间布置有滑动元件。这种滑动元件减小了已经正运动的驱动盘(在起动顺序中)和启动的操作元件之间的摩擦，并因此确保了操作元件上的小磨损。这种滑动元件可以静止地布置在操作元件的下游，其中滑动元件与操作元件执行同轴移动。滑动元件的低摩擦表面是有利的，并且能够例如通过ptfe材料或涂层来实现。

在根据本发明的解决方案的另一个有利的实施例中，膨胀机呈现为轴向活塞式发动机。这种轴向活塞式发动机已经经过多年的测试，并且在当今机动车辆的热回收系统中以各种方式安装。通过这种轴向活塞式发动机可以显着提高内燃机的效率，因为尤其是现在能够回收未曾使用就排放到环境中的热能。

本发明进一步基于指出用于通过包括上述发动机组件的内燃机起动膨胀机的方法的这种总体思想，在这种情况下，内燃机首先起动，然后压力装置将例如气体压力或流体压力的压力施加到操作元件容纳件。操作元件通过这种压力的施加而在轴向上向驱动盘变形，从而推动所述驱动盘与带轮进行力传递接触，即，转矩传递接触。作为带轮和驱动盘之间的转矩传递接触的结果，运转的内燃机将初始转矩传递到膨胀机成为可能。不言而喻，也可以想到，膨胀机上的带轮不是直接连接到内燃机，而是经由传动系以转矩传递方式间接地连接到内燃机，使得无论以哪种方式运转的内燃机在这种情况下都将其转矩传递到传动系，并且在启动的操作元件的情况下由所述传动系将相应的初始转矩引入到膨胀机中。

与现有技术中已知的发动机组件相比，通过根据本发明的方法和根据本发明的发动机组件，可以获得相对成本有效但仍能可靠工作的对这种膨胀机的起动。

本发明的其它重要特征和优点根据从属权利要求、附图和通过附图进行的相应的附图描述来进行。

不言而喻，在不脱离本发明的范围的情况下，上述的特征和将在下面描述的特征不仅能够以各自指定的组合使用，而且还可以以其他组合使用或单独使用。

附图说明

本发明的优选示例性实施例在附图中示出，并且将在下面的描述中更详细地描述，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的元件。

在每种情况中示意性地，

图1示出了根据本发明的发动机组件的截面图，

图2示出了在包括点状操作元件的实施例中沿着截面a-a的截面图，

图3示出了如图2中的图示，但是包括了圆形段状的操作元件，

图4示出了如图3中的图示，但是包括环状操作元件，

图5示出了根据本发明的包括附加滑动元件的发动机组件的截面图。

具体实施方式

根据图1和图5，根据本发明的发动机组件1包括内燃机2以及能够以直接或间接的力传递方式与其联接的膨胀机3。由此，膨胀机3例如能够呈现为所谓的轴向活塞式发动机。带轮5由此可旋转地布置在膨胀机3的轴4上，其中带轮5经由未示出的带传动以力传递方式连接到内燃机2，即，直接地或间接地经由同样未示出的传动系以力传递方式传递到内燃机2。带轮5在轴4上的可旋转布置通过相应的滚动轴承6实现，该滚动轴承6提供了自由运动。以旋转固定方式连接到轴4的驱动盘7轴向邻近带轮5而布置在轴4上。还设置了联轴装置8，联轴装置8包括至少一个可弹性可变形的操作元件9(同样参见图2至图4)，其以关于轴4的可轴向变形方式布置在操作元件容纳件10中。不言而喻，也可想到根据图1示出的操作元件9可以更薄，尤其是，操作元件9可以作为膜。驱动盘7由此布置在带轮5和联轴装置8之间，即，带轮5和至少一个操作元件9之间。此外还设置了设置成向操作元件容纳件10施加压力的压力装置11，例如，形式为蓄压器或泵的压力产生装置。为此，压力装置11经由流体管线12连接到至少一个操作元件容纳件10。至少一个操作元件9由此呈现为使得其响应于压力装置11对操作元件容纳件10的相应施加压力而在轴向13上变形，例如弯曲，从而分别推动或使驱动盘7与带轮5进行力传递接触，由此经由滚动轴承6布置在轴4上以便自由旋转到该时间点的带轮5这时经由驱动盘7以转矩传递方式连接到膨胀机3的轴4。响应于施加到操作元件9上的压力由于所述操作元件的曲率而被推压在驱动盘7上的滑动元件17能够布置在操作元件9和驱动盘7之间(参见图5)。滑动元件17能够例如以旋转固定方式邻接操作元件9，并且当滑动元件17例如由ptfe制成时能够响应于起动步骤(驱动盘7的旋转)而产生比操作元件9更小的摩擦。

由此，至少一个操作元件9例如能够呈现为弹性的塑料元件，尤其是呈现为橡胶元件或者能够至少具有橡胶。

当查看根据图2至图4的至少一个操作元件9的可能实施例时，可以看出，总共以点状方式呈现的四个操作元件9在图2中布置成使得均匀地分布在圆周上。但是，在根据图3的图示中，还设置了以环段状方式呈现的四个操作元件9。图4示出了仅示出以闭环方式呈现的单个操作元件9的实施例。

响应于利用气压或液压对操作元件容纳件10施加压力，至少一个对应的操作元件9或邻接的滑动元件17分别在轴向13上抵靠驱动盘7而变形，于是所述驱动盘进行抵靠进而与带轮5形成转矩传递接触。关于这一点，通常应当注意的是，带轮5也能够代表链轮或另一力传递元件。

压力装置11由此例如能够呈现为蓄压器(例如，呈现为气体容器)，进而例如与机动车辆的制动系统连接或者用于该目的。为此，需要在流体管线12中设置相应的阀。

通过根据本发明的发动机组件1，膨胀机3由此以如下方式起动：首先，内燃机2起动并运行，以便其能够将其能量传递到传动系中。如果膨胀机3现在要起动，则压力装置11经由流体管线12将压力引入到至少一个操作元件容纳件10中，于是弹性操作元件9在驱动盘7的方向上变形，或者使其在轴向上朝带轮5弯曲或移动并且将其推动。一旦发生这种情况，例如布置在带轮5和/或驱动盘7上的摩擦衬片14就确保从带轮5到驱动盘7进而到轴4的转矩传递。因此通过根据本发明的发动机组件1能够比较容易地起动膨胀机。控制元件容纳件10因此能够布置在操作元件容纳盘15上，操作元件容纳盘15进而以旋转固定方式连接到壳体16或者直接集成在壳体16中。