DE102005038447B3 - Pivot piston mchine has two pistons which pivot counter to each other around pivot axis while rotating and which have end surfaces defining front end of working chamber which with pistons takes form of an annular ring section - Google Patents

Abstract

Machine has two pistons (34,36) rotating around a turning axis (42) within machine housing (12) which while turning also pivot around a pivot axis (44) vertical to the turning axis. The pivot motions of the two pistons run counter to each other. Both pistons have end surfaces (46,48) facing each other which define the front end of a working chamber (58) and which are located totally outside the turning axis and bordered by the working chamber. The working chamber formed by the end surfaces of the pistons and the working chamber wall (54) together with the pistons take the shape of an annular ring section, at least around the ends facing the working chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkkolbenmaschine, mit einem Gehäuse, das eine zumindest näherungsweise kugelförmige Innenwand aufweist, und mit zumindest zwei Kolben, die gemeinsam mit dem Gehäuse um eine gehäusefeste Drehachse umlaufen können, und beim Umlaufen um die Drehachse hin- und hergehende Schwenkbewegungen um zumindest eine zur Drehachse senkrechte Schwenkachse ausführen, wobei die Schwenkbewegungen der beiden Kolben gegensinnig zueinander gerichtet sind, und wobei die beiden Kolben jeweils eine Endfläche aufweisen, die einander zugewandt sind und jeweils ein stirnseitiges Ende einer Arbeitskammer definieren, die vollständig außerhalb der Drehachse angeordnet ist und umfänglich durch eine Arbeitskammerwand begrenzt ist.The The invention relates to an oscillating piston engine, with a housing, the one at least approximately spherical Having inner wall, and with at least two pistons, which together with the housing around a housing Can rotate around the axis of rotation, and when revolving around the axis of rotation reciprocating pivotal movements to execute at least one pivot axis perpendicular to the axis of rotation, wherein the pivoting movements of the two pistons are directed in opposite directions to each other, and wherein the two pistons each have an end surface facing each other facing each other and each defining an end face of a working chamber, the complete outside the axis of rotation is arranged and circumferentially by a working chamber wall is limited.

Ein solche Schwenkkolbenmaschine ist aus dem Dokument WO 03/067033 A1 bekannt.One Such oscillating-piston engine is known from the document WO 03/067033 A1 known.

Eine Schwenkkolbenmaschine dieser Art kann insbesondere als Brennkraftmaschine verwendet werden. Im Fall der Verwendung der Schwenkkolbenmaschine als Brennkraftmaschine werden die einzelnen Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Zündens, Expandierens und Ausstoßens des Verbrennungsgemisches durch hin- und hergehende Schwenkbewegungen der zumindest zwei Kolben zwischen zwei Endstellungen vermittelt.A Oscillating piston machine of this kind can in particular as an internal combustion engine be used. In the case of using the oscillating piston engine as an internal combustion engine, the individual working cycles of the intake, Compacting, igniting, Expanding and expelling the combustion mixture by reciprocating pivoting movements the at least two pistons mediates between two end positions.

Die Schwenkkolben laufen dabei in dem Gehäuse um eine gemeinsame gehäusefeste Drehachse um, wobei die Umlaufbewegung der Kolben als Drehbewegung einer Abtriebswelle abgegriffen werden kann. Beim Umlaufen der Schwenkkolben in dem Gehäuse führen die Schwenkkolben die erwähnten hin- und hergehenden Schwenkbewegungen aus.The Swivel pistons run in the housing around a common housing fixed Rotary axis around, with the orbital motion of the piston as a rotary motion an output shaft can be tapped. When circulating the oscillating piston in the case to lead the swivel pistons mentioned reciprocating pivoting movements.

Die bekannte Schwenkkolbenmaschine weist ein Gehäuse auf, das innenseitig kugelförmig ausgebildet ist, wobei die jeweilige Schwenkachse der Kolben durch eine gemeinsame Schwenkachse gebildet ist, die durch die Gehäusemitte senkrecht zur Drehachse verläuft.The known oscillating piston machine has a housing which is spherical on the inside is, wherein the respective pivot axis of the piston by a common Pivot axis is formed by the center of the housing perpendicular to the axis of rotation runs.

Die bekannte Schwenkkolbenmaschine weist insgesamt vier Kolben auf, von denen jeweils zwei bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüberliegend zu einem Doppelkolben starr miteinander verbunden sind, wobei zwischen den beiden Kolben eines Kolbenpaares ein Lagerabschnitt vorhanden ist, der durch einen schmalen Lagerring gebildet ist. Beide Kolbenpaare sind über ihren jeweiligen Lagerring auf einem Achszapfen, der die Schwenkachse bildet, über Kreuz bezüglich der Schwenkachse verschwenkbar gelagert. Die Lagerringe der Kolbenpaare sitzen voneinander beabstandet etwa an Enden des Achszapfens, wobei zwischen den beiden Lagerringen ein weiterer Ring auf dem Achszapfen sitzt, an dem die Abtriebswelle befestigt ist. Des weiteren ist an jedem Kolbenpaar dem jeweiligen Lagerabschnitt gegenüberliegend ein Seitenwandabschnitt für beide Kolben des Paares zur seitlichen Begrenzung der zwei Arbeitskammern der Schwenkkolbenmaschine angeordnet, wobei der Seitenwandabschnitt eine der Arbeitskammer zugewandte gerade Fläche aufweist, die vollständig senkrecht zur Schwenkachse steht.The known oscillating piston engine has a total of four pistons, of which two each with respect the pivot axis diametrically opposite are rigidly connected to a double piston, with between the two pistons of a pair of pistons a bearing section available is, which is formed by a narrow bearing ring. Both piston pairs are about their respective bearing ring on a journal, the pivot axis forms over Cross re the pivot axis mounted pivotably. The bearing rings of the piston pairs sit apart from each other approximately at the ends of the axle journal, wherein between the two bearing rings another ring sits on the journal, where the output shaft is attached. Furthermore, at each Piston pair of the respective bearing portion opposite a side wall portion for both Piston of the pair to the lateral boundary of the two working chambers arranged the oscillating piston engine, wherein the side wall portion having a working chamber facing straight surface which is completely vertical stands to the pivot axis.

Die beiden Arbeitskammern der bekannten Schwenkkolbenmaschine weisen jeweils die Form eines Kugelkeils auf. Die Kolben selbst weisen ebenfalls die Form von Kugelkeilen auf. Obwohl die bekannte Schwenkkolbenmaschine im Falle der Verwendung als Brennkraftmaschine gute Laufeigenschaften zeigt, besteht eine Schwierigkeit darin, die Arbeitskammern, in denen im Fall der Verwendung der Schwenkkolbenmaschine ein Brennstoff-Luft-Gemisch unter hohem Druck gezündet und expandiert wird, zuverlässig abzudichten. Aufgrund der kugelkeilförmigen Ausgestaltung der Kolben müssen speziell an diese Form angepasste Dichtungen verwendet werden, deren Dichtungseigenschaften jedoch nicht einfach zu beherrschen sind. Des Weiteren ist auch die Zündung und Expansion eines Brennstoff-Luft-Gemischs in einer kugelkeilförmigen Arbeitskammer nicht optimal, was den Wirkungsgrad der Schwenkkolbenmaschine beeinträchtigt.The have two working chambers of the known oscillating piston engine each in the form of a ball wedge. Show the pistons themselves also the shape of ball wedges. Although the known oscillating piston engine in the case of use as an internal combustion engine good running properties There is a difficulty in having the working chambers, in those in the case of using the oscillating piston engine, a fuel-air mixture under high Pressure ignited and is expanding, reliable seal. Due to the spherical wedge-shaped design of the piston have to specially adapted to this form seals are used, the But sealing properties are not easy to master. Furthermore, the ignition is also and expansion of a fuel-air mixture in a ball-wedge-shaped working chamber not optimal, which affects the efficiency of the oscillating piston engine.

Eine weitere mit der zuvor beschriebenen bekannten Schwenkkolbenmaschine vergleichbare Schwenkkolbenmaschine ist aus dem Dokument WO 2005/064119 A1 bekannt. Auch bei dieser Schwenkkolbenmaschine sind die Arbeitskammern und die Kolben kugelkeilförmig ausgebildet, wobei bei dieser Schwenkkolbenmaschine die einander zugewandten Endflächen der Kolben eines Kolbenpaares auf ihrer der Schwenkachse zugewandten Seite konkav abgerundet sind, wodurch das zuvor beschriebene Problem zwar abgemildert, jedoch nicht vollständig beseitigt ist.A further with the known oscillating piston machine described above comparable oscillating piston engine is from document WO 2005/064119 A1 known. Also in this oscillating piston engine, the working chambers and the pistons are ball-wedge-shaped formed, wherein in this oscillating piston engine, the one another facing end surfaces the piston of a pair of pistons facing on its pivot axis Side concave rounded, causing the problem described above Although tempered, but not completely eliminated.

Eine weitere Schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art ist aus dem Dokument US-A-3 075 506 bekannt, die derjenigen aus WO 03/067033 ähnlich ist.A Another oscillating piston engine of the type mentioned is out Document US-A-3 075 506 which is similar to that of WO 03/067033.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Schwenkkolbenmaschine so aufgebaut sein, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen eine zuverlässige Abdichtung der zumindest einen Arbeitskammer ermöglicht wird und dass der Wirkungsgrad im Fall der Verwendung als Brennkraftmaschine verbessert wird.The invention is therefore the object of developing a rotary piston engine of the type mentioned in such a way that the above-mentioned disadvantages are avoided. In particular, the oscillating piston engine should be constructed so that structurally simple dimension took a reliable seal of the at least one working chamber is made possible and that the efficiency is improved in the case of use as an internal combustion engine.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Schwenkkolbenmaschine dadurch gelöst, dass die durch die beiden Endflächen der beiden Kolben und die Arbeitskammerwand gebildete Arbeitskammer und die Kolben zumindest im Bereich ihres der Arbeitskammer zugewandten Endes die Form eines Ringwulstabschnitts aufweisen.According to the invention this Task with regard to the initially mentioned oscillating piston engine solved by that through the two end faces the two pistons and the working chamber wall formed working chamber and the pistons facing at least in the region of their working chamber Have the end of the shape of a Ringwulstabschnitts.

Die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine löst sich somit von dem bisherigen Konzept derartiger Schwenkkolbenmaschinen, die zumindest eine Arbeitskammer kugelkeilförmig zu gestalten, indem bei der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine die zu mindest eine Arbeitskammer die Form eines Abschnitts einer Ringwulst aufweist.The Inventive oscillating piston engine dissolves thus from the previous concept of such oscillating piston machines, to make the at least one working chamber ball-wedge-shaped by at the oscillating piston engine according to the invention the at least one working chamber takes the form of a section of a Has annular bead.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter einer Ringwulstabschnittform auch eine Rohrbogenform oder eine Torusabschnittform zu verstehen, wobei jedoch im Unterschied zur mathematischen Definition eines Torus auch ein nicht-kreisförmiger Querschnitt der Arbeitskammer möglich ist.in the The meaning of the present invention is under an annular bead portion shape also to understand a pipe bend shape or a torus section shape, however, unlike the mathematical definition of a Torus also a non-circular Cross section of the working chamber possible is.

Die Ausgestaltung der zumindest einen Arbeitskammer in Form eines Ringwulstabschnitts hat gegenüber den bekannten Schwenkkolbenmaschinen den Vorteil, dass die zumindest eine Arbeitskammer der Form eines Zylinders eines klassischen Hubkolbenmotors angenähert ist, so dass bezüglich der Dichtungsproblematik auf bewährte Konzepte aus dem Bereich der Hubkolbenmotoren zurückgegriffen werden kann.The Embodiment of the at least one working chamber in the form of an annular bead portion has opposite the known oscillating piston machines the advantage that at least a working chamber of the shape of a cylinder of a classic reciprocating engine approximated is so that respect the sealing problem on proven Concepts in the field of reciprocating engines are used can.

Die Ringwulstform ist gegenüber der Kugelkeilform auch besser für den Verbrennungsvorgang, der in der Arbeitskammer stattfindet, geeignet, weil auch diesbezüglich die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine einem klassischen Hubkolbenmotor eher angenähert ist als die bekannten Schwenkkolbenmaschinen.The Ringbulstform is opposite the ball wedge shape also better for the combustion process taking place in the working chamber, because in this regard too the oscillating piston engine according to the invention A classic reciprocating engine is more approximate than the known Oscillating piston engines.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Krümmung der Arbeitskammer und/oder der Kolben konzentrisch zur Schwenkachse.In a preferred embodiment, the curvature of the working chamber and / or the piston concentric with the pivot axis.

Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, dass eine konzentrische Krümmung der Arbeitskammer und/oder der Kolben optimal an die Kugelgeometrie des Gehäuses der Schwenkkolbenmaschine angepasst ist. Somit wird bei kompakter Bauweise der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine der innerhalb des Gehäuses zur Verfügung stehende Raum optimal für die zumindest eine Arbeitskammer ausgenutzt.Of the Advantage of this measure is that a concentric curvature of the working chamber and / or the piston is optimally adapted to the ball geometry of the housing of the oscillating piston engine is. Thus, in a compact design of the oscillating piston engine according to the invention inside the case to disposal standing room optimal for exploited the at least one working chamber.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist/sind die Arbeitskammer und/oder die Kolben zumindest im Bereich ihrer der Arbeitskammer zugewandten Endfläche im Querschnitt senkrecht zur Richtung der Schwenkbewegung der Kolben kreisförmig.In A further preferred embodiment is / are the working chamber and / or the pistons at least in the region of their working chamber facing end surface in cross-section perpendicular to the direction of pivotal movement of the pistons circular.

Diese besonders bevorzugte Ausgestaltung hat nun den Vorteil, dass die Kolben mit kreisförmigen Dichtungen versehen werden können, so dass bei dieser Ausgestaltung auf die langjährigen Erfahrungen aus dem Bereich der Hubkolbenmotoren zurückgegriffen werden kann. In dieser Ausgestaltung ist die zumindest eine Arbeitskammer mit einem Zylinder eines klassischen Hubkolbenmotors bis auf die Krümmung der Arbeitskammer um die Schwenkachse identisch.These Particularly preferred embodiment has the advantage that the Piston with circular Seals can be provided so that in this embodiment on the many years of experience from the Area of reciprocating engines used can be. In this embodiment, the at least one working chamber with a cylinder of a classic reciprocating engine except for the curvature of the Working chamber about the pivot axis identical.

Alternativ zur im Querschnitt kreisförmigen Ausgestaltung der zumindest einen Arbeitskammer und/oder der Kolben kann jedoch auch vorgesehen sein, die Arbeitskammer und/oder die Kolben im Querschnitt senkrecht zur Richtung der Schwenkbewegung der Kolben ellipsenförmig auszugestalten.alternative for circular cross-sectional configuration however, the at least one working chamber and / or the piston may also be provided, the working chamber and / or the pistons in cross section perpendicular to the direction of the pivotal movement of the piston elliptical shape.

Ein Vorteil dieser Maßnahme kann darin gesehen werden, dass die Arbeitskammer in Richtung um die Drehachse größer dimensioniert werden kann als bei einer kreisförmigen Ausgestaltung. Es sind auch andere Geometrien als kreisförmig oder ellipsenförmig denkbar, beispielsweise kann die Arbeitskammer und/oder können die Kolben im Querschnitt an einer Seite eine konvexe und auf der gegenüberliegenden Seite eine konkave Form aufweisen.One Advantage of this measure can be seen in that the working chamber towards the axis of rotation larger can be considered as a circular Design. There are also other geometries than circular or elliptically conceivable, for example, the working chamber and / or can the Piston in cross-section on one side a convex and on the opposite Side have a concave shape.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Kolben um dieselbe Schwenkachse verschwenkbar.In In a further preferred embodiment, the two pistons are around the same pivot axis pivoted.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil eines konstruktiv einfachen Aufbaus, da für die beiden Kolben nur eine Lagerachse für die Schwenkbewegungen um die Schwenkachse vorgesehen werden muss.These Embodiment has the advantage of a structurally simple design, for this the two pistons only one bearing axis for the pivoting movements the pivot axis must be provided.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist der eine Kolben mit einem ersten um die Schwenkachse drehbaren Kolbenteller und der andere Kolben mit einem zweiten um die Schwenkachse drehbaren Kolbenteller verbunden, wobei der erste und der zweite Kolbenteller bezüglich der Schwenkachse relativ zueinander beweglich sind.In A further preferred embodiment is a piston with a first about the pivot axis rotatable piston plate and the other Piston with a second rotatable around the pivot axis piston plate connected, wherein the first and the second piston plate with respect to the Swivel axis are movable relative to each other.

Die beiden Kolben sind mit den ihnen jeweils zugeordneten Kolbentellern vorzugsweise verschraubt und/oder verklebt, so dass die Anordnung aus Kolbenteller und Kolben eine einstückige Einheit bildet. Ein durch die Gehäusemitte verlaufender Achszapfen wie bei den bekannten Schwenkkolbenmaschinen zur schwenkbaren Lagerung der Kolben wird auf diese Weise eingespart, was den Vorteil hat, dass die durch die beiden Kolben definierte Arbeitskammer näher zur Gehäusemitte reichen kann als bei den bekannten Schwenkkolbenmaschinen.The two pistons are preferably screwed and / or adhesively bonded to the respectively associated piston plates, so that the arrangement of piston plate and piston forms an integral unit. A through the middle of the housing extending journal as in the known oscillating piston machines for pivotal mounting of the piston is saved in this way, which has the advantage that the working chamber defined by the two pistons can extend closer to the center of the housing than in the known oscillating piston engines.

Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der erste und der zweite Kolbenteller zusammen einen Teil der Arbeitskammerwand bilden.there it is particularly preferred if the first and the second piston plate together form a part of the working chamber wall.

Entsprechend sind also der erste und der zweite Teller so geformt, dass sie einen Teil der Ringwulstabschnittform bilden. Die beiden Teller übernehmen somit nicht nur die Funktion der verschwenkbaren Lagerung der Kolben um die Schwenkachse, sondern gleichzeitig die Funktion der Ausbildung der Arbeitskammerwand, was den Vorteil einer weiteren Vereinfachung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine hat.Corresponding So the first and the second plates are shaped so that they have one Form part of the annular bead section shape. The two plates take over thus not only the function of the pivotable mounting of the piston around the pivot axis, but at the same time the function of training the working chamber wall, which has the advantage of further simplification the structure of the oscillating piston engine according to the invention Has.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung sind in dem Gehäuse zwei weitere Kolben angeordnet und laufen mit den beiden anderen Kolben gemeinsam um die Drehachse um, wobei zwischen zwei einander gegenüberliegenden Endflächen der beiden weiteren Kolben eine zweite Arbeitskammer gebildet ist, die der anderen Arbeitskammer bezüglich der Drehachse bzw. der Schwenkachse diametral gegenüberliegt.In In a further preferred embodiment, two are in the housing arranged more pistons and run with the other two pistons together around the axis of rotation, being between two opposite end surfaces the two further pistons a second working chamber is formed, that of the other working chamber with respect to the axis of rotation or the Swivel axis diametrically opposite.

In dieser Ausgestaltung besitzt die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine ebenfalls vier Kolben wie die bekannten Schwenkkolbenmaschinen, jedoch mit dem Unterschied, dass die beiden Arbeitskammern der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine jeweils die Form eines Ringwulstabschnitts oder Rohrbogens aufweisen.In This embodiment, the oscillating piston engine according to the invention also has four Pistons like the known oscillating piston engines, but with the Difference that the two working chambers of the oscillating piston engine according to the invention each having the shape of a Ringwulstabschnitts or pipe bend.

Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn die vier Kolben um dieselbe Schwenkachse verschwenkbar sind.Especially It is preferred in this context, when the four pistons to the same pivot axis are pivotable.

Insgesamt wird der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine in dieser Ausgestaltung mit vier Kolben gegenüber einer Ausgestaltung mit zwei Kolben nicht erhöht, wobei jedoch im Unterschied zu einer Ausgestaltung mit zwei Kolben die Massenausgeglichenheit und das Gesamtarbeitskammervolumen vergrößert ist.All in all is the structural design of the oscillating piston engine according to the invention in this embodiment with four pistons with respect to a design with two pistons not raised, however, unlike an embodiment with two pistons the mass balance and total working chamber volume is increased.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die vier Kolben so angeordnet, dass sich die beiden Arbeitskammern aufgrund der Schwenkbewegungen der Kolben gleichsinnig vergrößern und verkleinern.In In a further preferred embodiment, the four pistons are so arranged that the two working chambers due to the pivoting movements enlarge the piston in the same direction and out.

Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, dass bei jeder vollen Umdrehung der Kolben um die Drehachse zwei Arbeitstakte des Expandierens (Arbeitens) stattfinden, so dass die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine bereits in der Ausgestaltung mit vier Kolben selbstlaufend ist, und nicht mit einer zweiten entsprechenden Schwenkkolbenmaschine gekoppelt werden muss. Letzteres kann jedoch ebenfalls vorgesehen sein, um beispielsweise einen Motor mit mehr als zwei Arbeitskammern zu realisieren.Of the Advantage of this measure is that at each full revolution of the piston about the axis of rotation two working cycles of expanding (working) take place, so that the oscillating piston engine according to the invention already self-running in the embodiment with four pistons, and not with a second corresponding swing-piston engine must be coupled. The latter, however, can also be provided for example, an engine with more than two working chambers to realize.

Im Zusammenhang mit der zuvor genannten Ausgestaltung, wonach den beiden ersten Kolben ein erster und ein zweiter Kolbenteller zur Lagerung um die Schwenkachse zugeordnet ist, ist es weiter bevorzugt, wenn einer der beiden weiteren Kolben mit dem ersten Kolbenteller verbunden ist und dem mit dem ersten Kolbenteller ebenfalls verbundenen Kolben bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüberliegt, und wenn der andere der beiden weiteren Kolben mit dem zweiten Kolbenteller verbunden ist und dem mit dem zweiten Kolbenteller ebenfalls verbundenen Kolben bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüberliegt.in the Related to the aforementioned embodiment, according to which the two first piston a first and a second piston plate for storage is assigned to the pivot axis, it is further preferred if one of the two other pistons connected to the first piston plate is and also connected to the first piston plate piston in terms of the pivot axis is diametrically opposite, and if the other of the two other pistons with the second piston plate is connected and also connected to the second piston plate Piston relative the pivot axis diametrically opposite.

Bei dieser Ausgestaltung sind mit dem ersten Kolbenteller und dem zweiten Kolbenteller somit jeweils zwei Kolben verbunden, insbesondere starr verbunden, wodurch für die Lagerung der vier Kolben und zur Herbeiführung der Schwenkbewegungen um die Schwenkachse insgesamt nur zwei Kolbenteller benötigt werden, was den konstruktiven Aufwand der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine gering hält.at this embodiment are with the first piston plate and the second Piston plate thus each two pistons connected, in particular rigidly connected, which for the storage of the four pistons and to bring about the pivoting movements a total of only two piston plates are needed around the pivot axis, which the design effort of the oscillating piston engine according to the invention low holds.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist an den beiden Arbeitskammern abgewandten Stirnseiten jeweils benachbarter Kolben jeweils eine weitere Kammer ausgebildet, die gegen die Arbeitskammern abgedichtet sind und sich gegensinnig zu den Arbeitskammern aufgrund der Schwenkbewegung der Kolben verkleinern und vergrößern und als Vordruckkammern dienen.In Another preferred embodiment is at the two working chambers opposite end faces of each adjacent piston in each case one more Chamber formed, which are sealed against the working chambers and in the opposite direction to the working chambers due to the pivoting movement reduce the piston and enlarge and serve as pre-pressure chambers.

Diese an sich bekannte Maßnahme hat den Vorteil, dass auch die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine mit einem Selbstaufladungseffekt ausgebildet werden kann, so dass keine externe Aufladung erforderlich ist. Die in den beiden Kammern eingeführte Frischluft wird aufgrund der Schwenkbewegung der Kolben, während sich die beiden Arbeitskammern vergrößern, komprimiert, und wird dann auf geeignete Weise in eine der Arbeitskammern geleitet.These known measure has the advantage that also the oscillating piston engine according to the invention a self-charging effect can be formed, so that no external charging is required. The introduced in the two chambers fresh air is due to the pivotal movement of the piston while the two working chambers enlarge, compress, and is then passed in a suitable manner in one of the working chambers.

Hierzu ist es bevorzugt, wenn die Kammern mit jeweils einer der beiden Arbeitskammern über in den Kolben angeordneten Ventilen kommunizieren können, um in den Kammern vorkomprimierte Luft in die jeweilige Arbeitskammer zu injizieren.For this it is preferred if the chambers each with one of the two Working chambers over in the piston arranged valves can communicate to air precompressed in the chambers into the respective working chamber to inject.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Kommunikation zwischen den beiden Kammern und jeweils einer der beiden Arbeitskammern ohne außenseitig am Gehäuse vorgesehene Leitungen erfolgt, wodurch eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine gewährleistet ist.This embodiment has the advantage that the communication between the two chambers and one of the two working chambers without On the outside of the housing provided lines, whereby a compact design of the oscillating piston engine according to the invention is ensured.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Kolben in einem Kolbenkäfig aufgenommen, dessen der Innenwand des Gehäuses zugewandte Außenseite im Wesentlichen geschlossen und kugelförmig ausgebildet ist, wobei die Kolben bezüglich der Drehachse relativ zum Kolbenkäfig unbeweglich und bezüglich der Schwenkachse relativ zum Kolbenkäfig beweglich sind.In In another preferred embodiment, the pistons are in one piston cage received, the inner wall of the housing facing the outside is substantially closed and spherical, wherein the pistons with respect to Rotary axis relative to the piston cage immovable and re the pivot axis are movable relative to the piston cage.

Diese Ausgestaltung unterscheidet sich grundsätzlich von der Ausgestaltung der bekannten Schwenkkolbenmaschine dadurch, dass hier der Kolbenkäfig die eigentliche Einhäusung der Kolben übernimmt, so dass die Rotationsbewegung um die Drehachse lediglich zwischen der Außenseite des Kolbenkäfigs und der Innenwand des Gehäuses erfolgt. Dem gegenüber finden die hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben um die Schwenkachse lediglich an der Innenwandung des kugelförmigen Kolbenkäfigs statt. Somit sind auch die Arbeitskammern und ggf. die beiden zusätzlich vorgesehenen Kammern auf den Kolbenrückseiten vollständig innerhalb des Kolbenkäfigs angeordnet.These Design differs fundamentally from the design the known oscillating piston engine in that here the piston cage the actual enclosure the piston takes over, so that the rotational movement about the axis of rotation only between the outside of the piston cage and the inner wall of the housing he follows. Opposite find the reciprocating pivotal movements of the piston to the pivot axis takes place only on the inner wall of the spherical piston cage. Thus, the working chambers and possibly the two additionally provided Chambers on the piston backs completely inside of the piston cage arranged.

Damit eröffnet sich im Zusammenhang mit einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, wonach in einer Wand des Kolbenkäfigs Öffnungen vorhanden sind, die beim Umlaufen des Kolbenkäfigs um die Drehachse Öffnungen im Gehäuse wechselweise freigeben und verschließen, der weitere Vorteil, dass auf extern gesteuerte Ventile in der Gehäusewand verzichtet werden kann, um beispielsweise Frischluft in die Arbeitskammern zuzuführen, oder um eine Öffnung für den Zündfunken einer oder mehrerer Zündkerzen freizugeben und wieder zu verschließen. Anstatt mit aufwändigen extern gesteuerten Ventilen kann durch diese Ausgestaltung vorteilhafterweise mit einfachen Radialdichtungen gearbeitet werden, die in den Öffnungen des Kolbenkäfigs angeordnet sind und ggfs. federunterstützt sind. Des Weiteren kann auf diese Weise auch das Ausstoßen verbrannten Brennstoff-Luft-Gemisches über die Rotationsbewegung des Kolbenkäfigs gesteuert werden.In order to open in connection with a further preferred embodiment, then openings in a wall of the piston cage are present when opening the piston cage around the axis of rotation openings in the case alternately release and close, the further advantage that on externally controlled valves in the housing wall can be dispensed with, for example, to supply fresh air into the working chambers, or around an opening for the spark one or more spark plugs to release and to close again. Instead of consuming externally controlled valves can advantageously with this configuration with simple radial seals are worked in the openings of the piston cage are arranged and, if necessary, are spring-assisted. Furthermore, can in this way also the ejection burned fuel-air mixture over the Rotational movement of the piston cage to be controlled.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bildet ein Teil einer dem Kolben zugewandten Innenseite des Kolbenkäfigs einen Teil der Arbeitskammerwand der zumindest einen Arbeitskammer.In a further preferred embodiment is a part of a Piston-facing inside of the piston cage part of the working chamber wall the at least one working chamber.

Diese Maßnahme hat wiederum den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine mit wenigen Teilen und einfach aufgebaut werden kann, indem der Kolbenkäfig gleichzeitig die Funktion der Ausbildung eines Teils der Arbeitskammerwand der zumindest einen Arbeitskammer bzw. im Fall von vier Kolben der beiden Arbeitskammern übernimmt. Vorzugsweise bildet ein Innenwandbereich des Kolbenkäfigs zusammen mit den Kolbentellern die Arbeitskammerwand.These measure in turn has the advantage that the oscillating piston engine according to the invention Few parts and can be easily assembled by the piston cage at the same time the function of forming a part of the working chamber wall of at least one working chamber or in the case of four pistons of the two Working chambers takes over. Preferably forms an inner wall area of the piston cage together with the piston plates the working chamber wall.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Kolbenkäfig zumindest eine Welle auf, die konzentrisch zur Drehachse angeordnet ist und sich von der Außenseite des Kolbenkäfigs aus dem Gehäuse heraus erstreckt.In a further preferred embodiment, the piston cage at least a shaft which is arranged concentrically to the axis of rotation and from the outside of the piston cage out of the case extends out.

Über die Welle kann dann auf konstruktiv vorteilhaft einfache Weise die Rotationsbewegung des Kolbenkäfigs als Drehbewegung zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges beispielsweise abgegriffen werden.About the Wave can then in a structurally advantageous simple way, the rotational movement of the piston cage as a rotational movement for driving a motor vehicle, for example be tapped.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zur Ableitung der Schwenkbewegung der Kolben aus deren Umlaufbewegung um die Drehachse ein Steuermechanismus vorhanden, der zumindest ein kolbenfestes Laufglied aufweist, das in einer gehäusefesten Steuerkurve geführt ist.In Another preferred embodiment is for deriving the pivoting movement the piston from the orbital movement about the axis of rotation a control mechanism present, which has at least one piston-fixed Laufglied, the in a housing-proof Control cam out is.

Ein solcher Steuermechanismus ist bei den bekannten Schwenkkolbenmaschinen bereits vorgesehen, der sich auch bei der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine in Verbindung mit der Ausgestaltung ringwulstförmiger bzw. rohrbogenförmiger Arbeitskammern vorteilhaft einsetzen lässt.One such control mechanism is in the known oscillating piston engines already provided, which is also in the oscillating piston engine according to the invention in conjunction with the embodiment ring-shaped or tubular-shaped working chambers can be used advantageously.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das gehäusefeste Laufglied mit einem der Kolben über einen Achszapfen verbunden, der durch eine langlochförmige Öffnung im Kolbenkäfig hindurchragt.In Another preferred embodiment is the housing fixed Running link with one of the pistons over a journal connected by a slot-shaped opening in piston cage protrudes.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Laufglied zwei in radialer Richtung bezüglich der Drehachse benachbarte kugelschichtförmige Laufrollen auf, die unterschiedliche maximale Durchmesser aufweisen, wobei die Steuerkurve entsprechend zwei zu den Laufrollen komplementäre in radialer Richtung benachbarte Steuerkurvenabschnitte aufweist.In In another preferred embodiment, the running member has two in the radial direction with respect the rotational axis adjacent ball-layered rollers, the different have maximum diameter, the control curve accordingly two complementary to the rollers in the radial direction adjacent Having cam sections.

Die bekannten Schwenkkolbenmaschinen weisen dem gegenüber Laufrollen auf, die zylindrisch oder konisch ausgebildet sind. Die kugelschichtförmige und somit außenseitig runde Ausgestaltung der Laufrollen der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine hat jedoch den Vorteil, dass die beim Arbeiten der Schwenkkolbenmaschine auftretenden Explosionskräfte besser über die Laufrollen auf die Steuerkurve übertragen und von dieser aufgenommen werden können, weil die runde Form der Laufrollen besser an die Kugelgeometrie der Maschine angepasst ist.The known oscillating piston machines have the opposite rollers on, which are cylindrical or conical. The spherical layer and thus outside Round design of the rollers of the oscillating piston engine according to the invention However, has the advantage that when working the oscillating piston engine occurring explosion forces better over the rollers are transferred to the control cam and absorbed by this can be because the round shape of the rollers better to the ball geometry the machine is adapted.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages and features arise from the description below and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It It is understood that the above and below to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben.One preferred embodiment is shown in the drawing and will be with reference to this described in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Schwenkkolbenmaschine in einer perspektivischen Gesamtdarstellung mit geschlossenem Gehäuse; 1 a swing piston engine in a perspective overall view with closed housing;

2 die Schwenkkolbenmaschine in 1 in perspektivischer Darstellung, wobei das Gehäuse in teilweiser Schnittdarstellung in zwei Schnitten entlang zweier zueinander senkrecht stehenden Ebenen dargestellt ist; 2 the oscillating piston machine in 1 in a perspective view, wherein the housing is shown in partial sectional view in two sections along two mutually perpendicular planes;

3 eine im Wesentlichen ebene Schnittdarstellung der Schwenkkolbenmaschine in 1 in einer ersten Endstellung (OT-Stellung) der Kolben der Schwenkkolbenmaschine; 3 a substantially planar sectional view of the oscillating piston engine in 1 in a first end position (TDC position) of the piston of the oscillating piston engine;

4 die Schwenkkolbenmaschine in einer Schnittdarstellung ähnlich zu 3, jedoch in einer zweiten Endstellung (UT-Stellung) der Kolben der Schwenkkolbenmaschine; 4 the oscillating piston engine in a sectional view similar to 3 , but in a second end position (UT position) of the piston of the oscillating piston engine;

5 eine weitere perspektivische und teilweise geschnittene Darstellung der Schwenkkolbenmaschine in 1, wobei die Kolben in ihrer UT-Stellung dargestellt sind; 5 a further perspective and partially sectional view of the oscillating piston engine in 1 wherein the pistons are shown in their BDC position;

6a und b) zwei Kolben und ein den beiden Kolben zugeordneter Kolbenteller, wobei 6a) die Kolben und den Kolbenteller in Explosionsdarstellung und 6b) dieselbe Anordnung im fertig montierten Zustand zeigt; 6a and b) two pistons and a piston plate associated with the two pistons, wherein 6a ) the pistons and the piston plate in exploded view and 6b ) shows the same arrangement in the assembled state;

7 eine Darstellung der Anordnung aus vier Kolben mit zwei Kolbentellern in einer Explosionsdarstellung; 7 a representation of the arrangement of four pistons with two piston plates in an exploded view;

8 eine weitere Schnittdarstellung der Schwenkkolbenmaschine in 1 mit einer abgenommenen Gehäusehälfte; 8th a further sectional view of the oscillating piston engine in 1 with a detached housing half;

9 die Anordnung aus Kolben, Kolbentellern und Teilen des Kolbenkäfigs in perspektivischer Darstellung; 9 the arrangement of pistons, piston plates and parts of the piston cage in perspective view;

10 die Anordnung in 9 in einer um etwa 90° gedrehten Darstellung und zusätzlich mit einer Gehäusehälfte; 10 the arrangement in 9 in a rotated by about 90 ° and additionally with a housing half;

11 eine Explosionsdarstellung der gesamten Schwenkkolbenmaschine in 1; und 11 an exploded view of the entire oscillating piston engine in 1 ; and

12 eine perspektivische Gesamtdarstellung des Kolbenkäfigs mit den darin aufgenommenen Kolben. 12 an overall perspective view of the piston cage with the piston received therein.

In 1 bis 5, 8, 10 und 11 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Schwenkkolbenmaschine jeweils in einer Gesamtdarstellung gezeigt. Weitere Einzelheiten bzw. Einzelteile der Schwenkkolbenmaschine 10 sind in den 6 und 7 sowie 9 und 12 dargestellt.In 1 to 5 . 8th . 10 and 11 is one with the general reference numeral 10 provided oscillating piston engine each shown in an overall view. Further details or individual parts of the oscillating piston engine 10 are in the 6 and 7 such as 9 and 12 shown.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Brennkraftmaschine ausgestaltet. Neben einer Verwendung der Schwenkkolbenmaschine 10 als Brennkraftmaschine ist jedoch auch mit geringfügigen Modifikationen eine Verwendung der Schwenkkolbenmaschine 10 als Kompressor, Pumpe oder dergleichen denkbar.The oscillating piston engine 10 is configured in the embodiment shown as an internal combustion engine. In addition to a use of the oscillating piston engine 10 as an internal combustion engine, however, with minor modifications is a use of the oscillating piston engine 10 as a compressor, pump or the like conceivable.

Gemäß 1 weist die Schwenkkolbenmaschine 10 ein Gehäuse 12 auf, das im Wesentlichen Kugelsymmetrie besitzt. Das Gehäuse 12 ist aus einer Gehäusehälfte 14 und einer Gehäusehälfte 16 zusammengesetzt, die über Gehäuseflansche 18a und 18b durch eine Verschraubung lösbar miteinander verbunden sind.According to 1 has the oscillating piston engine 10 a housing 12 which essentially has spherical symmetry. The housing 12 is from a housing half 14 and a housing half 16 assembled, which over housing flanges 18a and 18b are detachably connected together by a screw.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 weist eine Welle 20 sowie eine Welle 22 auf, die aus dem Gehäuse 12 beidseitig herausragen. Anstelle zweier Wellen 20 und 22 kann jedoch auch nur eine der Wellen 20 oder 22 vorgesehen sein. Die Wellen 20 und 22 dienen als Abtriebs- oder Antriebswellen, je nach der Verwendung der Schwenkkolbenmaschine 10.The oscillating piston engine 10 has a wave 20 as well as a wave 22 on, coming out of the case 12 protrude on both sides. Instead of two waves 20 and 22 but it can only be one of the waves 20 or 22 be provided. The waves 20 and 22 Serve as output or drive shafts, depending on the use of the oscillating piston engine 10 ,

Im Gehäuse 12 sind ferner mehrere Öffnungsquerschnitte vorgesehen, und zwar zwei Frischluft-Ansaugquerschnitte 24 und 26, über die Frischluft in das Innere des Gehäuses 12 für den Verbrennungsvorgang eingelassen werden kann. Des Weiteren ist ein Ausstoßquerschnitt 28 vorgesehen, über den verbranntes Brennstoff-Luft-Gemisch wieder ausgestoßen werden kann.In the case 12 Furthermore, a plurality of opening cross sections are provided, namely two fresh air Ansaugquerschnitte 24 and 26 , about the fresh air into the interior of the housing 12 can be admitted for the combustion process. Furthermore, a discharge cross section 28 provided, can be discharged via the combusted fuel-air mixture again.

Das Gehäuse 12 weist ferner einen erhabenen Bereich 30 auf, der einstückig an dem Gehäuse 12 ausgebildet ist, und in dessen Inneren eine Steuerkurve in Form einer Nut ausgespart ist, die Bestandteil eines Steuermechanismus der Schwenkkolbenmaschine 10 ist, und der später noch näher beschrieben wird.The housing 12 also has a raised area 30 on, the one-piece to the housing 12 is formed, and in the interior of a control cam is recessed in the form of a groove, which is part of a control mechanism of the oscillating piston engine 10 is, and will be described later.

In 2 bis 5 ist das Gehäuse 12 geschnitten dargestellt, so dass der Innenraum des Gehäuses 12 zu sehen ist. In 8 und 10 ist eine Gehäusehälfte abgenommen.In 2 to 5 is the case 12 shown cut, so that the interior of the housing 12 you can see. In 8th and 10 a housing half is removed.

Eine Innenwand 32 des Gehäuses 12 ist kugelförmig ausgebildet.An interior wall 32 of the housing 12 is spherical.

In dem Gehäuse 12 sind zumindest zwei, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Kolben angeordnet, und zwar ein erster Kolben 34, ein zweiter Kolben 36, ein dritter Kolben 38 und ein vierter Kolben 40.In the case 12 At least two, in the present embodiment, four pistons are arranged, namely a first piston 34 , a second piston 36 , a third piston 38 and a fourth piston 40 ,

Die Kolben 34 bis 40 können in dem Gehäuse 12 um eine gehäusefeste Drehachse 42 umlaufen, die als geometrische Achse zu verstehen ist. Die Wellen 20 und 22 sind konzentrisch zu der Drehachse 42 angeordnet. Die vier Kolben 34 bis 40 laufen um die Drehachse 42 gemeinsam um, das heißt verändern ihre Relativposition zueinander bezüglich der Drehachse 42 beim Umlaufen nicht.The pistons 34 to 40 can in the case 12 around a housing-fixed axis of rotation 42 revolve, which is to be understood as a geometric axis. The waves 20 and 22 are concentric with the axis of rotation 42 arranged. The four pistons 34 to 40 run around the axis of rotation 42 together, that is, change their relative position to each other with respect to the axis of rotation 42 not when circulating.

Beim Umlaufen um die Drehachse 42 führen die Kolben 34 bis 40 hin- und hergehende Schwenkbewegungen um wiederum eine allen Kolben 34 bis 40 gemeinsame Schwenkachse 44 aus, die senkrecht zur Drehachse 42 verläuft. Die Schwenkachse 44 und die Drehachse 42 schneiden sich im Kugelmittelpunkt des Gehäuses 12. Die Schwenkachse 44, die ebenfalls als geometrische Achse zu verstehen ist, rotiert mit den Kolben 34 bis 40 um die Drehachse 42 herum mit, ändert also ihre räumliche Lage im Betrieb der Schwenkkolbenmaschine 10.When revolving around the axis of rotation 42 lead the pistons 34 to 40 reciprocating pivoting movements in turn a piston all 34 to 40 common pivot axis 44 out, perpendicular to the axis of rotation 42 runs. The pivot axis 44 and the rotation axis 42 intersect at the ball center of the housing 12 , The pivot axis 44 , which is also to be understood as a geometric axis, rotates with the pistons 34 to 40 around the axis of rotation 42 around with, so changes their spatial position in the operation of the oscillating piston engine 10 ,

Von den vier Kolben 34 bis 40 bilden jeweils zwei Kolben ein Kolbenpaar, und zwar sind dies die Kolben 34 und 36 einerseits und die Kolben 38 und 40 andererseits.Of the four pistons 34 to 40 Each two pistons form a pair of pistons, and these are the pistons 34 and 36 on the one hand and the pistons 38 and 40 on the other hand.

Die Kolben 34 und 36, die das erste Kolbenpaar bilden, führen beim Umlaufen um die Drehachse 42 gegensinnig zueinander gerichtete Schwenkbewegungen aus, das heißt wenn der Kolben 34 um die Schwenkachse 44 im Uhrzeigersinn verschwenkt, verschwenkt der Kolben 36 im Gegenuhrzeigersinn. Das Gleiche gilt für die Kolben 38 und 40, die das zweite Kolbenpaar bilden.The pistons 34 and 36 , which form the first pair of pistons, lead when revolving around the axis of rotation 42 in opposite directions directed to each other pivoting movements, that is, when the piston 34 around the pivot axis 44 pivoted clockwise, the piston pivots 36 in the counterclockwise direction. The same goes for the pistons 38 and 40 that form the second pair of pistons.

Jeder der Kolben 34 bis 40 weist eine Endfläche auf, und zwar der Kolben 34 eine Endfläche 46, der Kolben 36 eine Endfläche 48, der Kolben 38 eine Endfläche 50 und der Kolben 40 eine Endfläche 52.Each of the pistons 34 to 40 has an end surface, the piston 34 an end surface 46 , The piston 36 an end surface 48 , The piston 38 an end surface 50 and the piston 40 an end surface 52 ,

Jeweils einander zugewandte Endflächen, das sind die Endflächen 46 und 48 der Kolben 34 und 36 einerseits und die Endflächen 50 und 52 der Kolben 38 und 40 andererseits, definieren jeweils eine Arbeitskammer 54 bzw. 56, die bezüglich der Schwenkachse 44 bzw. der Drehachse 42 diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Arbeitskammern 54 und 56, die voneinander vollständig getrennt und abgedichtet sind, dienen als Räume für einen Carnot-Kreisprozess eines Verbrennungsvorgangs. In den Arbeits kammern 54 und 56 wird entsprechend ein Brennstoff-Luft-Gemisch eingelassen, verdichtet, gezündet und expandiert und wieder ausgestoßen, wobei die zuvor genannten einzelnen Takte in den Arbeitskammern 54 und 56 um 180° versetzt zueinander ablaufen, das heißt, wenn beispielsweise in der Arbeitskammer 54 eingelassenes Brennstoff-Luft-Gemisch verdichtet wird, wird in der Arbeitskammer 56 verbranntes Brennstoff-Luft-Gemisch ausgestoßen.Each facing end surfaces, these are the end surfaces 46 and 48 The piston 34 and 36 on the one hand and the end surfaces 50 and 52 The piston 38 and 40 on the other hand, each defining a working chamber 54 respectively. 56 , with respect to the pivot axis 44 or the axis of rotation 42 are arranged diametrically opposite one another. The working chambers 54 and 56 , which are completely separated and sealed from each other, serve as spaces for a Carnot cycle of a combustion process. In the working chambers 54 and 56 Accordingly, a fuel-air mixture is admitted, compressed, ignited and expanded and ejected again, the aforementioned individual clocks in the working chambers 54 and 56 offset by 180 ° to each other, that is, for example, in the working chamber 54 The compressed fuel-air mixture is compressed in the working chamber 56 burnt fuel-air mixture expelled.

Die Arbeitskammern 54 und 56 sind vollständig außerhalb der Drehachse 42 angeordnet, und zwar verläuft eine gedachte Linie, die durch die Mitte der Arbeitskammern 54 und 56 sowie durch den Gehäusemittelpunkt hindurchläuft, senkrecht zur Drehachse 42.The working chambers 54 and 56 are completely outside the axis of rotation 42 arranged, and indeed runs an imaginary line passing through the middle of the working chambers 54 and 56 and passes through the center of the housing, perpendicular to the axis of rotation 42 ,

Die Arbeitskammer 54 ist stirnseitig durch die Endflächen 46 und 48 der Kolben 34 und 36 begrenzt, und die Arbeitskammer 56 ist stirnseitig durch die Endflächen 50 und 52 der Kolben 38 und 40 begrenzt.The working chamber 54 is frontally through the end surfaces 46 and 48 The piston 34 and 36 limited, and the working chamber 56 is frontally through the end surfaces 50 and 52 The piston 38 and 40 limited.

Umfänglich wird die Arbeitskammer 54 durch eine Arbeitskammerwand 58 begrenzt, während die Arbeitskammer 56 in Umfangsrichtung durch eine Arbeitskammerwand 60 begrenzt wird. Die Arbeitskammerwände 58 und 60 sind in Umfangsrichtung beispielsweise in 4 nur hälftig dargestellt.Encompassing becomes the working chamber 54 through a working chamber wall 58 limited, while the working chamber 56 in the circumferential direction through a working chamber wall 60 is limited. The working chamber walls 58 and 60 are in the circumferential direction for example in 4 shown only half.

Die Geometrie der Endflächen 46 und 48 der Kolben 34 und 36 und die Geometrie der Arbeitskammerwand 58 ist so gewählt, dass die Arbeitskammer 54 die Form eines Ringwulstabschnitts aufweist, das heißt rohrbogenartig ausgebildet ist. Entsprechend sind auch die Kolben 34 und 36 im Bereich ihrer der Arbeitskammer 54 zugewandten Enden in Form eines Ringwulstabschnitts bzw. rohrbogenartig ausgebildet. Im Querschnitt senkrecht zur Richtung der Schwenkbewegung der Kolben 34 und 36 ist die Arbeitskammer 54 und sind die Kolben 34 und 36 kreisförmig ausgebildet, ebenso wie die Endflächen 46 und 48, wie beispielsweise aus 2 oder 5 hervorgeht.The geometry of the end surfaces 46 and 48 The piston 34 and 36 and the geometry of the working chamber wall 58 is chosen so that the working chamber 54 has the shape of a Ringwulstabschnitts, that is tubular arc-like design. Corresponding are the pistons 34 and 36 in the area of their working chamber 54 facing ends in the form of a Ringwulstabschnitts or pipe arc-like design. In cross-section perpendicular to the direction of pivotal movement of the pistons 34 and 36 is the working chamber 54 and are the pistons 34 and 36 circular shaped, as well as the end surfaces 46 and 48 , such as off 2 or 5 evident.

Die zuvor mit Bezug auf die Arbeitskammer 54 beschriebene Geometrie gilt ebenso für die Geometrie der Arbeitskammer 56, die insoweit identisch zur Arbeitskammer 54 ausgebildet ist. Ebenso gilt die zuvor mit Bezug auf die Kolben 34 und 36 beschriebene Geometrie auch für die Kolben 38 und 40. Entsprechend der im Querschnitt kreisförmigen Ausgestaltung der Kolben 34 und 36 und entsprechend der Arbeitskammer 54 sind die Kolben 34 und 36 mit kreisförmigen Kolbenringen 62 und 64 (Kolben 34) und kreisförmigen Kolbenringen 66 und 68 (Kolben 36) versehen, um die Arbeitskammer 54 abzudichten. Entsprechende Kolbenringe sind für die Kolben 38 und 40 vorgesehen.The previously with respect to the working chamber 54 described geometry also applies to the geometry of the working chamber 56 , which are identical to the working chamber 54 is trained. The same applies with reference to the pistons 34 and 36 described geometry also for the pistons 38 and 40 , According to the circular cross-sectional configuration of the piston 34 and 36 and according to the working chamber 54 are the pistons 34 and 36 with circular piston rings 62 and 64 (Piston 34 ) and circular piston rings 66 and 68 (Piston 36 ) to the working chamber 54 seal. Corresponding piston rings are for the pistons 38 and 40 intended.

Die Krümmung der Arbeitskammern 54 und 56 um die Schwenkachse 44 entsprechend ihrer ringwulstförmigen bzw. rohrbogenartigen Ausgestaltung ist konzentrisch zur Schwenkachse 44.The curvature of the working chambers 54 and 56 around the pivot axis 44 according to their ring-shaped or pipe-like configuration is concentric with the pivot axis 44 ,

Anstelle einer im Querschnitt kreisförmigen Ausgestaltung der Arbeitskammer 54 und 56 und der Kolben 34 bis 40 im Bereich ihrer den Arbeitskammern 54 und 56 zugewandten Enden kann auch eine ellipsenförmige Ausgestaltung in Betracht kommen.Instead of a circular cross-sectional configuration of the working chamber 54 and 56 and the piston 34 to 40 in the area of their working chambers 54 and 56 facing ends may also be an elliptical configuration into consideration.

3 zeigt die Kolben 34 bis 40 in einer Endstellung, in der die Arbeitskammern 54, 56 ihr minimales Volumen einnehmen. Dies ist die sogenannte OT-Stellung der Kolben 34 bis 40. 3 shows the pistons 34 to 40 in an end position, in which the working chambers 54 . 56 take up their minimal volume. This is the so-called TDC position of the pistons 34 to 40 ,

4 zeigt demgegenüber eine Endstellung der Kolben 34 bis 40, in der die Volumina der Arbeitskammern 54 und 56 maximal sind. Diese Endstellung der Kolben 34 bis 40 ist die sogenannte UT-Stellung. Beim Umlaufen der Kolben 34 bis 40 um die Drehachse 42 um 360° nehmen die Kolben 34 bis 40 zweimal die OT-Stellung und zweimal die UT-Stellung ein. In jeder der Arbeitskammern 54 und 56 findet somit bei einem vollen Umlauf der Kolben 34 bis 40 um die Drehachse 42 ein voller Carnot-Kreisprozess statt. 4 In contrast, shows an end position of the piston 34 to 40 in which the volumes of the working chambers 54 and 56 are maximum. This end position of the piston 34 to 40 is the so-called UT position. When circulating the pistons 34 to 40 around the axis of rotation 42 360 ° take the pistons 34 to 40 twice the TDC position and twice the UT position. In each of the working chambers 54 and 56 thus finds in a full rotation of the piston 34 to 40 around the axis of rotation 42 a full Carnot cycle process.

Mit Bezug auf die 6 und 7 wird nachfolgend die Lagerung der Kolben 34 bis 40 um die Schwenkachse 44 näher beschrieben.With reference to the 6 and 7 Below is the storage of the piston 34 to 40 around the pivot axis 44 described in more detail.

Den Kolben 34 und 38 ist ein Kolbenteller 70 zugeordnet, an dem die Kolben 34 und 38 befestigt sind. Die Befestigung der Kolben 34 und 38 an dem Kolbenteller 70 wird mittels Verschraubungen in Bohrungen 71 bzw. 73 und/oder durch Verklebung der Kolben 34 und 38 mit dem Kolbenteller 70 bewerkstelligt. Gemäß 7 ist den Kolben 36 und 40 ein weiterer Kolbenteller 72 zugeordnet, der identisch mit dem Kolbenteller 70 ausgebildet ist.The piston 34 and 38 is a piston plate 70 assigned to which the pistons 34 and 38 are attached. The attachment of the pistons 34 and 38 on the piston plate 70 is screwed into holes 71 respectively. 73 and / or by gluing the piston 34 and 38 with the piston plate 70 accomplished. According to 7 is the piston 36 and 40 another piston plate 72 assigned, the same as the piston plate 70 is trained.

Die Kolben 34 und 38 sind an dem Kolbenteller 70 bezüglich der Schwenkachse 44 um 180° zueinander versetzt angeordnet, wobei die Endfläche 46 des Kolbens 34 und die Endfläche 50 des Kolbens 38 in Bezug auf die Schwenkachse 44 in dieselbe Richtung zeigen. Dieselbe Anordnung ist für die Endflächen 48 und 52 der Kolben 36 und 40 an dem Kolbenteller 72 getroffen, jedoch entgegengesetzt zu den Kolben 34 und 38.The pistons 34 and 38 are on the piston plate 70 with respect to the pivot axis 44 arranged offset by 180 ° to each other, wherein the end surface 46 of the piston 34 and the endface 50 of the piston 38 in relation to the pivot axis 44 pointing in the same direction. The same arrangement is for the end surfaces 48 and 52 The piston 36 and 40 on the piston plate 72 hit, but opposite to the pistons 34 and 38 ,

Die den Kolben 34 und 38 bzw. 36 und 40 zugewandte Fläche 76 (Kolbenteller 70) und 78 (Kolbenteller 72) ist im Querschnitt jeweils in Form etwa eines Viertelkreises ausgebildet, so dass die Flächen 76 und 78 gemäß 9 zusammen im Querschnitt etwa einen Halbkreis bilden. Die Flächen 76 und 78 bilden zusammen einen Teil der Arbeitskammerwand 58 bzw. der Arbeitskammerwand 60 der Arbeitskammern 54 und 56.The the piston 34 and 38 respectively. 36 and 40 facing surface 76 (Piston plate 70 ) and 78 (Piston plate 72 ) is formed in cross-section each in the form of about a quarter circle, so that the surfaces 76 and 78 according to 9 together form a semicircle in cross section. The surfaces 76 and 78 together form part of the working chamber wall 58 or the working chamber wall 60 the working chambers 54 and 56 ,

Die Kolbenteller 70 und 72 sind um die Schwenkachse 44 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn drehbar gelagert, wobei die beiden Kolbenteller 70 und 72 bezüglich der Schwenkachse 44 relativ zueinander gegensinnig drehend sind.The piston dishes 70 and 72 are about the pivot axis 44 rotatably mounted in a clockwise and counterclockwise direction, with the two piston plates 70 and 72 with respect to the pivot axis 44 are rotating in opposite directions relative to each other.

Um die beiden Kolbenteller 70 und 72 gehäusemittig gegeneinander abzudichten, ist ein jeweiliges dem Gehäusemittelpunkt zugewandtes Ende 80 des Kolbentellers 70 und ein dem Ende 80 zugewandtes Ende 82 des Kolbentellers 72 mit einer konkaven Ausnehmung versehen, wobei in die konkaven Ausnehmungen gemäß 7 eine Kugel 84 eingesetzt ist, die einen Äquatorring 86 aufweist, der als Dichtung zwischen den beiden Kolbentellern 70 und 72 dient.To the two piston plates 70 and 72 at the center of the housing, is a respective end facing the center of the housing 80 of the piston plate 70 and one the end 80 facing end 82 of the piston plate 72 provided with a concave recess, wherein in the concave recesses according to 7 a ball 84 is inserted, which has an equatorial ring 86 which acts as a seal between the two piston plates 70 and 72 serves.

Die Kolbenteller 70 und 72 sind relativ zu der Kugel 84 um die Schwenkachse 44 gegensinnig drehbar.The piston dishes 70 and 72 are relative to the sphere 84 around the pivot axis 44 rotatable in opposite directions.

Die Kolbenteller 70 und 72 weisen jeweils einen Lagerzapfen 88 bzw. 90 auf, über die die Kolbenteller 70 und 72 zur Bildung der Schwenkachse 44 gelagert sind, und zwar in einer jeweiligen Lagerhülse 92 bzw. 94 (5), wobei ein jeweiliger Lagerspannring 96 bzw. 98 die Kolbenteller 70 und 72 zur Gehäusemitte hin verspannt. Wie aus 5 hervorgeht, stützen sich die Lagerspannringe 96 und 98 über eine Mehrzahl von umfänglich an Ringflanschen 100 bzw. 102 der Kolbenteller 70, 72 verteil ten Druckfedern 104 bzw. 106. ab. Die Ringflansche 100 bzw. 102 sind im Querschnitt konisch geformt und bilden Dichtungsringkörper zur Abdichtung der Arbeitskammern 54 bzw. 56.The piston dishes 70 and 72 each have a journal 88 respectively. 90 on top of that the platters 70 and 72 for forming the pivot axis 44 are stored, in a respective bearing sleeve 92 respectively. 94 ( 5 ), wherein a respective bearing clamping ring 96 respectively. 98 the platters 70 and 72 braced towards the center of the housing. How out 5 As can be seen, the bearing clamping rings are based 96 and 98 over a plurality of circumferentially on annular flanges 100 respectively. 102 the piston plate 70 . 72 distributed pressure springs 104 respectively. 106 , from. The ring flanges 100 respectively. 102 are conically shaped in cross-section and form sealing ring body for sealing the working chambers 54 respectively. 56 ,

Die Lagerzapfen 88 und 90 der Kolbenteller 70 und 72 sind über Kugellager 108 bzw. 110 um die Schwenkachse 44 drehbar gelagert (8).The journals 88 and 90 the piston plate 70 and 72 are over ball bearings 108 respectively. 110 around the pivot axis 44 rotatably mounted ( 8th ).

Die Lagerspannringe 96 und 98 sind in Form eines Kugelringsegments ausgebildet. Den äußeren Enden der Lagerzapfen 88 und 90 zugewandt ist auf den Lagerspannringen 96 und 98 jeweils eine kugelkappenförmige Endkappe 112 bzw. 114 angeordnet, deren Außenkontur sich übergangslos an die teilkugelförmige Außenkontur der Lagerspannringe 96 und 98 anpasst.The bearing clamping rings 96 and 98 are formed in the form of a ball ring segment. The outer ends of the journals 88 and 90 facing is on the bearing clamping rings 96 and 98 each a spherical cap-shaped end cap 112 respectively. 114 arranged, whose outer contour is transitionless to the part-spherical outer contour of the bearing clamping rings 96 and 98 adapts.

Die Endkappen 112, 114, die Lagerspannringe 96, 98 bilden zusammen mit zwei Kugeläquatorhalbschalen 116, 118 einen Kolbenkäfig 120, der in 12 in Alleinstellung dargestellt ist. Der Kolbenkäfig 120 weist, wie aus 12 hervorgeht, eine im Wesentlichen geschlossene und insgesamt kugelförmige Außenseite auf, die im in das Gehäuse 12 eingebauten Zustand der Innenwand 32 des Gehäuses 12 unmittelbar benachbart ist.The end caps 112 . 114 , the bearing clamp rings 96 . 98 make up together with two ball equator shells 116 . 118 a piston cage 120 who in 12 is shown in isolation. The piston cage 120 shows how out 12 shows, one in the We sentlichen closed and overall spherical outside, in the in the housing 12 built-in state of the inner wall 32 of the housing 12 is immediately adjacent.

Im Wesentlichen geschlossen bedeutet hier, dass der Kolbenkäfig 120 nur wenige Öffnungen aufweist, beispielsweise eine Öffnung 122, die beim Umlaufen des Kolbenkäfigs 120 um die Drehachse 42 die Öffnungen des Ausstoßquerschnitts 28 und einer entsprechenden Öffnung für die Zündkerze abwechselnd freigibt oder verschließt. Die Öffnung 122 kann beispielsweise mit einer radial wirkenden und ggf. federunterstützten Dichtung versehen sein.Essentially closed here means that the piston cage 120 has only a few openings, for example an opening 122 when revolving the piston cage 120 around the axis of rotation 42 the openings of the discharge cross section 28 and alternately releases or closes a corresponding opening for the spark plug. The opening 122 can be provided for example with a radially acting and possibly spring-assisted seal.

Um 180° um die Drehachse 32 versetzt ist eine entsprechende Öffnung 123 (3) im Kolbenkäfig vorhanden.180 ° around the axis of rotation 32 offset is a corresponding opening 123 ( 3 ) in the piston cage.

Die Kugeläquatorhalbschalen 116, 118 bilden auf ihrer Innenseite zusammen einen Teil der Arbeitskammerwände 58 und 60 aus. Insgesamt werden die Arbeitskammerwände 58 und 60 somit durch die Kolbenteller 70, 72 und die Kugeläquatorhalbschalen 116 und 118 gebildet.The ball equator half shells 116 . 118 together form a part of the working chamber walls on their inside 58 and 60 out. Overall, the working chamber walls 58 and 60 thus by the piston plates 70 . 72 and the ball equator shells 116 and 118 educated.

Der Kolbenkäfig 120 rotiert als Ganzes in dem Gehäuse 12 um die Drehachse 42. Die Kugeläquatorhalbschalen 116, 118 tragen außerdem die beiden Wellen 20 und 22, das heißt letztere sind mit dem Kolbenkäfig 120 fest verbunden.The piston cage 120 rotates as a whole in the housing 12 around the axis of rotation 42 , The ball equator half shells 116 . 118 also carry the two waves 20 and 22 , that means the latter are with the piston cage 120 firmly connected.

Auf der Außenseite des Kolbenkäfigs 120 sind vorzugsweise Kühlrippen ausgebildet (nicht dargestellt), um die Oberfläche des Kolbenkäfigs 120 für eine verbesserte Kühlung zu vergrößern. Solche Kühlrippen können durch Materialaussparungen gebildet sein, um den Außendurchmesser des Kolbenkäfigs nicht zu erhöhen. Vorzugsweise ist die Ausrichtung der Kühlrippen in Längsrichtung der Drehachse 32, so dass die zwischen dem Gehäuse 12 und dem Kolbenkäfig 120 eingebrachte Kühlluft durch die um die Drehachse 32 rotierenden Kühlrippen verwirbelt wird, wodurch die Wärmeaufnahme der Luft verbessert wird.On the outside of the piston cage 120 are preferably cooling fins formed (not shown) to the surface of the piston cage 120 for increased cooling. Such cooling ribs may be formed by material recesses in order not to increase the outer diameter of the piston cage. Preferably, the orientation of the cooling fins in the longitudinal direction of the axis of rotation 32 so that the between the case 12 and the piston cage 120 introduced cooling air through the around the axis of rotation 32 is swirled rotating cooling fins, whereby the heat absorption of the air is improved.

Nachfolgend wird beschrieben, wie die Schwenkbewegung der Kolben 34 bis 40 um die Schwenkachse 44 aus der Umlaufbewegung der Kolben 34 bis 40 um die Drehachse 42 abgeleitet wird.The following describes how the pivotal movement of the pistons 34 to 40 around the pivot axis 44 from the orbital motion of the pistons 34 to 40 around the axis of rotation 42 is derived.

Dazu ist ein Steuermechanismus vorgesehen, der zumindest ein, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei, Laufglieder 124, 126 umfasst. Die Laufglieder 124 und 126 sind beispielsweise in 3 und 4 dargestellt. Das Laufglied 124 ist mit dem Kolben 34 fest verbunden, und zwar über einen Achszapfen 128, der durch ein Langloch 130 in der Kugeläquatorhalbschale 116 aus dem Kolbenkäfig 120 herausragt. Das weitere Laufglied 126 ist mit dem Kolben 40 fest verbunden, und zwar über einen Achszapfen 132, der durch ein Langloch 134, das ebenfalls in der Kugeläquatorhalbschale 116 ausgebildet ist, aus dem Kolbenkäfig 120 herausragt.For this purpose, a control mechanism is provided, the at least one, in the present embodiment, two, run members 124 . 126 includes. The running members 124 and 126 are for example in 3 and 4 shown. The running member 124 is with the piston 34 firmly connected, via a journal 128 passing through a slot 130 in the Kugeläquatorhalbschale 116 from the piston cage 120 protrudes. The other running member 126 is with the piston 40 firmly connected, via a journal 132 passing through a slot 134 , which is also in the Kugeläquatorhalbschale 116 is formed from the piston cage 120 protrudes.

Die Laufglieder 124, 126 laufen in einer in dem Gehäuse 12 als Nut ausgebildeten Steuerkurve 136, wobei die Steuerkurve 136 beiden Laufgliedern 124 und 126 gemeinsam zugeordnet ist. Die Steuerkurve 136 ist eine geschlossene Kurve, die konkave und konvexe Bereiche aufweist, die so ausgestaltet sind, dass beim Entlanglaufen der Laufglieder 124, 126 an der Steuerkurve 136 die Kolben 34 und 40 und über deren feste Verbindung mit den Kolbentellern 70 und 72, mit denen auch die Kolben 36 und 38 verbunden sind, die Kolben 36 und 38 um die Schwenkachse 44 hin- und hergehende Schwenkbewegungen ausführen.The running members 124 . 126 run in one in the housing 12 formed as a groove cam 136 , where the control curve 136 both Laufgliedern 124 and 126 is assigned together. The control curve 136 is a closed curve, which has concave and convex portions, which are designed so that when running along the running members 124 . 126 at the control curve 136 the pistons 34 and 40 and about their firm connection with the Kolbentellen 70 and 72 with which also the pistons 36 and 38 connected, the pistons 36 and 38 around the pivot axis 44 perform reciprocating pivotal movements.

Die Laufglieder 124, 126 weisen jeweils zwei in radialer Richtung bezüglich der Schwenkachse 44 benachbarte kugelschichtförmige Laufrollen 138, 140 bzw. 142, 144 auf. Die Laufrollen 138 und 140, und dasselbe gilt für die Laufrollen 142, 144, weisen unterschiedliche maximale Durchmesser auf, wobei die Steuerkurve 136 entsprechend zwei zu den Laufrollen 138, 140 bzw. 142, 144 komplementäre, in radialer Richtung benachbarte Steuerkurvenabschnitte 146, 148 aufweist, wie in 2 zu sehen ist.The running members 124 . 126 each have two in the radial direction with respect to the pivot axis 44 adjacent ball-layered rollers 138 . 140 respectively. 142 . 144 on. The rollers 138 and 140 , and the same goes for the rollers 142 . 144 , have different maximum diameter, wherein the control cam 136 corresponding to two to the rollers 138 . 140 respectively. 142 . 144 complementary, in the radial direction adjacent cam sections 146 . 148 has, as in 2 you can see.

Es versteht sich, dass auch die Kolben 36, 38 mit entsprechenden Laufgliedern versehen sein können, die in einer zweiten Steuerkurve laufen.It is understood that also the pistons 36 . 38 can be provided with corresponding Laufgliedern running in a second cam.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Schwenkkolbenmaschine 10 sind in dem Gehäuse 12, genauer gesagt innerhalb des Kolbenkäfigs 120, zwei weitere Kammern 150 und 152 vorhanden, und zwar an den den beiden Arbeitskammern 54 und 56 abgewandten Stirnseiten der benachbarten Kolben 34 und 40 einerseits und der benachbarten Kolben 36 und 38 andererseits. Die Kammern 150 und 152 sind gegen die Arbeitskammern 54, 56 abgedichtet und verkleinern sich gegensinnig zu den Arbeitskammern 54, 56, wenn die Kolben 34 bis 40 um die Schwenkachse verschwenken. Wie für den Kolben 36 in 7 dargestellt ist, weisen alle Kolben 34 bis 40 auf ihren die Kammern 150, 152 begrenzten rückwärtigen Stirnflächen kavernenartige Vertiefungen 154 auf, um das Volumen der Kammern 150 und 152 durch diese kavernenartige Vertiefung 154 zu vergrößern. Des Weiteren sind die zuvor erwähnten rückwärtigen Stirnseiten der Kolben 34 bis 40 abgeschrägt. Die Kugeläquatorhalbschalen 116 und 118 des Kolbenkäfigs 120 weisen in Verlängerung der Wellen 20 und 22 Fortsätze 156, 158 auf, die in Umfangsrichtung um die Schwenkachse 44 gerichtete Fortsätze 160 aufweisen, die beim Verschwenken der Kolben 34 bis 40 zur Drehachse 42 hin in die kavernenartigen Vertiefungen 154 eintauchen und somit die darin befindliche Luft nahezu vollständig verdrängen.According to another aspect of the oscillating piston engine 10 are in the case 12 more precisely within the piston cage 120 , two more chambers 150 and 152 present, namely at the two working chambers 54 and 56 remote end faces of the adjacent piston 34 and 40 on the one hand and the adjacent piston 36 and 38 on the other hand. The chambers 150 and 152 are against the working chambers 54 . 56 sealed and shrink in opposite directions to the working chambers 54 . 56 when the pistons 34 to 40 to pivot about the pivot axis. As for the piston 36 in 7 is shown, all pistons have 34 to 40 on their the chambers 150 . 152 cavernous depressions are limited at the rear end faces 154 on to the volume of the chambers 150 and 152 through this cavernous depression 154 to enlarge. Furthermore, the aforementioned rear end faces of the pistons 34 to 40 beveled. The ball equator half shells 116 and 118 of the piston cage 120 show in extension of the waves 20 and 22 projections 156 . 158 on, in the circumferential direction about the pivot axis 44 directed extensions 160 exhibit when pivoting the piston 34 to 40 to the axis of rotation 42 into the cavernous depressions 154 dive in and so with the air contained therein almost completely displace.

Wie bereits zuvor erwähnt, dienen die Kammern 150 und 152 als Vordruckkammern, in die von außen durch das Gehäuse 12 (Frischluft-Ansaugquerschnitte 24, 26) und den Kolbenkäfig 120 (Öffnungen 122, 123) Frischluft eingeführt wird, und zwar in beide Kammern 150 und 152 gleichzeitig, die dann in der UT-Stellung der Kolben 34 bis 40 gemäß 4 maximal komprimiert ist. In 2 und 3 sind Frischluftkanäle 172, 173 zu sehen, die sich ausgehend von den Frischluft-Ansaugquerschnitten 24 bzw. 26 in der Innenwand 32 des Gehäuses 12 in Umfangsrichtung um die Drehachse 42 erstrecken. Entgegen der Darstellung in 2 und 3 können die Frischluftkanäle 172, 173 auch eine größere Breite aufweisen. Von den Frischluftkanälen gelangt die Frischluft über Öffnungen 174 und 175 (6) in dem Kolbenteller 70 und entsprechende Öffnungen 176, 177 in dem Kolbenteller 72 dann in die Kammern 150 bzw. 152, um diese mit Frischluft zu befluten. Diese in den Kammern 150 und 152 gleichzeitig komprimierte Luft wird dann in eine der beiden Arbeitskammern 54 und 56 injiziert, und zwar in diejenige der Arbeitskammern 54 und 56, in der gerade der Arbeitstakt des Einlassens des Brennstoffes und des anschließenden Verdichtens des Brennstoff-Luft-Gemisches stattfindet. Damit die in den Kammern 150, 152 vorkomprimierte Frischluft in die jeweilige Arbeitskammer 54 bzw. 56 injiziert werden kann, sind in die Kolben 34 bis 40 Ventile integriert, und zwar ein Ventil 162 in dem Kolben 34, ein Ventil 164 in dem Kolben 36, ein Ventil 166 in dem Kolben 38 und ein Ventil 168 in dem Kolben 40.As mentioned earlier, the chambers serve 150 and 152 as pre-pressure chambers, in the outside through the housing 12 (Fresh air intake cross 24 . 26 ) and the piston cage 120 (Openings 122 . 123 ) Fresh air is introduced, in both chambers 150 and 152 at the same time, which then in the UT position of the piston 34 to 40 according to 4 maximum compressed. In 2 and 3 are fresh air channels 172 . 173 seen starting from the fresh air intake cross sections 24 respectively. 26 in the inner wall 32 of the housing 12 in the circumferential direction about the axis of rotation 42 extend. Contrary to the illustration in 2 and 3 can the fresh air channels 172 . 173 also have a greater width. From the fresh air ducts, the fresh air passes through openings 174 and 175 ( 6 ) in the piston plate 70 and corresponding openings 176 . 177 in the plunger 72 then into the chambers 150 respectively. 152 to flood them with fresh air. These in the chambers 150 and 152 simultaneously compressed air is then in one of the two working chambers 54 and 56 injected into the one of the working chambers 54 and 56 in which the working stroke of the admission of fuel and the subsequent compression of the fuel-air mixture takes place. So that in the chambers 150 . 152 precompressed fresh air into the respective working chamber 54 respectively. 56 can be injected into the pistons 34 to 40 Integrated valves, namely a valve 162 in the piston 34 , a valve 164 in the piston 36 , a valve 166 in the piston 38 and a valve 168 in the piston 40 ,

Die Kammern 150 und 152 dienen jedoch nicht nur ausschließlich als Vordruckkammern, sondern übernehmen auch die Funktion einer Kühlung der Schwenkkolbenmaschine 10.The chambers 150 and 152 However, not only serve exclusively as pre-pressure chambers, but also take over the function of cooling the oscillating piston engine 10 ,

Zur Schmiermittel-, insbesondere Ölzuführung zu den beweglichen Elementen, beispielsweise den Kolben 34 bis 40 (insbesondere deren Kolbenringen), den Kugellagern 108, 110 usw. sind Schmiermittelkanäle 180 und 182 beispielsweise in der Welle 20 (vgl. 5) vorgesehen, durch die das Schmiermittel in die Schwenkkolbenmaschine 10 ein- und wieder ausgeleitet wird. Um das Schmiermittel in das Zentrum der Schwenkkolbenmaschine leiten zu können, insbesondere um die Kugel 84 zwischen den Kolbentellern 70 und 72 leiten zu können, weisen die Kolbenteller 70 und 72 jeweils ebenfalls Schmiermittelkanäle 188, 190 auf, und in den Endkappen 112, 114 sind entsprechende, in der Zeichnung nicht dargestellte, Kanäle vorhanden.For lubricant, in particular oil supply to the moving elements, such as the piston 34 to 40 (In particular their piston rings), the ball bearings 108 . 110 etc. are lubricant channels 180 and 182 for example in the wave 20 (see. 5 ) provided by the lubricant in the oscillating piston engine 10 is discharged and again. To be able to direct the lubricant into the center of the oscillating piston engine, in particular around the ball 84 between the piston plates 70 and 72 to be able to guide, have the platters 70 and 72 each also lubricant channels 188 . 190 on, and in the end caps 112 . 114 are corresponding, not shown in the drawing, channels available.

Claims (20)

Schwenkkolbenmaschine, mit einem Gehäuse (12), das eine zumindest näherungsweise kugelförmige Innenwand (32) aufweist, und mit zumindest zwei Kolben (34, 36), die gemeinsam in dem Gehäuse (12) um eine gehäusefeste Drehachse (42) umlaufen können, und beim Umlaufen um die Drehachse (42) hin- und hergehende Schwenkbewegungen um zumindest eine zur Drehachse (42) senkrechte Schwenkachse (44) ausführen, wobei die Schwenkbewegungen der beiden Kolben (34, 36) gegensinnig zueinander gerichtet sind, und wobei die beiden Kolben (34, 36) jeweils eine Endfläche (46, 48) aufweisen, die einander zugewandt sind und jeweils ein stirnseitiges Ende einer Arbeitskammer (54) definieren, die vollständig außerhalb der Drehachse (42) angeordnet ist und umfänglich durch eine Arbeitskammerwand (58) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die beiden Endflächen (46, 48) der beiden Kolben (34, 36) und die Arbeitskammerwand (58) gebildete Arbeitskammer (54) und die Kolben (34, 36) zumindest im Bereich ihrer der Arbeitskammer (54) zugewandten Enden die Form eines Ringwulstabschnitts aufweisen.Oscillating piston machine, with a housing ( 12 ), which has an at least approximately spherical inner wall ( 32 ), and with at least two pistons ( 34 . 36 ), which together in the housing ( 12 ) about a housing-fixed axis of rotation ( 42 ) and when passing around the axis of rotation ( 42 ) reciprocating pivotal movements about at least one of the axis of rotation ( 42 ) vertical pivot axis ( 44 ), wherein the pivoting movements of the two pistons ( 34 . 36 ) are directed in opposite directions to each other, and wherein the two pistons ( 34 . 36 ) each have an end surface ( 46 . 48 ), which face each other and each have a front end of a working chamber ( 54 ) completely outside the axis of rotation ( 42 ) and circumferentially through a working chamber wall ( 58 ) is limited, characterized in that by the two end surfaces ( 46 . 48 ) of the two pistons ( 34 . 36 ) and the working chamber wall ( 58 ) formed working chamber ( 54 ) and the pistons ( 34 . 36 ) at least in the area of its working chamber ( 54 ) facing ends have the shape of a Ringwulstabschnitts. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Arbeitskammer (54) und/oder der Kolben (34, 36) konzentrisch zur Schwenkachse (44) ist.Oscillating piston machine according to claim 1, characterized in that the curvature of the working chamber ( 54 ) and / or the piston ( 34 . 36 ) concentric with the pivot axis ( 44 ). Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (54) und/oder die Kolben (34, 36) zumindest im Bereich ihrer Endfläche im Querschnitt senkrecht zur Richtung der Schwenkbewegung der Kolben (34, 36) kreisförmig ist/sind.Oscillating piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the working chamber ( 54 ) and / or the pistons ( 34 . 36 ) at least in the region of its end face in cross-section perpendicular to the direction of pivotal movement of the piston ( 34 . 36 ) is circular. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (54) und/oder die Kolben (34, 36) im Querschnitt senkrecht zur Richtung der Schwenkbewegung der Kolben (34, 36) ellipsenförmig ist/sind.Oscillating piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the working chamber ( 54 ) and / or the pistons ( 34 . 36 ) in cross-section perpendicular to the direction of pivotal movement of the pistons ( 34 . 36 ) is ellipsoidal. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (34, 36) um dieselbe Schwenkachse (44) verschwenkbar sind.Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the piston ( 34 . 36 ) about the same pivot axis ( 44 ) are pivotable. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kolben (34) mit einem ersten um die Schwenkachse (44) drehbaren Kolbenteller (70) und der andere Kolben (36) mit einem zweiten um die Schwenkachse (44) drehbaren Kolbenteller (72) verbunden ist, wobei der erste und der zweite Kolbenteller (70, 72) bezüglich der Schwenkachse (44) relativ zueinander beweglich sind.Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the one piston ( 34 ) with a first about the pivot axis ( 44 ) rotatable piston plate ( 70 ) and the other piston ( 36 ) with a second about the pivot axis ( 44 ) rotatable piston plate ( 72 ), wherein the first and the second piston plate ( 70 . 72 ) with respect to the pivot axis ( 44 ) are movable relative to each other. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kolbenteller (70, 72) zusammen einen Teil der Arbeitskammerwand (58) bilden.Oscillating piston machine according to claim 6, characterized in that the first and the second piston plate ( 70 . 72 ) together a part of the working chamber wall ( 58 ) form. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (12) zwei weitere Kolben (38, 40) angeordnet sind und mit den beiden anderen Kolben (34, 36) gemeinsam um die Drehachse (42) umlaufen und zwischen zwei einander gegenüberliegenden Endflächen (50, 52) eine zweite Arbeitskammer (56) bilden, die der anderen Arbeitskammer (54) bezüglich der Drehachse (42) bzw. der Schwenkachse (44) diametral gegenüberliegt.Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the housing ( 12 ) two more pistons ( 38 . 40 ) and with the other two pistons ( 34 . 36 ) together about the axis of rotation ( 42 ) and between two opposite end surfaces ( 50 . 52 ) a second working chamber ( 56 ), that of the other working chamber ( 54 ) with respect to the axis of rotation ( 42 ) or the pivot axis ( 44 ) is diametrically opposite. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Kolben (34, 36, 38, 40) um dieselbe Schwenkachse (44) verschwenkbar sind.Oscillating piston machine according to claim 8, characterized in that the four pistons ( 34 . 36 . 38 . 40 ) about the same pivot axis ( 44 ) are pivotable. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Kolben (34, 36, 38, 40) so angeordnet sind, dass sich die beiden Arbeitskammern (54, 56) aufgrund der Schwenkbewegungen der Kolben (34, 36, 38, 40) gleichsinnig vergrößern und verkleinern.Oscillating piston machine according to claim 8 or 9, characterized in that the four pistons ( 34 . 36 . 38 . 40 ) are arranged so that the two working chambers ( 54 . 56 ) due to the pivoting movements of the pistons ( 34 . 36 . 38 . 40 ) enlarge and reduce in the same direction. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10 und einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden weiteren Kolben (38, 40) mit dem ersten Kolbenteller (70) verbunden ist und dem mit dem ersten Kolbenteller (70) ebenfalls verbundenen Kolben (34) bezüglich der Schwenkachse (44) diametral gegenüberliegt, und dass der andere der beiden weiteren Kolben (38, 40) mit dem zweiten Kolbenteller (72) verbunden ist und dem mit dem zweiten Kolbenteller (72) ebenfalls verbundenen Kolben (36) bezüglich der Schwenkachse (44) diametral gegenüberliegt.Oscillating piston machine according to one of claims 8 to 10 and one of claims 6 or 7, characterized in that one of the two further pistons ( 38 . 40 ) with the first piston plate ( 70 ) and that with the first piston plate ( 70 ) also connected pistons ( 34 ) with respect to the pivot axis ( 44 ) is diametrically opposed, and that the other of the two further pistons ( 38 . 40 ) with the second piston plate ( 72 ) and with the second piston plate ( 72 ) also connected pistons ( 36 ) with respect to the pivot axis ( 44 ) is diametrically opposite. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den den beiden Arbeitskammern (54, 56) abgewandten Stirnseiten jeweils benachbarter Kolben (34, 40; 36, 38) jeweils eine weitere Kammer (150, 152) ausgebildet ist, die gegen die Arbeitskammern (54, 56) abgedichtet sind und sich gegensinnig zu den Arbeitskammern (54, 56) aufgrund der Schwenkbewegungen der Kolben (34, 36, 38, 40) verkleinern und vergrößern und als Vordruckkammern dienen.Oscillating piston machine according to one of claims 8 to 11, characterized in that at the two working chambers ( 54 . 56 ) facing away from each adjacent piston ( 34 . 40 ; 36 . 38 ) each have a further chamber ( 150 . 152 ) is formed, which against the working chambers ( 54 . 56 ) and in the opposite direction to the working chambers ( 54 . 56 ) due to the pivoting movements of the pistons ( 34 . 36 . 38 . 40 ) and enlarge and serve as pre-pressure chambers. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Kammern (150, 152) mit jeweils einer der beiden Arbeitskammern (54, 56) über in den Kolben (34, 36, 38, 40) angeordneten Ventilen (162, 164, 166, 168) kommunizieren können, um in den Kammern (150, 152) vorkomprimierte Luft in die jeweilige Arbeitskammer (54, 56) zu injizieren.Oscillating piston machine according to claim 12, characterized in that the further chambers ( 150 . 152 ) each with one of the two working chambers ( 54 . 56 ) into the piston ( 34 . 36 . 38 . 40 ) arranged valves ( 162 . 164 . 166 . 168 ) can communicate in the chambers ( 150 . 152 ) precompressed air into the respective working chamber ( 54 . 56 ) to inject. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (34, 36, 38, 40) in einem Kolbenkäfig (120) aufgenommen sind, dessen der Innenwand (32) des Gehäuses (12) zugewandte Außenseite im Wesentlichen geschlossen und kugelförmig ausgebildet ist, wobei die Kolben (34, 36, 38, 40) bezüglich der Drehachse (42) relativ zum Kolbenkäfig (120) unbeweglich und bezüglich der Schwenkachse (44) relativ zum Kolbenkäfig (120) beweglich sind.Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 13, characterized in that the pistons ( 34 . 36 . 38 . 40 ) in a piston cage ( 120 ), the inner wall ( 32 ) of the housing ( 12 ) facing outside is substantially closed and spherical, wherein the piston ( 34 . 36 . 38 . 40 ) with respect to the axis of rotation ( 42 ) relative to the piston cage ( 120 ) immovable and with respect to the pivot axis ( 44 ) relative to the piston cage ( 120 ) are movable. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einer den Kolben (34, 36, 38, 40) zugewandten Innenseite des Kolbenkäfigs (120) einen Teil der Arbeitskammerwand (58, 60) der zumindest einen Arbeitskammer (54, 56) bildet.Oscillating piston machine according to claim 14, characterized in that a part of a piston ( 34 . 36 . 38 . 40 ) facing inside of the piston cage ( 120 ) a part of the working chamber wall ( 58 . 60 ) of the at least one working chamber ( 54 . 56 ). Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wand des Kolbenkäfigs (120) Öffnungen (122, 123) vorhanden sind, die beim Umlaufen des Kolbenkäfigs (120) um die Drehachse (42) Öffnungen im Gehäuse (12) wechselweise freigeben und verschließen.Oscillating piston machine according to claim 14 or 15, characterized in that in a wall of the piston cage ( 120 ) Openings ( 122 . 123 ), which, when circulating the piston cage ( 120 ) about the axis of rotation ( 42 ) Openings in the housing ( 12 ) alternately release and close. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkäfig (120) zumindest eine Welle (20, 22) aufweist, die konzentrisch zur Drehachse (42) angeordnet ist und sich von der Außenseite des Kolbenkäfigs (120) aus dem Gehäuse (12) heraus erstreckt.Oscillating piston machine according to one of claims 14 to 16, characterized in that the piston cage ( 120 ) at least one wave ( 20 . 22 ) concentric with the axis of rotation ( 42 ) is arranged and from the outside of the piston cage ( 120 ) out of the housing ( 12 ). Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ableitung der Schwenkbewegung der Kolben (34, 36, 38, 40) aus deren Umlaufbewegung um die Drehachse (42) ein Steuermechanismus vorhanden ist, der zumindest ein kolbenfestes Laufglied (124, 126) aufweist, das in einer gehäusefesten Steuerkurve (136) geführt ist.Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 17, characterized in that for deriving the pivoting movement of the piston ( 34 . 36 . 38 . 40 ) from the orbital motion about the axis of rotation ( 42 ) a control mechanism is provided, the at least one piston-fixed Laufglied ( 124 . 126 ), which in a housing-fixed control cam ( 136 ) is guided. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 18 und einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäusefeste Laufglied (124, 126) mit einem der Kolben (34, 40) über einen Achszapfen (128, 132) verbunden ist, der durch eine langlochförmige Öffnung (130, 134) im Kolbenkäfig hindurchragt.Oscillating piston machine according to claim 18 and one of claims 14 to 17, characterized in that the housing-fixed running member ( 124 . 126 ) with one of the pistons ( 34 . 40 ) via a journal ( 128 . 132 ) connected by a slot-shaped opening ( 130 . 134 ) protrudes in the piston cage. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufglied (124, 126) zwei in ra dialer Richtung bezüglich der Schwenkachse (44) benachbarte kugelschichtförmige Laufrollen (138, 140, 142, 144) aufweist, die unterschiedliche maximale Durchmesser aufweisen, wobei die Steuerkurve (136) entsprechend zwei zu den Laufrollen (138, 140, 142, 144) komplementäre in radialer Richtung benachbarte Steuerkurvenabschnitte (146, 148) aufweist.Oscillating piston machine according to claim 18 or 19, characterized in that the running member ( 124 . 126 ) two ra dialer direction with respect to the pivot axis ( 44 ) adjacent ball-layered rollers ( 138 . 140 . 142 . 144 ), which have different maximum diameters, wherein the control cam ( 136 ) corresponding to two to the rollers ( 138 . 140 . 142 . 144 ) complementary in the radial direction adjacent cam sections ( 146 . 148 ) having.