EP1472435B1

EP1472435B1 - Swiveling piston engine

Info

Publication number: EP1472435B1
Application number: EP02716733A
Authority: EP
Inventors: Herbert Hüttlin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: BR0205881A; JP2005526206A; DE50208560D1; CA2474449A1; CN1329627C; US20050008515A1; CN1617975A; JP4129923B2; US7563086B2; ES2274016T3; EP1472435A1; DK1472435T3; WO2003067033A1; CA2474449C

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkkolbenmaschine, mit vier in einem innenseitig kugelförmig ausgebildeten Gehäuse angeordneten und um eine im wesentlichen gehäusemittige gehäusefeste umlaufachse in dem Gehäuse gemeinsam umlaufenden Kolben, die beim Umlaufen in dem Gehäuse hin- und hergehende Schwenkbewegungen um eine gemeinsame Schwenkachse ausführen, die im wesentlichen durch die Gehäusemitte verläuft, wobei jeweils zwei benachbarte Kolben gegensinnige schwenkbewegungen ausführen, wobei jeder Kolben eine Arbeitsseite und eine von dieser abgewandte Rückseite aufweist, wobei zwischen jeweils zwei einander gegenüberliegenden Arbeitsseiten zweier benachbarter Kolben und dem Gehäuse eine jeweilige Arbeitskammer ausgebildet ist, während zwischen jeweils zwei Rückseiten benachbarter zweier Kolben und dem Gehäuse jeweils eine sich gegenläufig zu den Arbeitskammern im Volumen vergrößernde bzw. verkleinernde Nebenkammer ausgebildet ist, wobei die Nebenkammern mit einem Fluid, vorzugsweise Luft, beflutbar sind, und wobei das Fluid in den Nebenkammern durch die Schwenkbewegung der zugeordneten Kolben komprimiert wird.The invention relates to a rotary piston machine, arranged with four in an internally spherical shaped housing and around a substantially housing-fixed housing-fixed axis in the housing together encircling pistons, which run when circulating in the housing reciprocating pivotal movements about a common pivot axis which substantially extends through the housing center, wherein each two adjacent pistons execute opposing pivoting movements, each piston having a working side and a rear side facing away from it, wherein between each two opposite working sides of two adjacent pistons and the housing, a respective working chamber is formed, while between each two Rear sides of adjacent two pistons and the housing in each case a counter to the working chambers in volume increasing or decreasing secondary chamber is formed, wherein the secondary chambers with a fluid . preferably air, are floatable, and wherein the fluid is compressed in the secondary chambers by the pivotal movement of the associated piston.

Eine derartige Schwenkkolbenmaschine ist aus US-A-3 075 506 bekannt.Such a reciprocating engine is known from US-A-3 075 506.

Schwenkkolbenmaschinen gehören zu einer Gattung von Brennkraftmaschinen, bei denen die einzelnen Arbeitstakte des Einlassens, verdichtens, Zündens, Expandierens und Ausstoßens des Verbrennungsgemisches durch hin- und hergehende Schwenkbewegungen der einzelnen Kolben zwischen zwei Endstellungen vermittelt werden.Oscillating piston engines belong to a category of internal combustion engines in which the individual power strokes of the intake, compression, ignition, expansion and expulsion of the combustion mixture are mediated by reciprocating pivotal movements of the individual pistons between two end positions.

Die Schwenkkolben laufen dabei in dem Gehäuse um eine gemeinsame gehäusefeste Umlaufachse um, wobei die umlauf bewegung der Kolben über entsprechende Zwischenglieder in eine Drehbewegung einer Abtriebswelle umgesetzt wird. Beim umlaufen der Schwenkkolben in dem Gehäuse führen die Schwenkkolben die hin- und hergehenden Schwenkbewegungen aus.The oscillating piston run in the housing about a common housing-fixed orbital axis, wherein the circulation movement of the piston is converted via corresponding intermediate links in a rotational movement of an output shaft. When rotating the pivot piston in the housing, the pivot piston perform the reciprocating pivoting movements.

Bei einer aus wo 98/13583 A bekannten Schwenkkolbenmaschine weist das Gehäuse innenseitig eine Zylindergeometrie auf. Die Kolben der bekannten Schwenkkolbenmasehine sind als zweiarmige Hebel ausgebildet. Jeweils zwei benachbarte Kolben stehen miteinander in Wälzeingriff. Die Kolben sind jeweils um eine zu einer mittigen Gehäuseachse, die auf der zylinderachse liegt, parallele Kolbenachse verschwenkbar angeordnet. Die Kolbenachsen erstrecken sich in unmittelbarer Nähe der Gehäuseinnenwand, wobei jeder Kolben eine eigene Kolbenachse besitzt. Um die Schwenkbewegungen der einzelnen Kolben beim Umlaufen in dem Gehäuse zu steuern, ist ein gehäusemittiges gehäusefestes Kurvenstück vorgesehen, entlang dem die einzelnen Kolben geführt sind.In one known from where 98/13583 A oscillating piston engine, the housing has on the inside a cylinder geometry. The pistons of the known Schwenkkolbenmashenine are designed as two-armed lever. Two adjacent pistons are in rolling engagement with each other. The pistons are each arranged pivotably about a piston axis parallel to a central axis of the housing, which lies on the cylinder axis. The piston axes extend in the immediate vicinity of the housing inner wall, each piston having its own piston axis. In order to control the pivoting movements of the individual pistons when circulating in the housing, a housing-fixed curved piece is provided, along which the individual pistons are guided.

Die einzelnen Arbeitskammern, die durch jeweils zwei benachbarte Kolben gebildet werden, sind zwischen der Gehäuseinnenwand zugewandten Seiten der Kolben und der Gehäuseinnenwand gebildet.The individual working chambers, which are each formed by two adjacent pistons, are formed between the sides of the pistons facing the housing inner wall and the housing inner wall.

Obwohl sich die bekannte Schwenkkolbenmaschine hinsichtlich ihrer Laufeigenschaften und ihrer Drehmomentkurve als günstig erwiesen hat, kann als Nachteil der bekannten Schwenkkolbenmaschine angesehen werden, daß die Massenverteilung der Kolben aufgrund der Gehäusegeometrie und der gehäuseinnenwandseitigen Lagerung der einzelnen Kolben noch optimierbar ist.Although the known oscillating piston engine has proven to be favorable in terms of their running properties and their torque curve, can be regarded as a disadvantage of the known oscillating piston engine that the mass distribution of the piston is still optimized due to the housing geometry and the housing inner side storage of the individual pistons.

Die aus dem eingangs genannten Dokument US-A-3 075 506 bekannte Schwenkkolbenmaschine unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen bekannten Schwenkkolbenmaschine dadurch, dass das Gehäuse insgesamt kugelsymmetrisch ausgebildet ist. In dem Gehäuse sind insgesamt vier Kolben angeordnet, von denen jeweils zwei bezüglich der Schwenkachse diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die dort beschriebene Schwenkkolbenmaschine ist als Brennkraftmaschine ausgelegt. Sie weist entsprechend der Anzahl von vier Kolben zwei bezüglich der schwenkachse diametral gegenüberliegende Arbeitskammern auf, die sich bei der hin- und hergehenden Schwenkbewegung der vier Kolben gleichsinnig verkleinern und vergrößern. Die Arbeitstakte sind von der ersten Arbeitskammer zur zweiten Arbeitskammer um 180° versetzt, das heißt, wenn beispielsweise in der ersten Arbeitskammer der Arbeitstakt des Expandierens des gezündeten Brennstoff-Luft-Gemisches stattfindet, findet in der zweiten Arbeitskammer der Arbeitstakt des Ansaugens von Frischluft statt. Auf den Kolbenrückseiten wird zwischen jeweils zwei benachbarten Kolben jeweils eine Nebenkammer gebildet, so dass die bekannte Schwenkkolbenmaschine insgesamt zwei Nebenkammern aufweist. Diese Nebenkammern werden mit Luft beflutet, um die Kolben über die Kolbenrückaeiten her zu kühlen.The known from the document US-A-3 075 506 known oscillating piston engine differs from the previously described known oscillating piston engine in that the housing is designed to be a total of spherically symmetrical. In the housing, a total of four pistons are arranged, of which two are arranged diametrically opposite each other with respect to the pivot axis. The oscillating piston engine described therein is designed as an internal combustion engine. It has, in accordance with the number of four pistons, two working chambers which are diametrically opposed with respect to the pivot axis and which, in the direction of the reciprocating pivoting movement of the four pistons, reduce in size and enlarge in the same direction. The work cycles are offset from the first working chamber to the second working chamber by 180 °, that is, for example, if the working stroke of expanding the ignited fuel-air mixture takes place in the first working chamber, the working stroke of the intake of fresh air takes place in the second working chamber. On the piston rear sides in each case a secondary chamber is formed between each two adjacent pistons, so that the known oscillating piston engine has a total of two secondary chambers. These subchambers are flooded with air to cool the pistons via the piston recesses.

FR-A-75 26570 beschreibt eine ebenfalls kugelsymmetrisch aufgebaute Schwenkkolbenmaschine.FR-A-75 26570 describes a likewise spherically symmetrical constructed oscillating piston engine.

Eine weitere kugelförmig ausgebildete Schwenkkolbenmaschine ist aus US-A-5 404 849 bekannt, wobei diese Schwenkkolbenmaschine nur zwei Kolben, jedoch ebenfalls zwei Arbeitskammern aufweist, die entsprechend der gegensinnigen Schwenkbewegung der Kolben sich gegensinnig verkleinern und vergrößern.Another spherically shaped oscillating piston engine is known from US-A-5 404 849, wherein this oscillating piston engine has only two pistons, but also two working chambers, which shrink and enlarge in opposite directions in accordance with the opposing pivotal movement of the pistons.

GB-A-2 262 965 A offenbart eine Schwenkkolbenmaschine, die einen toroidförmigen zylinder in einem zylindrischen Gehäuse aufweist. Diese bekannte Schwenkkolbenmaschine ist mit einem Selbstaufladungseffekt ausgestaltet, wobei zwei beidseits jeweils eines Kolbens vorhandene Kammern über eine gehäuseaußenseitige Leitung miteinander kommunizieren.GB-A-2 262 965 A discloses a rotary piston machine having a toroidal cylinder in a cylindrical housing. This known oscillating-piston engine is designed with a self-charging effect, with two chambers, each on either side of a piston, communicating with one another via a line on the outside of the housing.

DE-A-197 47 445 A1 offenbart eine rerdereinrichtung für ein Medium, das heißt eine Pumpe für Gase oder Flüssigkeiten, mit einer Kolben-/Zylindereinheit, wobei das Medium mittels einer Kolbenbewegung angesaugt und mittels entgegengesetzter Kolbenbewegung sowie aufgrund der Funktion einer Ventileinrichtung gefördert wird.DE-A-197 47 445 A1 discloses a rerdereinrichtung for a medium, that is a pump for gases or liquids, with a piston / cylinder unit, wherein the medium is sucked by a piston movement and promoted by opposite piston movement and due to the function of a valve device ,

Aus dem Dokument US 6,241,493 B1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Fluidflusses durch eine Rotationspumpe, einen Kompressor oder einen Motor bekannt. In einem kugelförmigen Gehäuse rotiert eine erste Schaufel, die zumindest eine zweite Schaufel dazu bringt, sich zwischen alternierend offenen und geschlossenen Stellungen hin- und hergehend zu verschwenken, und zwar entfernt sich die zweite Schaufel von der ersten Schaufel und nähert sich dieser wieder in einer oszillierenden Bewegung an. Das Fluid wird durch einen Einlaß in dem Gehäuse bewegt, wenn die zweite Schaufel sich der geschlossenen Position nähert, während das Fluid in das Gehäuse eintritt, wenn die zweite Schaufel die offenstellung erreicht. Die eine Schaufel führt eine reine Rotationsbewegung und keine Schwenkbewegung aus, während die andere Schaufel verschwenkbar ist. Diese bekannte Vorrichtung beruht demnach auf einem vollständig anderen Arbeitsprinzip als die zuvor genannte bekannte Schwenkkolbenmaschine.The document US 6,241,493 B1 discloses a device for controlling the fluid flow through a rotary pump, a compressor or a motor. In a spherical housing rotates a first blade, which causes at least a second blade to pivot back and forth between alternately open and closed positions, and indeed, the second blade moves away from the first blade and approaches it again in an oscillating Move on. The fluid is moved through an inlet in the housing as the second vane approaches the closed position as the fluid enters the housing when the second vane reaches the open position. The one blade performs a pure rotational movement and no pivoting movement, while the other blade is pivotable. This known device is therefore based on a completely different operating principle than the aforementioned known oscillating piston engine.

Aus dem Dokument FR 798793 A ist ebenfalls eine schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art bekannt. Diese bekannte Schwenkkolbenmaschine weist zwei verschwenkbare Kolben auf, die in einem Gehäuse um eine gemeinsame Umlaufachse umlaufen. Jeder der beiden Schwenkkolben besitzt eine eigene Schwenkachse, die exzentrisch bezüglich des Mittelpunktes des Gehäuses angeordnet ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel in diesem Dokument weist eine schwenkkolbenmaschine nur einen verschwenkbaren Kolben auf.From the document FR 798793 A also a swivel piston machine of the type mentioned is known. This known oscillating piston engine has two pivotable pistons, which rotate in a housing about a common axis of rotation. Each of the two pivot pistons has its own pivot axis, which is arranged eccentrically with respect to the center of the housing. In another embodiment in this document, a swivel-type piston engine only has one pivotable piston.

In dem Dokument DE 195 22 094 A1 ist ein Kippkolbenmotor offenbart, dessen Kippkolben aus einer kreisförmigen Scheibe besteht, die über ihre Drehachse kippbar gelagert ist. Dieser Kippkolben führt lediglich Schwenkbewegungen aus, läuft jedoch nicht in dem Gehäuse um.The document DE 195 22 094 A1 discloses a tilt piston engine, the tilting piston of which consists of a circular disk which is tiltably mounted on its axis of rotation. This tilt piston performs only pivotal movements, but does not run in the housing.

Ferner ist aus dem Dokument DE 297 24 399 U1 eine Vorrichtung mit zumindest zwei in einem Ringraum umlaufenden Rotationskolben bekannt, die in ihrer Umlaufrichtung eine Expansionskammer in dem Ringraum nach vorne und hinten begrenzen, wobei die Rotationskolben über eine Getriebeanordnung so mit einer gemeinsamen Drehmomentübertragungswelle verbunden sind, daß sich das Volumen der Expansionskammer in der Umlaufrichtung wechselweise verkleinert und vergrößert. Die Getriebeanordnung weist zwischen der Drehmomentübertragungswelle und zumindest einem der beiden eine Expansionskammer begrenzenden Rotationskolben mindestens ein geknicktes und bezüglich seiner zyklischen Drehphasenverschiebung nicht kompensiertes Kardangelenk auf. Bei dieser bekannten Vorrichtung nähern sich jeweils zwei benachbarte Kolben an bzw. bewegen sich voneinander weg, indem die Kolben beim Umlaufen in dem Gehäuse variierende umlaufgeschwindigkeiten besitzen.Furthermore, from the document DE 297 24 399 U1 a device with at least two rotating in an annular space rotary piston is known, which limit in its direction of rotation an expansion chamber in the annulus forward and backward, wherein the rotary piston are connected via a gear assembly so with a common torque transmission shaft, that the Volume of the expansion chamber in the circulation direction alternately reduced and enlarged. The gear arrangement has between the torque transmission shaft and at least one of the two expansion pistons defining a rotary piston at least one kinked and with respect to its cyclic rotational phase shift not compensated universal joint. In this known device, in each case two adjacent pistons approach or move away from one another in that the pistons have varying rotational speeds when circulating in the housing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, die mit geringem konstruktivem Aufwand hinsichtlich ihres wirkungsgrades verbessert ist.The invention has for its object to provide a rotary piston engine of the type mentioned, which is improved with little design effort in terms of their efficiency.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Schwenkkolbenmaschine dadurch gelöst, daß die Nebenkammern mit jeweils einer Arbeitskammer über zumindest ein Einlaßventil kommunizieren, das einen übertritt des komprimierten Fluids von beiden Nebenkammern in die jeweilige Arbeitskammer ermöglicht.According to the invention this object is achieved with respect to the aforementioned reciprocating engine, characterized in that the secondary chambers communicate with a respective working chamber via at least one inlet valve, which allows a transfer of the compressed fluid from both secondary chambers into the respective working chamber.

Bei der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine sind die einzelnen in dem Gehäuse umlaufenden Kolben um eine gemeinsame Schwenkachse verschwenkbar, die im wesentlichen auf einem Durchmesser des kugelförmigen Gehäuses liegt, wodurch die Kolben eine gehäusemittige Lagerung besitzen.In the case of the oscillating-piston engine according to the invention, the individual pistons circulating in the housing are pivotable about a common pivot axis, which lies essentially on a diameter of the spherical housing, as a result of which the pistons have a housing-centered bearing.

Die Kolben der ertindungsgemaßen Schwenkkolbenmasohine werden aufgrund ihrer gehäusemittigen Lagerung gegen die auf die Kolben wirkenden Zentrifugalkräfte zur Gehäusemitte hin abgestützt, wodurch die Kolben mit wesentlich geringerer Reibung laufen können. Darüber hinaus ist das Gehäuse der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine kugelförmig ausgebildet, was den Vorteil hat, daß die Gesamtanordnung der Kolben in Verbindung mit ihrer gehäusemittigen Lagerung mit einer besonders homogenen massenverteilung ausgebildet werden kann. Des weiteren bietet die kugelförmige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine den vorteil eines größtmöglichen Arbeitsvolumens bei wesentlich kompakterer Gesamtabmessung der Schwenkkolbenmaschine. Die einzelnen Arbeitskammern können somit mit großen Volumina bei kleinstmöglichen Gesamtabmessungen der Schwenkkolbenmaschine ausgestaltet werden. Ein noch weiterer Vorteil der kugelförmigen Ausgestaltung ist, daß bezüglich der Stellung der gemeinsamen Schwenkachse relativ zur umlaufachse eine weitestgehend freie Wahl besteht.The pistons of the ertindungsgemaßen Schwenkkolbenmasohine be supported due to their housing-centered bearing against the force acting on the piston centrifugal forces towards the housing center, whereby the piston can run with much less friction. In addition, the housing of the oscillating piston engine according to the invention is spherical, which has the advantage that the overall arrangement of the piston can be formed in conjunction with their housing-centered storage with a particularly homogeneous mass distribution. Furthermore, the spherical configuration of the oscillating-piston engine according to the invention offers the advantage of the largest possible working volume with a substantially more compact overall dimension of the oscillating-piston engine. The individual working chambers can thus be designed with large volumes with the smallest possible overall dimensions of the oscillating piston engine. Yet another advantage of the spherical configuration is that with respect to the position of the common pivot axis relative to the axis of rotation a largely free choice exists.

Jeder Kolben weist eine sich radial erstreckende Arbeitsseite und eine von dieser abgewandte Rückseite auf, wobei eine jeweilige Arbeitskammer zwischen jeweils zwei einander gegenüberliegenden Arbeitsseiten und dem Gehäuse ausgebildet ist, während zwischen jeweils zwei Rückseiten benachbarter Kolben und dem Gehäuse jeweils eine sich gegenläufig zu den Arbeitskammern im Volumen vergrößernde bzw. verkleinernde Nebenkammer ausgebildet ist.Each piston has a radially extending working side and a rear side facing away from this, wherein a respective working chamber between two opposite working sides and the housing is formed, while between each two rear sides of adjacent pistons and the housing in each case a counter to the working chambers in Volume-increasing or decreasing secondary chamber is formed.

Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß die zwischen jeweils zwei Rückseiten benachbarter zweier Kolben ausgebildeten Nebenkammern, die sich bei der hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der einzelnen Kolben hinsichtlich ihres Volumens gegenläufig zu den Arbeitskammern verhalten, in denen die Arbeitstakte des Ansaugens, Verdichtens, Expandierens und Ausstoßens erfolgen, für verschiedene Zwecke genutzt werden können, nämlich einerseits zur Kühlung der Kolben, oder als Druckkammern, wie in nachfolgend noch zu beschreibenden Ausgestaltungen vorgesehen ist.The advantage of this measure is that the formed between two backs of two adjacent two piston secondary chambers, which in the back and forth Pivoting movements of the individual pistons behave in relation to their volume in opposite directions to the working chambers, in which the working cycles of suction, compression, expansion and ejection can be used for different purposes, namely on the one hand for cooling the piston, or as pressure chambers, as in hereafter descriptive embodiments is provided.

Die zuvor erwähnten Nebenkammern sind mit einem Fluid, vorzugsweise Luft, beflutbar.The aforementioned secondary chambers can be flooded with a fluid, preferably air.

Im Fall, daß die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine als Verbrennungsmotor verwendet wird, kann durch diese Maßnahme in vorteilhafter Weise in die Nebenkammern Frischluft zur Kühlung der Kolbenrückseiten, der Gehäuseinnenwand sowie der mittigen Kolbenlager eingeleitet werden. Hieraus ergibt sich vorteilhafterweise eine Erhöhung des Gesamt-Wirkungsgrades im Vergleich zu anderen Verbrennungsmotoren bekannter Art.In the event that the oscillating piston engine according to the invention is used as an internal combustion engine can be introduced by this measure in an advantageous manner in the secondary chambers fresh air for cooling the piston rear sides, the housing inner wall and the central piston bearing. This advantageously results in an increase in the overall efficiency in comparison to other internal combustion engines of known type.

Das Fluid wird in der Nebenkammer durch die Schwenkbewegung der zugeordneten Kolben komprimiert.The fluid is compressed in the secondary chamber by the pivotal movement of the associated pistons.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß auf konstruktiv besonders einfache Weise die zumindest eine Nebenkammer nicht nur zu der Kühlung der Kolben, des Gehäuses und der Kolbenlager dient, sondern gleichzeitig als Druckkammer, die im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine als Verbrennungsmotor zur Vorkompression der Verbrennungsluft, die zuvor in die zumindest eine Nebenkammer eingesaugt wurde, dienen kann. In diesem Sinne ist das zuvor genannte Fluid vorzugsweise Frischluft.This measure has the advantage that, in a structurally particularly simple manner, the at least one secondary chamber not only serves to cool the piston, the housing and the piston bearing, but at the same time as a pressure chamber, which in the case of using the oscillating piston engine according to the invention as an internal combustion engine for precompression of the combustion air , which was previously sucked into the at least one secondary chamber, can serve. In this sense, the aforementioned fluid is preferably fresh air.

Die Nebenkammern kommunizieren mit der zumindest einen Arbeitskammer über zumindest ein Einlaßventil, das einen Übertritt des komprimierten Fluids von beiden Nebenkammern in die jeweilige Arbeitskammer ermöglicht.The secondary chambers communicate with the at least one working chamber via at least one inlet valve which allows passage of the compressed fluid from both secondary chambers into the respective working chamber.

Mit dieser Ausgestaltung wird nun der erhebliche vorteil geschaffen, daß die erfindungagemäße Schwenkkolbenmaschine als selbst aufladender Verbrennungsmotor verwendet werden kann. Mit anderen Worten wird ein derartiger Selbstaufladungseffekt bei der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine in die Maschine integriert. Dieser selbstaufladungseffekt wird durch die sich gegenläufig zu den Arbeitskammern vergrößernden bzw. verkleinernden Nebenkammern ermöglicht. Das in der zumindest einen Nebenkammer vorkomprimierte Fluid, beispielsweise vorkomprimierte Verbrennungsluft, kann dann komprimiert in die zumindest eine Arbeitskammer übertreten, beispielsweise wenn diese sich gerade im Ansaugtakt oder am Ende desselben befindet. Mit anderen Worten kann die Verbrennungsluft bereits mit einem vordruck in die zumindest eine Arbeitskammer geladen werden, so daß auf diese Weise Kompressionsdrücke erreichbar werden, die für einen Betrieb der erfindungsgemäßen schwenkkolbenmaschine als Dieselmotor ausreichen können. Der Selbstaufladeeffekt kann im Rahmen dieser bevorzugten Ausgestaltung ohne den Anbau eines Ladeluftkompressors bewerkstelligt werden, wodurch eine Selbstaufladung der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine mit geringstem konstruktivem Aufwand ermöglicht wird.With this embodiment, the considerable advantage is now created that the erfindungagemäße oscillating piston engine can be used as a self-boosting internal combustion engine. In other words, such a self-charging effect is integrated into the machine in the oscillating-piston engine according to the invention. This self-charging effect is made possible by the secondary chambers which increase or decrease in the opposite direction to the working chambers. The precompressed in the at least one secondary chamber fluid, for example, precompressed combustion air, then compressed into the at least one working chamber, for example, if this is just in the intake stroke or at the end thereof. In other words, the combustion air can be loaded with a pre-pressure in the at least one working chamber, so that in this way compression pressures can be achieved, which may be sufficient for operation of the rotary piston engine according to the invention as a diesel engine. The Selbstaufladeeffekt can be accomplished in the context of this preferred embodiment without the cultivation of a charge air compressor, whereby a self-charging of the oscillating piston engine according to the invention with minimal design effort is possible.

In einer bevorzugten Ausgestaltung verläuft die gemeinsame Schwenkachse der Kolben zur Umlaufachse schräg oder senkrecht.In a preferred embodiment, the common pivot axis of the piston is inclined or perpendicular to the axis of rotation.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich das Zusammenspiel zwischen den hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben und der Umlaufbewegung der Kolben konstruktiv einfach und kinematisch günstig realisieren läßt. Während die schräge oder senkrechte Anordnung bevorzugt ist, ist es jedoch auch denkbar, die gemeinsame Schwenkachse der Kolben und die gemeinsame Umlaufachse parallel verlaufen, bspw. zusammenfallen zu lassen. Allen Ausgestaltungen ist jedoch gemeinsam, daß der Winkel zwischen der Schwenkachse und der umlaufachse während des Laufes der Schwenkkolbenmaschine unveränderlich ist. Der Vorteil einer senkrechten Anordnung der Schwenkachse zur Umlaufachse besteht darin, daß sich die hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben nicht als Beschleunigungs- oder verzögerungsmomente auf die Umlaufbewegung um die Umlaufachse auswirken, wodurch ein sehr ruhiger Lauf der Schwenkkolbenmaschine erreicht wird.This measure has the advantage that the interaction between the reciprocating pivotal movements of the piston and the orbital motion of the piston can be realized structurally simple and kinematically low. While the oblique or vertical arrangement is preferred, it is also conceivable, the common pivot axis of the piston and the common axis of rotation are parallel, for example, to coincide. Allen configurations, however, have in common that the angle between the pivot axis and the axis of rotation during the course of the oscillating piston engine is fixed. The advantage of a vertical arrangement of the pivot axis to the axis of rotation is that the reciprocating pivotal movements of the pistons do not act as acceleration or deceleration moments on the orbital motion about the axis of rotation, whereby a very smooth running of the oscillating piston engine is achieved.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Kolben an einem die Schwenkachse bildenden Achszapfen verschwenkbar gelagert, der mit einer die umlaufachse bildenden Welle drehfest um die umlaufachse verbunden ist.In a further preferred embodiment, the pistons are pivotably mounted on a pivot pin forming the pivot axis, which is rotatably connected to the axis forming a rotating shaft about the axis of rotation.

Hierbei ist die konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung von Vorteil. Sofern die Schwenkachse der Kolben die Umlaufachse im wesentlichen senkrecht schneidet, wie in einer bevorzugten Ausgestaltung zuvor erwähnt wurde, ist der die Schwenkachse bildende Achszapfen entsprechend senkrecht zur die Umlaufachse bildenden welle angeordnet und mit dieser um die umlaufachse drehfest verbunden.Here, the structurally particularly simple embodiment of advantage. If the pivot axis of the piston intersects the axis of revolution essentially perpendicularly, as was mentioned above in a preferred embodiment, the pivot pin forming the pivot axis is correspondingly arranged perpendicular to the shaft forming the revolving axis and rotatably connected thereto by the revolving axis.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die welle aus dem Gehäuse herausgeführt.In a further preferred embodiment, the shaft is led out of the housing.

Hierbei ist von vorteil, daß die die gemeinsame Umlaufachse bildende Welle gleichzeitig als An- bzw. Abtriebsachse dienen kann. Die Umlaufbewegung der Kolben in dem Gehäuse kann somit ohne Zwischenglieder unmittelbar in eine Drehbewegung der Welle umgesetzt werden, wobei diese Drehbewegung dann außerhalb des Gehäuses als Antriebsenergie abgegriffen werden kann.It is advantageous that the wave forming the common revolving axis can simultaneously serve as the input or output axis. The rotational movement of the pistons in the housing can thus be converted directly into a rotational movement of the shaft without intermediate links, wherein this rotational movement can then be tapped outside the housing as drive energy.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung endet die Welle etwa gehäusemittig.In a further preferred embodiment, the shaft ends approximately on the housing center.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß für die Welle am Gehäuse nur ein Lager benötigt wird, wodurch der konstruktive Aufwand der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine noch weiter verringert ist.This embodiment has the advantage that only one bearing is needed for the shaft on the housing, whereby the design effort of the oscillating piston engine according to the invention is further reduced.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind jeweils zwei bezüglich der Gehäusemitte im wesentlichen diametral gegenüberliegende Kolben zu einem Doppelkolben fest miteinander verbunden.In a further preferred embodiment, in each case two with respect to the center of the housing substantially diametrically opposed pistons are firmly connected to a double piston.

Bei dieser Ausgestaltung erstrecken sich demnach die beiden Kolben eines Doppelkolbens von der Schwenkachse ausgehend im wesentlichen radial in entgegengesetzte Richtung zur jeweils gegenüberliegenden Gehäuseinnenwand. Der Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, daß für zwei Kolben nur die halbe Anzahl an Lagerringen benötigt wird, wodurch einerseits der Platzbedarf zur Lagerung der Kolben um die Schwenkachse verringert ist und zudem weniger Teile für die Lagerung der Kolben benötigt werden.In this embodiment, therefore, the two pistons of a double piston extending from the pivot axis substantially radially in the opposite direction to the respective opposite housing inner wall. The advantage of this measure is that only half the number of bearing rings is required for two pistons, which on the one hand, the space required for mounting the piston is reduced about the pivot axis and In addition, fewer parts are needed for the storage of the pistons.

In dem Gehäuse sind insgesamt vier Kolben in angeordnet, wobei in Verbindung mit der zuvor genannten bevorzugten Ausgestaltung dann zwei Doppelkolben in dem Gehäuse angeordnet sind. Diese beiden Doppelkolben überkreuzen sich etwa in Form eines x an der gemeinsamen schwenkachse.In the housing, a total of four pistons are arranged in, in conjunction with the aforementioned preferred embodiment then two double pistons are arranged in the housing. These two double pistons intersect approximately in the form of an x on the common pivot axis.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Kolben beim umlaufen in dem Gehäuse entlang zumindest einer am Gehäuse ausgebildeten Steuerkurve zum Steuern der hin- und hergehenden Schwenkbewegungen geführt.In a further preferred embodiment, the pistons are guided during rotation in the housing along at least one control cam formed on the housing for controlling the reciprocating pivoting movements.

Das vorsehen der Steuerkurve hat den Vorteil, daß die Schwenkbewegungen der einzelnen Kolben in definierter weise exakt gesteuert sind. Das vorsehen der zumindest einen Steuerkurve am Gehäuse unterscheidet sich von der eingangs genannten bekannten Schwenkkolbenmaschine, bei der ein gehäusefestes Kurvenstück mittig im Gehäuse angeordnet ist. Bei der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine sind die Kolben dagegen gehäusemittig um die gemeinsame Schwenkachse gelagert, und die steuerkurve ist am Gehäuse ausgebildet, wodurch die Schwenkbewegungen der Kolben mit einem großen Hub erfolgen können.The provision of the control cam has the advantage that the pivoting movements of the individual pistons are precisely controlled in a defined manner. The provision of the at least one control cam on the housing differs from the aforementioned known oscillating piston engine, in which a housing-fixed curved piece is arranged centrally in the housing. In the case of the oscillating-piston engine according to the invention, by contrast, the pistons are mounted on the housing center around the common pivot axis, and the control cam is formed on the housing, as a result of which the pivoting movements of the pistons can take place with a large stroke.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die Steuerkurve als zumindest eine in das Gehäuse eingebrachte Nut ausgebildet ist, in die jeweils zumindest ein dem jeweiligen Kolben zugeordnetes kolbenfestes Führungsglied eingreift.It is preferred if the control cam is formed as at least one introduced into the housing groove, in each of which engages at least one piston member associated with the piston-fixed guide member.

Das vorsehen einer Nut in der wand des Gehäuses hat den Vorteil, daß das jeweilige in die Nut eingreifende kolbenfeste Führungsglied zweiseitig geführt ist, nämlich an den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden der Nut.The provision of a groove in the wall of the housing has the advantage that the respective engaging in the groove piston-fixed guide member is guided on two sides, namely on the two opposite side walls of the groove.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Führungsglied zumindest eine Laufrolle auf, oder das Führungsglied ist als Gleitlager ausgebildet.In a further preferred embodiment, the guide member has at least one roller, or the guide member is formed as a sliding bearing.

Wenn das Führungsglied zumindest eine Laufrolle aufweist, besteht der Vorteil darin, daß die Führung der einzelnen Kolben in der Nut mit sehr geringer Reibung erfolgt, wodurch Energieverluste beim umlaufen der Kolben in dem Gehäuse verringert sind.If the guide member has at least one roller, the advantage is that the leadership of the individual pistons in the groove is carried out with very little friction, whereby energy losses are reduced when revolving the piston in the housing.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Führungsglied zwei Laufrollen aufweist, von denen die eine mit der einen Seitenfläche der Nut und die andere mit der gegenüberliegenden Seitenfläche der Nut in Kontakt steht.It is particularly preferred if the guide member has two rollers, one of which is in contact with one side surface of the groove and the other with the opposite side surface of the groove.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die beiden einzelnen Laufrollen beim Laufen in der Nut ihre Drehrichtung nicht umkehren müssen, je nachdem, ob sie mit der einen Seitenfläche oder der anderen Seitenfläche der Nut in Kontakt kommen. Bei der vorliegenden Ausgestaltung steht die eine Laufrolle stets mit der einen seitenfläche der Nut in Kontakt, woraus eine über einen vollen Umlauf der Laufrolle in der Nut gesehen gleiche Drehrichtung dieser Laufrolle resultiert, während die andere Laufrolle stets mit der gegenüberliegenden Seitenfläche in Kontakt steht, und auch diese während des Umlaufs in der Nut somit keine Drehrichtungsumkehr erfährt.This measure has the advantage that the two individual rollers do not have to reverse their direction of rotation when running in the groove, depending on whether they come into contact with the one side surface or the other side surface of the groove. In the present embodiment, the one roller is always in contact with the one side surface of the groove, resulting in a same over a full rotation of the roller in the groove same direction of rotation of this roller results, while the other roller is always in contact with the opposite side surface, and this also during rotation in the groove thus undergoes no reversal of direction.

Im zusammenhang mit einer der zuvor genannten Ausgestaltungen, wonach jeweils zwei Kolben zu einem Doppelkolben zusammengefaßt sind, ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß jeder Doppelkolben nur ein Führungsglied aufweist.In connection with one of the aforementioned embodiments, according to which two pistons are combined to form a double piston, it is provided in a further preferred embodiment that each double piston has only one guide member.

Auch dies ist ein Vorteil der Zusammenfassung jeweils zweier Kolben zu einem Doppelkolben, weil nur ein Führungsglied pro Doppelkolben und daraus resultierend sogar nur insgesamt eine Steuerkurve für zwei Doppelkolben erforderlich ist, wodurch der konstruktive Aufwand noch weiter verringert ist.Again, this is an advantage of the combination of two pistons to a double piston, because only one guide member per double piston and, consequently, only a total of a control curve for two double piston is required, whereby the design complexity is further reduced.

Alternativ zu der Ausgestaltung der Steuerkurve als in das Gehäuse eingebrachte Nut kann die Steuerkurve auch bevorzugt als zumindest ein vom Gehäuse nach innen vorragender Vorsprung ausgebildet sein, an dem die Kolben entlang geführt sind.As an alternative to the design of the control cam as introduced into the housing groove, the control cam may also be preferably formed as at least one projecting from the housing inwardly projection on which the pistons are guided along.

Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß die Kolben direkt mit einer kolbeneigenen Fläche ohne das Vorsehen einer Laufrolle an dem nach innen vorragenden Vorsprung geführt werden können, wodurch eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung der Schwenkkolbenmaschine erreicht wird.The advantage of this measure is that the pistons can be guided directly with a piston own surface without the provision of a roller on the inwardly projecting projection, whereby a structurally particularly simple embodiment of the oscillating piston engine is achieved.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Kolben derart ausgebildet, daß die von jeweils zwei benachbarten Kolben gebildete Arbeitskammer kugelkeilförmig ausgebildet ist, und daß die Breite der Arbeitskammer in der Ebene senkrecht zur schwenkachse der Kolben veränderlich ist.In a further preferred embodiment, the pistons are designed such that the working chamber formed by two adjacent pistons is formed kugelkeilförmig, and that the width of the working chamber in the plane perpendicular to the pivot axis of the piston is variable.

Diese Ausgestaltung der Kolben führt zu einem im Vergleich zu der eingangs genannten bekannten Schwenkkolbenmaschine vergrößerten Arbeitsvolumen, was im Falle einer Verwendung der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine als Verbrennungsmotor zu einer erhöhten Leistungsabgabe führen kann.This embodiment of the piston leads to an enlarged compared to the aforementioned known oscillating piston engine working volume, which in the case of use of the Inventive oscillating piston engine can lead to an increased power output as an internal combustion engine.

In einer weiteren konstruktiv einfachen Ausgestaltung ist an dem Gehäuse zumindest ein Einlaßventil zum Befluten der Nebenkammern vorhanden.In a further structurally simple embodiment, at least one inlet valve for flooding the secondary chambers is provided on the housing.

Dieses Einlaßventil kann aufgrund der Tatsache, daß sich auch die zumindest eine Nebenkammer infolge der hin- und Schwenkbewegung im volumen vergrößert und verkleinert als einfaches Rückschlag- bzw. Flatterventil ausgebildet sein, weil sich durch die ständige alternierende Volumenänderung abwechselnd ein unterdruck und ein Überdruck einstellen, über die das Einlaßventil selbsttätig gesteuert wird. Auf diese Weise können aufwendige Ventilsteuerungen, wie beispielsweise eine Nockenwelle oder sogar aufwendige Ventile, wie beispielsweise Magnetventile, eingespart werden.Due to the fact that the at least one secondary chamber as a result of the reciprocating movement in the volume increases and decreases in size, this inlet valve can also be designed as a simple check valve or flutter valve, because a negative pressure and an overpressure occur alternately as a result of the constant alternating volume change. over which the intake valve is automatically controlled. In this way, expensive valve controls, such as a camshaft or even expensive valves, such as solenoid valves, can be saved.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kommuniziert die zumindest eine Nebenkammer mit der zumindest einen Arbeitskammer über eine gehäuseaußenseitig angeordnete Leitung, wobei das zumindest eine Einlaßventil, durch das Fluid von der Nebenkammer in die Arbeitskammer übertritt, am Gehäuse angeordnet ist.In a further preferred embodiment, the at least one secondary chamber communicates with the at least one working chamber via a line arranged on the outside of the housing, wherein the at least one inlet valve, through which fluid passes from the secondary chamber into the working chamber, is arranged on the housing.

In einer dazu alternativen bevorzugten Ausgestaltung kommuniziert die zumindest eine Nebenkammer mit der zumindest einen Arbeitskammer durch den dazwischen liegenden Kolben hindurch, wobei das Einlaßventil, durch das das Fluid von der Nebenkammer in die Arbeitskammer übertritt, am Kolben angeordnet ist.In an alternative preferred embodiment, the at least one secondary chamber communicates with the at least one working chamber through the intermediate piston, wherein the inlet valve, through which the fluid passes from the secondary chamber into the working chamber, is arranged on the piston.

Während die erste Ausgestaltung den Vorteil hat, daß die Kolben konstruktiv einfacher fertigbar sind, weil keine Ventile in die Kolben integriert werden müssen, sondern nur ein zusätzliches Einlaßventil am Gehäuse vorgesehen werden muß, hat die zweite Ausgestaltung den Vorteil, daß als Einlaßventil wiederum einfache Rückschlag- bzw. Flatterventile verwendet werden können, und die Funktion dieser Ventile vom Umgebungsdruck des Gehäuses unabhängig ist. Bei der ersten Ausgestaltung wird hingegen vorzugsweise ein gesteuertes Ventil in Form eines Magnetventils oder im einfachen Fall ein über eine Nockenwelle gesteuertes Ventil verwendet.While the first embodiment has the advantage that the pistons are structurally easier manufacturable, because no valves must be integrated into the piston, but only an additional inlet valve must be provided on the housing, the second embodiment has the advantage that as an intake valve again simple setback - or flutter valves can be used, and the function of these valves is independent of the ambient pressure of the housing. In the first embodiment, however, preferably a controlled valve in the form of a solenoid valve or, in the simple case, a valve controlled via a camshaft is used.

Bei der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine sind die Kolben zur Erzielung großvolumiger Arbeitskammern vorzugsweise derart angeordnet, daß jeweils zwei benachbarte Kolben sich aufgrund der Schwenkbewegungen abwechselnd aufeinander zu und voneinander wegbewegen.In the case of the oscillating-piston engine according to the invention, the pistons for achieving large-volume working chambers are preferably arranged such that two adjacent pistons alternately move towards and away from one another due to the pivoting movements.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages and features will become apparent from the following description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die 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 is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the combination given, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine teilweise aufgebrochene perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und in einer ersten Betriebsstellung der Kolben;
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 ohne Gehäuse;
Fig. 3: eine perspektivische Explosionsdarstellung der in Fig. 2 dargestellten Komponenten der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1;
Fig. 4: eine weitere perspektivische Explosionsdarstellung der Komponenten der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 3 unter weiterer Weglassung von Bauteilen;
Figuren 5a) und 5b): einen Doppelkolben der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung, wobei die Darstellung in Fig. 5b) gegenüber der Darstellung in Fig. 5a) um 90° gedreht ist;
Figuren 6a) und 6b): perspektivische hälftig aufgebrochene Darstellungen des Gehäuses der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 in Alleinstellung, wobei Fig. 6a) das Gehäuse außenseitig und Fig. 6b) das Gehäuse innenseitig zeigt;
Fig. 7: einen Schnitt durch die Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 entlang einer zur Umlaufachse der Kolben parallelen und zur Schwenkachse der Kolben senkrechten Ebene;
Fig. 8: einen Schnitt durch die Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 entlang einer zur Schwenkachse der Kolben parallelen und zur Umlaufachse senkrechten Ebene;
Figuren 9a) bis 9d): schematische Darstellungen des Funktionsprinzips der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Umlaufachse und quer zur Schwenkachse der Kolben;
Figuren 10a) bis 10d): schematisierte Darstellungen des Funktionsprinzips der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 in einem Schnitt parallel zur Schwenkachse und quer zur Umlaufachse der Kolben, wobei die einzelnen in Figuren 10a) bis 10d) dargestellten Betriebsstellungen den in Figuren 9a) bis 9d) dargestellten Betriebsstellungen entsprechen;
Fig. 11: eine schematische Darstellung der Charakteristik der Steuerkurve, über die die Schwenkbewegungen der Kolben gesteuert werden;
Figuren 12 bis 14: perspektische Darstellungen der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 in den Figuren 9 und 10 entsprechenden verschiedenen Betriebsstellungen der Kolben;
Fig. 15: eine Fig. 7 entsprechende Schnittdarstellung einer Schwenkkolbenmaschine gemäß einem gegenüber der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 geringfügig abgewandelten Ausführungsbeispiel;
Fig. 16: die Schwenkkolbenmaschine in Fig. 15 in einer gegenüber Fig. 15 veränderten Betriebsstellung der Kolben;
Fig. 17: die Schwenkkolbenmaschine in Figuren 15 und 16 in einer gegenüber Figuren 15 und 16 weiter veränderten Betriebsstellung der Kolben;
Fig. 18: eine Fig. 7 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer gegenüber der Schwenkkolbenmaschine in Fig. 1 geringfügig abgewandelten Ausführungsbeispiels einer Schwenkkolbenmaschine; und
Fig. 19: eine Fig. 8 entsprechende Schnittdarstellung eines noch weiteren Ausführungsbeispiels einer Schwenkkolbenmaschine.

Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail with reference to this. Show it:

Fig. 1: a partially broken overall perspective view of a rotary piston engine according to the invention according to a first embodiment and in a first operating position of the piston;
Fig. 2: a perspective view of the oscillating piston engine in Figure 1 without housing.
Fig. 3: an exploded perspective view of the components shown in Figure 2 of the oscillating piston engine in Fig. 1.
Fig. 4: a further perspective exploded view of the components of the oscillating piston engine in Figure 3 with further omission of components.
FIGS. 5a) and 5b): a double piston of the oscillating piston engine in Figure 1 in a perspective view, wherein the illustration in Figure 5b) relative to the illustration in Figure 5a) is rotated by 90 ° ..;
FIGS. 6a) and 6b): perspective half-broken views of the housing of the oscillating piston engine in Figure 1 alone, with Fig. 6a) the outside of the housing and Fig. 6b) shows the housing inside;
Fig. 7: a section through the oscillating piston engine in Figure 1 along a plane parallel to the axis of rotation of the piston and perpendicular to the pivot axis of the piston plane.
Fig. 8: a section through the oscillating piston engine in Figure 1 along a plane parallel to the pivot axis of the piston and perpendicular to the axis of rotation.
FIGS. 9a) to 9d): schematic representations of the operating principle of the oscillating piston engine in Figure 1 in a section along the axis of rotation and transversely to the pivot axis of the piston ..;
FIGS. 10a) to 10d): in a section parallel to the pivot axis and transversely to the axis of rotation of the piston, the individual operating positions shown in Figures 10a) to 10d) correspond to the operating positions shown in Figures 9a) to 9d);
Fig. 11: a schematic representation of the characteristic of the control cam over which the pivoting movements of the piston are controlled;
FIGS. 12 to 14: perspective views of the oscillating piston engine in Figure 1 in Figures 9 and 10 corresponding to different operating positions of the pistons.
Fig. 15: a sectional view corresponding to FIG. 7 of a rotary piston machine according to an embodiment which is slightly modified with respect to the oscillating piston engine in FIG. 1;
Fig. 16: the oscillating piston engine in Figure 15 in a relation to Figure 15 changed operating position of the piston ..;
Fig. 17: the oscillating piston engine in Figures 15 and 16 in a relation to Figures 15 and 16 further modified operating position of the piston;
Fig. 18: a representation corresponding to Fig. 7 of a further embodiment of a relative to the oscillating piston engine in Figure 1 slightly modified embodiment of a rotary piston engine ..; and
Fig. 19: a Fig. 8 corresponding sectional view of a still further embodiment of a rotary piston machine.

Mit Bezug auf Figuren 1 bis 8 wird nachfolgend die Ausgestaltung einer mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenen Schwenkkolbenmaschine näher beschrieben. Die Schwenkkolbenmaschine 10 dient als Verbrennungsmotor, kann jedoch auch in anderen Anwendungen beispielsweise als Kompressor Verwendung finden.With reference to Figures 1 to 8, the embodiment of a provided with the general reference numeral 10 oscillating piston engine will be described in more detail below. The oscillating piston engine 10 serves as an internal combustion engine, but can also be used in other applications, for example as a compressor.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 weist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 12 versehenes Gehäuse auf, das aus einer ersten Gehäusehälfte 14 und einer zweiten Gehäusehälfte 16 zusammengesetzt ist.The oscillating piston engine 10 has a housing provided with the general reference numeral 12, which is composed of a first housing half 14 and a second housing half 16.

Die beiden Gehäusehälften 14 und 16 sind über einen jeweiligen Ringflansch 18 bzw. 20 fest miteinander verbunden.The two housing halves 14 and 16 are connected via a respective annular flange 18 and 20 firmly together.

Eine Innenwand 22 des Gehäuses 12 ist kugelförmig ausgebildet. Auch außenseitig weist das Gehäuse 12 der Schwenkkolbenmaschine 10 eine Kugelsymmetrie auf.An inner wall 22 of the housing 12 is spherical. Also on the outside, the housing 12 of the oscillating piston engine 10 has a ball symmetry.

In Fig. 1 ist das Gehäuse 12 teilweise aufgebrochen dargestellt, so daß in Fig. 1 weitere Einzelheiten der Schwenkkolbenmaschine 10 innerhalb des Gehäuses 12 zu sehen sind.In Fig. 1, the housing 12 is shown partially broken away, so that in Fig. 1 further details of the oscillating piston engine 10 can be seen within the housing 12.

In dem Gehäuse 12 ist eine Mehrzahl und sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Kolben 24, 26, 28 und 30 angeordnet, wobei der Kolben 30 in Fig. 1 verdeckt ist, und bspw. in der perspektivischen Explosionsdarstellung in Fig. 4 bzw. in Fig. 7 erkennbar ist.In the housing 12 is a plurality and four pistons 24, 26, 28 and 30 are arranged in the present embodiment, wherein the piston 30 is concealed in Fig. 1, and, for example. In the exploded perspective view in Fig. 4 and in Fig. 7 is recognizable.

Es sind jeweils zwei Kolben fest miteinander zu einem Doppelkolben verbunden, und zwar sind die Kolben 26 und 30 zu einem Doppelkolben fest miteinander verbunden, und ebenso bilden die Kolben 24 und 28 einen einstückigen starren Doppelkolben.There are two pistons firmly connected together to form a double piston, namely the pistons 26 and 30 are firmly connected to a double piston, and also the pistons 24 and 28 form a one-piece rigid double piston.

Die Kolben 24 bis 30 sind um eine gemeinsame Schwenkachse 32 verschwenkbar, und gleichzeitig können die Kolben 24 bis 30 um eine gemeinsame Umlaufachse 34 in dem Gehäuse 12 umlaufen, wobei sich die hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Umlaufbewegung überlagern, wie hiernach noch näher beschrieben wird.The pistons 24 to 30 are pivotable about a common pivot axis 32, and at the same time the pistons 24 to 30 can rotate about a common axis of rotation 34 in the housing 12, wherein the reciprocating pivotal movements of the orbital motion superimpose, as will be described in more detail below ,

Zur schwenkbaren Lagerung weist der aus den Kolben 24 und 28 gebildete Doppelkolben einen mit den beiden Kolben 24 und 28 fest verbundenen Lagerring 36 an einem Ende der Kolben 24 und 28 und einen zweiten Lagerring 38 am gegenüberliegenden Ende der Kolben 24 und 28 auf. Der aus den Kolben 26 und 30 gebildete Doppelkolben ist identisch mit dem aus den Kolben 24 und 28 gebildeten Doppelkolben, und weist entsprechend einen ersten Lagerring 40 und einen zweiten Lagerring 42 auf.For pivotal mounting, the double piston formed from the pistons 24 and 28 has a bearing ring 36 fixedly connected to the two pistons 24 and 28 at one end of the pistons 24 and 28 and a second bearing ring 38 at the opposite end of the pistons 24 and 28. The double piston formed from the pistons 26 and 30 is identical to the double piston formed from the pistons 24 and 28, and correspondingly has a first bearing ring 40 and a second bearing ring 42.

Der aus den Kolben 24 und 28 gebildete erste Doppelkolben und der aus den Kolben 26 und 30 gebildete zweite Doppelkolben sind über die Lagerringe 36 und 38 bzw. 40 und 42 auf einem Achszapfen 44 verschwenkbar gelagert, der die Schwenkachse 32 bildet. Der aus den Kolben 24 und 28 gebildete erste Doppelkolben und der aus den Kolben 26 und 30 gebildete zweite Doppelkolben sind dabei auf dem Achszapfen 44 gegeneinander um 180° verdreht angeordnet, wobei der aus den Kolben 24 und 28 gebildete erste Doppelkolben und der aus den Kolben 26 und 30 gebildete zweite Doppelkolben an dem Achszapfen 44 bzw. der Schwenkachse 32 über Kreuz verlaufen. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, ist die Schwenkbewegung zwischen den einzelnen Kolben 24 bis 30 jeweils paarweise gegensinnig.The first double piston formed from the pistons 24 and 28 and the second double piston formed from the pistons 26 and 30 are pivotably mounted on a journal 44 via the bearing rings 36 and 38 or 40 and 42, which forms the pivot axis 32. The first double piston formed from the pistons 24 and 28 and the second double piston formed from the pistons 26 and 30 are arranged rotated on the journal 44 against each other by 180 °, wherein the first double piston formed from the pistons 24 and 28 and from the piston 26 and 30 formed second double piston on the axle journal 44 and the pivot axis 32 extend crosswise. As will be explained in more detail below, is the pivoting movement between the individual pistons 24 to 30 in pairs in opposite directions.

Die Anordnung aus den Kolben 24 bis 30 und dem Achszapfen 44 ist an den Enden des Achszapfens 44 durch Verschlußkappen 46 und 48 dicht abgeschlossen. Die Verschlußkappen 46 und 48 weisen dazu jeweils einen nach innen vorstehenden Ringflansch 50 auf, der in eine jeweilige Nut 52 an den zweiten Lagerringen 38 und 42 dichtend eingreift. Die Verschlußkappen 46 und 48 bilden außenseitig einen kugelkalottenförmigen Abschluß der Anordnung aus den Kolben 24 und 30 an den beiden Enden des Achszapfens 44, der an die Krümmungsradien der Innenwand 22 des Gehäuses 12 angepaßt ist.The arrangement of the pistons 24 to 30 and the journal 44 is sealed at the ends of the journal 44 by caps 46 and 48. For this purpose, the closure caps 46 and 48 each have an inwardly projecting annular flange 50, which engages in a respective groove 52 on the second bearing rings 38 and 42 in a sealing manner. The caps 46 and 48 form on the outside a kugelkalottenförmigen termination of the arrangement of the pistons 24 and 30 at the two ends of the journal 44, which is adapted to the radii of curvature of the inner wall 22 of the housing 12.

Der Achszapfen 44 ist mit einer Welle 54 verbunden, indem der Achszapfen 44 in eine Bohrung eines Ringes 56 an dem einen Ende der Welle 54 unlösbar eingepreßt ist, so daß der Achszapfen 44 beidendig gleich weit aus dem Ring 56 zu dessen beiden Seiten hervorragt. Die Kolben 24 bis 30 sind mit den Lagerringen 36 bis 42 auf den aus dem Ring 56 beidseitig überstehenden Bereichen des Achszapfens 44 gelagert. Der Ring 56 ist mit der Welle 54 fest verbunden. Der Achszapfen 44 und damit die Schwenkachse 32 verläuft senkrecht zur Umlaufachse 34, die durch die Welle 54 gebildet wird. Bezogen auf die Umlaufachse 34 ist der Achszapfen 44 drehfest mit der Welle 54 verbunden, wobei der Achszapfen 44 jedoch auch bezogen auf die Schwenkachse 32 undrehbar in dem Ring 56 der Welle 54 gehalten ist.The stub axle 44 is connected to a shaft 54 by the axle pin 44 is inextricably pressed into a bore of a ring 56 at one end of the shaft 54 so that the axle pin 44 equally protrudes from the ring 56 to both sides at the same time. The pistons 24 to 30 are mounted with the bearing rings 36 to 42 on the both sides of the ring 56 projecting portions of the axle journal 44. The ring 56 is fixedly connected to the shaft 54. The axle pin 44 and thus the pivot axis 32 extends perpendicular to the revolving axis 34, which is formed by the shaft 54. Relative to the rotational axis 34 of the axle pin 44 is rotatably connected to the shaft 54, wherein the axle pin 44 but also with respect to the pivot axis 32 is held non-rotatably in the ring 56 of the shaft 54.

Die Welle 54 ist gemäß Fig. 1 aus dem Gehäuse 12 herausgeführt und dient als Abtriebswelle für die Schwenkkolbenmaschine 10.The shaft 54 is led out of the housing 12 as shown in FIG. 1 and serves as an output shaft for the oscillating piston engine 10.

An dem Gehäuse 12 ist entsprechend ein rohrförmiger Fortsatz 58 ausgebildet, durch den die Welle 54 aus dem Gehäuse 12 herausgeführt ist. Die Welle 54 ist gemäß Figuren 2 und 3 in dem Fortsatz 58 mittels Lauflagern 60 und 62 mit einer dazwischenliegenden Hülse 64 gelagert.On the housing 12, a tubular extension 58 is correspondingly formed, through which the shaft 54 is led out of the housing 12. The shaft 54 is mounted according to Figures 2 and 3 in the extension 58 by means of bearings 60 and 62 with an intermediate sleeve 64.

Wie aus den Figuren 1 bis 8, insbesondere aus Fig. 7 hervorgeht, endet die Welle 54 innerhalb des Gehäuses 54 gehäusemittig.As is apparent from Figures 1 to 8, in particular from Fig. 7, the shaft 54 terminates within the housing 54 on the housing center.

Der Achszapfen 44 und damit die Schwenkachse 32 gehen durch die Gehäusemitte hindurch, die in Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnet ist. Die Kolben 24 bis 30 sind demnach auf einer gehäusemittigen Schwenkachse 32 verschwenkbar gelagert. Die Umlaufachse 34 geht ebenfalls durch die Gehäusemitte durch und schneidet dort die Schwenkachse 32 senkrecht.The axle pin 44 and thus the pivot axis 32 pass through the housing center, which is designated in FIG. 7 by the reference numeral 66. The pistons 24 to 30 are therefore mounted pivotably on a housing-center pivot axis 32. The revolving axis 34 also passes through the middle of the housing and intersects there the pivot axis 32 perpendicular.

Der bereits zuvor erwähnte erste Doppelkolben wird aus den bezogen auf die Schwenkachse 32 bzw. auf die Gehäusemitte 66 im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Kolben 24 und 28, und der zweite Doppelkolben wird aus den bezogen auf die Schwenkachse 32 bzw. auf die Gehäusemitte 66 im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Kolben 26 und 30 gebildet.The first double piston already mentioned above becomes from the relative to the pivot axis 32 and the housing center 66 substantially diametrically opposed pistons 24 and 28, and the second double piston is from the relative to the pivot axis 32 and the housing center 66 substantially diametrically formed opposite piston 26 and 30.

Der aus den Kolben 24 und 28 gebildete erste Doppelkolben ist weiterhin mit einem kolbenfesten Führungsglied 68 versehen, und ebenso ist der aus den Kolben 26 und 30 gebildete Doppelkolben mit einem Führungsglied 70 vorgesehen. Die Führungsglieder 68 und 70 dienen der Steuerung der hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben 24 bis 30 um die Schwenkachse 32 beim Umlaufen der Kolben 24 bis 30 um die Umlaufachse 34. Die Führungsglieder 68 und 70 sind in der Art von Achsstäben ausgebildet. An dem Führungsglied 68 der Kolben 24 und 28 sind endseitig zwei Laufrollen 72 und 74 angeordnet. Die Laufrolle 72 hat einen größeren Außendurchmesser als die Laufrolle 74. Entsprechend sind an dem Führungsglied 70 endseitig Laufrollen 76 und 78 angeordnet, wobei die Laufrolle 76 einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Laufrolle 78.The first double piston formed from the pistons 24 and 28 is further provided with a piston-fixed guide member 68, and also the double piston formed by the pistons 26 and 30 is provided with a guide member 70. The guide members 68 and 70 serve to control the reciprocal pivotal movements of the pistons 24 to 30 about the pivot axis 32 as the pistons 24 to 30 revolve about the revolution axis 34. The guide members 68 and 70 are formed in the manner of Achsstäben. On the guide member 68 of the piston 24 and 28, two rollers 72 and 74 are arranged end. The roller 72 has a larger outer diameter than the roller 74. Accordingly, on the guide member 70 end rollers 76 and 78 are arranged, wherein the roller 76 has a larger outer diameter than the roller 78th

Über die Laufrollen 72, 74 bzw. 76, 78 greifen die Führungsglieder 68, 70 in eine in der Innenwand 22 des Gehäuses 12 als Nut 80 eingebrachte Steuerkurve zum Steuern der hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben 24 bis 30 ein. Die als Nut 80 ausgebildete Steuerkurve ist dabei an dem Gehäuse um die Umlaufachse 34 zentriert in Verlängerung der Welle 54, d.h. dem Ring 56 der Welle 54 gegenüberliegend angeordnet. Die durch die Nut 80 gebildete Steuerkurve ist eine geschlossene Kurve ohne Kreuzungspunkte und weist etwa die Form eines an diametral gegenüberliegenden Seiten eingeschnürten Kreises auf.Via the rollers 72, 74 and 76, 78 engage the guide members 68, 70 in a in the inner wall 22 of the housing 12 as a groove 80 introduced control cam for controlling the reciprocating pivotal movements of the pistons 24 to 30 a. The control cam formed as a groove 80 is centered on the housing about the revolving axis 34 in extension of the shaft 54, i. the ring 56 of the shaft 54 arranged opposite. The cam formed by the groove 80 is a closed curve without crossing points and has approximately the shape of a constricted on diametrically opposite sides of the circle.

Entsprechend der unterschiedlichen Außendurchmesser der Laufrolle 72 und der Laufrolle 74 und entsprechend dem Unterschied zwischen dem Außendurchmesser der Laufrolle 76 und der Laufrolle 78 weist die Nut 80 eine in radialer Richtung gestufte Form auf, d.h. die Seitenflächen 82 und 84 der Nut 80 weisen eine Stufe auf (vergl. Figuren 12 bis 14). Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Laufrollen 72 und 76 größeren Außendurchmessers beim Umlaufen in der Nut 80 nur an der einen Seitenfläche 84 anliegen, während die Laufrollen 74 und 78 kleineren Außendurchmessers an der gegenüberliegenden Seitenfläche 82 anliegen, so daß die jeweilige Drehrichtung der Laufrollen 72 bis 78 über einen vollen Umlauf durch die Nut 80 die gleiche ist.Corresponding to the different outer diameter of the roller 72 and the roller 74 and corresponding to the difference between the outer diameter of the roller 76 and the roller 78, the groove 80 has a stepped shape in the radial direction, ie, the side surfaces 82 and 84 of the groove 80 have a step (See Figures 12 to 14). The arrangement is made such that the rollers 72 and 76 larger outer diameter when revolving in the groove 80 abut only one side surface 84, while the rollers 74 and 78 of smaller outer diameter abut the opposite side surface 82, so that the respective direction of rotation Casters 72 to 78 over a full revolution through the groove 80 is the same.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, greifen die Führungsglieder 68 und 70 um 180° zueinander versetzt in die Nut 80 ein, wobei dieses Umschlingungswinkelverhältnis von 180° über einen vollen Umlauf der Kolben 24 bis 30 in dem Gehäuse 12 um die Umlaufachse 34 beibehalten wird. Die Form der Nut 80 geht besonders deutlich aus der Darstellung in Figuren 6a) und 6b) hervor, die einen Schnitt durch das Gehäuse 12 entlang einer Ebene senkrecht zur Umlaufachse 34 und parallel zur Schwenkachse 32 zeigen, wobei Fig. 6a) das Gehäuse 12 außenseitig und Fig. 6b) das Gehäuse 12 innenseitig zeigt.As is apparent in particular from FIG. 1, the guide members 68 and 70 engage in the groove 80 offset by 180.degree., This wrap angle ratio of 180.degree. Being maintained over the circulation axis 34 over a full rotation of the pistons 24 to 30 in the housing 12 , The shape of the groove 80 is particularly clear from the illustration in Figures 6a) and 6b) show that show a section through the housing 12 along a plane perpendicular to the axis 34 and parallel to the pivot axis 32, wherein Fig. 6a) the housing 12 on the outside and Fig. 6b) shows the housing 12 inside.

In Figuren 5a) und 5b) ist der aus den Kolben 24 und 28 gebildete Doppelkolben in Alleinstellung gezeigt. Jeder der Kolben 24 bis 30 weist, wie am Beispiel der Kolben 24 und 28 in Fig. 5a) und 5b) dargestellt ist, eine Arbeitsseite und eine dieser gegenüberliegende Rückseite auf.In FIGS. 5a) and 5b), the double piston formed from the pistons 24 and 28 is shown in isolation. Each of the pistons 24 to 30 has, as shown by the example of the pistons 24 and 28 in FIGS. 5a) and 5b), a working side and a rear side opposite thereto.

Für den Kolben 24 ist eine Arbeitsseite mit dem Bezugszeichen 86 bezeichnet. Die Arbeitsseite 86 ist im wesentlichen glatt und plan und erstreckt sich mit seiner größten Abmessung parallel zur Schwenkachse 32. Eine entsprechende identisch ausgebildete Arbeitsseite des Kolbens 28 ist mit dem Bezugszeichen 88 versehen.For the piston 24, a working side is designated by the reference numeral 86. The working side 86 is substantially smooth and flat and extends with its largest dimension parallel to the pivot axis 32. A corresponding identically designed working side of the piston 28 is provided with the reference numeral 88.

Eine der Arbeitsseite 86 des Kolbens 24 gegenüberliegende Rückseite 90 des Kolbens 24 ist mit einer Mehrzahl von zur Rückseite 90 hin offenen Hohlräumen 92 versehen, die jedoch an der Arbeitsseite 86 geschlossen sind. In gleicher Weise ist eine Rückseite 94, die der Arbeitsseite 88 des Kolbens 28 gegenüberliegt, an dem Kolben 28 ausgebildet.A rear side 90 of the piston 24 opposite the working side 86 of the piston 24 is provided with a plurality of cavities 92 which are open toward the rear side 90 but which are closed on the working side 86. In the same way, a rear side 94, which is opposite to the working side 88 of the piston 28, is formed on the piston 28.

Die zuvor beschriebene Ausgestaltung der Kolben 24 und 28 liegt bei den identisch ausgebildeten Kolben 26 und 30 ebenfalls vor.The previously described embodiment of the pistons 24 and 28 is also present in the identically formed pistons 26 and 30.

Zwischen den Arbeitsseiten jeweils benachbarter Kolben 24 bis 30 ist eine Arbeitskammer ausgebildet. Aufgrund der Ausgestaltung der Schwenkkolbenmaschine 10 mit vier Kolben 24 bis 30 sind demnach zwei Arbeitskammern 96 und 98 vorhanden, wobei die Arbeitskammer 96 zwischen den Arbeitsseiten der benachbarten Kolben 24 und 26 und die Arbeitskammer 98 zwischen den Arbeitsseiten der benachbarten Kolben 28 und 30 ausgebildet ist. Die Arbeitskammern 96 und 98 verändern beim Umlaufen der Kolben 24 bis 30 in dem Gehäuse 12 aufgrund der hin- und hergehenden Schwenkbewegungen ihr Volumen zwischen einer in Fig. 7 dargestellten nahezu geschlossenen Stellung mit geringem Volumen und einem maximalen Volumen, das beispielsweise in Fig. 17 bei einer diesbezüglich identisch arbeitenden Schwenkkolbenmaschine 10' dargestellt ist. Aufgrund der hin- und hergehenden Schwenkbewegung bewegen sich jeweils zwei benachbarte Kolben 24 bis 30 abwechselnd aufeinander zu oder voneinander weg.Between the working sides of each adjacent piston 24 to 30, a working chamber is formed. Due to the design of the oscillating piston engine 10 with four pistons 24 to 30 are therefore two working chambers 96 and 98, wherein the working chamber 96 between the working sides of the adjacent pistons 24 and 26 and the working chamber 98 is formed between the working sides of the adjacent pistons 28 and 30. The working chambers 96 and 98 when circulating the pistons 24 to 30 in the housing 12 due to the reciprocating pivotal movements their volume between a shown in Fig. 7 almost closed position with low volume and a maximum volume, for example, in Fig. 17 is shown in an identical working oscillating piston engine 10 'in this respect. Due to the reciprocating pivotal movement, two adjacent pistons 24 to 30 move alternately toward or away from each other.

Die Arbeitskammern 96 und 98 weisen etwa die Form von Kugelkeilen auf, deren Breite in der Ebene senkrecht zur Schwenkachse 32, d.h. in der Ebene der Fig. 7, entsprechend der hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben 24 bis 30 veränderlich ist. Die Arbeitskammern 96 und 98 sind durch die Arbeitsseiten der Kolben 24 bis 30, die Innenwand 22 des Gehäuses 12 und zur Gehäusemitte 66 durch die Lagerringe 36 bis 42, und dem Ring 56 der Welle 54 begrenzt.The working chambers 96 and 98 are approximately in the form of ball wedges whose width in the plane perpendicular to the pivot axis 32, i. in the plane of Fig. 7, according to the reciprocating pivotal movements of the piston 24 to 30 is variable. The working chambers 96 and 98 are bounded by the working sides of the pistons 24 to 30, the inner wall 22 of the housing 12 and the housing center 66 by the bearing rings 36 to 42, and the ring 56 of the shaft 54.

Ferner sind die Arbeitskammern 96 und 98 durch Dichtungen 99 zur Innenwand 22 des Gehäuses 12 und durch Dichtungen 101 zu dem Ring 56 der Welle 54 hin abgedichtet. Eine Abdichtung der Kolben 24 bis 30 gegen die Lagerringe 36 bis 42 erübrigt sich aufgrund der einstückigen Verbindung derselben mit den Kolben 24 bis 30.Further, the working chambers 96 and 98 by seals 99 to the inner wall 22 of the housing 12 and by seals 101 to the ring 56 of the shaft 54 sealed off. A sealing of the piston 24 to 30 against the bearing rings 36 to 42 is unnecessary due to the integral connection of the same with the piston 24 to 30th

Zwischen den Rückseiten jeweils benachbarter der Kolben 24 bis 30 sind Nebenkammern ausgebildet. Entsprechend der Ausgestaltung der Schwenkkolbenmaschine 10 mit insgesamt vier Kolben 24 bis 30 sind zwei Nebenkammern vorhanden, und zwar eine Nebenkammer 100 zwischen dem Kolben 26 und dem Kolben 28 und eine Nebenkammer 102 zwischen dem Kolben 30 und dem Kolben 24. In Umfangsrichtung bezüglich der Schwenkachse 32 gesehen sind beide Arbeitskammern 96 und 98 der Nebenkammer 100 bzw. 102 benachbart.Between the rear sides of respectively adjacent pistons 24 to 30, secondary chambers are formed. According to the embodiment of the oscillating piston engine 10 with a total of four pistons 24 to 30, two secondary chambers are present, namely an auxiliary chamber 100 between the piston 26 and the piston 28 and a secondary chamber 102 between the piston 30 and the piston 24. In the circumferential direction with respect to the pivot axis 32nd seen both working chambers 96 and 98 of the auxiliary chamber 100 and 102 adjacent.

Aufgrund der Hohlräume 92 an den Rückseiten der Kolben 24 bis 30 wird für die Nebenkammern 100 und 102 ein möglichst großes Volumen genutzt. Die Nebenkammern 100 und 102 vergrößern bzw. verkleinern sich bezüglich ihres Volumens gegenläufig zu den Arbeitskammern 96 und 98. Die Volumina der Arbeitskammern 96 und 98 vergrößern und verkleinern sich beim Umlaufen der Kolben 24 bis 30 in dem Gehäuse 12 um die Umlaufachse 34 gleichsinnig, und auch die Nebenkammern 100 und 102 vergrößern und verkleinern sich gleichsinnig.Due to the cavities 92 on the rear sides of the pistons 24 to 30, the largest possible volume is used for the secondary chambers 100 and 102. The secondary chambers 100 and 102 increase or decrease in volume in opposite directions to the working chambers 96 and 98. The volumes of the working chambers 96 and 98 increase and decrease during rotation of the pistons 24 to 30 in the housing 12 about the axis 34 in the same direction, and also the secondary chambers 100 and 102 enlarge and shrink in the same direction.

Die Nebenkammern 100 und 102 sind mit einem Fluid, vorzugsweise Luft, beflutbar.The secondary chambers 100 and 102 can be flooded with a fluid, preferably air.

Dazu ist an dem Gehäuse 12 ein der Nebenkammer 100 zugeordnetes Einlaßventil 104 in einem am Gehäuse 12 ausgebildeten Ventilgehäuse 106 vorhanden. Das Einlaßventil 104 ist ein Flatterventil, das in Richtung eines Pfeiles 108 vorgespannt ist. Das Einlaßventil 104 wird durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse zwischen der Nebenkammer 100 und dem Raum außerhalb des Gehäuses 12 gesteuert. Entsprechend ist der Nebenkammer 102 ein weiteres Einlaßventil 110 zugeordnet, das ebenfalls am Gehäuse 12 in einem darin ausgebildeten Ventilgehäuse 112 angeordnet ist. Auch das Einlaßventil 110 ist ein Flatterventil, und seine Funktionsweise entspricht derjenigen des Einlaßventils 104.For this purpose, on the housing 12 of the auxiliary chamber 100 associated inlet valve 104 in a housing 12 formed on the valve housing 106 is present. The inlet valve 104 is a flutter valve, which is biased in the direction of an arrow 108. The intake valve 104 is controlled by the different pressure ratios between the sub-chamber 100 and the space outside the housing 12. Accordingly, the secondary chamber 102 is associated with a further inlet valve 110, which is also arranged on the housing 12 in a valve housing 112 formed therein. Also, the intake valve 110 is a flutter valve, and its operation is the same as that of the intake valve 104.

Gemäß Fig. 6 befindet sich das Einlaßventil 104 in einem Gehäusebereich innerhalb der Nut 80.6, the inlet valve 104 is located in a housing portion within the groove 80th

Das durch die Einlaßventile 104 bzw. 110 in die Nebenkammern 100 bzw. 102 eingeleitete Fluid, vorzugsweise Frischluft, dient zunächst der Kühlung der Kolben 24 bis 30, insbesondere deren Lagerringen 38 bis 42 sowie des Achszapfens 44 und der Innenwand 22 des Gehäuses 12, ferner der Kühlung der Laufrollen 72 bis 78 an den Führungsgliedern 68 und 70 der Kolben 24 bis 30.The introduced through the intake valves 104 and 110 in the secondary chambers 100 and 102 fluid, preferably fresh air, initially serves to cool the piston 24 to 30, in particular their bearing rings 38 to 42 and the axle journal 44 and the inner wall 22 of the housing 12, further the cooling of the rollers 72 to 78 on the guide members 68 and 70 of the piston 24 to 30th

Die Nebenkammern 100 und 102 haben in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht nur die Funktion einer Kühlung, sondern dienen auch einer Komprimierung des in die Nebenkammern 100 und 102 eingeleiteten Fluids, d.h. der Frischluft.The sub-chambers 100 and 102 have not only the function of cooling in the illustrated embodiment, but also serve to compress the fluid introduced into the sub-chambers 100 and 102, i.e., to cool them. the fresh air.

Diese Komprimierung tritt ausgehend von der in Fig. 7 dargestellten Lage der Kolben 24 bis 30 dadurch ein, daß sich die Kolben 24 und 26 gemäß Pfeilen 114 und 116 und die Kolben 28 und 30 gemäß Pfeilen 118 und 120 verschwenken, wodurch das Volumen der Nebenkammern 100 und 102 verkleinert wird. Aufgrund des dabei sich kontinuierlich erhöhenden Druckes in den Nebenkammern 100 und 102 werden die Einlaßventile 104 und 110 in ihre Schließstellung (Pfeil 108 in Fig. 7) gedrückt, so daß das Fluid nicht aus den Nebenkammern 100 bzw. 102 durch die Einlaßventile 104 bzw. 110 entweichen kann.This compression occurs starting from the position of the pistons 24 to 30 shown in FIG. 7 in that the pistons 24 and 26 pivot according to arrows 114 and 116 and the pistons 28 and 30 according to arrows 118 and 120, whereby the volume of the secondary chambers 100 and 102 is reduced. Due to the thereby continuously increasing pressure in the secondary chambers 100 and 102, the intake valves 104 and 110 in their closed position (arrow 108 in Fig. 7) is pressed so that the fluid can not escape from the secondary chambers 100 and 102 through the inlet valves 104 and 110, respectively.

Die Nebenkammern 100 und 102 kommunizieren ferner mit den Arbeitskammern 96 und 98 über jeweils eine gehäuseaußenseitig angeordnete Leitung 122 und 124, und über ein Einlaßventil 126, das ein gesteuertes Ventil, beispielsweise ein Magnetventil ist.The secondary chambers 100 and 102 also communicate with the working chambers 96 and 98 via a respective line outside the conduit 122 and 124, and via an inlet valve 126, which is a controlled valve, such as a solenoid valve.

Die Leitung 122 ist mit einem Ende über eine Öffnung 128 in dem Gehäuse 12 mit der Nebenkammer 102 verbunden, während die Leitung 124 über eine Öffnung 130 in dem Gehäuse 12 mit der Nebenkammer 100 verbunden ist. Im Bereich des Einlaßventils 126 laufen die Leitungen 122 und 124 zusammen.The conduit 122 is connected at one end via an opening 128 in the housing 12 to the auxiliary chamber 102, while the conduit 124 is connected via an opening 130 in the housing 12 with the auxiliary chamber 100. In the region of the inlet valve 126, the lines 122 and 124 converge.

Je nachdem welche der Arbeitskammern 96 oder 98 gerade dem Einlaßventil 126 gegenüberliegt, kann das in den Nebenkammern 100 und 102 komprimierte Fluid dann in die entsprechende Arbeitskammer 96 bzw. 98 eingeleitet werden. Auf diese Weise kann Verbrennungsluft vorkomprimiert, d.h. mit einem Überdruck in die Arbeitskammer 96 bzw. 98 eingeblasen werden, wodurch ein Selbstaufladeeffekt der Schwenkkolbenmaschine 10 eintritt.Depending on which of the working chambers 96 or 98 is just opposite the inlet valve 126, the fluid compressed in the secondary chambers 100 and 102 can then be introduced into the corresponding working chamber 96 or 98. In this way combustion air can be pre-compressed, i. be injected with an overpressure in the working chamber 96 and 98, whereby a self-charging effect of the oscillating piston engine 10 occurs.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 weist ferner eine am Gehäuse 12 befestigte Zündkerze 132, eine der Zündkerze 132 unmittelbar benachbarte Einspritzdüse 134 zum Einspritzen von Brennstoff und einen nur in Fig. 8 sichtbaren Auslaß 136 zum Ausstoßen des verbrannten Brennstoff-Luft-Gemisches im Betrieb der Schwenkkolbenmaschine 10.The oscillating piston engine 10 further includes a spark plug 132 fixed to the housing 12, an injector 134 immediately adjacent to the spark plug 132 for injecting fuel, and an exhaust 136 visible only in FIG. 8 for discharging the combusted fuel-air mixture during operation of the oscillating piston engine 10.

Ferner sind gemäß Figuren 7 und 8 in der Welle 54 Bohrungen 138 und 140 und in dem Achszapfen 44 sind Bohrungen 142 bis 150 vorhanden, wobei diese Bohrungen der Ölschmierung der beweglichen Teile dienen.Furthermore, according to Figures 7 and 8 in the shaft 54 holes 138 and 140 and in the journal 44 holes 142 to 150 are provided, these holes are used for oil lubrication of the moving parts.

Mit Bezug auf Figuren 9, 10 und 11 wird hiernach das Funktionsprinzip der Schwenkkolbenmaschine 10 näher beschrieben, wobei die einzelnen Bewegungsabläufe der Kolben 24 bis 30 auch anhand der perspektivischen Darstellungen in Figuren 1 und 12 bis 14 nachvollzogen werden können. Die Darstellungen in Figuren 9 sind stark schematisiert.With reference to FIGS. 9, 10 and 11, the functional principle of the oscillating piston engine 10 will be described in more detail below, wherein the individual movements of the pistons 24 to 30 can also be understood on the basis of the perspective illustrations in FIGS. 1 and 12 to 14. The illustrations in FIG. 9 are highly schematic.

In Figuren 9a), 10a) und in Fig. 1 befinden sich die Kolben 24 und 26 im sogenannten oberen Totpunkt (OT), und die Kolben 28 und 30 befinden sich im unteren Totpunkt (UT). In diesem Zustand weisen die zwischen den Kolben 24 und 26 ausgebildete Arbeitskammer 96 und die zwischen den Kolben 28 und 30 ausgebildete Arbeitskammer 98 ihr minimales Volumen auf. Das Führungsglied 70 des aus den Kolben 26 und 30 gebildeten Doppelkolbens befindet sich in der Nut 80 an deren einem Scheitelpunkt (vergl. Position a) in Fig. 11), während sich das Führungsglied 68 des aus den Kolben 24 und 28 gebildeten Doppelkolbens an dem gegenüberliegenden Scheitelpunkt der Nut 80 befindet (Position c) in Fig. 11).In FIGS. 9a), 10a) and in FIG. 1, the pistons 24 and 26 are in the so-called top dead center (TDC), and the pistons 28 and 30 are in bottom dead center (TDC). In this state, the working chamber 96 formed between the pistons 24 and 26 and the working chamber 98 formed between the pistons 28 and 30 have their minimum volume. The guide member 70 of the double piston formed from the pistons 26 and 30 is located in the groove 80 at one vertex (see Fig. 11a) in Fig. 11), while the guide member 68 of the piston formed from the piston 24 and 28 on the double opposite vertex of the groove 80 is located (position c) in Fig. 11).

In diesem Zustand liegt in der Arbeitskammer 96 verdichtetes Brennstoff-Luft-Gemisch vor, während die Kammer 98 leer ist.In this condition, compressed air-air mixture is present in the working chamber 96 while the chamber 98 is empty.

Wird nun mittels der Zündkerze 132 das in der Arbeitskammer 96 vorhandene Brennstoff-Luft-Gemisch gezündet, versucht die spontan auftretende Druckerhöhung in der Arbeitskammer 96 die Kolben 24 und 26 um die Schwenkachse 32 auseinander zu verschwenken. Aufgrund der Führung des Kolbens 24 und des Kolbens 26 in der Nut 80 bewirkt dies gleichzeitig eine Zwangsführung der Kolben 24 und 26 und damit auch der mit den Kolben 24 und 26 fest verbundene Kolben 28 und 30 entlang der durch die Nut 80 gebildeten Steuerkurve, wodurch die Kolben 24 bis 30 in Richtung von einem Pfeil 152 um die Umlaufachse 34 in Bewegung gesetzt werden, d.h. die Kolben 24 bis 30 bewegen sich um die Umlaufachse 34 von der in Fig. 10a) dargestellten Position in die Fig. 10b) dargestellte Position, die auch in Fig. 12 dargestellt ist. Gleichzeitig mit dieser Umlaufbewegung um die Umlaufachse 34 verschwenken die Kolben 24 und 26 in gegensinniger Weise und ebenso die Kolben 28 und 30 in gegensinniger Weise um die Schwenkachse 32 auseinander, wie aus dem Übergang von Fig. 9a) zu Fig. 9b) hervorgeht. Das durch die Kolben 24 und 26 gebildete Kolbenpaar befindet sich nunmehr im Arbeitstakt des Expandierens, während das durch die Kolben 28 und 30 gebildete Kolbenpaar sich im Arbeitstakt des Ansaugens befindet.If the fuel-air mixture present in the working chamber 96 is now ignited by means of the spark plug 132, the spontaneously occurring increase in pressure in the working chamber 96 attempts to cause the pressure to rise Pistons 24 and 26 about the pivot axis 32 to pivot apart. Due to the guidance of the piston 24 and the piston 26 in the groove 80, this simultaneously causes a positive guidance of the pistons 24 and 26 and thus also with the piston 24 and 26 fixedly connected pistons 28 and 30 along the cam 80 formed by the cam, whereby the pistons 24 to 30 are set in motion in the direction of an arrow 152 about the revolving axis 34, ie the pistons 24 to 30 move around the revolving axis 34 from the position shown in FIG. 10 a) to the position illustrated in FIG. 10 b), which is also shown in Fig. 12. Simultaneously with this orbital movement about the orbital axis 34, the pistons 24 and 26 pivot in opposite directions, as well as the pistons 28 and 30 in opposite directions about the pivot axis 32 apart, as can be seen from the transition from Fig. 9a) to Fig. 9b). The piston pair formed by the pistons 24 and 26 is now in the expansion stroke, while the piston pair formed by the pistons 28 and 30 is in the working stroke of the suction.

Gleichzeitig mit der Volumenvergrößerung der Arbeitskammern 96 und 98 geht eine Volumenverminderung der Nebenkammern 100 und 102 einher. Die durch die Einlaßventile 104 und 110 in die Nebenkammern 100 und 102 bereits eingetretene Luft wird nunmehr in den Nebenkammern 100 und 102 komprimiert.Simultaneously with the increase in volume of the working chambers 96 and 98 is accompanied by a reduction in volume of the secondary chambers 100 and 102. The air which has already entered the secondary chambers 100 and 102 through the inlet valves 104 and 110 is now compressed in the secondary chambers 100 and 102.

In Fig. 9c) sind die Arbeitskammern 96 und 98 mit ihrem maximalen Volumen dargestellt, wobei die Kolben 24 und 26 in diesem Zustand den Arbeitstakt des Expandierens abgeschlossen und die Kolben 28 und 30 den Arbeitstakt des Ansaugens abgeschlossen haben. Bis zu dieser Arbeitsstellung haben die Kolben 24 bis 30 gemäß Fig. 10c) von der Ausgangsstellung sich um 90° um die Umlaufachse 34 fortbewegt (vergl. auch Fig. 13). Die Führungsglieder 68 und 70 befinden sich nun einander gegenüberliegend an den Scheiteln der Schmalseite der Nut 80 (Position b) und d) in Fig. 11). Während in diesem Zustand die Arbeitskammern 96 und 98 ihr maximales Volumen einnehmen, besitzen die Nebenkammern 100 und 102 ihr minimales Volumen, d.h. die in den Nebenkammern 100 und 102 vorhandene Luft ist nun maximal komprimiert. Vorzugsweise wird nun das Einlaßventil 126 durch eine entsprechende Ansteuerung geöffnet, wodurch die gesamte in den Nebenkammern 100 und 102 vorhandene komprimierte Luft in die Arbeitskammer 98 eingeleitet wird.In Fig. 9c), the working chambers 96 and 98 are shown with their maximum volume, the pistons 24 and 26 completed in this state, the expansion stroke and the pistons 28 and 30 have completed the working cycle of the suction. Up to this working position, the pistons 24 to 30 of FIG. 10c) from the initial position have to 90 ° about the axis of rotation 34 (see also Fig. 13). The guide members 68 and 70 are now opposite each other at the crests of the narrow side of the groove 80 (position b) and d) in Fig. 11). While in this state the working chambers 96 and 98 occupy their maximum volume, the secondary chambers 100 and 102 have their minimum volume, ie the air present in the secondary chambers 100 and 102 is now maximally compressed. Preferably, the inlet valve 126 is now opened by a corresponding control, whereby the entire existing in the secondary chambers 100 and 102 compressed air is introduced into the working chamber 98.

Ausgehend von dieser Arbeitsstellung gemäß Fig. 9c) bewegen sich nun die Kolben 24 und 26 und ebenso die Kolben 28 und 30 um die Schwenkachse 32 wieder aufeinander zu, wodurch die Kolben 24 und 26 nunmehr den Arbeitstakt des Ausstoßens und die Kolben 28 und 30 den Arbeitstakt des Verdichtens der zuvor eingelassenen bereits vorkomprimierten Verbrennungsluft ausführen. Dieser Arbeitstakt ist in Fig. 9d) und in Fig. 10d) bzw. in Fig. 14 dargestellt, woraus hervorgeht, daß die Kolben 24 bis 30 um weitere 45° um die Umlaufachse 34 fortbewegt wurden.Starting from this working position shown in FIG. 9c) now move the piston 24 and 26 and also the pistons 28 and 30 about the pivot axis 32 back to each other, whereby the pistons 24 and 26 now the power stroke of the ejection and the pistons 28 and 30 the Perform working cycle of compressing the previously admitted already precompressed combustion air. This power stroke is shown in Fig. 9d) and in Fig. 10d) and in Fig. 14, from which it follows that the pistons 24 to 30 were moved by a further 45 ° about the axis of rotation 34.

Während sich die Arbeitskammern 96 und 98 beim Übergang von dem in Fig. 9c) dargestellten Zustand in den in Fig. 9d) dargestellten Zustand verkleinern, vergrößern sich die Nebenkammern 100 und 102 entsprechend. Die Vergrößerung der Nebenkammern 100 und 102 bewirkt nun, daß in den Nebenkammern 100 und 102 ein Unterdruck gegenüber der Umgebung entsteht, so daß durch die Einlaßventile 104 und 110, die dabei selbsttätig öffnen, Frischluft in die Nebenkammern 100 und 102 eingesaugt wird.While the working chambers 96 and 98 shrink in the state shown in FIG. 9d) during the transition from the state shown in FIG. 9c), the secondary chambers 100 and 102 enlarge correspondingly. The enlargement of the secondary chambers 100 and 102 now causes a negative pressure relative to the environment in the secondary chambers 100 and 102, so that fresh air is sucked into the secondary chambers 100 and 102 through the inlet valves 104 and 110, which thereby open automatically.

Ausgehend von der in Figuren 9d) und 10d) und 14 dargestellten Stellung folgt anschließend eine den Figuren 9a), 10a) und 11 um 180° um die Umlaufachse 34 verdrehte, jedoch optisch nicht zu unterscheidende Stellung der Kolben 24 bis 30, wobei sich die Kolben 24 und 26 nun im unteren Totpunkt und die Kolben 28 und 30 im oberen Totpunkt befinden. Das heißt, anschließend wird nunmehr in die Arbeitskammer 98 zu der komprimierten Verbrennungsluft über die Einspritzdüse 134 Brennstoff in die Arbeitskammer 98 eingespritzt, der dann mit der verdichtenden Luft sofort gezündet wird. Die Arbeitskammer 96 ist dagegen nach dem Ausstoßen des verbrannten Brennstoff-Luft-Gemisches nunmehr leer und zum Ansaugen von frischer vorkomprimierter Verbrennungsluft aus den Nebenkammern 100 und 102 bereit.Starting from the position shown in FIGS. 9d) and 10d) and 14, the positions of the pistons 24 to 30, which are rotated by 180 ° about the revolving axis 34 and 180 °, are followed by the position of the pistons 24 to 30 Pistons 24 and 26 are now at bottom dead center and pistons 28 and 30 are at top dead center. That is, then, fuel is now injected into the working chamber 98 into the working chamber 98 to the compressed combustion air via the injection nozzle 134, which is then ignited immediately with the compressed air. The working chamber 96 is, however, now empty after the expulsion of the combusted fuel-air mixture and for the intake of fresh precompressed combustion air from the secondary chambers 100 and 102 ready.

Die Kolben 24 bis 30 haben sich bis hier um 180° um die Umlaufachse 34 in dem Gehäuse 12 fortbewegt. Daraus folgt, daß die Schwenkkolbenmaschine 10 über einen vollen Umlauf der Kolben 24 bis 30 um 360° um die Umlaufachse zwei volle Arbeitszyklen ausführt, d.h. die Arbeitstakte des Ansaugens, Verdichtens, Expandierens und Ausstoßens finden über einen vollen Umlauf von 360° zweimal statt.The pistons 24 to 30 have moved so far by 180 ° about the axis 34 in the housing 12. It follows that the oscillating piston engine 10 performs two full cycles of operation over a full revolution of the pistons 24 to 30 through 360 ° about the axis of rotation, i. the working cycles of suction, compression, expansion and ejection occur twice over a full 360 ° rotation.

In Fig. 11 ist die Charakteristik der Arbeitskurve für die Führungsglieder 68 und 70 der Kolben 24 bis 30 dargestellt. Dieser Darstellung ist zu entnehmen, daß der Hub der Schwenkkolben Kolben durch die Differenz der Radien R2 und R1 gegeben ist, wobei der Radius R1 der Abstand des Mittelpunkts der Nut 80 vom Zentrum der Nut 80 auf der kurzen Achse und der Radius R2 der Abstand des Mittelpunktes der Nut 80 vom Zentrum der Nut 80 auf der großen Achse ist.In Fig. 11, the characteristic of the working curve for the guide members 68 and 70 of the piston 24 to 30 is shown. This illustration shows that the stroke of the oscillating pistons piston is given by the difference of the radii R2 and R1, wherein the radius R1 of the distance of the center of the groove 80 from the center of the groove 80 on the short axis and the radius R2 of the distance of Center of the groove 80 from the center of the groove 80 on the big axis.

In Figuren 15 bis 17 ist ein gegenüber der Schwenkkolbenmaschine 10 geringfügig abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Schwenkkolbenmaschine 10' dargestellt, das sich von der Schwenkkolbenmaschine 10 lediglich durch die konstruktive Ausgestaltung des zuvor im Bezug auf die Schwenkkolbenmaschine 10 beschriebenen Selbstauflade-Effekts unterscheidet.FIGS. 15 to 17 show an embodiment of an oscillating-piston engine 10 'which is slightly different from the oscillating-piston engine 10 and differs from the oscillating-piston engine 10 only by the structural design of the self-charging effect previously described with reference to the oscillating piston engine 10.

Es wurden gleiche oder vergleichbare Merkmale bzw. Elemente der Schwenkkolbenmaschine 10' mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der Schwenkkolbenmaschine 10 mit einem hochgestellten Strich versehen.Identical or comparable features or elements of the oscillating-piston engine 10 'are provided with the same reference numerals as in the oscillating-piston engine 10 with a superscript.

Bei dem in Figuren 15 bis 17 dargestellten Ausführungsbeispiel kommunizieren die Arbeitskammern 96' und 98' mit den Nebenkammern 100' und 102' nicht über eine gehäuseäußere Leitung wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, sondern unmittelbar über die Kolben 24' bis 30' selbst, in denen jeweils ein Einlaßventil 154 bis 160 angeordnet ist. Die Einlaßventile 154 bis 160 sind als Flatterventile ausgebildet. Die Einlaßventile 154 bis 160 öffnen und schließen selbsttätig je nach dem sich bei hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben 24' bis 30' einstellenden Druckunterschied zwischen den Nebenkammern 100', 102' und den Arbeitskammern 96', 98'. Die Einlaßventile 154 bis 160 sind in Richtung zu den Nebenkammern 100' und 102' hin vorgespannt.In the embodiment illustrated in FIGS. 15 to 17, the working chambers 96 'and 98' communicate with the secondary chambers 100 'and 102' via a housing-external line as in the previous embodiment, but directly via the pistons 24 'to 30' themselves, in which in each case an inlet valve 154 to 160 is arranged. The intake valves 154 to 160 are formed as flutter valves. The intake valves 154 to 160 open and close automatically, depending on the pressure difference between the secondary chambers 100 ', 102' and the working chambers 96 ', 98', which occurs during reciprocating pivoting movements of the pistons 24 'to 30'. The intake valves 154 to 160 are biased toward the sub-chambers 100 'and 102'.

In Fig. 15 ist die Arbeitskammer 96' zwischen den Kolben 24' und 26' in einer Lage dargestellt, in der sich die Kolben 24' und 26' im oberen Totpunkt befinden. Wird nun mittels der Zündkerze 132' das in der Arbeitskammer 96' vorhandene Brennstoff-Luft-Gemisch gezündet, treten in der Arbeitskammer 96' extrem hohe Drücke auf, so daß die Einlaßventile 154 und 156 gegen diesen Druck geschlossen bleiben, bis die Arbeitskammer 96' nach dem Ausstoßtakt wieder zum Ansaugen bereitsteht.In Fig. 15, the working chamber 96 'between the pistons 24' and 26 'is shown in a position in which the pistons 24' and 26 'are at top dead center. If now by means of the spark plug 132 'in the working chamber 96' existing fuel-air mixture ignited, occur in the working chamber 96 'extremely high pressures on, so that the intake valves 154 and 156 remain closed against this pressure until the working chamber 96 'is ready for sucking again after the exhaust stroke.

In Fig. 15 sind alle vier Einlaßventile 154 bis 160 in ihrer Schließlage dargestellt. In Fig. 16 haben sich die Kolben 24', 26' bzw. 28', 30' um die Schwenkachse 32' auseinander bewegt und dabei etwa um 45° um die Umlaufachse 34' in dem Gehäuse 12' weiter bewegt. Die Einlaßventile 154 und 156 befinden sich weiterhin in ihrer Schließlage, weil der Druck in der Arbeitskammer 96' noch höher ist als in den Nebenkammern 100' und 102'. Dagegen befinden sich die Einlaßventile 158 und 160 in ihrer Offenstellung, da die in Fig. 15 leere und damit drucklose Arbeitskammer 98' einen geringeren Innendruck besitzt als die Nebenkammern 100' und 102'.In Fig. 15, all four intake valves 154 to 160 are shown in their closed position. In Fig. 16, the pistons 24 ', 26' and 28 ', 30' have moved apart about the pivot axis 32 'and thereby further moved by about 45 ° about the rotational axis 34' in the housing 12 '. The inlet valves 154 and 156 are still in their closed position, because the pressure in the working chamber 96 'is even higher than in the secondary chambers 100' and 102 '. In contrast, the inlet valves 158 and 160 are in their open position, since the empty in Fig. 15 and thus pressureless working chamber 98 'has a lower internal pressure than the secondary chambers 100' and 102 '.

Aus Fig. 17 geht hervor, daß die Einlaßventile 154 und 156 so lange geschlossen bleiben, bis die Arbeitskammer 96', in der das zuvor gezündete Brennstoff-Luft-Gemisch weiter expandiert, ihr maximales Volumen gemäß Fig. 17 erreicht hat.From Fig. 17 shows that the inlet valves 154 and 156 remain closed until the working chamber 96 ', in which the previously ignited fuel-air mixture further expands, has reached its maximum volume as shown in FIG.

Hinsichtlich der Schwenkbewegungen der einzelnen Kolben 24' bis 30' sind die Figuren 15 bis 17 auch eine veranschaulichende Darstellung der Kolben 24 bis 30 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 8, die sich in gleicher Weise zwischen den Endstellungen gemäß Fig. 15 und 17 bewegen, ebenso veranschaulicht die Abfolge der Figuren 15 bis 17 zusätzlich die Steuerung der Kolbenbewegungen mittels der Führungsglieder 68 und 70 bzw. 68' und 70'.With regard to the pivoting movements of the individual pistons 24 'to 30', FIGS. 15 to 17 are also an illustrative representation of the pistons 24 to 30 in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 8, which move in the same way between the end positions according to FIGS. 15 and 17 Similarly, the sequence of Figures 15-17 further illustrates the control of the piston movements by means of the guide members 68 and 70 or 68 'and 70'.

In Fig. 18 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10'' versehenen Schwenkkolbenmaschine dargestellt, das sich von den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen durch die Art der Steuerung der Schwenkbewegungen der Kolben 24" bis 30" unterscheidet.In Fig. 18, another embodiment of a provided with the general reference numeral 10 '' shown oscillating piston engine, which differs from the two previous embodiments by the type of control of the pivoting movements of the piston 24 "to 30".

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die zur Steuerung der Schwenkbewegungen der Kolben 24" bis 30'' vorgesehene Steuerkurve als zwei vom Gehäuse 12'' nach innen vorragende Vorsprünge 164 und 166 ausgebildet. Die Vorsprünge 164 und 166 weisen im Unterschied zu der nur einen Nut 80 eine im wesentlichen elliptische Form auf. Im weiteren Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind die Kolben 24" bis 30'' jeweils mit Lagerflächen 168 ausgebildet, über die die Kolben 24'' bis 30'' an den Vorsprüngen 164 und 166 zur Steuerung der Schwenkbewegungen der Kolben 24'' bis 30'' gleitend geführt sind. Dabei sind die Kolben 24'' bis 30'' im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen somit nur einseitig geführt, so daß es unter Umständen erforderlich sein kann, in der OT-Stellung jeweiliger Kolbenpaare 24'' und 26" bzw. 28'' und 30'' Druckluft einzublasen, um die öffnende Schwenkbewegung der Kolben 24'' und 26'' zu initialisieren.In this embodiment, the control cam provided to control the pivotal movements of the pistons 24 '' to 30 '' is formed as two projections 164 and 166 protruding inwardly from the housing 12 '' The protrusions 164 and 166 have one groove 80 as opposed to the one In further different from the previous embodiments, the pistons 24 '' to 30 '' are each formed with bearing surfaces 168 through which the pistons 24 '' to 30 '' on the projections 164 and 166 for controlling the pivotal movements of Piston 24 '' to 30 '' are guided in a sliding manner. In this case, the pistons 24 '' to 30 '' in contrast to the previous embodiments thus only guided on one side, so that it may be necessary under certain circumstances, in the TDC position of respective piston pairs 24 '' and 26 'or 28' 'and 30 "inject compressed air to initialize the opening pivotal movement of the pistons 24" and 26 ".

Des weiteren ist in Fig. 18 die Welle 54'' beidseitig an dem Gehäuse 12'' gelagert, d.h. endet nicht wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen in der Gehäusemitte 66''. Die Welle 54'' ist somit noch an einem zweiten Lager 170 gelagert.Further, in Fig. 18, the shaft 54 "is supported on both sides of the housing 12", i. does not end as in the previous embodiments in the housing center 66 ''. The shaft 54 '' is thus still mounted on a second bearing 170.

In Fig. 19 ist schließlich noch ein Ausführungsbeispiel einer Schwenkkolbenmaschine 10''' dargestellt, das sich durch die Geometrie der Kolben unterscheidet, von denen in Fig. 19 die Kolben 26''' und 28''' dargestellt sind. Anstelle der vorherigen Ausführungsbeispiele weisen die Kolben 26''' und 28''' keinen geraden, sondern gewölbten Kolbenboden 172 bzw. 174 auf, und die Lagerringe 36''' bis 42''' und der Ring 56''' an der welle, die die Umlaufachse 34''' bildet, sind entsprechend abgeschrägt.In Fig. 19, finally, an embodiment of an oscillating piston engine 10 '''is still shown, which differs by the geometry of the piston, of which in Fig. 19 the Piston 26 '''and28''' are shown. Instead of the previous embodiments, the piston 26 '''and28''' no straight but curved piston head 172 and 174, and the bearing rings 36 '''to42''' and the ring 56 '''on the shaft that forms the revolving axis 34 '''are chamfered accordingly.

Es versteht sich, daß die zuvor beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele im Belieben des Fachmanns auch miteinander beliebig kombiniert werden können.It goes without saying that the various exemplary embodiments described above can also be combined with one another at the discretion of the person skilled in the art.

Claims

An oscillating piston machine, comprising four pistons (24-30) arranged in a housing (12), an inner side of which is configured in spherical shape, and revolving together in the housing (12) about an axis (34) of rotation which is essentially central in the housing and is fixed with respect to the housing, the pistons executing reciprocating oscillating movements about a common pivot axis (32), which extends essentially through the center (66) of the housing, wherein in each case two adjacent pistons (34-30) execute oscillating movements in opposite directions, wherein each piston (24-30) has a working side (86, 88) and a rear side (96, 98) turned away from the latter, wherein a respective working chamber is formed between two working sides (86, 88), which respectively face one another, of two adjacent pistons (24-30) and the housing (12), while in each case a secondary chamber (100, 102) which increases or decreases in volume in inverse proportion to the working chambers (96, 98) is formed between two respective rear sides (90, 94) of two adjacent pistons (24-30) and the housing (12), wherein the secondary chambers (100, 102) can be flooded with a fluid, preferably air, and wherein the fluid in the secondary chambers (100, 102) is compressed by the oscillating movement of the assigned pistons (24-30), characterized in that the secondary chambers (100, 102) communicate, in each case, with one of the working chambers (96, 98) via at least one inlet valve (126), which permits the compressed fluid to pass from both secondary chambers (100, 102) into the respective working chamber (96, 98).
The oscillating machine of claim 1, characterized in that the common oscillation axis (32) of the pistons (24-30) extends obliquely or perpendicularly with respect to the axis (34) of rotation.
The oscillating piston machine of claim 1 or 2, characterized in that the pistons (24-30) are mounted in a pivoting fashion on a spindle (44) which forms the oscillation axis (32) and is connected, fixed in terms of rotation about the axis (34) of rotation, to a shaft (56) which forms the axis (34) of rotation.
The oscillating piston machine of claim 3, characterized in that the shaft (54) is made to lead out of the housing (12).
The oscillating piston machine of claim 3 or 4, characterized in that the shaft (54) ends approximately in the center of the housing.
The oscillating piston machine of anyone of claims 1 through 5, characterized in that in each case two pistons (24-30) which lie essentially diametrically opposite one another with respect to the center (66) of the housing are permanently connected to one another to form a double-piston.
The oscillating piston machine of anyone of claims 1 through 6, characterized in that as the pistons (24-30) revolve in the housing (12, they are guided along at least one control cam curve, formed on the housing (12), in order to control the reciprocating oscillating movements.
The oscillating piston machine of claim 7, characterized in that the control cam curve is embodied as at least one groove (80) which is provided in the housing and into which in each case at least one guide element (68, 70) which is assigned to the respective piston (24-30) and fixed to the piston engages.
The oscillating piston machine of claim 8, characterized in that the guide elements (68, 70) have at least one roller (22-78) or are embodied as a sliding bearing.
The oscillating piston machine of claim 9, characterized in that the guide elements (68, 70) have two rollers (72-78) one of which is in contact with one side face (82) of the groove (80) and the other with the opposite side face (84) of the groove (80).
The oscillating piston machine of claim 6 and anyone of claims 8 through 10, characterized in that each double-piston has only one guide element (68, 70).
The oscillating piston machine of claim 7, characterized in that the control cam curve is embodied as at least one projection (164) which protrudes inwards from the housing (12") and along which the pistons (24"-30") are guided.
The oscillating piston machine of anyone of claims 1 through 12, characterized in that at least one inlet valve (104, 110) is present on the housing (12) in order to flood the at least one secondary chamber (100, 102).
The oscillating piston machine of anyone of claims 1 through 13, characterized in that the secondary chambers (100, 102) communicate with the respective working chamber (96, 98) via a line (122, 124) which is arranged on the outside of the housing, the at least one inlet valve (126) through which the fluid passes from the secondary chambers (100, 102) in the respective working chamber (96, 98) being arranged on the housing (12).
The oscillating piston machine of anyone of claims 1 through 14, characterized in that the secondary chambers (100', 102') communicate with the respective working chamber (96', 98') through the intermediate piston (24'-30'), wherein inlet valves (154-160), through which the fluid passes from the secondary chambers (100'-102') into the working chambers (96', 98'), are arranged on the pistons (24', 30').
The oscillating piston machine of anyone of claims 1 through 15, characterized in that the pistons (24-30) are embodied such that the working chamber (96, 98) which is formed in each case by two adjacent pistons (24-30) is of spherical-wedge-shaped construction and its width can be varied in the plane perpendicular to the oscillation axis (32) of the pistons (24-30).
The oscillating piston machine of anyone of claims 1 through 16, characterized in that the pistons (24-30) are arranged such that in each case two adjacent pistons (24-30) alternately approach one another and move away from one another owing to the oscillating movements.