EP1733122A1 - Rotary-piston engine and vehicle comprising an engine of this type - Google Patents

Abstract

A rotary-piston engine includes at least two rotary pistons, which are located in an essentially spherical housing and which rotate in common about a rotational axis running through the center of the housing, each of the rotary pistons comprising two pistons that are interconnected in a fixed manner, lie diametrically opposite the center of the housing and execute pivoting displacements back and forth in opposite directions about a pivoting axis running perpendicular to the rotational axis, during their rotation. To control the pivoting displacements, the engine is provided with loose spherical or ellipsoidal rotational bodies, which are rotatably mounted in the sliding surfaces of the pistons in respective guide sockets that are hemispherical or ellipsoidal and which engage in at least one guide groove that is configured in the housing. The groove has an essentially hemispherical or ellipsoidal profile.

Description

PERAVES Aktiengesellschaft CH 8406 Wintert u r/SchweizPERAVES Aktiengesellschaft CH 8406 Wintert u r / Switzerland

Schwenkkolbenmaschine und Fahrzeug mit einer solchen SchwenkkolbenmaschineOscillating piston engine and vehicle with such a rotary piston engine

Die Erfindung betrifft .eine Schwenkkolbenmaschine mit mindestens zwei in einem im Wesentlichen kugelförmigen Gehäuse angeordneten und um eine gehäusemittig angeordnete Umlaufachse gemeinsam umlaufenden, zweiarmigen Schwenkkolben, welche je zwei bezüglich der Gehäusemitte im Wesentlichen diametral gegenüberliegende, miteinander fest verbundene Kolben in Form von Kolbenarmen aufweisen, und welche beim Umlaufen hin- und hergehende Schwenkbewegungen um eine zur Umlaufachse senkrechte Schwenkachse gegensinnig ausführen, wobei an mindestens zwei Kolben Führungsglieder angebracht sind, welche in mindestens eine im Gehäuse ausgebildete, zum Steuern der Schwenkbewegungen bestimmte Führungsnut eingreifen.The invention relates to a. An oscillating piston engine having at least two in a substantially spherical housing and arranged around a housing centrally arranged circumferential axis together revolving, two-armed oscillating piston, each having two respect to the housing center substantially diametrically opposed, mutually firmly connected pistons in the form of piston arms, and which perform reciprocating pivotal movements about a pivot axis perpendicular to the axis of rotation in opposite directions, being mounted on at least two pistons guide members which engage in at least one formed in the housing, for controlling the pivoting movements certain guide groove.

Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Schwenkkolbenmaschine.Furthermore, the invention relates to a vehicle with such a reciprocating engine.

Schwenkkolbenmaschinen gehören zur Gattung der Verbrennungsmaschinen, bei denen die Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Expandierens und Ausstossens des Verbrennungsgemisches nach dem Otto- oder Diesel- Viertaktverfahren mit Fremd- bzw. Seibstzündung durch Schwenkbewegungen der Kolben zwischen zwei Endstellungen bewirkt werden.Oscillating piston engines belong to the category of internal combustion engines, in which the power strokes of the intake, compression, expansion and expulsion of the combustion mixture are effected by the Otto or diesel four-stroke process with external or Seibstzündung by pivotal movements of the piston between two end positions.

Eine aus der WO 03/067033 A1 bekannte Schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art enthält zwei in einem innenseitig kugelförmigen Gehäuse umlaufende Schwenkkolben, welche je über einen mit ihren Kolben verbundenen, gegen das Gehäuse abgedichtetenA known from WO 03/067033 A1 oscillating piston engine of the type mentioned includes two rotating in an internally spherical housing pivot piston, which each have a connected to their pistons, sealed against the housing

Bestätigungskopϊθ Lagerring auf einem die Schwenkachse bildenden Achszapfen gelagert sind, der fest mit einer die Umlaufachse bildenden Welle verbunden ist. Die einander gegenüberliegenden Kolben der Schwenkkolben weisen je eine dem Gehäuse zugewandte Lauffläche, eine Arbeitsseite mit einer Arbeitsfläche und eine von dieser abgewandte Rückseite auf, wobei jeweils zwei einander zugewandte Arbeitsseiten zweier benachbarter Kolben mit dem Gehäuse eine Arbeitskammer, und die einander zugewandten Rückseiten zweier benachbarter Kolben mit dem Gehäuse eine sich gegenläufig zu den Arbeitskammern im Volumen vergrössemde bzw. verkleinernde Vorkammer begrenzen.Bestätigungskopϊθ Bearing ring are mounted on a pivot axis forming the axle, which is fixedly connected to a shaft forming the revolving axis. The opposing pistons of the rotary piston each have a housing facing the tread, a working side with a working surface and a rear facing away from this, wherein each two facing working sides of two adjacent pistons with the housing a working chamber, and the mutually facing backs of two adjacent pistons delimiting, with the housing, an antechamber which is increasing or decreasing in size in the opposite direction to the working chambers.

Die hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben werden durch Führungsglieder, beschrieben als kolbenfeste Rollenzapfen oder Gleitlager, in einer innenseitig im kugelförmigen Gehäuse eingebrachten Nut zweiseitig geführt. Die Geometrie dieser als Steuerkurve wirkenden Nut hat die Form eines an diametral gegenüberliegenden Seiten eingeschnürten Kreises. Diese im Kolben verankerte Rollenzapfen- oder Gleitlagerführung hat den Nachteil, dass wegen der tangentialen Orientierung der Führungsglieder zwei gestaffelte Rollen notwendig sind, damit bei einem Wechsel der Führungskraft auf die Gegenseite kein Schleifen an der Nut wegen der Umkehrung des Abrolldrehsinns auftritt. Eine Gleitlagerung wiederum bewirkt hohe Reibung und damit reduzierte Effizienz und starken Verschleiss an diesem wichtigsten Teil der Maschinenkinematik, der die Kurbelwelle des Hubkolbenmotors ersetzt.The reciprocating pivoting movements of the pistons are guided on two sides by guide members, described as piston-tight roller journals or slide bearings, in a groove introduced on the inside in the spherical housing. The geometry of this acting as a cam groove has the shape of a constricted at diametrically opposite sides circle. This anchored in the piston roller journal or slide bearing guide has the disadvantage that two staggered roles are necessary because of the tangential orientation of the guide members so that no change in the leadership on the opposite side grinding on the groove due to the reversal of Abrolldrehsinns occurs. A slide bearing in turn causes high friction and thus reduced efficiency and heavy wear on this most important part of the machine kinematics, which replaces the crankshaft of the reciprocating engine.

Ein weiterer Nachteil dieser Führungsanordnung wird darin gesehen, dass die Rollenzapfen an den Kolben rückseiten, über diese vorstehend, angebracht und somit die gehäuseseitigen Führungsnuten gegen die Kolbenrückseiten, welche als Vorkammerwände zum Vorverdichten wirken, nicht abgedeckt sind. Damit wird die Vorverdichtung durch diesen strömungstechnisch toten Raum erheblich herabgesetzt. Zudem kann das für die Schmierung der Rollen und Führungsnuten nötige Schmierfluid zumindest teilweise als Leckfluid durch Überströmkanäle in die Arbeitskammern gelangen und zu hohem Schmierfluid-Verbrauch sowie zu zweitaktähnlichem Blaurauch im Abgas führen, wodurch beispielsweise heutige PKW-Abgasnormen schwer erfüllbar sind und damit etliche Anwendungen der Schwenkkolbenmaschine schwierig oder unmöglich werden.Another disadvantage of this guide arrangement is seen in the fact that the roller journal on the piston rear sides, above this, attached, and thus the housing-side guide against the piston rear sides, which act as prechamber walls for pre-compression, are not covered. Thus, the pre-compression is significantly reduced by this aerodynamically dead space. In addition, the lubrication fluid necessary for the lubrication of the rollers and guide grooves can at least partially pass as leakage fluid through overflow channels into the working chambers and become too high Lubricant consumption and lead to two-stroke similar blue smoke in the exhaust, which, for example, today's car emission standards are difficult to fulfill and thus many applications of the oscillating piston engine are difficult or impossible.

Bei der bekannten Schwenkkolbenmaschine werden durch die symmetrischen Kolbenbewegungen sowohl ein perfekter Massen- als auch Momentenausgleich erreicht. Da es sich aber bei den Verschwenkungen der Kolbenhälften um dreidimensionale Bewegungen handelt, sind ausgeglichene Massen und Momente, im Gegensatz zu Hubkolben- und/oder Wankelmotoren, hier für einen ruhigen Lauf nicht ausreichend. Die Kolben- und Führungsglieder-Massen entfernen und nähern sich der Umlaufachse im 90°-Takt. Damit verbunden sind Drehmassen-Änderungen mit freien Corioliskräften, welche entsprechende Drehmomentschwankungen an der Umlaufachse bewirken. Da zudem die Drehmomentschwankungen durch Arbeitstakt und Verdichtung damit in Phase liegen, muss für einen ruhigen Maschinenlauf eine aufwändige Bedämpfung dieser Torsionsschwingungen, z.B. durch Torsionsdämpfer im Abtrieb, grosse Schwungmassen und/oder eine um 90° phasenverschoben an die Umlaufwelle gekoppelte, zweite Maschine sowie allseitige Elastomerlagerung erfolgen.In the known oscillating piston engine both perfect mass balance and moment compensation are achieved by the symmetrical piston movements. Since, however, the pivoting of the piston halves involves three-dimensional movements, balanced masses and moments, in contrast to reciprocating and / or rotary engines, are not sufficient here for smooth running. The piston and guide link masses remove and approach the orbital axis at 90 ° intervals. Associated with this are rotational speed changes with free Coriolis forces, which cause corresponding torque fluctuations on the revolving axle. In addition, since the torque fluctuations by power stroke and compression are in phase with it, for a quiet engine running a costly damping of these torsional vibrations, e.g. Torsion damper in the output, large flywheel masses and / or a phase-shifted by 90 ° to the rotating shaft coupled, second machine and all-round elastomer storage done.

Bei der bekannten Schwenkkolbenmaschine erfolgen die Kolbenverschwenkungen so, dass sich über 360° Umlaufachsendrehung je die 4 Takte des Ansaugens, Verdichtens Expandierens und Ausstossens für beide Arbeitskammern zwischen den Kolben ergeben. Somit erfolgt alle 180° eine Selbst- bzw. Fremd-Zündung. Zudem werden die beiden durch die Kolbenrückseiten gebildeten Vorkammern zur Vorverdichtung des Frischgases und zur Aufladung der Arbeitskammern benützt, wobei jeweils eine Arbeitskammer durch beide Vorkammern aufgeladen wird. Zur Steuerung dieses Gaswechsels ist eine relativ aufwändige Ventilanordnung vorgesehen, welche Rückschlagventile beim Ansaugen in die Vorkammern und entweder ein Magnetventil, das ausser dem Gehäuse liegende Überströmleitungen kontrolliert, oder Rückschlagventile in den Kolbenwänden mit direktem Durchgang von den Vorkammern zu den Arbeitskammern umfasst.In the known oscillating piston engine, the Kolbenverschwenkungen done so that over 360 ° orbital rotation each result in the 4 cycles of suction, compression expanding and expelling for both working chambers between the pistons. Thus, every 180 ° is a self-ignition or external ignition. In addition, the two chambers formed by the piston rear sides are used for pre-compression of the fresh gas and for charging the working chambers, wherein in each case a working chamber is charged by both prechambers. To control this gas exchange, a relatively complex valve arrangement is provided, which check valves when sucking into the prechambers and either a solenoid valve, which is outside the housing overflow controlled, or includes check valves in the piston walls with direct passage from the antechambers to the working chambers.

Das kugelförmige Motorgehäuse ergibt den grössten Rauminhalt bei minimaler Aussenfläche. Das heisst, dass hier bei Luft- oder Flüssigkeitskühlung der Aussenfläche, im Vergleich zu einem Hubkolben- oder Wankel-Motor, erheblich weniger Kühlfläche für entsprechende Motorleistungen verfügbar ist. Besonders bei Ausnützung der durch die Kugelgeometrie möglichen, hohen Leistungsdichte muss daher zusätzlich eine Innenkühlung vorhanden sein. Bei der bekannten Schwenkkolbenmaschine ist vorgesehen, diese Innenkühlung im Wesentlichen durch das Frischgas zu gewährleisten, welches die Vorkammerseite der Kolben kühlen und dabei vorgewärmt werden soll. Als nachteilig wird angesehen, dass eine Vorwärmung des Frischgases zu Leistungsverlust und Klopfproblemen führen kann und nur für eine geringe Leistungsdichte ausreichend ist.The spherical motor housing gives the largest volume with minimal external surface. This means that in air or liquid cooling of the outer surface, compared to a reciprocating or Wankel engine, significantly less cooling surface for corresponding engine performance is available. Especially when utilizing the possible by the ball geometry, high power density must therefore be additionally available an internal cooling. In the known oscillating piston engine is provided to ensure this internal cooling substantially by the fresh gas, which should cool the pre-chamber side of the piston and thereby be preheated. A disadvantage is considered that preheating the fresh gas can lead to power loss and knock problems and is sufficient only for a low power density.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere bezüglich Bauaufwand, Laufeigenschaften und Verschleiss verbesserte Schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art in einer einfachen Bauweise zu schaffen, bei der die vorstehend erwähnten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide a particular in terms of construction costs, operating characteristics and wear improved oscillating piston engine of the type mentioned in a simple construction, in which the above-mentioned disadvantages do not occur.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss hinsichtlich der eingangs genannten Schwenkkolbenmaschine einmal dadurch gelöst, dass die Führungsglieder als lose, kugelförmige Rotationskörper ausgebildet sind, dass die mindestens zwei Kolben je mit einer im Wesentlichen halbkugelförmigen Führungspfanne zur Aufnahme einer Hälfte eines der Rotationskörper ausgeführt sind und dass die gehäuseseitige Führungsnut mit einer im Wesentlichen halbkreisförmigen Profilierung ausgeführt ist.This object is achieved according to the invention in terms of the aforementioned oscillating piston once, that the guide members are designed as loose, spherical rotation body, that the at least two pistons are each designed with a substantially hemispherical guide socket for receiving a half of the rotation body and that the housing-side guide is designed with a substantially semicircular profiling.

Ein zweite Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss hinsichtlich der eingangs genannten Schwenkkolbenmaschine dadurch erzielt, dass die Führungsglieder als lose, ellipsoidförmige Rotationskörper ausgebildet sind, dass die mindestens zwei Kolben je mit einer im Wesentlichen halbeilipsoidförmigen Führungspfanne zur Aufnahme einer Hälfte eines der Rotationskörper ausgeführt sind und dass die gehäuseseitige Führungsnut mit einer im Wesentlichen halbellipsenförmigen Profilierung ausgeführt ist.A second solution to this problem is achieved in accordance with the invention with regard to the oscillating-piston engine mentioned at the beginning in that the guide members are described as being loose, ellipsoidal rotational body are formed, that the at least two pistons are each designed with a substantially semi-ellipsoidal guide pan for receiving a half of the rotational body and that the housing-side guide groove is designed with a substantially semi-elliptical profiling.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Führungspfannen und der Führungsnut wird eine kompakte Bauweise der Schwenkkolbenmaschine erzielt und eine konstruktiv einfach ausgebildete Führungsanordnung für die Kolben geschaffen, welche die Vorteile der geringen Reibung einer aufwändigen Doppelrollenführung mit der Einfachheit einer Gleitlagerführung kombiniert und damit eine verschleissarme Führung der Kolben gewährleistet.The inventive design of the guide pans and the guide a compact design of the oscillating piston engine is achieved and created a structurally simple guide arrangement for the piston, which combines the advantages of low friction of a complex dual roller guide with the simplicity of a plain bearing guide, thus ensuring a low-wear guidance of the piston ,

Bei der Ausführung nach der zweiten Aufgabenlösung kann das Gehäuse, im Vergleich zur Ausführung mit kugelförmigen Führungsgliedern, mit einer schmaleren Führungsnut ausgeführt werden, welche bei gleicher Materialbelastung und gleicher Gehäusegrösse grössere Kolbenverschwenkungen und damit die Bildung grösserer nutzbarer Kammervolumina ermöglicht.In the embodiment according to the second task solution, the housing, in comparison to the embodiment with spherical guide members, are designed with a narrower guide groove, which allows for the same material load and the same housing size larger Kolbenverschwenkungen and thus the formation of larger usable chamber volumes.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

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

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen, 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 specified, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene, perspektivische Gesamtansicht einer ersten Ausführung einer erfindungsgemässen Schwenkkolbenmaschine,The invention will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it: 1 is a partially sectioned, perspective overall view of a first embodiment of an inventive oscillating piston engine,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung von Komponenten der Innenmaschine der Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1,2 is an exploded perspective view of components of the internal machine of the oscillating piston engine according to FIG. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Gehäusehälfte der Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1,3 is a perspective view of a housing half of the oscillating piston engine according to FIG. 1,

Fig. 4 einen zweiarmigen Schwenkkolben der Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1 in einer Seitenansicht und einem Teilschnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 5,4 shows a two-armed pivoting piston of the oscillating-piston machine according to FIG. 1 in a side view and a partial section along the line IV-IV in FIG. 5, FIG.

Fig. 5 einen zweiarmigen Schwenkkolben einer zweiten Ausführung der erfindungsgemässen Schwenkkolbenmaschine in einer Vorderansicht und einem Teilschnitt entsprechend der Linie V-V in Fig. 4,5 shows a two-armed pivot piston of a second embodiment of the inventive oscillating piston engine in a front view and a partial section along the line V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt durch die Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1 in einer Ebene entsprechend dem Teilschnitt des Gehäuses in Fig.1,6 shows a section through the oscillating piston machine according to FIG. 1 in a plane corresponding to the partial section of the housing in FIG. 1, FIG.

Fig. 7 einen Schnitt durch die Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1 entsprechend der Linie Vll-Vll in Fig. 6,7 shows a section through the oscillating piston machine according to FIG. 1 along the line VII-VII in FIG. 6, FIG.

Fig. 8 einen Schnitt durch die Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1 entsprechend der Linie Vlll-Vlll in Fig. 6, mit je in eine entsprechende mittlere Schwenkstellung verschwenkten Schwenkkolben,8 shows a section through the oscillating piston machine according to FIG. 1 corresponding to the line VIII-VIII in FIG. 6, with pivoting pistons respectively pivoted into a corresponding middle pivot position,

Fig. 9 einen Schnitt durch die Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1 entsprechend der Linie IX-IX in Fig. 6, mit je in die entsprechende Endstellung verschwenkten Schwenkkolben Fig. 10 einen Schnitt durch die Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1 entsprechend der Linie X-X in Fig. 6, undFig. 9 shows a section through the oscillating piston engine according to FIG. 1 corresponding to the line IX-IX in Fig. 6, with each pivoted in the corresponding end position pivoting piston Fig. 10 is a section through the oscillating piston engine according to FIG. 1 corresponding to the line XX in Fig. 6, and

Fig. 11 ein Strassenfahrzeug mit einer erfindungsgemässen Schwenkkolbenmaschine als Antriebsmotor.11 shows a road vehicle with an inventive oscillating piston engine as drive motor.

Die Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1, welche als Motor mit Fremdzündung dargestellt ist, weist ein im Wesentlichen kugelförmiges Gehäuse 1 mit kugelförmiger Innenfläche auf, welches durch eine Trennebene 10 in zwei Gehäusehälften 2 und 3 unterteilt ist, die über je einen Ringflansch 4 bzw. 5 und nicht dargestellte Schrauben miteinander verbunden sind. Im Gehäuse 1 sind zwei zweiarmige Schwenkkolben 6 und 7 angeordnet, die gemeinsam um eine gehäusemittige Umlaufachse 8 umlaufen und dabei hin- und hergehende, die Umlaufbewegung überlagernde gegensinnige Schwenkbewegungen um eine zur Umlaufachse 8 senkrechte Schwenkachse 9 ausführen. Die Umlaufachse 8 ist durch eine Welle 11 gebildet, die beidseitig im Gehäuse 1 gelagert und als Abtriebswelle ausgebildet ist.1, which is shown as a motor with spark ignition, has a substantially spherical housing 1 with a spherical inner surface, which is divided by a parting plane 10 in two housing halves 2 and 3, each having an annular flange 4 and 5 respectively and screws, not shown, are connected together. In the housing 1, two two-armed pivoting pistons 6 and 7 are arranged, which rotate together about a housing-axis axis 8 and thereby perform reciprocating, the orbital motion overlapping opposing pivotal movements about a pivot axis 9 perpendicular to the axis of rotation 8. The revolving axis 8 is formed by a shaft 11, which is mounted on both sides in the housing 1 and designed as an output shaft.

Die Schwenkkolben 6 und 7 weisen je zwei im Wesentlichen diametral gegenüberliegende, in Form von Kolbenarmen ausgebildete Kolben 13 und 14 bzw.15 und 16 auf, welche miteinander und mit einem gegen die Innenwand des Gehäuses 1 abdichtbaren Wandteil 17 fest verbunden und an den Enden eines die Schwenkachse 9 bildenden Achszapfens 12 gelagert sind, der fest mit der Welle 11 verbunden ist. Die Wandteile 17 sind je mit einem an die Form der Innenwand angepassten Kalottendeckel 18 versehen. Die einander gegenüberliegenden Kolben 13,14 und 15, 16 der Schwenkkolben 6 bzw.7 weisen je eine dem Gehäuse zugewandte Lauffläche 20, eine Arbeitsseite mit einer bezüglich der Schwenkachse 9 im Wesentlichen radial verlaufenden Arbeitsfläche 21 und eine von dieser abgewandte Rückseite 22 auf, wobei jeweils zwei einander zugewandte Arbeitsflächen 21 zweier benachbarter Kolben 13 und 15 bzw. 14 und 16 mit dem Gehäuse 1 eine Arbeitskammer 23, und die einander zugewandten Rückseiten 22 zweier benachbarter Kolben 13 und 15 bzw. 14 und 16 eine sich gegenläufig zu den Arbeitskammern 23 im Volumen vergrössernde bzw. verkleinernde Vorkammer 24 begrenzen.The pivoting pistons 6 and 7 each have two substantially diametrically opposed, formed in the form of piston arms piston 13 and 14 bzw.15 and 16, which firmly connected to each other and with a sealable against the inner wall of the housing 1 wall portion 17 and at the ends of a the pivot axis 9 forming axle journal 12 are mounted, which is fixedly connected to the shaft 11. The wall parts 17 are each provided with a matched to the shape of the inner wall Kalottendeckel 18. The opposing pistons 13, 14 and 15, 16 of the rotary pistons 6 and 7 each have a housing facing the tread 20, a working side with respect to the pivot axis 9 substantially radially extending working surface 21 and a rear side facing away from this 22, wherein two mutually facing working surfaces 21 of two adjacent pistons 13 and 15 or 14 and 16 with the housing 1 a working chamber 23, and the mutually facing backs 22 of two adjacent Pistons 13 and 15 or 14 and 16 limit an anterior to the working chambers 23 in volume increasing or decreasing antechamber 24.

In den Laufflächen 20 der Kolben 13-16 sind Führungsglieder angebracht, die in mindestens eine im Gehäuse 1 ausgebildete, zum Steuern der Schwenkbewegung der Schwenkkolben 6 und 7 bestimmte Führungsnut 26 eingreifen. In der in den Figuren 1-4 und 6-9 dargestellten Ausführung sind die Führungsglieder als lose, kugelförmige Rotationskörper 27 ausgebildet, wobei die Kolben 13-16 je mit einer im Wesentlichen halbkugelförmigen Führungspfanne 25 zur Aufnahme einer Hälfte eines der Rotationskörper 27 ausgeführt sind und die gehäuseseitige Führungsnut 26 mit einer im Wesentlichen halbkreisförmigen Profilierung ausgeführt ist.In the running surfaces 20 of the pistons 13-16 guide members are mounted, which engage in at least one formed in the housing 1, for controlling the pivotal movement of the rotary pistons 6 and 7 certain guide groove 26. In the embodiment shown in Figures 1-4 and 6-9, the guide members are formed as a loose, spherical rotary body 27, wherein the pistons 13-16 are each designed with a substantially hemispherical guide pan 25 for receiving a half of the rotary body 27 and the housing-side guide groove 26 is designed with a substantially semicircular profiling.

Gemäss Fig. 5 ist ein für die zweite Ausführung der erfindungsgemässen Schwenkkolbenmaschine bestimmter zweiarmiger Schwenkkolben 19 mit Kolben 29 und 30 ausgeführt, welche je mit einer im Wesentlichen halbellipsoidförmigen Führungspfanne 31 zur Aufnahme einer Hälfte eines losen, ellipsoidförmigen Rotationskörpers 28 versehen sind. Eine den Rotationskörpern 28 zugeordnete gehäuseseitige Führungsnut 32 ist entsprechend mit einer im Wesentlichen halbellipsenförmigen Profilierung ausgeführt.According to FIG. 5, a two-armed oscillating piston 19 designed for the second embodiment of the oscillating piston machine according to the invention is designed with pistons 29 and 30, each of which is provided with a substantially semi-ellipsoidal guide pan 31 for receiving one half of a loose, ellipsoidal rotational body 28. A rotational body 28 associated housing-side guide groove 32 is carried out according to a substantially semi-elliptical profiling.

Die Führungspfannen 31 können darstellungsgemäss je in einem Lagerteil 33 ausgebildet sein, der im Kolben 30 um eine zur Schwenkachse senkrechte radiale Achse drehbar angebracht ist, wodurch die Rotationskörper 28 den Krümmungen der Führungsnut 32 ohne Klemmen folgen können. Entsprechend ist eine Kraftübertragung mit vorteilhaft geringer Hertz'scher Pressung zwischen den Rotationskörpern 28 und der Führungsnut 32 erzielbar. Diese Ausführung ist in vorteilhafter Weise insbesondere für Hochleistungsausführungen der erfindungsgemässen Schwenkkolbenmaschine geeignet.The guide pans 31 may be formed according to the representation each in a bearing part 33 which is rotatably mounted in the piston 30 about a pivot axis perpendicular to the radial axis, whereby the rotational body 28 can follow the curvatures of the guide groove 32 without terminals. Accordingly, a power transmission with advantageously low Hertzian pressure between the rotating bodies 28 and the guide groove 32 can be achieved. This embodiment is particularly suitable for high performance versions of the inventive oscillating piston engine in an advantageous manner.

Die Führungspfannen 25 bzw. 31 sind je über eine in ihren Grundbereich mündende Bohrung 34 an einen im jeweiligen Kolben 13-16 bzw. 29, 30 ausgebildeten Zuführkanal für ein unter Druck stehendes Schmierfluid angeschlossen. Dadurch kann bei der Schmierung der Führungsglieder zugleich ein hydraulischer Spielausgleich zwischen den Führungspfannen und der Führungsnut 26 bzw. 32 erreicht werden, so dass die Bildung von Rattermarken und damit Pitting verhindert, Reibung abgebaut und somit die Effizienz der Schwenkkolbenmaschine erhöht werden kann.The guide pans 25 and 31 are each about an opening into its base area Bore 34 connected to a formed in the respective piston 13-16 and 29, 30 supply channel for a pressurized lubricating fluid. As a result, in the lubrication of the guide members at the same time a hydraulic clearance compensation between the guide pans and the guide groove 26 and 32 are achieved, so that the formation of chatter marks and thus prevents pitting, reduced friction and thus the efficiency of the oscillating piston engine can be increased.

Die gehäuseseitigen Führungsnuten 26 bzw.32 sind je mit einer den Grundbereich ihrer Profilierung vertiefenden, zusätzlichen kleineren Nut 35 ausgeführt, die zum Abführen des Schmierfluids bestimmt ist und die mit mindestens einer im Gehäuse 1 vorgesehenen Ableitöffnung 36 für das Schmierfluid in Verbindung steht. Dadurch kann ein Schmierfluidstau vor den umlaufenden Führungsgliedern verhindert und das Ablaufen des Schmierfluids in einen zugeordneten Behälter 37 gefördert werden.The housing-side guide grooves 26 and 32 are each carried out with a deepening the base region of their profiling, additional smaller groove 35 which is intended for discharging the lubricating fluid and which communicates with at least one provided in the housing 1 discharge opening 36 for the lubricating fluid. As a result, a lubricating fluid accumulation in front of the circulating guide members can be prevented and the draining of the lubricating fluid into an associated container 37 can be promoted.

Im Gegensatz zu der aus der eingangs genannten Schwenkkolbenmaschine bekannten, in Form eines an diametral gegenüberliegenden Seiten eingeschnürten Kreises ausgebildeten Steuerkuve, sind die durch die gehäuseseitigen Führungsnuten 26 bzw.32 gebildeten Steuerkurven zur Verschwenkung der Kolben durch Sinus- bzw. Cosinus- Funktionen bestimmt, wobei jeweils eine Drehung der Umlaufachse um 180° eine Periodendauer, und der Verschwenkungswinkel der Kolben die Amplitude definieren. Der Vorteil dieser Ausführung wird darin gesehen, dass damit ein stossfreier Umlauf der Führungsglieder in den Führungsnuten, insbesondere in den Übergängen an Maxima, Minima sowie an den Wendestellen der jeweiligen Steuerkurve, erzielbar ist (Fig 3).In contrast to the known from the above-mentioned oscillating piston engine formed in the form of a constricted on diametrically opposite sides circle Steuerkuve, formed by the housing-side guide grooves 26 bzw.32 control cams for pivoting the piston by sine or cosine functions are determined in each case a rotation of the revolving axis by 180 ° a period duration, and the pivoting angle of the piston define the amplitude. The advantage of this embodiment is seen in the fact that a shock-free circulation of the guide members in the guide grooves, in particular in the transitions to maxima, minima and at the turning points of the respective control curve, can be achieved (FIG. 3).

Die Kolben 13-16 bzw. 29,30 sind im Bereich ihrer Laufflächen 20 je mit einer Breitenabmessung ausgeführt, welche einer vollständigen Abdeckung der zugeordneten, über den Schwenkbereich des jeweiligen Kolbens verlaufenden gehäuseseitigen Führungsnut 26 bzw. 32 entspricht. Diese kann daher sowohl gegen die Arbeitskammern 23 als auch gegen die Vorkammern 24 dauerhaft abgedeckt und abgedichtet werden. Damit kann nicht nur eine hohe Vorverdichtung bis zu 1 bar Überdruck erreicht, sondern auch, trotz ausreichender Schmierung der umlaufenden Führungsglieder, der Leckfiuidanteil auf Werte heutiger Hubkolbenmotoren reduziert werden.The pistons 13-16 and 29,30 are each carried out in the region of their running surfaces 20 with a width dimension, which corresponds to a complete coverage of the associated, over the pivoting range of the respective piston extending housing-side guide groove 26 and 32 respectively. This can therefore both against the working chambers 23rd be permanently covered and sealed against the antechambers 24. Thus, not only a high pre-compression up to 1 bar overpressure can be achieved, but also, despite sufficient lubrication of the rotating guide members, the Leckfiuidanteil be reduced to the values of today's reciprocating engines.

Die Schwenkkolben 6 und 7sind je mit mindestens einem innerhalb des Gehäuses 1 angeordneten, darstellungsgemäss zweiteiligen Ausgleichskörper 40 verbunden, um beim Verschwenken der um die Umlaufachse 8 rotierenden Kolben 13 16 bzw. 2930 und Führungsglieder 27 bzw.28 auftretenden, durch Drehmassen-Änderungen verursachten freien Corioliskräfte auszugleichen. Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, sind die je mit einer mittigen Ausnehmung 41 ausgeführten Ausgleichskörper 40 in die Kalottendeckel 18 integriert. Die vorzugsweise aus einem Schwermetall, wie Wolfram, bestehenden Ausgleichskörper 40 sind mit den Schwenkkolben 6 und 7 bezüglich der Schwenkachse 9 je in einer gegenüber der durch die Führungsglieder 27 bzw.28 bestimmten Ebene geneigten Winkelstellung verschraubt, in der die Massen der Ausgleichskörper 40 jeweils die durch Annäherung bzw. Entfernung der Kolben und Führungsglieder an die bzw. von der Umlaufachse 8 verursachte Änderung der Drehmassen durch eine relativ entgegengesetzte Bewegung zur Umlaufachse 8 zumindest teilweise kompensieren. Dadurch kann wahlweise ein je nach Dimensionierung der Ausgleichskörper vorbestimmbarer, teilweiser oder vollständiger Ausgleich, oder sogar ein Überausgleich der Drehmassen-Änderung erzielt werden. Ein Überausgleich durch sehr grosse Gegen-Massen wirkt sich dämpfend auf die Ungleichförmigkeit des Leistungsdrehmoments der Maschine aus, so dass ein vorteilhaft ruhiger Maschinenlauf erreicht werden kann. Grosse Gegen-Massen haben zudem den weiteren Vorteil, dass sie weitere Schwungmassen ausserhalb des Gehäuses unnötig machen.The pivoting pistons 6 and 7 are each connected to at least one arranged within the housing 1, according to the representation two-part compensating body 40 to pivot on the rotating axis 8 rotating piston 13 16 and 2930 and guide members 27 bzw.28 occurring, caused by rotational mass changes free Coriolis forces compensate. As is apparent from Figures 1 and 2, each executed with a central recess 41 compensating body 40 are integrated into the dome lid 18. The preferably made of a heavy metal, such as tungsten, balancing body 40 are bolted to the pivoting piston 6 and 7 with respect to the pivot axis 9 each in a relation to the plane determined by the guide members 27 bzw.28 certain plane angle position in which the masses of the balancing body 40 respectively compensate for the change in the rotational mass caused by approach or removal of the piston and guide members to or from the circulation axis 8 by a relatively opposite movement to the revolving axis 8 at least partially. As a result, optionally depending on the dimensions of the compensation body predeterminable, partial or complete compensation, or even an overcompensation of the rotating mass change can be achieved. An overcompensation by very large counter-masses has a dampening effect on the non-uniformity of the power torque of the machine, so that an advantageously quiet machine running can be achieved. Large counter-masses also have the further advantage that they make unnecessary further flywheel masses outside the housing.

Das Gehäuse 1 ist in den die Lagerungen der Welle 11 aufnehmenden Wandpartien je mit zwei bezüglich der Umlaufachse 8 einander gegenüberliegenden, zum Befluten der Vorkammern 24 mit atmosphärischem Frischgas bestimmten Ansaugöffnungen 42, und je mit einer gegenüber diesen versetzten Anschlussöffnung 43 eines im Gehäuse ausgebildeten, zum Befluten der Arbeitskammern 23 mit vorkomprimiertem Frischgas bestimmten Überströmkanals 44 ausgeführt. Die Welle 11 ist mit zwei in das Gehäuse einführbaren, je einer der Wandpartien zugeordneten Drehschiebern 45 versehen , welche je zwei einander gegenüberliegende, mit den Ansaugöffnungen 42 sowie mit der Anschlussöffnung 43 zusammenführbare Fenstern 46 aufweisen, wobei bei einer Drehung der Welle 11 um 180°abwechselnd jeweils alle vier Fenster 46 die Ansaugöffnungen 42, und jeweils zwei der Fenster 46 die Anschlussöffnungen 43 der Überstömkanäle 44 freigeben. Der Vorteil dieser Ausführung ist im einfachen, kostengünstigen Aufbau der die wechselnde Beflutung bewirkenden Steuereinrichtung zu sehen, durch welche der Gaswechsel direkt und ohne Anwendung von Ventilen gesteuert werden kann.The housing 1 is in the bearings of the shaft 11 receiving wall sections ever with two relative to the axis of rotation 8 opposite each other for Befluten the prechambers 24 with atmospheric fresh gas certain suction openings 42, and each with a staggered with respect to this connection opening 43 of a housing formed in the housing, designed for flooding the working chambers 23 with precompressed fresh gas overflow channel 44. The shaft 11 is provided with two insertable into the housing, each one of the wall parts associated rotary valves 45, which each have two opposite, zusammenführbare with the suction openings 42 and the connection opening 43 windows 46, wherein upon rotation of the shaft 11 by 180 ° alternately each four windows 46, the intake ports 42, and two of the windows 46, the connection openings 43 of the Überstömkanäle 44 share. The advantage of this design is to see in the simple, inexpensive construction of the changing Beflutung causing control device by which the gas exchange can be controlled directly and without the use of valves.

Wie insbesondere aus der Figur 6 hervorgeht, ist das Gehäuse 1 so ausgeführt, dqss die durch die Umlaufachse 8 verlaufenden Trennebene 10 von dem der maximalen Verdichtung entsprechenden oberen Totpunkt OT aus in der Drehrichtung der Wellel 1 um einen Winkel α in der Grössenordnung von 15 -30° geneigt ist. Ein Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, dass sie eine von der Gehäuseteilung unabhängige, bezüglich der oberen Totpunktlage optimale Anordnung der den Vorkammern 24 zugeordneten Ansaugöffnungen 42 ermöglicht und dass die Überström kanäle 44 in die Trennfläche einer der Gehäusehälften, darstellungsgemäss in der unteren Gehäusehälfte 3, eingearbeitet und in einem Abschnitt derselben mittig zusammengeführtwersen können. In der Innenwand einer der Gehäusehälften, darstellungsgemäss in der oberen Gehäusehälfte 2, ist eine an den mittigen Abschnitt der Überströmkanäle 44 anschliessbare, zum Regeln der Beflutung der Arbeitskammern 23 bestimmte, mittige Steuernut 47 ausgebildet, deren Längenabmessung sich über einen Umfangswinkel ß der Innenwand in der Grössenordnung von 30 - 60° erstreckt, und Querschnitt im Wesentlichen dem doppelten Querschnitt eines der Überströmkanäle 44 entspricht. Der Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, dass sie eine gleichmässige Beflutung der Arbeitskamern 23 während einer durch die Geometrie der Steurnut 47 vorbestimmbaren Zeitspanne ermöglicht.As can be seen in particular from FIG. 6, the housing 1 is designed so that the parting plane 10 passing through the revolving axis 8 differs from the top dead center OT corresponding to the maximum compression in the direction of rotation of the shaft 1 by an angle .alpha. Of the order of 15. 30 ° is inclined. An advantage of this embodiment is the fact that it allows independent of the housing pitch, with respect to the top dead center position optimal arrangement of the prechambers 24 associated intake ports 42 and that the overflow channels 44 in the interface of one of the housing halves, as shown in the lower housing half , incorporated and can be merged in a section of the same center. In the inner wall of one of the housing halves, as shown in the upper housing half 2, a connectable to the central portion of the overflow 44, for controlling the flooding of the working chambers 23 specific, central control groove 47 is formed, the length dimension of a Circumferential angle ß of the inner wall in the order of 30-60 ° extends, and cross-section substantially equal to twice the cross section of the overflow 44. The advantage of this embodiment is the fact that it allows a uniform flooding of the Arbeitskamern 23 during a predeterminable by the geometry of the Steurnut 47 period.

Bei der dargestellten Ausführung der Schwenkkolbenmaschine als Fremdzündmotor ist dem mittigen Abschnitt der Überströmkanäle 44 ein Drosselorgan 48, darstellungsgemäss ein Flachschschieber, zugeordnet. In dem die Steuernut 47 begrenzenden Wandabschnitt des Gehäuses 1 ist ein Einspritzventil 50 für den Kraftstoff angebracht und gegen die sich jeweils öffnenden Arbeitskammern 23 gerichtet. In dem den Schwenkbereich der Kolben 13-16 umgebenden Wandabschnitt des Gehäuses 1 ist mittig mindestens eine Zündkerze 51 vom oberen Totpunkt OT aus entgegen der Drehrichtung der Welle 11 unter einem Vorzündwinkel μ versetzt angebracht, aus dem sich bei Höchstleistung des Motors jeweils gleiche Brenndistanzen in bzw. gegen die Umiaufrichtung in den Arbeitskammern 23 ergeben. Die Vorteile dieser Ausführung sind in der damit erzielbaren, unter Berücksichtigung des Durchbrennverzugs optimierbaren Anordnung der Zündkerze 51 und in den ebenfalls erzielbaren kurzen und günstigen, Ventilwiderstandsfreien Strömungswegen zu sehen, wodurch hohe Leistungen sowie ein gutes Kaltstartverhalten und eine direkte Leistungssteuerung erreicht werden können.In the illustrated embodiment of the oscillating piston engine as a spark-ignition engine is the central portion of the overflow 44, a throttle member 48, according to the representation, a flat slide assigned. In which the control groove 47 bounding wall portion of the housing 1, an injection valve 50 is mounted for the fuel and directed against the respectively opening working chambers 23. In the wall portion of the housing 1 surrounding the swivel range of the pistons 13-16, at least one spark plug 51 is centrally offset from the top dead center OT against the direction of rotation of the shaft 11 at an advance angle .mu., From which identical combustion distances in or at maximum power of the engine are determined ., against the re-erection in the working chambers 23. The advantages of this embodiment can be seen in the thus achievable, taking into account the burn-through delay optimizable arrangement of the spark plug 51 and in the equally achievable short and cheap, valve resistance free flow paths, whereby high performance and good cold start behavior and direct power control can be achieved.

Bei einer Ausführung als Selbstzündmotor kann in entsprechender Weise mindestens eine Einspritzdüse zum Einspritzen des Kraftsttoffs mittig in dem den Schwenkbereich der Kolben 13-16 umgebenden Wandabschnitt des Gehäuses 1 vom oberen Totpunkt OT aus entgegen der Drehrichtung der Welle 11 unter einemIn an embodiment as an auto-ignition engine, at least one injection nozzle for injecting the fuel centrally in the surrounding the pivoting range of the piston 13-16 wall portion of the housing 1 from the top dead center OT from opposite to the direction of rotation of the shaft 11 in a corresponding manner

Vorzündwinkel versetzt angebracht sein, aus dem sich bei Höchstleistung des Motors jeweils gleiche Brenndistanzen in bzw. gegen die Umiaufrichtung in den Arbeitskammern 23 ergeben. Der Vorteil dieser Ausführung ist in der damit erzielbaren, unter Berücksichtigung des Durchbrennverzugs optimierbaren Anordnung der Einspritzdüse zu sehen.Pre-ignition angle to be mounted offset, from which at maximum power of the engine in each case the same focal distances in or against the Umiaufrichtung in the working chambers 23rd result. The advantage of this embodiment is to be seen in the achievable thereby, taking into account the burn-through delay optimizable arrangement of the injection nozzle.

Die Kolben 13-16 und 29,30 sind je mit einer in einem gehäusenahen Endabschnitt, darstellungsgemäss annähernd in der oberen Hälfte, der Arbeitsfläche 21 angebrachten, eine Wirbelkammer bildenden taschenförmigen Ausnehmung 54 bzw. 55 ausgeführt, wobei die Ausnehmungen 54 der Kolben 13-16 des Fremdzündmotors je mit einer bezüglich der Schwenkachse 9 zumindest annähernd radial verlaufenden Grundfläche 56 ausgeführt sind, während die Ausnehmungen 55 der Kolben 29,30 des Selbstzündmotors je mit einer gegen das gehäusenahe Ende der Arbeitsfläche 21 hin konvergierenden Grundfläche 57 ausgeführt sind, die darstellungsgemäss eine halbherzförmige Vertiefung begrenzt. Der Vorteil dieser Ausnehmungen ist darin zu sehen, dass durch die damit erzielbare Verwirbelung des Frischgases beim Fremdzündmotor Klopfen verhindert, bzw. beim Selbstzündmotor durch die Verwirbelung des Frischgases eine höhere Leistung bei besserem Verbrennungsverhalten erreicht werden kann.The pistons 13-16 and 29,30 are each executed with a close in the housing end portion, as shown approximately in the upper half, the working surface 21, forming a swirl chamber pocket-shaped recess 54 and 55, wherein the recesses 54 of the piston 13-16 the Fremdzündmotors are executed each with a respect to the pivot axis 9 at least approximately radially extending base 56, while the recesses 55 of the pistons 29,30 of the Selbstzündmotors are each designed with a converging towards the housing end of the work surface 21 base 57, the representation according to a halbherzförmige Deepening limited. The advantage of these recesses can be seen in the fact that knocking prevented by the thus achievable turbulence of the fresh gas in the spark-ignition engine, or in the auto-ignition engine by the turbulence of the fresh gas, a higher performance with better combustion behavior can be achieved.

Die Kolben 13-16 bzw. 29, 30 sind in den die Arbeitsflächen 21 enthaltenden Wandabschnitten je mit mehreren, hinter der jeweiligen Arbeitsfläche angebrachten, von der Umlaufachseachse 8 her mit Schmierfluid beflutbaren Kühlkanälen 58 ausgeführt, welche durch in der Lauffläche 20 des jeweiligen Kolbens 13-16 bzw. 29, 30 angebrachte Durchtrittsbohrungen 60 mit der in der unteren Gehäusehälfte 3 ausgebildeten Ableitöffnung 36 für das Schmierfluid in Verbindung stehen. Die Wandteile 17 der Schwenkkolben 6, 7 bzw. 19 sind je mit mindestens einem in entsprechenderweise mit Schmierfluid beflutbaren, dem Kalottendeckel 18 zugewandten Kühlabschnitt 59 ausgeführt, der über mindestens eine im Kalottendeckel vorgesehene Durchtrittsbohrung 61 mit der dem Schmierfluidbehälter 37 zugeordneten Ableitöffnung 36 in Verbindung steht. Der Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, dass durch die direkte Kühlung der die Arbeitskammern 23 begrenzenden Wandpartien eine Überhitzung des Innenmotors vermieden und die Wärme auf einfache Weise mit dem Schmierfluid abgeführt werden kann.The pistons 13-16 and 29, 30 are in the working surfaces 21 containing wall sections each with a plurality, mounted behind the respective working surface, from the Umlaufachseachse 8 ago flooded with lubricating fluid cooling channels 58 executed by in the running surface 20 of the respective piston 13th -16 and 29, 30 mounted through holes 60 are in communication with the discharge opening 36 formed in the lower housing half 3 for the lubricating fluid. The wall parts 17 of the pivoting pistons 6, 7 and 19 are each provided with at least one floatable with lubricating fluid, the dome lid 18 facing cooling section 59 which communicates with at least one provided in the dome cover passage bore 61 with the discharge of the lubricating fluid 37 associated discharge port 36 , The advantage of this design is the fact that by the direct cooling of the working chambers 23 limiting Wall sections avoided overheating of the inner motor and the heat can be dissipated easily with the lubricating fluid.

Die Abgase der Verbrennung werden durch einen in der unteren Gehäusehäfte 3 ausgebildeten Auspuffschlitz 62 abgeführt, dessen Dimensionierung die Gaswechselsteuerung bestimmt.The exhaust gases of the combustion are removed by an exhaust slot 62 formed in the lower housing 3, the dimensioning of which determines the gas exchange control.

Das Strassenfahrzeug gemäss Fig. 11 weist eine Karosserie 64, ein Vorderrad 65, ein Hinterrad 66 und eine Stabilisierungsvorrichtung 67 in der Form von hochziehbaren Stützrollen auf. Als Antriebsmotor 68 ist eine erfindungsgemäss ausgeführte Schwenkkolbenmaschine vorgesehen. The road vehicle according to FIG. 11 has a body 64, a front wheel 65, a rear wheel 66 and a stabilizing device 67 in the form of pull-up support rollers. As a drive motor 68 an inventively designed oscillating piston engine is provided.

Claims

Patentansprüche claims

1. Schwenkkolbenmaschine mit mindestens zwei in einem im Wesentlichen kugelförmigen Gehäuse (1) angeordneten und um eine gehäusemittig angeordnete Umlaufachse (8) gemeinsam umlaufenden, zweiarmigen Schwenkkolben (6, 7; 19), welche je zwei bezüglich der Gehäusemitte im Wesentlichen diametral gegenüberliegende, miteinander fest verbundene Kolben (13-16; 29, 30) in Form von Kolbenarmen aufweisen, und welche beim Umlaufen hin- und hergehende Schwenkbewegungen um eine zur Umlaufachse (8) senkrechte Schwenkachse (9) gegensinnig ausführen, wobei an mindestens zwei Kolben (13-16; 29, 30) Führungsglieder angebracht sind, welche in mindestens eine im Gehäuse (1) ausgebildete, zum Steuern der Schwenkbewegungen bestimmte Führungsnut (26; 32) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsglieder als lose, kugelförmige Rotationskörper (27) ausgebildet sind, dass die mindestens zwei Kolben (13-16) je mit einer im Wesentlichen halbkugelförmigen Führungspfanne (20) zur Aufnahme einer Hälfte eines der Rotationskörper (27) ausgeführt sind und dass die gehäuseseitige Führungsnut (26) mit einer im Wesentlichen halbkreisförmigen Profilierung ausgeführt ist.1. Oscillating piston machine with at least two in a substantially spherical housing (1) arranged and about a housing centrally arranged revolving axis (8) together encircling, two-armed pivot piston (6, 7, 19), each two with respect to the housing center substantially diametrically opposite to each other firmly connected pistons (13-16; 29, 30) in the form of piston arms, and which, during rotation, execute reciprocating pivoting movements about an axis of rotation (9) perpendicular to the revolving axis (8) in opposite directions, whereby at least two pistons (13) 16, 29, 30) guide members are mounted, which engage in at least one in the housing (1) formed, for controlling the pivoting movements certain guide groove (26, 32), characterized in that the guide members are formed as loose, spherical rotary body (27) in that the at least two pistons (13-16) each have a substantially hemispherical guide cup (20) for receiving one ner half of the rotary body (27) are executed and that the housing-side guide groove (26) is designed with a substantially semicircular profiling.

2. Schwenkkolbenmaschine mit mindestens zwei in einem im Wesentlichen kugelförmigen Gehäuse (1) angeordneten und um eine gehäusemittig angeordnete Umlaufachse (8) gemeinsam umlaufenden, zweiarmigen Schwenkkolben (6, 7; 19), welche je zwei bezüglich der Gehäusemitte im Wesentlichen diametral gegenüberliegende, miteinander fest verbundene Kolben (13-16; 29, 30) in Form von Kolbenarmen aufweisen, und welche beim Umlaufen hin- und hergehende Schwenkbewegungen um eine zur Umlaufachse (8) senkrechte Schwenkachse (9) gegensinnig ausführen, wobei an mindestens zwei Kolben (13-16; 29, 30) Führungsglieder angebracht sind, welche in mindestens eine im Gehäuse (1) ausgebildete, zum Steuern der Schwenkbewegungen bestimmte Führungsnut (26; 32) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsglieder als lose, ellipsoidförmige Rotationskörper (28) ausgebildet sind, dass die mindestens zwei Kolben (29, 30) je mit einer im Wesentlichen halbellipsoidförmigen Führungspfanne (31) zur Aufnahme einer Hälfte eines der Rotationskörper (28) ausgeführt sind und dass die gehäuseseitige Führungsnut (32) mit einer im Wesentlichen halbellipsenförmigen Profilierung ausgeführt ist.2. Oscillating piston machine with at least two in a substantially spherical housing (1) arranged and about a housing centrally disposed revolving axis (8) together encircling, two-armed pivot piston (6, 7, 19), each two with respect to the center of the housing substantially diametrically opposite to each other firmly connected pistons (13-16; 29, 30) in the form of piston arms, and which, during rotation, execute reciprocating pivoting movements about an axis of rotation (9) perpendicular to the revolving axis (8) in opposite directions, whereby at least two pistons (13) 16, 29, 30) guide members are mounted, which in at least one in the housing (1) formed, for controlling the pivoting movements engage certain guide groove (26; 32), characterized in that the guide members are formed as loose, ellipsoidal rotational body (28) that the at least two pistons (29, 30) each with a substantially halbellipsoidförmigen guide pan (31) for receiving a half one of the rotary bodies (28) are executed and that the housing-side guide groove (32) is designed with a substantially semi-elliptical profiling.

3. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungspfannen (31) je in einem Lagerteil (33) ausgebildet sind, der im Kolben (29, 30) um eine zur Schwenkachse (9) senkrechte radiale Achse drehbar angebracht ist.3. oscillating piston engine according to claim 2, characterized in that the guide pans (31) are each formed in a bearing part (33) which is rotatably mounted in the piston (29, 30) about a pivot axis (9) vertical radial axis.

4. Schwenkkolbenmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungspfannen (25; 31) je über eine in ihren Grundbereich mündende Bohrung (34) an einen im Kolben (13-16; 29, 30) ausgebildeten Zuführkanal für ein unter Druck stehendes Schmierfluid angeschlossen sind.4. Oscillating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the guide pans (25; 31) each have a bore (34) opening into their base region to a feed channel formed in the piston (13-16; 29, 30) for under pressure standing lubricating fluid are connected.

5. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseseitige Führungsnut (26; 32) mit einer den Grundbereich ihrer Profilierung vertiefenden, zusätzlichen Nut (35) ausgeführt ist, die zum Abführen des Schmierfluids bestimmt ist und die mit mindestens einer im Gehäuse (1) vorgesehenen Ableitöffnung (36) für das Schmierfluid in Verbindung steht.5. oscillating piston machine according to claim 4, characterized in that the housing-side guide groove (26; 32) with a base region of their profiling deepening, additional groove (35) is designed, which is intended for discharging the lubricating fluid and with at least one in the housing ( 1) provided discharge opening (36) for the lubricating fluid is in communication.

6. Schwenkkolbenmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, deren Kolben (13-16; 29, 30) je eine dem Gehäuse zugewandte Lauffläche (20), eine Arbeitsseite mit) einer Arbeitsfläche (21) und eine von dieser abgewandte Rückseite (22) aufweisen, wobei jeweils zwei einander zugewandte Arbeitsseiten zweier benachbarter Kolben (13-16; 29, 30) mit dem Gehäuse (11) eine Arbeitskammer (23), und die einander zugewandten Rückseiten (22) zweier benachbarter Kolben (13-16; 29, 30) mit dem Gehäuse (1) eine Vorkammer (24) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (13-16; 29, 30) im Bereich ihrer Laufflächen (20) je mit einer Breitenabmessung ausgeführt sind, welche einer vollständigen Abdeckung der zugeordneten, über den Schwenkbereich des jeweiligen Kolbens (13-16; 29, 30) verlaufenden gehäuseseitigen Führungsnut (26; 32) entspricht.6. Oscillating piston machine according to one of the preceding claims, whose pistons (13-16, 29, 30) each have a housing facing the running surface (20), a working side with) a working surface (21) and a rear side facing away from this (22), wherein two mutually facing working sides of two adjacent pistons (13-16; 29, 30) with the housing (11) a working chamber (23), and the mutually facing back sides (22) of two adjacent pistons (13-16; 29, 30) with the Enclosure (1) delimiting an antechamber (24), characterized in that the pistons (13-16; 29, 30) are each designed with a width dimension in the region of their running surfaces (20) which provides complete coverage of the associated one over the pivoting range corresponds to the respective piston (13-16; 29, 30) extending housing-side guide groove (26; 32).

7. Schwenkkolbenmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die gehäuseseitige Führungsnut (26; 32) gebildete Steuerkurve zur Verschwenkung der Kolben (13-16; 29, 30) durch Sinus- bzw. Cosinus- Funktionen bestimmt ist, wobei jeweils eine Drehung der Umlaufachse (8) um 180° eine Periodendauer, und der Verschwenkungswinkel der Kolben (13-16; 29, 30) die Amplitude definieren.7. Oscillating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the control curve formed by the housing-side guide groove (26; 32) for pivoting the pistons (13-16; 29, 30) is determined by sine or cosine functions, wherein in each case a rotation of the revolving axis (8) by 180 ° a period duration, and the pivoting angle of the pistons (13-16; 29, 30) define the amplitude.

8. Schwenkkolbenmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils miteinander verbundenen Kolben (13-16; 29, 30) mit mindestens einem innerhalb des Gehäuses (1) angeordneten, zum Ausgleichen der beim Verschwenken der um die Umlaufachse (8) rotierenden Kolben (13-16; 29, 30) und Führungsglieder (27; 28) auftretenden Änderung der Drehmassen bestimmten Ausgieichskörper (40) verbunden sind, welcher bezüglich der Schwenkachse (9) in einer gegenüber der durch die Führungsglieder (27; 28) bestimmten Ebene geneigten Winkelstellung gehalten ist, in der die Masse des Ausgleichskörpers (40) jeweils die durch Annäherung bzw. Entfernung der Kolben und Führungsglieder an die bzw. von der Umlaufachse (8) verursachte Änderung der Drehmassen durch eine relativ entgegengesetzte Bewegung zur Umlaufachse (8) zumindest teilweise kompensiert.8. Oscillating piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the respectively interconnected pistons (13-16; 29, 30) are arranged with at least one inside the housing (1) for compensating the pivoting about the revolving axis (8). Rotating piston (13-16; 29, 30) and guide members (27; 28) occurring change of the rotating masses certain Ausgaichskörper (40) are connected, which with respect to the pivot axis (9) in a relation to the by the guide members (27; Plane inclined angular position is maintained, in which the mass of the compensating body (40) respectively caused by approach or removal of the piston and guide members to or from the circulation axis (8) change in the rotational masses by a relatively opposite movement to the axis of rotation (8) at least partially compensated.

9. Schwenkkolbenmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umlaufachse (8) durch eine im Gehäuse (1) beidseitig gelagerte Welle (11) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) in den die Welle (11) umgebenden Wandpartien je mit zwei bezüglich der Umlaufachse (8) einander gegenüberliegenden, zum Befluten der Vorkammern (24) mit atmosphärischem Frischgas bestimmten Ansaugöffnungen (42), und je mit einer gegenüber diesen versetzten Anschlussöffnung (43) eines im Gehäuse (1) ausgebildeten, zum Befluten der Arbeitskammern (23) mit vorkomprimiertem Frischgas bestimmten Überströmkanals (44) ausgeführt ist, und dass die Welle (11) mit zwei in das Gehäuse (1) einführbaren, je einer der Wandpartien zugeordneten Drehschiebern (45) versehen ist, welche je mit zwei einander gegenüberliegenden, mit den Ansaugöffnungen (42) und der Anschlussöffnung (43) zusammenführbaren Fenstern (46) ausgeführt sind, wobei bei einer Drehung der Welle (11) um 180°abwechselnd jeweils alle vier Fenster (46) die Ansaugöffnungen (42), und jeweils zwei der Fenster (46) die Anschlussöffnungen (43) der Überstömkanäle (44) freigeben.9. Oscillating piston machine according to one of the preceding claims, wherein the circulating axis (8) by a housing (1) on both sides mounted shaft (11) is formed, characterized in that the housing (1) in which the shaft (11) surrounding Wall sections each with two with respect to the circulation axis (8) opposite, for Befluten the antechambers (24) with atmospheric fresh gas certain intake ports (42), and each with a staggered against this connection opening (43) of a in the housing (1) formed for flooding the working chambers (23) with precompressed fresh gas specific overflow channel (44) is executed, and that the shaft (11) with two in the housing (1) insertable, each one of the wall parts associated rotary valves (45) is provided, each with two each other opposite with the suction openings (42) and the connection opening (43) merge windows (46) are executed, wherein upon rotation of the shaft (11) by 180 ° alternately every four windows (46) the suction openings (42), and respectively two of the windows (46) release the connection openings (43) of the Überstömkanäle (44).

10. Schwenkkolbenmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das kugelförmige Gehäuse (1) in einer Trennebene (10), die durch die Umlaufachse (8) verläuft, in zwei Gehäusehälften (2 und 3) geteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebene (10) von dem der maximalen Verdichtung entsprechenden oberen Totpunkt (OT) aus in der Drehrichtung der Umlaufachse (10) um einen Winkel (α) in der Grössenordnung von 15 -30° geneigt ist.10. Oscillating piston machine according to one of the preceding claims, wherein the spherical housing (1) in a parting plane (10) passing through the revolving axis (8) is divided into two housing halves (2 and 3), characterized in that the parting plane ( 10) is tilted from the maximum compression corresponding top dead center (TDC) in the direction of rotation of the revolving axis (10) by an angle (α) in the order of 15 -30 °.

11. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmkanäle (44) in die Trennfläche einer der Gehäusehälften (2, 3) eingearbeitet und in einem Abschnitt derselben mittig zusammengeführt sind, dass in die Innenwand einer der Gehäusehälften (2, 3) eine an den mittigen Abschnitt der Überströmkanäle (44) anschliessbare, zum Regeln der Beflutung der Arbeitskammern (23) bestimmte, mittige Steuernut (47) eingearbeitet ist, deren Längenabmessung sich über einen Umfangswinkel (ß) der Innenwand in der Grössenordnung von 30 - 60°erstreckt, und deren Querschnitt im Wesentlichen dem doppelten Querschnitt eines der Überströmkanäle (44) entspricht.11. oscillating piston engine according to claim 10, characterized in that the overflow channels (44) incorporated in the parting surface of the housing halves (2, 3) and are centered in a section thereof that in the inner wall of the housing halves (2, 3) a to the central portion of the overflow channels (44) connectable, for controlling the Beflutung the working chambers (23) certain, central control groove (47) is incorporated, the length dimension extends over a circumferential angle (ß) of the inner wall in the order of 30 - 60 ° . and whose cross section substantially corresponds to twice the cross section of one of the overflow channels (44).

12. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 11, ausgeführt als Fremdzündmotor, mit einem Drosselorgan (48), einem Einspritzventil (50) zum Einspritzen des Kraftstoffs und mit mindestens einer Zündkerze (51), dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan (48) dem mittigen Abschnitt der Überströmkanäle (44) zugeordnet ist, dass das Einspritzventil (50 in dem die Steuernut (47) begrenzenden Wandabschnitt des Gehäuses (1) angebracht und gegen die sich jeweils öffnenden Arbeitskammern (23) gerichtet ist, und dass die mindestens eine Zündkerze (51) mittig in dem den Schwenkbereich der Kolben (13-16) umgebenden Wandabschnitt des Gehäuses vom oberen Totpunkt (OT) aus entgegen der Drehrichtung der Umlaufachse (8) unter einem Vorzündwinkel (μ) versetzt angebracht ist, aus dem sich bei Höchstleistung des Motors jeweils gleiche Brenndistanzen in bzw. gegen die Umiaufrichtung in den Arbeitskammern (23) ergeben.12. Oscillating piston engine according to claim 11, designed as a spark-ignition engine, with a throttle member (48), an injection valve (50) for injecting the fuel and at least one spark plug (51), characterized in that the throttle member (48) the central portion of the transfer channels (44) is associated with that the injection valve (50 in which the control groove (47) limiting wall portion of the housing (1) is mounted and directed against the respective opening working chambers (23), and in that the at least one spark plug (51) in the center the wall portion of the housing surrounding the swivel range of the pistons (13-16) from top dead center (TDC) is mounted counter to the direction of rotation of the revolving axis (8) at a pre-ignition angle (μ) from which identical combustion distances at maximum power of the engine are determined or against the reorganization in the working chambers (23).

13. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 11 , ausgeführt als Selbstzündmotor, mit mindestens einer Einspritzdüse (52) zum Einspritzen des Kraftstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einspritzdüse (52) mittig in dem den Schwenkbereich der Kolben (13-16; 29, 30) umgebenden Wandabschnitt des Gehäuses vom oberen Totpunkt (OT) aus entgegen der Drehrichtung der Umlaufachse (10) unter einem Vorzündwinkel (μ) versetzt angebracht ist, aus dem sich bei Höchstleistung des Motors jeweils gleiche Brenndistanzen in bzw. gegen die Umiaufrichtung in den Arbeitskammern (23) ergeben.13. Oscillating piston engine according to claim 11, designed as a compression ignition engine, with at least one injection nozzle (52) for injecting the fuel, characterized in that the at least one injection nozzle (52) in the center in which the pivoting range of the pistons (13-16, 29, 30) surrounding wall portion of the housing from top dead center (TDC) is mounted offset from the direction of rotation of the revolving axis (10) under a Vorzündwinkel (μ), from which at maximum power of the engine in each case the same focal distances in or against the Umiaufrichtung in the working chambers (23 ).

14. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (13-16; 29, 30) je mit einer in einem gehäusenahen Endabschnitt ihrer Arbeitsfläche (21) angebrachten, eine Wirbelkammer bildenden taschenförmigen Ausnehmung (54; 55) ausgeführt sind, wobei die Ausnehmungen (54) der Kolben (13-16) des Fremdzündmotors je mit einer bezüglich der Schwenkachse (9) zumindest annähernd radial verlaufenden Grundfläche (52), bzw. die Ausnehmungen (55) der Kolben (29, 30) des Selbstzündmotors je mit einer gegen das gehäusenahe Ende der Arbeitsfläche 21 hin konvergierenden Grundfläche (57) ausgeführt sind.14. oscillating piston engine according to claim 12 or 13, characterized in that the pistons (13-16; 29, 30) each with a in a housing near end portion of their working surface (21) mounted, forming a swirl chamber pocket-shaped The recesses (54) of the pistons (13-16) of the spark-ignition engine each have a base surface (52) which extends at least approximately radially with respect to the pivot axis (9), or the recesses (55) Piston (29, 30) of the auto-ignition each with a converging towards the housing near the end of the work surface 21 base (57) are executed.

15. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei die Schwenkkolben (6, 7; 19) je mit einem gegen die Innenwand des Gehäuses abdichtbaren Wandteil (17) verbunden sind, der auf einem die Schwenkachse (9) bildenden Achszapfen (12) gelagert und mit einem an die Form der Innenwand angepassten Kalottendeckel (18) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (13-16; 29, 30) in den die Arbeitsflächen (21) enthaltenden Wandabschnitten je mit mehreren, .hinter der jeweiligen Arbeitsfläche (21) angebrachten, von der Umlaufachse (8) her mit Schmierfluid beflutbaren Kühlkanälen (58) ausgeführt sind, welche durch in der Lauffläche (20) des jeweiligen Kolbens (13-16; 29, 30) angebrachte Durchtrittsbohrungen (60) mit der mindestens einen im Gehäuse (1) ausgebildeten Ableitöffnung (36) für das Schmierfluid in Verbindung stehen, und dass die Wandteile (17) je mit mindestens einem in entsprechenderweise mit Schmierfluid beflutbaren Kühlabschnitt (59) ausgeführt sind,der über mindestens eine im Kalottendeckel (18) vorgesehene Durchtrittsbohrung (61) mit der mindestens einen Ableitöffnung (36) in Verbindung steht.15. Oscillating piston machine according to one of claims 6 to 14, wherein the pivoting pistons (6, 7, 19) are each connected to a wall part (17) which can be sealed against the inner wall of the housing and which is mounted on a journal (12) forming the pivot axis (9). is mounted and provided with a adapted to the shape of the inner wall Kalottendeckel (18), characterized in that the pistons (13-16; 29, 30) in the work surfaces (21) containing wall sections each with several .hinter the respective working surface (21) mounted, from the circumferential axis (8) forth with flooding fluid drainage channels (58) are executed, which by in the running surface (20) of the respective piston (13-16; 29, 30) mounted through holes (60) with the at least a discharge opening (36) for the lubricating fluid formed in the housing (1), and in that the wall parts (17) are each provided with at least one cooling section (59) which can be flooded with lubricating fluid d, which is at least one in the Kalottendeckel (18) provided passage bore (61) with the at least one discharge opening (36) in communication.

16. Strassenfahrzeug mit einer als Antriebsmotor ausgebildeten Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15. 16. Road vehicle with a drive motor designed as a rotary piston engine according to one of claims 1 to 15.