DD299080A5

DD299080A5 - POWER CONVERSION MACHINE WITH PISTON ROTATING IN A BALL HOUSING

Info

Publication number: DD299080A5
Application number: DD90336990A
Authority: DD
Inventors: Larsen Thor
Original assignee: 3D International A/S,No
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1990-01-08
Publication date: 1992-03-26
Also published as: NO890081D0

Abstract

Eine Energieumwandlungsmaschine mit einer Rotoreinheit, die ein erstes Rotorteil (124) mit einem ersten Kolbenpaar (137, 138) und ein zweites Rotorteil (125) mit einem zweiten Kolbenpaar (135, 136) besitzt, das in bezug auf das erste Kolbenpaar im Maschinengehaeuse (10, 110) vorwaerts und rueckwaerts schaukelt. Das erste Rotorteil ist mit der Drehwelle (117) der Maschine verbunden, waehrend das zweite Rotorteil (125) nicht drehbar mit dem ersten Rotorteil (124) verbunden ist und im Verhaeltnis zum ersten Rotorteil schaukelfaehig ist. Demzufolge sind das erste Rotorteil und das zweite Rotorteil gemeinsam um die Drehachse drehbar. Das erste Rotorteil ist in einer ersten Umdrehungsbahn drehbar, waehrend sich das zweite Rotorteil in einer zweiten Bewegungsbahn bewegt, welche von der genannten Umdrehungsbahn abweicht. Das erste und das zweite Rotorteil (124, 125) sind innerhalb einer gemeinsamen kugelfoermigen Erzeugenden definiert. Eine Fuehrungseinrichtung (116) zur Fuehrung des zweiten Rotorteils (125) in einer Umdrehungsbahn ist mittig innerhalb der Rotorbaueinheit (124, 125) in starrer Verbindung zum Maschinengehaeuse angeordnet.{Energieumwandlungsmaschine; Kompressor; Verbrennungsmotor}An energy conversion machine comprising a rotor assembly having a first rotor member (124) having a first pair of pistons (137, 138) and a second rotor member (125) having a second pair of pistons (135, 136) disposed relative to the first pair of pistons in the engine housing (12). 10, 110) forwards and backwards. The first rotor part is connected to the rotary shaft (117) of the machine, while the second rotor part (125) is non-rotatably connected to the first rotor part (124) and is rocking relative to the first rotor part. As a result, the first rotor part and the second rotor part are rotatable together about the rotation axis. The first rotor part is rotatable in a first revolution path, while the second rotor part moves in a second movement path, which deviates from the said revolution path. The first and second rotor parts (124, 125) are defined within a common spherical generatrix. A guide device (116) for guiding the second rotor part (125) in a rotational path is arranged centrally within the rotor assembly (124, 125) in rigid connection to the machine housing. {Energy conversion machine; Compressor; Engine}

Description

Hierzu 10 Seiten ZeichnungenFor this 10 pages drawings

Die Erfindung betrifft eine Energieumwandlungsmaschine, die ein erstes Rotorteil mit einem ersten Paar Kolben und ein zweites Rotorteil mit einem zweiten Paar Kolben umfaßt, die für eine Bewegung in einem kugelförmigen Hohlraum im Maschinengehäuse angepaßt sind, wobei das zweite Kolbenpaar in einer zwangsläufigen Vor- und Rückwärtsschaukelbewegung in bezug auf das erste Kolbenpaar beweglich ist, das erste Rotorteil mit einer treibenden oder getriebenen Drehwella verbunden ist, während das zweite Rotorteil nicht drehbar mit dem ersten Rotorteil verbunden ist, so daß eine gemeinsame Drehbewegung um die Drehachse der Drehwelle ausgeführt wird, wobei das erste Rotorteil in einer ersten Umdrehungsbai.η in e'nei rechtwinkligen Ebene zur Drehachse drehbar ist, während das zweite Rotorteil drehbar ist zusammen mit und schaukelbar in bezug auf das erste Rotorteil, und das zweite Rotorteil durch ein Führungselement gelenkt wird, das in einer zweiten Umdrehungsbahn drehbar ist, die mittels einer stationären Führungseinrichtung in einem Winkel ν zur ersten Umdrehungsbahn geneigt ist.The invention relates to an energy conversion machine comprising a first rotor part having a first pair of pistons and a second rotor part having a second pair of pistons adapted for movement in a spherical cavity in the machine housing, the second pair of pistons being forced in a forward and backward rocking motion is movable with respect to the first pair of pistons, the first rotor part is connected to a driving or driven Drehwella, while the second rotor part is non-rotatably connected to the first rotor part, so that a common rotational movement about the axis of rotation of the rotary shaft is carried out, wherein the first Rotor part in a first Umdrehungsbai.η is rotatable in e'nei rectangular plane to the rotation axis, while the second rotor part is rotatable together with and swingable with respect to the first rotor part, and the second rotor part is guided by a guide member which in a second revolution path is rotatable, the is inclined by means of a stationary guide device at an angle ν to the first revolution path.

Die Energieumwandlungsmaschine kann auf verschiedenen Gebieten eingesetzt werden, z. B. als einstufiger oder mehrstufiger Kompressor, Pumpe, hydraulische oder pneumatische Kraftmaschine bzw. als Zweitakt- oder Viertaktverbrennungsmotor etc. Die Maschine kann für ein großes Spektrum verschiedener Geschwindigkeiten zum Einsatz kommen. Die Maschine eignet sich besonders als Hochleistungsmaschine, wie Hochleistungskompressoren oder hochtourige Motoren. Hat die Maschine die Form eines Preßluftmotors, einer Dampfmaschine oder eines Verbrennungsmotors mit einem mittleren Arbeitsvolumen, dann kann die Geschwindigkeit von 500U/S (30000 U/m) angewendet w ι den. Ist die Maschine ein Verbrennungsmotor, so kann eine Geschwindigkeit von ca. 100 U/s (6000 U/m) geeignet sein. In anderen Fällen kann eine Geschwindigkeit von 50 U/s für spezielle andere Anwendungsgebiete relevanter sein. In Verbindung mit Schiffsantriebsmaschinen (z.B. Dieselmotoren) können beträchtlich niedrige Geschwindigkeiten hinsichtlich der Geschwindigkeit der Schiffsschrauben günstig sein. Geschwindigkeiten von 100U/m für die Schiffsschraube^) können dann auch für die Antriebsmaschine zur Anwendung kommen. Es ist ein besonderes Ziel, eine Maschine zur Verfügung zu stellen, die effektiv die sich bewegenden Massen in der Maschine ausgleicht, was zu minimalen Schwingungen in der Maschine während des Betriebes führt. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung einer Maschine mit einer vergleichsweisen kompakten Konstruktion mit relativ wenigen und einfachen Teilen und relativ geringem Volumen und Gewicht im Verhältnis zur Leistung. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung einer Maschine, deren Arbeitskammern gegenüber den gefetteten Teilen der Maschine abgedichtet sind. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung einer Maschine, bei der eine einfache und effektive Regulierung der verschiedenen Öffnungen im Maschinengehäuse erreicht wird. Das 1906 erteilte US-Patent 826,985 (D. Appel) gibt eine Lösung für den in der Einleitung genannten Typ, bei dem eine günstige Bewegung der Kolben und der entsprechenden Arbeitskammern im Verhältnis zu den verschiedenen Öffnungen auf der Grundlage einer einfachen Konstruktion ohne Kurbelwelle und ohne getrennt bewegliche Ventile erreicht wird. Die Lösung nach dem bekannten Stand der Technik sieht eine stationäre Führungseinrichtung vor, welche radial außerhalb der Arbeitskammern der Maschine angebracht ist, wodurch zwangsläufig das zweite Kolbenpaar in einer Schaukelbewegung im Verhältnis zum ersten Kolbenpaar geführt wird. Es wird ein ringförmiges Führungselement offenbart, das in der stationären Führungseinrichtung in einer Führungsnut läuft, die im tatsächlichen Maschinangehäuse ausgebildet ist und sich außerdem radial über das tatsächliche Maschinengehäuse hinaus erstreckt.The energy conversion machine can be used in various fields, e.g. As a single-stage or multi-stage compressor, pump, hydraulic or pneumatic power or as a two-stroke or four-stroke combustion engine, etc. The machine can be used for a wide range of different speeds. The machine is particularly suitable as a high-performance machine, such as high-performance compressors or high-speed engines. If the machine has the form of a compressed air motor, a steam engine or an internal combustion engine with an average working volume, then the speed of 500U / S (30000 U / m) can be applied. If the machine is an internal combustion engine, then a speed of approximately 100 U / s (6000 U / m) may be suitable. In other cases, a speed of 50 RPM may be more relevant for specific other applications. In conjunction with marine propulsion machinery (e.g., diesel engines), considerably low speeds may be beneficial in terms of ship propeller speed. Speeds of 100U / m for the propeller ^) can then also be used for the prime mover. It is a particular object to provide a machine that effectively balances the moving masses in the machine, resulting in minimal vibration in the machine during operation. Another object is to provide a machine of comparatively compact construction with relatively few and simple parts and relatively small volume and weight in relation to performance. Another object is to provide a machine whose working chambers are sealed against the greased parts of the machine. Another object is to provide a machine that achieves simple and effective regulation of the various openings in the machine housing. U.S. Patent 826,985 (D. Appel), issued in 1906, provides a solution to the type mentioned in the introduction in which a favorable movement of the pistons and the corresponding working chambers relative to the various ports is based on a simple design without crankshaft and without separated movable valves is achieved. The solution according to the known prior art provides a stationary guide device, which is mounted radially outside the working chambers of the machine, whereby inevitably the second pair of pistons is guided in a rocking motion in relation to the first pair of pistons. There is disclosed an annular guide member which rides in the stationary guide means in a guide groove formed in the actual machine housing and which also extends radially beyond the actual machine housing.

Nach der Lösung gemäß dem bekannten Stand der Technik führt das erste Kolbenpaar praktisch nur eine Drehbewegung aus, während das zweite Kolbenpaar eine entsprechende Drehbewegung ausführt und außerdem zusätzlich eine zwangsläufig geführte Schaukelbewegung vorwärts und rückwärts im Verhältnis zum ersten Kolbenpaar. Durch die radial außen angeordnete Führungseinrichtung wird das zweite Kolbenpaar zwangsläufig in einer speziellen Bewegungsbahn in einer stationären Ebene h η kugelförmigen Gehäuse geführt, d. h. mit einer ringförmigen Führungseinrichtung, die in einer Umdrehungsbahn im Winkel ν im Verhältnis zur Umdrehungsbahn des ersten Kolbenpaares geneigt ist. Die Schaukelbewegung des zweiten Kolbenpaares vorwärts und rückwärts im Verhältnis zum ersten Kolbenpaar tritt als zwangsläufig geführte Bewegung um eine Schaukelachse auf, die sich quer zur Drehachse der Drehwelle der Rotorbaueinheit erstreckt. Das bedeutet, dali alle Punkte auf den Kolbenflächen des zweiten Kolbenpaares sich kontinuierlich um die Drehachse der Drehwelle drehen, und zwar zur gleichen Zeit, da diese Punkte auch eine Schaukelbewegung vorwärts und rückwärts im Verhältnis zu den Kolbenflächen des ersten Kolbenpaares ausführen. Die kombinierte Drehbewegung und Schaukelbewegung des zweiten Kolbenpaares erzeugen ein günstiges Bewegungsmuster für die zweite , Kolben (zweites Rotorteil) im Verhältnis zum ersten Kolbenpaar (erstes Rotorteil) und im Verhältnis zum einschließenden Mas'Nnengehäuse mit kugelförmigen Innenflächen, ohne daß die zweiten Kolben in den äußersten Stallungen der Schaukelbewegung einen Totpunkt durchlaufen.According to the solution according to the known prior art, the first pair of pistons performs virtually only a rotational movement, while the second pair of pistons performs a corresponding rotational movement and also additionally a forcibly guided rocking motion forward and backward relative to the first pair of pistons. Due to the radially outwardly arranged guide means, the second pair of pistons is inevitably guided in a specific movement path in a stationary plane h η spherical housing, d. H. with an annular guide device, which is inclined in a revolution path at an angle ν in relation to the revolution path of the first piston pair. The rocking movement of the second pair of pistons forward and backward relative to the first pair of pistons occurs as a forced movement about a rocking axis extending transversely to the axis of rotation of the rotary shaft of the rotor assembly. That is, all the points on the piston surfaces of the second pair of pistons are continuously rotating about the axis of rotation of the rotating shaft at the same time, since these points also rock and rock forward relative to the piston surfaces of the first pair of pistons. The combined rotational movement and rocking motion of the second pair of pistons produce a favorable pattern of movement for the second piston (second rotor portion) relative to the first pair of pistons (first rotor portion) and relative to the enclosing shell with spherical inner surfaces, without the second pistons being in the outermost Stables of rocking motion go through a dead center.

Das Ergebnis der o.g. Konstruktion ist, daß die vier unterschiedlichen Kammern, die durch die vier Kolben bestimmt werden, veranlaßt werden, sich in einer entsprechenden Drehbewegung um die Drehachse der Drehwelle zu bewegen, und sie werden paarweise mit den stationären Öffnungen im Maschinengehäuse an festen Stellen der Bewegungsbahn der Kolben und so mit den Arbeitskammern verbunden. Bei jedem Drehzyklus der Drehwelle unterliegen zwei der Arbeitskammern einer winkelmäßig gleichförmigen kubischen Ausdehnung hin zu einem Maximum, und danach erfolgt kontinuierlich eine entsprechende winkelmäßig gleichförmige kubische Reduzierung hin zu einem Minimum im folgenden Takt, während die anderen beiden Arbeitskammern entsprechend einer winkelmäßig gleichförmigen kubischen Reduzierung hin zu einem Minimum und dann kontinuierlich einer winkelmäßig gleichförmigen kubischen Ausdehnung hin zu einem Maximum im folgenden Takt unterliegen. Ein Arbeitskammerpaar wirkt mit einem ersten Öffnungspaar zusammen, während das zweite Arbeitskammerpaar mit einemThe result of the o.g. Construction is that the four different chambers, which are determined by the four pistons, are caused to move in a corresponding rotational movement about the axis of rotation of the rotary shaft, and they are paired with the stationary openings in the machine housing at fixed locations of the trajectory of the piston and so connected with the working chambers. In each rotation cycle of the rotary shaft, two of the working chambers are subjected to an angularly uniform cubic expansion toward a maximum, and thereafter a corresponding angularly uniform cubic reduction continuously occurs to a minimum in the following cycle, while the other two working chambers correspond to an angularly uniform cubic reduction a minimum and then continuously subject to an angularly uniform cubic expansion towards a maximum in the following cycle. A working chamber pair cooperates with a first opening pair, while the second working chamber pair with a

zweiten Öffnungspaar zusammenwirkt. Demzufolge wird bei jedem Takt ein besonders gleichmäßiges Füllen und gleichmäßiges Leeren der Arbeitskammern im ersten und zweiten Arbeitskammerpaar erreicht, und der Taktwechsel erfolgt sofort, nachdem die Schwingkolben ihre entsprechende äußerste Stellung erreicht haben. Der Taktwechsel geschieht nicht über eine beträchtliche Massenbewegung zum Totpunkt zwischen zwei sich aufeinander zu und voneinander weg bewegenden Kolben, sondern durch eine gloichmäßige Massenbewegung über eine zwangsweise geführte Drehbewegung der Kolben im Verhältnis zueinander und in getrennten Bewegungsbahnen. Dieses Bewegungsmuster ist wichtig und wird nachfolgend beschrieben. Es ist nicht bekannt, daß die vorgeschlagene, letztgenannte Lösung sich als praktisch einsetzbar erwies -trotz des günstigen Bewegungsmusters und der günstigen Betriebsbedingungen, denen die Rotorteile unterzogen werden können. £s wird angenommen, daß die Ursache bei speziellen Problemen liegt, die in Zusammenhang mit der Positionierung der Führungseinrichtung radial außerhalb der Maschinenarbeitskammern entstehen, wobei rias Führungselement (Führungsring) besonders hohen Umfangsgeschwindigkeiten ausgesetzt ist und sich zu den Maschinenarbeitskammarn öffnet, was zu Nachteilen im Betrieb führt. Fs ist also ein beträchtlicher Mangel, daß die Schwingkolben bei jeder Schaukelbewegung quer über den Spalt im Maschinengehäuse laufen, wo das Führungselement (Führungsring) im Maschinengehäuse befestigt ist. Auf der einen Seite gibt es große Probleme bei der Sicherung der Schmierung des Führungselements in bezug auf das Maschinengehäuse und auf der anderen Seite bei der Abdichtung des Führungselements über dem Arbeitsmedium in den Arbeitskammern der Maschine. Diese Probleme treten speziell bei Hochleistungsmaschinen auf, insbesondere bei hochtourigen Verbrennungsmotoren. Es wird angenommen, daß für diese Probleme in den vergangenen 80 bis 83 Jahren keine Lösung gefunden wurde, bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde.cooperates second opening pair. Accordingly, a particularly uniform filling and uniform emptying of the working chambers in the first and second working chamber pair is achieved at each clock, and the clock change takes place immediately after the oscillating piston have reached their respective outermost position. The clock change does not occur over a considerable mass movement to the dead center between two mutually towards and away from each other moving piston, but by a gloichmäßige mass movement via a forced guided rotational movement of the piston relative to each other and in separate trajectories. This movement pattern is important and will be described below. It is not known that the proposed latter solution proved to be practically applicable despite the favorable movement pattern and the favorable operating conditions to which the rotor parts can be subjected. It is believed that this is due to specific problems associated with the positioning of the guide means radially outward of the machine working chambers, with the guide element (guide ring) being subjected to particularly high peripheral speeds and opening to the machine work chamber, resulting in operational disadvantages leads. Thus, Fs is a significant deficiency in that the oscillating pistons, with each rocking motion, travel across the gap in the machine housing where the guide element (guide ring) is mounted in the machine housing. On the one hand, there are great problems in securing the lubrication of the guide element with respect to the machine housing and on the other hand in the sealing of the guide element above the working fluid in the working chambers of the machine. These problems occur especially in high-performance engines, especially in high-speed internal combustion engines. It is believed that no solution has been found for these problems in the past 80 to 83 years until the present invention was made.

Die norwegische Patentanmeldung 882,801 (Thor Larsen) offenbart eine Energieumwandlungsmaschine ähnlicher, jedoch wesentlich unterschiedlicher Konstruktion, die ainige Mängel der o.g. Bauart des bekannten Standes der Technik beseitigt, jedoch nicht alle o.g. Ziele gemäß der Erfindung erreicht. In l-orm einer Pumpe oder eines Kompressors funktioniert die Lösung nach dem bc. annten Stand der Technik leistungsfähig, während sio in Form eines Verbrennungsmotors komplizierter ist, da eine rotierende Kurbelwelle zur Bewegung aller Kolben in einer kombinierten Schaukel- und Schwenkbewegung benutzt wird und da die Ventile zusätzlich zum Betrieb der Ventile im Maschinengehäuse speziell betätigt werden müssen.Norwegian Patent Application 882,801 (Thor Larsen) discloses an energy conversion machine of similar but substantially different construction, the sole deficiencies of which are mentioned above. Type of known prior art eliminated, but not all o.g. Achieved goals according to the invention. In the l-orm of a pump or a compressor, the solution works after the bc. The prior art has performed well while being more complicated in the form of an internal combustion engine because a rotating crankshaft is used to move all of the pistons in a combined rocking and pivoting motion and because the valves must be specially actuated in addition to operating the valves in the engine housing.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Probleme der beiden bekannten technischen Lösungen beseitigt, und es wird eine Lösung zur Verfugung gestellt, die beträchtliche Vortei.e im Vergleich mit den bekannten technischen Lösungen hat. Die Maschine gemäß der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Rotorteil innerhalb einer gemeinsamen sphärischen Erzeugenden liegen, die mit der kugelförmigen Innenfläche im Maschinengehäuse übereinstimmt, und daß die stationäre Führungseinrichtung zur Führung des zweiten Rotorteils bei der Vorwärts- und Rückwärtsschaukelbewegung in der Mitte der Rotorbaueinheit als verlängerter Stator angeordnet ist, wovon ein Ende fest mit dem Maschinengehäuse verbunden ist.According to the present invention, the problems of the two known technical solutions are eliminated, and a solution is provided which has considerable advantages in comparison with the known technical solutions. The machine according to the invention is characterized in that the first and the second rotor part lie within a common spherical generatrix coinciding with the spherical inner surface in the machine housing, and in that the stationary guide means for guiding the second rotor part in the forward and backward rocking motion in the Center of the rotor assembly is arranged as an extended stator, one end of which is fixedly connected to the machine housing.

Indem die beiden Kolbenpaare einer kontinuierlichen Drehbewegung unterzogen werden, während sie die Vor- und Rückwärtsschaukelbewegung des zweiten Rotorteils von der Innenseite der Rotorbaueinheit führen und während sie eine wirksame Abdichtung der stationären Führungseinrichtung und des Führungselements auf der Innenseite der Rotorbaueinheit schaffen, können die Kolben, die auf der Außenseite der Rotorbaueinheit angebracht sind, in vergleichsweise hohen Geschwindigkeiten bewegt warden, und zwar unabhängig von äußeren Führungseinrichtungen etc. Die gewählte stationäre Führungseinrichtung, die innen angeordnet ist, und das dazugehörige, innen angebrachte Führungselement machen eine kompakte und robuste Konstruktion des Führungsmechanismus möglich, was es wiederum ermöglicht, daß das Führungselement bei relativ niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten bewegt wird, während der radikal größte Umfangsteil der Rotorbaueinheit bei wesentlich höheren Umfangsgeschwindigkeiten bewegt werden kann, ohne daß besondere Probleme entstehen. Außerdem können das Führungselement und die benachbarten Teile des zweiten Rotorteils in einer gesteuerten Art innerhalb der Rotorbaueinheit ausbalanciert werden, ohne daß besondere Vibration in der Rotorbaueinheit oder in der Maschine als solche entsteht. Gleichzeitig können die Arbeitskammern leicht gegenüber Schmierungsflächen der Führungseinrichtung und der entsprechenden Teile im Innern der Rotorbaueinheit abgedichtet werden, wobei keine Gefahr besteht, daß die Schmiermittel und das Medium, das in den Arbeitskammern der Maschine verarbeitet wird, sich mischen. Gemäß der Erfindung wird eine effektive Lösung leicht erreicht, besonders, wie in der Einführung festgestellt, bei Hochleistungsmaschinen, indem, wie oben erwähnt, die Rotorteile innerhalb einer kugelförmigen Erzeugenden ensprechend einer kugelförmigen Innenfläche im Maschinengehäuse angelegt werden und die stationäre Führungseinrichtung von einer radialen Außenpos'tion zu einer zentralen Innenposition bewegt wird. Das bringt den bedeutenden Vorteil, daß die Öffnungen im Innern in beliebiger Position in der kugelförmigen Fläche des Maschinengehäuses ausgebildet werden können; unabhängig von der Position der Führungseinrichtung. Ein besonderer Vorteil ist, daß die Außenseite der Rotorbaueinheit und die Innenseite des Motorgehäuses beide mit kugelförmigen Flächen konstruiert werden können, die zur Drehung der Rotorbaueinheit mit besonders hohen Drehgeschwindigkeiten genau aufeinander abgestimmt werden können. In diesem Zusammenhang ist es sehr wichtig, daß die stationäre Führungseinrichtung und das Führungselement radial im Innern der Rotorbaueinheit angeordnet sind.By subjecting the two pairs of pistons to a continuous rotational movement while guiding the forward and backward rocking motion of the second rotor member from the inside of the rotor assembly and while providing effective sealing of the stationary guide and guide member on the inside of the rotor assembly, the pistons may are mounted on the outside of the rotor assembly, are moved at comparatively high speeds, regardless of external guide means, etc. The selected stationary guide means disposed internally and the associated internally mounted guide member make possible a compact and robust construction of the guide mechanism. which in turn allows the guide member to be moved at relatively low peripheral speeds, while the radically largest peripheral portion of the rotor assembly is significantly higher in peripheral speed can be moved without causing any special problems. In addition, the guide element and the adjacent parts of the second rotor part can be balanced in a controlled manner within the rotor assembly without causing any particular vibration in the rotor assembly or in the machine as such. At the same time, the working chambers can be easily sealed against lubrication surfaces of the guide means and the corresponding parts inside the rotor assembly with no risk of mixing of the lubricants and the medium being processed in the working chambers of the machine. According to the invention, an effective solution is easily achieved, especially as stated in the introduction, in high-performance machines by, as mentioned above, applying the rotor parts within a spherical generatrix corresponding to a spherical inner surface in the machine housing and moving the stationary guide means from a radially outer position. tion is moved to a central position inside. This has the significant advantage that the openings in the interior can be formed in any position in the spherical surface of the machine housing; regardless of the position of the guide device. A particular advantage is that the outside of the rotor assembly and the inside of the motor housing can both be constructed with spherical surfaces that can be precisely matched to each other for rotation of the rotor assembly with particularly high rotational speeds. In this connection, it is very important that the stationary guide means and the guide member are arranged radially inside the rotor assembly.

Es wurden Maßnahmen getroffen, daß die Führungseinrichtung gleichachsig mit der Drehwelle angeordnet werden kann und durch das Maschinengehäuse von einem Lager, das mit dem inneren Ende der Drehwelle verbunden ist, bis zu einer stationären Halterung auf der gegenüberliegenden Seite des Maschinengehäuses reicht.Measures have been taken that the guide means can be coaxially arranged with the rotary shaft and extends through the machine housing from a bearing connected to the inner end of the rotary shaft to a stationary support on the opposite side of the machine housing.

Als Ergebnis ist die Rotorbaueinheit wirksam an der stationären Führungseinrichtung befestigt, zur gleichen Zeit, da das Führungselement (Führungsring) des zweiten Rotorteils wirksam auf der stationären Führungseinrichtung innerhalb der Rotorbaueinheit geführt werden kann.As a result, the rotor assembly is effectively fixed to the stationary guide means at the same time as the guide member (guide ring) of the second rotor member can be efficiently guided on the stationary guide means within the rotor assembly.

Die stationäre Führungseinrichtung verläuft zentral durch das erste Rotorteil, wobei das erste Rotorteil drehbar zur Führungseinrichtung an den entgegengesetzten Enden befestigt ist. Somit kann auch die Rotorbaueinheit leicht im Maschinengehäuse montiert werden.The stationary guide means runs centrally through the first rotor part, wherein the first rotor part is rotatably attached to the guide means at the opposite ends. Thus, the rotor assembly can be easily mounted in the machine housing.

Wie oben erwähnt, zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, jegliche Verbindung zwischen Schmiermitteln (die besonders die Lagerflächen zwischen dem Führungselement und der stationären Führungseinrichtung, die Lagerflächen zwischen dem ersten Rotorteil und der stationären Führungseinrichtung und die Lagerflächen zwischen dem zweiten Rotorteil und dem Führungselement schmieren sollen) und dom Arbeitsmedium (das in den Arbeitskammern der Maschine verarbeitet wird) zu vermeiden.As mentioned above, the present invention aims to lubricate any connection between lubricants (especially the bearing surfaces between the guide member and the stationary guide means, the bearing surfaces between the first rotor member and the stationary guide means and the bearing surfaces between the second rotor member and the guide member ) and dom working medium (which is processed in the working chambers of the machine).

Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, nine effektive, gemeinsame Abdichtung der nnenlager der Rotorbaueinheit und der Lagor des innen angeordneten Führungselements zu sichern, so daß sie durch ein gemeinsames Schmiersystem in Form von Kanälen im Stator der Maschine geschmiert werden können. Die erfindungsgemäße Maschine wird dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rotorteil axial durch daszweite Rotorteil durch einen ringförmigen, radial äußeren Rotorteilabschnitt verläuft, das erste und das zweite Rotorteil gemeinsam einen Hohlraum bilden, welcher Schmiermitte¹ enthält und zu den Arbeitskammern abgedichtet ist, wobei der Hohlraum die stationäre Führungseinrichtung und das dazugehörige Führungselement sowie die Verbindungselemente des Führungselements, wodurch die Verbindung mit dem zweiten Rotorteil hergestellt wird, umschließt. Die verschiedenen Lösungen gemäß tier Erfindung (ebenso wie gemäß US-Patent 826,985) erfordern nicht generell ventilbetriebene Öffnungen, da die Kolbenbewegungen das Öffnen (Aufdecken) und Schließen (Z'jdecken) der Öffnungen nur durch ihre Drehbewegung im Verhältnis zu den Öffnungen im kugelgförmigen Gebäude bewirken können. Der Zeitpunkt zum Öffnen (Aufdecken) und Schließen (Zudecken) der Öffnungen kann durch eine entsprechende belieb'ge Konstruktion und entsprechende Positionierung der Öffnungen im kugelförmigen Gehäuse reguliert werden, unabhängig von der äußeren stationären Führungseinrichtung und vom äußeren Führungselement. Es können zwei Ansaugöffnungen und zwei Austrittsöffnungen benutzt werden, d.h. eine Ansaugöffnung und eine Austrittsöffnung gehören zum ersten Arbeitskammerpaar, während eine weitere Ansaugöffnung und eine weitere Austrittsöffnung zu einem zweiten Arbeitskammerpaar gehören.According to this invention, it is possible to secure nine effective, joint sealing of the inner bearing of the rotor assembly and the Lagor of the inner guide member so that they can be lubricated by a common lubrication system in the form of channels in the stator of the machine. The machine according to the invention is characterized in that the first rotor part extends axially through the second rotor part through an annular, radially outer rotor section, the first and the second rotor part together form a cavity, which contains lubricant ¹ and is sealed to the working chambers, the cavity stationary guide means and the associated guide member and the connecting elements of the guide member, whereby the connection is made with the second rotor part encloses. The various solutions according to the animal invention (as well as US Pat. No. 826,985) do not generally require valve-operated openings, since the piston movements open (reveal) and close (Z'jdecken) the openings only by their rotational movement relative to the openings in the ball-shaped building can effect. The timing for opening (uncovering) and closing (covering) the openings may be regulated by a suitable arbitrary construction and corresponding positioning of the openings in the spherical housing, independently of the outer stationary guide means and the outer guide member. Two suction openings and two outlet openings can be used, ie one suction opening and one outlet opening belong to the first working chamber pair, while a further suction opening and a further outlet opening belong to a second working chamber pair.

Eine praktisch günstige Lösung, die hinsichtlich der Konstruktion einfach ist, sieht vor, daß das erste und zweite Kolbenpaar zusammen mit der Drehwelle eine Rotorbaueinheit bilden, während das kugelförmige Gehäuse und eine daran befestigte Führungseinrichtung zur Führung des zweiten Kolbenpaares im zweiten Führungsweg eine Statorbaueinheit bilden. Hier braucht nur eine geringere Anzahl an Einzelteilen sowohl in der Rotorbaueinheit als im Stator eingesetzt zu werden, gleichzeitig wird eine einfache und relativ kompakte konstruktionstechnisch? Lösung mit geringer Masse und verhältnismäßig geringem Volumen, aber mit relativ hoher Leistung geboten. Genauer gesagt, umfaßt der Stator die Führungseinrichtung und das Maschinengehäuse, die miteinander fest ve^rbunden sind, dagegen umfaßt dio Rotorbaueinheit das erste Rotorteil, das zweite Rotorteil und daran angebrachte Verbindungselemente, die gelenkig mit dem Führungselement durch ein Drehbolzenpaar verbunden sind, wobei das Führungselement drehbar auf der stationären Führungseinrichtung montiert ist. Hinsichtlich Montage und Produktion sind die Teile praktisch in eine große Anzahl von Teilen unterteilt, aber grob gesehen, besteht der Stator aus einem einzigen Teil, dagegen umfaßt die Rotorbaueinheit drei zusammenwirkende Teile (zwei Rotorteile und das Führungselement). Außerdem können die verschiedenen Teile leicht hergestellt und in einer relativ einfachen Weise montiert werden, wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist.A practically favorable solution, which is simple in terms of construction, provides that the first and second piston pair together with the rotary shaft form a rotor assembly, while the spherical housing and an attached guide means for guiding the second pair of pistons in the second guide a Statorbaueinheit. In this case, only a smaller number of individual parts need to be used both in the rotor assembly and in the stator, at the same time a simple and relatively compact constructional design? Solution with low mass and relatively low volume, but offered with relatively high performance. More specifically, the stator comprises the guide means and the machine housing which are mutually fixed ve ^r connected, on the other hand dio rotor assembly comprises the first rotor part, the second rotor part and attached thereto connecting members which are hingedly connected to the guide member by a pivot pin pair, wherein the guide member is rotatably mounted on the stationary guide means. In terms of assembly and production, the parts are practically divided into a large number of parts, but roughly speaking, the stator consists of a single part, whereas the rotor assembly comprises three cooperating parts (two rotor parts and the guide element). In addition, the various parts can be easily manufactured and assembled in a relatively simple manner, as will be apparent from the following description.

Bei einer bevorzugten Lösung gemäß der Erfindung ist das Maschinengehäuse an jedem entgegengesetzten Ende mit einem Paar Öffnungen versehen, die hinsichtlich des Drehwinkels räumlich getrennt angeordnet und innerhalb des Bewegungsweges der Peripherie der kugelförmigen Außenfläche eines entsprechenden Endabschnitts des ersten Rotorteiles positioniert sind. Die Öffnungen sind so ausgelegt, daß sie durch die Endabschnitte in den verschiedenen Positionen oder Bereichen der Drehung der Rotorbaueinheit zu- oder aufgedeckt werden. Dabei hat die kugelförmige Außenfläche, die an den Endabschnitten des ersten Rotorteiles entsteht und symmetrisch zur Drehachse der Rotorbaueinheit liegt, eine Länge, die bedeutend größer als die Breite ist.In a preferred solution according to the invention, the machine housing is provided at each opposite end with a pair of apertures spatially separated in rotational angle and positioned within the path of movement of the periphery of the spherical outer surface of a corresponding end portion of the first rotor part. The apertures are adapted to be revealed or uncovered by the end portions in the various positions or areas of rotation of the rotor assembly. In this case, the spherical outer surface, which is formed at the end portions of the first rotor part and is symmetrical to the axis of rotation of the rotor assembly, has a length which is significantly greater than the width.

Das bedeutet, daß es gemäß der E; findung möglich ist, die Öffnungen in ihrer Gesamtheit mit Hilfe der Kolben bildenden Endabschnitte des ersten Rotorteils zu regulieren.This means that according to the E; is possible to regulate the openings in their entirety by means of the piston-forming end portions of the first rotor part.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, durch Einsatz der Maschine als Kompressor oder Pumpe oder als Zweitaktverbrennungsmotor zu sichern, daß zwei diametral entgegengesetzte Arbeitskammern mit einander diametral entgegengesetzten Öffnungen verbunden sind, die die Ansaugöffnungen bilden (und sie werden dann mit einander benachbarten Öffnungen verbunden, die die Austrittsöffnungen bilden, während zwei andere, einander diametral entgegengesetzte Arbeitskammern gleichzeitig mit den entsprechenden einander diametral entgegengesetzten Öffnungen verbunden sind, die die Austrittsöffnungen in den entsprechenden festen Phasen der entsprechenden Takte bilden (und sie werden dann mit einander benachbarten Öffnungen verbunden, die die Austrittsöffnungen bilden). Hat die Maschine die Form eines Viertaktverbrennungsmotors, dann bildet der Hohlraum des Motorgehäuses mit Hilfe der Rotorbaueinheit vier getrennte Arbeitskammern, die getrennt und nacheinander paarweise den entsprechenden zwei der vier Takte des Motors in Verbindung mit den entsprechenden zwei der vier Öffnungen unterzogen werden, von denen gleichzeitig eine erste Öffnung eine Luftansaugöffnung für die erste Arbeitskammer ist und eine zweite öffnung eine Austrittsöffnung für komprimierte Luft aus einer zweiten Arbeitskammer in eine Verbindungskammer, die radial außerhalb der Arbeitskammern angeordnet ist, bildet. Eine dritte Öffnung stellt eine Ansaugöffnung von der Verbindungskammer zu einer dritten Arbeitskammer dar, die eine Expansionskammer bildet, während eine vierte Öffnung eine Austrittsöffnung von einer vierten Arbeitskammer zu einem Ausgang darstellt.According to the invention, it is possible to secure by use of the machine as a compressor or pump or as a two-stroke internal combustion engine, that two diametrically opposed working chambers are connected to diametrically opposite openings forming the suction openings (and then connected to adjacent openings, the the exit ports form while two other diametrically opposed working chambers are simultaneously connected to the corresponding diametrically opposed ports forming the exit ports in the respective fixed phases of the respective tacts (and then connected to adjacent ports forming the exit ports If the engine is in the form of a four-stroke internal combustion engine, then the cavity of the engine housing, with the aid of the rotor assembly, forms four separate working chambers which are separated and successively in pairs corresponding to the two the four strokes of the engine are communicated with the corresponding two of the four ports, of which a first port is an air intake port for the first working chamber and a second port is a compressed air exhaust port from a second working chamber into a communication chamber radially outward the working chambers is arranged forms. A third port constitutes a suction port from the communication chamber to a third working chamber forming an expansion chamber, while a fourth port constitutes an exit port from a fourth working chamber to an outlet.

Gemäß der Erfindung kann erstens erreicht werden, daß die Verbindungskammer ein Arbeitskammerpaar, das auf der Saug-/ Kompressionsseite arbeitet, mit einem zweiten Arbeitskammernpaar auf der Verbrennungs-/Austrittsseite des Maschinengehäuses verbindet. Zweitens kann erreicht werden, daß die Verbindungkammer, die vorzugsweise außerhalb des Kühlgehäuses des Motors angeordnet ist, eine externe Verbrennungskammer mit Düse(n) und Zündvorrichtung bildet. Durch Kombination der externen Verbindungskammer mit einer externen Verbrennungskammer kann eine Reihe von Vorteilen erreicht werden.According to the invention, it can firstly be achieved that the connecting chamber connects a working chamber pair, which works on the suction / compression side, with a second working chamber pair on the combustion / exit side of the machine housing. Secondly, it can be achieved that the connection chamber, which is preferably arranged outside the cooling housing of the engine, forms an external combustion chamber with nozzle (s) and ignition device. By combining the external connection chamber with an external combustion chamber, a number of advantages can be achieved.

Erstens ist es möglich, gleichzeitig zu sichern, daß jeder der vier Takte (Ansaugen, Kompression, Verbrennung und Auspuff) in ein und dem gleichon Motorgehäuse, aber jeweils getrennt in einer der vier Arbeitskammern erfolgt. Zweitens ist es möglich, eine beträchtliche Vereinfachung des tatsächlichen Verbrennungsprozesses, eine beträchtliche Vereinfachung hinsichtlich des Wärmeverlustes, eine hohe Verbrennungstemperatur und als Folge eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes etc. zu erreichen.First, it is possible to ensure at the same time that each of the four strokes (suction, compression, combustion and exhaust) takes place in and on the same engine housing, but separately in each of the four working chambers. Secondly, it is possible to achieve a considerable simplification of the actual combustion process, a considerable simplification in terms of heat loss, a high combustion temperature and as a consequence a complete combustion of the fuel etc.

Deshalb wird die Verbrennungskammer vorzugsweise mit einer Schicht aus Keramikmaterial zur inneren Wärmeisolierung versehenTherefore, the combustion chamber is preferably provided with a layer of internal thermal insulation ceramic material

Das bringt verschiedene beträchtliche Vorteile. This brings several considerable advantages.

Erstens kann die Verbrennung beim Verbrennui, j stakt des Motors außerhalb der Arbeitskammern erfolgen, s ο daß die Teile der Rotorbaueinheit auf einem niedrigen Temperaturniveau gehalten werden können, während die Verbrennungskammer auf einem beträchtlich höheren Temperaturniveau gehalten werden kann, was eine effektive Verbrennung unabhängig von den Innenteilen des Motors (Innenseite des Maschinengehäuses, Rotorbaueinheit etc.) sichern kann. Genauer gesagt, kann die Verbrennungskammer stationär am Motorgehäuse selbst angebracht werden, vorzugsweise außerhalb des Maschinengehäuses selbst und außerhalb dos Wassergehäuses des Motors, und unabhängig von Rotorbauei'.iheit, Wassergehäuse, Schmiersystem des Motors etc. Entsprechend kann die Rotorbaueinheit des Motors in einer Art konstruiert werden, die hinisichtlich der Drehung so günstig wie möglich ist, unabhängig vom tatsächlichen Verbrennungszyklus und der Konstruktion der Verbrennungskammer.First, when the engine is ignited, combustion may occur outside of the working chambers, so that the parts of the rotor assembly may be maintained at a low temperature level while the combustion chamber can be maintained at a considerably higher temperature level, which provides effective combustion independent of the combustion conditions Internal parts of the engine (inside of the machine housing, rotor assembly, etc.) can secure. More specifically, the combustion chamber may be fixedly mounted on the engine housing itself, preferably outside the engine housing itself and outside the engine water housing, and independent of rotor construction, water housing, engine lubrication system, etc. Accordingly, the rotor assembly of the engine may be constructed in a manner which is as low as possible in terms of rotation, regardless of the actual combustion cycle and the design of the combustion chamber.

. eiterhin können die Arbeitskammern, mit denen die Verbrennungskammer in Wechselwirkung steht, einer kontinuierlichen Drehung in bezug auf die Öffnung, die das Arbeitsmedium aus der stationären Verbrennungskammer liefert, unterzogen werden, so daß auch die kinetische Energie des heißen Gasstromes in der Bewegungsrichtung der Arbeitskammern wirksam genutzt werden kann., In addition, the working chambers with which the combustion chamber interacts can be subjected to a continuous rotation with respect to the opening which supplies the working medium from the stationary combustion chamber, so that the kinetic energy of the hot gas flow in the direction of movement of the working chambers is also effectively utilized can be.

Ein weiterer wichtiger Vorteil bei der stationären Anbringung der Verbrennungskammer a jßerhalb des Motorgehäuses ist, daß man eine effektive Verbrennung des Kraftstoffes bei einem besonders hohen und gleichzeitig relativ gleichmäßigem Temperaturniveau, mohr oder weniger unabhängig von den Temperaturbedinoungen innerhalb des Motorgehäuses, erreichen kann. Die Verbrennungskammer kann leicht innerhalb einer Fläche ausgebildet werden, die verhältnismäßig einfach zu isolieren und leicht temperaturbeständig zu gestalten ist (zum Beispiel durch Auskleidung der Innenwände und wahlweise der Außenwände mit Keramikmaterialien), so daß die Verbrennungskammer auf einem hohen konstanten Temperaturniveau gehalten werden kann; dabei wird eine effektive, mehr oder weniger vollständige Kraftstoffverbrennung gesichert. Das ergibt sowohl Umweltvorteile als auch eine höhere Leistung des Motors. Mit anderen Worten, die lokale Wärmezufuhr zur externen Verbrennungskammer des Motorgehäuses kann begrenzt werden, und die Wärmezufuhr kann in großem Maße auf diese lokale Motorfläche beschränkt werden. Aus dem gleichen Grund kann entsprechend ein etwas niedrigeres Temperaturniveau im Innern des Motorgehäuses erreicht werden, so daß die rotierenden Teile des Motors bei einem relativ niedrigen Temperaturniveau gehalten werden können, das leicht durch entsprechende Mittel zu kontrollieren ist, indem gewöhnliche externe Wasser- oder Luftkühlung für das Motorgehäuse und gewöhnliche in'.erne Ölkühlung für die Rotorbaueinheit und die stationäre Führungseinrichtung und das dazugehörige Führungselement benutzt wird.Another important advantage in the stationary mounting of the combustion chamber a outside the engine housing is that one can achieve effective combustion of the fuel at a particularly high and at the same time relatively uniform temperature level, less or less independent of the temperature conditions within the engine housing. The combustion chamber can be easily formed within a surface which is relatively easy to insulate and easily heat resistant (e.g. by lining the inner walls and optionally the outer walls with ceramic materials) so that the combustion chamber can be maintained at a high constant temperature level; This ensures effective, more or less complete fuel combustion. This results in both environmental benefits and a higher performance of the engine. In other words, the local heat supply to the external combustion chamber of the motor housing can be limited, and the heat supply can be largely limited to this local engine area. For the same reason, a slightly lower temperature level inside the motor housing can be achieved accordingly, so that the rotating parts of the motor can be kept at a relatively low temperature level, which is easy to control by appropriate means, by ordinary external water or air cooling for the motor housing and ordinary in..erne oil cooling for the rotor assembly and the stationary guide device and the associated guide element is used.

Ein weiterer Vorteil ist, daß das heiße Kraftgas bei hohem Druck direkt m die unterschiedlichen Arbeitskammern über eine einzelne Öffnung geführt werden kann, deren Öffnungsfläche genau festgelegt ist und für die Öffnur.gs- und Schiießzeiien genau im Verhältnis zum Rotationszyklus eingestellt sind. Praktisch kann das heiße komprimierte Gas fast völlig kontinuierlich in einem schnell pulsierenden Gasstrom von der Verbrennungskammer zu den direkt folgenden Arbeitskammern fließen, ohne den üblichen Ventilbetrieb und ausschließlich durch die Drehbewegung der Rotorbaueinheit gesteuert.Another advantage is that the hot fuel gas at high pressure directly m the different working chambers can be performed through a single opening, the opening area is precisely defined and are set for the Öffnur.gs- and Schiießzeiien exactly in proportion to the rotation cycle. In practice, the hot compressed gas can flow almost entirely continuously in a rapidly pulsating gas flow from the combustion chamber to the immediately following working chambers, without the usual valve operation and controlled solely by the rotary motion of the rotor assembly.

Durch die Vermeidung des Ventilbetriebes, von Nockenwellen etc. kann man beträchtliche Vorteile erzielen. Zum Beispiel ist es leicht möglich, große Öffnungen zur Luftansaugung bzw. zum Ablassen von Abgasen zu benutzen, dabei wird sichergestellt, daß die Luft entsprechend schnell und relativ ungehindert eingezogen und Abgase schnell ausgeblasen werden, wobei keine zusätzlichen beweglichen Teile erforderlich sind, was besonders bei hochtot rigen Motoren günstig ist. Dementsprechend kann man leicht die verschiedenen Öffnungen mit einer Querschnittsform und -fläche entwerfen, die vollständig durch den beabsichtigten Strömungsweg des Gasmediums bei den unterschiedlichen Takten im Motorgehäuse bzw. in der Verbrennungskammer bestimmt werden.By avoiding valve operation, camshafts, etc., one can achieve considerable advantages. For example, it is easily possible to use large openings for air intake or for the discharge of exhaust gases, thereby ensuring that the air is drawn in correspondingly fast and relatively unhindered and exhaust gases are blown out quickly, with no additional moving parts are required, which is particularly at hochtot rigen engines is favorable. Accordingly, one can easily design the various apertures having a cross-sectional shape and area which are determined entirely by the intended flow path of the gaseous medium at the different cycles in the engine housing or in the combustion chamber.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen, in denen zeigenFurther features of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which show

Fig. 1: einen Grundriß der Energieumwandlungsmaschine gemäß der Erfindung, dargestellt in der erstenFig. 1: a plan view of the energy conversion machine according to the invention, shown in the first

Ausführungsform als Kompressor,Embodiment as a compressor,

Fig. 2: einen vertikalen Querschnitt der Maschine von Fig. 1,2 shows a vertical cross section of the machine of Fig. 1,

Fig. 3: eine perspektivische Darstellung eines ersten Rotorteiles,3 shows a perspective view of a first rotor part,

Fig. 4: eine perspektivische Darstellung eines zweiten Rotorteiles,4 shows a perspective view of a second rotor part,

Fig. 4a: eine Seitenansicht des Rotorteils von Fig.3, und des Rotorteils von Fig. 4 in gegenseitiger Verbindung, wobeiFig. 4a: a side view of the rotor part of Figure 3, and the rotor part of Fig. 4 in mutual connection, wherein

Teile des zweiten Rotorteils von Fig. 4 im Querschnitt dargestellt sind, Fig. 5: einen senkrechten Querschnitt der Teile, die den Stator der Maschine bilden,4 are cross-sectioned parts of the second rotor part of FIG. 4; FIG. 5 is a vertical cross-section of the parts forming the stator of the machine;

Fig. 6-8: die Rotorbaueinheit der Maschine in drei unterschiedlichen Betriebsstellungen,Fig. 6-8: the rotor assembly of the machine in three different operating positions,

Fig. 9-10: das erste und das zweite Rotorteil in einem Gehäuseabschnitt und in zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen9-10: the first and the second rotor part in a housing section and in two different operating positions

beieinerWinkelverschiebungvon90°, Fig. 11: eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Maschine in Form eines Viertaktverbrennungsmotors,FIG. 11 is a perspective view of the engine according to the invention in the form of a four-stroke internal combustion engine, FIG.

wobei besonders eine Ansaug-und eine Austrittsöffnung dargestellt werden, Fig. 12: die gleiche Ansicht wie Fig. 11, aber von der entgegengesetzten Seite, und bestimmte Teile wurden zur besserenFig. 12: the same view as Fig. 11, but from the opposite side, and certain parts have been improved for the better

Darstellung weggelassen, der Motor und die externe Verbrennungskammer sind extra dargestellt, Fig. 13: einen Querschnitt des Motors der Fig. 11 und 12,Illustration omitted, the engine and the external combustion chamber are shown separately, Fig. 13: a cross section of the engine of Fig. 11 and 12,

Fig. 14: eine perspektivische Ansicht der Führungseinrichtung für das zweite Rotorteil,14 shows a perspective view of the guide device for the second rotor part,

Fig. 14 a: einen Querschnitt der stationären Führungseinrichtung und des Führungselements des zweiten Rotorteils, das inFIG. 14 a shows a cross section of the stationary guide device and of the guide element of the second rotor part, which in FIG

der zugehörigen Führungsnut montiert ist, Fig. 15: eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Führungseinrichtung von Fig. 14 und das zugehörigeFig. 15 is a side view, partly in section, of the guide means of Fig. 14 and the associated one

Führungselement während der Montage in Verbindungselementen, die das Führungselement mit dem zweitenGuide element during assembly in connecting elements, which the guide element with the second

Rotorteil verbinden, Fig. 16: eine auseinanderg<;zogene Darstellung der Baueinheit, die das Führungselement und die VerbindungselementeConnecting the rotor part, Fig. 16: An exploded view of the assembly, the guide element and the connecting elements

umfaßt, zwischen zwei Hälften, die zusammen das erste Rotorteil bilden, Fig. 16a: einen Querschnitt des ersten Rotorteils mit einer Winkelverschiebung von 90° im Verhältnis zur Darstellung von Fig. 16,16a, between two halves which together form the first rotor part, FIG. 16a: a cross section of the first rotor part with an angular displacement of 90 ° in relation to the illustration of FIG. 16,

Fig. 17: das erste Rotorteil, des die Hälften gemäß Fig. 16 umfaßt, zwischen zwei Abschnitten, die im zweiten RotorteilFig. 17: the first rotor part, which comprises the halves of FIG. 16, between two sections, in the second rotor part

enthalten sind.are included.

Fig. 18: die Hälften des zweiten Rotorteils gemäß Fig. 17 im montierten Zustand,FIG. 18 shows the halves of the second rotor part according to FIG. 17 in the mounted state, FIG.

Fig. 19: eine Seitenansicht der Teile von Fig. 18 von der rechten Seite von Fig. 18 gesehen,FIG. 19: a side view of the parts of FIG. 18 seen from the right side of FIG. 18, FIG.

Fig. 20: teilweise eine Seitenansicht und teilweise einen Längsschnitt eines Abschnitts des zweiten Rotorteils,20 is a partial side view and partly a longitudinal section of a portion of the second rotor part,

Fig. 21 u. 22: Seitenansichten der beiden Hälften, die zusammen das Motorgehäuse gemäß Fig. 13 bilden, Fig. 23: einene Längsschnitt des Bauteils, das eine Verbrennungskammer außerhalb des Motors besiüt undFig. 21 u. 22: side views of the two halves, which together form the motor housing according to FIG. 13, FIG. 23: a longitudinal section of the component, which houses a combustion chamber outside the engine, and FIG

Fig. 24: schematische Darstellungen des ersten und des zweiten Rotorteils in verschiedenen Winkelpositionen zueinander,FIG. 24: schematic representations of the first and the second rotor part in different angular positions relative to one another, FIG.

dabei wird das Zudecken und Aufdecken der Öffnungen während der einzelnen Takte bei einem Viertaktverbrennungsmotor gemäß Fig. 11-23 dargestellt.In this case, the covering and uncovering of the openings during the individual clocks in a four-stroke internal combustion engine according to FIG. 11-23 is shown.

Wie in der Einführung erwähnt, kann die Energieumwandlungsmaschine gemäß der .-rfindung in zahlreichen verschiedenen Gebieten eingesetzt werden, z.B. als Einstufen- oder Mehrstufenkompressor, als Pumpe, als pneumatisch oder hydraulisch betriebener Motor, als Verbrennungsmotor u.a. Die Maschine oder der Motor gemäß dieser Erfindung kann in einer Reihe verschiedener Gebiete und in zahlreichen unterschiedlichen Kombinationen eingesetzt werden, ohne daß alle diese Ausführungsformen hier genannt werden. Beispiele für eine einfache Motoreinheit werden nachfolgend angeführt, während in der Praxis eine Anzahl unterschiedlicher Kombinationsmöglichkeiten, die beträchtliche Vorteile bringen können, ebenfalls möglich sind, z. B. wenn Maschinen oder Motoren in Tandem-Verbindung oder in Wechselwirkung in anderer Weise angeordnet werden.As mentioned in the introduction, the energy conversion machine according to the invention can be used in many different fields, e.g. as a single-stage or multi-stage compressor, as a pump, as a pneumatically or hydraulically operated engine, as an internal combustion engine u.a. The machine or motor according to this invention can be used in a number of different fields and in many different combinations, without mentioning all of these embodiments. Examples of a simple motor unit are given below, while in practice a number of different combination options, which can bring considerable benefits, are also possible, for. B. when machines or engines are arranged in tandem connection or interacting in another way.

Energieumwandlungsmaschlne in Form eines KompressorsEnergy conversion machine in the form of a compressor

In der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1-10 wird die erfindungsgemäße Energieumwandlungsmaschine in einer besonders einfachen Anwendung in Form eines Komnressors beschrieben. Die mit Bezug auf Fig. 1-10 beschriebenen Teile sind jedoch nicht auf den Einsatz bei einem Kompressor begrenzt, sondern können prinzipiell auch in anderen Maschinentypen eingesetzt werden, ohne daß nachfolgend konkrete Beispiele dafür genannt werden.In the first embodiment according to FIGS. 1-10, the energy conversion machine according to the invention is described in a particularly simple application in the form of a compressor. However, the parts described with reference to FIGS. 1-10 are not limited to use with a compressor, but may in principle be used in other types of machines without specific examples being given below.

Die Maschine gemäß der ersten Ausführungsform umfaßt im allgemeinen ein Maschinengehäuse 10, eine Rotorbaueinheit mit einem ersten Rotorteil 19-21 und einem zweiten Rotorteil 33-35, eine radial innere Führungseinrichtung 16. die fest im Maschinengehäuse montiert ist und für ein Führungselement 38 vorgesehen ist, das drehbar in einer separaten Drehebene montiert ist. Das Führungselement 38 führt zwangsläufig das zweite Rotorteil 33-35 in einer Vor- und Rückwärtsschaukelbewegung im Verhältnis zum ersten Rotorteil 19-21, das nur eine Drehbewegung ausführt.The machine according to the first embodiment generally comprises a machine housing 10, a rotor assembly with a first rotor part 19-21 and a second rotor part 33-35, a radially inner guide device 16 which is fixedly mounted in the machine housing and is provided for a guide element 38, which is rotatably mounted in a separate plane of rotation. The guide element 38 inevitably guides the second rotor part 33-35 in a forward and backward rocking motion in relation to the first rotor part 19-21, which executes only a rotational movement.

Figur 1 zeigt ein kugelförmiges Maschinengehäuse 10 mit einem kugelförmigen Innenraum. Das Gehäuse besteht aus zwei Hälften 11 und 12 und wird entlang einer querveriaufonden Mittelebene oder Radialebene 10a geteilt, die in Fig. 1,2 und 5 durch Strichpunktlinien angegeben wird. Die Hälften 11,12 sind jeweils mit einem Befestigungsflansch 13 bzw. 14 versehen, die durch eine Reihe Halterungsbolzen 15a und Spannmuttern 15b verbunden sind. Es werden zwei Maschinenfundamente 100a, 100b mit den Befestigungsbohrungen 101 für die Befestigungsbolzen (nicht dargestellt) gezeigt.FIG. 1 shows a spherical machine housing 10 with a spherical interior. The housing consists of two halves 11 and 12 and is divided along a transverse central plane or radial plane 10a, which is indicated in FIGS. 1, 2 and 5 by dashed-dotted lines. The halves 11,12 are each provided with a mounting flange 13 and 14, respectively, which are connected by a series of support bolts 15a and clamping nuts 15b. Two machine foundations 100a, 100b are shown with mounting holes 101 for the fastening bolts (not shown).

Der Stator 10,¹6 der Maschine wird in Fig. 5 dargestellt, während die Roto; baueinheit 19-21,33-35 der Maschine in den Fig. 6-8 dargestellt wird. Der Stator und die Rotorbaueinheit der Maschine werden im montierten Zustand in den Fig. 2 und 4 a detaillierter dargestellt. Der erste Rotorteil 19-21 und das zweite Rotorteil 33-35 werden in Fig.3 und 4 getrennt dargestellt.The stator 10, ¹ 6 of the machine illustrated in Figure 5, while the Roto. 19-21, 33-35 of the machine is shown in Figs. 6-8. The stator and the rotor assembly of the machine are shown in the assembled state in Figs. 2 and 4 a in more detail. The first rotor part 19-21 and the second rotor part 33-35 are shown separately in FIGS.

An einer Hälfte 11 des Maschinengehäuses ist eine im wesentlichen stabförmig, stationäre Führungseinrichtung 16 fest angebracht, die durch den kugelförmigen Raum 10b in dem kugelförmigen Gehäuse 10 (s. Fig. 2) quer durch die Mittelebene 10a verläuft und sich am oberen Ende des Maschinengehäuses gemäß Zeichnung ein Stück axial über dan kugelförmigen Raum des Maschinengehäuses hinaus erstreckt. Die Führungseinrichtung 16 hat eine Längsachse 16a, die mii der Drehachse 17a der Drehwelle 17 übereinstimmt. Das stärkere Ende 16b der Führungseinrichtung 16 ist fest mit einer Hälfte 11 des Gehäuses verbunden, so daß die Führungseinrichtung 16 zusammen mit den Hälften 11 und 12 eine Statorbaueinheit bildet.Fixedly attached to a half 11 of the machine housing is a generally rod-shaped, stationary guide means 16 which extends through the spherical space 10b in the spherical housing 10 (see Fig. 2) across the median plane 10a and at the upper end of the machine housing according to Figs Drawing extends a piece axially beyond dan spherical space of the machine housing addition. The guide device 16 has a longitudinal axis 16a, mii the axis of rotation 17a of the rotary shaft 17 coincides. The stronger end 16b of the guide means 16 is fixedly connected to a half 11 of the housing, so that the guide means 16 together with the halves 11 and 12 forms a Statorbaueinheit.

Im oberen Teil der Zeichnung (s. Fig.5) wird die Führungseinrichtung 16 durch einen schaftförmigen Teil 16c gebildet, dem ein kugelförmiger Mittelteil 16d und ein unterer schaftförmiger Teil 16e folgt, der in den unteren dickeren Teil 16b übergeht, durch den die Führungseinrichtung mit der Gehäusehälfte 11 verbunden ist.In the upper part of the drawing (see Fig. 5), the guide means 16 is constituted by a shaft-shaped part 16c followed by a spherical center part 16d and a lower shaft-shaped part 16e, which merges into the lower thicker part 16b, through which the guide means the housing half 11 is connected.

In der anderen Gehäusehälfte 12 ist das axial innero Ende 17 b der Drehwelle 17 drehbar in einem radial inneren Drehlager 18 befestigt. Das axial entgegengesetzte Ende 17c der Drehwelle 17 erstreckt sich in Achsrichtung über das Gehäuse 10 hinaus und greift ein kraftgetriebenes Antriebsmittel (nicht dargestellt), wobei die Drehwelle 17 in bezug auf Gehäuse 10 und Führungseinrichtung 16 gedreht wird.In the other housing half 12, the axially inner end 17 b of the rotary shaft 17 is rotatably mounted in a radially inner pivot bearing 18. The axially opposite end 17 c of the rotary shaft 17 extends in the axial direction beyond the housing 10 and engages a power driven drive means (not shown), wherein the rotary shaft 17 is rotated with respect to the housing 10 and guide means 16.

Das erste Rotorteil 19-21 ist starr mit dem Innenande 17b der Drehwelle 17 verbunden. Das Rotorteil umfaßt ein erstes Paar Kolben 19,20, die starr durch einen gemeinsemen Nabe.iabschnitt 21 miteinander verbunden sind. Das erste Rotorteil 19-21 ist nicht drehbar mit der Drehwelle 17 verbunden. Das Rotorteil 19-21 ist drehbar auf den Außenlagerf lachen 22,23,24, angrenzend an das axial innere Ende .ob der Führungseinrichtung 16, und auf den radial äußeren Lagerflächen 25,26, angrenzend an das axial äußere Ende 16c der Führungseinrichtung 16, montiert. Das äußere Ende 16c der Führungseinrichtung 16 ragt in Achsrichtung in das innere Ende 17b der Drehwelle 17, so daß das innere Ende 17 b radial intern drehbar auf dem äußeren Ende 16c der Führungseinrichtung 16 montiert istThe first rotor part 19-21 is rigidly connected to the inner end 17b of the rotary shaft 17. The rotor member includes a first pair of pistons 19, 20 which are rigidly interconnected by a common hub portion 21. The first rotor part 19-21 is non-rotatably connected to the rotation shaft 17. The rotor part 19-21 is rotatable on the outer bearing surfaces 22,23,24, adjacent to the axially inner end .ob of the guide means 16, and on the radially outer bearing surfaces 25,26, adjacent to the axially outer end 16c of the guide means 16, assembled. The outer end 16c of the guide 16 projects axially in the inner end 17b of the rotary shaft 17, so that the inner end 17b is radially internally rotatably mounted on the outer end 16c of the guide 16

und radial extern drehbar im Drehlager 18 in der Gehäusehälfte 12 montiert ist.and radially externally rotatably mounted in the pivot bearing 18 in the housing half 12.

Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, sind die Kolben 19,20 undd der Nabenabschnitt 21 in zwei Hälften 19a, 20a, 21 a und 19b, 20 b, 21 b entlang der Trennfläche, die durch die Trennlinie 27 angegeben wird, unterteilt, so daß die zwoi Hälften von entgegengesetzten Seiten um die Führungseinrichtung 16 montiert werden können, während diese an der Gehäusehälfte 11 befestigt ist, jedoch bevor die Gehäusehälfte 12 an der Gehäusehälfte 11 befestigt wird.As can be seen from Fig. 3, the pistons 19, 20 and the boss portion 21 are divided into two halves 19a, 20a, 21a and 19b, 20b, 21b along the parting surface indicated by the parting line 27, thus that the two halves can be mounted around the guide means 16 from opposite sides while it is fixed to the casing half 11, but before the casing half 12 is fixed to the casing half 11.

Die Kolben 19,20 haben die Form von gestreckten Kugelsegmenten. Der Nabenabschnitt 21, der sich in der Mitte des Gehäuses 10 befindet, hat die Form von zwei axial voneinander getrennten, zylinderförmigen Buchsen 21 a und 21 b mit einem dazwischenliegenden Spalt 12 c. Die Buchsen 21 a, 21 berstrecken sich über ca. '/3 des Innendurchmessers des Gehäuses 10. Die Buchsen bilden zwischen sich einen kugelförmigen Zwischenraum 28 (s. Fig. 2 und 4 a), welcher den kugelförmigen Zwischenteil 16d der Führungseinrichtung 16 und das dazugehörige ringförmige Führungselement 38 aufnimmt. Das Führungselement 38 ist mit Stiften 39 versehen, die von der Führungseinrichtung und vom kugelförmigen Raum 28 über den genannte¹1 Spalt 21 c im Rotorteil 19-21 radial nach außen reichen.The pistons 19,20 have the shape of elongated spherical segments. The hub portion 21, which is located in the center of the housing 10, has the shape of two axially separate, cylindrical bushings 21 a and 21 b with an intermediate gap 12 c. The bushes 21 a, 21 extend over approximately / of the inner diameter of the housing 10. The bushes form therebetween a spherical gap 28 (see Fig. 2 and 4 a), which the spherical intermediate part 16 d of the guide means 16 and the associated annular guide member 38 receives. The guide member 38 is provided with pins 39 which extend radially outwardly from the guide means and the spherical space 28 via said ¹ 1 gap 21 c in the rotor part 19-21.

An den gegenüberliegenden Enden des Nabenabschnitt; 21 ist ein Auskehlung 31 bzw. 32 (Fig.3) mit zylindrisch gebogenen Oberflächen 31 a, 31 b bzw. 32 a, 32 b ausgebildet.At the opposite ends of the hub portion; 21 is a groove 31 and 32 (Figure 3) with cylindrically curved surfaces 31 a, 31 b and 32 a, 32 b formed.

Am erston Rotorteil 19-21 ist ein getrenntes zweites Rotorteil 33-35 befestigt, das in Fig. 4 in Einzelheiten dargestellt ist. Wie aus den Figuren 2 und 4a ersichtlich ist, bilden die Rotorteile 19-21 und 31-35 eine Rotorbaueinheit. Das Rotorteil 33-35 umfaßt zwei Kolben 33,34 und einen Zwischennabenabschnitt 35. In Übereinstimmung mit den Kolben 19, 20 und dem Nabenabschnitt 21 sind die Kolben 33,34 und der Nabenabschnitt 35 in zwei Hälften 33a, 34 a, 35a bzw. 33 b, 34 b, 35b durch eine Trennebene unterteilt, die in Fig.4 alsTrennlinie 37 dargestellt ist. Die beiden Nabenabschnittshälften 35a, 35b sind jodoch so geteilt, daß sie zwischen sich einen Raum bilden, der die Nabenabdschnittshälften 21 a, 21 b des ersten Rotorteils aufnimmt.At erston rotor part 19-21 a separate second rotor part 33-35 is fixed, which is shown in Fig. 4 in detail. As can be seen from Figures 2 and 4a, the rotor parts 19-21 and 31-35 form a rotor assembly. The rotor part 33-35 comprises two pistons 33, 34 and an intermediate hub portion 35. In accordance with the pistons 19, 20 and the boss portion 21, the pistons 33, 34 and the boss portion 35 are divided into two halves 33 a, 34 a, 35 a and 33, respectively b, 34 b, 35 b divided by a parting line, which is shown in Figure 4 as a dividing line 37. The two hub portion halves 35a, 35b are, however, divided so as to form between them a space which receives the Hubabdschnittshälften 21 a, 21 b of the first rotor part.

Bei der Montage wird das Führungselement (Führungsring) 38 zuerst an die Führungseinrichtung 16 montiert. Danach werden die beiden Hälften des ersten Rotorteils 19-21 in der unteren Gehäusehälfte 11 um die Führungseinrichtung 16 auf deren gegenüberliegenden Seiten und gleichzeitig in festem drehbaren Eingriff mit der Drehwelle 17 montiert. Dann kenn das zweite Rotorteil 33-35 auf das erste Rotorteil 19-21 montiert werden.During assembly, the guide element (guide ring) 38 is first mounted on the guide device 16. Thereafter, the two halves of the first rotor part 19-21 are mounted in the lower shell half 11 about the guide means 16 on the opposite sides thereof and at the same time in fixed rotatable engagement with the rotation shaft 17. Then, the second rotor part 33-35 can be mounted on the first rotor part 19-21.

Praktisch kann eine Hälfte 33 a, 34 a, 35a des zweiten Rotorteils auf die entsprechende Hälfte 19a, koa, 21 a, des ersten Rotortoils montiert werden. Entsprechend kann die andere Hälfte 33b, 34b, 35b des zweiten Rotorteils längs mit der entsprechenden anderen Hälfte 19 b, 20 b, 21 b des ersten Rotorteils in Eingriff gebracht werden.Practically, a half 33 a, 34 a, 35 a of the second rotor part can be mounted on the corresponding half 19 a, koa, 21 a, of the first Rotortoils. Accordingly, the other half 33b, 34b, 35b of the second rotor part can be longitudinally engaged with the corresponding other half 19b, 20b, 21b of the first rotor part.

Das ringförmige Führungselement 38 ist in zwei Abschnitte 38a, 38b gemäß Fig.4 unterteilt. Das Führungselement 38 umfaßt zwei Stifte 39, die sich radial nach außen erstrecken und jeweils mit den entsprechenden Stiften der beiden Ringhälften 38 a, 38 b zusammenpassen. Das entgegengesetzte Stiftende ist drehbar in einem entsprechenden Rohrloch montiert, so daß eine drehbare Lagerung in den entsprechenden beiden Kolbenteilen 33,34 des zweiten Rotorteils 33-35 entsteht. Der Ring 38 ist drehbar in einer Nut 41 im kugelförmigen Teil 16d der Führungseinrichtung 16 montiert und ist damit zusammen in dem kugelförmigen Raum 28 zwischen den Nabenbuchsen 21 a und 21 b des ersten Rotorteils montiert, gemäß Fig.4a. Die Normalhauptebens der Ringnut 41, die durch die Strichpunktlinie 41 a angegeben ist, liegt im Win!;el ν zur Ebene 10a, die sich im rechten Winkel zur Mittelachse 16a der Führungseinrichtung 16 erstreckt.The annular guide element 38 is subdivided into two sections 38a, 38b according to FIG. The guide member 38 includes two pins 39 which extend radially outwardly and each match with the corresponding pins of the two ring halves 38 a, 38 b. The opposite pin end is rotatably mounted in a corresponding tube hole, so that a rotatable mounting in the corresponding two piston parts 33,34 of the second rotor part 33-35 is formed. The ring 38 is rotatably mounted in a groove 41 in the spherical part 16 d of the guide means 16 and is thus mounted together in the spherical space 28 between the hub bushings 21 a and 21 b of the first rotor part, as shown in FIG 4a. The Normalhauptebens the annular groove 41, which is indicated by the dashed line 41 a, located in Win!; El ν to the plane 10 a, which extends at right angles to the central axis 16 a of the guide means 16.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Winkel ν mit 30° dargestellt, aber in der Praxis kann er nach Wunsch oder Erfordernis größer oder kleiner sein. Wird zum Beispiel ein Winkel von 30° gewählt, so kann das zweite Kolbenpaar bei jedem Hub 60° im Verhältnis zum ersten Kolbenpaar bewegt werden.In the illustrated embodiment, the angle ν is represented at 30 °, but in practice it may be larger or smaller as desired or required. If, for example, an angle of 30 ° is selected, the second pair of pistons can be moved at each stroke 60 ° in relation to the first pair of pistons.

Sind die Kolben dünner, so kann man zum Beispiel einen Winkel von 45° benutzen, was bei jedem Hub eine Winkelbewegung von 90° für jeden Kolben des zweiten Kolbenpaares im Verhältnis zum ersten Kolbenpaar ergibt. Die Kolben können die Form von Kugelsegmenten haben, oder sie sind in jedem Fall mit kugelförmigen Außenflächen entsprechend der kugelförmigen Innenfläche des Maschinengehäuses versehen.If the pistons are thinner, for example, one can use an angle of 45 °, which gives at each stroke an angular movement of 90 ° for each piston of the second piston pair in relation to the first piston pair. The pistons may be in the form of spherical segments, or they are in any case provided with spherical outer surfaces corresponding to the spherical inner surface of the machine housing.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bilden die Rotorteile 19-21 und 33-35 eine Rotorbaueinheit, die so angepaßt ist, daß sie um die Achse 17a der Drehwelle 17 im Verhältnis zu einer Statorbaueinheit rotiert, die im Gehäuse 10 montiert ist und die Führungseinrichtung 16 umfaßt.As can be seen from Fig. 2, the rotor parts 19-21 and 33-35 form a rotor assembly which is adapted to rotate about the axis 17a of the rotary shaft 17 in relation to a stator assembly mounted in the housing 10 and Guide means 16 includes.

Das zweite Rotoiteil 33-35 führt eine zwangsläufige Schaukelbewegung hin- und hergehend im Verhältnis zum ersten Rotorteil um eine Drehachse 35c aus, die sich in der Mitte durch die Nabenabschnitte 35a, 35b des zweiten Rotorteils 33-35 erstreckt und die Achse 17 a der Drehwelle 17 im rechten Winkel zu der Achse in der Mitte des Hohlraumes 10 b schneidet. Als Folge der zwangsläufigen Führung des Rings 38 in der Ebene 14a in der Ringnut 41 in der sta.ionären Führungseinrichtung 16 rotiert der Führungsring 38 in einer separaten Umdrehungsbahn im Verhältnis zur Führungseinrichtung 16, d.h., er rotiert in der Ebene 41a, die schräg zur Drehebene des ersten Rotorteils 19-21 liegt, die sich im rechten Winkel zur Drehachse 17a erstreckt. Die Stifte 39 des Führungsrings 38 führen eine Schwenkbewegung vorwärts und rückwärts im Verhältnis zu den Kolben 33,34 aus, und folglich wird das zweite Rotorteil 33-35 in eine zwangsläufige Vor- und Rückwärtsschaukelbewegung um die Drehachse 35c versetzt, zur gleichen Zeit, da das erste Rotorteil 19-21 (und das zweite Rotorteil 33-35) eine Umdrehung um die Drehachse 17a der Drehwelle 17 vollführt.The second Rotoiteil 33-35 performs an inevitable rocking motion back and forth in relation to the first rotor part about a rotation axis 35c, which extends in the middle by the hub portions 35a, 35b of the second rotor part 33-35 and the axis 17a of the rotary shaft 17 at a right angle to the axis in the center of the cavity 10 b cuts. As a result of the positive guidance of the ring 38 in the plane 14a in the annular groove 41 in the sta.ionären guide means 16 of the guide ring 38 rotates in a separate revolution path relative to the guide means 16, ie, it rotates in the plane 41a, obliquely to the plane of rotation of the first rotor part 19-21 which extends at right angles to the axis of rotation 17a. The pins 39 of the guide ring 38 pivot forward and backward relative to the pistons 33, 34, and consequently, the second rotor portion 33-35 is forced into forcible rocking back and forth about the rotation axis 35c, at the same time first rotor part 19-21 (and the second rotor part 33-35) makes a revolution about the rotation axis 17a of the rotation shaft 17.

The working chambers of the compressor

Nach Fig. 2 und 6-10 bilden sich zwei Paar Arbeitskammern 42,43 und 44,45, d. h. ein Arbeitskammernpaar auf jeder Seite der Kolben 19 und 20 bzw. auf jeder Seite der Kolben 33 und 34. Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Kolben kann man davon ausgehen, daß die Kolben 19,20 relativ statisch im Verhältnis zu den Kolben 33,34 sind. Es schein* so, daß die Schaukelbewegung nur von den Kolben 33,34 ausgeführt wird und die Arbeitskammern als Folge der Bewegung der Kolben 33, 34 im Ve ι hältnis zu den Kolben 19,20 ausgedehnt oder komprimiert werden. Jedoch führen die Kolben 19,20 und die Kolben 33, 34 eine Synchrondrehbewegung um die Achse 17 a der Drehwelle 17 aus, allerdings mit einer Drehbewegung in der radialen Ebene im rechten Winkel zur Achse 17a der Drühwelle 17 in bezug auf die Kolben 19,20 und mit einer Drehbewegung in radialer Ebene, die sich schräg zur Achse 17 a in bezug auf die Kolben 33,34 erstreckt. Die vor- und rückwärtsschaukelnden Kolbon 33,34 führen in ihren äußersten Stellungen keine gewöhnliche Umkehrbewegung aus, sondern eine Drehbewegung, die kontinuierlich im Ablauf ist und keine Totpunkte hat.Referring to Figs. 2 and 6-10, two pairs of working chambers 42, 43 and 44, 45, d. H. a pair of working chambers on each side of the pistons 19 and 20 or on each side of the pistons 33 and 34. For a better understanding of the operation of the pistons, it can be assumed that the pistons 19, 20 are relatively static relative to the pistons 33, 34 , It seems * that the rocking movement is performed only by the piston 33,34 and the working chambers as a result of the movement of the piston 33, 34 in Ve ι relationship to the piston 19,20 are expanded or compressed. However, perform the piston 19,20 and the pistons 33, 34 is a synchronous rotational movement about the axis 17 a of the rotary shaft 17, but with a rotational movement in the radial plane at right angles to the axis 17 a of the Drähwelle 17 with respect to the pistons 19,20 and with a rotational movement in the radial plane which extends obliquely to the axis 17 a with respect to the pistons 33,34. The forward and rückwärtsschaukelnden Kolbon 33,34 perform in their extreme positions no ordinary reversing movement, but a rotational movement that is continuous in the process and has no dead centers.

Figur 5 zeigt, daß das Gehäuse 10 und die Führungseinrichtung 16 eine Statorbaueinheit bilden. Das erste Rotorteil 19-21 ist auf der Führungseinrichtung 16 drehbar um die Achse 17a montiert, während das zweite Rotorteil 33-35 auf dem ersten Rotorteil 19-21 schaukelbar um die Achse 35c montiert und schaukelbar mit dem Führungsring 38 verbunden ist, der wiederum drehbar auf der Führungseinrichtung 16 montiert ist. Die zwangsläufige Schaukelbewegung, die das zweite Rotorteil 33-35 in bezug auf das erste Rotorteil ausführt, wird natürlich durch die geneigte Führungsnut 41 im kugelförmigen Abschnitt 16d der Führungseinrichtung 16 gesteuert.Figure 5 shows that the housing 10 and the guide means 16 form a stator assembly. The first rotor part 19-21 is rotatably mounted on the guide means 16 about the axis 17a, while the second rotor part 33-35 mounted on the first rotor part 19-21 swingably about the axis 35c and swingably connected to the guide ring 38, which in turn rotatably is mounted on the guide means 16. The inevitable rocking motion which the second rotor part 33-35 makes with respect to the first rotor part is of course controlled by the inclined guide groove 41 in the spherical part 16d of the guide means 16.

Die Figuren 6 bis 8 zeigen die Kolben 19,20 und 33,34 in drei unterschiedlichen Phasen der Schaukelbewegung der Kolben 33,34 im Verhältnis zu den Kolben 19,20. In einer ersten Phase gemäß Fig. 6 und 9 werden die Arbeitskammern 42,43 in Fig. 6 in der Seitenrichtung und in Fig.9 von oben mit ihrem Höchstvolumen gezeigt, dagegen werden die Arbeitskammern 44,45 mit ihrem Minimalvolumen dargestellt. In einer zweiten Phase, einer Zwischenphase gemäß Fig. 7 und 10, werden die Kolben zur besseren Darstellung in Fig.7 in einer perspektivischen Ansicht und in Fig. 10 von oben, und mit entsprechend großen Arbeitskammern 42-45 gezeigt. Figur 8 zeigt die Kolben in einer dritten Phase, wo die Arbeitskammern 44,45 ihr Maximalvolumen haben und die Arbeitskammern 42,43 ihr Minimalvolumen. Wird die Rotorbaueinheit eine halbe Umdrehung um die Achse 17a bewgt, unterliegen die Kolben den o.g. Phasen gemäß Fig.6-8 beim ersten Hub, und während die Rotorbaueinheit weiter eine halbe Umdrehung um die Achse 17a bewegt wird, durchlaufen die Kolben die entsprechenden dreiFigures 6 to 8 show the pistons 19, 20 and 33, 34 in three different phases of rocking movement of the pistons 33, 34 in relation to the pistons 19, 20. In a first phase according to FIGS. 6 and 9, the working chambers 42, 43 are shown in FIG. 6 in the lateral direction and in FIG. 9 from above with their maximum volume, whereas the working chambers 44, 45 are shown with their minimum volume. In a second phase, an intermediate phase according to FIGS. 7 and 10, the pistons are shown for better illustration in FIG. 7 in a perspective view and in FIG. 10 from above, and with correspondingly large working chambers 42-45. FIG. 8 shows the pistons in a third phase, where the working chambers 44, 45 have their maximum volume and the working chambers 42, 43 have their minimum volume. If the rotor assembly is moved half a turn about the axis 17a, the pistons are subject to the above-mentioned. Phases as shown in Figs. 6-8 at the first stroke, and while the rotor assembly is further moved half a turn about the axis 17a, the pistons pass through the corresponding three

Phasen in der entgegengesetzten Reihenfolge. Es ist somit klar, daß jede der vior Arbeitskammern 42-45 bei einer vollen Umdrehung der Rotorbaueinheitzwei aufeinanderfolgenden Takten unterliegen, und bei jeder Umdrehung der Rotorbaueinhe t werden vier Volumeneinheiten, entsprechend den Volumen der vier Arbeitskammern, geleert oder gefüllt. Das Füllen und Leeren der Arbeitskammern 42-45 erfolgt durch zwei Paar Ansaugöffnungen 46 (nur ein Paar ist durch eine gestrichelte Linie in den Fig.9 und 10 angegeben) und zwei Austrittsöffnungen 47 über entsprechende Austrittsrohre 48 und Ansaugrohre 49 (Fig. 1). Es können natürlich eine Ansaugöffnung und eine Austrittsöffnung in jeder der Gehäusehälften 11 und 12 und eine gemeinsame Ansaugöffnung und eine gemeinsame Austrittsöffnung für jedes Paar Arbeitskammern vorgesehen werden, die jeweils auf einer Seite der Kolben 19,20 liegen. Figur 9 und 10 zeigen viereckige innere Öffnungen 46 a, 47 a, die sich in den Hohlraum 10b hinein öffnen und ringförmige äußere Öffnungen 46 b, 47 b, die sich in die Rohre 48,49 öffnen. Beider dargestellten Ausführungsform sind alle Öffnungen 46 und 47 so ausgelegt, daß sie sich in der äußersten Kolbenposition gemäß Fig. 6 und 8 öffnen und schließen und in den Zwischenpositionen gemäß Abb.7 völlig unbedeckt sind. In der Praxis ist es jedoch möglich, die Öffnungen so zu dimensionieren, auszubilden und zu positionieren, daß sie während des gesamten Hubs oder, falls erforderlich, nur in bestimmten Hubabschnitten offen bleiben.Phases in the opposite order. It will thus be understood that each of the vior working chambers 42-45 undergo two consecutive cycles during a full revolution of the rotor assembly, and with each revolution of the rotor assembly four volume units corresponding to the volumes of the four working chambers are emptied or filled. The filling and emptying of the working chambers 42-45 is effected by two pairs of suction ports 46 (only one pair is indicated by a dashed line in FIGS. 9 and 10) and two discharge ports 47 via respective discharge pipes 48 and intake pipes 49 (FIG. 1). Of course, one intake port and one discharge port in each of the casing halves 11 and 12 and a common intake port and a common discharge port may be provided for each pair of working chambers each on one side of the pistons 19, 20. Figures 9 and 10 show quadrangular inner openings 46a, 47a opening into cavity 10b and annular outer openings 46b, 47b opening into tubes 48,49. In the illustrated embodiment, all openings 46 and 47 are designed so that they open and close in the outermost piston position shown in FIG. 6 and 8 and are completely uncovered in the intermediate positions according to Fig.7. In practice, however, it is possible to dimension, form and position the apertures so as to remain open throughout the stroke or, if required, only in certain stroking sections.

Figur 2 zeigt die Dichtungseinrichtungen 52 auf der Kolbenoberfläche 33,34, die radial nach innen gerichtet sind und dem Nabenabschnitt 21 des Rotorteils 19-21 gegenüberliegen und die Dichtungseinrichtungen 53 auf der Oberfläche dsr Kolben 33, 34, die radial nach außen gerichtet sind und car Innenfläche des Gehäuses 10 gegenüberliegen. Entsprechende Dichtungseinrichtungen 50 sind in Fig. 2 auf der Oberfläche der Kolben 19,20 dargestellt, sie zeigen radial nach außen. In Fig. 3 sind Dichtungsringe 51 auf den radialen Flächen des Nabenabschnitts 21 dargestellt. Eine wirksame Dichtung zwischen Rotorteilen und zwischen jedem Rotorteil und dem Gehäuse 10 kann auf eine relativ einfache Weise hergestellt werden. Es wird hier nicht erläutert, aber es ist möglich, eine effektive Schmierung und Kühlung der Rotorbaueinheit durch Zufuhr eines zirkulierenden Schmier- und Kühlmediums über die Führungseinrichtung 16 bzw. über die Drehwelle 17 zu jedem Rotorteil zu erreichen.Figure 2 shows the sealing means 52 on the piston surface 33,34, which are directed radially inwardly and the hub portion 21 of the rotor part 19-21 opposite and the sealing means 53 on the surface dsr piston 33, 34 which are directed radially outward and car Inner surface of the housing 10 opposite. Corresponding sealing devices 50 are shown in Fig. 2 on the surface of the piston 19,20, they point radially outward. In Fig. 3, sealing rings 51 are shown on the radial surfaces of the boss portion 21. An effective seal between rotor parts and between each rotor part and the housing 10 can be made in a relatively simple manner. It is not explained here, but it is possible to achieve effective lubrication and cooling of the rotor assembly by supplying a circulating lubricating and cooling medium via the guide means 16 and the rotary shaft 17 to each rotor part.

Energy conversion machine in the form of an internal combustion engine

Es folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform, die besonders für einen Verbrennungsmotor ausgelegt ist, aber die gleiche Konstruktion, wie sie für den Rotor im Verbrennungsmotor beschrieben wird, kann auch für den Rotor bei anderen Maschinentypen benutzt werden, z. B. für eine Maschine in Form einer Pumpe, eines Kompressors oder ähnliches, ohne daß das besonders durch Beispiele belegt wird. Der wichtigste Unterschie besteht darin, daß das Maschinengehäuse für den entsprechenden Einsatz angepaßt wird, während bei allen unterschiedlichen Anwendungsformen die gleiche Rotorbaueinheit benutzt werden kann. Bei einer Rotorbaueinheit für einen Verbrennungsmotor können die Rotorteile natürlich eine Oberflächenbehandlung erhalten oder speziell hergestellt werden, so daß sie besonders hitzebeständig und wärmeisoliert sind,The following is a description of an embodiment particularly designed for an internal combustion engine, but the same construction as described for the rotor in the internal combustion engine can also be used for the rotor in other types of machines, e.g. B. for a machine in the form of a pump, a compressor or the like, without that being particularly exemplified. The most important difference is that the machine housing is adapted for the appropriate use, while in all different applications the same rotor assembly can be used. In a rotor assembly for an internal combustion engine, of course, the rotor parts may be surface-treated or specially made so as to be particularly heat-resistant and heat-insulated.

z. B. durch keramische Materialien, während diese Oberflächenbehandlung oder eine solche Spezialherstellung der Rotorteile bei anderen Maschinentypen nicht unbedingt erforderlich ist.z. As by ceramic materials, while this surface treatment or such special manufacture of the rotor parts is not necessarily required in other types of machines.

Die Figuren 11-24 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine in Form eines Verbrennungsmotors.FIGS. 11-24 show a second embodiment of the machine according to the invention in the form of an internal combustion engine.

Genauer gesagt wird ein doppeltwirkender Viertaktverbrennungsmotor mit einer externen Verbrennungskammer dargestellt.More specifically, a double-acting four-stroke internal combustion engine having an external combustion chamber is illustrated.

Alternativ kann ein entsprechender Motor mit einer inneren Verbrennungskammer hergestellt werden, ohne daß eine konkrete Ausführungsform dafür dargestellt wird.Alternatively, a corresponding engine with an internal combustion chamber can be manufactured without a concrete embodiment being shown.

Das trifft ebenfalls für andere Verbrennungsmotortypen zu. Auch wenn keine konkreten Ausführungsformen gezeigt werden, kann der Verbrennungsmotor z. B. als einfachwirkender Zweitaktmotor mit externer oder interner Verbrennungskammer eingesetzt werden, ohne daß dafür ein Beispiel angeführt wird.This also applies to other types of combustion engines. Even if no concrete embodiments are shown, the internal combustion engine z. B. can be used as a single-acting two-stroke engine with external or internal combustion chamber without an example is given for it.

Figur 13 zeigt ein Motorgehäuse 110, daß aus zwei Hälften 111 und 112 besteht und entlang einer querverlaufenden Mittelebene 110a geteilt ist. Die Gehäusehälften sind jeweils mit einem Befestigungsflansch 113 bzw. 114 versehen, die durch eine Reihe Befestigungsbolzen 115 verbunden sind.Figure 13 shows a motor housing 110 which consists of two halves 111 and 112 and is divided along a transverse center plane 110a. The housing halves are each provided with a mounting flange 113 and 114, which are connected by a series of fastening bolts 115.

Die Außenseite des Motorgehäuses 110 ist mit Kühlrippen 105 versehen. Das Motorgehäuse 110 ist durch ein Gehäuse 106 umgeben, dabei werden zwei getrennte Wasserkammern 107 zwischen dem Motorgehäuse 110 und dem Gehäuse 106 gebildet, wobei das Kühlwasser in jeder Wasserkammer getrennt zirkuliert. Der Kühlwasserumlauf wird in Fig. 12 durch Pfeile 108 angegeben, der Kühlwasserzulauf wird durch Pfeil 108a und der Kühlwasst rauslauf durch Pfeil 108b angegeben. Die zwei Teile 106a und 106b des Kühlwassergehäuses sind durch Schrauben 108c an den Flanschen 113 und 114 des Motorgehäuses 110 und durch die Schrauben 108d an den gegenüberliegenden Seiten des Motorgehäuses 110 befestigt. Bei 109 werden Stützen zur Montage des Motors in horizontaler Lage auf einem Sockel angegeben.The outside of the motor housing 110 is provided with cooling fins 105. The motor housing 110 is surrounded by a housing 106, thereby two separate water chambers 107 are formed between the motor housing 110 and the housing 106, wherein the cooling water circulates separately in each water chamber. The cooling water circulation is indicated in Fig. 12 by arrows 108, the cooling water inlet is indicated by arrow 108 a and the Kühlwasst rauslauf indicated by arrow 108 b. The two parts 106a and 106b of the cooling water housing are fastened to the flanges 113 and 114 of the motor housing 110 by screws 108c and to the opposite sides of the motor housing 110 by the screws 108d. At 109, supports for mounting the motor in a horizontal position are indicated on a pedestal.

In Fig. 11 wird an eine Luftansaugdüse 161 a eine Abzweigsaugleitung 166 angeschlossen, die sich in einen bestimmten Bereich 167 bzw. 163 (s. Fig. 13) zwischen der Außenfläche des Rotorteils 124 mit dem kleinsten Durchmesser und der Innenfläche der Hälften 111 und 112 des Motorgehäuses mit dem kleinsten Durchmesser öffnet. Dadurch wird es möglich, in der an sich bekannten Weise über den Lufteinlaß unerwünschte Gasreste aus dem Innenraum des Motorgehäuses zu entfernen, ohne daß diese Reste mit dem Schmiersystem innerhalb der Rotorbaueinheit in Berührung kommen.In Fig. 11, a branch suction pipe 166 is connected to an air suction nozzle 161a, which is located in a certain area 167 and 163 (see Fig. 13) between the outer surface of the rotor portion 124 having the smallest diameter and the inner surface of the halves 111 and 112th of the motor housing with the smallest diameter opens. This makes it possible to remove unwanted gas residues from the interior of the motor housing in the manner known per se via the air inlet, without these residues coming into contact with the lubricating system within the rotor assembly.

In Fig. 13 werden an das Motorende, das die Führungseinrichtung 116 trägt, die den Stator bildet, eine Versorgungsleitung 169 und zwei Rücklaufleitungen 170,171 für Schmieröl angeschlossen, das über die stationäre Führungseinrichtung 116 zur Führungsnut 118 und zu dec, rotierenden Teilen, die die Führungseinrichtung 116 im Innern der Rotorbaueinheit 124,125 umschließen, verteilt wird.In Fig. 13, a supply line 169 and two return lines 170,171 for lubricating oil are connected to the motor end, which carries the guide means 116 which forms the stator, via the stationary guide means 116 to the guide groove 118 and dec, rotating parts, the guide means 116 in the interior of the rotor assembly 124.125 enclose, is distributed.

Figur 13 stellt die wichtigsten Motorteile im montierten Zustand dar. Einige Teile wurden zum besseren Verständnis entfernt.Figure 13 illustrates the main engine parts in the assembled state. Some parts have been removed for clarity.

Diese wichtigsten Teile sind detaillierter in den Figuren 14-23 dargestellt. Nachfolgend wird abwechselnd Bezug genommen auf die Gesamtübersicht der Fig. 13 und die Detailzeichnungen der Fig. 14-23.These most important parts are shown in greater detail in FIGS. 14-23. In the following, reference will be made alternately to the overall overview of FIG. 13 and the detail drawings of FIGS. 14-23.

Guide device of the rotor assembly

An der linken Seite des Motorgehäuses 110 in Fig. 13 ist eine langgestreckte Führungseinrichtung 116 angebracht, die sich durch einen kugelförmigen Hohlraum 110b im Motorgehäuse 110 quer zur Mittelebene 110a erstreckt. Die Führungseinrichtung 116 hat eine Längsachse 116a (siehe auch Fig. 14), die mit der Drehachse 117 a der Drehwelle, d.h. mit der getriebenen Welle des Motors, übereinstimmt. Die Führungseinrichtung 116 wird axial in einer Bohrung 117 c am rechten Ende 117 b der Drehwelle 117On the left side of the motor housing 110 in Fig. 13, an elongate guide means 116 is mounted, which extends through a spherical cavity 110 b in the motor housing 110 transverse to the center plane 110 a. The guide means 116 has a longitudinal axis 116a (see also Fig. 14), which is connected to the axis of rotation 117 a of the rotary shaft, i. with the driven shaft of the motor. The guide means 116 is axially in a bore 117 c at the right end 117 b of the rotary shaft 117th

geführt. Fig. 13 zeigt links eine Lagerführung 117c'in der Bohrung 117 c der Drehwelle 117 zur Lagerung des Endteiles 116c der Führungseinrichtung 116. Das genannte linke Endstück 116c der Führungseinrichtung 116 wird in das untere Ende der Dre'iwelle 117 eingesetzt und davon umschlossen.guided. 13 shows on the left a bearing guide 117c 'in the bore 117c of the rotary shaft 117 for supporting the end part 116c of the guide device 116. Said left end piece 116c of the guide device 116 is inserted into and enclosed by the lower end of the rotary shaft 117.

Durch eine Keilnut 11Cd in der Führungseinrichtung 116 und eine entsprechende Keilnut (nicht dargestellt) in einem Verschlußdeckel 112a der auf dem Gehäuseteil 112 durch die Bolzen 112dund entsprechende Keile (nichtdargestellt) montiert ist, wird die Führungseinrichtung 116 fest am Gehäuseteil 112 angebracht. Demzufolge bildet die führungseinrichtung 116 mit dem Motorgehäuse line Statorbaueinheit (s. Fig. 14). Ein Rotor 124,125 wird aus dieser Statorbaueinheit herausgeführt, der Rotor wird um die Führungseinrichtung 116 innerhalb des kugelförmigen Hohlraumes 110b des Motorgehäuses aufgebaut, wie es nachfolgend im einzelnen erläutert wird.By a keyway 11Cd in the guide means 116 and a corresponding keyway (not shown) in a closure lid 112a mounted on the housing part 112 by the bolts 112d and corresponding wedges (not shown), the guide means 116 is fixedly attached to the casing part 112. Consequently, the guide means 116 forms with the motor housing line stator assembly (see Fig. 14). A rotor 124, 125 is led out of this stator assembly, and the rotor is built up around the guide means 116 within the spherical cavity 110b of the motor housing, as will be explained in more detail below.

Die Führungseinrichtung gemäß Fig. 14 besteht aus einem unteren schaftförmigen Teil 116e, der ungefähr in der Mitte des unteren Schaftteils einen absatzbildenden, ringförmigen Manschettenteil 116f hat. Außerdem besteht die Führungseinrichtung aus einem kugelförmigen Nabenteil 116g mit einer ringförmigen Nut 118, sowie aus einem oberen schaftförmigen Teil 116c, Die Nut 118 hat einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt und liegt in einer Ebene, die durch die Strichpunktlinie 118a angezeigt wird, und in sinem Winkel ν zur Trennlinie 110 a. Inder Nut 118 befindet sich ein Führungselement in Formeines Führungsrings 119. Der Führungsring 119 ist entlang einer Ebene durch die Achse 116b in zwei Abschnitte geteilt (Fig. 14a), dadurch wird eine Befestigung in Nut 118 möglich. In der dargestellten Ausführungsform befindet sich der Führungsring 119 zwischen zwei getrennten Lagerführungen 119b und 11Sc. Der Führungsring 119 ist an zwei diametral entgegengesetzten Seiten mit den Bohrungen 119a versehen, die radial nach außen offana Stützzapfenlager bilden und so eingerichtet sind, daß sie entsprechende, radial nach innen reichende Stifte 120 aufnehmen können, die von einem Verbindungselement 121, das eine Führungseinrichtung darstellt, radial nach innen verlaufen (s. Fig, 16 und 20), Das Verbindungselement 121 ist im zweiten Rotorteil 125 enthalten, das später erläutert wird. Das erste Rotorteil 124, das zweite Rotorteil 125 und der Führungsring 119 sind alle in einer gemeinsamen Rotorbaueinheit enthalten.The guide device according to Fig. 14 consists of a lower shaft-shaped part 116e which has a shoulder-forming, annular sleeve part 116f approximately in the middle of the lower shaft part. In addition, the guide means consists of a spherical hub portion 116g with an annular groove 118, as well as an upper shaft-shaped portion 116c. The groove 118 has a dovetailed cross-section and lies in a plane indicated by the dotted line 118a and at an angle ν to Dividing line 110 a. In the groove 118 is a guide element in the form of a guide ring 119. The guide ring 119 is divided along a plane through the axis 116b into two sections (FIG. 14a), thereby allowing attachment in the groove 118. In the illustrated embodiment, the guide ring 119 is located between two separate bearing guides 119b and 11Sc. The guide ring 119 is provided on two diametrically opposite sides with the holes 119a, which form radially outwardly offana support journal bearings and are adapted to receive corresponding, radially inwardly extending pins 120, of a connecting element 121, which is a guide means , radially inwardly (see Figures 16 and 20), the connecting element 121 is included in the second rotor part 125, which will be explained later. The first rotor part 124, the second rotor part 125 and the guide ring 119 are all contained in a common rotor assembly.

The connection of the rotor assembly with the guide device

Fig. 15 zeigt die Montage der Führungseinrichtung 116 und des damit verbundenen Führungselements oder Führungsrings 119 in dem Verbindungselement 121. Das Verbindungselement 121 besteht aus zwei Hälften 121a, 121b, wovon nur eine Hälfte 121a in Fig. 15 dargestellt wird, während die andere Hälfte 121 b in den Fig. 13 und 16 gezeigt wird, Der kugelförmige Nabenteil 116g der Führungseinrichtung 116 wird in einer entsprechenden kugelförmigen Auskehlung (nicht dargestellt) auf der Innenseite der Hälften 121a, 121b aufgenommen, während zwei getrennte Endstücken 123a und 123b der Länge nach von den entgegengesetzten Seiten des Verbindungselements 121 eingesetzt und mit den entsprechenden beiden Hälften 121 a, 121 b durch Befestigungsschrauben 122 verbunden werden (s. Fig. 13), die auf der rechten Seite in Fig. 15 durch Strichpunktlinien dargestellt sind. Bei Fig. 15 ist ein Endstück 123 a im Verbindungselement 121 befestigt, während das andere Endstück 123 b zwischen die Hälften 121 a, 121 b geschoben werden kann (die Hälfte 121 b ist in Fig. 15 zum besseren Verständnis nicht dargestellt, sondern ist mit der Hälfte 121 a-»usammen mit dem entsprechenden Endstück 123a, 123b montiert). Die Endstücke 123a, 123b sind mit einer kugehörmig gebogenen Innenfläche, gemäß gestrichelter Linie 123d', versehen. Die Endstücke 123a und 123b sind jeweils mit einem Anschl jßstift 123a', 123b' versehen.Fig. 15 shows the mounting of the guide means 116 and the associated guide member or guide ring 119 in the connecting member 121. The connecting member 121 consists of two halves 121a, 121b, of which only one half 121a is shown in Fig. 15, while the other half 121st The spherical hub portion 116g of the guide 116 is received in a corresponding spherical groove (not shown) on the inner side of the halves 121a, 121b, while two separate end pieces 123a and 123b are longitudinally spaced from the are inserted opposite sides of the connecting element 121 and connected to the corresponding two halves 121 a, 121 b by fastening screws 122 (see Fig. 13), which are shown on the right side in Fig. 15 by dashed lines. In Fig. 15, an end piece 123 a is fixed in the connecting element 121, while the other end portion 123 b between the halves 121 a, 121 b can be pushed (the half 121 b is not shown in Fig. 15 for clarity, but is with half 121 a- assembled with the corresponding end piece 123a, 123b). The end pieces 123a, 123b are provided with a kugehörmig curved inner surface, according to dashed line 123d '. The end pieces 123a and 123b are each provided with a terminal jaw pin 123a ', 123b'.

Gemäß Fig. 13 sind die Anschlußstifte 123a', 123b' über die Abstandsmanschetten 126 und Zwischenkeile, wie durch die Keilnut 126'gezeigt wird, fest mit dem Rotorteil 125 verbunden.Referring to Fig. 13, the terminal pins 123a ', 123b' are fixedly connected to the rotor member 125 via the spacer sleeves 126 and intermediate keys as shown by the keyway 126 '.

Fig. 16 zeigt das Verbindungselement 121, das um die Führungseinrichtung 116 und den Führungsring 119 montiert und zum Nebenteil der Führungseinrichtung 116 durch die Endstücke 123a, 123b verriegelt ist, diese sind wiederum auf die beiden gegenüberliegenden Teile 121 a, 121 b des Verbindungselements 121 aufgeschraubt. Durch Auskehlungen 121c, 121 dim Verbindungselement 121, gemäß Fig. 16, kann das Verbindungselement sich vorwärts und rückwärts in einer Schaukelbewegung entlang eines bestimmten, begrenzten Bogens um eine Achse 123' bewegen, die durch die Stifte 123a' und 123 b'verläuft. Da das Verbindungselement 121 die Verbindung zwischen dem Führungsring 119 und dem zweiten Rotorkeil 125 herstellt, unterliegt das Verbindungselement 121 einer Drehung um die Drehachse 117a in Übereinstimmung mit dem Rotorteil 125 als solchem. Als Ergebnis der zwangsläufigen Drehung des Führungsrings 119 um eine Achse .116b (Fig. 13 und 14a), die im rechten Winkel zur Ebene 118a verläuft, führt das Verbindungselement 121, aufgrund der Stiftverbindung zwischen dem Verbindungselement 121 und dem Führungsring 119, eine zusätzliche Schaukelbewegung um die Achse 123'zusätzlich zur Drehbewegung um die Achse 117 a aus. Diese Schaukelbewegung wird über die Anschlußstifte 123a, 123b des Verbindungselements 121 zum Rotorteil 125 übertragen. Das Rotorteil 125 führt eine entsprechende zwangsläufige Schaukelbewegung im Verhältnis zum Rotorteil 124 aus, wie es nachfolgend im einzelnen erläutert wird, und zwar gleichzeitig, da die Teile 121,124,125 eine gemeinsame Drehbewegung um die Drehachse 117a ausführen.16 shows the connecting element 121, which is mounted around the guide device 116 and the guide ring 119 and locked to the auxiliary part of the guide device 116 by the end pieces 123a, 123b, these are in turn screwed onto the two opposite parts 121a, 121b of the connecting element 121 , By means of indentations 121c, 121dl connection element 121, as shown in Figure 16, the connecting element can move forward and backward in a rocking motion along a certain, limited arc about an axis 123 'passing through the pins 123a' and 123b '. Since the connection member 121 makes the connection between the guide ring 119 and the second rotor wedge 125, the connection member 121 undergoes rotation about the rotation axis 117a in accordance with the rotor part 125 as such. As a result of the positive rotation of the guide ring 119 about an axis .116b (FIGS. 13 and 14a) which is at right angles to the plane 118a, the connecting element 121 will cause additional rocking motion due to the pin connection between the connecting element 121 and the guide ring 119 about the axis 123 'in addition to the rotational movement about the axis 117 a. This rocking motion is transmitted to the rotor part 125 via the connection pins 123a, 123b of the connection element 121. The rotor member 125 performs a corresponding positive rocking motion relative to the rotor member 124, as will be explained in detail below, at the same time, since the parts 121,124,125 perform a common rotational movement about the axis of rotation 117a.

The first rotor part of the rotor assembly

Abb. 16 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht und stellt ar, wie die Teile 116,119 und 121 in den Gehäuseteilen 124 a, 124 b des ersten Rotorteils 124 eingeschlossen werden.Fig. 16 shows an exploded view and represents ar, as the parts 116,119 and 121 in the housing parts 124 a, 124 b of the first rotor part 124 are included.

Abb. 17 zeigt die Gehäuseteile 124a, 124 b, die zu einem fest gefügten Rotorteil 124 montiert werden, das ein Gehäuse bildet. Das Rotorteil 124 hat eine Hauptachse 124', die mit der Drehachse 117 a der Drehwelle 117 übereinstimmt, und das Gehäuse oder das Rotorteil 124 führt eine Bewegung aur,, die mit der der Drehwelle 117 des Motors identisch ist und mit ihr gemeinsam erfolgt. Das erste Rotorteil, d.h. das Gehäuse 124, umschließt durch einen oberen Manschettenteil 124d gemäß Fig. 16 das untere Ende der Drehwelle 117 und ist durch einen Haltekeil 124e (s. Fig. 13) damit fest verbunden, so daß das Gehäuse 124 nicht drehbar mit der Drehwelle 117 verbunden ist. Es werden eine Labyrinthdichtung 117e zwischen der Hälfte 111 des Motorgehäuses und der Drehwelle 117, zwei Dichtungsringe (radiale Dichtungsringe) 117f, 117 g und ein Zwischenlagerring 117h mit einer Lagerführung 117 h'zwischen der Drehwelle 117 und dem Lagergehäuse 110'und eine zugehörige Endabdeckung 110" dargestellt. Entsprechend ist eine Endabdeckung 116i zum Festklemmen eines Dichtungsrings (radialer Dichtungsring) 124i am manschettenförmigen Endteil 124g des Gehäuses 124 angebracht. In der ersten Nut in Gehäuse 124 ist der Dichtungsring (radialer Dichtungsring) 124 !angebracht, und in einer zweiten Nut sind zwei Längslager 124 k je auf einer Seite des ringförmigen Manschettenteils 116f (s. Fig. 12) angebracht. Bei 124 m wird eine Lagerführung zur Lagerung der Führungseinrichtung 116Figure 17 shows the housing parts 124a, 124b mounted to a fixed rotor part 124 forming a housing. The rotor part 124 has a major axis 124 'which coincides with the rotational axis 117 a of the rotary shaft 117, and the housing or the rotor part 124 performs a movement which is identical to and common with that of the rotary shaft 117 of the motor. The first rotor part, i. The housing 124 encloses the lower end of the rotary shaft 117 through an upper collar portion 124d of Fig. 16 and is fixedly connected thereto by a retaining key 124e (see Fig. 13) so that the housing 124 is non-rotatably connected to the rotary shaft 117 , There are formed a labyrinth seal 117e between the half 111 of the motor housing and the rotary shaft 117, two seal rings (radial seal rings) 117f, 117g and an intermediate bearing ring 117h with a bearing guide 117h 'between the rotation shaft 117 and the bearing housing 110' and an associated end cover 110 Similarly, an end cap 116i for clamping a seal ring (radial seal ring) 124i is attached to the cuff-shaped end portion 124g of the housing 124. In the first groove in housing 124, the seal ring (radial seal ring) 124 is mounted and in a second groove two longitudinal bearings 124 k are each mounted on one side of the annular sleeve part 116 f (see Fig. 12). At 124 m, a bearing guide for supporting the guide device 116

dargestellt. Zwischen der Gehäusehälfte 112 und der Endabdeckung 116i im Verschlußdeckel 112adesGehäuses HOwirdeine Labyrinthdichtung 116h gezeigt.shown. Between the housing half 112 and the end cover 116i in the closure lid 112 of the housing HO, a labyrinth seal 116h is shown.

The second rotor part of the rotor assembly

Fig. 17 zeigt zwei Endstücke 125a, 125b, die zusammen (und zusammen mit dem Verbindungselement 121) einen fest gefügten Rotorteil 125 bilden und von entgegengesetzten Seiten in das Gehäuse 124 eingesetzt werden.Fig. 17 shows two end pieces 125a, 125b, which together (and together with the connecting element 121) form a firmly joined rotor part 125 and are inserted from opposite sides into the housing 124.

Wie im Gehäuseteil 124 a im oberen Teil von Fig. 16 und im Gehäuseteil 124 bim unteren Teil von Fig. 16 dargestellt, ist das erste Rotorteil 124 mit einem manschettenförmigen Nabenteil 124t versehen, dessen Außenseite die Kolben 135,136 des zweiten Rotorteils 125 führt und dessen Innenseite das Verbindungselement 121 führt.As shown in the housing part 124a in the upper part of Fig. 16 and in the housing part 124 in the lower part of Fig. 16, the first rotor part 124 is provided with a sleeve-shaped hub part 124t, the outside of which carries the pistons 135,136 of the second rotor part 125 and the inside the connecting element 121 leads.

Fig. 18 zeigt die beiden Endstücke 125a, 12bb nach der Montage, so daß sio das zusammenhängende Rolorteil 125 mittels Befestigungsschrauben bilden, wie es durch Strichpunktlinien 125c über überlappende fingerförmige Teile 125d, 125e dargestellt wird. Die fingerförmigen Teile 125d, 125e erstrecken sich in axialer Richtung nach außen auf einander entgegengesetzten Seiten der Kugelabschnitte 125a", 125b". Die axial verlaufenden Flanschteile 125a', 125b'erstrecken sich zwischen den fingerförmigen Teilen 125d, 125e. Fig. 19 zeigt das Endstück 125a (entsprechend Endstück 125b), von einer Seite aus gesehen. Es werden die Dichtungsringe 125a"' zum Abdichten der Endstücke 125a, 125b der Rotorbaueinheit gegenüber der kugelförmigen Innenwand des Motorgehäuses (im Raum 110b) und die entsprechenden Dichtungsringe 129 (s. auch Fig. 13) zum Abdichten des Gehäuses 124 gegenüber der kugelförmigen Innenwand des Motorgehäuses dargestellt. Zur Montage der Endstücke 125a, 125b gemäß Fig. 17-18 werden die entgegengesetzten Randflansche 125a', 125b' der Endstücke 125a, 125b in die entsprechenden Auskehlungen 124 p und 124r im Verbindungselement 121 gebracht. In den Randflanschen 125a', 125b'sind in entsprechenden Dichtungsnuten zwei getrennte Dichtungsringe 129, in Fig. 13 durch dicke schwarze Striche markiert, vorgesehen. Die Dichtungsringe 129 verlaufen zusammenhängend in Längsrichtung der beiden Kolben bildenden Abschnitte des ersten Rotorteils 124 und ringförmig im Zwischenraum zu den Randflanschen 125 a', 125 b'. Fig. 13 zeigt bei 125a"' drei Dichtungsringe (s. auch Fig. 19), die parallel zu einander und entlang des gesamten Umfangs des zweiten Rotorteils 125 verlaufen. Die Dichtungsringe 125a"' und 129 haben einen großen T-förmigen Querschnitt, der in eine entsprechende T-förmige Nut paßt. Der Querstrich der T-Form befindet sich am Nutboden. Während des Betriebs wird der Dichtungsring durch die Zentripetalkraft gegen die Innenwand des Motorgehäuses geschleudert und haftet dort. Dabei wird eine effektive Abdichtung ohne besondere Reibung zwischen den Teilen gesichert. Im Innern der Endstücke 12Ea, 125b (s. Fig. 13) nehmen die manschettenförmigen Lager 126 den Keil 126' auf, so daß die Stifte 123a, 123b des Verbindungselements 121, wie oben erwähnt, fest mit den Endstücken 125a, 125b verbunden werden können. Wie oben erwähnt, wird durch die Keile 126'eine fest gefügte, starre Verbindung zwischen den Rotorteilen 121,125 hergestellt, so daß sie eine gemeinsame Drehbewegung zum Rotorteil 124 ausführen. Auf der Außenseite des manschettenförmigen Stützzapfenlagers 126 werden ein ringförmiger Schutzdeckel 127 zwischen den Gehäuseteilen 124a, 124b und den Endstücken 125a, 125b und axial innen dazu ein Drehlager 128 mit einer entsprechenden Lagerführung 128'und einem Dichtungsring (radialer Dichtungsring) 128" zwischen dem Deckel 127 und dem Drehlager 128 bzw. zwischen dem entsprechenden Endstück 125a, 125b und dem Gehäuse 124 dargestellt. Fig. 13 zeigt die Montagebohrungen 130 zur Montage der Gehäuseteile 124a und 124 b.Fig. 18 shows the two end pieces 125a, 12bb after assembly, so that sio form the continuous Rolorteil 125 by means of fastening screws, as shown by dotted lines 125c on overlapping finger-shaped parts 125d, 125e. The finger-shaped parts 125d, 125e extend outwardly in the axial direction on opposite sides of the ball sections 125a ", 125b". The axially extending flange portions 125a ', 125b' extend between the finger-shaped portions 125d, 125e. Fig. 19 shows the end piece 125a (corresponding to the end piece 125b) seen from one side. The sealing rings 125a "'for sealing the rotor assembly end portions 125a, 125b from the spherical inner wall of the motor housing (in space 110b) and the respective sealing rings 129 (see also Fig. 13) for sealing the housing 124 from the spherical inner wall of the rotor housing 17-18, the opposed edge flanges 125a ', 125b' of the end pieces 125a, 125b are brought into the corresponding recesses 124p and 124r in the connecting element 121. In the edge flanges 125a ', 125b Two separate sealing rings 129, indicated by thick black lines in Fig. 13, are provided in respective sealing grooves 12. The sealing rings 129 extend continuously in the longitudinal direction of the two piston-forming sections of the first rotor part 124 and annularly in the space between the edge flanges 125a ', 125 Fig. 13 shows at 125a "'three sealing rings (see also Fig. 19), the para llel to each other and along the entire circumference of the second rotor part 125 extend. Sealing rings 125a "'and 129 have a large T-shaped cross-section which fits into a corresponding T-shaped groove." The cross-section of the T-shape is located at the groove bottom During operation, the sealing ring becomes against the inner wall of the motor housing by the centripetal force Therein, an effective seal is secured between the parts without any particular friction In the interior of the end pieces 12Ea, 125b (see Fig. 13), the collar-shaped bearings 126 receive the wedge 126 'so that the pins 123a, 123b As mentioned above, the wedges 126 'form a tightly-connected, rigid connection between the rotor parts 121, 125 so that they rotate in common with the rotor part 124 On the outside of the sleeve-shaped support journal bearing 126, an annular protective cover 127 between the housing parts 1 24a, 124b and the end pieces 125a, 125b and axially inside to a pivot bearing 128 with a corresponding bearing guide 128 'and a sealing ring (radial sealing ring) 128 "between the cover 127 and the pivot bearing 128 and between the corresponding end piece 125a, 125b and the Housing 124 shown. Fig. 13 shows the mounting holes 130 for mounting the housing parts 124 a and 124 b.

Durch ein vergleichsweise einfaches Dichtungssystem ist es somit möglich, eine wirksame Dichtung zwischen den gemeinsam beweglichen Rotorteilen 124,125 (bzw. zwischen den Rotorteilen 124,125 und der kugelförmigen Innenfläche des Motorgehäuses) herzustellen, so daß die Führungseinrichtung 116 und das zugehörige Führungselement (Führungsring) 119 und das damit verbundene Verbindungselement 121 radialen der Innenseite der Rotorteile 124,125 des Motors und der entsprechenden Arbeitskammern 131-134 abgedichtet sind, wie es im einzelnen nachfolgend erläutert wird. Fig. 18 züigt die Rotorteile 124,125 von einer Seite, und Fig. 19 zeigt die Rotorteile 124,125 nach einer Drehung von 90° um die Drehachse 117 a. Das Rotorteil 125 hat zwei diametral entgegengesetzte Kolben 135,136 mit entgegengesetzten Kolbenflächen 135a, 135b bzw. 136a, 136b. Die Kolben 135, I36, die gemeinsam um die Achse 135' (s. Abb.18) im Verhältnis zum Gehäuse bewegt werden, werden durch die Vorsprünge 125d und 125e der Endstücke gebildet, die genannten Vorsprünge überlappen sich gegenseitig und bilden Finger (Fig. 19 zeigt eine Seitenansicht der Kolben 135,136).By a comparatively simple sealing system, it is thus possible to produce an effective seal between the jointly movable rotor parts 124, 125 (or between the rotor parts 124, 125 and the spherical inner surface of the motor housing), so that the guide device 116 and the associated guide element (guide ring) 119 and the connecting members 121 radially sealed to the inside of the rotor parts 124, 125 of the engine and the corresponding working chambers 131-134, as will be explained in more detail below. FIG. 18 shows the rotor parts 124, 125 from one side, and FIG. 19 shows the rotor parts 124, 125 after a rotation of 90 ° around the axis of rotation 117 a. The rotor part 125 has two diametrically opposite pistons 135,136 with opposite piston surfaces 135a, 135b and 136a, 136b. The pistons 135, 136, which are moved together about the axis 135 '(see Fig. 18) relative to the housing, are formed by the projections 125d and 125e of the end pieces, said projections overlap one another and form fingers (Fig. 19 shows a side view of the pistons 135, 136).

Die Kolben der RotoreinheitThe pistons of the rotor unit

Die Kolben 135,136, gemäß Fig. 19, bewegen sich in einer Schaukelbewegung vorwärts und rückwärts im Verhältnis zum Rotorteil 124, weg von und in Richtung zu den entgegengesetzten Kolbenflächen 137 a, 137 b eines oberen Kolbens 137 b7w. den entgegengesetzten Kolbenflächen 138a, 138b eines unteren Kolbens 138. Gemäß Fig. 19 befinden sich die Arbeitskammern 131-134 innerhalb der gestrichelten Linien, die die Innenwand des Motorgehäuses anzeigen. Eine erste obere Arbeitskammer 131 und eine erste untere Arbeitskammer 132 werden zwischen den Kolben 137,138 und dem Kolben 135 gebildet, während eine zweite untere Arbeitskammer 133 und eine zweite obere Arbeitskammer 134 zwischen den Kolben 137, 138 und dem Kolben 136 gebildet werden.The pistons 135,136, as shown in FIG. 19, move in a rocking motion forwards and backwards relative to the rotor member 124, away from and toward the opposite piston surfaces 137a, 137b of an upper piston 137b7w. The opposing piston surfaces 138a, 138b of a lower piston 138. As shown in Fig. 19, the working chambers 131-134 are within the dashed lines indicating the inner wall of the motor housing. A first upper working chamber 131 and a first lower working chamber 132 are formed between the pistons 137, 138 and the piston 135, while a second lower working chamber 133 and a second upper working chamber 134 are formed between the pistons 137, 138 and the piston 136.

Während der Drehung der Drehwelle 117 führen das Rotorteil 124 und das Rotorteil 125 eine gemeinsamo Drehbewegung um die Achse 117 aus.During the rotation of the rotary shaft 117, the rotor part 124 and the rotor part 125 make a common rotational movement about the axis 117.

Aufgrund der Stiftverbindung zwischen dem Führungsring 119 der Führungseinrichtung 116 und dem Verbindungselement 121 und der Stiftverbindung 123 a, 123 bzwischen dem Verbindungselement 121 und dem Rotorteil 125 führt das Rotorteil 125 als Ergebnis der genannten Drehung eine zwangsläufige Schaukelbewegung im Verhältnis zur stationären Führungseinrichtung 116 und zum Rotorteil 124 aus. Genauer gesagt, führt der Führungsring 119 eine zwangsläufige Drehbewegung in der zugehörigen Führungsnut 118 in der Führungseinrichtung 116 entlang der Ebene 118a (Fig. 14) aus und Gleichzeitig, da sich das Verbindungselement 121 zusarrmen mit dem Rotorteil 125 um die Achse 117a dreht, verursacht der Führungsring 119zwangsläufig eine Schaukelbewegung des Motorteils 125 über das Verbindungselement 121 um die Achse 123'. Die Kolben 135,136 führen eine entsprechende Vor- und Rückwärtsschaukelbewegung zwischen den Kolben 137, 138 aus und erhöhen wechselweise das Volumen der Arbeitskammern 131,133, während das Volumen der Arbeitskammern 132, 134 reduziert wird und umgekehrt.Due to the pin connection between the guide ring 119 of the guide means 116 and the connecting member 121 and the pin connection 123 a, 123 orischen the connecting member 121 and the rotor member 125, the rotor member 125 as a result of said rotation a positive rocking motion relative to the stationary guide means 116 and the rotor part 124 off. More specifically, the guide ring 119 makes a positive rotational movement in the associated guide groove 118 in the guide means 116 along the plane 118a (FIG. 14), and at the same time, as the connection member 121 rotates together with the rotor part 125 about the axis 117a Guide ring 119 inevitably a rocking motion of the motor part 125 via the connecting element 121 about the axis 123 '. The pistons 135, 136 make corresponding forward and backward rocking movements between the pistons 137, 138 and alternately increase the volume of the working chambers 131, 133 while reducing the volume of the working chambers 132, 134 and vice versa.

Bei jeder Umdrehung des Rotorteils 124,125 um die Achse 117 a wird jede Arbeitskammer 131,133 einmal gefüllt und geleert, während jede Arbeitskammer 132,134 entsprechend einmal geleert und gefüllt wird, d. h. jede Arbeitskammer unterliegt einem vollständigen Leer- und Füllzyklus bei jeder Umdrehung. Mit anderen Worten, die vier Arbeitskammern 131-134 bewirken in diesem Falle, wenn es sich um einen Viertaktverbrennungsmotor handelt, gleichzeitig und paarweise ein entsprechendes Taktpaar, d. h. für ein erstes Arbeitskammernpaar:Each rotation of the rotor portion 124,125 about the axis 117 a, each working chamber 131,133 is filled and emptied once, while each working chamber 132,134 emptied and filled accordingly, d. H. each working chamber is subject to a complete emptying and filling cycle at each revolution. In other words, the four working chambers 131-134 in this case, if it is a four-stroke internal combustion engine, simultaneously and in pairs a corresponding clock pair, d. H. for a first pair of working chambers:

1) Ansaugtakt und 2) Kompressionstakt1) intake stroke and 2) compression stroke

und für ein zweites Arbeitskammernpaar:and for a second pair of working chambers:

3) Verbrennungstakt und 4) Auspufftakt.3) combustion cycle and 4) exhaust stroke.

Jedes Paar Arbeitskammern 131,132; 133,134 unterliegt jeweils abwechselnd zwei a'ifeinanderfolgenden Takten, und zwar getrennt in einem kontinuierlichen Zyklus.Each pair of working chambers 131, 132; 133.134 alternately undergo two consecutive clocks, separated in a continuous cycle.

Externe Verbindungskammer/VerbrennungskammerExternal connection chamber / combustion chamber

Fig. 12 zeigt eine externe Verbindungskammer, genauer eine kombinierte Verbindungs- und Verbrennungskammer 150, die nachfolgend detaillierter mit Bezug auf Fig. 23 erläutert wird. Auch wenn, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, der Motor hier in Verbindung mit einer externen Verbrennungskammer 150 erläutert wird, ist die Erfindung nicht auf den Einsatz einer solchen externen Verbrennungskammer begrenzt. Es ist auch möglich (selbst wenn es im einzelnen nicht dargestellt wird), die Verbrennung in Hohlraum 110b des tatsächlichen Motors zu bewirken, d.h. in der entsprechenden Arbeitskammer im Hohlraum 110 b des Motors, da die Arbeitskammern eine entsprechende Position innerhalb eines bestimmten Drehwinkelbereiches im Raum 110b einnehmen. Im letzten Fall dient die Kammer 150 nur als externe Verbindungskammer, und in diesem Fall kann die Kammer als Kanal im tatsächlichen Motorgehäuse angeordnet wtrden. Unter Verbindungskammer ist allgemein ein Verbindungskanal zu verstehen, der ein Paar Arbeitskammern mit dem anderen Paar Arbeitskammern verbindet, so daß die beiden Takte in einem Arbeitskammernpaar in den nächsten beiden Takten im anderen Arbeitskammernpaar fortgesetzt werden können.Fig. 12 shows an external connection chamber, more specifically, a combined connection and combustion chamber 150, which will be explained in more detail below with reference to Fig. 23. Although, according to a preferred embodiment, the engine is described herein in connection with an external combustion chamber 150, the invention is not limited to the use of such an external combustion chamber. It is also possible (even though not shown in detail) to effect combustion in cavity 110b of the actual engine, i. in the corresponding working chamber in the cavity 110 b of the engine, since the working chambers occupy a corresponding position within a certain rotation angle range in the space 110b. In the latter case, the chamber 150 serves only as an external connection chamber, and in this case the chamber may be arranged as a channel in the actual motor housing. Under connection chamber is generally to be understood a connection channel which connects a pair of working chambers with the other pair of working chambers, so that the two clocks can be continued in a pair of working chambers in the next two cycles in the other working chamber pair.

Es ist auch möglich, einen Viertaktverbrennungsmotor ohne die genannte Verbindungskammer herzustellen, obwohl es zu dieser Ausführungsform hier keine Erläuterungen gibt.It is also possible to manufacture a four-stroke internal combustion engine without the aforementioned connection chamber, although there is no explanation for this embodiment here.

Wie aus Fig.23 ersichtlich ist, wird die Verbrennungskammer 150 durch ein separates Bauelement 150a gebildet, das eine separate Einheit sein kann, die aus zwai Hälften 150a' und 150a" besteht und die getrennt außerhalb des Motorgehäuses und auf der Außenseite des Gehäuses 106 (nicht in Abb. 23 dargestellt) montiert sein kann. Durch die Verbindungselemente 150d und 15Oe, die durch das Gehäuse führen, und durch die Befestigungsschrauben 15Od'und 15Oe'wird das Bauelement 150a direkt auf das Motorgehäuse 110 montiert, w^bei die Verbindung von der Verbrennungskammer 150 zu den Öffnungen 162 und 163 offen bleibt.As can be seen from FIG. 23, the combustion chamber 150 is formed by a separate component 150a, which may be a separate unit consisting of two halves 150a 'and 150a "and which is separate outside the motor housing and on the outside of the housing 106 (FIG. not shown in Fig. 23.) By the connecting members 150d and 15Oe passing through the housing and by the fixing bolts 15Od 'and 15Oe', the component 150a is mounted directly on the motor housing 110, w at the connection of the combustion chamber 150 remains open to the openings 162 and 163.

Bei einem anderen Fall, wo die Verbrennung innerhalb des tatsächlichen Raumes 110 b erfolgt, bildet das Bauelement 150 a das Verbindungselement zwischen zwei der Arbeitskammern (Kompressionskammer bzw. Verbrennungskammer). Die zwei Hälften 150a', 150a" des Bauelements 150a (s. Fig.12) sind durch Befestigungsbolzen 150b verbunden und durch die Befestigungsbolzen 150d'und 15Oe'am Motorgehäuse 110 befestigt.In another case, where the combustion takes place within the actual space 110 b, the component 150 a forms the connecting element between two of the working chambers (compression chamber or combustion chamber). The two halves 150a ', 150a "of the device 150a (see Fig. 12) are connected by fastening bolts 150b and fastened to the motor housing 110 by the fastening bolts 150d' and 15Oe '.

Fig. 23 zeigt eine Querschnittsansicht der Hälften 150a', 150a", wobei jede auf der Innenseite (wahlweise auch die Außenseite) mit einer hitzebeständigen lund wärmeisolierenden Keramikschicht ausgekleidet (die Art ist nicht dargestellt) ist, so daß die Verbrennungskammer ein optimal hohes Temperaturniveau erreichen kann und eine optimale Verbrennung bei einer hohen Temperatur gesichert wird. Gleichzeitig ist es möglich, einen Wärmeverlust von der Verbrennungskammer an die Umgebung bzw. an das Kühlwasser im Gehäuse zu verhindern.Fig. 23 shows a cross-sectional view of the halves 150a ', 150a ", each on the inside (optionally also the outside) lined with a heat-resistant lund heat-insulating ceramic layer (the type is not shown), so that the combustion chamber reach an optimally high temperature level At the same time it is possible to prevent heat loss from the combustion chamber to the environment or to the cooling water in the housing.

Im äußeren Teil 150a" des Bauteils 150a und ungefähr in der Mitte des Teils 150a" wird eine Einführbuchse 15Of für ein Zündelement (Zündkerze) 150 f dargestellt. Der Einsatz einer Glühröhre odor einer ähnlichen Zündvorrichtung (z. B. Diesel- oder Halbdieselmotor) ist auch möglich, auch wenn hier keine spezielle Erläuterung dazu gegeben wird. An den entgegengesetzten Seiten der Verbrennungskammer 150 befinden sich die Einspritzdüsen 150g und 150h, die, gemäß Pfeil 150g'und 150h', in entgegengesetzten Richtungen Kraftstoff in die Kraftstoffkammer 150 zu dem Zündelement 15Of führen, d. h. in einer gleichlaufenden Strömungsrichtung bzw. entgegengesetzt zur Strömungsrichtung von Druckluft/Druckgas, wie die Pfeile 150' zeigen.In the outer part 150a "of the component 150a and approximately in the middle of the part 150a", an insertion port 15Of for an ignition member (spark plug) 150f is shown. The use of an incandescent tube or a similar ignition device (eg diesel or semi-diesel engine) is also possible, even if no specific explanation is given here. On the opposite sides of the combustion chamber 150 are the injectors 150g and 150h, which, as shown by arrow 150g 'and 150h', in opposite directions, guide fuel into the fuel chamber 150 to the ignition element 15Of, i. H. in a concurrent flow direction or opposite to the flow direction of compressed air / compressed gas, as the arrows 150 'show.

Die Verbrennungskammer 150 ist schematisch und als Beispiel in Fig. 23 dargestellt, und es ist möglich, verschiedene Veränderungen bei der Positionierung der Kraftstoffdüsen 150g, 150h bzw. bei der Positionierung des Zündelements 15Of vorzunehmen, ohne daß besondere Beispiele dafür erforderlich sind. Es ist zum Beispiel möglich, beide (oder eine unterschiedliche Anzahl von) Kraftstoffdüsen an ein und der gleichen Seite des Zündelements 15Of anzubringen, z.B. auf gegenüberliegenden Seiten der Verbrennungskammer und wahlweise nur in der gleichen Strömungsrichtung wie die Strömungsrichtung der Druckluft zur Verbrennungskammer.The combustion chamber 150 is shown schematically and by way of example in Fig. 23, and it is possible to make various changes in the positioning of the fuel nozzles 150g, 150h and in the positioning of the ignition element 15Of, respectively, without particular examples thereof being required. For example, it is possible to mount both (or a different number of) fuel nozzles on one and the same side of the ignition element 15Of, e.g. on opposite sides of the combustion chamber and optionally only in the same flow direction as the flow direction of the compressed air to the combustion chamber.

Bei der in Fig.23 dargestellten Ausführungsform wird die Kraftstoffkammer mit einem mohr oder weniger konstanten Querschnitt in der gesamten Längsrichtung dargestellt, aber es ist auch möglich, die Querschnittsfläche in der Kraftstoffkammer von einer Seite zur anderen zu vergrößern, wie es in Abb. 24 dargestellt ist.In the embodiment shown in Fig. 23, the fuel chamber is shown as having a less or less constant cross section in the entire longitudinal direction, but it is also possible to increase the cross sectional area in the fuel chamber from one side to the other, as shown in Fig. 24 is.

Es ist auch möglich, Auskehlungen im Motorgehäuse vorzusehen, so daß die Kraftstoffkammer direkt in das Motorgehäuse hineinkommt und damit der Strömungsweg für das Druckmedium in die Kraftstoffkammer so kurz wie möglich wird.It is also possible to provide grooves in the motor housing, so that the fuel chamber comes directly into the motor housing and thus the flow path for the pressure medium in the fuel chamber is as short as possible.

Bei der gezeigten Ausführungsform beträgt das Volumen in der Kraftstoffkammer ca. V12 des Volumens in jeder der vier Arbeitskammern des Motors, so daß die Kompression der komprimierten Luft in der Verbrennungskammer bei der Injektion der komprimierten Luft aus der Arbeitskammer in die Verbrennungskammer V12 betragen kann. Es können andere Kompressionsraten benutzt werden, um das Volumen in der Kraftstoffkammer nach Bedarf zu verändern.In the embodiment shown, the volume in the fuel chamber is approximately V12 of the volume in each of the four working chambers of the engine so that the compression of the compressed air in the combustion chamber can be as the compressed air is injected from the working chamber into the combustion chamber V12. Other compression rates may be used to change the volume in the fuel chamber as needed.

Openings in the motor housing

Die Figuren 21 und 22 zeigen zwei entgegengesetzte Seitenansichten des Motorgehäuses 110 in axialer Richtung des Motors,Figures 21 and 22 show two opposite side views of the motor housing 110 in the axial direction of the motor,

d. h. Fig. 21 ist eine Seitenansicht von der Seite, wo man die Hälfte 111 des Motorgehäuses und die Drehwelle 117 sieht, während Fig. 22 eine Seitenansicht von der Seite mit der Hälfte 112 des Motorgehäuses und dem Statorteil 116 ist. Fig. 22 zeigt bine erste trapezförmige Öffnung 161, welche die Ansaugöffnung von eingm Lufteinlaß 161 a auf der Außenseite de.s Motors gemäß Fig. 11 zum Motorraum 110b darstellt, und eine zweite, im wesentlichen rechtwinklige Öffnung 162, welche die Austrittsöf'nung vom Motorraum 110b zur Einlaßseite der Verbrennungskammer 150 darstellt.d. H. Fig. 21 is a side elevational view showing the half 111 of the motor housing and the rotating shaft 117, while Fig. 22 is a side-elevational view of the half 112 of the motor housing and the stator portion 116. Fig. 22 shows bine first trapezoidal opening 161, which represents the intake opening of an air inlet 161 a on the outside de.s engine of FIG. 11 to the engine compartment 110 b, and a second, substantially rectangular opening 162 which the Austrittsöf'nung from Engine compartment 110b to the inlet side of the combustion chamber 150 represents.

Fig. 21 zeigt eine dritte, im wesentlichen dreieckige Öffnung 163, die die Ansaugöffnung on der Verbrennungskammer 150 zum Motorraum 110b darstellt und eine vierte, im wesentlichen trapezförmige Öffnung 164, die die Austrittsöffnung vom Motorraum 110b zum Auspuffausgang 164aauf der Außenseite des Motors gemäß Fig. 11 darstellt.Fig. 21 shows a third, substantially triangular opening 163, which represents the intake port on the combustion chamber 150 to the engine compartment 110b and a fourth, substantially trapezoidal opening 164, the outlet opening from the engine compartment 110b to the exhaust outlet 164a on the outside of the engine shown in FIG. 11 represents.

Betriebsweise des MotorsOperation of the engine

Fig. 24 zeigt schematisch unter A1 -A3, B1-B3, C1-C3, D1-D3, E1 -E 3 fünf unterschiedliche Drehpositionen entsprechend der Position des ersten und zweiten Rotorteils der Rotorbaueinheit (Position A bei 0°, Position B bei 60°, Position C bei 90", Position D bei 135° und Position E bei 180°) im Verhältnis zur Statorbaueinheit (Führungseinrichtung 116 und Motorgehäuse 110). Die Drehrichtung verläuft im Uhrzeigersinn beiden Darstellungen A1-E1 und entgegen dem Uhrzeigersinn in den Darstellungen A3-E3. Zum besseren Verständnis wird die Statorbaueinheit nicht dargestellt, es sind nur die Verbrennungskammer 150 und die Öffnungen 161-164 angegeben, und zwar durch gestrichelte Linien. In allen Darstellungen A1-E3 ist die Statorbaueinheit (Motorgehäuse 110 und Führungseinrichtung 116) in ein und derselben Position,Fig. 24 shows schematically under A1 -A3, B1-B3, C1-C3, D1-D3, E1 -E 3 five different rotational positions corresponding to the position of the first and second rotor part of the rotor assembly (position A at 0 °, position B at 60th °, position C at 90 ", position D at 135 ° and position E at 180 °) in relation to the stator assembly (guide 116 and motor housing 110) The direction of rotation is clockwise in both representations A1-E1 and counterclockwise in illustrations A3 For better understanding, the stator assembly is not shown, only the combustion chamber 150 and the openings 161-164 are indicated by dashed lines In all illustrations A1-E3, the stator assembly (motor housing 110 and guide 116) is in FIG and the same position,

wie durch die Öffnungen 161-164 in den Darstellungen A1, B1, C1, D1, E1 und A3, B3, C3, D3, E3 bzw. durch die Verbrennungskammer 150 in den Darstellungen A2, B2, C2, D2, E 2 angegeben. Um die Teile voneinander zu unterscheiden, wurden die kugelförmigen Endflächen des ersten Rotorteils 124 schraffiert.as indicated by the openings 161-164 in the illustrations A1, B1, C1, D1, E1 and A3, B3, C3, D3, E3 and by the combustion chamber 150 in the representations A2, B2, C2, D2, E 2. In order to distinguish the parts from each other, the spherical end surfaces of the first rotor part 124 were hatched.

Die Darstellungen A1,B1,C1,D1,E1 zeigen die Rotorbaueinheit 124,125 in axialer Dichtung von der Seite der Antriebswelle 117 aus, während die Darstellungen A3, B3, C3, D3, E3 in axialer Richtung von der entgegengesetzten Seite aus, d.h. von der Statorseite 116 aus, gesei >en sind. Die Darstellungen A2, B 2, C 2, D2, E 3 zeigen die Rotoroaueinheit 124,125 in der Seitenansicht.Plots A1, B1, C1, D1, E1 show the rotor assembly 124,125 in axial sealing from the side of the drive shaft 117, while the representations A3, B3, C3, D3, E3 in the axial direction from the opposite side, i. from the stator side 116. The illustrations A2, B 2, C 2, D 2, E 3 show the rotor assembly 124, 125 in the side view.

Die Darstellungen A1 -A3 zeigen die Kolben 135,136 des Rotorteils 125 in einer Rotorposition von 0° bei einer extremen Kolbenposition, während die Darstellungen C1-C3 die Kolben 135,136 in einer Rotorposition von 90° in einer Zwischenstellung der Kolben zeigen, und die Darstellungen E1-E3 zeigen die Kolben 135,136 in einer Rotorposition von 180° (entspricht der Position in den Darstellungen A1-A3 mit dem einzigen Unterschied, daß die Kolben 135,136 die Position gewechselt haben) in der anderen extremen Position der Kolben 135,136.The illustrations A1 -A3 show the pistons 135,136 of the rotor part 125 in a rotor position of 0 ° at an extreme piston position, while the representations C1-C3 show the pistons 135,136 in a rotor position of 90 ° in an intermediate position of the pistons, and the representations E1- E3 show the pistons 135,136 in a rotor position of 180 ° (corresponding to the position in the illustrations A1-A3 with the only difference that the pistons 135,136 have changed position) in the other extreme position of the pistons 135,136.

Bei Fortsetzung der Rotordrehung um weitere 60° (bis zur Stellung von 240") und oinc.i Drehung um weitere 30° (auf eine Stellung von 270°) und einer Drehung um weitere 90° (auf e'uir. Stellung von 360°) nehmen die Kolben die Stellung gemäß den Darstellungen B1-B3, C1-C3 und A1 -A3 ein. Mic anderen Worten, bei jeder (360°) Drehung der Rotorbaueinheit 124,125 vollzieht jeder Kolben 135,136 eine Schaukolbewegung vorwärts und rückwärts (Schaukelbewegung von 90° + 90°) zwischen den beiden extremen Positionen gemäß den Darstellungen von A1 -A3 und E1 -E3.Continuing the rotor rotation by another 60 ° (up to the position of 240 ") and oinc.i rotation by another 30 ° (to a position of 270 °) and a rotation by a further 90 ° (to e'uir. Position of 360 ° In other words, with each (360 °) rotation of the rotor assembly 124,125, each piston 135,136 makes a swinging motion forwards and backwards (rocking movement of 90 °) + 90 °) between the two extreme positions according to the diagrams of A1 -A3 and E1 -E3.

Es ist aus den Darstellungen A2-E 2 ersichtlich, daß die Arbeitskammer- die sich an der Rückseite des Kolbens 135 auf der linken Seite des Kolbens 135 in der Darstellung A2 befindet- nach der ersten Umdrehungshälfte der Rotorbaueinheit (180° Umdrehung, d. h. Schaukelbewegung von 90°) sich von einem Minimal- zu einem Maximalvolumen ausdehnt und sich dann auf der linken Seiie des Kolbens 135 in der Darstellung E 2 und auf der nach unten zeigenden Seite der Rotorbaueinheit befindet. Bei der nächsten Umdrehungshälfte der Rotorbaueinheit (Umdrehung von 180°, d. h. Schaukelbewegung von 90°) wird die genannte Arbeitskammer jedoch gedreht, so daß sie entsprechend auf der linken Seite der· Kolbens auftritt, aber dann auf der nach oben zeigenden Seite der Rotorbaueinheit.It can be seen from the illustrations A2-E 2 that the working chamber located at the rear of the piston 135 on the left side of the piston 135 in the illustration A2 after the first revolution half of the rotor assembly (180 ° rotation, ie rocking motion of 90 °) expands from a minimum to a maximum volume and is then on the left side of the piston 135 in the illustration E 2 and on the downwardly facing side of the rotor assembly. However, in the next revolution half of the rotor assembly (180 ° rotation, i.e. rocking motion of 90 °) said working chamber is rotated so that it occurs correspondingly on the left side of the piston but then on the upwardly facing side of the rotor assembly.

Jede Arbeitskammer vollführt dann der Reihe nach eine entsprechende bzw. komplementäre Bewegung. Ein erstes Arbeitskammernpaar, d.h., die beiden Arbeitskammern, die sich jeweils auf einer Seite des Kolbens 135 befinden, und ein zweites Arbeitskommernpaar, d.h., die beiden Arbeitskammern, die sich jeweils auf einer Seite des Kolbens 136 befinden, führen paarweise eine komplementäre Bewegung aus. Die Arbeitskammer auf einer Seite des Kolbens 135 und die Arbeitskammer auf der entsprechenden einen Seite des Kolbens 136 sind in den ersten beiden Phasen des Arbeitszyklus enthalten, während entsprechend die anderen beiden Arbeitskammern auf der anderen Seite der Kolben 135,136 in den beiden letzten Phasen des Arbeitszyklus enthalten sind. In diesem Falle wirkt ein Arbeitskammernpaar mit den Öffnungen 161,162 zusammen, während das andere Arbeitskammernpaar mit dem anderen Öffnungspaar 163,164 zusammenwirkt.Each working chamber then performs in sequence a corresponding or complementary movement. A first pair of working chambers, that is, the two working chambers, each on one side of the piston 135, and a second pair of working members, that is, the two working chambers, each on one side of the piston 136, perform a complementary movement in pairs. The working chamber on one side of the piston 135 and the working chamber on the corresponding one side of the piston 136 are included in the first two phases of the working cycle, while correspondingly the other two working chambers on the other side of the pistons 135,136 in the last two phases of the working cycle are. In this case, a pair of working chambers cooperates with the openings 161, 162, while the other pair of working chambers interacts with the other pair of openings 163, 164.

In der Position von 0° (und der Position 180° und 360°) sind alle Öffnungen 161-164 durch die kugelförmigen Mantelflächen des ersten Rotorteils 124 (die Endflächen sind unter A1 und A4 dargestellt) geschlossen.In the position of 0 ° (and the position 180 ° and 360 °), all the openings 161-164 are closed by the spherical outer surfaces of the first rotor part 124 (the end surfaces are shown under A1 and A4).

Wie in den Darstellungen <3-E3 gezeigt, ist die Öffnung 161 für den Luftzutritt zur ersten Arbeitskammer in dem Bereich zwischen den extremen Positionen A3 und E3 (s. Positionen B 3, C 3, D3) vollständig oder teilweise offen und nur in den extremen Positionen E3 und A3 geschlossen. Wie die Darstellungen A3-E3 zeigen, ist die Öffnung 162, die die Austrittsöffnung zur Verbrennungskammer 150 darstellt, nur durch die Auskehlungen 162 a (162 b) des ersten Rotorteils 124 in dem Bereich zwischen den Positionen gamäß Darstellung D3-E3 offen.As shown in the diagrams <3-E3, the opening 161 for the air access to the first working chamber is completely or partially open in the area between the extreme positions A3 and E3 (see positions B 3, C 3, D3) and only in the extreme positions E3 and A3 closed. As shown in Figures A3-E3, the opening 162, which is the exit port to the combustion chamber 150, is open only through the grooves 162a (162b) of the first rotor portion 124 in the region between the positions shown in Figures D3-E3.

Gemäß Darstellung A1 -E1 ist die Öffnung 164 für den Auspuffausgang in dem Bereich zwischen den Positionen gemäß Darstellung A1 und E1 (s. Darstellung B1 -D1) unbedeckt (offen) und nur in den extremen Positionen gemäß Darstellung A1 und E1 bedeckt (geschlossen). Die Öffnung 163 ist jedoch ausschließlich in dem Bereich zwischen den Positionen gemäß Darstellung A1 undD1 offen und in den Positionen gemäß Darstellung A1.D1 undE1 geschlossen.According to illustration A1 -E1, the exhaust outlet opening 164 in the area between the positions shown in Figures A1 and E1 (see Figures B1-D1) is uncovered (open) and covered (closed) only in the extreme positions shown in Figures A1 and E1. , However, the opening 163 is open only in the area between the positions shown in Figs. A1 and D1, and closed in the positions shown in Figs. A1.D1 and E1.

Die Schaukelbewegung der Kolben 135,136 läßt die Kolben den intermediären Ringsektor des Raumes 110b zwischen den Kugelteilen überstreichen, die durch die Drehbewegung der Kc Iben 137,138 erfaßt werden.The rocking movement of the pistons 135, 136 causes the pistons to pass over the intermediate ring sector of the space 110b between the ball parts, which are detected by the rotational movement of the pins 137, 138.

Die Öffnung 162 wirkt mit den entsprechenden beiden Auskehlungen 162a und 162b (s. auch Fig. 16a) in einem Kolbenendteil des ersten Rotorteils zusammen. Genauer gesagt, die Auskehlungen erstrecken sich teilweise in die Kolbenoberfläche selbst und teilweise in die kugelförmige Endfläche. Die Öffnung 162 wird deshalb direkt durch die Ränder der Auskehlungen 162 a, 162 b in der kugelförmigen Endfläche des ersten Rotorteils reguliert, d. h., die Öffnung 162 wird durch einen Ventilkörper reguliert, der direkt durch den Kolben 137 gemäß Darstellung an den Auskehlungen 162 a, 162 b gebildet wird. Das Öffnen der anderenThe opening 162 cooperates with the corresponding two recesses 162a and 162b (see also Fig. 16a) in a piston end part of the first rotor part. More specifically, the grooves extend partially into the piston surface itself and partly into the spherical end surface. The opening 162 is therefore regulated directly by the edges of the grooves 162 a, 162 b in the spherical end face of the first rotor part, d. h., The opening 162 is regulated by a valve body, which is formed directly by the piston 137 as shown at the grooves 162 a, 162 b. Opening the others

Öffnungen 161,163 und 164 wird jedoch durch die entsprechende kugelförmige Endfläche des ersten Rotorteils reguliert. Wie aus den Darstellungen A1 und A3 ersichtlich ist, sind dig Kolben 137,138 in der Längsrichtung größer als in der Querrichtung.However, openings 161, 163 and 164 are regulated by the corresponding spherical end surface of the first rotor part. As can be seen from the illustrations A1 and A3, dig pistons 137,138 are larger in the longitudinal direction than in the transverse direction.

Das wird für die notwendige Regulierung der Öffnungen 161-164 genutzt. In den Darstellungen A1 -A3 und E1-E3, d.h. in den Positionen 0°, 180° und 380°, sind alle Öffnungen durch die Kolben 137,138 geschlossen. In den Darstellungen B1-B3 sind große Teile der Öffnungen 161,163,164 entsprechend offen in Richtung der entsprechenden drei Arbeitskammern, während in den Darstellungen C1-C3 die gesamten Öffnungen 161,163,164 hinsichtlich der entsprechenden drei Arbeitskammern offen sind.This is used for the necessary regulation of the openings 161-164. In representations A1 -A3 and E1-E3, i. in the positions 0 °, 180 ° and 380 °, all openings are closed by the pistons 137,138. In Figures B1-B3, large portions of the openings 161,163,164 are correspondingly open toward the respective three working chambers, while in the representations C1-C3 the entire openings 161,163,164 are open with respect to the corresponding three working chambers.

In den Darstellungen D1-D3 sind jedoch die Öffnungen 161,164 teilweise bedeckt, wahrend die Öffnung 163 (und die Öffnung 162) vollständig durch die Kolben 137 bzw. 138 bedeckt sind. Zwischen den Positionen D1-D3und E1-D3 (Drehungswinkel 45°) ist die Öffnung, wie oben erwähnt, unbedeckt.In the representations D1-D3, however, the openings 161,164 are partially covered, while the opening 163 (and the opening 162) are completely covered by the pistons 137 and 138, respectively. Between the positions D1-D3 and E1-D3 (rotation angle 45 °), the opening, as mentioned above, uncovered.

Genauer gesagt, sowohl die An^augöffnung 161 als auch die Austrittsöffnung 164 bleiben bei einer Umdrehung der Rotorbaueinheit um 180° mehr oder weniger offen (nur bedeckt in einem kleinen Winkel in den Positionen 0°, 180° und 360°). DieMore specifically, both the opening 161 and the exit opening 164 remain more or less open by one revolution of the rotor assembly by 180 ° (only covered at a small angle in the 0 °, 180 ° and 360 ° positions). The

Öffnungen 161,164 werden nur in den Positionen 0°, 180° und 360° vollständig geschlossen. Das bedeutet, daß eine optimale Öffnungszeit für die Öffnungen 161,164 erreicht werden kann, und zusätzlich werden für 161,164 optimal große Öffnungen benutzt.Openings 161,164 are fully closed only in the 0 °, 180 ° and 360 ° positions. This means that an optimal opening time for the openings 161, 164 can be achieved and, in addition, for 161, 164 optimally sized openings are used.

Die Öffnung 162 vom Motorraum 110 b zur Verbrennungskammer 150 hat jedoch eine reduzierte Querschnittsfläche im Verhältnis zur Öffnung 161 und wird während eines wesentlich kleineren Drehwinkels (45° von 180°) im Vergleich zur Öffnung 161 vollständig oder teilweise offen gehalten.However, the opening 162 from the engine compartment 110b to the combustion chamber 150 has a reduced cross-sectional area relative to the opening 161 and is kept fully or partially open during a much smaller angle of rotation (45 ° of 180 °) compared to the opening 161.

Jedoch wird die Öffnung 163 während eines etwas größeren Drehwinkels (135° von 180°) offen gehalten, und sie hat eine größere Querschnittsfläche als die Öffnung 162. Die Öffnung 163 ist nur offen, wenn die Öffnung 162 geschlossen ist, und umgekehrt.However, the opening 163 is kept open during a slightly larger angle of rotation (135 ° from 180 °) and has a larger cross-sectional area than the opening 162. The opening 163 is open only when the opening 162 is closed and vice versa.

Aus dem o.g. geht hervor, daß jede Arbeitskammer 131-134 abwechselnd und getrennt mit den verschiedenen Öffnungen 161, 162 bzw. 163,164 verbunden ist, d.h. zu festen Zeitpunkten nehmen die vier Arbeitskammern 131-134 jeweils eine unterschiedliche Position ein, die mit dem entsprechenden Paar der vier Motortakte übereinstimmt:From the o.g. It will be noted that each working chamber 131-134 is alternately and separately connected to the various ports 161, 162 and 163, 164, respectively. at fixed times, the four working chambers 131-134 each occupy a different position, which coincides with the corresponding pair of the four engine cycles:

1) Ansaugtakt und 2) Kompressionstakt1) intake stroke and 2) compression stroke

Durch Anordnung der Verbindungskammer 150 außerhalb des kugelförmigen Innenraumes des Motors (d. h. radial außerhalb der genannten vier Arbeitskammern) können die entsprechenden Arbeitskammern nacheinander mit der Verbindungskammer, einmal bei jedem Rotationszyklus von 360°, in Verbindung kommen.By locating the communication chamber 150 outside the spherical interior of the engine (i.e., radially outwardly of said four working chambers), the respective working chambers may successively communicate with the communication chamber once every 360 ° rotation cycle.

Von einem Startpunkt in der Position 0°, wo eine erste Kompressionskammer den ersten Takt passiert hat, d.h. den Ansaugtakt 1 (Drehung von 180° bei Takt 1 von der Position 180° zur Position 360°, d.h. im vorliegenden Fall von einem Startpunkt von der Position 0°), erfolgt in der ersten Kompressionskammer der Kompressionstakt (Takt 2), und nach einer weiteren Drehung von 135° auf die Position 135° steht die erste Kompressionskammer während des restlichen Drehwinkels von 45° auf die Position von 180° mit der Verbindungskammer 150 in Verbindung.From a starting point in the 0 ° position where a first compression chamber has passed the first stroke, i. the intake stroke 1 (rotation of 180 ° at clock 1 from the position 180 ° to the position 360 °, ie in the present case from a starting point of the position 0 °) takes place in the first compression chamber of the compression stroke (clock 2), and after a Further rotation of 135 ° to the position 135 ° is the first compression chamber during the remaining rotation angle of 45 ° to the position of 180 ° with the connecting chamber 150 in conjunction.

In der Position von 180° hat dann die Verbindungskammer 150 während des folgenden Drehwinkels von 135° mit einer ersten Arbeitskammer im Ausdehnungstakt (Takt 3) Kontakt bis zur Position von 325°. Während der restlichen 45° im Ausdehnungstakt bis zur Position von 360° wird die Verbindung zwischen der ersten Arbeitskammer und der Verbindungskammer 150 geschlossen. Schließlich erfolgt der Auspuff während des folgenden Drehwinkels von 180° (Takt 4, d. h. Auspufftakt). Während in der ersten Kompressionskammer und der ersten Ausdehnungskammer die Takte 1-4 erfolgen, laufen in der zweiten Kompressionskammer und der zweiten Expansionskammer entsprechende Takte mit einer Winkelverzögerung von 180° im Verhältnis zu oben ab.In the position of 180 ° then has the connecting chamber 150 during the following rotation angle of 135 ° with a first working chamber in the expansion stroke (clock 3) contact up to the position of 325 °. During the remaining 45 ° in the expansion stroke to the position of 360 °, the connection between the first working chamber and the connecting chamber 150 is closed. Finally, the exhaust takes place during the following rotation angle of 180 ° (stroke 4, that is, exhaust stroke). While clocks 1-4 occur in the first compression chamber and the first expansion chamber, corresponding clocks in the second compression chamber and the second expansion chamber are angularly decelerated 180 degrees relative to the top.

Aus dem o.g. wird ersichtlich, daß die Verbindungskammer 150 über eine Drehung von 180° anfangs mit e^!ner ersten Kompressionskammer und dann getrennt mit einer ersten Expansionskammer im Verlaufe eines jeden einzelnen Drehwinkels (45° bzw. 135°) in Verbindung steht. Während des folgenden Drehwinkels von 180° steht dann die Verbindungskammer zuerst (45°) entsprechend mit der zweiten Kompressionskammer und danach (135°) mit der zweiten Expansionskammer in Verbindung. Es muß festgestellt werden, daß die genannten Winkel und Winkelpositionen hier zur Erläuterung von Beispielen benutzt wurden, daß aber in der Praxis auch andere Winkel und Winkelpositionen geeignet sein können. Eine Regulierung wird durch Veränderung der Form und Lage der Öffnungen im Verhältnis zum Rotorteil 124 erreicht.From the above, it can be seen that the connecting chamber 150 is rotated by 180 ° initially with e ^! ner first compression chamber and then separately with a first expansion chamber in the course of each individual rotation angle (45 ° or 135 °) is in communication. During the following rotation angle of 180 °, the connection chamber then communicates first (45 °) with the second compression chamber and then (135 °) with the second expansion chamber. It should be noted that the aforesaid angles and angular positions have been used herein to illustrate examples, but that other angles and angular positions may be suitable in practice. Regulation is achieved by changing the shape and location of the openings relative to the rotor portion 124.

Mit der Zufuhr von komprimierter Luft zur Verbindungskammer 150 in einem Kompressionsvernältnis von z.B. Vu gleichzeitig mit der Zufuhr von Kraftstoff und der Zündung dieser Mischung wirkt die Verbindungskammer als Verbrennungskammer. Sobald die Verbrennungskammer von der Kompressionskammer abgeschlossen ist (z. B. in der Position 180°), wird eine Verbindung von der Verbrennungskammer zur Expansionskammer hergestellt, und die Antriebskraft wird zur Expansionskammer über einen Drehwinkel von 135° bis zu einer Position von 315° übertragen. Während der restlichen Drehung von 45° auf die Position von 360° hört die Übertragung von Antriebskraft auf, so daß die Expansionskammer dann (in der Position von 360°) mit dem Auspuffausgang verbunden ist, und der größte Teil der Antriebskraft wird in der Expansionskammer genutzt.With the supply of compressed air to the connection chamber 150 in a compression coil of e.g. Vu simultaneously with the supply of fuel and the ignition of this mixture, the connecting chamber acts as a combustion chamber. Once the combustion chamber is closed off from the compression chamber (eg, in the 180 ° position), a connection is made from the combustion chamber to the expansion chamber, and the driving force is transmitted to the expansion chamber through a rotation angle of 135 ° to a position of 315 ° , During the remaining rotation of 45 ° to the position of 360 °, the transmission of driving force ceases, so that the expansion chamber is connected (in the position of 360 °) to the exhaust outlet, and the majority of the driving force is utilized in the expansion chamber ,

Claims

An energy conversion machine comprising a rotor assembly comprising a first rotor member (124) having a first pair of pistons (19, 20, 137, 138) and a second rotor member (125) having a second pair of pistons (33, 34; Movement in a spherical cavity (10b, 110b) are adapted in the machine housing (10,110), which takes place in pairs and inevitably in a rocking movement forward and backward relative to the first pair of pistons, wherein the first rotor part (19-21, 124) with a driving or while the second rotor part (33-35; 125) is non-rotatably connected to the first rotor part (19-21; 124) so that a common rotational movement about the axis of rotation (17a, 117a) is achieved. of the rotary shaft (17,117), the first rotor part is rotatable in a first revolutional path in a plane perpendicular to the rotation axis, while the second rotor part is rotatable together with and rockable with respect to it ste rotor part, and the second rotor part by a guide member (38,119) is rotatable in a second revolution path, which is inclined by means of a stationary guide means (16,116) at an angle ν to the first revolution path, characterized in that the first and the second rotor part (19-21, 33-35; 124, 125) are confined within a common spherical generatrix coincident with a spherical inside of the machine housing (10, 110), and in that the stationary guide means (16, 116) guide the second rotor part (33, 35; 125) in the forward and backward pivoting motion is disposed within the rotor assembly as an extended stator part, of which one end is rigidly connected to the machine housing (10,110).

2. Machine according to claim 1, characterized in that the stationary guide means (16, 116) coaxially with the rotary shaft (17.117) is arranged and through the machine housing of a bearing as a connection with the inner end of the rotary shaft (17,117) to zo one stationary bracket on the opposite side of the machine housing (10,110) extends.

A machine according to claim 1 or 2, characterized in that the stationary guide means (16, 116) consists of a shaft member consisting of two shaft-shaped end portions (16b, 16c, 116c, 116e) on opposite sides of a substantially spherical intermediate portion (16d, 116g ) and that the intermediate portion (16d, 116g) is provided with an annular guide groove (41, 118) for receiving a guide member (guide ring 38, 119) rotatably mounted in the guide groove and connected by pins (38, 39; 120a, 120b) and the like Holes or similar connecting elements with the second rotor part (33-35,125) is connected.

4. Machine according to one of claims 1-3, characterized in that the stationary guide means (16,116) through the center of the first rotor part (19-21,124) extends and the first rotor part rotatably mounted to the stationary guide means (16,116) on the opposite sides is.

5. Machine according to one of claims 1-4, characterized in that the first rotor part (124) extends axially through said second rotor part (125) by an annular, radially outer rotor portion (125 a ", 135, 125 b", 136), the first rotor part (124) and the second rotor part (125) together define a lubricant-containing space sealed to the working chambers (131-134), and the stationary guide means (116) and the associated guide member (119) and its connecting member (121 ) to the second rotor part (125) encloses.

6. Machine according to one of claims 1-5, characterized in that the first rotor part (124) lies within a zone which has a spherical intermediate sector in the spherical space (11 Ob) of said machine housing between two part-spherical sections (125a ", 125b" ) of the annular peripheral portion of the second rotor part (125), wherein the two opposite piston forming parts (135, 136) of the second rotor part (125) have outer peripheral connecting elements between the part spherical sections (125a ", 1213b") of the second rotor part in the area between form the axial end portions (137,138) of the first rotor part (124).

7. Machine according to claim 6, characterized in that the first rotor part (124) in the axial direction to the axis of rotation (117 a) has a cuff-shaped intermediate part and two opposite end portions (137,138) in spherical segment shape with cut ends, wherein the end portions together the working chambers (131-134) in the space between the part-spherical ring portions (125a ", 125b") of the second rotor part (125) and the outer piston-forming connecting members (135,136) annularly connected to the part-spherical ring portions.

8. Machine according to one of claims 1-7, characterized in that the second rotor part (125) is pivotally connected to the guide member (119) rotatably mounted on the stationary guide means (116) by means of a center and radially inner connecting element (121) extending across the intermediate part of the first rotor part (124) in a space between the first rotor part (124) and the stationary guide means (116) and the associated guide member (119).

A machine according to any one of claims 1-8, characterized in that the machine housing (110) is provided on its opposite sides with a pair of openings (161, 164; 162, 633) spaced apart with respect to the angle of rotation, the openings being open the inside of the trajectories of the spherical outer surface of the corresponding end portion (137,138) of the first rotor portion (124) are constructed and so covered or not covered by said end portions (137,138) in the different rotational positions or rotational ranges of the rotor assembly, wherein the Spherical outer surface, which is limited to the end portions (137,138) of the first rotor part (124) and symmetrical to the axis of rotation (117 a) of the rotor assembly is significantly longer than it is wide.

10. Machine according to claim 9 in the form of a pump, a compressor, a two-stroke internal combustion engine or a similar two-stroke engine, characterized in that the space (110 b) of the motor housing (110) by means of the rotor assembly (124,125) four separate working chambers (131-134 In each of them, separately and alternately in pairs, two engine cycles occur twice per revolution of the rotor assembly in conjunction with the corresponding pair of four ports (161, 163; 162, 164), of which a first port (161) and a third port (163) simultaneously the suction port a first and a third working chamber, while a second opening (162) and a fourth opening (164) form the exhaust port of a third and a fourth working chamber.

11. A machine according to claim 9 in the form of a four-stroke internal combustion engine, characterized in that the space (110 b) of the motor housing (110) by means of the rotor assembly (124, 125) forms four separate working chambers (131-134), each separated and alternately in pairs corresponding to two strokes of the four engine strokes in conjunction with the corresponding aperture of the two pairs of apertures (161, 164; 162, 163), of which a first aperture (161) simultaneously constitutes the intake port of a first working chamber and a second aperture (162) the exhaust port for the compressed one Forming air from a second working chamber to a communication chamber (150) radially outward of the working chamber, a third port (163) forming the suction port from the communication chamber (150) to a third working chamber constituting the expansion chamber, while a fourth port (164) represents the exhaust port from a fourth working chamber to the exhaust outlet.

12. Engine according to claim 11, characterized in that the connecting chamber (150), which is preferably arranged outside the engine cooling housing (106), an outer combustion chamber with associated fuel nozzle (s) (15Od, 15Oe) and an ignition element (15Of ), wherein the combustion chamber (150) is preferably formed from a cavity (1 bOa) disposed away from the motor housing (110) and the cooling housing (106).

13. Engine according to claim 12, characterized in that the combustion chamber (150) is provided with an inner lining of heat-resistant, ceramic material and preferably with a further layer of heat-insulating, ceramic material.

14. Machine according to one of claims 1-4, characterized in that the first rotor part (124) which has the form of a two-part hollow body (124 a, 124 b) which forms a housing and with the first pair of exclusively rotating piston (137,138 ), which is rigidly connected to the rotary shaft (117), is confined locally by the second rotor part (125), which has the shape of two annular parts (125a, 125b) and is equipped with the second pair of pistons (135, 136) ), both of which rotate and rock forward and backward, and one

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transverse interconnecting member (121) connecting the annular members to the stationary guide means (116) via the rotating guide ring (119), and the two rotor members (124, 125) together being liquid tight and preferably also gas tight to the working chambers (131-134) of the machine housing from the transverse connecting element (121) and the stationary guide device (116), which is mounted inside, and the associated guide ring (119) demarcate.