DE102008012374A1

DE102008012374A1 - Rotary piston machine

Info

Publication number: DE102008012374A1
Application number: DE102008012374A
Authority: DE
Inventors: Herbert Huettlin
Original assignee: Individual
Current assignee: HUETTLIN, HERBERT, DR. H.C., 79585 STEINEN, DE
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: EP2255070A1; DE102008012374B4; WO2009106216A1; CN101990593A

Abstract

Eine Rotationskolbenmaschine weist ein Gehäuse (12) auf, in dem zumindest ein erster Kolben (22) angeordnet ist, der eine gehäusefeste Drehachse (30) umlaufen kann, und der beim Umlaufen um die Drehachse (30) hin- und hergehende Bewegungen zwischen einer drehachsennahen Endstellung und einer drehachsenfernen Endstellung ausführt, um eine an eine der Drehachse (30) zugewandte Endfläche (38) des Kolbens (22) angrenzende Arbeitskammer (34) periodisch zu verkleinern und zu vergrößern, wobei die Drehachse (30) durch die Arbeitskammer (34) verläuft, wobei der Kolben (22) ein Steuerlauforgan (70) aufweist, das beim Umlaufen des Kolbens (22) um die Drehachse (30) entlang einer gehäusefesten Steuerkurve (66) läuft, um die hin- und hergehenden Bewegungen des Kolbens (22) aus der Umlaufbewegung abzuleiten, und wobei der Kolben (22) in einer Aufnahme eines Kolbenkäfigs (50) angeordnet ist, mit dem der Kolben (22) in Bezug auf die Drehachse (30) drehfest verbunden ist und der gemeinsam mit dem Kolben (22) um die Drehachse (30) umläuft. Der Kolben (22) weist zusätzlich zu dem Steuerlauforgan (70) in Bezug auf die Drehachse (30) fliehkraftseitig ein Stützlauforgan (88) auf, dessen Lauffläche (108) sich bei der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens (22) entlang einer Innenseite des Kolbenkäfigs (50) abwälzt, wobei die Bewegungsrichtung des Stützlauforgans (88) und die Drehachse (30) in einer gemeinsamen Ebene liegen.A rotary piston machine has a housing (12) in which at least a first piston (22) is arranged, which can rotate around a housing-fixed axis of rotation (30), and the reciprocating movements between a rotational axis near the axis of rotation (30) End position and an end position remote from the axis of rotation, in order to periodically reduce and enlarge a working chamber (34) adjoining an end face (38) of the piston (22) facing the rotation axis (30), the rotation axis (30) passing through the working chamber (34). wherein the piston (22) has a control member (70) which, when the piston (22) rotates about the axis of rotation (30), runs along a control cam (66) fixed to the housing to control the reciprocating movements of the piston (22). derive from the orbital movement, and wherein the piston (22) in a receptacle of a piston cage (50) is arranged, with which the piston (22) with respect to the rotational axis (30) is rotatably connected and the common mi t the piston (22) rotates about the axis of rotation (30). The piston (22) in addition to the control member (70) with respect to the axis of rotation (30) centrifugally a Stützlauforgan (88) whose tread (108) during the reciprocating movement of the piston (22) along an inner side the piston cage (50) rolls, wherein the direction of movement of the support running member (88) and the axis of rotation (30) lie in a common plane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine, mit einem Gehäuse, in dem zumindest ein erster Kolben angeordnet ist, der um eine gehäusefeste Drehachse umlaufen kann, und der beim Umlaufen um die Drehachse hin- und hergehende Bewegungen zwischen einer drehachsennahen Endstellung und einer drehachsenfernen Endstellung ausführt, um eine an eine der Drehachse zugewandte Endfläche des Kolbens angrenzende Arbeitskammer periodisch zu verkleinern und zu vergrößern, wobei die Drehachse durch die Arbeitskammer verläuft, wobei der Kolben ein Steuerlauforgan aufweist, das beim Umlaufen des Kolbens um die Drehachse entlang einer gehäusefesten Steuerkurve läuft, um die hin- und hergehenden Bewegungen des Kolbens aus der Umlaufbewegung abzuleiten, und wobei der Kolben in einer Aufnah me eines Kolbenkäfigs angeordnet ist, mit dem der Kolben in Bezug auf die Drehachse drehfest verbunden ist, und der gemeinsam mit dem Kolben um die Drehachse umläuft.The The invention relates to a rotary piston machine, comprising a housing, in which at least one first piston is arranged, which is fixed to the housing Rotate around axis of rotation, and when revolving around the axis of rotation reciprocating movements between a rotational axis near end position and a rotational axis remote end position performs to a to one of the axis of rotation facing end surface of the piston to periodically reduce and enlarge adjacent working chamber, wherein the axis of rotation passes through the working chamber, wherein the piston has a control member which, during rotation of the piston around the axis of rotation along a housing-fixed cam runs to the reciprocating movements of the piston derive from the orbital motion, and wherein the piston in a Aufnah me a piston cage is arranged, with the Piston is rotatably connected with respect to the axis of rotation, and the rotates together with the piston around the axis of rotation.

Eine solche Rotationskolbenmaschine ist aus DE 10 2006 009 197 A1 bekannt.Such a rotary piston machine is off DE 10 2006 009 197 A1 known.

Eine Rotationskolbenmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor), als Pumpe oder als Kompressor verwendet werden. Eine Rotationskolbenmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise als Brennkraftmaschine verwendet und als solche in der vorliegenden Beschreibung beschrieben.A Rotary piston machine according to the present invention Invention can be used as an internal combustion engine (internal combustion engine), as a pump or used as a compressor. A rotary piston machine according to the present invention is preferably used as an internal combustion engine and as such in the present Description described.

Im Falle der Verwendung einer Rotationskolbenmaschine als Brennkraftmaschine werden die einzelnen Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Expandierens eines Brennstoff-Luft-Gemisches und Ausstoßens des verbrannten Brennstoff-Luft-Gemisches durch hin- und hergehende Bewegungen des zumindest einen Kolbens zwischen zwei Endstellungen vermittelt.in the Case of using a rotary piston engine as an internal combustion engine become the individual work cycles of the admission, compaction, expansion a fuel-air mixture and expelling the burned Fuel-air mixture by reciprocating movements of at least mediates a piston between two end positions.

Die aus dem eingangs genannten Dokument bekannte Rotationskolbenmaschine weist in ihrem Gehäuse insgesamt vier Kolben auf. Die vier Kolben sind in einem Kolbenkäfig in jeweiligen Aufnahmen angeordnet, wobei der Kolbenkäfig mit den Kolben gemeinsam um die gehäusefeste Drehachse umläuft. Zwischen jeweils der Drehachse zugewandten Endflächen zweier gegenüberliegender Kolben ist jeweils eine Arbeitskammer vorhanden, die zentrisch zur Drehachse angeordnet ist. Die bekannte Rotationskolbenmaschine weist entsprechend zwei Arbeitskammern auf, die beide auf der Drehachse liegen.The known from the document mentioned rotary piston machine has a total of four pistons in its housing. The four Pistons are arranged in a piston cage in respective receptacles, the piston cage with the pistons together around the housing Rotates the rotation axis. Between each of the axis of rotation facing end surfaces two opposite pistons is each a working chamber present, which is arranged centrally to the axis of rotation. The well-known Rotary piston machine has accordingly two working chambers, both lying on the axis of rotation.

Unter der Drehachse ist sowohl bei der bekannten Rotationskolbenmaschine als auch bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine eine geometrische Achse zu verstehen.Under the axis of rotation is both in the known rotary piston machine as well as in the rotary piston machine according to the invention to understand a geometric axis.

Jeweils zwei Kolben, zwischen denen sich eine Arbeitskammer befindet, bilden ein Kolbenpaar. Die Kolben eines Kolbenpaars führen beim Umlaufen um die Drehachse zueinander gegensinnige hin- und hergehende Bewegungen zwischen einer drehachsennahen Endstellung der Kolben, die auch als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet wird, und einer drehachsenfernen Endstellung, die auch als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet wird, aus. In der OT-Stellung der Kolben eines Kolbenpaars ist das Volumen der dazwischen liegenden Arbeitskammer minimal und in der UT-Stellung der Kolben eines Kolbenpaars ist das Volumen der zwischen den Kolben befindlichen Arbeitskammer maximal.Each two pistons, between which a working chamber is formed a pair of pistons. The pistons of a pair of pistons lead during Circumferential about the axis of rotation opposite each other reciprocating Movements between a rotational axis near end position of the piston, which is also referred to as top dead center (TDC), and a drehachsenfernen End position, which is also called bottom dead center (UT), out. In the TDC position of the pistons of a piston pair is the volume the intermediate working chamber is minimal and in the UT position The piston of a piston pair is the volume between the piston maximum working chamber.

Um die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben aus der Umlaufbewegung der Kolben um die Drehachse abzuleiten, weist jeder Kolben auf seiner Rückseite, d. h. seiner Seite, die von der zugehörigen Arbeitskammer abgewandt ist, ein Steuerlauforgan auf. Die Steuerlauforgane der Kolben desselben Kolbenpaars laufen dabei entlang einer gehäusefesten Steuerkurve eines Kurvengliedes, die sich vollumfänglich um die Drehachse herum erstreckt und eine entsprechende Kontur aufweist, um die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben aus deren Umlaufbewegung um die Drehachse abzuleiten.Around the reciprocating movements of the pistons from the circulation movement the piston to divert around the axis of rotation, each piston has on his Back, d. H. his side, that of the associated Working chamber facing away, a control device on. The control organs the piston of the same pair of pistons run along a housing fixed Control curve of a curve member, which is fully extends around the axis of rotation and has a corresponding contour, around the reciprocating movements of the pistons from their orbital motion to derive the axis of rotation.

Jedem Kolben der bekannten Rotationskolbenmaschine ist ferner ein Rückführungsorgan zugeordnet, um die Rückführung der Kolben aus der OT-Stellung in die UT-Stellung bei hohen Drehzahlen zu unterstützen. Das jeweilige Rückführorgan jedes Kolbens läuft in einer der Steuerkurve für das Steuerlauforgan benachbarten Steuerkurve, wobei die beiden Steuerkurven im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.Each Piston of the known rotary piston machine is also a return member assigned to the return of the piston to assist the TDC position in the UT position at high speeds. The respective return element of each piston runs in one of the control cam for the Steuerlauforgan adjacent Control cam, wherein the two cams are substantially parallel to each other.

Das Steuerlauforgan jedes einzelnen Kolbens ist als Laufrolle ausgebildet, deren Rotationsachse beim Umlauf des Kolbens mit der Drehachse einen veränderlichen Schnittpunkt bildet, wobei auch hier unter Rotationsachse eine geometrische Achse zu verstehen ist.The Control member of each piston is designed as a roller, whose axis of rotation during rotation of the piston with the axis of rotation a variable intersection forms, and here below Rotation axis is a geometric axis to understand.

Bei der bekannten Rotationskolbenmaschine hat sich bei höheren Drehzahlen der Nachteil herausgestellt, dass die Kolben bei der Bewegung von der drehachsennahen Endstellung in die drehachsenferne Endstellung nicht nur mit ihrem jeweiligen Lauforgan die Steuerkurve berühren, sondern auch mit einem Kolbenkörperabschnitt das Kurvenglied berühren, wodurch zwischen diesem Kolbenkörperabschnitt und dem Kurvenglied eine Gleitreibung auftritt. Aber auch zwischen dem Kolben und der Aufnahme im Kolbenkäfig tritt eine Gleitreibung auf. Diese Gleitreibung wird umso größer, je höher die Drehzahl der Umlaufbewegung der Kolben um die Drehachse ist, weil die mit zunehmender Drehzahl zunehmenden radialen Fliehkräfte, die auf die Kolben wirken, den zuvor genannten Kolbenkörperabschnitt zunehmend gegen das Kurvenglied drücken.In the known rotary piston machine has been found at higher speeds, the disadvantage that the piston in the movement from the rotational axis near end position in the rotary axis remote end position not only with their respective running member touch the cam, but also touch with a piston body portion of the cam member, thereby between this piston body portion and the cam member, a sliding friction occurs. But also between the piston and the receptacle in the piston cage occurs a sliding friction. This sliding friction is greater, the higher the speed of rotation of the piston around the rotation Axis is because increasing with increasing speed centrifugal centrifugal forces acting on the piston, press the aforementioned piston body portion increasingly against the cam member.

Weder die Lauforgane der Kolben selbst noch die zusätzlich vorgesehenen Rückführorgane der bekannten Rotationskolbenmaschine können diese fliehkraftbedingte erhöhte flächige Gleitreibung verhindern. Durch die bei höheren Drehzahlen erhöhte Reibung leidet die bekannte Rotationskolbenmaschine entsprechend unter Leistungsverlusten und erhöhtem Verschleiß.Neither the running organs of the pistons themselves still the additionally provided Return organs of the known rotary piston machine can these centrifugal force increased areal Prevent sliding friction. By at higher speeds increased friction suffers the known rotary piston machine correspondingly under power losses and increased wear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass Leistungsverluste und Verschleiß aufgrund einer fliehkraftbedingten Gleitreibung der Kolben vermieden oder zumindest verringert werden.Of the Invention is based on the object, a rotary piston machine of the type mentioned in such a way that power losses and wear due to a centrifugal force sliding friction the piston can be avoided or at least reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Rotationskolbenmaschine dadurch gelöst, dass der Kolben zusätzlich zu dem Steuerlauforgan in Bezug auf die Drehachse fliehkraftseitig ein Stützlauforgan aufweist, dessen Lauffläche sich bei der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens entlang einer Innenseite des Kolbenkäfigs abwälzt, wobei die Bewegungsrichtung des Stützlauforgans und die Drehachse in einer gemeinsamen Ebene liegen.According to the invention this task with regard to the aforementioned rotary piston machine solved by the fact that the piston in addition to the control running member with respect to the axis of rotation centrifugal force side a support running member, whose tread during the reciprocating movement of the piston along a Rolls inside the piston cage, the Direction of movement of the support running member and the axis of rotation lie in a common plane.

Bei der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine weist der zumindest eine Kolben somit nicht nur ein Steuerlauforgan auf, das dazu dient, die hin- und hergehenden Bewegungen des Kolbens aus der Umlaufbewegung des Kolbens um die Drehachse abzuleiten, sondern zusätzlich ein Stützlauforgan, das nicht der Steuerung der hin- und hergehenden Bewegungen des Kolbens dient, sondern der fliehkraftseitigen wälzgelagerten Abstützung an der Innenseite des Kolbenkäfigs. Der gesamte Bewegungshub des Kolbens von der drehachsennahen Endstellung bis zur drehachsenfernen Endstellung ist auf diese Weise nicht mehr gleitreibungsbehaftet, sondern nur noch rollreibungsbehaftet. Eine Rollreibung ist gegenüber einer Flächenreibung deutlich geringer und führt somit zu deutlich geringeren Leistungsverlusten und gegenüber Verschleiß der Rotationskolbenmaschine.at the rotary piston machine according to the invention The at least one piston thus not only has a control device which serves the reciprocating movements of the piston derived from the orbital motion of the piston about the axis of rotation, but in addition a support running organ, not serves to control the reciprocating movements of the piston, but the centrifugal side roller bearing support on the inside of the piston cage. The entire movement stroke of the piston from the rotational axis near end position to the rotary axis distant End position is not subject to friction in this way, but only rubbed. A rolling friction is opposite a surface friction significantly lower and leads thus significantly lower power losses and compared Wear of the rotary piston machine.

Das Stützlauforgan ist an dem Kolben so angeordnet, dass die Bewegungsrichtung des Stützlauforgans und die Drehachse, um die der Kolben in dem Gehäuse umläuft, in einer gemeinsamen Ebene liegen. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Kolben stets zur Fliehkraftseite hin an dem Kolbenkäfig über das Stützlauforgan abgestützt ist. Da der Kolbenkäfig zusammen mit dem Kolben um die Drehachse umläuft, tritt zwischen dem Stützlauforgan und der Innenseite des Kolbenkäfigs, an der sich das Stützlauforgan abwälzt, keine Reibung quer zur Laufbahn des Stützlauforgans auf.The Support running member is arranged on the piston so that the Direction of movement of the support running member and the axis of rotation, around which the piston rotates in the housing, in one common plane. This ensures that that the piston always on the centrifugal force side of the piston cage on the Support running member is supported. Because the piston cage together with the piston revolving around the axis of rotation occurs between the support race and the inside of the piston cage, at which the support running member rolls, no Friction across the raceway of the support running organ on.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Stützlauforgan als Laufrolle ausgebildet, deren Rotationsachse senkrecht zur Drehachse der Umlaufbewegung des Kolbens gerichtet ist.In a preferred embodiment is the support running member designed as a roller whose axis of rotation perpendicular to the axis of rotation the orbital motion of the piston is directed.

Während das Stützlauforgan auch in Form einer Kugel ausgebildet sein kann, die in allen Raumrichtungen frei drehbar auf der Rückseite des Kolbens in einer Kugelpfanne gelagert sein kann, hat die Ausgestaltung des Stützlauforgans als Laufrolle den Vorteil, dass die Abwälzung des Stützlauforgans an der Innenseite des Kolbenkäfigs, wenn die Rotationsachse des Stützlauforgans senkrecht zur Drehachse der Umlaufbewegung des Kolbens gerichtet ist, wohldefiniert ist und reibungserhöhende Gleiteffekte, wie dies bei einer nicht um eine definierte Rotationsachse drehenden Kugel der Fall ist, vermieden werden.While the support running member also formed in the form of a sphere can be freely rotatable in all spatial directions on the back of the piston can be stored in a ball socket, has the configuration the support running member as a roller has the advantage that the Circulation of the support running organ on the inside of the piston cage when the axis of rotation of the support running organ directed perpendicular to the axis of rotation of the orbital motion of the piston is well-defined and has friction-enhancing slip effects, as with a not rotating about a defined axis of rotation Ball is the case, to be avoided.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Steuerlauforgan als Laufrolle ausgebildet, deren Rotationsachse in jeder Stellung des Kolbens zwischen der drehachsennahen und der drehachsenfernen Endstellung die Drehachse an demselben Punkt innerhalb des Gehäuses schneidet.In Another preferred embodiment is the control mechanism designed as a roller whose axis of rotation in each position the piston between the axis of rotation and the rotary axis far away End position the axis of rotation at the same point within the housing cuts.

Diese Maßnahme stellt eine weitere Verbesserung gegenüber der bekannten Rotationskolbenmaschine dar. Bei der bekannten Rotationskolbenmaschine ist das Steuerlauforgan zwar ebenfalls als Laufrolle ausgebildet, jedoch verändert sich bei der bekannten Rotationskolbenmaschine die Ausrichtung der Rotationsachse der Laufrolle in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens zwischen der drehachsennahen und der drehachsenfernen Endstellung. Bei der bekannten Rotationskolbenmaschine führt dies dazu, dass die Laufrolle des Steuerlauforgans durch Kräfte beaufschlagt wird, die schräg zu ihrer Rotationsachse gerichtet sind und die das Laufrollenlager der Laufrolle übermäßig belasten und im ungünstigsten Fall sogar blockieren können.These Measure represents a further improvement the known rotary piston machine. In the known rotary piston machine Although the control element is also designed as a roller, However, changes in the known rotary piston machine the orientation of the axis of rotation of the roller in dependence from the position of the piston between the rotational axis near and Rotary axis remote end position. In the known rotary piston machine leads this causes the roller of the control mechanism by forces is applied, which is directed obliquely to its axis of rotation and the roller bearing of the roller are excessive load and in the worst case even block.

Bei der zuvor genannten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine werden diese nachteiligen Effekte vermieden, indem die Rotationsachse der Laufrolle in jeder Stellung des Kolbens zwischen der drehachsennahen und der drehachsenfernen Endstellung vorzugsweise radial auf den Gehäusemittelpunkt gerichtet ist.at the aforementioned embodiment of the invention Rotary piston machine, these adverse effects are avoided by turning the axis of rotation of the roller in any position of the piston between the rotational axis near and the rotary axis remote end position preferably directed radially to the center of the housing is.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Laufrolle des Stützlauforgans in einem Lager in der Laufrolle des Steuerlauforgans angeordnet, wobei die Rotationsachse der Laufrollen des Stützlauforgan und des Steuerlauforgans senkrecht zueinander stehen.In Another preferred embodiment is the roller of the support running member arranged in a bearing in the roller of the control organ, wherein the axis of rotation of the rollers of the support running member and the control member are perpendicular to each other.

Der Vorteil dieser Maßnahme besteht in einer besonders platzsparenden Anordnung des Stützlauforgans und des Steuerlauforgans an dem Kolben. Das Lager der Laufrolle des Steuerlauforgans ist dabei entsprechend als Hohlkörper ausgebildet, der die Laufrolle des Stützlauforgans aufnimmt, wobei nur ein äußerer Umfang der Laufrolle des Stützlauforgans vorsteht, der als Lauffläche zum Abwälzen entlang der Innenseite des Kolbenkäfigs dient.Of the Advantage of this measure consists in a particularly space-saving Arrangement of the support running member and the control member on the piston. The bearing of the roller of the Steuerlauforgans is here designed accordingly as a hollow body, which is the roller receives the support running member, wherein only one outer Scope of the roller of the support running member protruding, the as a running surface for rolling along the inside the piston cage is used.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die hin- und hergehenden Bewegungen des Kolbens Schwenkbewegungen um eine zur Drehachse senkrechte Schwenkachse, und eine Berührlinie der Lauffläche des Steuerlauforgans mit der Steuerkurve ist in jeder Stellung des Kolbens auf den Schnittpunkt der Schwenkachse mit der Drehachse ausgerichtet.In Another preferred embodiment is the reciprocating Movements of the piston pivoting movements about a vertical axis of rotation Pivot axis, and a contact line of the tread the Steuerlauforgans with the control cam is in any position of the Piston on the intersection of the pivot axis with the axis of rotation aligned.

Bei dieser Ausgestaltung ist im Falle der Ausgestaltung des Kolbens als Schwenkkolben vorteilhafterweise gewährleistet, dass die Lauffläche des Steuerlauforgans in jeder Stellung des Kolbens in Normalenrichtung zur Steuerkurve steht und hierdurch ein Schräglauf des Stützlauforgans entlang der Steuerkurve vermieden wird. Es entsteht somit eine vollkommene Parallelität der Laufrichtung des Steuerlauforgans zur Steuerkurve.at this embodiment is in the case of the design of the piston as a swing piston advantageously ensures that the running surface of the Steuerlauforgans in each position of the Piston is in the normal direction to the control cam and thereby a skew of the Stützlauforgans along the cam is avoided. It thus creates a perfect parallelism the direction of the Steuerlauforgans to the control curve.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Kolbenkäfig für das Stützlauforgan des Kolbens einen in Umlaufrichtung um die Drehachse gesehen schmalen und in Richtung der Drehachse gesehen länglichen Fortsatz auf, der sich in Richtung zur drehachsenfernen Endstellung des Stützlauforgans des Kolbens erstreckt.In a further preferred embodiment, the piston cage for the support running member of the piston in a circumferential direction Narrow as seen around the axis of rotation and in the direction of the axis of rotation seen elongated appendage that points towards the Rotary axis remote end position of the support running member of the piston extends.

Hierbei ist nicht nur von Vorteil, dass das Stützlauforgan über seinen Laufweg von der drehachsennahen Endstellung bis in die drehachsenfernen Endstellung stets nur mit der Innenseite des Kolbenkäfigs in Berührung steht, nicht jedoch mit dem Kurvenglied, an dem die Steuerkurve ausgebildet ist, sondern durch die schmale und damit begrenzte Ausbildung des Fortsatzes wird auch die Masse des Kolbenkäfigs nicht nennenswert erhöht.in this connection is not only advantageous that the support running organ over its path from the rotational axis near end position to the rotary axesfernen End position always only with the inside of the piston cage in contact, but not with the curve member, on the control cam is formed, but through the narrow and Thus, limited formation of the appendage will also increase the mass of the Piston cage not significantly increased.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind auf der Innenseite des Kolbenkäfigs, entlang der das Stützlauforgan läuft, seitliche Führungen für das Stützlauforgan ausgebildet.In Another preferred embodiment is on the inside of the piston cage, along which the support running organ running, lateral guides for the support running organ educated.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Kolben noch besser gegen ein Verkippen senkrecht zur Laufbahn des Stützlauforgans, oder mit anderen Worten in Umlaufrichtung des Kolbens um die Drehachse geschützt ist.These Measure has the advantage that the piston even better against a tilting perpendicular to the raceway of the support walking organ, or in other words in the direction of rotation of the piston about the axis of rotation is protected.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnung.Further Advantages and features will become apparent from the following description the attached drawing.

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

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:One Embodiment of the invention is in the drawing and will be closer with reference to this described. Show it:

1 eine Rotationskolbenmaschine im perspektivischen Längsschnitt entlang einer die Drehachse enthaltenden Ebene; 1 a rotary piston machine in perspective longitudinal section along a plane containing the axis of rotation;

2 einen gegenüber 1 vergrößerten Teil der Rotationskolbenmaschine in 1, der sich auf die Kolben, den Kolbenkäfig und das Kurvenglied bezieht, in einem Längsschnitt wie in 1; 2 one opposite 1 enlarged part of the rotary piston machine in 1 , which relates to the pistons, the piston cage and the cam member, in a longitudinal section as in 1 ;

3 eine mit 2 vergleichbare Darstellung, wobei jedoch die Kolben nicht im Schnitt dargestellt sind; 3 one with 2 comparable representation, but the pistons are not shown in section;

4 eine mit 2 vergleichbare Darstellung der Anordnung aus Kolbenkäfig, Kolben und Kurvenglied, wobei jedoch die Kolben in einer gegenüber 2 und 3 anderen Endstellung gezeigt sind; 4 one with 2 Comparable representation of the arrangement of piston cage, piston and cam member, but with the piston in a opposite 2 and 3 other end position are shown;

5a) und b) einen einzelnen Kolben der Rotationskolbenmaschine in 1, wobei 5a) den Kolben in einer perspektivischen Darstellung und 5b) den Kolben im Längsmittelschnitt zeigt; 5a ) and b) a single piston of the rotary piston machine in 1 , in which 5a ) the piston in a perspective view and 5b ) shows the piston in the longitudinal middle section;

6 eine perspektivische Darstellung der Anordnung der Kolben zusammen mit dem Kurvenglied, das die Steuerkurve aufweist, wobei das Kurvenglied im Längsmittelschnitt gezeigt ist; 6 a perspective view of the arrangement of the piston together with the cam member having the control cam, wherein the cam member is shown in the longitudinal center section;

7 eine perspektivische Darstellung des Kurvenglieds in Alleinstellung im Längsmittelschnitt; 7 a perspective view of the cam member alone in the longitudinal center section;

8 eine perspektivische Darstellung des Kolbenkäfigs in Alleinstellung; 8th a perspective view of the piston cage in isolation;

9 den Kolbenkäfig in 8 im Längsmittelschnitt; und 9 the piston cage in 8th in the longitudinal middle section; and

10a) und b) zwei Schnittansichten eines Ausschnitts des Kolbenkäfigs im Bereich eines Fortsatzes des Kolbenkäfigs zur Führung eines Stützlauforgans eines der Kolben, wobei 10a) den Ausschnitt ohne Kolben und 10b) den Ausschnitt mit Kolben zeigt. 10a ) and b) two sectional views of a section of the piston cage in the region of an extension of the piston cage for guiding a support running member of the piston, wherein 10a ) cutting without piston and 10b ) shows the cutout with a piston.

In 1 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Rotationskolbenmaschine dargestellt. Weitere Einzelheiten der Rotationskolbenmaschine 10 sind in 2 bis 10 gezeigt.In 1 is one with the general reference numeral 10 provided rotary piston machine shown. Further details of the rotary piston machine 10 are in 2 to 10 shown.

Die Rotationskolbenmaschine 10 ist allgemein als Brennkraftmaschine ausgelegt, kann jedoch bei entsprechenden Modifikationen auch als Pumpe oder als Kompressor verwendet werden.The rotary piston machine 10 is generally designed as an internal combustion engine, but can also be used with appropriate modifications as a pump or as a compressor.

Die Rotationskolbenmaschine 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das einen Mittelabschnitt 14 von kugelförmiger Gestalt und Stirndeckel 16 und 18 aufweist. Das Gehäuse 12 weist einen Innenraum 20 auf, der kugelsymmetrisch ausgebildet ist.The rotary piston machine 10 has a housing 12 on, that's a middle section 14 of spherical shape and end cap 16 and 18 having. The housing 12 has an interior 20 on, which is formed spherically symmetric.

Gemäß 1 bis 3 sind in dem Gehäuse 12 insgesamt vier Kolben 22, 24, 26 und 28 angeordnet, wobei der Kolben 28 in der Darstellung von 1 und 2 vor der Zeichenebene liegt und daher nur in der perspektivischen Darstellung in 3 zu sehen ist.According to 1 to 3 are in the case 12 a total of four pistons 22 . 24 . 26 and 28 arranged, the piston 28 in the presentation of 1 and 2 lies in front of the drawing plane and therefore only in the perspective view in 3 you can see.

Im Betrieb der Rotationskolbenmaschine 10 laufen die Kolben 22, 24, 26 und 28 in dem Gehäuse 12 gemeinsam um eine gehäusefeste Drehachse 30 um. Die Drehachse 30 ist hier als geometrische Achse zu verstehen. Die Umlaufrichtung der Kolben 22, 24, 26 und 28 um die Drehachse 30 ist in 1 mit einem Pfeil 32 veranschaulicht. Die Drehachse 30 geht durch den Kugelmittelpunkt des Innenraums 20 des Gehäuses 12 hindurch.In operation of the rotary piston machine 10 the pistons are running 22 . 24 . 26 and 28 in the case 12 together around a housing-fixed axis of rotation 30 around. The rotation axis 30 is to be understood here as a geometric axis. The direction of rotation of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 around the axis of rotation 30 is in 1 with an arrow 32 illustrated. The rotation axis 30 goes through the center of the sphere of the interior 20 of the housing 12 therethrough.

Die Drehachse 30 ist gehäusefest, worunter hier zu verstehen ist, dass sich die Lage der Drehachse 30 während des Umlaufens der Kolben 22, 24, 26 und 28 nicht verändert.The rotation axis 30 is fixed to the housing, by which it is to be understood that the position of the axis of rotation 30 while revolving the pistons 22 . 24 . 26 and 28 not changed.

Von den Kolben 22, 24, 26 und 28 bilden die Kolben 22 und 24 ein erstes Kolbenpaar und die Kolben 26 und 28 ein zweites Kolbenpaar. Das aus den Kolben 26 und 28 gebildete Kolbenpaar ist bezüglich der Drehachse 30 gegenüber dem aus den Kolben 22 und 24 gebildeten Kolbenpaar um 90° um die Drehachse 30 versetzt angeordnet, wie insbesondere auch aus 6 hervorgeht, in der die Anordnung der vier Kolben perspektivisch dargestellt ist.From the pistons 22 . 24 . 26 and 28 form the pistons 22 and 24 a first pair of pistons and the pistons 26 and 28 a second pair of pistons. That from the pistons 26 and 28 formed piston pair is with respect to the axis of rotation 30 opposite to the piston 22 and 24 formed piston pair by 90 ° about the axis of rotation 30 offset arranged, as in particular also from 6 shows, in which the arrangement of the four pistons is shown in perspective.

Jedes Kolbenpaar definiert eine Arbeitskammer, und zwar die Kolben 22 und 24 eine Arbeitskammer 34 und die Kolben 26 und 28 eine Arbeitskammer 36 (siehe 2). Unabhängig von der Umlaufstellung der Kolben 22, 24, 26 und 28 um die Drehachse 30 geht die als geometrische Achse zu verstehende Drehachse 30 stets durch die Arbeitskammern 34 und 36 hindurch.Each pair of pistons defines a working chamber, the pistons 22 and 24 a working chamber 34 and the pistons 26 and 28 a working chamber 36 (please refer 2 ). Regardless of the orbital position of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 around the axis of rotation 30 goes the axis of rotation to be understood as a geometric axis 30 always through the working chambers 34 and 36 therethrough.

Die Arbeitskammer 34 wird durch der Drehachse 30 zugewandte Endflächen 38 und 40 der Kolben 22 und 24 begrenzt. Die Arbeitskammer 36 wird entsprechend durch der Drehachse 30 zugewandte Endflächen 42 (Kolben 26) und 44 (Kolben 28) begrenzt (siehe 4).The working chamber 34 is through the axis of rotation 30 facing end surfaces 38 and 40 The piston 22 and 24 limited. The working chamber 36 is determined by the axis of rotation 30 facing end surfaces 42 (Piston 26 ) and 44 (Piston 28 ) (see 4 ).

In den Arbeitskammern 34 und 36 finden die einzelnen Arbeitstakte des Einlassens eines Brennstoff-Luft-Gemisches, Verdichten dieses Gemisches, Zünden des Gemisches, Expandieren des gezündeten Gemisches und Ausstoßen des verbrannten Gemisches statt. Zu diesem Zweck vergrößern und verkleinern sich die Arbeitskammern 34 und 36 periodisch, und zwar in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vergrößern und verkleinern sich die Arbeitskammern 34 und 36 gleichsinnig zueinander. Dennoch sind die zuvor genannten einzelnen Arbeitstakte in den beiden Arbeitskammern 34 und 36 um zwei Takte phasenverschoben, d. h. während beispielsweise in der Arbeitskammer 34 der Arbeitstakt des Verdichtens des Brennstoff-Luft-Gemisches stattfindet, findet in der Arbeitskammer 36 der Arbeitstakt des Ausstoßens von verbranntem Brennstoff-Luft-Gemisch statt, usw.In the working chambers 34 and 36 For example, the individual cycles of introducing a fuel-air mixture, compressing this mixture, igniting the mixture, expanding the ignited mixture and expelling the combusted mixture take place. For this purpose, enlarge and reduce the working chambers 34 and 36 periodically, in the embodiment shown, the working chambers increase and decrease 34 and 36 in the same direction. Nevertheless, the aforementioned individual work cycles in the two working chambers 34 and 36 phase-shifted by two clocks, ie while, for example, in the working chamber 34 the power stroke of the compression of the fuel-air mixture takes place in the working chamber 36 the power stroke of discharging burned fuel-air mixture instead, etc.

Um die Arbeitskammern 34 und 36 während des Umlaufens der Kolben 22, 24 und 28 periodisch zu vergrößern und zu verkleinern, führen die Kolben 22, 24, 26 und 28 während ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse 30 hin- und hergehende Bewegungen zwischen einer drehachsennahen Endstellung, die in 1 bis 3 beispielsweise dargestellt ist, und einer drehachsenfernen Endstellung aus, wie beispielsweise in 4 dargestellt ist. Die drehachsennahe Endstellung der Kolben 22, 24, 26 und 28 gemäß 1 bis 3 wird auch als oberer Totpunkt (OT) und die drehachsenferne Endstellung der Kolben 22, 24, 26 und 28 gemäß 4 wird auch als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.To the working chambers 34 and 36 while revolving the pistons 22 . 24 and 28 periodically increase and decrease, the pistons lead 22 . 24 . 26 and 28 during its orbital motion around the axis of rotation 30 reciprocating movements between a rotational axis near end position, the in 1 to 3 is shown for example, and a rotary axis remote end position, such as in 4 is shown. The rotational axis near end position of the piston 22 . 24 . 26 and 28 according to 1 to 3 is also called top dead center (TDC) and the rotary axis remote end position of the piston 22 . 24 . 26 and 28 according to 4 is also called bottom dead center (UT).

Die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben 22, 24, 26 und 28 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Schwenkbewegungen. Die Kolben 22, 24 führen beim Umlaufen um die Drehachse 30 Schwenkbewegungen um eine Schwenkachse 46 aus, die die Drehachse etwa im Kugelmittelpunkt des Innenraums 20 des Gehäuses 12 senkrecht schneidet. Die Kolben 26 und 28 führen entsprechende Schwenkbewegungen um eine Schwenkachse 48 (siehe 2) aus, die die Drehachse 30 etwa im Kugelmittelpunkt des Innenraums 20 des Gehäuses 12 senkrecht schneidet und außerdem zur Schwenkachse 46 senkrecht verläuft.The reciprocating movements of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 are in the present embodiment pivotal movements. The pistons 22 . 24 lead when revolving around the axis of rotation 30 Pivoting movements about a pivot axis 46 out, which is the axis of rotation approximately in the sphere center of the interior 20 of the housing 12 vertical cuts. The pistons 26 and 28 lead corresponding pivoting movements about a pivot axis 48 (please refer 2 ), which is the axis of rotation 30 approximately in the center of the sphere of the interior 20 of the housing 12 perpendicular cuts and also to the pivot axis 46 runs vertically.

Bevor der Steuermechanismus beschrieben wird, mit dem die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben 22, 24, 26 und 28 aus ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse 30 abgeleitet wird, wird zunächst mit Bezug auf 2 bis 4 sowie 8 und 9 ein Kolbenkäfig 50 (8) näher beschrieben, in dem die Kolben 22, 24, 26 und 28 aufgenommen sind. Der Kolbenkäfig 50 ist ein Rotor, der zusammen mit den Kolben 22, 24, 26 und 28 um die Drehachse 30 umläuft. Die Kolben 22, 24, 26 und 28 sind mit dem Kolbenkäfig 50 entsprechend in Bezug auf die Drehachse 30 drehfest verbunden, können jedoch relativ zu diesem ihre Schwenkbewegungen ausführen.Before describing the control mechanism with which the reciprocating movements of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 from their orbital motion about the axis of rotation 30 is derived initially with reference to 2 to 4 such as 8th and 9 a piston cage 50 ( 8th ), in which the pistons 22 . 24 . 26 and 28 are included. The piston cage 50 is a rotor that works together with the pistons 22 . 24 . 26 and 28 around the axis of rotation 30 circulates. The pistons 22 . 24 . 26 and 28 are with the piston cage 50 accordingly with respect to the axis of rotation 30 rotatably connected, but can relative to this their pivotal movements To run.

Gemäß 8 und 9 ist der Kolbenkäfig 50 in Richtung der Drehachse 30 aus zwei Hälften 52 und 54 zusammengefügt, die entlang einer Fügelinie 56 lösbar miteinander verbunden sind, beispielsweise sind die Hälften 52 und 54 des Kolbenkäfigs 50 mittels Schrauben miteinander fest verbunden. Gemäß 4 weist die Hälfte 52 des Kolbenkäfigs 50 eine zylindrische oder leicht bogenförmig gekrümmte Bohrung 58 zur Aufnahme der Kolben 22 und 24 auf. In der Bohrung 58 führen die Kolben 22 und 24 zueinander gegensinnige hin- und hergehende Bewegungen aus, wobei die im Querschnitt im Wesentlichen runden Kolben 22 und 24 in der Bohrung 58 gleitend geführt sind. Die Wand der Bohrung 58 zwischen den Endflächen 38 und 40 der Kolben 22 und 24 bildet entsprechend die umfängliche Begrenzung der Arbeitskammer 34. Da die Kolben 22 und 24 in der Bohrung 58 Schwenkbewegungen ausführen, sind die Kolben 22 und 24 nicht zylindrisch ausgebildet, sondern rohrbogenförmig.According to 8th and 9 is the piston cage 50 in the direction of the axis of rotation 30 from two halves 52 and 54 put together along a joint line 56 are releasably connected to each other, for example, the halves 52 and 54 of the piston cage 50 firmly connected with each other by means of screws. According to 4 has half 52 of the piston cage 50 a cylindrical or slightly curved arcuate bore 58 for receiving the pistons 22 and 24 on. In the hole 58 lead the pistons 22 and 24 mutually opposing reciprocating movements, wherein the cross-sectionally substantially round piston 22 and 24 in the hole 58 are guided in a smooth manner. The wall of the hole 58 between the end surfaces 38 and 40 The piston 22 and 24 forms accordingly the circumferential boundary of the working chamber 34 , Because the pistons 22 and 24 in the hole 58 Swinging movements are the pistons 22 and 24 not cylindrical, but tubular arc-shaped.

Gemäß 2 ist in der zweiten Hälfte 54 des Kolbenkäfigs 50 eine zylindrische Bohrung 60 ausgebildet, in der die Kolben 26 und 28 aufgenommen sind. Die zylindrischen Bohrungen 58 und 60 des Kolbenkäfigs 50 sind entsprechend der Anordnung der Kolben 22, 24, 26 und 28 wie oben beschrieben in Bezug auf die Drehachse 30 um 90° zueinander versetzt. Auch die Kolben 26 und 28 sind wie die Kolben 22 und 24 rohrbogenförmig mit rundem Querschnitt ausgebildet. Andere Querschnitte (beispielsweise oval) sind aber ebenfalls denkbar.According to 2 is in the second half 54 of the piston cage 50 a cylindrical bore 60 formed, in which the pistons 26 and 28 are included. The cylindrical holes 58 and 60 of the piston cage 50 are according to the arrangement of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 as described above with respect to the axis of rotation 30 offset by 90 ° to each other. Also the pistons 26 and 28 are like the pistons 22 and 24 tubular arc-shaped with a round cross-section. Other cross sections (for example, oval) are also conceivable.

Gemäß 1 ist der Kolbenkäfig 50 in dem Gehäuse 12 um die Drehachse 30 drehbar gelagert.According to 1 is the piston cage 50 in the case 12 around the axis of rotation 30 rotatably mounted.

Nachfolgend wird nun der Steuermechanismus beschrieben, mit dem die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben 22, 24, 26 und 28 aus ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse 30 abgeleitet werden.Hereinafter, the control mechanism will be described with which the reciprocating movements of the piston 22 . 24 . 26 and 28 from their orbital motion about the axis of rotation 30 be derived.

Dazu ist in dem Gehäuse 12 gemäß 1 ein Kurvenglied 62 gehäusefest angeordnet. Gehäusefest bedeutet hier, dass das Kurvenglied 62 selbst nicht an der Rotation um die Drehachse 30 teilnimmt, wobei jedoch der Begriff „gehäusefest” auch den Fall einschließt, dass das Kurvenglied 62 lageverstellbar sein kann, beispielsweise, um den Hub der Kolben 22, 24, 26 und 28 zwischen der drehachsennahen Endstellung und der drehachsenfernen Endstellung zu verstellen.This is in the case 12 according to 1 a curve member 62 fixed to the housing. Case solid means here that the curve member 62 even not at the rotation about the rotation axis 30 However, the term "housing fixed" also includes the case that the cam member 62 can be adjustable in position, for example, to the stroke of the piston 22 . 24 . 26 and 28 to be adjusted between the end position close to the rotary axis and the end position remote from the axis of rotation.

In 7 ist das Kurvenglied 62 in einer perspektivischen Darstellung im Längsmittelschnitt in einer Ebene senkrecht zur Drehachse 30 dargestellt. Das Kurvenglied 62 weist einen um die Drehachse 30 vollumfänglich ausgebildeten Einbauring 64 auf, über den das Kurvenglied 62 in das Gehäuse 12 eingebaut ist. Das Kurvenglied 62 weist – vorzugsweise einstückig an den Einbauring 64 angeformt – eine Steuerkurve 66, die den Kolben 22 und 24 zugeordnet ist, und eine Steuerkurve 68 auf, die den Kolben 26 und 28 zugeordnet ist (siehe auch 2 und 4).In 7 is the curve member 62 in a perspective view in the longitudinal center section in a plane perpendicular to the axis of rotation 30 shown. The curve member 62 has one around the axis of rotation 30 Fully trained mounting ring 64 on, over which the curve member 62 in the case 12 is installed. The curve member 62 has - preferably in one piece to the mounting ring 64 molded - a control curve 66 that the piston 22 and 24 is assigned, and a control curve 68 on that the piston 26 and 28 is assigned (see also 2 and 4 ).

Die Steuerkurven 66 und 68 erstrecken sich ebenfalls vollumfänglich um die Drehachse 30 und besitzen eine wellige Kontur mit Bergen und Tälern in Bezug auf die Drehachse 30, um die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben 22, 24 bzw. 26 und 28 aus ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse 30 abzuleiten.The cams 66 and 68 also extend completely around the axis of rotation 30 and have a wavy contour with mountains and valleys in relation to the axis of rotation 30 to the reciprocating movements of the pistons 22 . 24 respectively. 26 and 28 from their orbital motion about the axis of rotation 30 derive.

Die Steuerkurven 66 und 68 sind dabei symmetrisch zum Kugelmittelpunkt des Innenraums 20 des Gehäuses 12 angeordnet und stehen somit im Wesentlichen orthogonal auf der Drehachse 30.The cams 66 and 68 are symmetrical to the center of the sphere of the interior 20 of the housing 12 arranged and thus are substantially orthogonal to the axis of rotation 30 ,

Jeder der Kolben 22, 24, 26 und 28 weist ein Steuerlauforgan auf, das beim Umlaufen des jeweiligen Kolbens 22, 24, 26 und 28 um die Drehachse 30 entlang der Steuerkurve 66 bzw. 68 läuft.Each of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 has a control member that, when circulating the respective piston 22 . 24 . 26 and 28 around the axis of rotation 30 along the control curve 66 respectively. 68 running.

Wie beispielsweise in 2 zu sehen ist, weist der Kolben 22 ein Steuerlauforgan 70 und der Kolben 24 ein Steuerlauforgan 72 auf.Such as in 2 can be seen, the piston points 22 a control organ 70 and the piston 24 a control organ 72 on.

Die Ausgestaltung der Steuerlauforgane 70, 72, 74 ist untereinander identisch, so dass nachfolgend nur die Ausgestaltung des Steuerlauforgans 70 des Kolbens 22 näher beschrieben wird.The embodiment of the control organs 70 . 72 . 74 is identical to each other, so that below only the design of the Steuerlauforgans 70 of the piston 22 will be described in more detail.

In 5a) und b) ist der Kolben 22 in Alleinstellung dargestellt, wobei zusätzlich auf 2 Bezug genommen wird.In 5a ) and b) is the piston 22 shown in isolation, in addition to 2 Reference is made.

Das Steuerlauforgan 70 ist als Laufrolle 78 ausgebildet, die um eine Rotationsachse 80 drehbar gelagert ist. Dabei ist die Laufrolle 78 an einer Lagerhülse 82, die bezüglich der Rotationsachse 80 drehfest ist, gelagert und so mit dem Kolben 22 verbunden. Das Steuerlauforgan 70 befindet sich an dem Kolben 22 auf einer Rückseite, die der Endfläche 38, die im eingebauten Zustand des Kolbens 22 der Arbeitskammer 34 zugewandt ist, abgewandt ist. Die Laufrolle 78 weist eine Lauffläche 84 auf, die gemäß 2 entlang der Steuerkurve 66 des Kurvenglieds 62 läuft. Beim Entlanglaufen der Lauffläche 84 dreht sich die Laufrolle 78 um die Rotationsachse 80. Wie aus 2 hervorgeht, ist die Rotationsachse 80 in Bezug auf den Kugelmittelpunkt des Innenraums 20 des Gehäuses 12 radial ausgerichtet, und ist insbesondere auf die Schwenkachse 46, um die der Kolben 22 verschwenkt, ausgerichtet bzw. schneidet diese. Die Rotationsachse 80 schneidet die Drehachse 30 unabhängig von der Stellung des Kolbens 22 bezüglich der Schwenkachse 46 stets am selben Punkt der Drehachse 30.The control organ 70 is as a roller 78 formed around an axis of rotation 80 is rotatably mounted. Here is the roller 78 on a bearing sleeve 82 related to the axis of rotation 80 rotatably, stored and so with the piston 22 connected. The control organ 70 is located on the piston 22 on a back, the end face 38 in the installed state of the piston 22 the working chamber 34 facing away, facing away. The roller 78 has a tread 84 on, according to 2 along the control curve 66 of the cam member 62 running. When walking along the tread 84 the roller rotates 78 around the axis of rotation 80 , How out 2 shows, is the axis of rotation 80 with respect to the sphere center of the interior 20 of the housing 12 radially aligned, and is in particular on the pivot axis 46 to the piston 22 pivots, aligns or cuts them. The rotation axis 80 cuts the axis of rotation 30 regardless of the position of the piston 22 with respect to the pivot axis 46 always the same Point of the rotation axis 30 ,

Die Lauffläche 84 ist konisch und dabei so ausgerichtet, dass eine Berührlinie 86 (2) der Lauffläche 84 der Laufrolle 78 mit der Steuerkurve 66 in jeder Stellung des Kolbens 22 auf den Schnittpunkt der Schwenkachse 46 mit der Drehachse 30 ausgerichtet ist, d. h. auf den Kugelmittelpunkt des Innenraums 20 des Gehäuses 12. Hierdurch wird gewährleistet, dass es zwischen der Laufrolle 78 und der Steuerkurve 66 nicht zu einem Schräglauf kommt, so dass auch keine Schrägkräfte auf die Laufrolle 78 wirken.The tread 84 is conical and aligned so that a touch line 86 ( 2 ) of the tread 84 the roller 78 with the control curve 66 in every position of the piston 22 at the intersection of the pivot axis 46 with the rotation axis 30 is aligned, ie on the ball center of the interior 20 of the housing 12 , This will ensure that it is between the caster 78 and the control curve 66 does not come to a skew, so that also no oblique forces on the roller 78 Act.

Die Kolben 22, 24, 26, und 28 weisen jedoch nicht nur jeweils ein Steuerlauforgan auf, dessen Funktion es ist, die hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben 22, 24, 26 und 28 aus ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse abzuleiten, sondern zusätzlich zu dem jeweiligen Steuerlauforgan noch ein Stützlauforgan, das nachfolgend näher beschrieben wird.The pistons 22 . 24 . 26 , and 28 However, not only each have a control member whose function it is, the reciprocating movements of the piston 22 . 24 . 26 and 28 derived from its orbital motion about the axis of rotation, but in addition to the respective control member still a support running member, which will be described in more detail below.

Gemäß 2 weist der Kolben 22 ein Stützlauforgan 88 und der Kolben 24 ein Stützlauforgan 90 auf, und gemäß 4 weist der Kolben 26 ein Stützlauforgan 92 und der Kolben 28 ein Stützlauforgan 94 auf.According to 2 points the piston 22 a supportive running organ 88 and the piston 24 a supportive running organ 90 on, and according to 4 points the piston 26 a supportive running organ 92 and the piston 28 a supportive running organ 94 on.

Da die Stützlauforgane 88, 90, 92 und 94 zueinander identisch ausgebildet sind, wird nachfolgend nur das Stützlauforgan 88 des Kolbens 22 mit Bezug auf 2 und 5 näher beschrieben. Das Stützlauforgan 88 ist als Laufrolle 96 ausgebildet, deren Rotationsachse 98 gemäß 2 senkrecht zur Drehachse 30 gerichtet ist, ohne diese jedoch zu schneiden. Des Weiteren ist die Rotationsachse 98 senkrecht zur Rotationsachse 80 der Laufrolle 78 des Steuerlauforgans 70 gerichtet. Die Laufrolle 96 des Stützlauforgans 88 ist dabei in der Lagerhülse 82 der Laufrolle 78 des Steuerlauforgans 70 gelagert, beispielsweise über ein Nadellager.Since the support organs 88 . 90 . 92 and 94 are formed identical to each other, hereinafter only the support running member 88 of the piston 22 regarding 2 and 5 described in more detail. The support running organ 88 is as a roller 96 formed, whose axis of rotation 98 according to 2 perpendicular to the axis of rotation 30 without cutting them. Furthermore, the rotation axis 98 perpendicular to the axis of rotation 80 the roller 78 of the control mechanism 70 directed. The roller 96 the support running organ 88 is in the bearing sleeve 82 the roller 78 of the control mechanism 70 stored, for example via a needle bearing.

Das Stützlauforgan 88, und das Gleiche gilt für die Stützlauforgane 90, 92 und 92 der anderen Kolben 24, 26 und 28, dient zur fliehkraftseitigen Abstützung des Kolbens 22 bzw. der Kolben 24, 26 und 28, wobei diese Abstützung gegen die Innenseite des Kolbenkäfigs 50 erfolgt.The support running organ 88 , and the same applies to the support organs 90 . 92 and 92 the other piston 24 . 26 and 28 , serves for centrifugal force support of the piston 22 or the piston 24 . 26 and 28 , with this support against the inside of the piston cage 50 he follows.

Gemäß 8 und 9 ist dazu jedem der Stützlauforgane 88, 90, 92 und 94 an dem Kolbenkäfig 50 ein dachartiger Fortsatz 100 (für das Stützlauforgan 88), 102 (für das Stützlauforgan 90) und 106 (für das Stützlauforgan 94) zugeordnet. Ein entsprechender dachartiger Fortsatz 104 für das Stützlauforgan 92 ist in 4 zu sehen. Die Fortsätze 100, 102, 104 und 106 sind in Umlaufrichtung um die Drehachse 30 gesehen schmal ausgebildet und in Richtung der Drehachse 30 gesehen länglich, wobei sich die Fortsätze 100, 102, 104 und 106 in Richtung der drehachsenfernen Endstellung des jeweiligen Kolbens 22, 24, 26 und 28 erstrecken. In 4 ist dies insbesondere für die Stützlauforgane 92 des Kolbens 26 und 94 des Kolbens 28 und die entsprechenden Fortsätze 104 und 106 gezeigt. 4 zeigt die Kolben 26 und 28 in ihrer drehachsenfernen Endstellung, in der die Arbeitskammer 36 maximales Volumen besitzt.According to 8th and 9 is to each of the support running organs 88 . 90 . 92 and 94 on the piston cage 50 a roof-like extension 100 (for the supportive running organ 88 ) 102 (for the supportive running organ 90 ) and 106 (for the supportive running organ 94 ). A corresponding roof-like extension 104 for the supportive running organ 92 is in 4 to see. The extensions 100 . 102 . 104 and 106 are in the direction of rotation about the axis of rotation 30 seen narrow formed and in the direction of the axis of rotation 30 seen oblong, with the appendages 100 . 102 . 104 and 106 in the direction of the rotational axis remote end position of the respective piston 22 . 24 . 26 and 28 extend. In 4 this is especially true for the support legs 92 of the piston 26 and 94 of the piston 28 and the corresponding extensions 104 and 106 shown. 4 shows the pistons 26 and 28 in its rotational axis remote end position, in the working chamber 36 has maximum volume.

Die Stützlauforgane 88, 90, 92 und 94 wälzen sich dabei auf der Innenseite des jeweiligen Fortsatzes 100, 102, 104 und 106 ab, wobei die dadurch beschriebene Laufbahn des jeweiligen Stützlauforgans 88, 90, 92 und 94 bzw. deren hin- und hergehende Bewegungsrichtung und die Drehachse 30 in einer gemeinsamen Ebene liegen, wie beispielsweise aus 2 und aus 4 hervorgeht. In 2 liegt die momentane Bewegungsrichtung der Stützlauforgane 88 und 90 in der Zeichenebene, in 4 liegt die Bewegungsrichtung der Stützlauforgane 92 und 94 in der Zeichenebene. Da die Kolben 22, 24, 26 und 28 mit dem Kolbenkäfig 50 drehfest verbunden sind, führen die Stützlauforgane 88, 90, 92 und 94 relativ zum Kolbenkäfig 50 nur eine Abwälzbewegung an dem Kolbenkäfig 50 parallel zur Drehachse 30 aus.The support organs 88 . 90 . 92 and 94 to roll on the inside of the respective extension 100 . 102 . 104 and 106 from, with the described career of the respective support running organ 88 . 90 . 92 and 94 or their reciprocating direction of movement and the axis of rotation 30 lying in a common plane, such as off 2 and from 4 evident. In 2 is the instantaneous direction of movement of the support running organs 88 and 90 in the drawing plane, in 4 lies the direction of movement of the support legs 92 and 94 in the drawing plane. Because the pistons 22 . 24 . 26 and 28 with the piston cage 50 rotatably connected, run the support legs 88 . 90 . 92 and 94 relative to the piston cage 50 only one rolling movement on the piston cage 50 parallel to the axis of rotation 30 out.

Da die Kolben 22, 24, 26 und 28 mit dem Kolbenkäfig 50 bezüglich der Drehachse 30 drehfest verbunden sind, sind sie dadurch bereits gegen ein Verkippen in Bezug auf die Drehachse 30 gesichert. Um die Kippstabilität noch zu erhöhen, sind in den dachartigen Fortsätzen 100, 102, 104 und 106 innenseitig seitliche, kufenartige Führungen ausgebildet, an denen das jeweilige Stützlauforgan 88, 90, 92 bzw. 94 seitlich abgestützt ist. In 10a) und b) ist dies für den dachartigen Fortsatz 100 und das Stützlauforgan 88 dargestellt, dessen Lauffläche 108 sich auf der Innenseite des Fortsatzes 100 abwälzt und seitlich durch entsprechende kufenartige Vorsprünge 112 und 114 geführt ist.Because the pistons 22 . 24 . 26 and 28 with the piston cage 50 with respect to the axis of rotation 30 Thus, they are already against rotation against tilting with respect to the axis of rotation 30 secured. In order to increase the tipping stability, are in the roof-like extensions 100 . 102 . 104 and 106 on the inside lateral, runner-like guides formed on which the respective support running organ 88 . 90 . 92 respectively. 94 is supported laterally. In 10a ) and b) this is for the roof-like extension 100 and the supportive running organ 88 represented, its tread 108 on the inside of the appendage 100 rolls and laterally through corresponding skid-like projections 112 and 114 is guided.

Die Stützlauforgane 88, 90, 92 und 94 bewirken zusammen mit den entsprechenden Fortsätzen 100, 102, 104 und 106 des Kolbenkäfigs 50 eine stark verminderte Reibung der Kolben 22, 24, 26 und 28 am Kolbenkäfig 50 und vermeiden eine Gleitreibung an gehäusefesten Teilen, wie dies bei der bekannten Rotationskolbenmaschine auftreten kann. Solche Gleitreibungen am Kolbenkäfig 50 bei der bekannten Rotationskolbenmaschine werden durch die Stützlauforgane 88, 90, 92 und 94 auf eine deutlich geringere Rollreibung reduziert.The support organs 88 . 90 . 92 and 94 effect along with the corresponding extensions 100 . 102 . 104 and 106 of the piston cage 50 a greatly reduced friction of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 on the piston cage 50 and avoid sliding friction on housing-fixed parts, as may occur in the known rotary piston machine. Such sliding friction on the piston cage 50 in the known rotary piston machine are by the support running organs 88 . 90 . 92 and 94 reduced to a significantly lower rolling friction.

Mit Bezug auf 1 weist die Rotationskolbenmaschine 10 ferner in ihrer Ausgestaltung als Brennkraftmaschine für jede Arbeitskammer 34 und 36 jeweils eine Zündkerze 115 bzw. 116 auf, die jeweils stirnseitig durch die Stirndeckel 16 und 18 geführt sind. Der Arbeitskammer 34 ist weiterhin ein Gaseinlassstutzen 118 für Verbrennungsluft und ein Gasauslassstutzen 120 für das Ausstoßen von verbranntem Brennstoff-Luft-Gemisch zugeordnet. Eine entsprechende Anordnung ist auch für die Arbeitskammer 36 vorgesehen.Regarding 1 has the rotary piston machine 10 Furthermore, in its configuration as an internal combustion engine for each working chamber 34 and 36 one spark plug each 115 respectively. 116 on, each frontally through the end covers 16 and 18 ge leads are. The working chamber 34 is still a gas inlet 118 for combustion air and a gas outlet 120 assigned for the ejection of combusted fuel-air mixture. A corresponding arrangement is also for the working chamber 36 intended.

Die Umlaufbewegung der Kolben 22, 24, 26 und 28 zusammen mit dem Kolbenkäfig 50 um die Drehachse 30 wird auf eine Abtriebswelle 122 übertragen, deren Rotationsbewegung dann beispielsweise zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges genutzt werden kann.The orbital motion of the pistons 22 . 24 . 26 and 28 together with the piston cage 50 around the axis of rotation 30 is on an output shaft 122 transferred, the rotational movement can then be used for example to drive a motor vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006009197 A1 [0002]

Claims

Rotary piston machine, with a housing ( 12 ), in which at least a first piston ( 22 ) arranged around a housing-fixed axis of rotation ( 30 ) and when revolving around the axis of rotation ( 30 ) performs reciprocating movements between an end position near the rotational axis and an end position remote from the axis of rotation, in order to move one to one of the axes of rotation ( 30 ) facing end surface ( 38 ) of the piston ( 22 ) adjacent working chamber ( 34 ) periodically to reduce and enlarge, the axis of rotation ( 30 ) through the working chamber ( 34 ), wherein the piston ( 22 ) a control organ ( 70 ), which during the rotation of the piston ( 22 ) about the axis of rotation ( 30 ) along a housing-fixed control cam ( 66 ) runs to the reciprocating movements of the piston ( 22 ) derived from the orbital motion, and wherein the piston ( 22 ) in a receptacle of a piston cage ( 50 ) is arranged, with which the piston ( 22 ) with respect to the axis of rotation ( 30 ) is rotatably connected and which together with the piston ( 22 ) about the axis of rotation ( 30 ), characterized in that the piston ( 22 ) in addition to the control organ ( 70 ) with respect to the axis of rotation ( 30 ) centrifugal force side a support running member ( 88 ) whose tread ( 108 ) during the reciprocating movement of the piston ( 22 ) along an inner side of the piston cage ( 50 ), wherein the direction of movement of the support running organ ( 88 ) and the axis of rotation ( 30 ) lie in a common plane.

Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the support running member ( 88 ) as a roller ( 96 ) is formed whose axis of rotation ( 98 ) perpendicular to the axis of rotation ( 30 ) of the orbital motion of the piston ( 22 ).

Rotary piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the control device ( 70 ) as a roller ( 78 ) is formed whose axis of rotation ( 80 ) in each position of the piston ( 22 ) between the axes of rotation near and the rotary axis remote end position the axis of rotation ( 30 ) at the same point inside the housing ( 12 ) cuts.

Rotary piston machine according to claim 2 and 3, characterized in that the roller ( 96 ) of the support walking organ ( 88 ) in a bearing in the roller ( 78 ) of the control body ( 70 ), wherein the axes of rotation ( 98 . 80 ) of the rollers ( 96 . 78 ) of the support walking organ ( 88 ) and the regulatory body ( 70 ) are perpendicular to each other.

Rotary piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the reciprocating movements of the piston ( 22 ) Pivoting movements about one to the axis of rotation ( 30 ) vertical pivot axis ( 46 ), and that a touch line ( 86 ) of the tread ( 84 ) of the control body ( 70 ) with the control cam ( 66 ) in each position of the piston ( 22 ) on the intersection of the pivot axis ( 46 ) with the axis of rotation ( 30 ) is aligned.

Rotary piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the piston cage ( 50 ) for the supportive walking organ ( 88 ) of the piston ( 22 ) one in the direction of rotation about the axis of rotation ( 30 ) seen narrow and seen in the direction of the axis of rotation elongated extension ( 100 ), which extends in the direction of the rotational axis remote end position of the piston ( 22 ) and on the inside of the support running member ( 88 ) running.

Rotary piston machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the inside of the piston cage ( 50 ), along which the support running member ( 88 ) is running, lateral guides are formed for the support running organ.