DE29822542U1

DE29822542U1 - Swing piston machine

Info

Publication number: DE29822542U1
Application number: DE29822542U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2008-12-19

Description

Swing piston machine

Die Erfindung betrifft eine Schwenkkolbenmaschine, mit einem Gehäuse, in der zumindest eine Kammer ausgebildet ist, in der mehrere als zweiarmige Hebel ausgebildete Kolben, die jeweils paarweise miteinander in Wälzeingriff stehen, um jeweils eine zu einer mittigen Gehäuseachse parallele Kolbenachse verschwenkbar angeordnet und gemeinsam in einer Umlaufrichtung beweglich sind, wobei mittig in dem Gehäuse ein gehäusefestes Kurvenstück angeordnet ist und auf den dem Kurvenstück zugewandten Seiten der Kolben Laufflächen ausgebildet sind, die beim Umlaufen der Kolben entlang einer Außenkontur des Kurvenstücks unter ständiger Berührung mit derselben geführt sind.The invention relates to a swing piston machine with a housing in which at least one chamber is formed in which several pistons designed as two-armed levers, which are in rolling engagement with one another in pairs, are arranged so as to be pivotable about a piston axis parallel to a central housing axis and are jointly movable in a direction of rotation, wherein a curved piece fixed to the housing is arranged centrally in the housing and running surfaces are formed on the sides of the pistons facing the curved piece, which are guided along an outer contour of the curved piece while in constant contact with the latter as the pistons rotate.

• ··

I ··

Eine derartige Schwenkkolbenmaschine ist aus der DE 196 39 503 Cl sowie aus der darauf basierenden WO 98/13583 bekannt, deren Offenbarung hiermit ausdrücklich in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.Such an oscillating piston machine is known from DE 196 39 503 Cl and from WO 98/13583 based thereon, the disclosure of which is hereby expressly incorporated into the present application.

Schwenkkolbenmaschinen gehören zu einer Gattung von Brennkraftmaschinen, bei denen die einzelnen Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Zündens (Expandierens) und Ausstoßens des Verbrennungsgemisches durch wippenartige Schwenkbewegungen der einzelnen Kolben zwischen zwei Endstellungen vermittelt werden.Swing-piston engines belong to a type of internal combustion engine in which the individual working cycles of intake, compression, ignition (expansion) and expulsion of the combustion mixture are mediated by rocker-like swinging movements of the individual pistons between two end positions.

Bei einer ursprünglichen Generation von Schwenkkolbenmaschinen sind die Kolben an sich ortsfest in dem Gehäuse angeordnet und führen nur hin- und hergehende Schwenkbewegungen zwischen den beiden Endstellungen aus. An diesen Schwenkkolbenmaschinen hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß das Drehmoment in den Totlagen der Kolben, d.h. in den Stellungen der Kolben, in denen eine Umkehr ihrer Schwenkbewegung stattfindet, bei geringen Drehzahlen klein ist.In an original generation of oscillating piston machines, the pistons are fixed in the housing and only perform back and forth oscillating movements between the two end positions. It has been found to be disadvantageous in these oscillating piston machines that the torque in the dead positions of the pistons, i.e. in the positions of the pistons in which a reversal of their oscillating movement takes place, is small at low speeds.

Ein auch bei niedrigen Drehzahlen verbessertes Drehmomentverhalten wurde bei einer nachfolgenden Generation von Schwenkkolbenmaschinen erreicht, bei denen die Kolben nicht nur verschwenkbar in dem Gehäuse gelagert, sondern darüber hinaus in einer Umlaufrichtung um die mittige Gehäuseachse beweglich sind. Beim Laufen dieser Schwenkkolbenmaschine führen die Kolben demnach Bewegungen aus, die sich aus einer Überlagerung der wippenartigen Schwenkbewegungen und der kreisförmigen Umlaufbewegung der Kolben ergeben. Bei einer ersten Entwicklungsstufe derartiger Schwenkkolbenmaschinen mit hin- und herschwenkenden und gleichzeitig umlaufenden Kolben wurden die wippenartigenAn improved torque behavior even at low speeds was achieved in a subsequent generation of oscillating piston machines, in which the pistons are not only pivotably mounted in the housing, but are also movable in a direction of rotation around the central axis of the housing. When this oscillating piston machine is running, the pistons therefore perform movements that result from a superposition of the rocker-like pivoting movements and the circular rotational movement of the pistons. In a first development stage of such oscillating piston machines with pistons that swing back and forth and rotate at the same time, the rocker-like

Schwenkbewegungen der Kolben durch Kurvenfolgeglieder vermittelt, auf denen sich die Kolben beim Umlaufen abwälzen und dabei die Kurvenfolgeglieder selbst in Rotation versetzen. Die Rotation der Kurvenfolgeglieder dient dabei als Antrieb einer Abtriebswelle der Maschine. Abgesehen von der technisch aufwendigen Konstruktion dieser Art von Schwenkkolbenmaschinen besteht ein erster Nachteil dieser Ausgestaltung darin, daß die Lager der Kurvenfolgeglieder sehr stabil ausgebildet sein müssen, weil die gesamte Antriebskraft der Kolben über die Kurvenfolgeglieder auf die Abtriebswelle übertragen wird, und andererseits, daß die Kurvenfolgeglieder ein tropfenförmiges, spitz zulaufendes Profil aufweisen, die nicht zu einer zufriedenstellenden Laufruhe einer solchen Schwenkkolbenmaschine führen.Pivoting movements of the pistons are mediated by cam followers, on which the pistons roll as they rotate, causing the cam followers themselves to rotate. The rotation of the cam followers serves to drive an output shaft of the machine. Apart from the technically complex construction of this type of oscillating piston machine, a first disadvantage of this design is that the bearings of the cam followers must be very stable, because the entire driving force of the pistons is transferred to the output shaft via the cam followers, and on the other hand that the cam followers have a drop-shaped, tapered profile, which does not lead to a satisfactory smooth running of such an oscillating piston machine.

Demgegenüber wurde bei der aus der eingangs genannten WO 98/13583 bekannten Schwenkkolbenmaschine eine wesentliche Verbesserung der Laufeigenschaften und der Drehmomentkurve bei gleichzeitig einfacherer Konstruktion dadurch erreicht, daß mittig in dem Gehäuse ein gehäusefestes Kurvenstück angeordnet ist, wobei auf den dem Kurvenstück zugewandten Seiten der Kolben Laufflächen ausgebildet sind, die beim Umlaufen der Kolben entlang einer Außenkontur des Kurvenstückes unter ständiger Berührung mit derselben geführt sind. Das Kurvenstück, das demnach die Schwenkbewegungen der Kolben beim Umlaufen in dem Gehäuse vermittelt, ist somit selbst als gehäusefestes Teil ausgebildet .In contrast, in the oscillating piston machine known from WO 98/13583 mentioned at the beginning, a significant improvement in the running properties and the torque curve was achieved while at the same time the construction was simpler by arranging a curved piece fixed to the housing in the middle of the housing, with running surfaces being formed on the sides of the pistons facing the curved piece, which are guided along an outer contour of the curved piece while in constant contact with it as the pistons rotate. The curved piece, which therefore mediates the swivel movements of the pistons as they rotate in the housing, is thus itself designed as a part fixed to the housing.

Die Kraftübertragung von den Kolbenbewegungen auf die Abtriebswelle erfolgt dabei über einen Kolbenkäfig, der aus zwei die Kolbenanordnung seitlich einfassenden Ringkörpern gebildetThe power transmission from the piston movements to the output shaft is carried out via a piston cage, which is formed from two ring bodies that surround the piston arrangement on the sides

wird, die zusammen mit den Kolben in dem Gehäuse umlaufen und auf ihrem Außenumfang eine Verzahnung aufweisen, um eine exzentrisch oder auch mittig angeordnete Abtriebswelle anzutreiben.which rotate together with the pistons in the housing and have teeth on their outer circumference in order to drive an eccentrically or centrally arranged output shaft.

Diese Ausgestaltung einer Schwenkkolbenmaschine hat sich sowohl in Bezug auf die Drehmomentkurve als auch in Bezug auf die Laufruhe bereits als sehr günstig erwiesen, weil das gehäusefeste und gehäusemittige Kurvenstück eine exakte Steuerung der Schwenkbewegungen der Kolben beim Umlaufen bewirkt.This design of a swing-piston machine has already proven to be very advantageous both in terms of the torque curve and in terms of smooth running, because the curved section fixed to the housing and in the middle of the housing ensures precise control of the swinging movements of the pistons as they rotate.

Bei dieser aus der WO 98/13583 bekannten Schwenkkolbenmaschine, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, erstrecken sich die Kolben in axialer Richtung über die gesamte Breite des Innenraums des Gehäuses. In axialer Richtung gesehen geht die bekannte Schwenkkolbenmaschine demnach von einem Einkammersystem aus. Um verschiedene Leistungstypen dieser Schwenkkolbenmaschine zu schaffen, kann die Kammer- bzw. die Kolbenbreite entsprechend gewählt werden. Um bspw. eine Schwenkkolbenmaschine mit größerer Leistung zu schaffen, wird entsprechend die Kolbenbreite bei gleicher Querschnittsgröße der Schwenkkolbenmaschine größer gewählt. Es kann aber auch die Querschnittgröße variiert werden.In this oscillating piston machine known from WO 98/13583, from which the present invention is based, the pistons extend in the axial direction over the entire width of the interior of the housing. Viewed in the axial direction, the known oscillating piston machine is therefore based on a single-chamber system. In order to create different performance types of this oscillating piston machine, the chamber or piston width can be selected accordingly. In order to create an oscillating piston machine with greater performance, for example, the piston width is selected to be larger with the same cross-sectional size of the oscillating piston machine. However, the cross-sectional size can also be varied.

Umfangreiche Berechnungen der kinematischen Verhältnisse haben ergeben, daß bei einer Verbreiterung der Kolben in axialer Richtung zur Schaffung einer leistungsstärkeren Schwenkkolbenmaschine die umlaufenden Kolben auf das gehäusemittige und gehäusefeste Kurvenstück sehr hohe Drehmomente pro Arbeitstaktzyklus ausüben, die mitunter hohe Belastungen des Kurvenstückes bedeuten, die der Funktionssicherheit und Verschleißfestigkeit der Schwenkkolbenmaschine im Dauerbetrieb abträglich sind.Extensive calculations of the kinematic conditions have shown that when the pistons are widened in the axial direction to create a more powerful oscillating piston machine, the rotating pistons exert very high torques per work cycle on the cam section in the middle of the housing and fixed to the housing, which sometimes means high loads on the cam section, which are detrimental to the functional reliability and wear resistance of the oscillating piston machine in continuous operation.

Außerdem hat es sich herausgestellt, daß bei einer Zunahme der Kolbenbreite die Laufruhe der Schwenkkolbenmaschine abnimmt.In addition, it has been found that as the piston width increases, the smoothness of the swing piston machine decreases.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei unveränderter hoher Leistungsstärke der Schwenkkolbenmaschine die Belastung des gehäusemittigen Kurvenstückes reduziert wird.The invention is therefore based on the object of developing a swing-piston machine of the type mentioned at the outset in such a way that the load on the cam section in the middle of the housing is reduced while the swing-piston machine’s high performance remains unchanged.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Schwenkkolbenmaschine dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse zumindest eine zweite in axialer Richtung in Reihe zu der ersten Kammer angeordnete Kammer ausgebildet ist, wobei in der zumindest zweiten Kammer ein weiterer Satz Kolben vorhanden ist, die in der Umlaufrichtung bezüglich der Kolben der ersten Kammer versetzt angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved with regard to the oscillating piston machine mentioned at the outset in that at least one second chamber is formed in the housing, which is arranged in series with the first chamber in the axial direction, wherein in the at least second chamber there is a further set of pistons which are arranged offset in the direction of rotation with respect to the pistons of the first chamber.

Erfindungsgemäß sind die Kolben der Schwenkkolbenmaschine demnach nicht wie bei der bekannten Schwenkkolbenmaschine in einem Einkammersystem, sondern in einem Mehrkammersystem angeordnet, wobei zwei, drei oder mehr Kammern vorgesehen sein können. Durch die mehrkammerige Ausgestaltung können die von den Kolben auf das gehäusemittige Kurvenstück eingeleiteten Drehmomente entsprechend der Anzahl der Kammern halbiert, gedrittelt oder noch weiter geteilt werden, weil die drehmomentwirksame Fläche der Kolben in axialer Richtung halbiert, gedrittelt, usw. wird. Durch den Versatz der Kolbensätze von einer Kammer zur nächsten Kammer wird die Drehmomenteinleitung auf dem mittigen Kurvenstück gleichmäßiger verteilt. Dies bedeutet, daß von den Kolben bei einer zweikammerigen Ausgestaltung nur noch halb so große Drehmomente, jedoch doppelt so oft in das mittige KurvenstückAccording to the invention, the pistons of the oscillating piston machine are therefore not arranged in a single-chamber system as in the known oscillating piston machine, but in a multi-chamber system, whereby two, three or more chambers can be provided. Due to the multi-chamber design, the torques introduced by the pistons onto the curved section in the middle of the housing can be halved, divided into thirds or even further divided according to the number of chambers, because the torque-effective area of the pistons is halved, divided into thirds, etc. in the axial direction. By offsetting the piston sets from one chamber to the next chamber, the torque introduction on the central curved section is distributed more evenly. This means that with a two-chamber design, the pistons only introduce half as much torque into the central curved section, but twice as often.

eingeleitet werden. Die Anzahl der Kolben verdoppelt sich dadurch zwar gegenüber dem einkammerigen System, jedoch wird dies durch den Vorteil eines wesentlich ruhigeren und eleganteren Laufes der Kolben auf dem Kurvenstück mehr als ausgeglichen. Bei einer Ausgestaltung mit vier Kolben in einer Kammer sind demnach bei einem Zweikammersystem acht Kolben, bei einem Dreikammersystem zwölf Kolben vorgesehen, deren Einzelbreite jedoch gegenüber dem Einkammersystem entsprechend geringer gewählt werden kann. Selbstverständlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Breite der Kolben in dem Mehrkammersystem kleiner oder größer zu wählen, um wiederum verschiedene Leistungstypen der Schwenkkolbenmaschine zu realisieren.The number of pistons is thereby doubled compared to the single-chamber system, but this is more than compensated for by the advantage of a much quieter and more elegant running of the pistons on the curved section. In a design with four pistons in one chamber, eight pistons are provided in a two-chamber system and twelve pistons in a three-chamber system, but the individual width of these can be chosen to be smaller than in the single-chamber system. Of course, it is also possible to choose a smaller or larger width for the pistons in the multi-chamber system in order to achieve different performance types of the oscillating piston machine.

Es hat sich gezeigt, daß die Belastung des Kurvenstücks durch die mehrkammerige Ausgestaltung der Schwenkkolbenmaschine wesentlich verringert und die Laufruhe der Schwenkkolbenmaschine wesentlich erhöht wird. Während bei der bekannten Schwenkkolbenmaschine bevorzugt vier Kolben vorgesehen sind, so daß dies einem Vierzylinder-Hubkolbenmotor entspricht, würde ein Zweikammersystem gemäß einem Beispiel der Erfindung einem Achtzylinder-Hubkolbenmotor entsprechen.It has been shown that the load on the curved section is significantly reduced by the multi-chamber design of the oscillating piston machine and the smooth running of the oscillating piston machine is significantly increased. While the known oscillating piston machine preferably has four pistons, so that this corresponds to a four-cylinder reciprocating piston engine, a two-chamber system according to an example of the invention would correspond to an eight-cylinder reciprocating piston engine.

Somit wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vollkommen gelöst.Thus, the problem underlying the invention is completely solved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kurvenstück durch alle Kammern durchgehend einstückig ausgebildet.In a preferred embodiment, the curved piece is formed in one piece throughout all chambers.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Kurvenstück hinsichtlich seiner Herstellung und seiner Montage bei der mehrkammerigen Ausgestaltung der Schwenkkolbenmaschine nicht aufwendigerThis measure has the advantage that the curved piece is not more complex in terms of its manufacture and assembly in the multi-chamber design of the oscillating piston machine.

ist als bei der einkammerigen Ausgestaltung. Bei der Herstellung kann das Kurvenstück durchgehend bearbeitet werden, und für die Montage des Kurvenstücks in dem Gehäuse sind weniger Befestigungselemente erforderlich, als wenn in jeder Kammer ein separates Kurvenstück vorgesehen wäre.than with the single-chamber design. During manufacture, the curved piece can be machined continuously, and fewer fastening elements are required to mount the curved piece in the housing than if a separate curved piece were provided in each chamber.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Außenkontur des Kurvenstücks in jeder Kammer gleich gestaltet und weist die gleiche Orientierung auf.In a further preferred embodiment, the outer contour of the curved piece is designed the same in each chamber and has the same orientation.

Hierdurch wird die Herstellung des Kurvenstücks, insbesondere im Zusammenhang mit der einstückigen Ausgestaltung, noch weiter vereinfacht, da das Kurvenstück durchgehend gleich bearbeitet werden kann. Diese vorteilhafte Ausgestaltung des Kurvenstücks wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schwenkkolbenmaschine erreicht, indem nämlich der Arbeitstaktversatz der Kolben in den verschiedenen Kammern durch einen umfänglichen Versatz der Kolben von Kammer zu Kammer erreicht wird.This further simplifies the manufacture of the curved piece, particularly in connection with the one-piece design, since the curved piece can be machined the same throughout. This advantageous design of the curved piece is achieved by the design of the oscillating piston machine according to the invention, in that the working cycle offset of the pistons in the various chambers is achieved by a circumferential offset of the pistons from chamber to chamber.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Kolben jedes Satzes jeweils um sich in axialer Richtung erstreckende Achsstäbe schwenkbar gelagert, die von Kammer zu Kammer um den Winkel versetzt angeordnet sind.In a further preferred embodiment, the pistons of each set are each pivotably mounted about axially extending axle rods, which are arranged offset by the angle from chamber to chamber.

Der Versatz der Kolben von Kammer zu Kammer wird durch diese Maßnahme auf besonders konstruktiv einfache Weise erreicht, indem nämlich die Achsstäbe, die die Schwenklager der einzelnen Kolben im Kolbenkäfig bilden, von Kammer zu Kammer versetzt angeordnet sind.The offset of the pistons from chamber to chamber is achieved by this measure in a particularly simple structural manner, namely by arranging the axle rods, which form the pivot bearings of the individual pistons in the piston cage, offset from chamber to chamber.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die Kammern untereinander durch jeweils einen Ringkörper voneinander getrennt sind, an denen die Achsstäbe befestigt sind, wobei die Achsstäbe der beiden endseitigen Kammern ebenfalls an jeweils einem Ringkörper endseitig befestigt sind.It is preferred if the chambers are separated from each other by a ring body to which the axle rods are attached, whereby the axle rods of the two end chambers are also attached to a ring body at each end.

Hierbei ist von Vorteil, daß durch die Anordnung aus den Achsstäben und den Ringkörpern die Versatzstellung der Kolben zwischen den einzelnen Kammern wohl definiert ist und daß gewährleistet wird, daß die Versatzstellung unveränderlich ist. Da der Kolbenkäfig das Kraftübertragungsmittel zwischen den umlaufenden Kolben und der Abtriebswelle darstellt, wird durch die Ausgestaltung mit mehreren Ringkörpern außerdem die Schwungmasse des Kolbenkäfigs vorteilhaft erhöht.The advantage here is that the arrangement of the axle rods and the ring bodies means that the offset position of the pistons between the individual chambers is well defined and that it is guaranteed that the offset position is unchangeable. Since the piston cage represents the force transmission means between the rotating pistons and the output shaft, the design with several ring bodies also advantageously increases the flywheel mass of the piston cage.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine gemäß dieser Ausgestaltung, nach der der Arbeitstaktversatz zwischen den einzelnen Kammern nur durch die Ausgestaltung des Kolbenkäfigs erreicht wird, hat weiterhin den Vorteil, daß Ansaug- und Auspuffquerschnitte bei allen Kammern an der gleichen Umfangsstelle des Gehäuses plaziert werden können. Ebenso können Zündkerzen, die für jede Kammer vorgesehen sein können, über die Länge der Schwenkkolbenmaschine an derselben Umfangsstelle des Gehäuses plaziert werden.A further advantage of the oscillating piston machine according to the invention according to this design, according to which the working cycle offset between the individual chambers is only achieved by the design of the piston cage, has the further advantage that intake and exhaust cross sections for all chambers can be placed at the same circumferential point of the housing. Spark plugs, which can be provided for each chamber, can also be placed at the same circumferential point of the housing over the length of the oscillating piston machine.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung umfaßt jede Kammer vier Kolben, wobei dann die Kolben von Kammer zu Kammer um einen Winkel von etwa gleich 90° geteilt durch die Anzahl der Kammern versetzt sind.In a further preferred embodiment, each chamber comprises four pistons, the pistons then being offset from chamber to chamber by an angle of approximately equal to 90° divided by the number of chambers.

Bei einer Anzahl von vier Kolben pro Satz findet bei einem Umlauf der vier Kolben innerhalb einer Kammer bei einem Umlauf über 90° ein voller Arbeitszyklus, nämlich Ansaugen, Verdichten, Zünden (Expandieren), Ausstoßen, statt. Durch die zuvor genannte Wahl des Winkels bedeutet dies, daß der Zündzeitpunkt in beiden Kammern maximal voneinander beabstandet ist, wodurch eine das Kurvenstück wenig belastende, gleichmäßige Drehmomenteinleitung von den Kolben auf das Kurvenstück erreicht wird. Bei einer zweikammerigen Ausgestaltung beträgt der Winkel 45°, bei einer dreikammerigen Ausgestaltung beträgt der Winkel dann entsprechend 30°, bei einer vierkammerigen Ausgestaltung 22,5°, usw.With a number of four pistons per set, a full working cycle, namely intake, compression, ignition (expansion), and exhaust, takes place when the four pistons rotate within a chamber over 90°. The previously mentioned choice of angle means that the ignition point in both chambers is as far apart from each other as possible, which means that a uniform introduction of torque from the pistons to the curve section is achieved with little stress on the curve section. With a two-chamber design, the angle is 45°, with a three-chamber design, the angle is 30°, with a four-chamber design, 22.5°, etc.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist jede Kammer einen Lufteinlaß- und einen Auslaßkanal für Verbrennungsgase auf.In a further preferred embodiment, each chamber has an air inlet and an outlet channel for combustion gases.

Hierbei ist von Vorteil, daß die Gemischansaugung, Gemischaufbereitung und das Einspritzmanagement insgesamt geringer dimensioniert werden können, weil gegenüber einem Einkammersystem das vorhandene Volumen durch das Mehrkammersystem in kleinere Volumina aufgeteilt wird. Es können somit pro Zeiteinheit kleinere Volumina in zeitlich kürzerer Folge gefördert werden. Das gleiche gilt für die Ableitung der Auspuffgase.The advantage here is that the mixture intake, mixture preparation and the injection management can be dimensioned smaller overall because, compared to a single-chamber system, the existing volume is divided into smaller volumes by the multi-chamber system. This means that smaller volumes can be pumped per unit of time in shorter succession. The same applies to the discharge of the exhaust gases.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages are apparent from the following description and the attached drawing.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in ihrer jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oderIt is understood that the features mentioned above and those to be explained below are not only available in their respective combinations, but also in other combinations or

&iacgr;&ogr;&iacgr;&ogr;

in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.can be used alone without departing from the scope of the present invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird hiernach mit Bezug auf diese näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below with reference to the drawing. They show:

Fig. 1 einen Querschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2 durch eine erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine;Fig. 1 shows a cross section along the line I-I in Fig. 2 through an oscillating piston machine according to the invention;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Schwenkkolbenmaschine entlang der Linie II-II in Fig. 1 bzw. in Fig. 3;Fig. 2 shows a longitudinal section through the oscillating piston machine along the line II-II in Fig. 1 or in Fig. 3;

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 durch die Schwenkkolbenmaschine;Fig. 3 shows a further cross-section along the line III-III in Fig. 2 through the oscillating piston machine;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Schwenkkolbenmaschine, der die Kinematik der Schwenkkolbenmaschine veranschaulicht; undFig. 4 a cross-section through the oscillating piston machine, which illustrates the kinematics of the oscillating piston machine; and

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Kolbenkäfigs der Schwenkkolbenmaschine in Figuren 1 bis 3.Fig. 5 is a perspective view of a piston cage of the oscillating piston machine in Figures 1 to 3.

In Figuren 1 bis 3 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Schwenkkolbenmaschine dargestellt. Die Schwenkkolbenmaschine 10 wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeug als Motor verwendet.Figures 1 to 3 show a swing-piston machine provided with the general reference number 10. The swing-piston machine 10 is used, for example, in a motor vehicle as an engine.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 weist umfänglich ein Gehäuse 12 auf, das die Schwenkkolbenmaschine 10 nach außen abdichtet. DasThe oscillating piston machine 10 has a housing 12 around its circumference, which seals the oscillating piston machine 10 from the outside. The

Gehäuse 12 ist im wesentlichen zylindrisch ausgestaltet, d.h. ist im Querschnitt rund und erstreckt sich über die axiale Länge der Schwenkkolbenmaschine 10. Eine Innenwand 14 des Gehäuses 12 ist im Querschnitt axial durchgehend rund ausgebildet. Housing 12 is essentially cylindrical, i.e. it is round in cross section and extends over the axial length of the oscillating piston machine 10. An inner wall 14 of the housing 12 is axially continuously round in cross section.

Das Gehäuse 12 ist ferner, wie aus Fig. 2 hervorgeht, aus einzelnen Gehäusesegmenten zusammengebaut, nämlich aus zylindrischen Gehäusesegmenten 16 und 18 sowie aus Gehäusestirnsegmenten 20 und 22, die jeweils in geeigneter Weise miteinander dicht verbunden sind, beispielsweise verschraubt. Durch den Aufbau des Gehäuses 12 in einzelnen Segmenten wird die Montage der Schwenkkolbenmaschine 10 wesentlich vereinfacht.Furthermore, as can be seen from Fig. 2, the housing 12 is assembled from individual housing segments, namely from cylindrical housing segments 16 and 18 as well as from housing end segments 20 and 22, which are each tightly connected to one another in a suitable manner, for example by screwing. The construction of the housing 12 in individual segments significantly simplifies the assembly of the oscillating piston machine 10.

In dem Gehäuse 12 ist gemäß Fig. 1 ein erster Satz von Kolben 24a bis 24d angeordnet. Der Satz der Kolben 24a bis 24d umfaßt somit vier Kolben, wobei die Kolben 24a bis 24d identisch zueinander ausgebildet sind. Jeder der Kolben 24a bis 24d ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, d.h. jeder der Kolben 24a bis 24d weist einen ersten Hebelarm 26 und einen zweiten Hebelarm 28 bezüglich einer Schwenkachse 30 auf.According to Fig. 1, a first set of pistons 24a to 24d is arranged in the housing 12. The set of pistons 24a to 24d thus comprises four pistons, whereby the pistons 24a to 24d are designed identically to one another. Each of the pistons 24a to 24d is designed as a two-armed lever, i.e. each of the pistons 24a to 24d has a first lever arm 26 and a second lever arm 28 with respect to a pivot axis 30.

Jede der vier Schwenkachsen 30 erstreckt sich in axialer Richtung parallel zu einer mittigen Gehäuseachse 32. Jeder der Kolben 24a bis 24d ist um seine jeweilige Schwenkachse 30 zwischen zwei Endstellungen hin- und herschwenkbar, wobei in der ersten Endstellung jeweils der Hebelarm 28 mit seiner Außenseite an der Innenwand 14 des Gehäuses 12 anliegt, und in der zweiten Endstellung entsprechend der Hebelarm 26 mit seiner Außenseite an der Innenwand 14 des Gehäuses 12 anliegt.Each of the four pivot axes 30 extends in the axial direction parallel to a central housing axis 32. Each of the pistons 24a to 24d can be pivoted back and forth about its respective pivot axis 30 between two end positions, wherein in the first end position the lever arm 28 rests with its outer side on the inner wall 14 of the housing 12, and in the second end position the lever arm 26 rests with its outer side on the inner wall 14 of the housing 12.

Dazu ist jeder der Kolben 24a bis 24d um einen sich axial erstreckenden Achsstab 34 verschwenkbar gelagert, der jeweils die Schwenkachse 30 darstellt.For this purpose, each of the pistons 24a to 24d is pivotably mounted about an axially extending axle rod 34, which in each case represents the pivot axis 30.

Jeweils benachbarte der Kolben 24a bis 24d stehen jeweils über eine Verzahnung 36 miteinander in Wälzeingriff. Der durch die Verzahnung 36 gebildete Wälzeingriff ist dabei dicht, so daß zwischen der Innenwand 14 des Gehäuses 12 und den der Innenwand 14 gegenüberliegenden Außenseiten der Kolben 24a bis 24d gebildete Arbeitskammern 38 durch die Verzahnung 36 hermetisch abgedichtet sind.Adjacent pistons 24a to 24d are in rolling engagement with one another via a toothing 36. The rolling engagement formed by the toothing 36 is tight, so that working chambers 38 formed between the inner wall 14 of the housing 12 and the outer sides of the pistons 24a to 24d opposite the inner wall 14 are hermetically sealed by the toothing 36.

Die Kolben 24a bis 24d laufen ferner in dem Gehäuse 12 gemeinsam in einer Umlaufrichtung 4 0 um. Dabei laufen auch die Achsstäbe 34 entlang der Innenwand 14 des Gehäuses 12 um die mittige Gehäuseachse 32 um. Die Achsstäbe 34 sind dabei gegen die Innenwand 14 des Gehäuses 12 abgedichtet, und zwar durch Fliehkraftdichtungen, wie in der WO 98/13583 ausführlich beschrieben ist.The pistons 24a to 24d also rotate together in the housing 12 in a direction of rotation 40. The axle rods 34 also rotate along the inner wall 14 of the housing 12 around the central housing axis 32. The axle rods 34 are sealed against the inner wall 14 of the housing 12 by centrifugal seals, as described in detail in WO 98/13583.

Zwischen jeweils zwei benachbarten der Achsstäbe 34, dem entsprechenden Abschnitt der Innenwand 14 des Gehäuses 12 sowie zwei benachbarten Hebelarmen 26 und 28 wird demnach jeweils eine der Arbeitskammern 38 gebildet, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit in Umlaufrichtung 40 vier Kolben 24a bis 24d dementsprechend vier Arbeitskammern 38, die gegeneinander abgedichtet sind. Das Volumen der Arbeitskammern 38 verändert sich beim Umlaufen der Kolben 24a bis 24d entsprechend der hin- und hergehenden Schwenkbewegungen der Kolben 24a bis 24d.Between each two adjacent axle rods 34, the corresponding section of the inner wall 14 of the housing 12 and two adjacent lever arms 26 and 28, one of the working chambers 38 is formed, in the embodiment shown with four pistons 24a to 24d in the direction of rotation 40, correspondingly four working chambers 38 that are sealed against one another. The volume of the working chambers 38 changes as the pistons 24a to 24d rotate in accordance with the back and forth pivoting movements of the pistons 24a to 24d.

Mittig in dem Gehäuse 12 ist ein Kurvenstück 42 angeordnet, das sich ebenfalls axial erstreckt. Das Kurvenstück 42 ist im Unterschied zu den Kolben 24a bis 24d gehäusefest ausgebildet, in dem das Kurvenstück 42 mit den Gehäusestirnsegmenten 20 und 22 entsprechend verbunden ist. Wie bei der aus der WO 98/13583 bekannten Schwenkkolbenmaschine bedeutet gehäusefest jedoch nicht, daß das Kurvenstück 42 vollkommen drehfest ausgebildet ist, sondern das Kurvenstück 42 ist um die mittige Gehäuseachse 32 um einen Winkel von etwa +10° bis -10° aus seiner in Fig. 1 gezeigten Lage verdrehbar, um durch eine Veränderung der Orientierung des Kurvenstückes 42 den Zündzeitpunkt variieren zu können. Dazu ist gemäß Fig. 2 ein Steuerhebel 44 vorgesehen, der durch eine entsprechende drehzahlabhängige elektronische Steuerung die Lage des Kurvenstücks 42 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Schwenkkolbenmaschine 10 zur Veränderung des Zündzeitpunktes einstellt.A curved piece 42 is arranged in the middle of the housing 12 and also extends axially. In contrast to the pistons 24a to 24d, the curved piece 42 is designed to be fixed to the housing, in that the curved piece 42 is connected to the housing end segments 20 and 22. As with the oscillating piston machine known from WO 98/13583, fixed to the housing does not mean that the curved piece 42 is designed to be completely rotationally fixed, but rather the curved piece 42 can be rotated about the central housing axis 32 by an angle of approximately +10° to -10° from its position shown in Fig. 1 in order to be able to vary the ignition point by changing the orientation of the curved piece 42. For this purpose, a control lever 44 is provided according to Fig. 2, which adjusts the position of the cam piece 42 as a function of the speed of the oscillating piston machine 10 in order to change the ignition point by means of a corresponding speed-dependent electronic control.

Das Kurvenstück 42 weist eine Außenkontur 44 auf, die derjenigen der Schwenkkolbenmaschine gemäß der WO 98/13583 entspricht, so daß bezüglich Details auf die WO 98/13583 verwiesen werden kann.The curved piece 42 has an outer contour 44 which corresponds to that of the oscillating piston machine according to WO 98/13583, so that reference can be made to WO 98/13583 for details.

Auf den dem Kurvenstück 42 zugewandten Seiten der Kolben 24a bis 24d sind jeweils Laufflächen 46 ausgebildet, die beim Umlaufen der Kolben 24a bis 24d entlang der Außenkontur 44 des Kurvenstücks 42 unter ständiger Berührung mit der Außenkontur 44 geführt sind, wodurch im Zusammenwirken mit dem Wälzeingriff benachbarter der Kolben 24a bis 24d die beim Umlaufen der Kolben 24a bis 24d hin- und hergehende Schwenkbewegung resultiert.On the sides of the pistons 24a to 24d facing the curved piece 42, running surfaces 46 are formed which, when the pistons 24a to 24d rotate, are guided along the outer contour 44 of the curved piece 42 in constant contact with the outer contour 44, whereby, in cooperation with the rolling engagement of adjacent pistons 24a to 24d, the reciprocating pivoting movement when the pistons 24a to 24d rotate results.

Hinsichtlich der bisher beschriebenen Anordnung der Kolben 24a bis 24d und des inittigen, gehäusefesten Kurvenstücks 42 entspricht die Schwenkkolbenmaschine 10 der aus der WO 98/13583 bekannten Schwenkkolbenmaschine.With regard to the previously described arrangement of the pistons 24a to 24d and the central, housing-fixed cam piece 42, the oscillating piston machine 10 corresponds to the oscillating piston machine known from WO 98/13583.

Im Unterschied zu der bekannten Schwenkkolbenmaschine ist bei der Schwenkkolbenmaschine 10 der Innenraum des Gehäuses 12 in axialer Richtung nicht einkammerig, sondern mehrkammerig ausgebildet. In contrast to the known oscillating piston machine, in the oscillating piston machine 10 the interior of the housing 12 is not single-chambered in the axial direction, but multi-chambered.

In dem Gehäuse 12 sind dazu zumindest zwei, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel genau zwei in axialer Richtung in Reihe angeordnete Kammern 48 und 50 ausgebildet. In der ersten Kammer 4 8 ist dabei der der zuvor beschriebene erste Satz der Kolben 24a bis 24d angeordnet, wie aus Fig. 2 hervorgeht. In der zweiten Kammer 50 ist nun ein zweiter Satz Kolben 52a bis 52d angeordnet. Die Kolben 52a bis 52d unterscheiden sich in ihrer geometrischen Ausgestaltung nicht von den Kolben 24a bis 24d.For this purpose, at least two chambers 48 and 50, in the embodiment shown exactly two, are formed in the housing 12, arranged in series in the axial direction. The previously described first set of pistons 24a to 24d is arranged in the first chamber 48, as can be seen from Fig. 2. A second set of pistons 52a to 52d is now arranged in the second chamber 50. The pistons 52a to 52d do not differ in their geometric design from the pistons 24a to 24d.

Die Kolben 52a bis 52d des zweiten Satzes sind jedoch gegenüber den Kolben 24a bis 24d des ersten Satzes in der gemeinsamen Umlaufrichtung 4 0 um einen Winkel versetzt. Dieser Winkel, der beim gemeinsamen Umlaufen der Kolben 24a bis 24d und 52a bis 52d stets gleich bleibt, beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Sätze ä jeweils vier Kolben vorgesehen sind, 45°. Dieser Winkelversatz zwischen den Kolben 24a bis 24d und den Kolben 52a bis 52d dient dazu, einen Arbeitstaktversatz zwischen der ersten Kammer 48 und der zweiten Kammer 50 zu erreichen .However, the pistons 52a to 52d of the second set are offset by an angle in the common direction of rotation 4 0 compared to the pistons 24a to 24d of the first set. This angle, which always remains the same when the pistons 24a to 24d and 52a to 52d rotate together, is 45° in the embodiment shown, in which two sets of four pistons each are provided. This angular offset between the pistons 24a to 24d and the pistons 52a to 52d serves to achieve a working cycle offset between the first chamber 48 and the second chamber 50.

Auch die Kolben 52a bis 52d des zweiten Satzes sind jeweils um eine zur mittigen Gehäuseachse 32 parallele Schwenkachse 54 hin- und herschwenkbar. Dazu sind die Kolben 52a bis 52d ebenfalls um Achsstäbe 56 verschwenkbar gelagert, die die Schwenkachse 54 bilden. Jeweils benachbarte der Kolben 52a bis 52d stehen jeweils über eine Verzahnung 58 miteinander in Wälzeingriff und laufen gemeinsam mit den Achsstäben 56 in der gleichen Umlauf richtung 40 wie die Kolben 24a bis 24d in dem Gehäuse um. Dabei sind auf den dem Kurvenstück 42 zugewandten Seiten der Kolben 52a bis 52d wiederum Laufflächen 60 ausgebildet, die beim Umlaufen der Kolben 52a bis 52d entlang der Außenkontur 44 des Kurvenstücks 42 unter ständiger Berührung mit derselben geführt sind.The pistons 52a to 52d of the second set can also each be pivoted back and forth about a pivot axis 54 parallel to the central housing axis 32. For this purpose, the pistons 52a to 52d are also pivotably mounted about axle rods 56, which form the pivot axis 54. Adjacent pistons 52a to 52d are in rolling engagement with one another via a toothing 58 and rotate together with the axle rods 56 in the same direction of rotation 40 as the pistons 24a to 24d in the housing. In this case, running surfaces 60 are formed on the sides of the pistons 52a to 52d facing the curved piece 42, which are guided along the outer contour 44 of the curved piece 42 while constantly touching it as the pistons 52a to 52d rotate.

Das Kurvenstück 42 ist dabei durch beide Kammern 48 und 50 durchgehend einstückig ausgebildet.The curved piece 42 is formed in one piece throughout both chambers 48 and 50.

Die Außenkontur 44 des Kurvenstücks 42 ist dabei ferner in der Kammer 48 und in der Kammer 50 gleich und weist außerdem in beiden Kammern 48 und 50 die gleiche Orientierung auf. Anstatt den Arbeitstaktversatz zwischen den Kolben 24a bis 24d und den Kolben 52a bis 52d durch eine unterschiedliche Orientierung des Kurvenstücks 42 in der Kammer 4 8 und in der Kammer 50 zu bewirken, wird demnach der Arbeitstaktversatz bei durchgehend gleich konfiguriertem Kurvenstück 42 durch die Versatzstellung zwischen den Kolben 24a bis 24d und den Kolben 52a bis 52d in der Umlaufrichtung 40 bewirkt.The outer contour 44 of the curved piece 42 is also the same in the chamber 48 and in the chamber 50 and also has the same orientation in both chambers 48 and 50. Instead of causing the working cycle offset between the pistons 24a to 24d and the pistons 52a to 52d by a different orientation of the curved piece 42 in the chamber 48 and in the chamber 50, the working cycle offset is therefore caused by the offset position between the pistons 24a to 24d and the pistons 52a to 52d in the direction of rotation 40 when the curved piece 42 is configured the same throughout.

Die Kolben 24a bis 24d sind gemäß Fig. 2 zwischen einem ersten äußeren Ringkörper 60 und einem zweiten in axialer Richtung mittleren Ringkörper 62 angeordnet. Die Kolben 52a bis 52d sindThe pistons 24a to 24d are arranged according to Fig. 2 between a first outer ring body 60 and a second axially central ring body 62. The pistons 52a to 52d are

zwischen dem zweiten mittleren Ringkörper 62 und einem dritten äußeren Ringkörper 64 angeordnet. Der erste Ringkörper 60 ist mit dem zweiten Ringkörper 62 durch die Achsstäbe 34, an denen die Kolben 24a bis 24d schwenkbar gelagert sind, fest miteinander verbunden. Entsprechend ist der zweite Ringkörper 62 über die Achsstäbe 56, an denen die Kolben 52a bis 52d schwenkbar gelagert sind, mit dem dritten Ringkörper 64 verbunden.between the second middle ring body 62 and a third outer ring body 64. The first ring body 60 is firmly connected to the second ring body 62 by the axle rods 34, on which the pistons 24a to 24d are pivotably mounted. Accordingly, the second ring body 62 is connected to the third ring body 64 via the axle rods 56, on which the pistons 52a to 52d are pivotably mounted.

Die Ringkörper 60, 62, 64 bilden mit den Achsstäben 34 und 56 einen fest miteinander verbundenen Kolbenkäfig, der in Fig. 5 in Alleinstellung gezeigt ist. Die Ringkörper 60, 62 und 64 laufen somit zusammen mit den Achsstäben 34 und 56 und den Kolben 24a bis 24d und den Kolben 52a bis 52d in dem Gehäuse 12 um die mittige Gehäuseachse 32 um. Durch die drehfeste Verbindung der Ringkörper 60, 62 und 64 untereinander wird gewährleistet, daß der Winkelversatz zwischen den Kolben 24a bis 24d und den Kolben 52a bis 52d stets gleich bleibt.The ring bodies 60, 62, 64 form a piston cage that is firmly connected to one another with the axle rods 34 and 56, which is shown in Fig. 5 alone. The ring bodies 60, 62, and 64 thus rotate around the central housing axis 32 together with the axle rods 34 and 56 and the pistons 24a to 24d and the pistons 52a to 52d in the housing 12. The rotationally fixed connection of the ring bodies 60, 62, and 64 to one another ensures that the angular offset between the pistons 24a to 24d and the pistons 52a to 52d always remains the same.

Da der Arbeitstaktversatz zwischen den Kolben 24a bis 24d und den Kolben 52a bis 52d allein durch den Winkelversatz der Achsstäbe 34 und 56 zwischen den Ringkörpern 60, 62 und 64 bewirkt wird, sind Zündkerzen 66a und 66b für die zweite Kammer 50 an der gleichen Umfangsstelle angeordnet wie Zündkerzen 68a und 68b für die erste Kammer. Für beide Kammern 48 und 50 sind jeweils zwei Zündkerzen 66a, 66b bzw. 68a, 68b vorgesehen, um eine gleichmäßigere Zündung zu erreichen.Since the working stroke offset between the pistons 24a to 24d and the pistons 52a to 52d is caused solely by the angular offset of the axle rods 34 and 56 between the ring bodies 60, 62 and 64, spark plugs 66a and 66b for the second chamber 50 are arranged at the same circumferential location as spark plugs 68a and 68b for the first chamber. Two spark plugs 66a, 66b and 68a, 68b are provided for each of the two chambers 48 and 50 in order to achieve a more uniform ignition.

Entsprechend sind außerdem Lufteinlaßmittel 70, Brennstoffeinspritzmittel 72 und Auslaßmittel für Verbrennungsgase 74 für die erste Kammer 4 8 an der gleichen Umfangsposition an dem Gehäuse 12 angeordnet wie Lufteinlaßmittel 76, Brennstoff-Accordingly, air inlet means 70, fuel injection means 72 and exhaust means for combustion gases 74 for the first chamber 48 are also arranged at the same circumferential position on the housing 12 as air inlet means 76, fuel

einspritzmittel 7 8 und Auslaßmittel 80 für Verbrennungsgase für die zweite Kammer 50.injection means 7 8 and outlet means 80 for combustion gases for the second chamber 50.

Gemäß Fig. 2 ist mit dem dritten äußeren Ringkörper 64 ein Zahnkranz 82 drehfest verbunden, der eine Zahnung 84 aufweist, die mit einer Zahnung 86 eines Wechslerrades 88 kämmt, wobei die Zahnung 86 des Wechslerrades 88 wiederum mit einer Zahnung 90 eines Zahnkranzes 92 kämmt, der drehfest mit einer Abtriebswelle 94 verbunden ist. Über den dritten Ringkörper 64, den Zahnkranz 82, das Wechslerrad 88 und den Zahnkranz 92 wird die Umlaufbewegung der Kolben 24a bis 24d und der Kolben 52a bis 52d auf die Abtriebswelle 94 übertragen, wobei aufgrund der Zwischenschaltung des Wechslerrades 88 die Drehrichtung der Abtriebswelle 94 der Umlaufrichtung 40 der Kolben 24a bis 24d bz. 52a bis 52d entspricht. Die Abtriebswelle 94 ist einerseits mit einem Kupplungsteil 96 zur Transmission der Drehbewegung der Abtriebswelle 94 auf die Räder des Kraftfahrzeugs und auf der gegenüberliegenden Seite mit mehreren Scheiben 98 versehen, um beispielsweise eine nicht dargestellte Wasserpumpe, Lichtmaschine oder dergleichen anzutreiben.According to Fig. 2, a gear ring 82 is connected in a rotationally fixed manner to the third outer ring body 64, which has a toothing 84 that meshes with a toothing 86 of a changer wheel 88, wherein the toothing 86 of the changer wheel 88 in turn meshes with a toothing 90 of a gear ring 92 that is rotationally fixedly connected to an output shaft 94. The orbital movement of the pistons 24a to 24d and the pistons 52a to 52d is transmitted to the output shaft 94 via the third ring body 64, the gear ring 82, the changer wheel 88 and the gear ring 92, wherein due to the interposition of the changer wheel 88, the direction of rotation of the output shaft 94 corresponds to the direction of rotation 40 of the pistons 24a to 24d or 52a to 52d. The output shaft 94 is provided on the one hand with a coupling part 96 for transmitting the rotary movement of the output shaft 94 to the wheels of the motor vehicle and on the opposite side with several disks 98 in order to drive, for example, a water pump (not shown), alternator or the like.

Ferner weist die Schwenkkolbenmaschine 10 eine Ölpumpe 100 auf, die eine Kettenscheibe 102 aufweist, die über eine Kette 104 (vergl. Fig. 3) mit einer Kettenscheibe 106 kraftschlüssig verbunden ist, die auf der Abtriebswelle 94 drehfest angeordnet ist.Furthermore, the oscillating piston machine 10 has an oil pump 100, which has a chain disk 102, which is non-positively connected via a chain 104 (see Fig. 3) to a chain disk 106, which is arranged on the output shaft 94 in a rotationally fixed manner.

Mit Bezug auf Fig. 4 wird nun das Funktionsprinzip der Schwenkkolbenmaschine 10 beschrieben, soweit es von dem Funktionsprinzip der aus der WO 98/123583 bekannten Schwenkkolbenmaschine abweicht.With reference to Fig. 4, the functional principle of the oscillating piston machine 10 is now described insofar as it differs from the functional principle of the oscillating piston machine known from WO 98/123583.

Bei der aus der WO 98/13583 bekannten Schwenkkolbenmaschine ist nur ein einziger Satz aus vier Kolben vorgesehen. Bei einem Umlauf dieser Kolben um eine viertel Drehung, d.h. um 90°, findet bei dieser Schwenkkolbenmaschine ein voller Arbeitszyklus, bestehend aus Ansaugen, Verdichten, Zünden (Expandieren) und Ausstoßen statt. Im Vergleich zu einem Hubkolbenmotor entspricht diese bekannte Schwenkkolbenmaschine einem Vierzylindermotor.The oscillating piston engine known from WO 98/13583 has only one set of four pistons. When these pistons rotate a quarter turn, i.e. 90°, a full working cycle takes place in this oscillating piston engine, consisting of intake, compression, ignition (expansion) and exhaust. Compared to a reciprocating piston engine, this known oscillating piston engine corresponds to a four-cylinder engine.

Anstatt nun vier Kolben vorzusehen, die sich über die gesamte axiale Länge des Schwenkkolbenmotors erstrecken, mit anderen Worten ein Einkammersystem vorzusehen, sind bei der Schwenkkolbenmaschine 10 gemäß der vorhergehenden Beschreibung zumindest zwei Sätze von Kolben 24a bis 24d und 52a bis 52d vorgesehen, die bezüglich ihrer axialen Ausdehnung gegenüber der bekannten Schwenkkolbenmaschine bei gleicher Gesamtbaugröße etwa halbiert sind. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist der erste Satz Kolben 24a bis 24d gegenüber dem zweiten Satz Kolben 52a bis 52d um 45° in der Umlaufrichtung 40 versetzt. Betrachtet man jeden Satz der Kolben 24a bis 24d und 52a bis 52d für sich, so führt jeder Satz für sich bei einer Umdrehung um 90° in dem Gehäuse 12 ebenfalls einen vollen Arbeitszyklus aus. Jedoch ist der Arbeitstakt der Kolben 24a bis 24d bezüglich dem Arbeitstakt der Kolben 52a bis 52d unterschiedlich.Instead of providing four pistons that extend over the entire axial length of the oscillating piston engine, in other words providing a single-chamber system, the oscillating piston machine 10 according to the previous description has at least two sets of pistons 24a to 24d and 52a to 52d, which are approximately halved in terms of their axial extension compared to the known oscillating piston machine with the same overall size. As can be seen from Fig. 4, the first set of pistons 24a to 24d is offset by 45° in the direction of rotation 40 compared to the second set of pistons 52a to 52d. If one considers each set of pistons 24a to 24d and 52a to 52d separately, each set also carries out a full working cycle when rotating by 90° in the housing 12. However, the working stroke of the pistons 24a to 24d is different with respect to the working stroke of the pistons 52a to 52d.

Befinden sich nämlich die Kolben 24a bis 24d gerade in einer Drehstellung, indem beispielsweise die Zündung erfolgt, befinden sich die Kolben 52a bis 52d demgegenüber in einer um 45° versetzten Drehstellung, in der gerade keine Zündung erfolgt.If the pistons 24a to 24d are in a rotational position in which, for example, ignition occurs, the pistons 52a to 52d are in a rotational position offset by 45° in which no ignition occurs.

Dadurch, daß nun zwei Sätze (oder drei, vier, usw.) an Kolben vorgesehen sind, wobei jeder Satz Kolben bezüglich seinerBy providing two sets (or three, four, etc.) of pistons, each set of pistons being

axialen Ausdehnung etwa halbiert (entsprechend gedrittelt, geviertelt, usw.) ist, und dadurch, daß zwischen den einzelnen Sätzen der Kolben ein Arbeitstaktversatz besteht, werden auf das Kurvenstück 42 nur entsprechend halb so große Drehmomentmomentanwerte eingeleitet, dafür jedoch doppelt so oft. Die Momentanbelastung des Kurvenstücks 42 wird dadurch halbiert, ohne daß die Gesamtleistung der Schwenkkolbenmaschine 10 gegenüber der bekannten Schwenkkolbenmaschine reduziert wird. Die Schwenkkolbenmaschine 10 mit zwei Sätzen ä vier Kolben entspricht somit einem Hubkolbenmotor mit acht Zylindern. Die Laufruhe der Schwenkkolbenmaschine 10 ist dementsprechend gegenüber der bekannten Schwenkkolbenmaschine erhöht.axial extension is approximately halved (correspondingly thirded, quartered, etc.), and because there is a working cycle offset between the individual sets of pistons, only half as large torque values are introduced into the curve section 42, but twice as often. The instantaneous load on the curve section 42 is thereby halved without the total output of the oscillating piston machine 10 being reduced compared to the known oscillating piston machine. The oscillating piston machine 10 with two sets of four pistons corresponds to a reciprocating piston engine with eight cylinders. The smooth running of the oscillating piston machine 10 is accordingly increased compared to the known oscillating piston machine.

Claims

Protection claims

1. Oscillating piston machine, with a housing (12) in which at least one chamber (48) is formed, in which several pistons (24a - 24d) designed as two-armed levers, which are each in rolling engagement with one another in pairs, are arranged so as to be pivotable about a piston axis (30) parallel to a central housing axis (32) and are jointly movable in a direction of rotation (40), wherein a curved piece (42) fixed to the housing is arranged centrally in the housing (12) and running surfaces (46) are formed on the sides of the pistons (24a - 24d) facing the curved piece (42), which are guided along an outer contour (44) of the curved piece (42) while constantly in contact with the latter as the pistons (24a - 24d) rotate, characterized in that in the housing (12) at least one second, in the axial direction in series with the first Chamber (48) is formed, wherein in the at least second chamber (50) there is a further set of pistons (52a - 52d) which are arranged offset in the direction of rotation (40) with respect to the pistons (24a - 24d) of the first chamber (48).

2. Oscillating piston machine according to claim 1, characterized in that the curved piece (42) is formed in one piece throughout all chambers (48, 50).

3. Oscillating piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that the outer contour (44) of the curved piece (42) in each chamber (48, 50) is designed identically and has the same orientation.

4. Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pistons (24a - 24d, 52a 52d) of each chamber (48, 50) are each pivotally mounted about axially extending axle rods (34, 56) which are arranged offset from chamber (48) to chamber (50).

5. Oscillating piston machine according to claim 4, characterized in that the chambers (48, 50) are separated from one another by a ring body (62) to which the axle rods (34, 56) are fastened, the axle rods (34, 56) of the two end chambers (48, 50) being fastened at the end to a ring body (60, 64) in each case.

6. Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that each chamber (48, 50) comprises four pistons, the pistons (24a - 24d, 52a 52d) then being offset from chamber (48) to chamber (50) by an angle of approximately equal to 90° divided by the number of chambers (48, 50).

7. Oscillating piston machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that each chamber (48, 50) has an air inlet channel (70, 76) and an outlet channel (74, 80) for combustion gases.