DE4325166A1

DE4325166A1 - Cardan rotary engine

Info

Publication number: DE4325166A1
Application number: DE19934325166
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Eckhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1995-02-09

Abstract

According to the invention the cardan rotary engine essentially comprises two spherical housing shells (1a) and (2a) of identical shape, in each of which, for example, a rotating piston (3a) and (4a) and a rotary piston (5) or even just one rotating piston (3a') and (5'), connected to one another by a cardan joint rotate, each of four separate working chambers according to Fig. 1 at each revolution first assuming the largest volume and then the smallest volume and these sequences being utilisable for various machine functions; at the same time the cardan rotary engine has the following characteristic features: minimum number of components, minimum surface for maximum volume, the utilisable working volume equal to or greater than the structural volume, lowest possible weight for highest possible efficiency, suited by virtue of the design to multi-purpose use with the lowest possible manufacturing cost, multi-purpose combination also possible in only one unit, manufacturable from different materials and combinations thereof, many different possible applications in different conditions, interesting design variants and unit combinations for a large number of individual applications. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenmaschine mit einem zweiteiligen kugelförmigen Gehäuse mit zwei darinnen stumpfwinklig zueinander gelagerten halbkreisförmigen Kugelsegmenten, die mit einem zwischen ihnen liegenden Element aus sich kreuzenden Kugelsegmenten zu einem Kardangelenk verbunden sind, wobei sich alle drei Segmentkörper dichtend untereinander und gegenüber der Gehäuseinnenwand bewegen können, der kugelförmige Gehäuseinnenraum dadurch in vier voneinander getrennte Arbeitsräume aufgeteilt wird, die sich bei einem Umlauf jeder für sich einmal vergrößern und einmal verkleinern und somit Arbeitsmedien durch in beiden Kugelgehäusehälften entsprechend angeordnete Öffnungen ein- und ausgebracht werden können.The invention relates to a rotary piston machine with a two-part spherical housing with two inside, obtuse-angled semicircular spherical segments with a element between them consisting of intersecting spherical segments to form a universal joint are connected, with all three segment bodies sealingly to one another and to each other Can move the inner wall of the housing, the spherical inner space in four of them separate workspaces are divided, each enlarging once in a round and Reduce once and work media accordingly in both spherical housing halves arranged openings can be brought in and out.

Es sind diverse Arten von Drehkolbenmaschinen bekannt, die aber alle ihre konzeptspezifischen Nachteile haben. Die wesentlichen sind viele Einzelbauteile, großer Raumbedarf, großes Gewicht, auszugleichende Massenkräfte, erhöhte Lagerbeanspruchung, nachteiliger Wärmehaushalt und unbefriedigender Wirkungsgrad bei hohem, komplexen technischem Aufwand.Various types of rotary lobe machines are known, but all of them are concept-specific Have disadvantages. The essentials are many individual components, large space requirements, great weight, Mass forces to be compensated, increased bearing stress, disadvantageous heat balance and unsatisfactory efficiency with high, complex technical effort.

Von daher stellt sich die besondere Aufgabe, eine Drehkolbenmaschine zu schaffen, die weniger Einzelbauteile, ein geringeres Gewicht und ein günstigeres Leistungsgewicht hat.Therefore, the special task of creating a rotary lobe machine is less Individual components, a lower weight and a cheaper power-to-weight ratio.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, das an sich bekannte mechanische Prinzip des Kardangelenks zu ergänzen und in eine Hohlkugel hineinzuverlegen, wobei die naturgegebenen Vorteile der Kugel genutzt werden können, bei kleinster Oberfläche das größte Volumen zu besitzen.The solution according to the invention consists in the known mechanical principle of To add universal joints and lay them in a hollow ball, taking the natural advantages the ball can be used to have the largest volume with the smallest surface.

Die drei Elemente eines Kardangelenks, nämlich zwei Achsgabeln und ein Achsenkreuz, werden in der Weise ergänzt, daß die beiden offenen Achsgabeln zu geschlossenen, halbkreisförmigen Kugelsegmenten und das Achsenkreuz zu einem geschlossenen Vollkreiselement aus sich kreuzenden Kugelsegmenten umgestaltet werden, wobei alle drei Elemente denselben Außenradius haben, der etwas kleiner ist als der Innenradius des kugelförmigen Maschinengehäuses, in dem die beiden Achsen des derart modifizierten Kardangelenks drehbar gelagert sind.The three elements of a universal joint, namely two axle forks and one axle cross, are in the Way added that the two open axle forks to closed, semicircular Spherical segments and the axis cross to a closed full circle element from intersecting Ball segments are redesigned, with all three elements having the same outer radius, the something is smaller than the inner radius of the spherical machine housing, in which the two axes of the such modified universal joint are rotatably mounted.

Erfindungsgemäß werden die beiden Achsen dieses derart modifizierten Kardangelenks vorteilhafterweise in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet und so in den beiden kugelförmigen Gehäusehälften gelagert, daß die Trennebene beider Kugelschalen gleich der Winkelhalbierenden des Spreizwinkels beider Achsen ist.According to the invention, the two axes of this universal joint modified in this way advantageously arranged at an obtuse angle to each other and so in the two spherical Half of the housing mounted that the parting plane of the two spherical shells is equal to the bisector of the Spread angle of both axes is.

Von beiden Achsen wird - je nach Einsatzart - immer nur eine als Antriebs- oder Abtriebswelle verwendet. Normalerweise braucht die andere Achse nur blind gelagert zu werden, kann aber auch unter bestimmten Bedingungen als Hilfs- und Verbindungstrieb mitgenutzt werden. Depending on the type of application, only one of the two axles is used as the input or output shaft used. Usually the other axis only needs to be stored blind, but can also be under certain conditions can be used as auxiliary and connecting drives.

Wird die Antriebs- bzw. Abtriebswelle einmal gedreht, laufen ebenfalls die gekreuzt angelenkten halbkreisförmigen Kugelelemente als Drehkolben und der zwischen ihnen liegende geschlossene Achsenkreuzkörper als taumelndes Vollkreiskugelsegment einmal im Kugelgehäuse um.If the input or output shaft is rotated once, the cross-linked ones also run semicircular spherical elements as rotary pistons and the closed between them Axis cross body as a tumbling full circle ball segment once in the ball housing.

Infolge dieser kardanischen Kinematik verringern und vergrößern sich einmal je Umlauf die Winkel zwischen den beiden Drehkolbensegmenten und dem dazwischenliegenden Vollkreiskugelsegment, so daß sich die Inhalte der durch die Segmente abgeteilten vier Arbeitsräume entsprechend verkleinern und vergrößern.As a result of this gimbal kinematics, the angles decrease and increase once per revolution between the two rotary piston segments and the intermediate full circle ball segment, see above that the contents of the four work rooms divided by the segments are reduced accordingly and enlarge.

Die Inhalte der nebeneinanderliegenden Räume ändern sich dabei gegenläufig; und die Abläufe in den gegenüberliegenden Räumen sind um eine halbe Periode versetzt.The contents of the adjacent rooms change in opposite directions; and the processes in the opposite rooms are offset by half a period.

Die beschriebene Anordnung, ihre Kinematik und die Verwandtschaft mit dem an sich bekannten Kardangelenk legen es nahe, die erfindungsgemäße Lösung als Kardandrehkolbenmaschine zu bezeichnen.The arrangement described, its kinematics and the relationship with the known Cardan joints suggest that the solution according to the invention as a cardan rotary piston machine describe.

Diese Kardandrehkolbenmaschine, neben den beiden kugelförmigen Gehäusehälften im wesentlichen nur aus drei weiteren Elementen bestehend, kann in mehrfacher Weise als Pumpe, Kompressions-/ Expansionsmaschine, Abgaslader, Verbrennungsmotor oder gar als Stirling-Motor eingesetzt werden. In entsprechender Weise und - wie später noch beschrieben - sind die Ein- und Auslaßöffnung für die Arbeitsmedien und ggfs. zusätzliche Brennräume und Zündeinrichtungen in den Kugelgehäusehälften zu positionieren.This cardan rotary machine, in addition to the two spherical housing halves essentially consisting of only three further elements, can be used in several ways as a pump, compression / Expansion machine, exhaust gas charger, internal combustion engine or even as a Stirling engine. In a corresponding manner and - as described later - are the inlet and outlet for the working media and possibly additional combustion chambers and ignition devices in the Position the housing halves.

Ebenso werden noch Möglichkeiten der Steuerung der Ein- und Auslaßöffnungen und die stufenlose Regelbarkeit der Füllungs- bzw. Kompressionsgrade gesondert beschrieben.Likewise, there are still ways of controlling the inlet and outlet openings and the stepless The controllability of the filling and compression levels is described separately.

Die Erfindung wird im folgenden, beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, beschrieben.The invention is described below, for example on the basis of advantageous embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Prinzipskizzen mit verschiedenen Umlaufposition Fig. 1 sketches with different circulation position

Fig. 2 Anwendungsbeispiel für eine Einfachbauweise Fig. 2 application example for a simple construction

Fig. 3 Anwendungsbeispiel für eine andere Einfachbauweise (Alternative zu Fig. 2) Fig. 3 application example for a different simple construction (alternative to Fig. 2)

Fig. 4 Anwendungsbeispiel für eine Bauweise mit höherwertigen Beanspruchungskriterien Fig. 4 application example for a construction with higher quality stress criteria

Fig. 5 Pumpe Fig. 5 pump

Fig. 6 Kompressionsmaschine Fig. 6 compression machine

Fig. 7 Expansionsmaschine Fig. 7 expansion machine

Fig. 8 Verbrennungskraftmaschine; Zweitakt-Verfahren Fig. 8 internal combustion engine; Two-stroke process

Fig. 9 Verbrennungskraftmaschine; Viertakt-Verfahren Fig. 9 internal combustion engine; Four-stroke process

Fig. 10 Dichtungen, berührungslose, schleifende Fig. 10 seals, non-contact, grinding

Fig. 11 Kolben; Hohlbauweise Fig. 11 pistons; Hollow construction

Fig. 12 Alternativ-Lösung zur originären Kardandrehkolbenmaschine gemäß Fig. 1; 2-Elemente-Lösung FIG. 12 is an alternative solution to the original Kardandrehkolbenmaschine of FIG. 1; 2-element solution

Fig. 13 Variante zu Fig. 12 Fig. 13 variant of FIG. 12

Fig. 14 Variante zu Fig. 12 Fig. 14 variant of FIG. 12

Fig. 15 Variante zur originären Kardandrehkolbenmaschine gemäß Fig. 1 Fig. 15 variant of the original Kardandrehkolbenmaschine FIG. 1

Fig. 16 Variante zur originären Kardandrehkolbenmaschine gemäß Fig. 1; Faltenbalg-Lösung Fig. 16 variant of the original Kardandrehkolbenmaschine of FIG. 1; Bellows solution

Fig. 17 Kombinationen von zwei und mehr gleichartigen Kardandrehkolbenmaschinen Fig. 17 combinations of two and more similar cardan rotary piston machines

Fig. 18 Trennebene der Gehäuseschalen in der Ebene der Drehachsen Fig. 18 parting plane of the housing shells in the plane of the axes of rotation

Fig. 19 Trennebene der Gehäuseschalen in der Ebene der Winkelhalbierenden zwischen beiden Drehachsen (originäre Anordnung) Fig. 19 Separation plane of the housing shells in the plane of the bisector between the two axes of rotation (original arrangement)

Fig. 20 Kombination von zwei Funktionen in einer Kardandrehkolbenmaschine Fig. 20 combination of two functions in a cardan rotary machine

Fig. 21 Kombination von zwei Kardandrehkolbenmaschine in einem Gehäuse; Ergänzungen zu Fig. 17 FIG. 21 is a combination of two Kardandrehkolbenmaschine in a housing; Supplements to Fig. 17

Fig. 22 Anwendungsbeispiel Stirling-Motor; orginär Fig. 22 application example Stirling engine; original

Fig. 23 Anwendungsbeispiel Stirling-Motor; alternativ Fig. 23 application example Stirling engine; alternatively

Fig. 24 Kardandrehkolbenmaschine mit innenliegenden Führungselementen Fig. 24 cardan rotary machine with internal guide elements

Fig. 25 wie Fig. 24 und stufenlos regelbar Fig. 25 as Fig. 24 and continuously adjustable

In Fig. 1 werden der prinzipielle Aufbau der Kardandrehkolbenmaschine und die Kinematik bei einer Vierteldrehung anhand von drei Bildern dargestellt.In Fig. 1, the basic structure of the cardan rotary piston machine and the kinematics for a quarter turn are shown using three pictures.

In den beiden gegeneinander fixierten kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) sind die halbkreisförmigen Kugelsegmente (3a) und (4a) mit ihren Achsen (3b) und (4b) in den Gehäuselagern (1b) und (2b) drehbar gelagert.In the two mutually fixed spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) are the semicircular spherical segments ( 3 a) and ( 4 a) with their axes ( 3 b) and ( 4 b) in the housing bearings ( 1 b) and ( 2 b) rotatably mounted.

Die Achse (3b) ist als Antriebs-/Abtriebswelle aus dem Gehäuselager (1b) herausgeführt.The axis ( 3 b) is led out of the housing bearing ( 1 b) as an input / output shaft.

Die Achsen (3b) und (4b) werden vorteilhafterweise unter einem stumpfen Winkel angeordnet, und die Verbindungs-/Trennebene (6) zuwischen den beiden Gehäuseschalen (1a) und (2a) wird vorzugsweise auf die Winkelhalbierende dieses stumpfen Winkels gelegt, wodurch die beiden Gehäuseschalen (1a) und (2a) formidentisch werden.The axes ( 3 b) and ( 4 b) are advantageously arranged at an obtuse angle, and the connection / parting plane ( 6 ) between the two housing shells ( 1 a) and ( 2 a) is preferably placed on the bisector of this obtuse angle , whereby the two housing shells ( 1 a) and ( 2 a) are identical in shape.

Zwischen den beiden halbkreisförmigen Kugelsegmenten (3a) und (4a) ist das Vollkreis-Kugelsegment (5) angeordnet, das die beiden halbkreisförmigen Kugelsegmente über die gekreuzten Achsen (7) und (8) gelenkig miteinander verbindet.Between the two semicircular spherical segments ( 3 a) and ( 4 a), the full circular spherical segment ( 5 ) is arranged, which connects the two semicircular spherical segments with one another via the crossed axes ( 7 ) and ( 8 ).

Alle Kugelsegmente haben den gleichen Außenradius, der wiederum etwas kleiner ist als der Innenradius der beiden kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a).All spherical segments have the same outer radius, which in turn is slightly smaller than the inner radius of the two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a).

Durch die so beschriebene Anordnung der beiden halbkreisförmigen Kugelsegmente (3a) und (4a) sowie des dazwischen liegenden Vollkreis-Kugelsegments (5) wird der gesamte Gehäuseinnenraum in vier voneinander getrennte Kammern unterteilt, die zur Unterscheidung mit I, II, III und IV bezeichnet sind. Due to the arrangement of the two semicircular spherical segments ( 3 a) and ( 4 a) as well as the full circular spherical segment ( 5 ) between them, the entire interior of the housing is divided into four separate chambers, which can be differentiated with I, II, III and IV are designated.

Wird die Achse (3b), wie in Fig. 1 gezeigt, in Pfeilrichtung gedreht, verändern sich erfindungsgemäß die Inhalte aller Kammern I bis IV. Dabei nimmt der Inhalt der Kammer I im gleichen Maße zu wie sich der Inhalt der Kammer II verringert. Das gleiche geschieht mit den Inhalten der Kammern IV und III, jedoch um eine halbe Periode bzw. 90° gegenüber Kammern I und II versetzt.If the axis (3 b) as shown in Fig. 1, rotated in the arrow direction, the contents vary according to the invention all the chambers I to IV. The content takes the chamber I to the same extent to how the contents of the chamber II is reduced. The same happens with the contents of chambers IV and III, but offset by half a period or 90 ° with respect to chambers I and II.

Wird die Achse (3b) einmal um 360° gedreht, hat jede Kammer einmal den größten und einmal den kleinsten Rauminhalt bekommen. Erfindungsgemäß können diese Abläufe genutzt werden, um verschiedene Funktionen zu übernehmen, wie es sie bei Pumpen, Expansions-/Kompressionsmaschinen, Abgasladern und Verbrennungsmotoren gibt.If the axis ( 3 b) is rotated once through 360 °, each chamber has got the largest and the smallest volume. According to the invention, these processes can be used to perform various functions such as are found in pumps, expansion / compression machines, exhaust gas chargers and internal combustion engines.

Hergeleitet von ihrer Form und ihren Bewegungen werden nachfolgend die halbkreisförmigen Kugelsegmente (3a) und (3b) als Drehkolben und das zwischen ihnen liegende Vollkreis-Kugelsegment (5) als Kreiskolben bezeichnet.Derived from their shape and their movements, the semicircular spherical segments ( 3 a) and ( 3 b) are referred to below as rotary pistons and the full circular spherical segment ( 5 ) lying between them as circular pistons.

Fig. 2 und 3 zeigen beispielhaft je eine praktische Ausführung für Einfachbauweisen unter vorzugsweiser Verwendung von Materialien wie Papier, Pappe, Kunststoff, Holz, dünnem Metall und ähnlichem. Fig. 2 and 3 show an example of a practical embodiment each for single construction using preferably of materials such as paper, cardboard, plastic, wood, thin metal and the like.

In Fig. 2 sind die originär aus Kugelsegmenten bestehenden Drehkolben (3a), (4a) und der Kreiskolben (5) zu jeweils aus zwei fest miteinander verbundenen Schichten bestehenden Planscheiben vereinfacht.In FIG. 2, originally consisting of spherical segments rotary pistons (3a), (4a) and the rotary piston (5) is simplified to two-tight connected layers are each face plates.

Wie der Drehkolben (3a) aus den zwei Schichten (3c) und (3d) besteht, ist auch der Drehkolben (4a) analog aus 2 Schichten aufgebaut.As the rotary lobe ( 3 a) consists of two layers ( 3 c) and ( 3 d), the rotary lobe ( 4 a) is also made up of two layers.

Die zwei Schichten des Kreiskolbens (5) sind mit (5a) und (5b) gekennzeichnet.The two layers of the rotary piston ( 5 ) are marked with ( 5 a) and ( 5 b).

Erfindungsgemäß sind die Gelenkverbindungenb (9) zwischen den beiden Drehkolben (3a) und (4a) und dem Kreiskolben (5) in einfachster Weise aus flexiblen Gewebeeinlagen, dauerelastischem Kunststoff oder ähnlichen Materialien mit hoher Dauerelastizität herstellbar und gemäß Fig. 2 für die Achsen (7) und (8) jeweils zwischen den beiden Schichten der beiden Drehkolben und des Kreiskolbens, d. h. in deren neutralen Faser, befestigt und erlauben diesen, die typischen Winkelbewegungen eines umlaufenden Kardangelenks auszuführen. Zudem stellen diese Gelenkverbindungen (9) die einfachste Art einer flexiblen Abdichtung zwischen den jeweiligen Drehkolben und dem Kreiskolben dar.According to the invention, the articulated connections b ( 9 ) between the two rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) can be produced in the simplest manner from flexible fabric inserts, permanently elastic plastic or similar materials with high permanent elasticity and according to FIG. 2 for the axles ( 7 ) and ( 8 ) are fixed between the two layers of the two rotary pistons and the rotary piston, ie in their neutral fiber, and allow them to carry out the typical angular movements of a rotating universal joint. In addition, these articulated connections ( 9 ) represent the simplest type of flexible seal between the respective rotary pistons and the rotary piston.

Bei dieser Ausführung sind auch die Achsen (3b) und (4b), wie in Fig. 2 dargestellt, vorzugsweise in der neutralen Faser der beiden Drehkolben (3a) und (4a) angeordnet und jeweils in Ausnehmungen zwischen deren beider Schichten befestigt.In this embodiment, the axes ( 3 b) and ( 4 b), as shown in FIG. 2, are preferably arranged in the neutral fiber of the two rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and in each case in recesses between their two layers attached.

In Fig. 3 bestehen die beiden Drehkolben (3a) und (4a) sowie der Kreiskolben (5) erfindungsgemäß jeweils nur noch aus einer einzigen verhältnismäßig dünnen Scheibe. Die Achsen (3b) und (4b) sind dabei wieder in der neutralen Faser der entsprechenden Drehkolben (3a) und (4a) angeordnet und in Ausnehmungen fest mit diesen verbunden.In Fig. 3, the two rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) according to the invention each consist only of a single, relatively thin disc. The axes ( 3 b) and ( 4 b) are again arranged in the neutral fiber of the corresponding rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and firmly connected to them in recesses.

Wie in Fig. 3 dargestellt, sind im Außenbereich des Kreiskolbens (5) für die Achsen (7) und (8), d. h. ebenfalls in der neutralen Faser, jeweils zwei Lagerstifte (11) derart befestigt, daß ein Teil ihrer Länge in Taschen (13) hineinragen.As shown in Fig. 3, in the outer region of the rotary piston ( 5 ) for the axes ( 7 ) and ( 8 ), ie also in the neutral fiber, two bearing pins ( 11 ) are each attached such that part of their length in pockets ( 13 ) protrude.

Diese Lagerstifte (11) stellen die Gelenkverbindungen zwischen dem Kreiskolben (5) und den Drehkolben (3a) und (4a) dar, wobei die Drehkolben (3a) und (4a) mit Hilfe der an ihnen befestigten, gebogenen Laschen (12) scharnierartig mit den Lagerstiften (11) und so wiederum mit dem Kreiskolben (5) verbunden sind.These bearing pins ( 11 ) represent the articulated connections between the rotary piston ( 5 ) and the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a), the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) using the bent tabs () 12 ) are connected in a hinge-like manner to the bearing pins ( 11 ) and thus in turn to the rotary piston ( 5 ).

Konzeptbedingt sind vorzugsweise auf jeder Seite des Kreiskolbens (5) je eine halbrundförmige Dichtleiste (14) in Höhe der Drehkolbenebene angebracht, wobei ein kleinstmöglicher Spalt (10) für die Schwenkbewegungen zwischen Kreiskolben (5) und den Drehkolben (3a) und (4a) vorgesehen ist. Conceptually, a semicircular sealing strip ( 14 ) is preferably mounted on each side of the rotary piston ( 5 ) at the level of the rotary piston plane, with the smallest possible gap ( 10 ) for the swiveling movements between rotary piston ( 5 ) and the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a ) is provided.

Dieser kleinstmögliche Spalt (10) ist ebenfalls zwischen den Drehkolben (3a) und (4a) und der kugelförmigen Innenwandung der Gehäuseschalen (1a) und (2b) sowie zwischen diesen und den Kreiskolben (5a) vorgesehen, um die erforderliche Freigängigkeit der umlaufenden Maschinenkomponenten im Gehäuseinnenraum zu gewährleisten.This smallest possible gap ( 10 ) is also provided between the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and the spherical inner wall of the housing shells ( 1 a) and ( 2 b) as well as between these and the circular piston ( 5 a) in order to achieve the required To ensure freedom of movement of the rotating machine components in the interior of the housing.

Um die Spaltverluste zu verringern, ist es möglich, den Spalt (10) mit einer weichen, elastischen und abriebfesten Dichtung zu schließen, die auf allen Stirnseiten der Drehkolben (3a) und (4a) und des Kreiskolbens (5) dauerhaft anzubringen wäre.To reduce the gap losses, it is possible to close the gap ( 10 ) with a soft, elastic and abrasion-resistant seal that would be permanently attached to all end faces of the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) .

Den in den Fig. 2 und 3 gezeigten beispielhaften Ausführungen für Einfachbauweise ist gemeinsam, daß sie die größtmögliche Nutzung des Kugelinnenraums für die vier Arbeitsräume der Kardandrehkolbenmaschine bieten, weil das Gesamtvolumen aller im Kugelgehäuse umlaufenden Teile auf das für eine praktische Anwendung noch zulässige Minimum reduziert wurde.The exemplary designs for simple construction shown in FIGS. 2 and 3 have in common that they offer the greatest possible use of the ball interior for the four working spaces of the cardan rotary piston machine, because the total volume of all parts rotating in the ball housing has been reduced to the minimum still permissible for practical use .

In Abhängigkeit des jeweils gewählten stumpfen Spreizwinkels der Achsen (3b) und (4b) kann das nutzbare Gesamtvolumen aller Arbeitsräume erfindungsgemäß mindestens gleich dem Volumen des leeren Kugelgehäuses oder sogar mehr sein.Depending on the obtuse spread angle of the axes ( 3 b) and ( 4 b) chosen in each case, the usable total volume of all work spaces according to the invention can be at least equal to the volume of the empty ball housing or even more.

In Fig. 4 sind die bekannten erfindungsgemäßen Komponenten der Kardandrehkolbenmaschine mit einem größeren Bauvolumen und beispielsweise massiv ausgeführt, um höhere Belastungen aufnehmen zu können.In FIG. 4, the known components of the invention Kardandrehkolbenmaschine with a larger volume and, for example, massively are designed to be able to absorb higher loads.

Innerhalb der kugelförmigen Gehäusehälften (1a) und (2a), die zueinander beispielsweise durch in einer Lochreihe eingesetzte, lösbare Paßbolzen (6a) paßgenau zueinander fixiert sind, ist der Drehkolben (3a) mit seiner Antriebs-/Abtriebswelle (3b) im Gehäuselager (1b) und der Drehkolben (4a) mit seiner Blindwelle (4b) im Gehäuselager (2b) drehbar gelagert. Beide Drehkolben (3a) und (4a) sind in den rechtwinklig zueinanderstehenden Achsen (7) und (8) gelenkig mit dem Kreiskolben (5) beispielsweise durch jeweils ein Paar Gewindezapfen (15) verbunden. Die Drehkolben (3a) und (4a) sind dabei an den Verbindungsstellen derart geformt, daß sie formtreu in zylinderförmigen Taschen (13) des Kreiskolbens (5) hineingreifen.Within the spherical housing halves ( 1 a) and ( 2 a), which are fixed to each other, for example, by detachable fitting bolts ( 6 a) inserted in a row of holes, the rotary piston ( 3 a) with its input / output shaft ( 3 b ) in the housing bearing ( 1 b) and the rotary piston ( 4 a) with its blind shaft ( 4 b) in the housing bearing ( 2 b) rotatably. Both rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) are articulated in the axes ( 7 ) and ( 8 ) at right angles to one another with the rotary piston ( 5 ), for example by a pair of threaded pins ( 15 ). The rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) are shaped at the connection points in such a way that they engage in cylindrical pockets ( 13 ) of the rotary piston ( 5 ) true to shape.

Alle Gelenkstellen und drehenden Teile sind derart formgerecht zueinander und paßgenau gearbeitet und gelagert, daß ein kleiner Spalt (10) zwischen ihnen untereinander und der kugelförmigen Gehäuseinnenwand für eine gerade noch berührungsfreie Bewegung verbleibt.All articulation points and rotating parts are worked and stored in such a way that they conform to each other and fit precisely, so that a small gap ( 10 ) remains between them and the spherical inner wall of the housing for just barely contact-free movement.

Das Gehäuselager (2b) mit der Blindwelle (4b) kann wie gezeigt, beispielsweise mit einem eingepreßten Deckelblech (16) dichtgesetzt werden.The housing bearing ( 2 b) with the blind shaft ( 4 b) can be sealed as shown, for example with a pressed-in cover plate ( 16 ).

Fig. 5, 5a und 5b sind stilisierte Prinzipdarstellungen der Kardandrehkolbenmaschine, die in einer Draufsicht und in zwei Seitenansichten, insbesondere die Möglichkeiten der Anordnung der Ein- und Auslaßöffnungen und typische korrespondierende Drehkolbenpositionen für die Pumpenversion zeigen. Fig. 5, 5a and 5b are schematic diagrams of the stylized Kardandrehkolbenmaschine showing in a top view and two side views, in particular the possibilities of the arrangement of the inlet and outlet openings and corresponding typical rotary positions for the pump version.

In Fig. 5 sind die bereits bekannten, wesentlichen Komponenten der Kardandrehkolbenmaschine in einer Draufsicht gezeigt und sind im Durchblick beispielsweise durch gläserne, kugelförmige Gehäusehälften erkennbar.In Fig. 5, the already known, essential components of the cardan rotary piston machine are shown in a plan view and can be seen in the view, for example, by glass, spherical housing halves.

In den Fig. 5a und 5b sind die korrespondierenden Stellungen der Drehkolben (3a) und (4a) dargestellt.In FIGS. 5a and 5b the corresponding positions of the rotary piston (3 a) and (4 a).

In allen Abbildungen geben die Linien 17 die Begrenzungen des Arbeitsfeldes des Kreiskolbens (5) während einer vollen Umdrehung an. In all figures, lines 17 indicate the limits of the working area of the rotary piston ( 5 ) during a full revolution.

In den Fig. 5a und 5b werden zusätzlich die Begrenzungslinien (18) für die umlaufende halbe Kolbenbreite der Drehkolben (3a) und (4a) gezeigt sowie die in beide Kugelschalenhälften (1a) und (2a) eingearbeiteten Einlaßöffnungen (19) und die Auslaßöffnungen (20), die sich aus der gewählten, angezeigten Drehrichtung definieren.In FIGS. 5a and 5b, the boundary lines (18) for the circulating half piston width of the rotary pistons are additionally (3a) and (4 a) and in the two spherical shell halves (1 a) and (2 a) incorporated inlet openings (19) and the outlet openings ( 20 ) which are defined from the selected, indicated direction of rotation.

Schließlich sind noch die Arbeitsräume I, II, III und IV bezeichnet, wobei (IV) den verdeckten Arbeitsraum kennzeichnet.Finally, the work rooms I, II, III and IV are designated, (IV) the hidden one Workspace.

Die Einlaßöffnungen (19) und Auslaßöffnungen (20) können sinnvollerweise nur in den Gehäusebereichen zwischen den Begrenzungslinien (17) und (18) angeordnet werden, und zwar vorzugsweise so, daß die Einlaßöffnung (19) durch den abdeckenden Drehkolben (3a) geöffnet wird, um die Arbeitskammer I durch die mit der Drehung einhergehenden Volumenvergrößerung zu füllen, während parallel dazu auch die Auslaßöffnung (20) durch den Drehkolben (3a) ebenfalls geöffnet wird und die gefüllte Arbeitskammer II durch die mit der Drehung einhergehenden Volumenverkleinerung gleert wird (siehe Fig. 5a).The inlet openings ( 19 ) and outlet openings ( 20 ) can usefully be arranged only in the housing areas between the boundary lines ( 17 ) and ( 18 ), preferably in such a way that the inlet opening ( 19 ) is opened by the covering rotary piston ( 3 a) to the working chamber I to be filled by the attendant with the rotation increase in volume, while also the outlet opening (20) is also opened by the rotary piston (3 a) in parallel, and the filled working chamber is gleert by the attendant with the rotation of volume reduction II (see Fig. 5a).

In Fig. 5b wird dieser Vorgang um eine halbe Periode (90°) versetzt für die Arbeitskammern III und IV analog gezeigt, d. h. Kammer III wird geleert und IV wird gefüllt.In Fig. 5b this process is shown offset by half a period (90 °) for working chambers III and IV, ie chamber III is emptied and IV is filled.

Wird - wie angegeben - weitergedreht, wechseln die Arbeitsspiele in den Arbeitskammern: Arbeitskammer I wird geleert, II wird gefüllt, III wird gefüllt und IV wird geleert und so fort.If - as indicated - the filming continues, the work cycles change in the work chambers: Working chamber I is emptied, II is filled, III is filled and IV is emptied and so on.

Danach ergibt sich bei einer vollen Umdrehung der Antriebswelle (3b) für jede der vier Arbeitskammern jeweils ein kompletter Füll- und Entleerungsgang, wobei das gesamte Ansaug- bzw. Fördervolumen mindestens dem Volumen des gesamten Kugelinnenraumes gleich ist, aber auch durch eine entsprechende Spreizung der Achsen (3b) und (4b) darüber hinaus noch vergrößert werden kann.This results in a complete filling and emptying cycle for each of the four working chambers with a full revolution of the drive shaft ( 3 b), the total suction or delivery volume being at least equal to the volume of the entire interior of the ball, but also by a corresponding spreading of the Axes ( 3 b) and ( 4 b) can also be enlarged.

Die Einlaß- und Auslaßöffnungen brauchen keine gesonderten Absperreinrichtungen, wie beispielsweise Ventile.The inlet and outlet openings do not need separate shut-off devices, for example Valves.

Die Öffnungen sind fallweise hinsichtlich Form, Abmessung und Position derart anzuordnen, daß die an ihnen sich vorbeibewegenden Drehkolben das Öffnen und Schließen und in Verbindung mit den jeweiligen Arbeitskammern in aufeinander abgestimmter Weise und mit einem Höchstmaß an Effektivität bewirkt werden.The openings are to be arranged case by case in terms of shape, dimensions and position so that the them opening and closing and in connection with the respective working chambers in a coordinated manner and with the highest degree Effectiveness can be effected.

Die notwendigen Anschlußrohre können in an sich bekannter Weise entweder individuell mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen verbunden werden, oder mit Sammelrohren, die maschinenseitig die Einlaß- und Auslaßöffnungen beider Gehäusehälften gleichsinnig paarig zusammenfassen.The necessary connecting pipes can either be individually with the in a conventional manner Inlet and outlet openings are connected, or with manifolds, the machine side Combine inlet and outlet openings of both housing halves in the same direction.

Mit den Fig. 6, 6a, 6b und 6c wird beispielhaft die Anwendung der Kardandrehkolbenmaschine als Kompressionsmaschine dargestellt und die Funktionsweise anhand von Skizzen erläutert.With Figs. 6, 6a, 6b and 6c, the application of the Kardandrehkolbenmaschine is exemplified as a compression machine, and the operation on the basis of sketches explained.

Fig. 6 zeigt, wie Fig. 5, die bereits bekannten, wesentlichen Komponenten der Kardandrehkolbenmaschine in einer Draufsicht. Fig. 6 shows how Figs. 5, already known, essential components of the Kardandrehkolbenmaschine in a plan view.

Fig. 6a und 6b geben die in der Fig. 6 angezeigten Ansichten wieder und veranschaulichen eine Ausgangsstellung der beteiligten Komponenten. Die mit (21) gekennzeichnete Öffnung ist gleichzeitig Einlaß-Auslaßöffnung. Figs. 6a and 6b indicate the views shown in Fig. 6 and again illustrate an initial position of the components involved. The opening marked ( 21 ) is also the inlet-outlet opening.

Wird der Drehkolben (3a) in Pfeilrichtung gedreht, gibt dieser die Öffnung (21) frei und das in der Arbeitskammer I befindliche komprimierte Medium aus dem vorangegangenen Prozeß kann entweichen.If the rotary piston ( 3 a) is rotated in the direction of the arrow, it opens the opening ( 21 ) and the compressed medium in the working chamber I from the previous process can escape.

Beim Weiterdrehen des Drehkolbens (3a) vergrößert sich die Arbeitskammer I und über die Öffnung (21) wird neues Medium angesaugt, bis sich nach einer 180°-Drehung des Drehkolbens (3a) die Arbeitskammer I wieder verkleinert und das darin befindliche Medium komprimiert wird und nach etwas mehr als weiteren 180° aus der dann vom Drehkolben (3a) freigegebenen Öffnung (21) entweichen kann. As the rotary piston ( 3 a) continues to rotate, the working chamber I increases and new medium is sucked in through the opening ( 21 ) until after a 180 ° rotation of the rotary piston ( 3 a) the working chamber I is reduced again and the medium contained therein is compressed and after a little more than 180 ° can escape from the opening ( 21 ) then released by the rotary piston ( 3 a).

Parallel zu diesen in der Arbeitskammer I abgelaufenen Arbeitsspielen, hat gleiches auch in der Arbeitskammer II stattgefunden, jedoch mit einer um 180° versetzten Schrittfolge, d. h. der Startpunkt mit der gerade gefüllten Arbeitskammer II beginnt und mit weiterer Drehung des Drehkolbens (3a) wird das Medium in der Arbeitskammer II komprimiert und so fort.Parallel to these work cycles that have taken place in working chamber I, the same has also taken place in working chamber II, but with a step sequence offset by 180 °, i.e. the starting point begins with working chamber II that has just been filled and with further rotation of the rotary piston ( 3 a) Medium compressed in the working chamber II and so on.

Auch in den Arbeitskammern III und IV haben derweil dieselben Arbeitsspiele stattgefunden, nur - wie in Fig. 6b gezeigt - um 90° zu I und II versetzt.The same work cycles have also taken place in working chambers III and IV, only - as shown in FIG. 6b - offset by 90 ° to I and II.

Bei der Fig. 6b angezeigten Drehrichtung des Drehkolbens (4a) wird das Medium in der Arbeitskammer III gerade komprimiert, während in der Arbeitskammer IV neues Medium wieder durch die Ein-/Auslaßöffnung (21) angesaugt wird.In the Fig. 6b indicated direction of rotation of the rotary piston ( 4 a), the medium in the working chamber III is being compressed, while in the working chamber IV new medium is sucked in again through the inlet / outlet opening ( 21 ).

Wie dargestellt, können paarweise alle 4 Arbeitskammern dieser Kardandrehkolbenmaschine das Arbeitsmedium durch ein und dieselbe Öffnung ansaugen und nach der Kompression wieder herausdrücken, etwa vergleichbar dem Ein- und Ausatmen bei geöffnetem Mund.As shown, all 4 working chambers of this cardan rotary machine can do this in pairs Suck working medium through one and the same opening and again after compression press out, comparable to breathing in and out with your mouth open.

Um das Ansaugen aus einem bestimmten Rohrsystem zu ermöglichen und das komprimierte Medium in ein anderes bestimmtes Rohrsystem hineinzudrücken, können die Öffnungen (21), wie in Fig. 6c gezeigt, beispielsweise mit jeweils einem Verbindungsrohr (22), in T-Form verbunden werden, das in einfachster Ausführung mit zwei Flatterscheiben-Ventilen (23) ausgestattet ist, die so eng wie möglich bei der Öffnung (21) zu positionieren sind, um Verlustraten kleinzuhalten.In order to enable suction from a specific pipe system and to press the compressed medium into another specific pipe system, the openings ( 21 ) can be connected in a T-shape, as shown in FIG. 6c, for example with a connecting pipe ( 22 ), The simplest version is equipped with two flutter disk valves ( 23 ), which are to be positioned as close as possible to the opening ( 21 ) in order to keep loss rates low.

Wird durch das Rohr (22), wie durch einen Pfeil angegeben, eingesogen, ist das Flatterventil (23) auf der "Ein"-Seite geöffnet und auf der "Aus"-Seite geschlossen.Is sucked through the tube ( 22 ), as indicated by an arrow, the flutter valve ( 23 ) is open on the "on" side and closed on the "off" side.

Wird durch das Rohr (23), wie durch einen anderen Pfeil angegeben, das komprimierte Medium ausgestoßen, ist das Flatterventil (23) auf der "Aus"-Seite geöffnet und das Flatterventil (23) auf der "Ein"-Seite geschlossen.If the compressed medium is expelled through the pipe ( 23 ), as indicated by another arrow, the flap valve ( 23 ) on the "off" side is open and the flap valve ( 23 ) on the "on" side is closed.

Das Verbindungsrohr (22) kann mit entsprechenden Rohrsystemen für die Ein- und Aus-Seite verbunden werden, und die Medien können somit nach ihren jeweiligen Zuständen getrennt voneinander geleitet werden.The connecting pipe ( 22 ) can be connected to corresponding pipe systems for the on and off side, and the media can thus be guided separately from one another according to their respective states.

Für die Ausführung als Expansionsmaschine gelten beispielhaft die Fig. 7, 7a und 7b. Die Kardandrehkolbenmaschine ist in einer Ausführung dargestellt, die mit derjenigen vergleichbar ist, wie sie für eine Pumpenversion, gemäß Fig. 5, 5a und 5b bereits gezeigt wurde, jedoch mit einer entgegengesetzten Drehrichtung und mit getauschten Plätzen für die Einlaßöffnungen (19) und Auslaßöffnungen (20). Die Funktion erklärt sich mit den Fig. 7a und 7b, wiederum Ansichten, wie in der Grundfigur 7 angegeben. FIGS. 7, 7a and 7b apply to the embodiment as an expansion machine. The Kardandrehkolbenmaschine is shown in an embodiment which is similar to that as for a pump version, 5a and 5b has already been shown in FIG. 5, but with an opposite direction of rotation and with exchanged places for the inlet openings (19) and outlet ports ( 20 ). The function can be explained with FIGS. 7a and 7b, again views as indicated in the basic figure 7 .

Beispielsweise kann unter Dampfdruck bei der Einlaßöffnung (19) kurz nach der Freigabe durch den drehenden Drehkolben (3a) in die Arbeitskammer I eingeblasen werden, das Medium füllt die Kammer und dehnt sich weiter aus, wobei der Drehkolben (3a) weiter in Drehrichtung gedrückt wird.For example, steam pressure at the inlet opening ( 19 ) can be blown into the working chamber I shortly after being released by the rotating rotary piston ( 3 a), the medium fills the chamber and expands further, the rotary piston ( 3 a) continuing in the direction of rotation is pressed.

Beim Passieren der Auslaßöffnung (20) wird diese durch den Drehkolben (3a) freigegeben und das Medium kann austreten. Nach dem Passieren der Auslaßöffnung (20) wiederholen sich die beschriebenen Arbeitsspiele. When passing through the outlet opening ( 20 ), this is released by the rotary piston ( 3 a) and the medium can escape. After passing through the outlet opening ( 20 ), the work cycles described are repeated.

Die gleichen Arbeitsspiele laufen in der Arbeitskammer II ab, jedoch um 180° versetzt, d. h. wird die Arbeitskammer I z. B. gefüllt, entweicht das Medium aus der Arbeitskammer II. Und gleiches gilt auch für die Arbeitskammern III und IV, hier jedoch um 90° versetzt.The same work cycles take place in work chamber II, but offset by 180 °, i. H. will the Working chamber I z. B. filled, the medium escapes from the working chamber II. And the same applies for working chambers III and IV, but offset by 90 ° here.

Die Fig. 8, 8a, 8b, 8c und 8d stellen beispielhaft eine Ausführung der Kardandrehkolbenmaschine als Verbrennungskraftmaschine dar, die nach dem Zweitaktverfahren arbeitet. FIGS. 8, 8a, 8b, 8c and 8d by way of example an embodiment of the Kardandrehkolbenmaschine as internal combustion engine is, operating according to the two-stroke method.

Die Funktionsweise läßt sich anhand der Fig. 8a und 8b erklären.The mode of operation can be explained on the basis of FIGS. 8a and 8b.

Das in der Arbeitskammer I befindliche Luft-/Gasgemisch steht gerade beim höchsten Kompressionspunkt und wurde kurz davor mit der Zündkerze (24) gezündet. Das Luft-/Gasgemisch dehnt sich aus und treibt den Drehkolben (3a) vor sich her, bis die nachlaufenden Kanten des Drehkolbens (3a) als erstes die Auslaßöffnung (20) freigibt und das verbrannte Luft-/Gasgemisch austreten kann. Unmittelbar danach gibt der Drehkolben (3a) die Einlaßöffnung (19) frei und durch das beim Weiterdrehen des Drehkolbens (3a) sich vergrößernde Volumen der Arbeitskammer I wird frisches Luft-/Gasgemisch eingesogen, nach einem Drehwinkel von 180° komprimiert und kurz vor Erreichen des 360°-Punktes gezündet, so daß wieder ein Arbeitsgang eingeleitet wird.The air / gas mixture in working chamber I is at the highest compression point and was ignited shortly before with the spark plug ( 24 ). The air / gas mixture expands and drives the rotary lobe ( 3 a) in front of itself until the trailing edges of the rotary lobe ( 3 a) first release the outlet opening ( 20 ) and the burned air / gas mixture can escape. Immediately thereafter, the rotary pistons are (3 a) the inlet opening (19), sucked free and through the (a 3) enlarging volume of the working chamber I is during further rotation of the rotary piston fresh air / gas mixture, compressed by a rotational angle of 180 ° and just before Reached the 360 ° point ignited so that an operation is initiated again.

Die Arbeitsspiele in der Arbeitskammer II folgen mit einem Versatz von 180°, d. h. wenn sich in der Arbeitskammer I das Luft-/Gasgemisch ausdehnt, danach austritt und frisches Gemisch eingesogen wird, wird in der Arbeitskammer II frisches Luft-/Gasgemisch komprimiert, anschließend gezündet und es dehnt sich aus.The work cycles in work chamber II follow with an offset of 180 °, i. H. if in the Working chamber I expands the air / gas mixture, then emerges and fresh mixture is sucked in is compressed in the working chamber II fresh air / gas mixture, then ignited and it is expanding.

Auch in den Arbeitskammern III und IV finden die gleichen Arbeitsspiele statt, jedoch mit einem Winkelversatz von 90° gegenüber den Arbeitskammern I und II.The same working games also take place in working chambers III and IV, but with one Angular offset of 90 ° in relation to working chambers I and II.

Die Einlaß- und Auslaßöffnungen (19) und (20) sind beispielsweise integriert ausgeführt, aber führen zu getrennten Rohrsystemen, d. h. die Einlaßöffnung (19) steht in Verbindung mit dem Einlaßrohr (25) und die Auslaßöffnung (20) mit dem Auslaßrohr (26).The inlet and outlet openings ( 19 ) and ( 20 ) are, for example, integrated, but lead to separate pipe systems, ie the inlet opening ( 19 ) is connected to the inlet pipe ( 25 ) and the outlet opening ( 20 ) to the outlet pipe ( 26 ) .

In beiden Rohren sind Flatterscheiben-Ventile (23) in einer Weise angeordnet, daß beim Ausblasen des verbrannten Luft-/Gasgemischs das Flatterscheiben-Ventil (23) geschlossen ist und umgekehrt.Flap plate valves ( 23 ) are arranged in both tubes in such a way that when the burned air / gas mixture is blown out, the flap plate valve ( 23 ) is closed and vice versa.

Um die Verlustraten so klein wie möglich zu halten, sind die Flatterscheiben-Ventile (23) so dicht wie möglich an die Ein-/Auslaßöffnungen (19) und (20) zu plazieren.In order to keep the loss rates as small as possible, the flap disc valves ( 23 ) should be placed as close as possible to the inlet / outlet openings ( 19 ) and ( 20 ).

Ebenso sind die Positionen der Einlaßöffnungen (19) und Auslaßöffnungen (20), deren Abmessungen und Gestaltung, sowie die Lage der Zündkerze (24) und deren Zündpunkt so zu optimieren, daß die Gesamtfunktion der Kardandrehkolbenmaschine als Zweitakt-Verbrennungsmaschine den höchstmöglichen Wirkungsgrad ergeben.Likewise, the positions of the inlet openings ( 19 ) and outlet openings ( 20 ), their dimensions and design, as well as the position of the spark plug ( 24 ) and their ignition point are to be optimized so that the overall function of the cardan rotary piston machine as a two-stroke internal combustion engine gives the highest possible efficiency.

Wie bei allen anderen Ausführungen auch, übernimmt hier der umlaufende Kreiskolben (5) und die umlaufendene Drehkolben (3a) und (4a) erfindungsgemäß auch die Funktion einer Schwungscheibe, so daß weitere Maßnahmen dafür entfallen können.As with all other designs, the revolving rotary piston ( 5 ) and the revolving rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) also perform the function of a flywheel according to the invention, so that further measures for this can be omitted.

Die Kardandrehkolbenmaschine braucht in der Version als Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine keine aktiv gesteuerte Absperrorgane. Die für den Betrieb erforderliche Steuerung der Arbeitsläufe bietet erfindungsgemäß die Kardandrehkolbenmaschine mit ihren originär vorhandenen Komponenten. Erfindungsgemäß ist auch, daß jeweils nur eine Zündkerze, eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für zwei Arbeitskammern benötigt werden.The cardan rotary engine does not need a two-stroke internal combustion engine actively controlled shut-off devices. Provides the control of the work processes required for the operation According to the invention, the cardan rotary machine with its original components. It is also according to the invention that only one spark plug, one inlet and one outlet opening for two working chambers are needed.

Die in allen Figuren skizzenhaft gezeigten Lösungen sind beispielhafter Natur und sind zu optimieren.The solutions sketched in all figures are exemplary in nature and must be optimized.

Für die Ausführung der Kardandrehkolbenmaschine als Viertakt-Verbrennungskraftmaschine geben die Fig. 9, 9a, 9b und 9c Beispiel und Funktionserklärung. For the execution of Kardandrehkolbenmaschine as a four-stroke internal combustion engine 9a enter the Fig. 9, 9b and 9c example and function explanation.

Fig. 9 zeigt wieder die Grundstellung der Komponenten der Kardandrehkolbenmaschine in der Draufsicht einer durchsichtigen Ausführung. Die Fig. 9a und 9b geben die in der Draufsicht angezeigten Ansichten wieder, jedoch als Prinzipbilder. FIG. 9 again shows the basic position of the components of the cardan rotary piston machine in a top view of a transparent embodiment. FIGS. 9a and 9b show the views displayed in the top view, but as schematic diagrams.

Fig. 9c zeigt schematisch/tabellarisch die Funktionsabläufe und Arbeitstakte für die Arbeitskammern I und II und ist dafür insofern selbsterklärend. Fig. 9c shows schematically / in tabular form the functional sequences and work cycles for the working chambers I and II and is therefore self-explanatory.

Die gleichen Abläufe finden auch in den Arbeitskammern III und IV statt, jedoch um 90° versetzt.The same processes also take place in working chambers III and IV, but offset by 90 °.

Im Gegensatz zur Zweitakt-Version sind für die Viertakt-Version zusätzlich und in an sich bekannter Weise aktiv gesteuerte Absperrorgane für die Öffnungen (19) und (20) erforderlich, um die in Fig. 9c gezeigten Abläufe zu verwirklichen.In contrast to the two-stroke version, the four-stroke version additionally and in a manner known per se requires actively controlled shut-off elements for the openings ( 19 ) and ( 20 ) in order to implement the processes shown in FIG. 9c.

Erfindungsgemäß sind auch hier für zwei Arbeitskammern jeweils nur eine Zündkerze, eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung erforderlich.According to the invention there are only one spark plug, one inlet and one for two working chambers an outlet opening is required.

Auch hier sind alle in den Fig. 9 bis 9c skizzenhaft dargestellten Lösungen beispielhafter Natur und sind zudem noch zu optimieren.Here, too, all of the solutions sketched in FIGS. 9 to 9c are of an exemplary nature and, moreover, have to be optimized.

Die Fig. 10, 10a bis 10j geben Beispiele für verschiedene Ausführungsformen für berührungslose, dynamische und schleifende Dichtungen für alle Spaltsituationen, insbesondere zwischen den Kolben und der Gehäuseinnenwand. Figs. 10, 10a to 10j give examples of different embodiments for non-contact, dynamic and contact seals for all gap situations, particularly between the piston and the casing inner wall.

Fig. 10 zeigt die Draufsicht einer Kardandrehkolbenmaschine in einer durchsichtigen Ausführung, und die übrigen Figuren zeigen verschiedene Querschnitte von einem Drehkolben bzw. Kreiskolben mit unterschiedlichen Profilformen. Fig. 10 shows the top view of a Kardandrehkolbenmaschine in a transparent design, and the remaining Figures show various cross-sections of a rotary piston or rotary piston having different profile shapes.

Die unprofilierte Grundform der berührungslosen Dichtungen ist in Fig. 10a dargestellt. Diese ist auch zusammen mit den anderen Ausführungsformen gemäß Fig. 10b bis 10e anwendbar, beispielsweise in den Bereichen der Achsanschlüsse und Gelenkverbindungen sowie der von den Öffnungen (19), (20) und (21) bestrichenen Kolbenbereiche.The non-profiled basic shape of the contactless seals is shown in Fig. 10a. This can also be used together with the other embodiments according to FIGS. 10b to 10e, for example in the areas of the axle connections and articulated connections and in the piston areas covered by the openings ( 19 ), ( 20 ) and ( 21 ).

Welche Ausführungsformen nach Fig. 10a bis 10e allein oder in Kombination zu wählen ist, bestimmt sich nach dem Aufwandsbewertungsergebnis für Konstruktion und Fertigung in Abhängigkeit von der geplanten Einsatzart und dem verwendeten Material.Which embodiments according to FIGS. 10a to 10e are to be chosen alone or in combination is determined by the result of the effort evaluation for construction and production depending on the planned type of application and the material used.

Beispiele für ein schleifendes Dichtungssystem mit geringeren Verlustraten sind zusammen mit der Fig. 10 und den Fig. 10f bis 10f gegeben.Examples of a sliding sealing system with lower loss rates are given together with FIG. 10 and FIGS. 10f to 10f.

Dazu werden an sich bekannte Kolbenringausführungen erfindungsgemäß für die Anwendung in der Kardandrehkolbenmaschine modifiziert und dienen zur Überbrückung und Abdichtung der konzeptbedingten Spalte, insbesondere zwischen den Drehkolben (3a), (4a), dem Kreiskolben (5) einerseits und den Innenwänden der kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) andererseits, sowie der drei Kolben untereinander in den Gelenkbereichen (hier nicht gezeigt).For this purpose, known piston ring designs are modified according to the invention for use in the cardan rotary machine and serve to bridge and seal the conceptual gaps, in particular between the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a), the rotary piston ( 5 ) on the one hand and the inner walls of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) on the other hand, and the three pistons with each other in the joint areas (not shown here).

Dargestellt am Beispiel des Kreiskolbens (5) ist dieser gemäß Fig. 10f, 10g und 10h mit einer U-förmigen Ringnut (25) zur Aufnahme der 2teiligen Viertelkreis-Kolbenringsegmente (26a) und (26b) ausgestattet.Shown using the example of the circular piston ( 5 ), it is equipped according to FIGS. 10f, 10g and 10h with a U-shaped annular groove ( 25 ) for receiving the two-part quarter-circle piston ring segments ( 26 a) and ( 26 b).

Die Abmessungen der Ringnut (25) und der Kolbenringsegmente (26a) und (26b) sind nach Größe und Verhältnis derart gewählt, daß überall und unter allen Betriebszuständen nur die kleinstzulässigen Bewegungsspiele möglich sind.The dimensions of the annular groove ( 25 ) and the piston ring segments ( 26 a) and ( 26 b) are chosen in terms of size and ratio such that only the smallest allowable movement play is possible anywhere and under all operating conditions.

Wie in Fig. 10h dargestellt, überlappen die beiden Teile (26a) und (26b) der Kolbenringsegmente in einer Weise, daß sie sich im endmontierten Zustand bestmöglich in dem ihnen zur Verfügung stehenden Freiraum, insbesondere formmäßig, einpassen können. As shown in Fig. 10h, the two parts ( 26 a) and ( 26 b) of the piston ring segments overlap in such a way that they can fit as best as possible in the available space, in particular in terms of shape, in the final assembled state.

Dafür sorgt auch eine zwischen den beiden Teilen (26a) und (26b) an deren Überlappungsstelle mit genügendem Spiel, aber vor dem Rausfallen gesicherte Feder (27), die die beiden Teile (26a) und (26b) gemäß Fig. 10g immer versucht, auseinanderzudrücken, wobei sich die Teile (26a) und (26b) bei den Gelenkstellen an den Drehkolben (3a) bzw. (4a) abstützen, dabei nach außen gleiten und sich damit unter den im Betrieb zu erwartenden Spaltänderungen stets abdichtend an die Innenwände der kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) anlegen.This is also a secured between the two parts (26 a) and (26 b) at the point of overlap with sufficient play, but prior to the fall out spring (27) that the two parts (26 a) and (26 b) of FIG provides. 10g always tries to push apart, the parts ( 26 a) and ( 26 b) are supported at the articulation points on the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a), thereby sliding outwards and thus among those to be expected during operation Always apply gap changes sealingly to the inner walls of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a).

Zum Abdichten der Gelenkstellen der Drehkolben (3a) und (4a), insbesondere gegenüber den Innenwänden der kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) können erfindungsgemäß 2teilige Dichtelemente (28a) und (28b), wie in den Fig. 10g, 10i und 10j gezeigt, eingesetzt werden. Die Dichtelemente (28a) und (28b) sind zylinderförmig und mit der Form der Gelenkstellen bündig.To seal the hinge points of the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a), in particular against the inner walls of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a), two-part sealing elements ( 28 a) and ( 28 b) can be used according to the invention, as shown in FIGS . are 10g 10i and 10j shown used. The sealing elements ( 28 a) and ( 28 b) are cylindrical and flush with the shape of the articulation points.

Teil (28a) hat eine durchgängige Bohrung (29a) für den Gewindezapfen (15). Teil (28b) liegt im eingebauten Zustand an der Gehäuseinnenwand an, hat ebenfalls eine gleich große, aber nicht durchgängige Bohrung (29b) für den Gewindezapfen (15).Part ( 28 a) has a through bore ( 29 a) for the threaded pin ( 15 ). Part ( 28 b) lies in the installed state on the inside wall of the housing and also has an equally large but not continuous bore ( 29 b) for the threaded pin ( 15 ).

Beide Teile (28a) und (28b) haben an den einander zugekehrten Stirnseiten jeweils - wie im hier gewählten Fall - vier segmentartige, schräge Berührungsflächen. Eine Feder (30) versucht, beide Dichtelemente (28a) und (28b) gegeneinander zu verdrehen, wobei sich diese auf den Schrägflächen bewegen und sie damit ihre Gesamthöhe vergrößern.Both parts ( 28 a) and ( 28 b) each have four segment-like, oblique contact surfaces on the facing end faces, as in the case chosen here. A spring ( 30 ) tries to turn both sealing elements ( 28 a) and ( 28 b) against each other, whereby these move on the inclined surfaces and thus increase their overall height.

Im eingebauten Zustand kann sich auch diese Dichtung unter allen Spaltänderungen abdichtend zwischene Innenwand der kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) und der jeweiligen Gelenkstellen legen.In the installed state, this seal can also seal between all inner gap of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) and the respective articulation points under all gap changes.

Im Gegensatz zu den Fig. 10 bis 10h, in denen die Drehkolben (3a) und (4a) sowie der Kreiskolben (5) in massiver Bauweise ausgeführt sind, wird in Fig. 11, 11a und 11b am Beispiel eines Drehkolbens eine mögliche Hohlbauweise gezeigt, die bei bestimmten Einsatzarten der Kardandrehkolbenmaschine für die Ausführung der Dreh- und Kreiskolben vorteilhaft sein kann.In contrast to FIGS. 10 to 10h, in which the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) are of solid construction, a possible one is shown in FIGS. 11, 11a and 11b using the example of a rotary piston Shown hollow construction, which can be advantageous for certain types of use of the cardan rotary machine for the execution of the rotary and rotary pistons.

Fig. 11a zeigt einen Drehkolben in einer Kantenansicht, in Richtung der Achse (8) gesehen. Der Drehkolben ist zweiteilig ausgeführt. Die Teile (31a) und (31b) sind formidentisch, was u. a. den Herstellungsaufwand reduziert. Sie werden gemäß Fig. 11a und 11b an den markierten Stellen (32) beispielsweise durch Senkschrauben miteinander verbunden. Fig. 11a shows a rotary piston in an edge view in the direction of the axis (8) seen. The rotary lobe is made in two parts. The parts ( 31 a) and ( 31 b) are identical in shape, which among other things reduces the manufacturing effort. They are according to Fig. 11a and 11b joined together at the points marked (32), for example by countersunk screws.

Es kann weiterhin vorteilhaft sein, eine Dichtung (33) zwischen die Drehkolbenhälfte (31a) und (31b) einzufügen und mit zu verschrauben, um beispielsweise auch den Wärmeübergang von einer Drehkolbenseite zur anderen, d. h. von einer Arbeitskammer zur anderen, zu verkleinern und damit den Wirkungsgrad der Kardandrehkolbenmaschine zu verbessern.It may also be advantageous to insert a seal ( 33 ) between the rotary piston halves ( 31 a) and ( 31 b) and to screw them together, for example in order to reduce the heat transfer from one rotary piston side to the other, ie from one working chamber to the other, and to improve the efficiency of the cardan rotary machine.

Ein Beispiel für die Verbindung eines zweiteiligen Drehkolbens mit einer Welle (3′b) veranschaulicht insbesondere die Fig. 11b. Die Welle (3′b) hat einen ringförmigen Kragen (34) und endet in einem Vierkant (35), die alle spielfrei in entsprechende Ausnehmungen der Drehkolbenhälften (31a) und (31b) passen.An example of the connection of a two-part rotary piston with a shaft ( 3 'b) illustrates in particular Fig. 11b. The shaft ( 3 'b) has an annular collar ( 34 ) and ends in a square ( 35 ), all of which fit without play in corresponding recesses in the rotary piston halves ( 31 a) and ( 31 b).

Beim Verschrauben beider Drehkolbenhälften (31a) und (31b) und der Dichtung (33) miteinander kommt es zu einer kraftschlüssigen Verbindung mit der vorher eingelegten Welle (3′b), wobei der Kragen (34) die Welle (3′b) axial und der Vierkant (35) die Welle (3′b) radial gegenüber den zusammengefügten Drehkolbenhälften (31a) und (31b) fixiert.When the two halves of the rotary piston ( 31 a) and ( 31 b) and the seal ( 33 ) are screwed together, there is a non-positive connection with the previously inserted shaft ( 3 ′ b), the collar ( 34 ) connecting the shaft ( 3 ′ b) axially and the square ( 35 ) fixed the shaft ( 3 'b) radially with respect to the assembled rotary piston halves ( 31 a) and ( 31 b).

Eine Alternative zu den in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Kardandrehkolbenmaschinen wird mit den Fig. 12, 12a, 12b und 12c gezeigt. An alternative to the cardan rotary piston machines shown in FIGS . 1 to 11 is shown with FIGS . 12, 12a, 12b and 12c.

Das Prinzip des Kardangelenks wird für diese Art der Ausführung gegenüber der bereits bekannten in der Weise umgewandelt, daß die bisherige Hilfswelle (4b) gemäß Fig. 12, 12a durch ein in der Verbindungsebene zwischen den kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) geführtes Ringelement (36) ersetzt wird.The principle of the universal joint is converted for this type of design compared to the already known in such a way that the previous auxiliary shaft ( 4 b) according to FIGS . 12, 12 a by a in the connecting plane between the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a ) guided ring element ( 36 ) is replaced.

Das Ringelement (36) ist hier beispielsweise in einfachster Form dargestellt und kann auch ersetzt werden durch den Innenring eines Kugel- oder Wälzlagers.The ring element ( 36 ) is shown here in its simplest form, for example, and can also be replaced by the inner ring of a ball or roller bearing.

Das Ringelement (36) wird mit allseits kleinstmöglichem Spiel in entsprechenden Ausnehmungen der kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) gemäß Fig. 12 in deren Trennebene unter einem Winkel zur Antriebs-/Abtriebswelle (3b) geführt.The ring element ( 36 ) is guided with the smallest possible play in corresponding recesses in the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) according to FIG. 12 in their parting plane at an angle to the input / output shaft ( 3 b).

Mit der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) ist der Drehkolben (3a′) unverschiebbar und drehfest verbunden. Der Drehkolben (3a′) ist bei dieser Ausführungsalternative kreisförmig und kann gegenüberliegend der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) in koaxialer Weise mit einer Hilfswelle (3b) in koaxialer Weise mit einer Hilfswelle (3b′) ausgestattet sein, die in der kugelförmigen Gehäuseschale (2a) blind oder als Durchgangswelle gelagert werden kann (2b).With the input / output shaft ( 3 b), the rotary piston ( 3 a ') is non-displaceably and non-rotatably connected. The rotary piston ( 3 a ') is circular in this alternative embodiment and can be opposite to the input / output shaft ( 3 b) in a coaxial manner with an auxiliary shaft ( 3 b) in a coaxial manner with an auxiliary shaft ( 3 b'), which in the spherical housing shell ( 2 a) can be stored blind or as a through shaft ( 2 b).

Wie in Fig. 12 gezeigt, ist ein zweiter kreisförmiger Drehkolben (5′) zum einen in der Achse (7) gelenkig mit dem Drehkolben (3a′) und zum anderen in der Achse (8) gelenkig mit dem Ringelement (36) verbunden.As shown in Fig. 12, a second circular rotary piston ( 5 ') on the one hand in the axis ( 7 ) articulated with the rotary piston ( 3 a') and on the other hand in the axis ( 8 ) articulated with the ring element ( 36 ) .

Um die Drehkolben (3a′), (5′) untereinander und den Drehkolben (5′) mit dem Ringelement (36) montieren zu können, sind die Drehkolben (3a′) und (5′) gemäß Fig. 12b besonders gestaltet, so daß sie sowohl ineinander gesteckt, als auch mit dem Steckzapfen (37) gelenkig miteinander verbunden werden können.In order to be able to mount the rotary pistons ( 3 a '), ( 5' ) with one another and the rotary piston ( 5 ' ) with the ring element ( 36 ), the rotary pistons ( 3 a') and ( 5 ') are specially designed according to FIG. 12b , so that they can both be inserted into one another and can be connected to one another in an articulated manner with the plug pin ( 37 ).

Die Gelenkverbindung zwischen dem Drehkolben (5′) und dem Ringelement (36) wird durch zwei in der Achse (8) in das Ringelement (36) eingeschraubte Gewindezapfen (38) hergestellt, die in entsprechende Bohrungen des Drehkolbens (5′) hineinpassen.The articulated connection between the rotary piston ( 5 ') and the ring element ( 36 ) is produced by two threaded pins ( 38 ) screwed into the ring element ( 36 ) in the axis ( 8 ) which fit into corresponding bores of the rotary piston ( 5 ').

Die Arbeitsweise dieser Kardandrehkolbenmaschine wird in den Fig. 12 und 12a erkennbar. Sie weicht insofern von dem ursprünglichen Konzept ab, daß die Arbeitskammern I und II synchron zu denen in den Arbeitskammern III und IV verlaufen und nicht gegeneinander um 90° versetzt sind.The mode of operation of this cardan rotary piston machine can be seen in FIGS . 12 and 12a. It differs from the original concept in that working chambers I and II run synchronously with those in working chambers III and IV and are not offset by 90 ° from each other.

Ausgehend von der in der Fig. 12 gezeigten Grundstellung füllen sich für das Anwendungsbeispiel einer Pumpe bei Drehung der Antriebswelle (3b) in Pfeilrichtung die Arbeitskammern I und III über die jeweiligen Einlaßöffnungen (19), bis ein Drehwinkel von 180° erreicht ist.Starting from the basic position shown in FIG. 12, for the application example of a pump when the drive shaft ( 3 b) rotates in the direction of the arrow, the working chambers I and III fill via the respective inlet openings ( 19 ) until an angle of rotation of 180 ° is reached.

Dabei ist zu beachten, daß der Einlaßöffnung (19) und der Auslaßöffnung (20) auf der Oberseite die Auslaßöffnung (20) und die Einlaßöffnung (19) auf der Unterseite diametral gegenüberstehen.It should be noted that the inlet opening ( 19 ) and the outlet opening ( 20 ) on the top face the outlet opening ( 20 ) and the inlet opening ( 19 ) diametrically opposite.

Über die oben beschriebene Winkeldrehung von 180° hinaus bis 360° werden gleichzeitig die Füllungen aus den Arbeitskammern I und III durch die jeweiligen Auslaßöffnungen (20) herausgedrückt.Beyond the angular rotation of 180 ° to 360 ° described above, the fillings are simultaneously pushed out of the working chambers I and III through the respective outlet openings ( 20 ).

Nach einer vollständigen Umdrehung hat jede der vier Arbeitskammern eine komplette Füllung aufgenommen und wieder abgegeben.After a complete revolution, each of the four working chambers has a complete filling recorded and returned.

Abgesehen von den abweichenden Taktfolgen in den Arbeitskammern sind beide Ausführungen von Kardandrehkolbenmaschinen für alle beschriebenen Einsatzarten gleichwertig verwendbar, und alle gemachten qualitativen und quantitativen Angaben gelten gleichermaßen.Apart from the different clock sequences in the working chambers, both versions of Cardan rotary piston machines can be used equally for all described types of use, and all The qualitative and quantitative statements made apply equally.

Ein bemerkenswerter Vorteil liegt allerdings noch bei der vorgestellten Alternativlösung erfindungsgemäß darin, daß nur noch zwei statt ursprünglich drei Elemente benötigt werden, die in dem kugelförmigen Gehäuse rotieren. However, there is a remarkable advantage with the alternative solution presented According to the invention in that only two instead of originally three elements are needed, which in the rotate the spherical housing.

Weiterhin kann auch noch die Hilfswelle (3b′) eingespart werden, wenn die Antriebs-/Abtriebswelle (3b) entsprechend gestützt gelagert wird.Furthermore, the auxiliary shaft ( 3 b ') can also be saved if the input / output shaft ( 3 b) is supported accordingly.

Abweichend von der in Fig. 12b gezeigten, einteiligen Ausführung des Drehkolbens (5′) kann dieser beispielsweise auch wie in Fig. 12c gezeigt, zweiteilig, (5′a), (5′b) ausgeführt und durch die Verschraubung (5′c) miteinander verbunden werden, wobei auch der einteilige Drehkolben (3a′) entsprechend umgestaltet wurde.Deviating from the one-piece design of the rotary piston ( 5 ') shown in Fig. 12b, this can also, for example, as shown in Fig. 12c, in two parts, ( 5 ' a), ( 5 'b) and by the screw ( 5 ' c ) are connected to each other, with the one-piece rotary piston ( 3 a ') being redesigned accordingly.

Eine interessante Variante zeigt die Fig. 13. Die ursprüngliche Antriebs-/Abtriebswelle (3b) wird ebenfalls als Hilfswelle blind gelagert, wie die bereits vorhandene Hilfswelle (3b′). Fig. 13 shows an interesting variant . The original input / output shaft ( 3 b) is also blindly supported as an auxiliary shaft, like the existing auxiliary shaft ( 3 b ').

Das Ringelement (36) wird mit dem Rotor (39) eines Elektromotors, wozu der Stator (40) gehört, verbunden und das ganze mit entsprechender Formgebung in die kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) integriert.The ring element ( 36 ) is connected to the rotor ( 39 ) of an electric motor, which includes the stator ( 40 ), and the whole is integrated into the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) with an appropriate shape.

Der Antrieb bzw. Abtrieb dieser Kardandrehkolbenmaschine erfolgt somit über das Ringelement (36) und der damit in Kette verbundenen Drehkolben (5′) und (3a′).The drive or output of this cardan rotary piston machine thus takes place via the ring element ( 36 ) and the rotary piston ( 5 ') and ( 3 a') connected in chain.

Die gesamte Einheit ist somit für bestimmte Einsatzzwecke komplett hermetisch abgeschlossen, wenn die Einlaß- und Auslaßöffnungen (hier nicht dargestellt) ebenfalls an die entsprechenden Rohrsysteme angeschlossen sind.The entire unit is therefore completely hermetically sealed for certain purposes, if the inlet and outlet openings (not shown here) also to the corresponding pipe systems are connected.

Eine weitere interessante Variante ist in Fig. 14 und 14a dargestellt. Als Anwendungsbeispiel für diese Variante einer Kardandrehkolbenmaschine wurde wieder die Pumpenversion und als Material für Kolben und Gehäuseschalen vornehmlich Kunststoff gewählt.Another interesting variant is shown in FIGS. 14 and 14a. As an application example for this variant of a cardan rotary piston machine, the pump version was again chosen, and plastic as the material for the pistons and housing shells.

Wesentliches, erfindungsgemäßes Merkmal bei dieser Variante ist, daß das ursprünglich innenliegende Ringelement (36), nunmehr als außenliegendes Ringelement (36′) eng um die kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) gelegt wird.An essential feature according to the invention in this variant is that the originally inner ring element ( 36 ), now as an outer ring element ( 36 '), is placed closely around the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a).

Das Ringelement (36′) besteht aus Magneteisen und wird zunächst in der aus Fig. 12 bekannten Verbindungsebene beider Gehäuseschalen (1a) und (2a), d. h. unter einem Winkel zur Antriebs- Abtriebswelle angeordnet, und die Flanschverbindung beider Gehäuseschalen (1a) und (2a) ist jetzt spiegelbildlich zum Ringelement (36′) positioniert.The ring element ( 36 ') consists of magnetic iron and is first arranged in the connection plane known from Fig. 12 of the two housing shells ( 1 a) and ( 2 a), ie at an angle to the drive output shaft, and the flange connection of both housing shells ( 1 a ) and ( 2 a) is now positioned in mirror image to the ring element ( 36 ').

Ebenfalls in der Fig. 14 erkennbar, sind in den Achsen (8) beispielsweise zwei zylinderförmige Magnete (41) in dem Drehkolben (5′) formbündig und diametral zueinander fest eingearbeitet.Also visible in FIG. 14, in the axis (8), for example, two cylindrical magnets (41) are flush and form diametrically incorporated in the rotary piston (5 ') to each other firmly.

Aufgrund der durch die Kunststoff-Gehäuseschalen wirkenden Magnetkräfte zwischen dem Ringelement (36′) und den Magneten (41) wird der Drehkolben (5′) mit seinen Achen (8) auch beim Drehen der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) stets auf der Ebene des Ringelements (36′) gehalten, wodurch die ursprüngliche, mechanische Führung gemäß Fig. 12 absolut reibungsfrei und unter vermindertem Herstellungsaufwand ersetzt wird.Due to the magnetic forces acting through the plastic housing shells between the ring element ( 36 ' ) and the magnets ( 41 ), the rotary piston ( 5 ') with its axles ( 8 ) is always on when the input / output shaft ( 3 b) is turned Level of the ring member ( 36 ') held, whereby the original mechanical guide according to FIG. 12 is replaced absolutely smoothly and with reduced manufacturing costs.

Ein weiterer, noch zu erklärender Vorteil ergibt sich erfindungsgemäß aus der schwenkbaren Lagerung des Ringelements (36′), gemäß Fig. 14a.Another advantage, still to be explained, according to the invention results from the pivotable mounting of the ring element ( 36 '), according to FIG. 14a.

Aus Montagegründen ist das Ringelement zweiteilig ausgeführt, und die Ringelementhälften (36′a) und (36′b) sind, wie gezeigt, an den Verbindungsstellen überlappt verschraubt.For assembly reasons, the ring element is made in two parts, and the ring element halves ( 36 'a) and ( 36 ' b) are screwed, as shown, overlapped at the connection points.

Um die gewünschte Schwenkbewegung des Ringelements (36′) zu ermöglichen, kann sich dieser in zwei Ausschnitten (42) der Flanschverbindung beider Gehäuseschalen (1a) und (2a) bewegen und dreht sich dabei - wie in Fig. 14a gezeigt - um zwei in der Flanschverbindung eingesetzte Stifte (43), die wiederum in entsprechende Bohrung des Ringelementes (36′) hineinpassen. In order to enable the desired pivoting movement of the ring element ( 36 '), it can move in two cutouts ( 42 ) of the flange connection of both housing shells ( 1 a) and ( 2 a) and rotates - as shown in Fig. 14a - by two inserted in the flange connection pins ( 43 ), which in turn fit into the corresponding bore of the ring element ( 36 ').

Der Vorteil erklärt sich nun dadurch, daß während des Betriebs dieser Kardankolbendrehmaschine beispielsweise die Füllungs-/Förderraten oder Kompressionsraten gleichzeitig für alle vier Arbeitskammern stufenlos und ohne Betriebsunterbrechung durch einfaches Schwenken des Ringelements (36′) von Null auf ein Maximum und umgekehrt, geregelt werden können.The advantage is now explained by the fact that during the operation of this cardan piston lathe, for example, the filling / delivery rates or compression rates can be regulated continuously and without interruption for all four working chambers by simply pivoting the ring element ( 36 ') from zero to a maximum and vice versa .

Auch die Variante gemäß Fig. 14 kann unter Beibehalt des außen liegenden, verstellbaren R 35811 00070 552 001000280000000200012000285913570000040 0002004325166 00004 35692ingelements (36′) - wie in Fig. 15 gezeigt - auf die ursprüngliche Konzeption der Kardandrehkolbenmaschine angewendet werden.The variant according to FIG. 14 can also be applied to the original conception of the cardan rotary piston machine while maintaining the external, adjustable R 35811 00070 552 001000280000000200012000285913570000040 0002004325166 00004 35692ingelements ( 36 ') - as shown in FIG .

Die in Fig. 15 dargestellte Draufsicht auf die in den aufgeschnittenen, kugelförmigen Gehäuseschalen (1c) und (2a) angeordneten, wesentlichen Komponenten der Kardandrehkolbenmaschine sind unschwer wiederzuerkennen, wie auch die Grundstellung, in der sie sich befinden.The plan view shown in FIG. 15 of the essential components of the cardan rotary piston machine arranged in the cut-open, spherical housing shells ( 1 c) and ( 2 a), as well as the basic position in which they are located.

Neu bei dieser Variante ist, daß die Hilfswelle (4b) ersetzt wurde durch ein Paar zylinderförmiger Magnete (44a) und (44b), die beide in der ursprünglichen Achse der Hilfswelle (4b) angeordnet sind, und zwar (44a) zunächst fest positioniert in einem Ausschnitt des Verbindungsflansches beider Gehäuseschalen (1a) und (2a) und (44b) fest und formbündig in dem Drehkolben (4a).What is new in this variant is that the auxiliary shaft ( 4 b) has been replaced by a pair of cylindrical magnets ( 44 a) and ( 44 b), both of which are arranged in the original axis of the auxiliary shaft ( 4 b), namely ( 44 a ) First firmly positioned in a section of the connecting flange of both housing shells ( 1 a) and ( 2 a) and ( 44 b) firmly and flush in the rotary piston ( 4 a).

Wird die Antriebswelle (3b) gedreht, wird der Drehkolben (4a) durch die Magnete (44b) in der Ebene des außenliegenden Ringelements (36′) und durch das Magnetenpaar (44a) und (44b) in der ursprünglichen Achse der Hilfswelle (4b) in einer Art Dreipunktlagerung gehalten.If the drive shaft ( 3 b) is rotated, the rotary piston ( 4 a) by the magnets ( 44 b) in the plane of the outer ring element ( 36 ') and by the pair of magnets ( 44 a) and ( 44 b) in the original axis the auxiliary shaft ( 4 b) held in a kind of three-point bearing.

Voraussetzung für diese Variante ist natürlich, daß alle Kolben und Gehäuseschalen beispielsweise aus Kunststoff bestehen, damit die magnetischen Kräfte die gewünschte Wirkung bringen können.The prerequisite for this variant is, of course, that all pistons and housing shells, for example, are made of Plastic exist so that the magnetic forces can bring about the desired effect.

Die Möglichkeiten dieser Variante können durch die Schwenkbarkeit des außen liegenden Ringelements (36′) und durch die gleichsinnige Verschiebung des Magneten (44a) erweitert werden, denn nunmehr können auch hier beispielsweise Füll- und Förderraten stufenlos von Null auf ein Maximum und umgekehrt, ohne Betriebsunterbrechung geregelt werden.The possibilities of this variant can be expanded by the swiveling of the outer ring element ( 36 ') and by the movement of the magnet ( 44 a) in the same direction, because now, for example, filling and delivery rates can also be continuously increased from zero to a maximum and vice versa, without Business interruption can be regulated.

Eine weitere andersartige Bauweise der Kardandrehkolbenmaschine ist in den Fig. 16 und 16a prinzipartig dargestellt.Another different construction of the cardan rotary piston machine is shown in principle in FIGS . 16 and 16a.

Diese Version braucht nicht notwendigerweise ein geschlossenes, kugelförmiges Gehäuse. Vielmehr genügt eine einfache Konstruktion, die vergleichsweise eine Lagerung der Antriebs/Abtriebswelle (3b) und der Hilfswelle (4b) gewährleistet und beispielsweise aus zwei gebogenen T-Profilen (45a) und (45b) bestehen kann.This version does not necessarily need a closed, spherical housing. Rather, a simple construction is sufficient, which comparatively ensures a mounting of the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) and can consist, for example, of two curved T-profiles ( 45 a) and ( 45 b).

Von der ursprünglichen Ausführung werden ebenfalls die Drehkolben (3a) und (4a) sowie der Kreiskolben (5), gelenkig miteinander verbunden, übernommen.The rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) as well as the rotary piston ( 5 ), articulated to one another, are also adopted from the original design.

Neuartig ist bei dieser Version, daß die Arbeitskammern I bis IV beispielsweise durch flexible, laternenförmige Faltbälge (46) in Kugelform gebildet werden, die zwischen den Drehkolben (3a) und (4a) und dem Kreiskolben (5) angeordnet und mit diesem formbündig, kraftschlüssig und abgedichtet verbunden sind.What is new in this version is that the working chambers I to IV are formed, for example, by flexible, lantern-shaped bellows ( 46 ) in a spherical shape, which are arranged between the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and the circular piston ( 5 ) and are flush with the latter , non-positively and sealed are connected.

Nach den bisherigen Funktionsbeschreibungen wird verständlich, daß beim Drehen der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) die nunmehr von den Faltbälgen (46) umschlossenen Arbeitskammern I bis IV ihre Inhalte ändern, d. h. bei einer vollen Umdrehung der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) wird jede der vier Arbeitskammern einmal gefüllt und einmal ausgeblasen.According to the previous functional descriptions, it is understandable that when the input / output shaft ( 3 b) is rotated, the working chambers I to IV now enclosed by the bellows ( 46 ) change their contents, ie with a full rotation of the input / output shaft ( 3 b) each of the four working chambers is filled once and blown out once.

Abweichend von den oben beschriebenen Ausführungen sind beispielsweise für eine Pumpenversion andere konstruktive Lösungen für das Füllen und Fördern erforderlich. Deviating from the designs described above are, for example, for a pump version other constructive solutions for filling and conveying are required.

Das kann unter anderem wie in Fig. 16a gezeigt, über Hohlwellen erfolgen, die ebenfalls mit hohlen Drehkolben verbunden sind, die wiederum über ein einfaches Flatterscheiben-Ventilsystem mit den Arbeitskammern in Verbindung stehen.This can be done, among other things, as shown in FIG. 16a, via hollow shafts, which are also connected to hollow rotary pistons, which in turn are connected to the working chambers via a simple flap disk valve system.

Fig. 16a zeigt im Schittbild den hohlen Drehkolben (47), der aus zwei Seitenteilen (47a), integrierten Beschlagteilen (47b) für die Gelenkverbindungen mit dem Kreiskolben (5) und dem Stirnteil (47c) besteht. FIG. 16a shows the Schittbild the hollow rotary piston (47) consisting of two side parts (47 a), integrated fittings consists (47 b) for the hinge connections with the rotary piston (5) and the end portion (47 c).

Die Seitenteile (47a) sind mit den Anschlußflanschen (46a) der Faltenbälge (46) verbunden, zu denen in den Seitenteilen (47a) angebrachten Öffnungen (47d) führen.The side parts ( 47 a) are connected to the connecting flanges ( 46 a) of the bellows ( 46 ), to which openings ( 47 d) made in the side parts ( 47 a) lead.

Im Inneren des Drehkolbens (47) sind Trennwände (47e), (47f), (47g) und (47h) in der Weise angeordnet, daß vier voneinander getrennte Vorkammern gebildet werden.Partitions ( 47 e), ( 47 f), ( 47 g) and ( 47 h) are arranged in the interior of the rotary piston ( 47 ) in such a way that four separate antechambers are formed.

Von außen kommend werden - wie in Fig. 16a gezeigt - zwei ineinanderliegende Hohlwellen (48a) und (48b) mit dem Drehkolben (47) verbunden, und zwar die Hohlwelle (48a) mit dem Stirnteil (47c) und die Hohlwelle (48b) mit der Trennwand (47f), jedoch durchgesteckt.Coming from the outside - as shown in Fig. 16a - two nested hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b) are connected to the rotary piston ( 47 ), namely the hollow shaft ( 48 a) with the front part ( 47 c) and the hollow shaft ( 48 b) with the partition ( 47 f), but pushed through.

Schließlich befinden sich noch je zwei Flatterscheiben-Ventile (23) in den Wänden (46a) und (47g) sowie ein Lochkreis im Stirnteil (47c) zwischen den beiden Hohlwellen (48a) und (48b).Finally, there are two flap disk valves ( 23 ) in the walls ( 46 a) and ( 47 g) as well as a bolt circle in the front part ( 47 c) between the two hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b).

Durch die Anordnung der Flatterscheiben-Ventile (23) ist es möglich, die Füll- und Fördervorgänge in den Arbeitskammern I und II wechselweise entweder über die Hohlwelle (48b) oder über den Ringkanal (49) zwischen den Hohlwellen (48a) und (48b) zu bedienen.The arrangement of the flap disc valves ( 23 ) makes it possible to carry out the filling and conveying processes in the working chambers I and II alternately either via the hollow shaft ( 48 b) or via the annular channel ( 49 ) between the hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b) to use.

Dabei besorgt der Ringkanal (49) die Füllvorgänge und die Hohlwelle (48)b) die Fördervorgänge.The ring channel ( 49 ) provides the filling processes and the hollow shaft ( 48 ) b) the conveying processes.

Analog zum Hohlwellenpaar (48a) und (48b) in ihrer Bedeutung für die Füll- und Fördervorgänge der Arbeitskammern I und II ist auch die Hilfswelle (4b) ebenfalls durch ein Hohlwellenpaar zu ersetzen, die diese Funktionen für die Arbeitstakte in den Arbeitskammern III und IV übernehmen, wobei auch der Drehkolben (4a) eine Umgestaltung zu einem Hohlkolben erfahren muß, wie für den Drehkolben (3a) beschrieben.Analogous to the pair of hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b) in their importance for the filling and conveying processes of working chambers I and II, the auxiliary shaft ( 4 b) must also be replaced by a pair of hollow shafts that perform these functions for the work cycles in the working chambers III and IV take over, whereby the rotary piston ( 4 a) must undergo a conversion to a hollow piston, as described for the rotary piston ( 3 a).

Weiterhin ist zu ergänzen, daß die beiden oben beschriebenen Hohlwellenpaare jeweils in an sich bekannter Weise über eine drehbare Anschlußarmatur (48c) zu versorgen und zu entsorgen sind.It should also be added that the two pairs of hollow shafts described above are each to be supplied and disposed of in a manner known per se via a rotatable connection fitting ( 48 c).

Dieses Ausführungskonzept, nämlich die Arbeitskammern dieser Kardandrehkolbenmaschine aus flexiblen Faltenbalgkonstruktionen herzustellen, ist prinzipiell auch auf die Versionen gemäß Fig. 1 bis 7 und 12 anwendbar.This embodiment concept, namely to produce the working chambers of this cardan rotary piston machine from flexible bellows constructions, is in principle also applicable to the versions according to FIGS. 1 to 7 and 12.

Schließlich können auch die Füll- und Fördermengen stufenlos zwischen einem Maximum und Null geregelt werden, indem (hier nicht gezeigt) die Hilfswelle (4b) um den Gehäusemittelpunkt schwenkbar eingerichtet wird.Finally, the filling and delivery quantities can also be steplessly regulated between a maximum and zero, by (not shown here) the auxiliary shaft ( 4 b) being set pivotably about the center of the housing.

Bisher wurde die Kardandrehkolbenmaschine in allen Ausführungsformen, Versionen und Alternativen immer nur als Einzelaggregat dargestellt.So far, the cardan rotary piston machine in all embodiments, versions and alternatives always shown as a single unit.

In den Fig. 17 bis 17g werden erfindungsgemäß und beispielshaft typische Kombinationen von zwei und mehr Kardandrehkolbenmaschinen in Form von Prinzipskizzen gezeigt.In Figs. 17 to 17g combinations of two or more Kardandrehkolbenmaschinen in the form of schematic diagrams are shown according to the invention and exemplified typical.

Da diese sich weitgehend selbst erklären, werden nachfolgend nur fallweise besondere Merkmale beschrieben. Das Einzelaggregat einer Drehkolbenmaschine wird dabei mit Pos. (50) bezeichnet. Since these are largely self-explanatory, special features will only be described in some cases below described. The individual unit of a rotary lobe machine is designated with item (50).

Die in den Fig. 17 und 17a gezeigte Kopplung von zwei Kardandrehkolbenmaschinen (50) hat den Vorteil, daß beide freie Wellen (3b) aufgrund der bekannten Kardankinetik synchron umlaufen, wohingegen die an der Verbindungsstelle (51) gekoppelten Hilfswellen (4b) gekoppelten Hilfswellen (4b) nicht mit konstanten Winkelgeschwindigkeiten drehen - übrigens einem auch für das Einzelaggregat typischen Merkmal, das jedoch bei den zu erwartenden rechnerischen Dimensionen und bei den dafür geltenden Gesetzmäßigkeiten mit der erfindungsgemäßen Idee verträglich bleibt.The coupling shown in FIGS . 17 and 17a of two cardan rotary piston machines ( 50 ) has the advantage that both free shafts ( 3 b) rotate synchronously due to the known cardan kinetics, whereas the auxiliary shafts ( 4 b) coupled at the connection point ( 51 ) are coupled Do not turn the auxiliary shafts ( 4 b) at constant angular speeds - incidentally, this is also a characteristic characteristic of the individual unit, which, however, remains compatible with the idea according to the invention in terms of the computational dimensions to be expected and the laws governing it.

Vorzugsweise sollten daher Kopplungen mehrerer Kardandrehkolbenmaschinen (50) unter Berücksichtigung dieser kinematischen Zusammenhänge jeweils paarweise erfolgen (siehe Fig. 17 bis 17f).Couplings of several cardan rotary piston machines ( 50 ) should therefore preferably be made in pairs, taking into account these kinematic relationships (see FIGS. 17 to 17f).

In Fig. 17d sind beispielsweise zwei Paare von Kardandrehkolbenmaschinen (50) über ein Getriebe mit den Rädern (52) und (53) und der gemeinsamen Antriebs-/Abtriebswelle (54) verbunden.In FIG. 17d, for example, two pairs of cardan rotary piston machines ( 50 ) are connected via a gearbox to the wheels ( 52 ) and ( 53 ) and the common input / output shaft ( 54 ).

In Fig. 17e wurde das Anordnungsprinzip von Fig. 17d beispielsweise ein weiteres Mal in einer um 90° gedrehten Ebene wiederholt und in einer Stirnansicht, von der Getriebeseite her gesehen, gezeigt.In FIG. 17e, the arrangement principle of FIG. 17d was repeated, for example, once more in a plane rotated by 90 ° and shown in an end view, seen from the gearbox side.

Hierbei ist die gemeinsame Antriebs-/Abtriebswelle (54) beispielsweise mit 8 Einheiten (50), d. h. mit 32 Arbeitskammern verbunden.Here, the common input / output shaft ( 54 ) is connected, for example, to 8 units ( 50 ), ie to 32 working chambers.

Eine Getriebevariante zu Fig. 17d ist in Fig. 17f dargestellt.A transmission variant of FIG. 17d is shown in FIG. 17f.

Auch von der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform einer Kardandrehkolbenmaschine sind mehrere Aggregate (50) in linearer Weise miteinander kuppelbar, wie beispielsweise in Fig. 17g dargestellt.Also of the embodiment of a cardan rotary piston machine shown in FIG. 12, several units ( 50 ) can be coupled to one another in a linear manner, as shown for example in FIG. 17g.

Zur praktischen Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee ist - wie schon oben erwähnt, - vorteilhafterweise die Trennebene (6), der beiden kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) in die Ebene der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen den Achsen der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) und der Hilfswelle (4b) zu legen.For the practical implementation of the idea according to the invention - as already mentioned above - the parting plane ( 6 ), the two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) is advantageously in the plane of the bisector of the angle between the axes of the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b).

Diese Empfehlung begründet sich zunächst aus fertigungstechnischer Sicht, denn es genügt nur eine Ausführungsform einer kugelförmigen Gehäuseschale, die für beide Gehäuseschalen (1a) und (2a) verwendet werden kann.This recommendation is justified from a manufacturing point of view, because only one embodiment of a spherical housing shell is sufficient, which can be used for both housing shells ( 1 a) and ( 2 a).

Alternativ zu diesem Konzept gibt es eine andere Lösungsmöglichkeit mit vergleichbaren Eigenschaften, bei der die Trennebene beider Gehäuseschalen (1a′) und (2a′) gemäß Fig. 18 und 18a in die gemeinsame Achsebene der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) und der Hilfswelle (4b) und der Hilfswelle (4b) gelegt wird.As an alternative to this concept, there is another solution with comparable properties, in which the parting plane of the two housing shells ( 1 a ') and ( 2 a') according to FIGS. 18 and 18 a into the common axis plane of the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) is placed.

Mit der erstbeschriebenen Lösung verbinden sich allerdings auch weitere Vorteile, die anhand der Fig. 19 und 19a erklärt werden.However, the first-described solution also has other advantages, which are explained with reference to FIGS. 19 and 19a.

Sind die formidentischen Gehäuseschalen (1a) und (2a) auf der Trennebene (6) zusammengefügt, kann durch einfaches gegeneinander Verdrehen jeder gewünschte Spreizwinkel zwischen der Antriebs-/Abtriebswelle (3b) und der Hilfswelle (4b) eingestellt und beispielsweise durch eine Verschraubung (6a) fixiert werden. Der Spreizwinkel kann dabei stufenlos von Null bis zum maschinenseitig maximal möglichen Winkel eingestellt werden, wobei der Höchstwert von den für die eingebauten Kolben gewählten Dimensionen bestimmt wird.If the form-identical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) are joined together on the parting plane ( 6 ), any desired spreading angle between the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) can be set and, for example, by simply turning against each other a screw connection ( 6 a) can be fixed. The spread angle can be continuously adjusted from zero to the maximum possible angle on the machine side, the maximum value being determined by the dimensions selected for the installed pistons.

Wiederum abhängig von einem gewählten und fixierten Spreizwinkel können die Ein- und Auslaßöffnungen (19) und (20) in den formidentischen, kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) plaziert werden. Again depending on a selected and fixed spreading angle, the inlet and outlet openings ( 19 ) and ( 20 ) can be placed in the shape-identical, spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a).

Es ist somit erfindungsgemäß möglich, die Kardandrehkolbenmaschine von vornherein für jedes geplante individuelle Einsatzprofil in kostengünstiger Weise einzurichten.It is thus possible according to the invention, the cardan rotary machine from the outset for everyone to set up planned individual deployment profiles in a cost-effective manner.

Und noch ein weiterer Vorteil ist erfindungsgemäß damit gegeben, daß beispielsweise die Verschraubung (6a) der Gehäuseteile (1a) und (2a) mit engtolerierten Langlöchern versehen ist, die es gestatten, die Kardandrehkolbenmaschine selbst am Einsatzort und unter Betriebsbedingungen zusätzlich in begrenztem Maße zu justieren, indem nur die Gehäuseteile (1a) und (2a) innerhalb des Freiheitsgrades der Langlöcher gegeneinander beispielsweise manuell oder ferngesteuert durch einen Hilfsantrieb verdreht werden, wobei allerdings die Einlaß- und Auslaßöffnungen (19) und (20) in an sich bekannter Weise flexibel mit den korrespondierenden Rohrsystemen verbunden sein müssen.And yet another advantage according to the invention is given in that, for example, the screw connection ( 6 a) of the housing parts ( 1 a) and ( 2 a) is provided with narrow-tolerance elongated holes, which allow the cardan rotary piston machine itself to be used to a limited extent even on site and under operating conditions Adjust the dimensions by turning only the housing parts ( 1 a) and ( 2 a) against each other within the degree of freedom of the elongated holes, for example manually or remotely by means of an auxiliary drive, although the inlet and outlet openings ( 19 ) and ( 20 ) in themselves known manner must be flexibly connected to the corresponding pipe systems.

Schließlich kann als Trennebene zwischen den beiden kugelförmigen Gehäuseschalen jede andere Lage gewählt werden, die zwischen den genannten Alternativen liegt und die dabei die bestmögliche Lösung gibt unter der Gesamtheit aller Bedingungen des jeweiligen Anwendungsfalls.Finally, any other position can be used as the parting plane between the two spherical housing shells be chosen, which lies between the alternatives mentioned and which is the best possible solution gives under all the conditions of the respective application.

In Fig. 20 wird die Möglichkeit gezeigt, in ein und derselben Kardandrehkolbenmaschine beispielsweise eine Verbrennungsmaschine mit einer Kompressionsmaschine zu verbinden.In Fig. 20, the possibility is shown in the same Kardandrehkolbenmaschine example, an internal combustion engine with a compression machine to connect.

Die Arbeitskammern I und II werden danach für die Verbrennungsmaschine, die Arbeitskammern III und IV für den Kompressor eingesetzt.The working chambers I and II are then for the internal combustion engine, the working chambers III and IV used for the compressor.

Die in Fig. 20 gezeigten Kombination würde beispielsweise für eine aufgeladene zweizylindrige Zweitakt-Verbrennungsmaschine gelten können.The combination shown in FIG. 20 would apply, for example, to a supercharged two-cylinder two-stroke internal combustion engine.

Natürlich sind erfindungsgemäß unter Hinweis auf die in Fig. 17 und 17a dargestellten Kombinationsbeispiele auch Einzelaggregate von Kardandrehkolbenmaschinen in einer Weise und am kostengünstigen untereinander koppelbar, daß zum Beispiel das eine Aggregat eine Verbrennungsmaschine ist und das andere Aggregat ein Abgaslader oder eine Pumpe.Of course, according to the invention with reference to the combination examples shown in FIGS . 17 and 17a, individual units of cardan rotary piston machines can also be coupled to one another in a manner and at low cost that, for example, one unit is an internal combustion engine and the other unit is an exhaust gas charger or a pump.

Fig. 21a zeigt die Kombination von zwei identischen Kardandrehkolbenmaschinen (50), die über eine gemeinsame Hilfswelle (4b′) drehmechanisch und über einen zylinderförmigen, offen oder geschlossenen ausgeführten Adapter (55) gehäusemäßig miteinander verbunden sind. Fig. 21a shows the combination of two identical cardan rotary piston machines ( 50 ) which are connected to one another in terms of housing in terms of rotation mechanically via a common auxiliary shaft ( 4 b ') and via a cylindrical, open or closed adapter ( 55 ).

Fig. 21 zeigt die Kombination von zwei Kardandrehkolbenmaschinen (50), die im Prinzip unter dem gleichen Konzept miteinander verbunden sind, wie bei der Darstellung gemäß Fig. 21a; jedoch wurde bei beiden Aggregaten (50) die Trennebene (6) der kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) derart angeordnet, daß der zylinderförmige Adapter (55′) parallel zueinander liegende Verbindungsebene hat. FIG. 21 shows the combination of two cardan rotary piston machines ( 50 ) which are connected to one another in principle under the same concept as in the illustration according to FIG. 21a; however, in both units ( 50 ) the parting plane ( 6 ) of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) was arranged in such a way that the cylindrical adapter ( 55 ') has a connecting plane lying parallel to one another.

Werden zwei Kardandrehkolbenmaschinen derart eng zusammengerückt, wie in Fig. 21c gezeigt, können diese in einem gemeinsamen Gehäuse mit den Gehäuseschalen (1a′) und (2a′) und (2a′) integriert werden, deren Trennebene in der gemeinsamen Achsebene der Antriebs-/Abtriebswellen (3b) liegt.If two cardan rotary lobes are moved so closely together, as shown in Fig. 21c, these can be integrated in a common housing with the housing shells ( 1 a ') and ( 2 a') and ( 2 a '), the parting plane of which is in the common axis plane Input / output shafts ( 3 b) is located.

Auch die beiden Drehkolben (4a) können zu nur einem Drehkolben (4a′) integriert werden, so daß diese Variante einer Kardandrehkolbenmaschine zwei weitere Arbeitskammern V und VI erhält und somit insgesamt sechs Arbeitskammern zur Verfügung stehen, wobei die Arbeitskammern V und VI konstruktiv gleich groß oder auch größer als die Arbeitskammern I bis IV gestaltet werden können.The two rotary pistons ( 4 a) can be integrated into only one rotary piston ( 4 a '), so that this variant of a cardan rotary piston machine receives two additional working chambers V and VI and thus a total of six working chambers are available, the working chambers V and VI being constructive the same size or larger than the working chambers I to IV can be designed.

Ebenso ist es möglich, gemäß Fig. 21d die Verbindungsstelle beider Hälften des integrierten Drehkolbens (4a′) um einen zylindrischen Abschnitt, beispielsweise als zusätzliches Lager und auch die gemeinsamen beiden Gehäuseschalen (1a′) und (2a′) um den entsprechenden Betrag zu erweitern, wodurch die Arbeitskammern VII und VIII, insgesamt also acht Arbeitskammern in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. It is also possible, according to Fig. 21d, the junction of both halves of the integrated rotary piston ( 4 a ') around a cylindrical portion, for example as an additional bearing and also the common two housing shells ( 1 a') and ( 2 a ') around the corresponding one Expand amount, whereby the working chambers VII and VIII, a total of eight working chambers are housed in a common housing.

Die Arbeitstakte für die Arbeitskammern I, III und II, IV sind gleichsinnig, jedoch um 90° gegenüber den gleichsinnigen Arbeitstakten in den Arbeitskammern V, VII und VI, VIII versetzt.The work cycles for the work chambers I, III and II, IV are in the same direction, but by 90 ° opposite the same working strokes in working chambers V, VII and VI, VIII.

Schließlich kann gemäß Fig. 21e der integrierte Drehkolben (4a′) auch zu einem kardanwellenähnlichen Verbindungselement (4a″) reduziert werden, das als Interface beispielsweise für einen Elektromotor dienen kann, der auch noch mit in das gleiche Gehäuse integriert werden könnte.Finally, according to FIG. 21e, the integrated rotary piston ( 4 a ') can also be reduced to a cardan shaft-like connecting element ( 4 a ″), which can serve as an interface for an electric motor, for example, which could also be integrated into the same housing.

Ohne gesondert dafür Beispiele zu zeigen, ist es aber vorstellbar, mehrere Aggregate (50) gemeinsam in ein und demselben Gehäuse zu integrieren.Without showing examples separately, it is conceivable to integrate several units ( 50 ) together in one and the same housing.

Die Kardandrehkolbenmaschine kann auch als Variante des Stirling-Motors eingesetzt werden, wie beispielhaft in den Fig. 22 bis 22b gezeigt.The cardan rotary piston machine can also be used as a variant of the Stirling engine, as shown by way of example in FIGS. 22 to 22b.

Die erforderliche Konfiguration ist der Übersichtlichkeit wegen anhand von abstrahierenden Prinzipskizzen dargestellt.The required configuration is for the sake of clarity on the basis of abstracting Basic sketches shown.

In Fig. 22 ist in Draufsicht die kugelförmige Gehäuseschale (2a′) zu sehen, wobei die Trennebene (6) zur Gehäuseschale (1a′) in der gemeinsamen Achsebene der Antriebswelle (3b) und der Hilfswelle (4b) liegt.In Fig. 22, the spherical housing shell ( 2 a ') can be seen in plan view, the parting plane ( 6 ) to the housing shell ( 1 a') in the common axis plane of the drive shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b).

Die Drehkolben (3a) und (4a) und mithin auch der Kreiskolben (5), sind in einer derartigen Drehwinkelposition, daß - wie in der Seitenansicht gemäß Fig. 22a ersichtlich - die vier Schnittpunkte der Achsen (7) und (8) mit den Konturen der Drehkolben (3a) und (4a) paarweise in einer oberen Ebene (56a) und paarweise in einer unteren Ebene (57a) zu liegen kommen und die beiden Ebenen (56a) und (57a) wiederum parallel zur Trennebene (6) verlaufen.The rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and thus also the rotary piston ( 5 ) are in such an angular position that - as can be seen in the side view according to FIG. 22 a - the four intersection points of the axes ( 7 ) and ( 8 ) come with the contours of the rotary lobes ( 3 a) and ( 4 a) in pairs in an upper level ( 56 a) and in pairs in a lower level ( 57 a) and the two levels ( 56 a) and ( 57 a) again run parallel to the parting plane ( 6 ).

Die Ebenen (56a) und (57a) begrenzen Kugelkalotten (56b) und (57b) in den Gehäuseschalen (1a′) und (2a′), die in diesen Bereichen in an sich bekannter Weise zum Heizen und zum Kühlen eingerichtet sind. Die Ebenen (56a) und (57a) bestimmen die theoretischen Mindest-Dimensionen der Kugelkalotten (56b) und (57b).The levels ( 56 a) and ( 57 a) limit spherical caps ( 56 b) and ( 57 b) in the housing shells ( 1 a ') and ( 2 a'), which in these areas in a manner known per se for heating and Cool are set up. The levels ( 56 a) and ( 57 a) determine the theoretical minimum dimensions of the spherical caps ( 56 b) and ( 57 b).

Abhängig von den individuellen konstruktiven Bedingungen können diese noch bis zum theoretischen Höchstwert, d. h. bis zu den Verbindungsflanschen der Gehäuseschalen (1a′) und (2a′) vergrößert werden.Depending on the individual design conditions, these can be increased up to the theoretical maximum value, ie up to the connecting flanges of the housing shells ( 1 a ') and ( 2 a').

Bei der angegebenen Drehrichtung muß die untere Kugelkalotte (57b) kühlen und die obere Kugelkalotte (56b) heizen. Für eine entgegengesetzte Drehrichtung sind die Funktionen zu tauschen.In the specified direction of rotation, the lower spherical cap ( 57 b) must cool and the upper spherical cap ( 56 b) must heat. The functions must be exchanged for an opposite direction of rotation.

Analog dem Arbeitsprinzip des Stirling-Motors, nämlich eine bestimmte Gasmenge durch Aufheizen zum Ausdehnen und durch Abkühlen zum Zusammenziehen zu bringen und die dabei einhergehende Volumenänderung durch Kolben in Arbeit umzusetzen, kann dies auch die Kardandrehkolbenmaschine in gleicher Weise, in dem die definierten Gasmengen in den Arbeitskammern I bis IV je nach ihrer Drehwinkel-Position aufgeheizt werden, d. h. sich ausdehnen, bzw. abgekühlt werden, d. h. sich zusammenziehen, wobei die Volumenänderungen zum einen in Dreharbeit umgesetzt werden und dabei zum anderen neue Gasvolumen in die Heizzone oder in die Kühlzone geschoben werden.Analogous to the working principle of the Stirling engine, namely a certain amount of gas by heating to expand and contract by cooling and the accompanying The cardan rotary piston machine can also implement volume changes by means of pistons in the same way in which the defined gas quantities in the working chambers I to IV depending on their Angle position are heated, d. H. expand or cool down, d. H. yourself move together, the volume changes are converted into shooting on the one hand and thereby on the other hand, new gas volumes are pushed into the heating zone or the cooling zone.

Um zu verhindern, daß sich die unterschiedlichen Gasdrücke ausgleichen, sind die Drehkolben (3a), (4a) und der Kreiskolben (5) mit schleifenden Dichtungen gegenüber dem Inneren der Gehäuseschalen und gegeneinander versehen. Ebenso ist vorteilhaft eine Dichtung zwischen den Flanschen der beiden Gehäuseschalen (1a′) und (2a′) mit den Paßbolzen (6a) zu verschrauben, um auch den Wärmeübergang von der einen zur anderen Gehäuseschale zu vermindern. To prevent the different gas pressures from equalizing, the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) are provided with sliding seals against the interior of the housing shells and against each other. It is also advantageous to screw a seal between the flanges of the two housing shells ( 1 a ') and ( 2 a') with the fitting bolts ( 6 a) in order to reduce the heat transfer from one housing shell to the other.

Interessant kann in diesem Zusammenhang auch die in Fig. 16 gezeigte Variante einer Kardandrehkolbenmaschine sein, bei der statt der Arbeitskammern I bis IV innerhalb des geschlossenen, kugelförmigen Gehäuses diese durch flexible, laternenförmige Faltbälge (46), beispielsweise in Kugelform gebildet werden, die zwischen den Drehkolben (3a), (4a) und dem Kreiskolben (5) angeordnet und mit diesen formbündig, kraftschlüssig und abgedichtet verbunden sind.In this context, the variant of a cardan rotary piston machine shown in FIG. 16 can also be interesting, in which instead of the working chambers I to IV inside the closed, spherical housing, these are formed by flexible, lantern-shaped bellows ( 46 ), for example in spherical form, which are formed between the Rotary pistons ( 3 a), ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) are arranged and connected to them in a flush, non-positive and sealed manner.

Außerdem kann auf den in Fig. 16a gezeigten Hohlbau für die Hohlwellenanordnung (48a) und (48b) verzichtet werden.In addition, the hollow structure shown in FIG. 16a for the hollow shaft arrangement ( 48 a) and ( 48 b) can be dispensed with.

Allerdings muß dafür gesorgt werden, daß analog den kalottenförmigen Heiz- bzw. Kühlzonen in den Gehäuseschalen (1a′) und (2a′), gleichermaßen sich die Faltbälge (46) durch heizende und kühlende Medienbereiche drehend bewegen können.However, care must be taken to ensure that, analogously to the dome-shaped heating or cooling zones in the housing shells ( 1 a ') and ( 2 a'), the bellows ( 46 ) can move through heating and cooling media areas.

Beispielsweise kann diese Kardandrehkolbenmaschine im Bereich der unteren Kugelkalotte (57b) in einem Kühlwasserbad drehen und der Bereich der oberen Kugelkalotte (56b) durch Wärmestrahlung beheizt werden.For example, this cardan rotary piston machine can rotate in the area of the lower spherical cap ( 57 b) in a cooling water bath and the region of the upper spherical cap ( 56 b) can be heated by heat radiation.

Das Wechselspiel von Vergrößerung und Verkleinerung der Gasvolumina in den Arbeitskammern I bis IV in Abhängigkeit des Drehwinkels der Abtriebswelle (3b) sowie der von ihnen durchwanderten Heiz- und Kühlzonen wird beispielhaft in der Graphik gemäß Fig. 22b gezeigt. Dabei kennzeichnen die Bereiche (58) in schräger Schraffur die neutralen Zonen unmittelbar oberhalb und unterhalb der Trennebene (6) bzw. zwischen den Kugelkalotten (56b) und (57b).The interplay between the enlargement and reduction of the gas volumes in the working chambers I to IV depending on the angle of rotation of the output shaft ( 3 b) and the heating and cooling zones which they have traversed is shown by way of example in the graph according to FIG. 22b. The areas ( 58 ) in oblique hatching mark the neutral zones immediately above and below the parting plane ( 6 ) or between the spherical caps ( 56 b) and ( 57 b).

Die Bereiche (59) in vertikaler Schraffur sind die Heizzonen, die Bereiche (60) in horizontaler Schraffur sind die Kühlzonen.The areas ( 59 ) in vertical hatching are the heating zones, the areas ( 60 ) in horizontal hatching are the cooling zones.

Die Felder (61) mit breitem schwarzem Rand sind konzeptbedingte, aber größenmäßig festlegbare Verlustfelder, wo z. B. bei sich verkleinerndem Kammervolumen noch weitergeheizt wird.The fields ( 61 ) with a wide black border are conceptual, but size-definable loss fields, where z. B. is further heated with decreasing chamber volume.

Auch die in Fig. 12 bis 12c gezeigte Alternative kann prinzipiell nach dem Stirling-Arbeitsverfahren eingesetzt werden. In Fig. 23 bis 23d wird dazu eine Variante gezeigt, bei der die kugelförmigen Gehäuseschalen (1a″) und (2a″) durch die Taschen eingesetzte Paßbolzen (6a″) miteinander verschraubt werden. Hierdurch fallen die beiden Verbindungsflansche weg und die Oberfläche der Gehäuseschalen wird ebenmäßiger und damit günstiger für die Anordnung bzw. Wirkung der Heiz- und Kühlfelder nach dem Stirling-Verfahren.The alternative shown in FIGS. 12 to 12c can in principle also be used according to the Stirling working method. A variant is shown in FIGS. 23 to 23d in which the spherical housing shells ( 1 a ″) and ( 2 a ″) are screwed together with fitting bolts ( 6 a ″) inserted through the pockets. This eliminates the two connecting flanges and the surface of the housing shells becomes more even and therefore cheaper for the arrangement or effect of the heating and cooling fields according to the Stirling method.

Außerdem werden zwei weitere erfindungsgemäße Besonderheiten gezeigt: Zum einen kann mit einem im Zentrum des kugelförmigen Gehäuses fest angeordneten Kugelelement das Verhältnis der Kammervolumina zur Außenoberfläche bei unverändertem Gehäuseaußendurchmesser je nach Erfordernis gewählt und angepaßt werden. Zum anderen kann das Kugelelement genutzt werden, mit Hilfe noch zu beschreibender konstruktiver Maßnahmen, die Umlaufbewegungen des Kreiskolbens (5a″) von innen zu steuern.In addition, two further special features according to the invention are shown: firstly, with a spherical element fixedly arranged in the center of the spherical housing, the ratio of the chamber volumes to the outer surface can be selected and adapted as required, with the housing outer diameter unchanged. On the other hand, the ball element can be used to control the orbital movements of the rotary piston ( 5 a ″) from the inside with the help of constructive measures to be described.

Im einzelnen besteht das zentral angeordnete Kugelelement aus den zwei Teilen (63a) und (63b). Sie sind derart bearbeitet, daß sie miteinander durch verdeckte Schrauben (63c) verbunden werden können, wobei im Bereich der Trennebene eine Ringnut (64) für das innenliegende Ringelement (65) entsteht.In particular, the centrally arranged spherical element consists of two parts ( 63 a) and ( 63 b). They are processed in such a way that they can be connected to one another by means of hidden screws ( 63 c), an annular groove ( 64 ) for the inner ring element ( 65 ) being formed in the region of the parting plane.

Das Ringelement (65) ist in den Achslagen (8/8) mit Zapfen versehen, die in entsprechende Bohrungen hineuinpassen, die entstehen, wenn die beiden Kreiskolbenhälften (5a″) und (5b″) durch die Schrauben (66) miteinander verbunden werden.The ring element ( 65 ) is provided in the axial positions (8/8) with pins which fit into corresponding bores which arise when the two rotary piston halves ( 5 a ″) and ( 5 b ″) are connected to one another by the screws ( 66 ) become.

Das zweiteilige Kugelelement (63a), (63b) wird durch die Achse (62), versehen mit einem Vierkant, der in eine entsprechende Ausnehmung des Kugelelements (63b) hineinpaßt, im Zentrum des Kugelgehäuses durch einen Stift (62b) gesichert, gehalten. Die Achse (62) ist durch die Schrauben (62a) mit den beiden Gehäuseschalen (1a″) und (2a″) verbunden. The two-part ball element ( 63 a), ( 63 b) is secured by a pin ( 62 b) in the center of the ball housing through the axis ( 62 ), provided with a square that fits into a corresponding recess in the ball element ( 63 b) , held. The axis ( 62 ) is connected by the screws ( 62 a) to the two housing shells ( 1 a ″) and ( 2 a ″).

Der Drehkolben (3a″) ist einteilig, besitzt eine Bohrung (3b″) als Auflager für die Achse (62), einen Auschnitt im Zentrum für das Kugelelement und Drehverbindungen für den zweiteiligen Kreiskolben (5a″), (5b″), der gleichermaßen das Kugelelement (63a), (63b) umspielen kann.The rotary piston ( 3 a ″) is in one piece, has a bore ( 3 b ″) as a support for the axis ( 62 ), a cutout in the center for the ball element and rotary connections for the two-part rotary piston ( 5 a ″), ( 5 b ″ ), which can play around the ball element ( 63 a), ( 63 b).

Die Bewegungsabläufe der in Fig. 23 bis 23d dargestellten Maschine entsprechen denen der in Fig. 12 und 12a erklärten Maschine.The motion sequences of the machine shown in FIGS. 23 to 23d correspond to those of the machine explained in FIGS. 12 and 12a.

Da die Arbeitstakte der Arbeitskammern I und III sowie II und IV gleichsinnig, aber paarweise gegenläufig sind, ergibt sich eine prinzipielle Anordnung der Heiz- und Kühlflächen an der Außenfläche des Kugelgehäuses wie sie beispielhaft in den Fig. 23b und 23c gezeigt wird.Since the work cycles of the working chambers I and III as well as II and IV are in the same direction, but in pairs in opposite directions, there is a basic arrangement of the heating and cooling surfaces on the outer surface of the ball housing, as shown by way of example in FIGS. 23b and 23c.

Die Heiz- und Kühlflächen bedecken danach paarweise einander diagonal gegenüberliegende Kugelsektoren. Heizflächen (59) sind dabei mit senkrechter, Kühlflächen (60) mit waagerechter Schraffur gekennzeichnet. Ihre Anordnung richtet sich zudem nach der angegebenen Drehrichtung. Die Heiz- und Kühlflächen werden durch die Linien 7/7 sowie (67a) und (67b) sektoral begrenzt. Ihre günstige Positionierung und damit die Größe und Lage der Heiz- und Kühlfläche ergibt sich nach den jeweiligen individuellen Maschinendaten und Einsatzbedingungen. Insofern können die Darstellungen in Fig. 23b und 23c nur beispielhaft sein.The heating and cooling surfaces then cover pairs of diagonally opposite spherical sectors. Heating surfaces ( 59 ) are marked with vertical hatching, cooling surfaces ( 60 ) with horizontal hatching. Their arrangement also depends on the specified direction of rotation. The heating and cooling areas are limited by lines 7/7 and ( 67 a) and ( 67 b). Your favorable positioning and thus the size and location of the heating and cooling surface depends on the individual machine data and operating conditions. In this respect, the representations in FIGS. 23b and 23c can only be exemplary.

In Fig. 23d wird ein Prinzipbeispiel für eine praktische Versorgung der Heiz- und Kühlfläche gezeigt. das aus den zwei Hälften (1a″) und (2a″) gebildete, feststehende Kugelgehäuse ist in der Ansicht "C" dargestellt, wobei die zu heizenden und zu kühlenden Flächen am besten erkennbar sind und sich infolgedessen auch die Anordnung der Versorgungsleitungen (68) für die Heiz- und Kühlmedien (59) und (60) ergibt.A basic example for a practical supply of the heating and cooling surface is shown in FIG. 23d. The fixed spherical housing formed from the two halves ( 1 a ″) and ( 2 a ″) is shown in view "C", whereby the surfaces to be heated and cooled are best recognizable and the arrangement of the supply lines ( 68 ) for the heating and cooling media ( 59 ) and ( 60 ).

Vorzugsweise sollten die Versorgungsleitungen (68), wie gezeigt, einen kreisförmigen Querschnitt haben, aber im Berührungsbereich mit dem Kugelgehäuse derart verändert werden, daß größtmögliche Heiz- bzw. Kühlflächen entstehen können. Die sich dabei ergebenden Berührungslinien zwischen den Versorgungsleitungen (68) und dem feststehenden Kugelgehäuse können hermetisch, aber flexibel abgeschlossen sein oder mit kleinstzulässigem Spalt belassen werden.As shown, the supply lines ( 68 ) should preferably have a circular cross section, but should be changed in the area of contact with the ball housing in such a way that the largest possible heating or cooling surfaces can arise. The resulting lines of contact between the supply lines ( 68 ) and the fixed ball housing can be hermetically but flexibly closed or left with a minimum allowable gap.

Für den letztgenannten Fall empfiehlt es sich, ein kugelförmiges be-/entlüftetes Schutzgehäuse (69) mit einer Wellendurchführung (70) für die Welle (3b) in sinnvollem Abstand zum Maschinengehäuse, wie gezeigt, anzuordnen.In the latter case, it is advisable to arrange a spherical, vented protective housing ( 69 ) with a shaft bushing ( 70 ) for the shaft ( 3 b) at a reasonable distance from the machine housing, as shown.

Eine Variante zu der in Fig. 23 bis 23d dargestellten Drehkolbenmaschine zeigt die Fig. 24. Hier läuft das aus den zwei Hälften (1a′″) und (2a′″) bestehende Kugelgehäuse mit der daran fest verschraubten Welle (32b″) und mit den durch die Verschraubung (68) im Gehäuseinneren fixierten Drehkolben (3a′″) um.A variant of the rotary piston machine shown in FIGS. 23 to 23d is shown in FIG. 24. Here, the ball housing consisting of the two halves ( 1 a ′ ″) and ( 2 a ′ ″) runs with the shaft ( 32 b ″ firmly screwed to it) ) and with the rotary pistons ( 3 a ′ ″) fixed by the screw connection ( 68 ) inside the housing.

Gelagert ist diese Maschine in einer Rahmenkonstruktion, die aus Teilen (45a′) und (45b′) besteht und die an den Stellen (45c′) miteinander verschraubt sind. Gegenüber der Welle (3b″) ist das Kugelgehäuse und der damit verschraubte Drehkolben (3a′″) auf der Achse (62) gelagert, die im Gehäuseinneren, wie oben zu Fig. 23 beschrieben, das zentrale Kugelelement trägt und außen mit dem Rahmenteil (45b′) durch Schrauben (62a) verbunden ist.This machine is mounted in a frame construction, which consists of parts ( 45 a ') and ( 45 b') and which are screwed together at the points ( 45 c '). Compared to the shaft ( 3 b ″), the ball housing and the rotary piston ( 3 a ′ ″) screwed to it are mounted on the axle ( 62 ) which, as described above for FIG. 23, bears the central ball element inside and outside with the Frame part ( 45 b ') is connected by screws ( 62 a).

Die übrigen Elemente dieser Maschinen-Variante sind angeordnet und bezeichnet, wie zu Fig. 23 bis 23d beschrieben. Ebenso gelten die dazu gegebenen Erläuterungen hinsichtlich Arbeitstakte, Heiz- und Kühlflächen und deren Versorgung.The remaining elements of this machine variant are arranged and labeled as described for FIGS. 23 to 23d. The explanations given for work cycles, heating and cooling surfaces and their supply also apply.

Die derart beschriebenen Stirling-Varianten einer Kardandrehkolbenmaschine können mit ihren mindestens vier Arbeitskammern und ihrem vergleichsweise einfachen Aufbau eine interessante Alternative sein zu den an sich bekannten Stirling-Motoren und ihren Anwendungen, beispielsweise bei der Wärme-/Kraftkopplung.The Stirling variants of a cardan rotary piston machine described in this way can with their at least four working chambers and their comparatively simple structure an interesting one Be an alternative to the known Stirling engines and their applications, for example in the heat / power coupling.

Eine insbesondere für das Stirling-Verfahren einsetzbare Variante der originären Kardandrehkolbenmaschine gemäß Fig. 1 wird mit den Fig. 25 bis 25e vorgestellt. Das wesentliche erfindungsgemäße Merkmal dieser Maschinenvariante ist die stufenlose Regelbarkeit von Null bis zu einem maschinenspezifischen Maximalwert während des laufenden Betriebs entweder von Hand oder automatisch/elektronisch, durch Betriebsparameter gesteuert. A variant of the original cardan rotary piston machine according to FIG. 1 that can be used in particular for the Stirling method is presented with FIGS . 25 to 25e. The essential feature of this machine variant according to the invention is the stepless controllability from zero to a machine-specific maximum value during operation, either manually or automatically / electronically, controlled by operating parameters.

Für diese Variante wird die Trennebene (6) der beiden kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) der beiden kugelförmigen Gehäuseschalen (1a) und (2a) vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse (3b) oder Antriebs-/Abtriebswelle (71) gelegt.For this variant, the parting plane ( 6 ) of the two spherical housing shells ( 1 a) of the two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) is preferably placed perpendicular to the central axis ( 3 b) or input / output shaft ( 71 ).

Die Antriebs-/Abtriebswelle (71) ist eine Hohlwelle, die in dem mit der Gehäuseschale (1a) verbundenen Lagerrohr (72) in den Lagern (73a) und (73b) drehbar gelagert und gegenüber dem Kugelinnenraum abgedichtet ist.The input / output shaft ( 71 ) is a hollow shaft which is rotatably mounted in the bearing tube ( 72 ) connected to the housing shell ( 1 a) in the bearings ( 73 a) and ( 73 b) and sealed against the interior of the ball.

Die Antriebs-/Abtriebswelle (71) ist im Gehäuseinneren mit dem Drehkolben (3a) und außen beispielsweise mit einem Zahnrad (74) fest verbunden.The drive / output shaft ( 71 ) is fixedly connected to the inside of the housing with the rotary piston ( 3 a) and the outside, for example, to a gear ( 74 ).

Das im Zentrum des Kugelgehäuses positionierte Kugelelement ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus den halbkugelförmigen Teilen (63a′) und (63b′).The spherical element positioned in the center of the ball housing is made in two parts and consists of the hemispherical parts ( 63 a ') and ( 63 b').

Das Kugelelement ist direkt nur mit seinem Teil (63a′) fest mit der Hohlachse (62′) verbunden, die sich innenseitig mit dem Lager (75) am Ende der hohlen Antriebs-/Abtriebswelle (71) abstützen kann. Außenseitig ist die Hohlachse (62′) mit der Traverse (76b) verschraubt, die über eine Schraubverbindung (76c) mit der an der Gehäuseschale (1a) festgemachten Rahmenkonstruktion (76a) angeschlossen ist.The ball element is directly connected only with its part ( 63 a ') to the hollow shaft ( 62 '), which can be supported on the inside with the bearing ( 75 ) at the end of the hollow drive / output shaft ( 71 ). On the outside, the hollow axis ( 62 ') is screwed to the crossmember ( 76 b), which is connected via a screw connection ( 76 c) to the frame construction ( 76 a) attached to the housing shell ( 1 a).

Das halbkugelförmige Teil (63b′) des Kugelelements ist mit der Schraubverbindung (77) drehbar an der anderen Hälfte, Teil (63a′), montiert und ist abbildungsgemäß mit dem Zapfen (78) ausgestattet, der wiederum die Drehachse für den Drehkolben (4a) abgibt.The hemispherical part ( 63 b ') of the spherical element is rotatably mounted with the screw connection ( 77 ) on the other half, part ( 63 a'), and is equipped, as shown, with the pin ( 78 ), which in turn is the axis of rotation for the rotary piston ( 4 a) delivers.

Durch Schwenken des Zapfens (78) ist es möglich, den Spreizwinkel zwischen den beiden Drehkolbenachsen bei laufender Maschine stufenlos zu verändern. Der Schwenkvorgang kann von Hand, automatisch, elektrisch, mechanisch, hydraulisch oder in Kombinationen davon entweder von außen und/oder aus dem Gehäuseinneren bewirkt werden.By pivoting the pin ( 78 ), it is possible to change the spread angle between the two rotary piston axes continuously while the machine is running. The pivoting process can be effected manually, automatically, electrically, mechanically, hydraulically or in combinations thereof either from the outside and / or from the inside of the housing.

Beispielhaft ist dafür in Fig. 25 eine Servosteuerung (79) mit hilfsweiser Handbedienung an der Traverse (76b) montiert, in die von außen kommend die Steuer-, Betriebs- und Versorgungsleitungen (80) hineinführen.An example of this is in Fig. 25, a servo controller (79) is mounted with an auxiliary manual operation wise to the cross arm (76 b) coming into the lead in from the outside the control, operating and supply lines (80).

Anhand von Schnittbildern werden mit den Fig. 25a bis 25e eine mechanische und eine hydraulische Lösung für Schwenkmechanik im zentralen Kugelelement gezeigt.Based on cross-sectional images 25a to 25e, a mechanical and a hydraulic solution for pivoting mechanism in the central ball element are shown with FIGS..

In den Fig. 25a und 25b werden die halbkugelförmigen Teile (63a′) und (63b′) des Kugelelements jeweils von ihrer gemeinsamen Trennebene aus gesehen gezeigt, dabei ist die mechanische Lösung beispielhaft dargestellt.In FIGS. 25a and 25b, the semi-spherical parts (63 a ') and (63 b') respectively shown as viewed from their common parting plane of the ball member, while the mechanical solution is exemplified.

Bei der Fig. 25c sieht man auf die Trennebene des Kugelelement-Teils (63a′). In die Trennebene ist eine Ringnut (81) mit halbkreisförmigem Querschnitt für einen Dichtungsring (82) eingefräst. In den zylinderförmig herausgearbeiteten Arbeitsraum (83) ragt der halbmondförmige Querschnitt eines Mitnehmerarms (84), der an der Trennfläche des darüberliegenden Kugelelement-Teils (63b′) mit den Paßstiften (84c) verbunden ist.In the Fig. 25c can be seen on the parting plane of the ball element portion (63 a '). An annular groove ( 81 ) with a semicircular cross section for a sealing ring ( 82 ) is milled into the parting plane. In the cylinder-shaped work space ( 83 ) protrudes the crescent-shaped cross-section of a driving arm ( 84 ) which is connected to the dowel pins ( 84 c) on the parting surface of the overlying spherical element part ( 63 b ').

Der Mitnehmerarm (84) ist, wie gezeigt, mit zwei Ösen (84a) und (84b) ausgestattet. In die Öse (84a) wird das Ende eines um das mit einer Verschraubung (63c′) befestigte Formstück (63d) herumgeführten Bowdenzugs (85) eingehakt. In die Öse (84b) ist eine Zugfeder (86) eingehängt mit dem Zapfen (87) als Konterpunkt.The driving arm ( 84 ) is, as shown, equipped with two eyelets ( 84 a) and ( 84 b). In the eye (84 a), the end is hooked around which a run with a screw (63 c ') fixed fitting (63 d) the Bowden cable (85). A tension spring ( 86 ) is suspended in the eyelet ( 84 b) with the pin ( 87 ) as a counterpoint.

Im zusammengebauten Zustand kann das Kugelelementteil (63b) mit dem angearbeiteten Zapfen (78) durch Betätigung des Bowdenzuges gegen die Federkraft stufenlos geschwenkt werden.In the assembled state, the ball element part ( 63 b) with the attached pin ( 78 ) can be pivoted continuously against the spring force by actuating the Bowden cable.

Vorzugsweise sollte bei der normalen Betriebsposition das bewegliche Kugelelement-Teil (63b′) mit dem angearbeiteten Zapfen unter Bowdenzug und gegen die Federkraft bis an die eine Endlage geschwenkt und damit eindeutig fixiert werden.Preferably, in the normal operating position, the movable ball element part ( 63 b ') with the attached pin under Bowden cable and against the spring force to one end position and thus be clearly fixed.

Mit den Fig. 25d und 25e wird beispielhaft eine hydraulische Lösung für die Schwenkmechanik gezeigt, die in der originären Kardandrehkolbenmaschine und auch in der alternativen gemäß Fig. 12 verwendet werden kann. FIGS. 25d and 25e show an example of a hydraulic solution for the swivel mechanism, which can be used in the original cardan rotary machine and also in the alternative according to FIG. 12.

Fig. 25d zeigt in einem Schnitt in der Zeichenebene das beispielsweise in diesem Fall einteilige Kugelelement (63) mit der Ringnut (64) für die alternative Form der Kardandrehkolbenmaschine nach Fig. 12 bzw. 24 oder anstelle der Ringnut ( 64) mit dem Zapfen (78) ausgestattet für die originäre Kardandrehkolbenmaschine wie zuletzt in Fig. 25 dargestellt. Fig. 25d shows a sectional view in the plane of the one-piece, for example, in this case ball member (63) with the annular groove (64) for the alternative form of Kardandrehkolbenmaschine of FIG. 12 or 24 or instead of the annular groove (64) with the pin ( 78 ) equipped for the original cardan rotary piston machine as last shown in FIG. 25.

Das Kugelelement (63) ist drehbar über Schraubzapfen (77′) mit der massiven, feststehenden Innenachse (62″) verbunden, die im Bereich des Kugelelements (63) gemäß Fig. 25e abgeflacht ist und sich mit geringstmöglichem Spiel in der Ausnehmung (89) bewegen kann.The ball element ( 63 ) is rotatably connected via screw pins ( 77 ′) to the solid, fixed inner axis ( 62 ″), which is flattened in the area of the ball element ( 63 ) according to FIG. 25e and is located in the recess ( 89 ) with the least possible play. can move.

Erkennbar ist außerdem die Hohlwelle (71) mit dem Drehkolben (3a) und das zwischen Innenachse (62″) und Hohlwelle (71) angeordnete Lager (75).The hollow shaft ( 71 ) with the rotary piston ( 3 a) and the bearing ( 75 ) arranged between the inner axis ( 62 ″) and the hollow shaft ( 71 ) can also be seen.

Die Innenachse (62″) ist mit den Bohrungen (88a) und (88b) beispielsweise für ein Hydraulik-Medium versehen, das, von außen gesteuert, die beiden Bälge (90) in der Ausnehmung (89) wechselseitig vergrößert und verkleinert, wobei das Kugelelement (63) - entweder mit der Ringnut (64) oder mit dem Zapfen (78) ausgestattet - um die Achse (77′) hin und her geschwenkt wird.The inner axis ( 62 ″) is provided with the bores ( 88 a) and ( 88 b), for example for a hydraulic medium which, controlled from the outside, alternately enlarges and reduces the two bellows ( 90 ) in the recess ( 89 ), wherein the ball element ( 63 ) - equipped either with the annular groove ( 64 ) or with the pin ( 78 ) - is pivoted back and forth about the axis ( 77 ').

Diese Schwenkbewegung ist die mechanische Voraussetzung für eine stufenlose Regelbarkeit der nominalen Arbeitskammern-Volumina auch während des laufenden Betriebs.This pivoting movement is the mechanical prerequisite for the continuously variable controllability of the nominal working chamber volumes even during ongoing operation.

Diese Aussage gilt uneingeschränkt für die originäre Form (vergl. Fig. 1) und die alternative Form (vergl. Fig. 12) der Kardandrehkolbenmaschine, wenn sie nach dem Stirling-Verfahren eingesetzt werden, d. h., keine Aus-/Einlaßöffnungen besitzt.This statement applies without restriction to the original shape (cf. FIG. 1) and the alternative shape (cf. FIG. 12) of the cardan rotary engine if they are used according to the Stirling method, ie they have no exhaust / inlet openings.

Diese Aussage gilt weiterhin uneingeschränkt für die alternative Form (vergl. Fig. 12) der Kardandrehkolbenmaschine auch bei allen übrigen, oben beschriebenen Einsatzarten, weil die Anordnung der erforderlichen Aus-/Einlaßöffnungen durch die Regelvorgänge unberührt bleibt.This statement still applies without restriction to the alternative form (see FIG. 12) of the cardan rotary piston machine also in all the other types of use described above, because the arrangement of the required exhaust / inlet openings remains unaffected by the control processes.

Diese Aussage gilt eingeschränkt für die originäre Form (vergl. Fig. 1) der Kardandrehkolbenmaschine, wenn sie in den übrigen Einsatzarten verwendet werden soll, wie folgt:This statement applies to the original shape (cf. Fig. 1) of the cardan rotary piston machine, if it is to be used in the other types of use, as follows:

Die Einschränkung bezeiht sich ausschließlich auf die Funktionen in den Arbeitskammern III und IV, weil die Anordnung der zugehörigen Aus-/Einlaßöffnungen für den Normalbetrieb gleichsinnig mit den Schwenkbewegungen bei Regelvorgängen verändert werden müßte.The restriction relates only to the functions in working chambers III and IV, because the arrangement of the associated exhaust / inlet openings for normal operation in the same direction as the Panning movements in control processes would have to be changed.

Da dieses unter dem vorliegenden Entwurfskonzept nur mit weiterem, unverhältnismäßig hohem technischen Aufwand möglich ist, sind für diese Bereiche nur marginale Justagen während des laufenden Betriebs stufenlos regelbar.Since this under the present design concept only with a further, disproportionately high technical effort is possible, only marginal adjustments during the continuously adjustable during operation.

Claims

1. Cardan rotary piston machine, characterized in that within two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) a rotary piston ( 3 a) with the input / output shaft ( 3 b) in the bearing ( 1 b) and a rotary piston ( 4 a ) with the auxiliary shaft ( 4 b) in the bearing ( 2 b) and a rotary piston ( 5 ), with the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) articulated, can rotate together and the working chambers formed according to the arrangement in the spherical housing I, II, III and IV during a full revolution of the input / output shaft ( 3 b) each changes the volume twice between a minimum and a maximum.

2. Cardan rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the axes of the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) are arranged at an obtuse angle and this angle, called the spreading angle, must not be less than 90 ° + x ° and sensibly should not be equal to or greater than 180 °, the angular amount of x ° being defined occasionally by the operational conditions and at least by the geometries of the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a), the rotary piston ( 5 ).

3. Cardan rotary piston machine according to claims 1 and 2, characterized in that with a full rotation of the input / output shaft ( 3 b) the volume in the working chambers I and II in opposite directions and relative to those of the working chambers III and IV by an angle of rotation of 90 ° change offset and the total usable work volume can be at least equal to or greater than the construction volume.

4. cardan rotary piston machine according to claims 1 to 3, characterized in that the parting plane ( 6 ) between the two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) perpendicular to the common axis plane of the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b ) and is arranged on the bisector of the spreading angle of their axes.

5. cardan rotary piston machine according to claims 1 to 4, characterized in that the two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) in the region of their parting plane ( 6 ) can be connected immovably, for example by on these housing shells ( 1 a) and ( 2 a) integrally formed flanges and a row of fitting screws arranged in a circle ( 6 a).

6. cardan rotary piston machine according to claims 1 to 5, characterized in that the drive / output shaft ( 3 b) serves one or the other purpose depending on the use of the cardan rotary piston machine and is therefore guided out of the housing bearing ( 1 b) while the auxiliary shaft ( 4 b) either in the housing bearings (2 b may be stored blind) and, for example, protected with a lid (16) or b) can be fed out as a rotary joint for the connection with other units out of the housing bearing (second

7. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 6, characterized in that the two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) are identical in shape and apart from further processing and additions and thus only twice the same spherical housing shell is required for a cardan rotary piston machine.

8. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 7, characterized in that the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) are natural, geometric physicality according to semicircular spherical segments and the rotary piston from two complementary to a full circle semicircular spherical segment pairs with themselves there is an angle of 90 ° crossing axes ( 7 ) and ( 8 ) and rotary pistons ( 3 a) in the axis ( 7 ) and rotary pistons ( 4 a) in the axis ( 8 ) are connected to the rotary piston ( 5 ) by cardan joints.

9. cardan rotary machine according to claims 1 to 8, characterized in that for a simple design of the rotary piston ( 3 a) from two thin but rigid semicircular layers of material ( 3 c) and ( 3 d) with drive / glued in between them in the neutral fiber Output shaft ( 3 b) and glued-in fabric tape ( 9 ), the rotary piston ( 4 a) is manufactured and equipped analogously to the rotary piston ( 3 a) and that the rotary piston ( 3 a) and the rotary piston ( 4 a) with the outstanding parts of the Fabric bands ( 9 ) in the neutral fiber between the two material layers ( 5 a) and ( 5 b) of the rotary piston ( 5 ) are glued gimbal-like in the axes ( 7 ) and ( 8 ), and these components are rotatable in the bearings ( 1 b) and ( 2 b) are mounted so that they can rotate in a contact-free manner with the smallest possible gap ( 10 ) within the spherical interior formed from the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a).

10. Cardan rotary machine according to claims 1 to 8, characterized in that, for example, for a different simple design of the rotary piston ( 3 a) consists of a thicker, but stiff, semicircular plate material and in the neutral fiber glued drive / output shaft ( 3 b), the Rotary piston ( 4 a) is manufactured and equipped analogously to the rotary piston ( 3 a), the rotary piston ( 5 ) also consists of a thicker, but stiff, fully circular plate material and with its neutral fiber in the axes ( 7 ) and ( 8 ) in the edge area Pockets ( 13 ) and hinge pins ( 11 ) are provided, on which the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) with their glued-on tabs ( 12 ) are gimbal-mounted, with semicircular profile strips ( 14 ) between the pockets ( 13 ) on both sides and are mounted in an intersecting manner on the rotary piston ( 5 ) in order to act as a sealing strip, and all the components mentioned are assembled in this way in the bearings ( 1 b) and ( 2 b) rt are, so that all parts with the smallest possible gap ( 10 ) move against each other without contact and can rotate in particular within the sphere interior without contact.

11. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8, characterized in that its components for more demanding operating conditions are made in solid construction from higher quality materials and their two rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) in the mutually perpendicular axes ( 7 ) and ( 8 ) are articulated to the rotary pistons ( 5 ), for example by a pair of threaded pins ( 15 ) each, and the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) are shaped at the connection points in such a way that they fit into cylindrical pockets ( 13 ) of the rotary piston () 5 ) reach into it, with all the articulation points and rotating parts being worked and stored in such a way that they fit together precisely and in a manner that a small gap ( 10 ) remains between them and the spherical inner wall of the housing for just barely contact-free movement.

12. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 11, characterized in that for a pump version in both housing shells ( 1 a) and ( 2 a) inlet openings ( 19 ) and outlet openings ( 20 ) are incorporated, the function of which is defined from the selected, indicated direction of rotation and which should be arranged only in the housing areas between the boundary lines ( 17 ) and ( 18 ), preferably so that the inlet opening ( 19 ) is opened by the covering rotary piston ( 3 a) to the working chamber I by the with To fill the volume increase associated with rotation, while at the same time the outlet opening ( 20 ) is also opened by the rotary piston ( 3 a) and the filled working chamber II is emptied by the volume reduction associated with the rotation, and these processes are offset by 90 ° by the rotary piston ( 4 a) can also be effected in the working chambers III and IV, whereby with a full rotation hung of the drive shaft ( 3 b) the total suction or delivery volume is at least equal to the volume of the entire interior of the ball, but can also be increased by increasing the spread of the axes to ( 3 b) and ( 4 b).

13. Cardan rotary piston machine according to claim 12, characterized in that the inlet and outlet openings do not need separate shut-off devices.

14. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 11, characterized in that it can be used as a compression machine by arranging a common inlet / outlet opening ( 21 ) for the working chambers I and II in the housing shell ( 1 a) and for the working chambers III and IV is provided in the housing shell ( 2 a), which are correspondingly closed and opened by the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) during rotation, after opening the opening ( 21 ), which is seen behind the rotary piston ( 3 a) the following working chamber can release the compressed medium in it and, after the pressure has been equalized, it can be filled with new medium through the same opening ( 21 ) in order to compress again when the piston ( 3 a) continues to rotate after the filling process has ended, and the Work cycles described in the opposite way in the working chamber II and by the rotating rotary piston ( 4 a) also in the A Working chambers III and IV, but offset by 90 °, can be effected.

15. Cardan rotary piston machine according to claim 14, characterized in that for sucking in a medium from a certain pipe system and pushing the compressed medium into another pipe system intended for this purpose and the openings ( 21 ) for example with a connecting pipe ( 22 ) in a T-shape can be connected, which in its simplest design is equipped with two flap disc valves ( 23 ), which are positioned as close as possible to the opening ( 21 ) in order to keep loss rates low and which, depending on their arrangement and function, enable the media to be managed separately according to their respective states.

16. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8 and 11, characterized in that it can be used as an expansion machine by comparatively in the pump version described according to claim (12), the places of the inlet openings ( 19 ) and the outlet openings ( 20 ) in the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) are exchanged and the direction of rotation is changed and, for example, steam is blown under pressure into the working chamber I through the inlet opening ( 19 ) shortly after being released by the rotary piston ( 3 a), the medium fills the chamber and itself expands further, the rotary piston ( 3 a) being rotated further in the direction of rotation until it releases the outlet opening ( 20 ) and the processed medium can escape therefrom, and the work cycles described in this way also run in working chambers III and IV, but by 90 ° offset without the need for separate shut-off devices such as valves, flaps or slides.

17. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8 and 11, characterized in that it can be used as an internal combustion engine (Otto engine) which works according to the two-stroke process by the inlet opening ( 19 ) and the outlet opening ( 20 ) here, for example, touching each other and a spark plug ( 24 ) are each arranged according to the arrangement at a functionally determined angle to the dead center of the rotary piston ( 3 a) in the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) and the air / gas mixture located in the working chamber I shortly before highest compression point was ignited by the spark plug ( 24 ), expands, the rotary lobe ( 3 a) drives in front of it until the trailing edge of the rotary lobe ( 3 a) first releases the outlet opening ( 20 ), the burned air / gas mixture emerges Immediately afterwards, the rotating piston ( 3 a) releases the inlet opening ( 19 ), the fresh air / gas mixture enters, the working chamber I is refilled and rotated again with the rotary lobe ( 3 a) into the compression, ignition and working phases, meanwhile offset in the working chamber II by 180 ° and in working chambers III and IV by 90 °, the same work cycles take place as described above, only one spark plug and one inlet / outlet opening being required for each of the two pairs of working chambers.

18. Cardan rotary piston machine according to claim 17, characterized in that the inlet opening ( 19 ) and outlet opening ( 20 ) touching each other, that is integrated in a housing opening, but lead to separate pipe systems according to the arrangement, namely inlet opening ( 19 ) is connected to the inlet pipe ( 25 ) and the outlet opening ( 20 ) with the outlet pipe ( 26 ), and in both pipes ( 25 ) and ( 26 ) flutter disk valves ( 23 ) are provided which, according to their arrangement and function, make it possible to separate the media according to their respective states and to conduct independently of one another, the flutter disk valves ( 23 ) being placed as close as possible to the openings ( 19 ) and ( 20 ) in order to keep the loss rates as small as possible, and there are no additional, actively controlled shut-off devices required for the two-stroke version of the cardan rotary piston machine.

19. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8 and 11, characterized in that it can be used as an internal combustion engine (Otto engine) which works according to the four-stroke process, by the inlet openings ( 19 ) and the outlet openings ( 20 ) in the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) are arranged as in the pump version according to claim 12, and the method of operation results from the schematic / tabular representations in Fig. 9c as an example for the working chambers I and II and the same processes, but by 90 ° offset also take place in working chambers III and IV, with only one spark plug and one inlet / outlet opening being required for each of the two pairs of working chambers.

20. Cardan rotary piston machine according to claim 19, characterized in that the four-stroke version, in contrast to the two-stroke version, is additionally equipped with actively controlled shut-off elements, in a manner known per se, for the inlet openings ( 19 ) and outlet openings ( 20 ) to realize in Figure 9c. workflows illustrated, and the inlet openings (19) and outlet ports (20) may be connected to respective pipe systems.

21. Cardan rotary piston machine according to claims 18 to 20, characterized in that it can also be used as an internal combustion engine which works according to the diesel process by coordinated with the dimensions selected on a case-by-case basis, in particular for the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a ) and the rotary piston ( 5 ) the spread angle of the shafts ( 3 b) and ( 4 b) is set such that the higher degrees of compression required for the diesel process are achieved, with a fuel injector and, for example, instead of the spark plug ( 24 ) one glow plug must be installed per housing shell ( 1 a) and ( 2 a).

22. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 21, characterized in that the rotating masses of the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a) and in particular the rotary piston ( 5 ) have the effect of a flywheel, whereby the special installation of a flywheel can be omitted.

23. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 13, characterized in that the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) in particular to the inner wall of the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) are profiled such that - Without touching each other - when rotating a known dynamically effected sealing effect is achieved, and typical profile shapes suitable for this are shown by way of example in FIGS . 10a to 10e and each can be used individually or combined with one another.

24. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8 and 11 to 22, characterized in that the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) with each other and with the inner wall of the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) is equipped with a sliding sealing system to reduce the loss rates, whereby known piston ring designs, modified for this case and shown in the application example of a peripheral seal for the rotary piston ( 5 ), that this with a U-shaped annular groove ( 25 ) for receiving the two-part quarter-circle piston ring segments ( 26 a) and ( 26 b) is equipped, the dimensions of the ring groove ( 25 ) and the piston ring segments ( 26 a) and ( 26 b) are chosen according to size and ratio such that everywhere and under all operating conditions only the smallest allowable movement play is possible and at the overlap of both segments ( 26 a) and ( 26 b) a spring ( 27 ) always tries to push the two segments ( 26 a) and ( 26 b) apart, support them at the articulation points on the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a), thereby sliding outwards and thus becoming one of those in operation Always anticipate expected gap changes sealingly on the inner walls of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a).

25. Cardan rotary machine according to claims 1 to 8 and 11 to 22 and 24, characterized in that the sealing system shown in claim 24 in the region of the articulation points of the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) in particular with respect to the inner walls of the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) is supplemented by two-part, cylindrical sealing elements ( 28 a) and ( 28 b) flush with the shape of the articulation points, with a continuous bore ( 29 a) in the element ( 28 a) for the threaded pin ( 15 ) and a non-continuous bore ( 29 b) in the element ( 28 a), also for the same threaded pin ( 15 ) and a spherical end face as a sealing surface to the inner wall, and both elements ( 28 a) and ( 28 b) have on the facing end faces in each case - as here in the selected case - four segment-like, oblique contact surfaces on which both sealing elements ( 28 a) and ( 28 b) move while increasing the overall height, if the between b Eiden sealing elements ( 28 a) and ( 28 b) clamped spring ( 30 ) rotates them against each other, so that these sealing elements in the installed state also seal under all gap changes between the inner wall of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) and the respective articulation points lay.

26. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8 and 11 to 22 and 24, 25, characterized in that, for example, for reasons of weight saving or reduced heat transfer, the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a) and the rotary piston ( 5 ) are not massive , but are made in hollow construction, whereby an inexpensive, two-part design, exemplified on a rotary lobe, provides for the use of two identical rotary lobe halves ( 31 a) and ( 31 b), which are connected to each other at the marked points ( 32 ), for example by countersunk screws are, optionally with an intermediate seal ( 33 ), and the connection of the two rotary piston halves ( 31 a) and ( 31 b) with the shaft ( 3 'b) takes place in the axial direction by an annular collar ( 34 ) and in the radial direction by a square ( 35 ), both of which fit without play in corresponding recesses in the rotary piston halves ( 31 a) and ( 31 b), so that there is a frictional connection sigen connection of the parts mentioned comes after screwing.

27. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 26, characterized in that the previous auxiliary shaft ( 4 b) by a in a newly defined connection plane ( 6 ') between the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) guided ring element ( 36 ) is replaced , wherein the ring element ( 36 ) - shown in the simplest form according to the arrangement - can also be replaced by the inner ring of a ball or roller bearing, in the present case with the smallest possible play in corresponding recesses in the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) below the spreading angle () to the input / output shaft ( 3 b) can be moved, the input / output shaft ( 3 b) is non-rotatably and immovably connected to the rotary piston ( 3 a '), which is circular in this embodiment and diametrical to the drive - / Output shaft ( 3 b) and coaxial with this can be equipped with an auxiliary shaft ( 3 b '), the od in the spherical housing shell ( 2 a) he can be stored as a through shaft, and that a second circular rotary piston ( 5 ') on the one hand in the axis ( 7 ) articulated with the rotary piston ( 3 a) and on the other hand in the axis ( 8 ) articulated with the ring element ( 36 ) is, whereby with the rotation of the input / output shaft ( 3 b), the respective work cycles in working chambers I and II run synchronously with those in working chambers III and IV and are not offset by 90 °, as well as the working cycles in working chambers I, III and II, IV take place in pairs in the same direction and in opposite directions under the pairs, however, each working chamber I to IV carries out a complete filling and delivery cycle with one full revolution of the input / output shaft.

28. Cardan rotary piston machine according to claim 27, characterized in that the rotary pistons ( 3 a ') and ( 5 ') are shaped such that they are both inserted into one another, and can be articulated with the pivot pin ( 37 ) and the articulation between the Rotary piston ( 5 ') and the ring element ( 36 ) is produced by two threaded pins ( 38 ) screwed into the ring element ( 36 ) in the axis ( 8 ) which fit into corresponding bores of the rotary piston ( 5 '), which means that only two take place originally three essential elements are needed and these rotate in the spherical housing.

29. Cardan rotary piston machine according to claim 27 and 28, characterized in that by increasing the support length for the mounting of the drive / output shaft ( 3 b) on the auxiliary shaft ( 3 b ') and their storage can be dispensed with.

30. Cardan rotary piston machine according to claim 27 and 29, characterized in that the one-piece design of the rotary piston ( 5 '), as shown for example in Fig. 12c, can also be carried out in two parts screwed together, the articulation in the rotary piston ( 3 a') accordingly is appropriately redesigned.

31. Cardan rotary piston machine according to claims 27 to 30, characterized in that also this alternative solution in a corresponding manner, as in the claims mentioned described, equipped, can be used as a pump, compression, Expansion or as an internal combustion engine according to the Otto or diesel process.

32. Cardan rotary piston machine according to claims 27 to 31, characterized in that the original drive / output shaft ( 3 b) as the auxiliary shaft ( 3 b ') is blind mounted, the ring element ( 36 ) for example with the rotor ( 39 ) of an electric motor, to which the stator ( 40 ) belongs, is connected and, as shown, the whole is integrated into the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) with a corresponding shape and this cardan rotary piston machine is moved from the rotor ( 39 ) of an electric motor via the ring element ( 36 ) and the rotary pistons ( 5 ′) and ( 3 ′) which are connected directly and indirectly in an articulated manner instead of via the input / output shaft ( 3 b), whereby the entire machine unit is completely hermetically sealed for certain purposes, even if the inlet and outlet openings are connected to the corresponding pipe systems.

33. Cardan rotary piston machine according to claims 27 to 31, characterized in that the housing shells ( 1 a) and ( 2 a) not made of magnetic materials, preferably made of plastic and their parting plane ( 6 '') relative to the original ( 6 ') mirror image Arranged perpendicular to the input / output shaft ( 3 b), the originally inner ring element ( 36 ) is placed closely around the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a), the new ring element ( 36 ') consists, for example, of magnetic iron and initially is positioned in the plane of the original parting plane ( 6 '), in the axes ( 8 ) of the rotary piston ( 5 '), for example, two cylindrical magnets ( 41 ) are diametrically flush with each other and firmly incorporated therein, the rotary piston ( 5 ') with its Axes ( 8 ) through the magnetic forces acting between the magnets ( 41 ) and the ring element ( 36 ') through the plastic housing shells also during rotation The input / output shaft ( 3 b) is always held at the level of the ring element ( 36 ') and can rotate absolutely without friction, without original mechanical guides.

34. Cardan rotary piston machine according to claim 33, characterized in that the ring element ( 36 ') is designed in two parts and the ring element halves ( 36 ' a) and ( 36 'b) are screwed overlapped at the connection points, that the assembled ring element ( 36 ') move in two cutouts ( 41 ) of the flange connection of both housing shells ( 1 a) and ( 2 a) and can thereby rotate about two pins ( 43 ) inserted diametrically opposite each other in the flange connection, which in turn can be inserted into corresponding bores in the ring element ( 36 ') fit in, by simply swiveling the ring element ( 36 ') during the operation of this cardan rotary piston machine, for example, the filling and delivery rate can be regulated continuously and without interruption from a maximum to zero and vice versa for all four working chambers I to IV.

35. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 15, characterized in that the functions of the auxiliary shaft ( 4 b) are replaced by a pair of cylindrical magnets ( 44 a) and ( 44 b), the magnet ( 44 a) fixed in a section of the Connecting flanges of both housing shells ( 1 a) and ( 2 a) positioned, and the magnet ( 44 b) is fixed and flush in the rotary piston (4 a), in addition one magnet ( 41 ) in each of the axes ( 8 ) flush in the rotary piston ( 4 a) is used in the area of the articulated connection with the rotary piston ( 5 ), the rotary piston ( 4 a) by the magnetic forces between the two magnets ( 41 ) and the ring element ( 36 ') and the pair of magnets ( 44 a), ( 44 b ) is carried out in a kind of three-point bearing and, for example, the filling and delivery rates can be adjusted continuously and without any interruption to a limited extent for all four working chambers I to IV.

36. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 3, characterized in that no closed, spherical housing is necessarily required, rather the storage of the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) in a frame, for example, from two curved T- Profiles ( 45 a) and ( 45 b), the working chambers I to IV are formed from flexible, lantern-shaped bellows ( 46 ), for example in spherical form, which on both sides between the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a) and the circular piston ( 5 ) arranged and connected to them in a form-fitting, force-fitting and sealed manner, the contents of the working chambers I to IV enclosed by the bellows ( 46 ) changing with a full rotation of the input / output shaft ( 3 b) in such a way that each of the four working chambers for example, once for a pump version and once blown out.

37. Cardan rotary piston machine according to claim 36, characterized in that, for example, for a pump version, the filling and conveying takes place via hollow shafts connected to the hollow rotary pistons ( 47 ), which in turn are connected to the working chambers via a flap disk valve system, in particular the hollow rotary pistons (47) (a 47), (47 c) consists of two side parts with integrated fitting parts (47 b) for the hinge connections with the rotary piston (5) and the front part, the side parts (47 a) with the connecting flanges (46 a) of the bellows ( 46 ) are connected, to which openings ( 47 d) made in the side parts ( 47 a) lead, inside the rotary pistons ( 47 ) partition walls ( 47 d), ( 47 e) and ( 47 f) are arranged in this way that they form separate antechambers, which are denoted by AI, AII, B and C, coming from the outside, two interlocking hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b) are connected to the rotary piston ( 47 ), namely the hollow shaft ( 48 a) with the end part ( 47 c) and the hollow shaft ( 48 b) with the partition ( 47 d), but pushed through, according to the arrangement, two flap disk valves ( 23 ) in the partition walls ( 47 d) and ( 47 e) and a bolt circle ( 47 g) are provided in the end part ( 47 c) between the two hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b), which makes it possible to carry out the filling and conveying processes, for example, in working chambers I and II to operate via the hollow shaft ( 48 b) or via the ring channel ( 49 ) between the hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b), the ring channel ( 49 ) taking care of the filling processes and the hollow shaft ( 48 b) of the conveying processes, analogous to the hollow shaft pair solution for working chambers I and II, the auxiliary shaft ( 4 b) must also be replaced by a hollow shaft pair for working chambers III and IV and the rotary piston ( 4 a) must be converted into a hollow piston, after all, both hollow shaft pairs are known per se Way with rotating connection fittings to be provided and supplied and disposed of accordingly.

38. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 37, characterized in that it can be combined in a different way with another cardan rotary piston machine or several other identical or different types and with different uses, in order to achieve maximum versatility and flexibility for the variety of possible individual operating conditions to create, for which some typical combinations are shown in FIGS . 17 to 17g.

39. Cardan rotary piston machine according to claim 38, characterized in that two cardan rotary piston machines - a complete unit with ( 50 ) - with their auxiliary shaft ( 4 b) by a clutch ( 51 ) are connected to each other in a rotationally mechanical manner taking into account the cardan kinematic laws such that the Drive input / output shafts of both units ( 50 ) synchronously with constant angular speeds and therefore couplings of several units ( 50 ) should preferably be carried out in pairs.

40. Cardan rotary piston machine according to claims 38 and 39, characterized in that two or more pairs of cardan rotary piston machines ( 50 ) are connected via a gear with the wheels ( 52 ) and ( 53 ) and the common input / output shaft ( 54 ).

41. Cardan rotary piston machine according to claim 38 and 39, characterized in that two or more pairs of cardan rotary piston machines ( 50 ) via a gear with two wheels ( 52 ) act in accordance with the arrangement on the extended input / output shaft ( 3 b) of a cardan rotary piston machine ( 50 ) .

42. Cardan rotary piston machine according to claim 38, characterized in that a plurality of units ( 50 ) are connected in a linear manner in a rotationally mechanical manner by means of couplings ( 51 ).

43. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 26 and 38 to 41, characterized in that, alternatively to the position of the parting plane ( 6 ) between the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) according to claim 4, these with the associated connecting flanges and screw connections in the Common axis center plane of the input / output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) is placed, which also creates two shape-identical housing shells ( 1 a ') and ( 2 a'), which apart from further individual processing and add-on manufacturing and economic Advantages.

44. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 26 and 38 to 41, characterized in that by simply rotating against each other on the parting plane ( 6 ) assembled, identical, spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) any desired spreading angle between the drive / Output shaft ( 3 b) and the auxiliary shaft ( 4 b) can be adjusted and fixed, for example, by a screw connection ( 6 a), the adjustability depending on the planned application profile and being implemented in the most cost-effective manner, continuously from zero to the maximum possible on the machine side Spread angle is sufficient and finally the inlet and outlet openings ( 19 ) and ( 20 ) can be placed in the most favorable manner in the shape-identical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) depending on the respectively selected and fixed spread angle.

45. Cardan rotary piston machine according to claim 44, characterized in that the screw connection ( 6 a) of the housing parts ( 1 a) and ( 2 a) is provided with closely tolerated elongated holes, which make it possible to additionally reduce the cardan rotary piston machine at the place of use under operating conditions adjust by rotating only the housing parts ( 1 a) and ( 2 a) within the degree of freedom of the elongated holes against each other, for example, manually or remotely with an auxiliary drive, the inlet and outlet openings ( 19 ) and ( 20 ) being flexible in a manner known per se are to be connected to the corresponding pipe systems.

46. Cardan rotary machine according to claims 1 to 8 and 11 to 22 and 24 to 31 and 43, characterized in that, for example, one in the same unit Internal combustion engine are connected to a compression engine, the Working chambers I and II for the internal combustion engine, working chambers III and IV can be used for the compressor and this exemplary combination as one charged two-cylinder two-stroke internal combustion engine can work.

47. Cardan rotary piston machine according to claims 38 to 42, characterized in that two and more units ( 50 ) are assembled and combined in an integral construction and, for example, via a common auxiliary shaft ( 4 b) in a rotationally mechanical manner and via a cylindrical, open or closed adapter ( 55 ) are interconnected in terms of housing.

48. Cardan rotary piston machine according to claim 47, characterized in that the parting plane ( 6 ) of the spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) is arranged such that the cylindrical adapter ( 55 ') has parallel connection planes.

49. Cardan rotary piston machine according to claims 47 and 48, characterized in that two and more units ( 50 ) are integrated in a shortened overall length in a common housing, which consists of housing shells ( 1 a ') and ( 2 a'), the parting plane ( 6 ) in the common axis plane of the input / output shafts ( 3 b), the two rotary pistons ( 4 a) are combined to form a common rotary piston ( 4 a '), which gives this variant of a cardan rotary machine two additional working chambers V and VI, that is a total of six Working chambers, where the working chambers V and VI can be designed to be structurally smaller than, the same size as or larger than the working chambers I to IV.

50. Cardan rotary piston machine according to claim 47, characterized in that the original halves of the integrated rotary piston ( 4 a ') according to the arrangement around a cylindrical portion, for example for additional storage and also the common housing shells ( 1 a') and ( 2 a) and a corresponding Amount are expanded, which creates the working chambers VII and VIII and thus a total of eight working chambers are housed in a common housing, with the same working cycle pairs for the working chambers I, III and II, IV, but by 90 ° compared to the same working cycle pairs V, VII and VI, VII.

51. Cardan rotary piston machine according to claim 50, characterized in that the cylindrical portion is enlarged such that an integrated connecting element between the bearings ( 4 a '') can be used as an interface for example for an electric motor with the further possibility of this in the same Integrate housing with.

52. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8, 11 to 21, 27 to 35 and 38 to 51, characterized in that the housing shells ( 1 a), ( 2 a), ( 1 a ') and ( 2 a') in at are known to be provided with cooling fins or surrounded by cooling coils for water cooling or are double-walled.

53. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 8, 11 and 24 to 26, characterized in that it works according to the known principle of the Stirling engine and can be used in the thermal power coupling if the rotary pistons ( 3 a), ( 4 a ) and the rotary piston ( 5 ) with abrasive seals against each other and against the interior of the spherical housing shells ( 1 a ') and ( 2 a') are provided to prevent pressure equalization of the media in working chambers I to IV, and the housing shells have spherical cap-shaped cooling zones ( 56 b) and heating zones ( 57 b) which are separated from one another by a central zone.

54. Cardan rotary piston machine according to claim 53, characterized in that the delimiting, circular planes ( 56 a) and ( 57 a) of the spherical caps ( 56 b) and ( 57 b) with respect to the theoretical minimum value are advantageously determined by the pairing of the lower intersection points of the axes ( 7 ) and ( 8 ) with the contours of the rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) to the plane ( 56 a) and by the paired assignment of the upper intersection points of the axes ( 7 ) and ( 8 ) with the contours of Rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) to level ( 57 a).

55. Cardan rotary piston machine according to claims 53 and 54, characterized in that to reduce the heat transfer from the housing shell ( 1 a ') to the housing shell ( 2 a') and vice versa, and for sealing a seal ( 6 c) is arranged between the two housing shells.

56. cardan rotary piston machine according to claims 53 to 55, characterized in that the connecting flanges of the spherical housing shells ( 1 a ') and ( 2 a') are dimensioned so wide to simultaneously as a separating screen or as part of a partition between the heating and cooling -Ranges can act.

57. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 3 and 36, characterized in that it can also be used according to the known principle of the Stirling engine and in the heat / power coupling, if it is ensured that the bellows ( 46 ) , made of suitable material, without being damaged by moving through heating and cooling media areas, which are arranged analogously to the dome-shaped heating or cooling zones according to claim 53.

58. Cardan rotary piston machine according to claim 57, characterized in that no hollow rotary pistons ( 3 a) and ( 4 a) and no hollow shafts ( 48 a) and ( 48 b) are required.

59. Cardan rotary piston machine according to claims 27, 28 and 31, characterized in that this alternative can also be used according to the known principle of the Stirling engine and in the case of cogeneration, if the required heating and cooling zones, the special conceptual conditions taking these alternatives into account, as exemplified in FIGS. 23b to 23d, but showing the principle.

60. Cardan rotary piston machine according to claim 59, characterized in that the housing shells ( 1 a '') and ( 2 a '') are not screwed together by a flange connection, but instead by fitting bolts inserted into pockets ( 6 a ''), so that the surface of the entire housing is designed to be as even as possible and therefore more favorable for the arrangement and effect of the heating and cooling surfaces.

61. Cardan rotary piston machine according to claims 59 and 60, characterized in that instead of the guides of the rotary piston ( 5 a '') previously arranged in the area of the housing shell walls, now by a in the ball interior of the housing shells ( 1 a '') and ( 2 a '') fixed guide system is replaced.

62. Cardan rotary piston machine according to claims 59 to 61, characterized in that the guide system arranged in the ball interior of the housing shell ( 1 a '') and ( 2 a '') fixedly consists of a ball element which consists of the screwed together ball halves ( 63 a) and ( 63 b) is formed, thereby creating an annular groove ( 64 ) in which the ring element ( 65 ), which is provided with pins in the axial positions 8/8 , can rotate with the smallest possible play, thereby causing the articulated guidance of the rotary piston ( 5 a '') becomes.

63. Cardan rotary piston machine according to claims 59 to 62, characterized in that the ball element assembled from the parts ( 63 a) and ( 63 b) by the screw connection ( 63 c) is fixed by the axis ( 62 ) exactly in the center of the ball housing by this is connected to the ball element in a rotationally secure manner by a square and is axially secured with a pin ( 62 b) and is screwed on from the outside with screws ( 62 a) to both housing shells ( 1 a '') and ( 2 a ''), whereby the rotary piston ( 3 a '') with its bore ( 3 b '') can be supported on the axis ( 62 ).

64. Cardan rotary piston machine according to claims 31 and 59 to 63, characterized in that also this variant, equipped in a corresponding manner as shown in claim 31, in addition to Use according to the Stirling process as a pump, expansion, compression or as Internal combustion engine can be used according to the Otto or diesel process.

65. Cardan rotary piston machine according to claims 59 to 63, characterized in that the housing shells ( 1 a ''') and ( 2 a'''), connected by pocket screws (6 a '') inserted together, in an open frame T-profile parts ( 45 a ') and ( 45 b'), which are screwed together at ( 45 c '), are freely rotating, the drive shaft ( 3 b''), with screws ( 62 a) attached to both housing shells in a rotationally fixed manner , is mounted in the frame part ( 45 a '), and opposite the axis ( 62 ), fastened with screws ( 62 a) to the frame part ( 45 b'), the bearing forms for the rotary piston ( 3 a ''') by the screw connection ( 66 b) is firmly and sealingly joined with both housing shells ( 1 a ''') and ( 2 a''') and can rotate together with them.

66. Cardan rotary piston machine according to claims 1 to 5, 8, 11, 22, 24, 25, 53, 54 and 59, thereby characterized that the volumes of their working chambers during ongoing operations can be changed continuously from zero to a machine-specific maximum value.

67. Cardan rotary piston machine according to claim 66, characterized in that the volumes of their Working chambers during operation, either manually or automatically, through the current operating parameters can be regulated, changed.

68. Cardan rotary piston machine according to claims 66 and 67, characterized in that the parting plane ( 6 ) of the two spherical housing shells ( 1 a) and ( 2 a) is preferably perpendicular to the central axis ( 3 b) of the input / output shaft ( 71 ) and this, in the bearing tube ( 1 a) connected to the bearing tube ( 72 ) in the bearings ( 73 a) and ( 73 b) rotatably and sealed against the interior of the ball, inside with the rotary piston ( 3 a) and outside with the gear ( 74 ) is firmly connected for power transmission.

69. Cardan rotary piston machine according to claims 66 to 68, characterized in that in the center of the ball housing, a ball element consisting of two hemispherical parts ( 63 a ') and ( 63 b') is firmly positioned by only the part ( 63 a ') being fixed with the hollow shaft ( 62 ') is connected and the hollow shaft ( 62 ') can be supported on the inside with the bearing ( 75 ) at the end of the hollow drive / output shaft ( 71 ) and on the outside is firmly screwed to the crossmember ( 76 b), which in turn is connected via the screw connection ( 76 c) to the frame construction ( 76 a) fixed to the housing shell ( 1 a) and the bearing tube ( 72 ).

70. Cardan rotary piston machine according to claims 66 to 69, characterized in that the hemispherical part ( 63 b '), the ball element with the screw connection ( 77 ) rotatably mounted on the other half, part ( 63 a'), and according to the illustration with the pin ( 78 ) swiveled so that the spreading angle between the two rotary piston axes can be changed continuously while the machine is running.

71. Cardan rotary piston machine according to claims 66 to 70, characterized in that the pivoting process by hand, automatically, electrically, mechanically, hydraulically, pneumatically or in combinations thereof can be effected either from the outside and / or from the ball element in the interior of the housing, for example one Servo control ( 79 ) with auxiliary manual control is mounted on the crossbar ( 76 b) into which the control, operating and supply lines ( 80 ) lead from outside.

72. Cardan rotary piston machine according to claims 66 to 71, characterized in that, for example, a mechanical solution for the pivoting mechanism in the central ball element is accommodated in a cylinder-shaped working space ( 82 ) made out of the part ( 63 a ′), which is provided by a ring groove ( 81 ) between the two parts ( 63 a ') and ( 63 b') lying seal ( 82 ) is sealed and into which the crescent-shaped driver arm ( 84 ) protrudes, which with dowel pins ( 84 c) on the ball element part ( 63 b ') is connected to the driving arm (84) image-with two eyes a) and (84 b) is provided (84, wherein in the eye (84 a), the end of a Bowden cable (85) in the eyelet (84 b) Tension spring ( 86 ) with the pin ( 87 ) is attached as a counterpoint, so that in the final assembled state the ball element part ( 63 b) with the attached pin ( 78 ) by actuating the Bowden cable ( 85 ) from the outside via the servo control tion ( 79 ) can be pivoted continuously against the spring force.

73. Cardan rotary piston machine according to claims 66 to 72, characterized in that the movable ball element part ( 63 b ') with the attached pin ( 78 ) preferably pivoted for the normal operating position under Bowden cable and against the spring force to the corresponding end position and thus clearly should be fixed.

74. Cardan rotary piston machine according to claims 66 to 71, characterized in that, by way of example, a hydraulic solution for the swivel mechanism instead of the hollow axis ( 62 ') has a solid, fixed inner axis ( 62 '') which can be rotated with the screw pin ( 77 ') one-piece ball element 63 is connected, which has the pin 78 , the ball element ( 63 ) is equipped with a recess ( 89 ) in which the flattened end of the inner axis ( 62 '') can move with the least possible play, the inner axis ( 62 '') Is screwed on the outside to the crossbeam ( 76 b) and has bores ( 88 a) and ( 88 b) which are connected to the two bellows ( 90 ) in the recess ( 89 ), which means that from the outside via the servo control ( 79 ) activated hydraulic medium can alternately enlarge and reduce the bellows ( 90 ), which causes the stepless pivoting of the ball element ( 63 ) around the screw pin ( 77 ').

75. Cardan rotary piston machine according to claims 61, 62 and 66 to 71 and 74, characterized in that alternatively, instead of the pin ( 78 ), the one-piece ball element ( 63 ) with the annular groove ( 64 ) for guiding the rotary piston ( 5 a '') is and thus the continuous change of the working chamber volumes during operation is also given for the alternative design of a cardan rotary piston machine mentioned.

76. Cardan rotary piston machine according to claims 61 to 75, characterized in that the Ratio of the working chamber volumes to the housing surface with the same Housing diameter with the size of the arranged in the center of the spherical housing Spherical element changes and so it to the respective individual operational requirements can be adjusted.