EP0918138A2 - Device with rotary pistons circulating in a ring shaped space, enclosing an expansion chamber - Google Patents

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EP0918138A2
EP0918138A2 EP98119357A EP98119357A EP0918138A2 EP 0918138 A2 EP0918138 A2 EP 0918138A2 EP 98119357 A EP98119357 A EP 98119357A EP 98119357 A EP98119357 A EP 98119357A EP 0918138 A2 EP0918138 A2 EP 0918138A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotary pistons
expansion chamber
torque transmission
transmission shaft
rotary
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98119357A
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German (de)
French (fr)
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EP0918138A3 (en
Inventor
Erfindernennung liegt noch nicht vor Die
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hermann Bruemmer KG
Original Assignee
Hermann Bruemmer KG
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Publication date
Application filed by Hermann Bruemmer KG filed Critical Hermann Bruemmer KG
Publication of EP0918138A2 publication Critical patent/EP0918138A2/en
Publication of EP0918138A3 publication Critical patent/EP0918138A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • F01C1/07—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having crankshaft-and-connecting-rod type drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B2053/005—Wankel engines

Definitions

  • the invention relates to a device with at least two rotating pistons revolving in an annular space Circulation direction forward an expansion chamber in the annulus and limit the rear, with the rotary pistons over a Gear arrangement with a common torque transmission shaft connected that the volume of the expansion chamber alternately reduced in size and enlarged.
  • a device of the type described above can be used both as Pump as well as an internal combustion engine.
  • An internal combustion engine with a rotary piston is a Wankel engine known. With a Wankel engine, the expansion takes place Expansion chamber not only in the direction of rotation of the rotary piston around the output shaft, but also in this vertical, radial direction. To get you relative movement of the Rotating piston to the combustion housing surrounding it control is a complex gear transmission between the Rotary pistons and the output shaft required.
  • a device designed as an internal combustion engine described type, in which the expansion chamber in advantageously only by moving the rotary piston in Direction of rotation reduced and enlarged, is from DE 42 26 629 A1 known.
  • the gear arrangement has a large number connecting rods supported on a cam disc. The load on the individual connecting rods occurring in this arrangement and their articulations also due to the friction on the Cam disc does not leave a long life of the known Expect device. Nor is it realistic that known device for the application of high torques to train a large displacement of the expansion chambers.
  • the gear arrangement has a planetary gear and several handlebars and cranks between the Rotary piston and the torque transmission shaft.
  • the Gear arrangement is relatively complicated. So prepare it Difficulty with a device with relatively little effort to realize that for large torques over long service lives is suitable.
  • the invention has for its object a device Point out the type described above, in which the gear arrangement for alternately reducing and enlarging the Expansion chamber in the direction of rotation as simple as possible is built to be powerful with little effort To be able to implement devices.
  • this object is achieved in that the Gear arrangement between the torque transmission shaft and at least one of the rotary pistons at least one kinked and not in terms of its cyclic rotational phase shift has compensated universal joint.
  • Cardan joints are known to be in a broken state a uniform rotational movement into an input convert non-uniform output side rotational movement that cyclically leads and lags the incoming rotational movement.
  • a universal joint has a torque transmission element four pairs of hinge pins arranged crosswise. On everyone A pair of pivot pins engages a fork attached to the part of the universal joint on the input or output side connected is. To describe the phase shift by a universal joint is on the one of the bent universal joint defined plane referred to as the joint plane. Will continue the rotational position of the forks with the rotational position of the axes of the Equalized pivot pin of the torque transmission element, on which the respective fork engages.
  • the gear arrangement preferably has between the Torque transmission shaft and at least one of the two Rotary pistons at least two and in particular more kinked, not compensated universal joints that without Rotational phase difference are connected in series.
  • no compensation of the rotational phase shift of the individual universal joints but an addition of this rotational phase shift reached.
  • Even larger relative movements of the rotary pistons to each other arise when the gear arrangement between the Torque transmission shaft and each of the two rotary pistons has kinked, not compensated universal joints, the the universal joints assigned to the two rotary pistons with a Rotation phase difference of 90 ° are arranged.
  • the one rotary piston opposite the torque transmission shaft leads, the other rotary piston over the Torque transmission shaft just lagging, and vice versa.
  • the amount of cyclic rotational phase shift of each universal joint depends on the size of the articulation angle of the universal joint. With a straight universal joint, the amount is cyclical Rotation phase shift is 0. With a kink angle of 45 ° the rotation phase shift about +/- 10 ° or when choosing one other point 0 to 20 °.
  • each with an articulation angle of 45 ° have a rotation phase shift of a total of +/- 40 ° or 0 to 80 ° realizable.
  • the four universal joints only one or in groups of two two rotary pistons be assigned.
  • At least one universal joint can be the resulting Rotation phase shift and thus the maximum relative movement of the two rotary pistons can be changed. As a result this means that the compression of the expansion chamber between the rotary piston is changed. So the compression of the Expansion chamber adapted to different operating conditions without the construction of the entire device needs to be changed.
  • the new device can be used regardless of the number of Expansion chambers can be designed as a pump.
  • the device in another Embodiment is the device as an internal combustion engine educated.
  • feed and Discharge openings to the expansion chamber or are provided be a significant expansion in the circumferential direction of the Have rotary pistons in the annulus if not reached that one of the two rotary pistons is almost at rest when the other rotary piston approaches or moved away from him. This can be achieved with at least four kinked and not compensated universal joints between each the rotary piston and the torque transmission shaft.
  • a cylindrical housing 1 is shown, in which a Annulus 2 is formed.
  • the annular space 2 runs coaxially an axis 3. Radially outwards, the annular space 2 is through the Housing 1 limited.
  • a shaft 4 delimits radially inwards Annulus 2.
  • Axial annulus 2 is shown in the sectional figure 1 invisible side walls of the housing 1 limited.
  • Die Rotary pistons 5 to 8 are axially symmetrical to the pair Axis 3 and in these pairs 5 and 7 or 6 and 8 in one piece educated. From Figure 1, the one-piece training for the Rotary pistons 6 and 8 emerge.
  • connection of the axisymmetric Rotary pistons 5 and 7 are in another, parallel given to the plane of the drawing according to FIG. 1.
  • the rotary pistons 5 to 8 are not one in FIG Gear arrangement shown with a likewise not shown torque transmission shaft connected. At uniform rotating torque transmission shaft also run the rotary pistons 5 to 8 in an arrow 9 indicated direction of rotation in the annulus 2 steadily around the Axis 3 around.
  • the gear arrangement mentioned causes that the rotary pistons 5 and 7 alternately the rotary piston 6 and 8 lag and lead. This reduces and the volume alternately increases by four, each between two rotating pistons adjacent in the direction of rotation trained expansion chambers 11 to 14.
  • Figure 1 shows a Position of the rotary pistons 5 to 8 in which the expansion chambers 11 to 14 have their average volume.
  • inlet openings 19 and outlet openings 20 are provided in the housing 1.
  • the Inlet openings 19 extend over areas 15 and 16 in the direction of rotation of the rotary pistons 5 to 8.
  • the outlet openings 20 extend over areas 17 and 18 in this Orbital direction. In the inlet openings and outlet openings are no separate valves are provided.
  • FIG. 3 shows the housing 1 from the right side of FIG. 1 and 2 ago.
  • the rotary pistons 5 to 8 are not shown.
  • the two rotary pistons are shown 6 and 8 connecting shaft 4 and a rotary piston 5 and 7 connecting coaxial to the shaft 4 arranged around the axis 3 hollow shaft 21.
  • the inlet openings 19 and the outlet openings 20 in the direction of the axis 3 can be arranged offset to each other. This will make it possible that they immediately in the direction of rotation according to arrow 9 adjoin each other.
  • FIG 4 there are two in a row at the end of a torque transmission shaft 22 connected universal joints 23 and 24 shown.
  • the universal joints 23 and 24 each have two in Forks 25 offset from one another by 90 ° and 26, which are arranged crosswise and not here illustrated pivot pin of a torque transmission element Attack 27.
  • the forks 25 and 26 are rotated about their longitudinal axes. If the universal joints 23 and 24 when turning the torque transmission shaft 22 are bent as shown, lead the Forks 25 and 26 simultaneously against the torque transmission elements 27 a pivoting movement about the axes 29 and 30 of the respective hinge pin, not shown here, on the Torque transmission element 27 from.
  • Figure 5 the cyclic rotational phase shift at Arrangement of the universal joints 23 and 24 according to Figure 4 graphically explained.
  • the axis 29 of the input side is shown Fork 25 of the entire arrangement according to Figure 4 and the Axis 30 of the output fork 26 of the entire arrangement according to Figure 4.
  • Figure 5a corresponds to the starting position of the Forks according to Figure 4.
  • the axes 29 and 30 are below a rotation angle of 90 ° to each other.
  • Figure 5b shows axes 29 and 30 after the torque transmission shaft 22 according to FIG. 4 in the direction of arrow 9 by 45 ° was twisted.
  • the forks 25 on the input side are in accordance with FIG Figure 1 from that defined by the kinked universal joints common joint plane emerged.
  • the resulting one Rotation of the output forks 26 is faster run as that of the input-side forks 25.
  • In the Direction of rotation according to arrow 9 has the axis 30 of the axis 29 approximated by 20 °.
  • the distance is both axes 29 and 30 again 90 °.
  • Cardan joints can be between the torque transmission shaft 22nd and a pair of the rotary pistons 5 and 7 or 6 and 8 be connected in series. However, it is preferred in each case two universal joints between the torque transmission shaft and to provide a pair of rotary pistons.
  • the input side forks of the one pair of Rotary pistons leading universal joints to the input side Forks that lead to the other pair of rotary pistons Cardan joints are arranged rotated by 90 °, being on the Angular position of the forks to the respective joint planes arrives, which are defined by the individual universal joints.
  • FIG. 6 shows two pairs 23, 24 connected in parallel to one another or 33, 34 of cardan joints 23 connected in series and 24 or 33 and 34. All universal joints are 23, 24, 33 and 34 kinked in the same joint plane.
  • the rotary motion The torque transmission shaft 22 is of equal size over two Toothed belt pulleys 31 and 32 and a toothed belt 28 on the Input side of the universal joint 33 transferred, which is so rotates synchronously with the input side of the universal joint 23.
  • Output side drives the universal joint 34, the shaft 4 and the universal joint 24 the hollow shaft 21 of the device according to the figures 1 to 3, with between the shaft 21 and the output side of the universal joint 24 again two toothed belt pulleys of the same size 35 and 36 and a toothed belt 37 are connected.
  • At the universal joints 23 and 24 run the Axes 29 of the input-side forks 25 in each case exactly in these joint planes when the axes 29 of the input side Forks 25 of the universal joints 33 and 34 just perpendicular to the Joint planes are aligned or the axes 30 of the output side Forks 26 run straight in the joint planes.
  • FIG. 7 This results in the cyclic rotational phase shift shown in FIG. 7 between the output axes 30 'and 30 '' of the universal joints 24 and 34 according to FIG. 6 the rotational position of the axis 30 'in Figures 7a to d Rotational positions of the axis 30 in Figures 5a to d.
  • Figures 7a to d correspond to angles of rotation of the torque transmission shaft 22 in the direction of arrow 9 compared to FIG 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °.
  • the distance is both axes 30 'and 30' '90 °.
  • Figure 7b the distance has increased the axis 30 '' to the axis 30 'in the circumferential direction to 130 ° elevated.
  • FIG. 7c it is again 90 °.
  • Figure 7d it decreases to 50 °. This is the way you want to work the device according to FIGS. 1 to 3 can be implemented, where Figure 7a, Figure 1 and Figure 7b corresponds to Figure 2.
  • FIG 8 it is indicated how the measure of the cyclic rotational phase shift through the universal joints 23 and 24 and can also be changed accordingly by universal joints 33 and 34 can.
  • the kink angle 38 stands for this as a variable Cardan joints available.
  • the rotation phase shift mentioned so far by a universal joint of +/- 10 ° or by two Cardan joints of +/- 20 ° result at an articulation angle 38 of about 45 °. Smaller break angles correspond to smaller cyclical ones Rotational phase shifts and vice versa.
  • At a kink angle 38 from 0 ° there is no rotational phase shift at all more and the expansion chambers do not change their volume. With increasing kink angle 38 increases the compression of the Expansion chambers.
  • Figure 9 outlines the possibility of cardan joints 23 and 33 not next to each other, but to be arranged coaxially, the Forks 25 'and 26' of the universal joint 28, the forks 25 '' and 26 '' of the universal joint 33. Only those are shown in FIG. 9a respective fork pairs and in Figure 9b the two into each other arranged torque transmission elements 27 'and 27' 'of Cardan joints 23 and 33 shown. In Figure 9b are also to the fork 25 'associated pivot pin 39' and that to the Fork 26 'associated pivot pin 40' or the fork 25 '' associated pivot pin 39 '' and the associated to the fork 26 '' Hinge pin 40 '' shown.
  • the pivot pin 39 define an axis 29 and the pivot pin 40 each an axis 30 of the respective universal joint around which the forks 25 or 26 pivotable relative to the torque transmission element 27 are.
  • the coaxial arrangement outlined in FIG. 9 of universal joints enables a particularly elegant construction the new device, especially if the kink angle of assigned to two different pairs of rotary pistons Cardan joints should be changed to the same extent.
  • FIG. 12 shows the middle one Volume of all expansion chambers 11 to 14 reproduces.
  • Figures 11 to 12 is the operation of the device according to Figures 10 and 12 to explain well, which is a Four-stroke internal combustion engine.
  • Figure 11 is the content the expansion chamber 14 and is compressed by a spark plug 41 ignited.
  • the expansion chamber 11 has due to the expansion Your previously ignited content its maximum volume reached.
  • the expansion chamber 12 has its burned content ejected to a remainder corresponding to the remaining volume.
  • the expansion chamber 13 has sucked in an air-fuel mixture. (If a fuel injection pump, not shown here is present, the expansion chamber 13 has accordingly only air sucked in.)
  • the subsequent turning position of the Rotary pistons 5 to 8 according to FIG. 12 which are compared to FIG.
  • the expansion chamber 14 has below The effect of its burning content is already on it expanded half the maximum volume.
  • the Expansion chamber 11 through the outlet opening 20, which here only a small extension in the direction of rotation according to arrow 9 ejected about half of their burned content.
  • the expansion chamber 12 has 19 air-fuel mixture via the inlet opening sucked in so far that she got her half has reached maximum volume.
  • the expansion chamber 13 has that previously sucked air-fuel mixture already on the Half of its initial volume is compressed. In the next step becomes the air-fuel mixture in the expansion chamber 13 fully compressed and gets under the spark plug 41.
  • the Expansion chamber 13 corresponds to the expansion chamber in this position 14 according to FIG. 11, etc.

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Abstract

The rotary piston device has at least two rotary pistons running round in an annular cavity, bounding at least one expansion chamber in the cavity at front and back. The rotary pistons are connected by a transmission device to a common torque transmission shaft (22) so that the volume of the expansion chambers in the running direction is alternately contracted and expanded. The transmission device between the shaft and at least one of the pistons has at least one cranked cardan joint (23,24) which is not compensated in respect of its cycling rotary phase shift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit mindestens zwei in einem Ringraum umlaufenden Rotationskolben, die in ihrer Umlaufrichtung eine Expansionskammer in dem Ringraum nach vorne und hinten begrenzen, wobei die Rotationskolben über eine Getriebeanordnung so mit einer gemeinsamen Drehmomentübertragungswelle verbunden sind, daS sich das Volumen der Expansionskammer in der Umlaufrichtung wechselweise verkleinert und vergrößert.The invention relates to a device with at least two rotating pistons revolving in an annular space Circulation direction forward an expansion chamber in the annulus and limit the rear, with the rotary pistons over a Gear arrangement with a common torque transmission shaft connected that the volume of the expansion chamber alternately reduced in size and enlarged.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art kann sowohl als Pumpe als auch als Verbrennungsmotor ausgebildet sein.A device of the type described above can be used both as Pump as well as an internal combustion engine.

Herkömmliche Verbrennungsmotoren setzen die lineare Bewegung eines Kolbens in einem Zylinder mit Hilfe einer Pleuelstange und einer Kurbelwelle in eine Rotationsbewegung um. Es sind jedoch immer wieder Versuche unternommen worden, Verbrennungsmotoren mit einer sich in Umlaufrichtung einer Abtriebswelle ausdehnenden Expansionskammer zu schaffen, damit die bei der Verbrennung in der Expansionskammer frei werdende Kraft direkt ein Drehmoment um die Abtriebswelle hervorruft.Conventional internal combustion engines use linear motion a piston in a cylinder using a connecting rod and a crankshaft into a rotational movement. However, there are Attempts have repeatedly been made to use internal combustion engines with an expanding in the direction of rotation of an output shaft Expansion chamber to create the combustion force released directly in the expansion chamber is a torque around the output shaft.

Ein Verbrennungsmotor mit einem Rotationskolben ist als Wankel-Motor bekannt. Bei einem Wankel-Motor erfolgt die Ausdehnung der Expansionskammer jedoch nicht nur in Umlaufrichtung des Rotationskolbens um die Abtriebswelle, sondern auch in hierzu senkrechter, radialer Richtung. Um dabei dir Relativbewegung des Rotationskolbens zu dem ihm umgebenden Verbrennungsgehäuse zu steuern, ist ein aufwendige Zahnradgetriebe zwischen dem Rotationskolben und der Abtriebswelle erforderlich.An internal combustion engine with a rotary piston is a Wankel engine known. With a Wankel engine, the expansion takes place Expansion chamber not only in the direction of rotation of the rotary piston around the output shaft, but also in this vertical, radial direction. To get you relative movement of the Rotating piston to the combustion housing surrounding it control is a complex gear transmission between the Rotary pistons and the output shaft required.

Eine als Verbrennungsmotor ausgebildete Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, bei der sich die Expansionskammer in vorteilhafter Weise nur durch Verschieben der Rotationskolben in Umlaufrichtung verkleinert und vergrößert, ist aus der DE 42 26 629 A1 bekannt. Dabei weist die Getriebeanordnung eine Vielzahl von sich an einer Kurvenscheibe abstützenden Pleueln auf. Die bei dieser Anordnung auftretende Belastung der einzelnen Pleuel und ihrer Gelenkverbindungen auch durch die Reibung an der Kurvenscheibe läßt keine hohe Lebensdauer der bekannten Vorrichtung erwarten. Ebensowenig ist es realistisch, die bekannte Vorrichtung für die Aufbringung großer Drehmomente mit einem großen Hubraum der Expansionskammern auszubilden.A device designed as an internal combustion engine described type, in which the expansion chamber in advantageously only by moving the rotary piston in Direction of rotation reduced and enlarged, is from DE 42 26 629 A1 known. The gear arrangement has a large number connecting rods supported on a cam disc. The load on the individual connecting rods occurring in this arrangement and their articulations also due to the friction on the Cam disc does not leave a long life of the known Expect device. Nor is it realistic that known device for the application of high torques to train a large displacement of the expansion chambers.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, ist auch aus der DE 42 09 444 A1 bekannt. Hier weist die Getriebeanordnung ein Planetengetriebe und mehrere Lenker und Kurbeln zwischen den Rotationskolben und der Drehmomentübertragungswelle auf. Die Getriebeanordnung ist relativ kompliziert. So bereitet es Schwierigkeiten, mit relativ geringem Aufwand eine Vorrichtung zu realisieren, die für große Drehmomente über lange Standzeiten hinweg geeignet ist.A device of the type described above, which as Internal combustion engine is also from DE 42 09 444 A1 known. Here the gear arrangement has a planetary gear and several handlebars and cranks between the Rotary piston and the torque transmission shaft. The Gear arrangement is relatively complicated. So prepare it Difficulty with a device with relatively little effort to realize that for large torques over long service lives is suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, bei der die Getriebeanordnung für das wechselweise Verkleinern und Vergrößern der Expansionskammer in der Umlaufrichtung möglichst einfach aufgebaut ist, um mit geringem Aufwand leistungsfähige Vorrichtungen realisieren zu können.The invention has for its object a device Point out the type described above, in which the gear arrangement for alternately reducing and enlarging the Expansion chamber in the direction of rotation as simple as possible is built to be powerful with little effort To be able to implement devices.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Getriebeanordnung zwischen der Drehmomentübertragungswelle und mindestens einem der Rotationskolben mindestens ein geknicktes und bezüglich seiner zyklischen Drehphasenverschiebung nicht kompensiertes Kardangelenk aufweist.According to the invention this object is achieved in that the Gear arrangement between the torque transmission shaft and at least one of the rotary pistons at least one kinked and not in terms of its cyclic rotational phase shift has compensated universal joint.

Von Kardangelenken ist es bekannt, daß sie in geknicktem Zustand eine eingangsseitige gleichförmige Rotationsbewegung in eine ungleichförmige ausgangsseitige Rotationsbewegung umwandeln, die der ankommenden Rotationsbewegung zyklisch voreilt und nacheilt. Ein Kardangelenk weist ein Drehmomentübertragungselement mit vier paarweise überkreuz angeordneten Gelenkzapfen auf. An jedem Paar der Gelenkzapfen greift eine Gabel an, die mit dem eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen Teil des Kardangelenks verbunden ist. Zur Beschreibung der Drehphasenverschiebung durch ein Kardangelenk wird auf die von dem abgeknickten Kardangelenk definierte Ebene als Gelenkebene Bezug genommen. Weiterhin wird die Drehstellung der Gabeln mit der Drehstellung der Achsen der Gelenkzapfen des Drehmomentübertragungselements gleichgesetzt, an denen die jeweilige Gabel angreift. Dann eilt die Ausgangsseite des Kardangelenks der Antriebsseite immer dann vor, wenn die Gabel auf der Eingangsseite durch die Gelenkebene hindurchtritt, und die Ausgangsseite eilt der Eingangsseite nach, wenn die Gabel auf der Abtriebsseite durch die Gelenkebene hindurchtritt und umgekehrt. Da ein vollständiger Umlauf der Eingangsseite gleichzeitig immer einem vollständigen Umlauf der Ausgangsseite entspricht, ergeben sich bei einem Umlauf der Antriebsseite immer zwei Phasen der Ausgangsseite in denen die Ausgangsseite der Eingangsseite vorläuft und zwei Phasen in denen die Ausgangsseite der Eingangsseite nachläuft, sowie vier Zeitpunkte an denen die Ausgangsseite und die Eingangsseite synchron laufen. Dieses bekannte Verhalten eines Kardangelenks kann zur Steuerung der Relativbewegung der beiden Rotationskolben einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ausgenutzt werden. Dabei reicht im Prinzip die Verwendung eines einzigen Kardangelenks aus, das zwischen der Drehmomentübertragungswelle und einem der beiden Rotationskolben vorgesehen ist, während der andere Rotationskolben direkt mit der Drehmomentübertragungswelle verbunden ist. Es versteht sich, daß bei der Erfindung das Kardangelenk nicht kompensiert sein darf, wie dies bei der üblichen Verwendung von Kardangelenken erforderlich ist. Ein Kompensieren der Drehphasenverschiebung eines Kardangelenks ist beispielsweise dadurch möglich, daß es mit einem zweiten Kardangelenk in Reihe geschaltet wird, bei dem die Gabel der Eingangsseite zu der Gabel der Eingangsseite des ersten Kardangelenks eine Drehphasendifferenz von 90° aufweist. Dies entspricht der parallelen Anordnung der Gabel auf der Eingangsseite des zweiten Kardangelenks zu der Gabel auf der Ausgangsseite des ersten Kardangelenks.Cardan joints are known to be in a broken state a uniform rotational movement into an input convert non-uniform output side rotational movement that cyclically leads and lags the incoming rotational movement. A universal joint has a torque transmission element four pairs of hinge pins arranged crosswise. On everyone A pair of pivot pins engages a fork attached to the part of the universal joint on the input or output side connected is. To describe the phase shift by a universal joint is on the one of the bent universal joint defined plane referred to as the joint plane. Will continue the rotational position of the forks with the rotational position of the axes of the Equalized pivot pin of the torque transmission element, on which the respective fork engages. Then the exit side hurries of the universal joint on the drive side whenever the fork on the input side passes through the joint plane, and the exit side lags the entry side if the fork on the output side passes through the joint plane and vice versa. Because a complete circulation of the entry side at the same time always a complete circulation of the Corresponds to the output side, with one circulation the Drive side always two phases of the output side in which the Output side of the input side leads and two phases in which the output side runs after the input side, and four Times at which the output side and the input side run synchronously. This well-known behavior of a universal joint can be used to control the relative movement of the two rotary pistons a device of the type described above be exploited. In principle, the use of a single universal joint made between the torque transmission shaft and one of the two rotary pistons while the other rotary piston is directly with the Torque transmission shaft is connected. It is understood that the universal joint must not be compensated for in the invention, like this with the usual use of universal joints is required. Compensating for the phase shift a universal joint is possible, for example, in that it is connected in series with a second universal joint, in which the fork on the input side to the fork on the input side of the first universal joint has a rotational phase difference of 90 °. This corresponds to the parallel arrangement of the fork on the Input side of the second universal joint to the fork on the Exit side of the first universal joint.

Vorzugsweise weist die Getriebeanordnung zwischen der Drehmomentübertragungswelle und mindestens einem der beiden Rotationskolben mindestens zwei und insbesondere noch mehr geknickte, nicht kompensierte Kardangelenke auf, die ohne Drehphasendifferenz hintereinander geschaltet sind. Hierdurch wird dann keine Kompensation der Drehphasenverschiebung der einzelnen Kardangelenke sondern eine Addition dieser Drehphasenverschiebung erreicht. So ergeben sich immer größere Relativbewegungen der Rotationskolben zu der Drehmomentübertragungswelle. Noch größere Relativbewegungen der Rotationskolben zueinander ergeben sich, wenn die Getriebeanordnung zwischen der Drehmomentübertragungswelle und jedem der beiden Rotationskolben geknickte, nicht kompensierte Kardangelenke aufweist, wobei die den beiden Rotationskolben zugeordneten Kardangelenke mit einer Drehphasendifferenz von 90° angeordnet sind. Hieraus resultiert, daß, wenn der eine Rotationskolben gegenüber der Drehmomentübertragungswelle voreilt, der andere Rotationskolben gegenüber der Drehmomentübertragungswelle gerade nacheilt, und umgekehrt.The gear arrangement preferably has between the Torque transmission shaft and at least one of the two Rotary pistons at least two and in particular more kinked, not compensated universal joints that without Rotational phase difference are connected in series. Hereby then no compensation of the rotational phase shift of the individual universal joints but an addition of this rotational phase shift reached. This results in ever larger relative movements the rotary piston to the torque transmission shaft. Even larger relative movements of the rotary pistons to each other arise when the gear arrangement between the Torque transmission shaft and each of the two rotary pistons has kinked, not compensated universal joints, the the universal joints assigned to the two rotary pistons with a Rotation phase difference of 90 ° are arranged. As a result that when the one rotary piston opposite the torque transmission shaft leads, the other rotary piston over the Torque transmission shaft just lagging, and vice versa.

Bei Kardangelenken zwischen der Drehmomentübertragungswelle und jedem der beiden Rotationskolben ist es bevorzugt, wenn jeweils gleich viele Kardangelenke vorgesehen sind, die sich in äquivalenten Knickwinkelstellungen befinden.With universal joints between the torque transmission shaft and each of the two rotary pistons, it is preferred if each the same number of universal joints are provided, which are in equivalent Kink angle positions are.

Dies ist beispielsweise realisierbar, indem die den beiden Rotationskolben zugeordneten geknickten, nicht kompensierten Kardangelenke koaxial angeordnet sind. Das heißt, um jeweils ein Kardangelenk, das zu dem einen Rotationskolben führt, ist koaxial und damit auch konzentrisch ein Kardangelenk angeordnet, das zu dem anderen Rotationskolben führt. Die eingangsseitigen Gabeln der beiden Kardangelenke sind dabei ebenso wie die ausgangsseitigen Gabeln jeweils um 90° gegeneinander verdreht angeordnet.This can be achieved, for example, by using the two rotary pistons assigned kinked, uncompensated universal joints are arranged coaxially. That is, one at a time Cardan joint that leads to the one rotary piston a universal joint is arranged coaxially and thus concentrically, that leads to the other rotary piston. The input side Forks of the two universal joints are just like that forks on the output side are rotated 90 ° against each other arranged.

Der Betrag der zyklischen Drehphasenverschiebung jedes Kardangelenks hängt von der Größe des Knickwinkels des Kardangelenks ab. Bei einem gestreckten Kardangelenk ist der Betrag der zyklischen Drehphasenverschiebung 0. Bei einem Knickwinkel von 45° beträgt die Drehphasenverschiebung etwa +/- 10° bzw. bei Wahl eines anderen Aufpunkts 0 bis 20°. Die Drehphasenverschiebung durch zwei in Reihe geschaltete Kardangelenke mit einem Knickwinkel von jeweils 45° beträgt entsprechend +/- 20° bzw. 0 bis 40°. Mit vier Kardangelenken, die jeweils einen Knickwinkel von 45° aufweisen, ist eine Drehphasenverschiebung von insgesamt +/- 40° bzw. 0 bis 80° realisierbar. Dabei können die vier Kardangelenke nur einem oder in Gruppen von zwei beiden Rotationskolben zugeordnet sein. Durch eine Veränderung des Knickwinkels mindestens eines Kardangelenks kann die resultierende Drehphasenverschiebung und damit die maximale Relativbewegung der beiden Rotationskolben verändert werden. Im Ergebnis bedeutet dies, daß die Kompression der Expansionskammer zwischen den Rotationskolben verändert wird. So kann die Kompression der Expansionskammer an verschiedene Betriebsbedingungen angepaßt werden, ohne das die Konstruktion der gesamten Vorrichtung geändert werden muß.The amount of cyclic rotational phase shift of each universal joint depends on the size of the articulation angle of the universal joint. With a straight universal joint, the amount is cyclical Rotation phase shift is 0. With a kink angle of 45 ° the rotation phase shift about +/- 10 ° or when choosing one other point 0 to 20 °. The rotational phase shift through two cardan joints connected in series with an articulation angle of 45 ° each is +/- 20 ° or 0 to 40 °. With four universal joints, each with an articulation angle of 45 ° have a rotation phase shift of a total of +/- 40 ° or 0 to 80 ° realizable. The four universal joints only one or in groups of two two rotary pistons be assigned. By changing the articulation angle at least one universal joint can be the resulting Rotation phase shift and thus the maximum relative movement of the two rotary pistons can be changed. As a result this means that the compression of the expansion chamber between the rotary piston is changed. So the compression of the Expansion chamber adapted to different operating conditions without the construction of the entire device needs to be changed.

Es ist möglich, zwischen den beiden Rotationskolben in dem Ringraum nur eine einzige Expansionskammer auszubilden. Um eine möglichst gleichmäßige Belastung der Vorrichtung zu erreichen ist es jedoch bevorzugt, vier Rotationskolben vorzusehen, die paarweise achsensymmetrisch ausgebildet sind und zwei achsensymmetrische Expansionskammern begrenzen. Der Freiraum in dem Ringraum zwischen den Expansionskammern, der nicht von den Rotationskolben aufgefüllt ist, ändert dabei ebenso wie die Expansionskammern zyklisch sein Volumen. Er sollte entsprechend mit einem Druckausgleich versehen sein, um keine unerwünschten Gegenkräfte hervorzurufen.It is possible between the two rotary pistons in the annulus to form only one expansion chamber. To one to achieve as uniform a load on the device as possible however, it is preferred to provide four rotary pistons that are formed in pairs axially symmetrical and two Limit axisymmetric expansion chambers. The freedom in the annulus between the expansion chambers, which is not of the Rotary piston is filled changes as well Expansion chambers cyclically its volume. He should be accordingly be provided with pressure equalization in order to avoid any undesired To create opposing forces.

Es ist aber auch möglich, diese Zwischenräume bei Ausbildung weitere Expansionskammern zu nutzen. In diesem Fall begrenzen die vier paarweise achsensymmetrisch angeordneten Rotationskolben vier paarweise achsensymmetrisch angeordnete Expansionskammern. Im Unterschied zu der Ausführungsform mit nur zwei Expansionskammern begrenzt ein achsensymmetrisch angeordnetes Paar von Rotationskolben bei der Ausführungsform mit vier Expansionskammern in der Umlaufrichtung sowohl zwei Expansionskammern nach vorne als auch zwei Expansionskammern nach hinten. Bei der Ausführungsform mit nur zwei Expansionskammern begrenzt ein Paar von achsensymmetrisch ausgebildeten Rotationskolben die Expansionskammern immer entweder nur nach vorne oder nach hinten.But it is also possible to use these gaps during training to use further expansion chambers. In this case, limit the four rotating pistons arranged in axially symmetrical pairs four expansion chambers arranged in axially symmetrical pairs. In contrast to the embodiment with only two Expansion chambers delimit an axially symmetrical one Pair of rotary pistons in the four embodiment Expansion chambers in the direction of rotation both two Expansion chambers to the front as well as two expansion chambers backwards. In the embodiment with only two expansion chambers limits a pair of axially symmetrical Rotary pistons always just follow the expansion chambers either front or back.

Die neue Vorrichtung kann unabhängig von der Anzahl der Expansionskammern als Pumpe ausgebildet sein. In einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung als Verbrennungsmotor ausgebildet. Bei beiden Ausführungsformen müssen Zuführ- und Abführöffnungen zu der bzw. den Expansionskammern vorgesehen sein, die eine erhebliche Ausdehnung in Umlaufrichtung der Rotationskolben in dem Ringraum haben, wenn nicht erreicht wird, daß sich jeweils einer der beiden Rotationskolben nahezu in Ruhe befindet, wenn sich der andere Rotationskolben auf ihn zu bzw. von ihm weg bewegt. Realisierbar ist dies mit mindestens vier geknickten und nicht kompensierten Kardangelenken zwischen jedem der Rotationskolben und der Drehmomentübertragungswelle.The new device can be used regardless of the number of Expansion chambers can be designed as a pump. In another Embodiment is the device as an internal combustion engine educated. In both embodiments, feed and Discharge openings to the expansion chamber or are provided be a significant expansion in the circumferential direction of the Have rotary pistons in the annulus if not reached that one of the two rotary pistons is almost at rest when the other rotary piston approaches or moved away from him. This can be achieved with at least four kinked and not compensated universal joints between each the rotary piston and the torque transmission shaft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt

Figur 1
einen Querschnitt durch den Ringraum und die Rotationskolben einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung in einer ersten Drehstellung der Rotationskolben,
Figur 2
eine Figur 1 entsprechende Ansicht des Ringraums und der Rotationskolben in einer zweiten Drehstellung der Rotationskolben,
Figur 3
eine Draufsicht auf das den Ringraum und die Rotationskolben beherbergende Gehäuse der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2,
Figur 4
eine Hintereinanderschaltung von zwei Kardangelenken,
Figur 5
eine graphische Darstellung der durch die Kardangelenke gemäß Figur 4 bewegten zyklischen Drehphasenverschiebung,
Figur 6
vier paarweise parallel geschaltete Kardangelenke,
Figur 7
eine graphische Darstellung der durch die Kardangelenke gemäß Figur 6 bewirkten zyklischen Drehphasenverschiebung,
Figur 8
zwei hintereinandergeschaltete Kardangelenke mit veränderbaren Knickwinkeln,
Figur 9
zwei koaxial angeordnete Kardangelenke,
Figur 10
eine Ausführungsform der Vorrichtung mit zweimal fünf in Reihe geschalteten Kardangelenken,
Figur 11
die Rotationskolben in dem Ringraum der Vorrichtung gemäß Figur 10 in einer ersten Drehstellung und
Figur 12
die Rotationskolben in dem Ringraum der Vorrichtung gemäß Figur 10 in einer zweiten Drehstellung.
The invention is explained and described in more detail below with the aid of various exemplary embodiments. It shows
Figure 1
3 shows a cross section through the annular space and the rotary pistons of a first embodiment of the device in a first rotational position of the rotary pistons,
Figure 2
1 shows a view corresponding to FIG. 1 of the annular space and the rotary pistons in a second rotational position of the rotary pistons,
Figure 3
2 shows a plan view of the housing of the device according to FIGS. 1 and 2 that accommodates the annular space and the rotary pistons,
Figure 4
a series connection of two universal joints,
Figure 5
4 shows a graphical representation of the cyclical rotational phase shift moved by the cardan joints according to FIG.
Figure 6
four universal joints connected in pairs,
Figure 7
6 shows a graphic representation of the cyclical rotational phase shift caused by the cardan joints according to FIG.
Figure 8
two series-connected universal joints with adjustable articulation angles,
Figure 9
two coaxial cardan joints,
Figure 10
one embodiment of the device with two five universal joints connected in series,
Figure 11
the rotary pistons in the annular space of the device according to Figure 10 in a first rotational position and
Figure 12
the rotary pistons in the annular space of the device according to Figure 10 in a second rotational position.

In Figur 1 ist ein zylindrisches Gehäuse 1 gezeigt, in dem ein Ringraum 2 ausgebildet ist. Der Ringraum 2 verläuft koaxial zu einer Achse 3. Radial nach außen wird der Ringraum 2 durch das Gehäuse 1 begrenzt. Radial nach innen begrenzt eine Welle 4 den Ringraum 2. Axial wird der Ringraum 2 durch in dem Schnitt Figur 1 nicht sichtbare Seitenwandungen des Gehäuses 1 begrenzt. In dem Ringraum 2 befinden sich vier Rotationskolben 5 bis 8. Die Rotationskolben 5 bis 8 sind paarweise achsensymmetrisch zu der Achse 3 und in diesen Paaren 5 und 7 bzw. 6 und 8 einstückig ausgebildet. Aus Figur 1 geht die einstückige Ausbildung für die Rotationskolben 6 und 8 hervor. Die Verbindung der achsensymmetrischen Rotationskolben 5 und 7 ist in einer anderen, parallel zu der Zeichenebene gemäß Figur 1 verlaufenden Ebene gegeben. Die Rotationskolben 5 bis 8 sind über eine in Figur 1 nicht dargestellte Getriebeanordnung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Drehmomentübertragungswelle verbunden. Bei gleichförmig umlaufender Drehmomentübertragungswelle laufen auch die Rotationskolben 5 bis 8 in einer durch einen Pfeil 9 angedeuteten Umlaufrichtung in den Ringraum 2 stetig um die Achse 3 um. Dabei bewirkt jedoch die erwähnte Getriebeanordnung, daß abwechselnd die Rotationskolben 5 und 7 den Rotationskolben 6 und 8 nacheilen und voreilen. Hierdurch verkleinert und vergrößert sich wechselweise das Volumen von vier, jeweils zwischen zwei in Umlaufrichtung benachbarten Rotationskolben ausgebildeten Expansionskammern 11 bis 14. Figur 1 zeigt eine Stellung der Rotationskolben 5 bis 8, in der die Expansionskammern 11 bis 14 ihr mittleres Volumen aufweisen. Demgegenüber zeigt Figur 2, die ansonsten vollständig Figur 1 entspricht, eine Drehstellung der Rotationskolben 5 bis 8 um die Achse 3, in der die Expansionskammern 11 und 13, die achsensymmetrisch ausgebildet und einander äquivalent sind ein Volumen 0 aufweisen, während die ebenfalls achsensymmetrisch ausgebildeten und äquivalenten Expansionskammern 12 und 14 ihr maximales Volumen haben. Dabei haben sich alle Rotationskolben 5 bis 8 und alle Expansionskammern 11 bis 14 in der Umlaufrichtung gemäß Pfeil 9 von Figur 1 zu Figur 2 im Mittel um 45° fortbewegt. Nach einer weiteren mittleren Fortbewegung in der Umlaufrichtung von 45° wird wieder eine Figur 1 vergleichbare Stellung erreicht sein, nur daß dann die Rotationskolben 5 und 7 die Plätze der Rotationskolben 6 und 8 gemäß Figur 1 einnehmen und umgekehrt. Anschließend wird wieder eine Figur 2 entsprechende Drehstellung der Rotationskolben erreicht, bei der dann die Rotationskolben 5 und 7 die Plätze der Rotationskolben 6 und 8 gemäß Figur 1 einnehmen und umgekehrt, usw.. Bei der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 wird das zyklische Verkleinern und Vergrößern der Expansionskammern 11 bis 14 zum Pumpen eines hier nicht dargestellten Mediums ausgenutzt. Dazu sind Einlaßöffnungen 19 und Auslaßöffnungen 20 in dem Gehäuse 1 vorgesehen. Die Einlaßöffnungen 19 erstrecken sich über Bereiche 15 und 16 in der Umlaufrichtung der Rotationskolben 5 bis 8. Die Auslaßöffnungen 20 erstrecken sich über Bereiche 17 und 18 in dieser Umlaufrichtung. In den Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen sind keine separaten Ventile vorgesehen. In der Stellung der Rotationskolben 5 bis 8 gemäß Figur 2 werden die Einlaßöffnungen 19 und die Auslaßöffnungen 20 jedoch durch die Rotationskolben 5 bis 8 gerade verschlossen. Dazu weisen die Rotationskolben 5 bis 8 an ihrer radialen Außenfläche eine der Länge der Bereiche 15 bis 18 entsprechenden Länge in Umlaufrichtung auf. Um bei dieser Ausgestaltung der Rotationskolben 5 bis 8, deren träge Masse zu reduzieren, sind in den Rotationskolben Ausnehmungen 10 vorgesehen. Sobald die Rotationskolben in Umlaufrichtung ihre Stellung gemäß Figur 2 verlassen, geben sie die Einlaßöffnungen 19 und die Auslaßöffnungen 20 zumindest teilweise frei, wodurch das zu pumpende Medium in die sich vergrößernden Expansionskammern 11 und 13 durch die Einlaßöffnungen 19 eingesaugt und aus den sich verkleinernden Expansionskammern 12 und 14 durch die Auslaßöffnungen 20 ausgestoßen werden kann. In der auf Figur 2 folgenden, Figur 1 entsprechenden Drehstellung ist der aktuelle Pumpvorgang zur Hälfte abgeschlossen. In der sich anschließenden, wieder Figur 2 entsprechenden Drehstellung der Rotationskolben ist der aktuelle Pumpvorgang vollständig abgeschlossen, wobei die Expansionskammern 11 und 13 ihr maximales Volumen und die Expansionskammern 12 und 14 das Volumen 0 erreicht haben.In Figure 1, a cylindrical housing 1 is shown, in which a Annulus 2 is formed. The annular space 2 runs coaxially an axis 3. Radially outwards, the annular space 2 is through the Housing 1 limited. A shaft 4 delimits radially inwards Annulus 2. Axial annulus 2 is shown in the sectional figure 1 invisible side walls of the housing 1 limited. In the annular space 2 are four rotary pistons 5 to 8. Die Rotary pistons 5 to 8 are axially symmetrical to the pair Axis 3 and in these pairs 5 and 7 or 6 and 8 in one piece educated. From Figure 1, the one-piece training for the Rotary pistons 6 and 8 emerge. The connection of the axisymmetric Rotary pistons 5 and 7 are in another, parallel given to the plane of the drawing according to FIG. 1. The rotary pistons 5 to 8 are not one in FIG Gear arrangement shown with a likewise not shown torque transmission shaft connected. At uniform rotating torque transmission shaft also run the rotary pistons 5 to 8 in an arrow 9 indicated direction of rotation in the annulus 2 steadily around the Axis 3 around. However, the gear arrangement mentioned causes that the rotary pistons 5 and 7 alternately the rotary piston 6 and 8 lag and lead. This reduces and the volume alternately increases by four, each between two rotating pistons adjacent in the direction of rotation trained expansion chambers 11 to 14. Figure 1 shows a Position of the rotary pistons 5 to 8 in which the expansion chambers 11 to 14 have their average volume. In contrast shows Figure 2, which otherwise corresponds completely to Figure 1, a rotational position of the rotary pistons 5 to 8 about the axis 3, in the expansion chambers 11 and 13, the axisymmetric formed and equivalent to each other are a volume 0 have, while the likewise axially symmetrical and equivalent expansion chambers 12 and 14 their maximum Have volume. All rotary pistons 5 to 8 and all expansion chambers 11 to 14 in the circumferential direction according to Arrow 9 of Figure 1 to Figure 2 moved on average by 45 °. After another mean locomotion in the orbital direction of 45 ° a position comparable to FIG. 1 is reached again be, only that then the rotary pistons 5 and 7 the places of Take rotary pistons 6 and 8 according to Figure 1 and vice versa. Then a rotational position corresponding to FIG. 2 again reached the rotary piston at which the rotary piston then 5 and 7 the positions of the rotary pistons 6 and 8 according to FIG. 1 take and vice versa, etc. In the device according to Figures 1 and 2 will cyclically shrink and enlarge the expansion chambers 11 to 14 for pumping one not here shown medium used. For this purpose, inlet openings 19 and outlet openings 20 are provided in the housing 1. The Inlet openings 19 extend over areas 15 and 16 in the direction of rotation of the rotary pistons 5 to 8. The outlet openings 20 extend over areas 17 and 18 in this Orbital direction. In the inlet openings and outlet openings are no separate valves are provided. In the position of the rotary pistons 5 to 8 according to FIG. 2, the inlet openings 19 and the outlet openings 20, however, through the rotary pistons 5 to 8 just closed. For this purpose, the rotary pistons 5 to 8 on its radial outer surface one of the lengths of the regions 15 up to 18 corresponding length in the circumferential direction. To at this Design of the rotary pistons 5 to 8, their inertial mass to reduce, there are recesses 10 in the rotary pistons intended. As soon as the rotary piston rotates in the direction of rotation Leave position according to Figure 2, enter the inlet openings 19 and the outlet openings 20 at least partially free, whereby the medium to be pumped into the expanding expansion chambers 11 and 13 sucked in through the inlet openings 19 and from the shrinking expansion chambers 12 and 14 through the outlet openings 20 can be ejected. In the figure 2 following, Figure 1 corresponding rotational position is the current pumping process half completed. In which subsequent, again corresponding to Figure 2 rotational position of the Rotary piston, the current pumping process is complete completed, the expansion chambers 11 and 13 her maximum volume and the expansion chambers 12 and 14 das Have reached volume 0.

Figur 3 zeigt das Gehäuse 1 von der rechten Seite der Figuren 1 und 2 her. Dabei sind die Rotationskolben 5 bis 8 nicht eingezeichnet. Dargestellt ist jedoch die die beiden Rotationskolben 6 und 8 verbindende Welle 4 und eine die Rotationskolben 5 und 7 verbindende koaxial zu der Welle 4 um die Achse 3 angeordnete hohle Welle 21. Aus Figur 3 ist zu entnehmen, daß die Einlaßöffnungen 19 und die Auslaßöffnungen 20 in Richtung der Achse 3 versetzt zueinander angeordnet sein können. Hierdurch wird es möglich, daß sie in Umlaufrichtung gemäß Pfeil 9 unmittelbar aneinander angrenzen.FIG. 3 shows the housing 1 from the right side of FIG. 1 and 2 ago. The rotary pistons 5 to 8 are not shown. However, the two rotary pistons are shown 6 and 8 connecting shaft 4 and a rotary piston 5 and 7 connecting coaxial to the shaft 4 arranged around the axis 3 hollow shaft 21. From Figure 3 it can be seen that the inlet openings 19 and the outlet openings 20 in the direction of the axis 3 can be arranged offset to each other. This will make it possible that they immediately in the direction of rotation according to arrow 9 adjoin each other.

In Figur 4 sind zwei hintereinander an das Ende einer Drehmomentübertragungswelle 22 angeschlossene Kardangelenke 23 und 24 dargestellt. Die Kardangelenke 23 und 24 weisen jeweils zwei in Drehrichtung um 90° versetzt zueinander angeordnete Gabeln 25 und 26 auf, die an überkreuz angeordneten und hier nicht dargestellten Gelenkzapfen eines Drehmomentübertragungselements 27 angreifen. Beim Verdrehen der Drehmomentübertragungswelle 22 werden die Gabeln 25 und 26 um ihre Längsachsen verdreht. Wenn die Kardangelenke 23 und 24 beim Verdrehen der Drehmomentübertragungswelle 22 wie dargestellt geknickt sind, führen die Gabeln 25 und 26 gleichzeitig gegenüber den Drehmomentübertragungselementen 27 eine Schwenkbewegung um die Achsen 29 und 30 der jeweiligen, hier nicht dargestellten Gelenkzapfen an dem Drehmomentübertragungselement 27 aus. Wenn zwei geknickte Kardangelenke hintereinander geschaltet sind, werden normalerweise die eingangsseitigen und die ausgangsseitigen Gabeln der Kardangelenke 23 und 24 um 90° versetzt zueinander ausgerichtet. Dies ist erforderlich, um die durch jedes geknickte Kardangelenk bewirkte zyklische Drehphasenverschiebung zu kompensieren. Ein geknicktes Kardangelenk überträgt eine eingangsseitige gleichförmige Drehbewegung nicht in eine ausgangsseitige gleichförmige Drehbewegung. Vielmehr wird die angesprochene zyklische Drehphasenverschiebung beobachtet, bei der die ausgangsseitige Drehbewegung der eingangsseitigen Drehbewegung periodisch vorund nacheilt. Die beiden Kardangelenke 23 und 24 sind gemäß Figur 4 nicht so angeordnet, daß sich die jeweils bewirkten zyklischen Drehphasenverschiebungen kompensieren. Ganz im Gegenteil addieren sich die zyklischen Drehphasenverschiebungen bei der Anordnung gemäß Figur 4.In Figure 4 there are two in a row at the end of a torque transmission shaft 22 connected universal joints 23 and 24 shown. The universal joints 23 and 24 each have two in Forks 25 offset from one another by 90 ° and 26, which are arranged crosswise and not here illustrated pivot pin of a torque transmission element Attack 27. When turning the torque transmission shaft 22 the forks 25 and 26 are rotated about their longitudinal axes. If the universal joints 23 and 24 when turning the torque transmission shaft 22 are bent as shown, lead the Forks 25 and 26 simultaneously against the torque transmission elements 27 a pivoting movement about the axes 29 and 30 of the respective hinge pin, not shown here, on the Torque transmission element 27 from. When two buckled Cardan joints are connected in series, usually the input-side and the output-side forks of the Cardan joints 23 and 24 offset by 90 ° to each other. This is necessary in order to prevent the gimbal from being kinked by any to compensate for the cyclical rotation phase shift caused. A kinked universal joint transmits a uniform entry Rotary motion is not uniform in an output side Rotary motion. Rather, the addressed cyclical Rotation phase shift observed in which the output side Periodic rotation of the input-side rotary movement lags behind. The two universal joints 23 and 24 are according to Figure 4 is not arranged so that each caused compensate for cyclical phase shifts. Quite in On the contrary, the cyclical rotational phase shifts add up in the arrangement according to FIG. 4.

In Figur 5 ist die zyklische Drehphasenverschiebung bei der Anordnung der Kardangelenke 23 und 24 gemäß Figur 4 graphisch erläutert. Dargestellt sind hierzu die Achse 29 der eingangsseitigen Gabel 25 der gesamten Anordnung gemäß Figur 4 und die Achse 30 der ausgangsseitigen Gabel 26 der gesamten Anordnung gemäß Figur 4. Figur 5a entspricht der Ausgangsstellung der Gabeln gemäß Figur 4. Dabei sind die Achsen 29 und 30 unter einem Drehwinkel von 90° zueinander angeordnet.In Figure 5, the cyclic rotational phase shift at Arrangement of the universal joints 23 and 24 according to Figure 4 graphically explained. For this purpose, the axis 29 of the input side is shown Fork 25 of the entire arrangement according to Figure 4 and the Axis 30 of the output fork 26 of the entire arrangement according to Figure 4. Figure 5a corresponds to the starting position of the Forks according to Figure 4. The axes 29 and 30 are below a rotation angle of 90 ° to each other.

Figur 5b zeigt die Achsen 29 und 30, nachdem die Drehmomentübertragungswelle 22 gemäß Figur 4 in Richtung des Pfeils 9 um 45° verdreht wurde. Dabei sind die eingangsseitigen Gabeln 25 gemäß Figur 1 aus der durch die geknickten Kardangelenke definierten gemeinsamen Gelenkebene herausgetreten. Die resultierende Drehbewegung der ausgangsseitigen Gabeln 26 ist dabei schneller verlaufen als die der eingangsseitigen Gabeln 25. In der Umlaufrichtung gemäß Pfeil 9 hat sich so die Achse 30 der Achse 29 um 20° angenähert. Gemäß Figur 5c beträgt der Abstand der beiden Achsen 29 und 30 wieder 90°. Mit dem Eintreten der ausgangsseitigen Gabeln in die durch die geknickten Kardangelenke 23 und 24 definierte Ebene haben sich die ausgangsseitigen Gabeln 26 gegenüber den eingangsseitigen Gabeln 25 verlangsamt. Dies setzt sich bis zu der Stellung der Achsen 29 und 30 gemäß Figur 5d fort, d. h. bis die Achsen 29 wieder in die durch die geknickten Kardangelenke 23 und 24 definierte Ebene eintreten. In Figur 5d ist der Abstand der Achse 30 zu der Achse 29 in Umlaufrichtung auf 110° angewachsen. Das zyklische Vor- und Zurücklaufen der ausgangsseitigen Gabel 26 der gesamten Anordnung der Kardangelenke 23 und 24 gemäß Figur 4 gegenüber der Drehmomentübertragungswelle 22 wird bei der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 3 dazu benutzt, die Relativbewegung der Rotationskolben 5 und 7 zu den Rotationskolben 6 und 8 bei gleichförmig umlaufender Drehmomentübertragungswelle zu bewirken. Hierzu reicht aber nicht die in Figur 5 dargestellte maximale Veränderung des Abstands zwischen den Achsen 29 und 30 von +/- 20° aus, da sich die Erstreckung der Expansionskammern 11 bis 14 der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 in Umlaufrichtung zwischen 0 und 80° ändert. Um dies zu realisieren müssen insgesamt vier Kardangelenke verwandt werden, die jeweils einen Knickwinkel von etwa 45° aufweisen. Diese vier Kardangelenke können zwischen der Drehmomentübertragungswelle 22 und einem Paar der Rotationskolben 5 und 7 bzw. 6 und 8 hintereinander geschaltet sein. Bevorzugt ist es aber, jeweils zwei Kardangelenke zwischen der Drehmomentübertragungswelle und einem Paar der Rotationskolben vorzusehen. Dabei müssen die eingangsseitigen Gabeln der zu dem einen Paar der Rotationskolben führenden Kardangelenke zu den eingangsseitigen Gabeln der zu dem anderen Paar der Rotationskolben führenden Kardangelenke um 90° verdreht angeordnet sein, wobei es auf die Winkelstellung der Gabeln zu den jeweiligen Gelenkebenen ankommt, die durch die einzelnen Kardangelenke definiert werden.Figure 5b shows axes 29 and 30 after the torque transmission shaft 22 according to FIG. 4 in the direction of arrow 9 by 45 ° was twisted. The forks 25 on the input side are in accordance with FIG Figure 1 from that defined by the kinked universal joints common joint plane emerged. The resulting one Rotation of the output forks 26 is faster run as that of the input-side forks 25. In the Direction of rotation according to arrow 9 has the axis 30 of the axis 29 approximated by 20 °. According to Figure 5c, the distance is both axes 29 and 30 again 90 °. With the entry of the output-side forks into the kinked cardan joints 23 and 24 defined levels have the output side Forks 26 slowed compared to the input-side forks 25. This continues up to the position of axes 29 and 30 according to Figure 5d continues, d. H. until the axes 29 again in the by kinked universal joints 23 and 24 defined level. In FIG. 5d, the distance between the axis 30 and the axis 29 is in Rotation direction increased to 110 °. The cyclical forward and Return of the output side fork 26 of the entire arrangement the universal joints 23 and 24 according to Figure 4 compared to the Torque transmission shaft 22 is according to the device Figures 1 and 3 used to the relative movement of the Rotary pistons 5 and 7 to the rotary pistons 6 and 8 uniformly rotating torque transmission shaft cause. However, the one shown in FIG. 5 is not sufficient for this maximum change in distance between axes 29 and 30 from +/- 20 °, since the extension of the expansion chambers 11 to 14 of the device according to Figures 1 to 3 in the circumferential direction changes between 0 and 80 °. To realize this a total of four universal joints must be used, each have a kink angle of approximately 45 °. These four Cardan joints can be between the torque transmission shaft 22nd and a pair of the rotary pistons 5 and 7 or 6 and 8 be connected in series. However, it is preferred in each case two universal joints between the torque transmission shaft and to provide a pair of rotary pistons. The input side forks of the one pair of Rotary pistons leading universal joints to the input side Forks that lead to the other pair of rotary pistons Cardan joints are arranged rotated by 90 °, being on the Angular position of the forks to the respective joint planes arrives, which are defined by the individual universal joints.

Figur 6 zeigt zwei parallel zueinander geschaltete Paare 23, 24 bzw. 33, 34 von hintereinander geschalteten Kardangelenken 23 und 24 bzw. 33 und 34. Alle Kardangelenke 23, 24, 33 und 34 sind in derselben gemeinsamen Gelenkebene geknickt. Die Drehbewegung der Drehmomentübertragungswelle 22 wird über zwei gleich große Zahnriemenscheiben 31 und 32 sowie einen Zahnriemen 28 auf die Eingangsseite des Kardangelenks 33 übertragen, die sich damit synchron zur Eingangsseite des Kardangelenks 23 dreht. Ausgangsseitig treibt das Kardangelenk 34 die Welle 4 und das Kardangelenk 24 die hohle Welle 21 der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 an, wobei zwischen die Welle 21 und die Ausgangsseite des Kardangelenks 24 wieder zwei gleich große Zahnriemenscheiben 35 und 36 und ein Zahnriemen 37 geschaltet sind. Die beiden Drehmomentübertragungsstränge über die Kardangelenke 23 und 24 einerseits und die Kardangelenke 33 und 34 andererseits unterscheiden sich nur durch die jeweiligen Drehstellungen der eingangsseitigen Gabeln 25 zu der Gelenkebene des jeweiligen Kardangelenks. Bei den Kardangelenken 23 und 24 verlaufen die Achsen 29 der eingangsseitigen Gabeln 25 jeweils genau dann in diesen Gelenkebenen, wenn die Achsen 29 der eingangsseitigen Gabeln 25 der Kardangelenke 33 und 34 gerade senkrecht zu den Gelenkebenen ausgerichtet sind bzw. die Achsen 30 der ausgangsseitigen Gabeln 26 gerade in den Gelenkebenen verlaufen.FIG. 6 shows two pairs 23, 24 connected in parallel to one another or 33, 34 of cardan joints 23 connected in series and 24 or 33 and 34. All universal joints are 23, 24, 33 and 34 kinked in the same joint plane. The rotary motion The torque transmission shaft 22 is of equal size over two Toothed belt pulleys 31 and 32 and a toothed belt 28 on the Input side of the universal joint 33 transferred, which is so rotates synchronously with the input side of the universal joint 23. Output side drives the universal joint 34, the shaft 4 and the universal joint 24 the hollow shaft 21 of the device according to the figures 1 to 3, with between the shaft 21 and the output side of the universal joint 24 again two toothed belt pulleys of the same size 35 and 36 and a toothed belt 37 are connected. The two Torque transmission lines via the universal joints 23 and 24 on the one hand and the cardan joints 33 and 34 on the other hand only by the respective rotational positions of the input-side forks 25 to the joint plane of the respective Universal joint. At the universal joints 23 and 24 run the Axes 29 of the input-side forks 25 in each case exactly in these joint planes when the axes 29 of the input side Forks 25 of the universal joints 33 and 34 just perpendicular to the Joint planes are aligned or the axes 30 of the output side Forks 26 run straight in the joint planes.

Hieraus resultiert die in Figur 7 dargestellte zyklische Drehphasenverschiebung zwischen den ausgangsseitigen Achsen 30' und 30'' der Kardangelenke 24 und 34 gemäß Figur 6. Dabei entspricht die Drehstellung der Achse 30' in den Figuren 7a bis d den Drehstellungen der Achse 30 in den Figuren 5a bis d. Das heißt, die Figuren 7a bis d entsprechen Drehwinkeln der Drehmomentübertragungswelle 22 in Richtung des Pfeils 9 gegenüber Figur 6 von 0°, 45°, 90° und 135°. Bei Figur 7a beträgt der Abstand der beiden Achsen 30' und 30'' 90°. In Figur 7b hat sich der Abstand der Achse 30'' zu der Achse 30' in Umlaufrichtung auf 130° erhöht. Gemäß Figur 7c beträgt er wieder 90°. Gemäß Figur 7d hat er sich auf 50° verringert. Damit ist die gewünschte Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 realisierbar, wobei Figur 7a, Figur 1 und Figur 7b Figur 2 entspricht.This results in the cyclic rotational phase shift shown in FIG. 7 between the output axes 30 'and 30 '' of the universal joints 24 and 34 according to FIG. 6 the rotational position of the axis 30 'in Figures 7a to d Rotational positions of the axis 30 in Figures 5a to d. This means, Figures 7a to d correspond to angles of rotation of the torque transmission shaft 22 in the direction of arrow 9 compared to FIG 0 °, 45 °, 90 ° and 135 °. In Figure 7a, the distance is both axes 30 'and 30' '90 °. In Figure 7b the distance has increased the axis 30 '' to the axis 30 'in the circumferential direction to 130 ° elevated. According to FIG. 7c, it is again 90 °. According to Figure 7d it decreases to 50 °. This is the way you want to work the device according to FIGS. 1 to 3 can be implemented, where Figure 7a, Figure 1 and Figure 7b corresponds to Figure 2.

In Figur 8 ist angedeutet, wie das Maß der zyklischen Drehphasenverschiebung durch die Kardangelenke 23 und 24 und entsprechend auch durch Kardangelenke 33 und 34 verändert werden kann. Als Variable steht hierfür der Knickwinkel 38 der Kardangelenke zur Verfügung. Die bislang erwähnte Drehphasenverschiebung durch ein Kardangelenk von +/- 10° bzw. durch zwei Kardangelenken von +/- 20° ergibt sich bei einem Knickwinkel 38 von etwa 45°. Kleinere Knickwinkel entsprechen kleineren zyklischen Drehphasenverschiebungen und umgekehrt. Bei einem Knickwinkel 38 von 0° tritt überhaupt keine Drehphasenverschiebung mehr auf und die Expansionskammern ändern ihr Volumen nicht. Mit anwachsendem Knickwinkel 38 steigt die Kompression der Expansionskammern an.In Figure 8 it is indicated how the measure of the cyclic rotational phase shift through the universal joints 23 and 24 and can also be changed accordingly by universal joints 33 and 34 can. The kink angle 38 stands for this as a variable Cardan joints available. The rotation phase shift mentioned so far by a universal joint of +/- 10 ° or by two Cardan joints of +/- 20 ° result at an articulation angle 38 of about 45 °. Smaller break angles correspond to smaller cyclical ones Rotational phase shifts and vice versa. At a kink angle 38 from 0 ° there is no rotational phase shift at all more and the expansion chambers do not change their volume. With increasing kink angle 38 increases the compression of the Expansion chambers.

Figur 9 skizziert die Möglichkeit, die Kardangelenke 23 und 33 nicht nebeneinander, sondern koaxial anzuordnen, wobei die Gabeln 25' und 26' des Kardangelenks 28 die Gabeln 25'' und 26'' des Kardangelenks 33 umgreifen. Dabei sind in Figur 9a nur die jeweiligen Gabelpaare und in Figur 9b die beiden ineinander angeordneten Drehmomentübertragungselemente 27' und 27'' der Kardangelenke 23 und 33 dargestellt. In Figur 9b sind auch die zu der Gabel 25' zugehörigen Gelenkzapfen 39' und die zu der Gabel 26' zugehörigen Gelenkzapfen 40' bzw. die zu der Gabel 25'' zugehörigen Gelenkzapfen 39'' und die zu der Gabel 26'' zugehörigen Gelenkzapfen 40'' dargestellt. Die Gelenkzapfen 39 definieren jeweils eine Achse 29 und die Gelenkzapfen 40 jeweils eine Achse 30 des jeweiligen Kardangelenks, um die die Gabeln 25 bzw. 26 gegenüber dem Drehmomentübertragungselement 27 verschwenkbar sind. Die in Figur 9 skizzierte koaxiale Anordnung von Kardangelenken ermöglicht einen besonders eleganten Aufbau der neuen Vorrichtung, insbesondere wenn der Knickwinkel von zwei, verschiedenen Rotationskolbenpaaren zugeordneten Kardangelenken im gleichen Umfang verändert werden soll.Figure 9 outlines the possibility of cardan joints 23 and 33 not next to each other, but to be arranged coaxially, the Forks 25 'and 26' of the universal joint 28, the forks 25 '' and 26 '' of the universal joint 33. Only those are shown in FIG. 9a respective fork pairs and in Figure 9b the two into each other arranged torque transmission elements 27 'and 27' 'of Cardan joints 23 and 33 shown. In Figure 9b are also to the fork 25 'associated pivot pin 39' and that to the Fork 26 'associated pivot pin 40' or the fork 25 '' associated pivot pin 39 '' and the associated to the fork 26 '' Hinge pin 40 '' shown. The pivot pin 39 define an axis 29 and the pivot pin 40 each an axis 30 of the respective universal joint around which the forks 25 or 26 pivotable relative to the torque transmission element 27 are. The coaxial arrangement outlined in FIG. 9 of universal joints enables a particularly elegant construction the new device, especially if the kink angle of assigned to two different pairs of rotary pistons Cardan joints should be changed to the same extent.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 wird das Innenvolumen des Ringraums 2 für die Expansionskammern 11 bis 14 nur teilweise ausgenutzt, weil die Rotationskolben 5 bis 8 selbst bereits eine erhebliche Erstreckung in Umlaufrichtung aufweisen. Anders verhält es sich bei der Ausführungsform der Vorrichtung, die in den Figuren 10 bis 12 skizziert ist. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 weisen die Rotationskolben 5 bis 8 hier keine nennenswerte Erstreckung in Umlaufrichtung gemäß dem Pfeil 9 auf. Weiterhin sind beiden Rotationskolbenpaaren 5 und 7 sowie 6 und 8, die auch hier einstückig ausgebildet sind, jeweils 5 Kardangelenke 23 und 24 bzw. 33 und 34 zugeordnet, die zwischen der Drehmomentübertragungswelle 22 und der Welle 21 bzw. der Welle 4 angeordnet sind. Dabei ist die Zuordnung der einzelnen Bezugszeichen 23 und 24 zu den einzelnen Kardangelenken des einen Drehmomentübertragungsstrangs ebenso willkürlich wie die Zuordnung der Bezugszeichen 33 und 34 zu den einzelnen Kardangelenken des anderen Drehmomentübertragungsstrangs. Wichtig ist, daß die Kardangelenke 23 und 24 des einen Drehmomentübertragungsstrangs jeweils effektiv um 90° versetzt zu den Kardangelenken 33 und 34 des anderen Drehmomentübertragungsstrangs angeordnet sind, wobei sich die zyklischen Drehphasenverschiebungen über die einzelnen Drehmomentübertragungsstränge mit umgekehrten Vorzeichen aufsummieren. In der Summe wird eine zyklische Drehphasenverschiebung zwischen den Paaren der Rotationskolben 5 und 7 sowie 6 und 8 erreicht, wie sie in den Figuren 11 und 12 skizziert ist. Dabei zeigt Figur 11 das größte Volumen der Expansionskammern 11 und 13 und das kleinste Volumen der Expansionskammern 14 und 12, während Figur 12 das mittlere Volumen aller Expansionskammern 11 bis 14 wiedergibt. Anhand der Figuren 11 bis 12 ist die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß den Figuren 10 und 12 gut zu erklären, bei der es sich um einen Viertaktverbrennungsmotor handelt. Gemäß Figur 11 ist der Inhalt der Expansionskammer 14 komprimiert und wird durch eine Zündkerze 41 gezündet. Die Expansionskammer 11 hat aufgrund der Ausdehnung Ihres zuvor gezündeten Inhalts ihr maximales Volumen erreicht. Die Expansionskammer 12 hat ihren verbrannten Inhalt bis auf einen dem Restvolumen entsprechenden Rest ausgestoßen. Die Expansionskammer 13 hat ein Luft-Treibstoff-Gemisch angesaugt. (Falls eine hier nicht dargestellte Treibstoffeinspritzpumpe vorhanden ist, hat die Expansionskammer 13 entsprechend nur Luft angesaugt.) Bei der darauffolgenden Drehstellung der Rotationskolben 5 bis 8 gemäß Figur 12, die gegenüber Figur 11 einer Verdrehung der Drehmomentübertragungswelle 22 gemäß Figur 10 um 45° entspricht, hat sich die Expansionskammer 14 unter Einwirkung ihres verbrennenden Inhalts bereits etwa auf ihr halbes maximales Volumen ausgedehnt. Gleichzeitig hat die Expansionskammer 11 durch die Auslaßöffnung 20, die hier nur eine geringe Erstreckung in Umlaufrichtung gemäß Pfeil 9 aufweist, ihren verbrannten Inhalt etwa zur Hälfte ausgestoßen. Die Expansionskammer 12 hat über die Einlaßöffnung 19 Luft-Treibstoff-Gemisch soweit angesaugt, daß sie ihr halbes maximales Volumen erreicht hat. Die Expansionskammer 13 hat das zuvor angesaugte Luft-Treibstoff-Gemisch bereits etwa auf die Hälfte seines Ausgangsvolumens komprimiert. Im nächsten Schritt wird das Luft-Treibstoff-Gemisch in der Expansionskammer 13 vollständig komprimiert und gelangt unter die Zündkerze 41. Die Expansionskammer 13 entspricht in dieser Stellung der Expansionskammer 14 gemäß Figur 11 usw.. Zwischen den Figuren 11 und 12 und weiter, bis die Expansionskammern 14 und 12 ihr maximales Volumen und die Expansionskammern 11 un 13 ihr minimales Volumen erreicht haben, bewegen sich im wesentlichen die Rotationskolben 5 und 7, während die Rotationskolben 6 und 8 nahezu still stehen. Das heißt, die Rotationskolben 5 und 7 bewegen sich einmal mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehmomentübertragungswelle 22 und zusätzlich mit einer etwa ebenso großen Drehphasenverschiebung in der Umlaufrichtung. Bei den Rotationskolben 6 und 8 ist der Drehgeschwindigkeit der Drehmomentübertragungswelle 22 die Drehphasenverschiebung mit umgekehrten Vorzeichen überlagert, woraus sich eine nur geringe Restdrehgeschwindigkeit der Rotationskolben 6 und 8 ergibt. Wenn die Expansionskammer 13 jedoch die Stellung der Expansionskammer 14 unter der Zündkerze 41 gemäß Figur 1 eingenommen hat, kehren sich die Verhältnisse um und die Rotationskolben 5 und 7 befinden sich nahezu in Ruhe, während die Rotationskolben 6 und 8 durch die Expansions der Expansionskammer 13 stark beschleunigt werden. Die durch Schwenkpfeile 42 in Figur 10 angedeutete Möglichkeit, den Knickwinkel der eingangsseitigen Kardangelenke 23 und 33 zu verändern, entspricht der Möglichkeit, das Restvolumen der Expansionskammern 11 bis 14 und damit die Kompression des Verbrennungsmotors beispielsweise an unterschiedliche Treibstoffarten anzupassen. In the embodiment of the device according to Figures 1 to 3 becomes the inner volume of the annular space 2 for the expansion chambers 11 to 14 only partially used because of the rotary pistons 5 to 8 itself already has a considerable extension in the direction of rotation exhibit. It is different with the embodiment the device outlined in Figures 10 to 12 is. In contrast to the embodiment according to Figures 1 to 3, the rotary pistons 5 to 8 have no noteworthy features here Extension in the circumferential direction according to arrow 9. Farther are two pairs of rotary pistons 5 and 7 and 6 and 8, the are also integrally formed here, 5 universal joints each 23 and 24 or 33 and 34 assigned between the torque transmission shaft 22 and the shaft 21 or the shaft 4 are arranged. Here is the assignment of the individual reference symbols 23 and 24 on the individual universal joints of one Torque transmission line as arbitrary as that Assignment of reference numerals 33 and 34 to the individual universal joints of the other torque transmission line. Important is, that the universal joints 23 and 24 of a torque transmission train each effectively offset by 90 ° to the cardan joints 33 and 34 of the other torque transmission train are arranged, the cyclic rotational phase shifts over the individual torque transmission lines with add up the opposite sign. In total, one cyclical rotation phase shift between the pairs of the rotary pistons 5 and 7 and 6 and 8 as achieved in the Figures 11 and 12 is outlined. Figure 11 shows the largest Volume of the expansion chambers 11 and 13 and the smallest volume of the expansion chambers 14 and 12, while FIG. 12 shows the middle one Volume of all expansion chambers 11 to 14 reproduces. Based on Figures 11 to 12 is the operation of the device according to Figures 10 and 12 to explain well, which is a Four-stroke internal combustion engine. According to Figure 11 is the content the expansion chamber 14 and is compressed by a spark plug 41 ignited. The expansion chamber 11 has due to the expansion Your previously ignited content its maximum volume reached. The expansion chamber 12 has its burned content ejected to a remainder corresponding to the remaining volume. The expansion chamber 13 has sucked in an air-fuel mixture. (If a fuel injection pump, not shown here is present, the expansion chamber 13 has accordingly only air sucked in.) In the subsequent turning position of the Rotary pistons 5 to 8 according to FIG. 12, which are compared to FIG. 11 a rotation of the torque transmission shaft 22 according to FIG 10 corresponds to 45 °, the expansion chamber 14 has below The effect of its burning content is already on it expanded half the maximum volume. At the same time, the Expansion chamber 11 through the outlet opening 20, which here only a small extension in the direction of rotation according to arrow 9 ejected about half of their burned content. The expansion chamber 12 has 19 air-fuel mixture via the inlet opening sucked in so far that she got her half has reached maximum volume. The expansion chamber 13 has that previously sucked air-fuel mixture already on the Half of its initial volume is compressed. In the next step becomes the air-fuel mixture in the expansion chamber 13 fully compressed and gets under the spark plug 41. The Expansion chamber 13 corresponds to the expansion chamber in this position 14 according to FIG. 11, etc. Between FIGS. 11 and 12 and on until the expansion chambers 14 and 12 reach their maximum Volume and the expansion chambers 11 and 13 their minimum volume have reached, the rotary pistons essentially move 5 and 7, while the rotary pistons 6 and 8 are almost silent stand. That is, the rotary pistons 5 and 7 move once with the rotational speed of the torque transmission shaft 22 and also with a roughly the same size Rotation phase shift in the direction of rotation. With the rotary pistons 6 and 8 is the rotational speed of the torque transmission shaft 22 the rotational phase shift with reverse Sign superimposed, resulting in only a low residual speed of rotation the rotary piston 6 and 8 results. If the Expansion chamber 13, however, the position of the expansion chamber 14 under the spark plug 41 as shown in Figure 1, sweep the conditions around and the rotary pistons 5 and 7 are almost at rest, while the rotary pistons 6 and 8 strong by the expansion of the expansion chamber 13 be accelerated. The by pivot arrows 42 in Figure 10 indicated possibility of the kink angle of the input side Modifying universal joints 23 and 33 corresponds to the possibility the remaining volume of the expansion chambers 11 to 14 and thus the compression of the internal combustion engine, for example adapt different types of fuel.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SIGN LIST

11
- Gehäuse- Casing
22nd
- Ringraum- annulus
33rd
- Achse- axis
44th
- Welle- Wave
55
- Rotationskolben- rotary piston
66
- Rotationskolben- rotary piston
77
- Rotationskolben- rotary piston
88th
- Rotationskolben- rotary piston
99
- Pfeil- arrow
1010th
- Ausnehmung- recess
1111
- Expansionskammer- expansion chamber
1212th
- Expansionskammer- expansion chamber
1313
- Expansionskammer- expansion chamber
1414
- Expansionskammer- expansion chamber
1515
- Bereich- Area
1616
- Bereich- Area
1717th
- Bereich- Area
1818th
- Bereich- Area
1919th
- Einlaßöffnung- inlet opening
2020th
- Auslaßöffnung- outlet opening
2121
- Welle- Wave
2222
- Drehmomentübertragungswelle- torque transmission shaft
2323
- Kardangelenk- universal joint
2424th
- Kardangelenk- universal joint
2525th
- Gabel- Fork
2626
- Gabel- Fork
2727
- Drehmomentübertragungselement- Torque transmission element
2828
- Zahnriemen- timing belt
2929
- Achse- axis
3030th
- Achse - axis
3131
- Zahnriemenscheibe- toothed belt pulley
3232
- Zahnriemenscheibe- toothed belt pulley
3333
- Kardangelenk- universal joint
3434
- Kardangelenk- universal joint
3535
- Zahnriemenscheibe- toothed belt pulley
3636
- Zahnriemenscheibe- toothed belt pulley
3737
- Zahnriemen- timing belt
3838
- Knickwinkel- kink angle
3939
- Gelenkzapfen- pivot pin
4040
- Gelenkzapfen- pivot pin
4141
- Zündkerze- spark plug
4242
- Schwenkpfeil- swivel arrow

Claims (10)

Vorrichtung mit mindestens zwei in einem Ringraum umlaufenden Rotationskolben, die in ihrer Umlaufrichtung eine Expansionskammer in dem Ringraum nach vorne und hinten begrenzen, wobei die Rotationskolben über eine Getriebeanordnung so mit einer gemeinsamen Drehmomentübertragungswelle verbunden sind, daß sich das Volumen der Expansionskammer in der Umlaufrichtung wechselweise verkleinert und vergrößert, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung zwischen der Drehmomentübertragungswelle (22) und mindestens einem der beiden eine Expansionskammer (11 bis 14) begrenzenden Rotationskolben (5 bis 8) mindestens ein geknicktes und bezüglich seiner zyklischen Drehphasenverschiebung nicht kompensiertes Kardangelenk (23, 24, 33, 34) aufweist.Device with at least two rotary pistons rotating in an annular space, which limit an expansion chamber in the annular space forwards and backwards in their direction of rotation, the rotary pistons being connected via a gear arrangement to a common torque transmission shaft in such a way that the volume of the expansion chamber alternately decreases in the direction of rotation and enlarged, characterized in that the gear arrangement between the torque transmission shaft (22) and at least one of the two rotary pistons (5 to 8) delimiting an expansion chamber (11 to 14) has at least one kinked universal joint (23, 24, which is not compensated for in terms of its cyclical rotational phase shift). 33, 34). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung zwischen der Drehmomentübertragungswelle (22) und mindestens einem der beiden eine Expansionskammer (11 bis 14) begrenzenden Rotationskolben (5 bis 8) mindestens zwei geknickte, nicht kompensierte Kardangelenke (23 und 24, 33 und 34) aufweist, die ohne Drehphasendifferenz hintereinander geschaltet sind.Device according to Claim 1, characterized in that the gear arrangement between the torque transmission shaft (22) and at least one of the two rotary pistons (5 to 8) delimiting an expansion chamber (11 to 14) has at least two kinked, non-compensated universal joints (23 and 24, 33 and 34), which are connected in series without a phase difference. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung zwischen der Drehmomentübertragungswelle (22) und jedem der beiden eine Expansionskammer (11 bis 14) begrenzenden Rotationskolben (5 bis 8) gleich viele geknickte, nicht kompensierte Kardangelenke (23 und 24, 33 und 34) aufweist, wobei die den beiden Rotationskolben (5 und 6, 6 und 7, 7 und 8, 8 und 5) zugeordneten Kardangelenke (23 und 24 bzw. 33 und 34) in äquivalenten Knickwinkelstellungen, aber mit einer Drehphasendifferenz von 180° angeordnet sind. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the gear arrangement between the torque transmission shaft (22) and each of the two rotary pistons (5 to 8) delimiting an expansion chamber (11 to 14) has the same number of kinked, non-compensated universal joints (23 and 24, 33) and 34), the universal joints (23 and 24 or 33 and 34) assigned to the two rotary pistons (5 and 6, 6 and 7, 7 and 8, 8 and 5) in equivalent buckling angle positions, but with a rotational phase difference of 180 ° are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden eine Expansionskammer (11 bis 14) begrenzenden Rotationskolben (5 bis 8) zugeordneten geknickten, nicht kompensierten Kardangelenke (23 und 24, 33 und 34) koaxial angeordnet sind.Apparatus according to claim 3, characterized in that the bent, non-compensated universal joints (23 and 24, 33 and 34) associated with the two rotary pistons (5 to 8) delimiting an expansion chamber (11 to 14) are arranged coaxially. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Knickwinkel (38) mindestens eines der geknickten, nicht kompensierten Kardangelenke (23, 33) veränderbar ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the kink angle (38) of at least one of the kinked, uncompensated cardan joints (23, 33) can be changed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vier Rotationskolben (5 bis 8) vorgesehen sind, die paarweise achsensymmetrisch ausgebildet sind und zwei achsensymmetrische Expansionskammern begrenzen.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that four rotary pistons (5 to 8) are provided, which are axially symmetrical in pairs and delimit two axially symmetrical expansion chambers. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vier Rotationskolben (5 bis 8) vorgesehen sind, die paarweise achsensymmetrisch ausgebildet sind und vier paarweise achsensymmetrisch angeordnete Expansionskammern (11 bis 14) begrenzen.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that four rotary pistons (5 to 8) are provided, which are axially symmetrical in pairs and delimit four expansion chambers (11 to 14) arranged axially symmetrically in pairs. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei einer gleichförmig umlaufenden Drehmomentübertragungswelle (22) die beiden eine Expansionskammer (11 bis 14) begrenzenden Rotationskolben (5 und 6, 6 und 7, 7 und 8, 8 und 5) abwechselnd nahezu in Ruhe befinden und mit nahezu doppelter Umlaufgeschwindigkeit der Drehmomentübertragungswelle (22) vorlaufen.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the case of a uniformly rotating torque transmission shaft (22) the two rotary pistons (5 and 6, 6 and 7, 7 and 8, 8 and 5) delimiting an expansion chamber (11 to 14) alternately are almost at rest and advance at almost twice the rotational speed of the torque transmission shaft (22). Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Pump according to one of claims 1 to 8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6132190A (en) * 1998-08-20 2000-10-17 Tverskoy; Boris S. Rotary device
GB2498372B (en) * 2012-01-12 2015-06-03 Manousos Pattakos Rotary engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3935841A (en) * 1973-11-27 1976-02-03 Longeval Antoon B Rotary internal combustion engine
US4086879A (en) * 1977-02-24 1978-05-02 Turnbull Paul J Rotary engine with revolving and oscillating pistons
GB2249350A (en) * 1990-11-05 1992-05-06 Jaguar Cars Oscillatory rotating engine
WO1997010419A1 (en) * 1995-09-14 1997-03-20 Lari, Hassan, B. Internal combustion rotary engine with variable compression ratio

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3935841A (en) * 1973-11-27 1976-02-03 Longeval Antoon B Rotary internal combustion engine
US4086879A (en) * 1977-02-24 1978-05-02 Turnbull Paul J Rotary engine with revolving and oscillating pistons
GB2249350A (en) * 1990-11-05 1992-05-06 Jaguar Cars Oscillatory rotating engine
WO1997010419A1 (en) * 1995-09-14 1997-03-20 Lari, Hassan, B. Internal combustion rotary engine with variable compression ratio

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016001782A1 (en) 2016-02-16 2017-08-17 Michael Krane Rotary engine

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