Schwenkkolbenmaschine mit ventilloser Vorkammeraufladunq

Die Erfindung betrifft eine Schwenkkolbenmaschine mit mindestens zwei in einem im Wesentlichen kugelförmigen Gehäuse angeordneten und um eine gehäusemittig angeordnete Umlaufachse gemeinsam umlaufenden, zweiarmigen Schwenkkolben, welche je zwei bezüglich der Gehäusemitte im Wesentlichen diametral gegenüberliegende, miteinander fest verbundene Kolben in Form von Kolbenarmen aufweisen und welche beim Umlaufen hin- und hergehende Schwenkbewegungen um eine zur Umlaufachse senkrechte Schwenkachse gegensinnig ausführen, wobei an mindestens zwei Kolben Führungsglieder angebracht sind, welche in mindestens eine im Gehäuse ausgebildete, zum Steuern der Schwenkbewegungen bestimmte Führungsnut eingreifen.

Diese Schwenkkolbenmaschinen gehören zur Gattung der Verbrennungsmaschinen, bei denen die Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Expandierens und Ausstossens des Verbrennungsgemisches nach dem Otto- oder Diesel-Viertaktverfahren mit Fremd- bzw. Selbstzündung durch Schwenkbewegungen der Kolben zwischen zwei Endstellungen bewirkt werden.

Eine solche aus der US 3075506A bekannte Schwenkkolbenmaschine weist auf der Seite der gegeneinander liegenden, etwa radial verlaufenden, Kolben-Innenflächen 2 Arbeitskammern auf, die durch die Kolbenverschwenkung pro Umdrehung jeweils die 4 oben erwähnten Arbeitstakte durchlaufen. Die Kolben-Aussenflächen bilden dabei 2 Nebenoder Vorkammern, die im Gegentakt zu den Arbeitskammern das Vorkammervolumen vergrössern und verkleinern.

Diese Volumenänderungen der Nebenkammern werden hier entweder eingeschlossen als pneumatische Speicher mit Druck-Aufladung bzw. -Abgabe durch bzw. an die Kolben-Aussenflächen oder, mit Beflutungsöffnungen, als Luftpumpen für Kühlluftströme entlang der Kolben-Aussenflächen benutzt.

Eine aus der WO 03/067033 A1 bekannte Schwenkkolbenmaschine unterscheidet sich von der US 3075506A im wesentlichen dadurch, dass mindestens eine Nebenkammer mit mindestens einer Arbeitskammer über mindestens ein Ventil kommuniziert und somit die Nebenkammer als Luftpumpe der Arbeitskammer vorgeschaltet ist. Es werden verschiedene Möglichkeiten dieser Kommunikation, z.B. durch einen überströmkanal ausserhalb des Gehäuses mit einem Ventil am Gehäuse vor der Arbeitskammer, oder eine Durchleitung durch den Kolben von der Aussenfläche zur Innenfläche mit einem am Kolben angeordneten Ventil, angegeben.

Eine weitere, aus der WO 2005/098202 bekannte Schwenkkolbenmaschine weist neben zahlreichen weiteren änderungen zwei bei den beidseitigen Durchdringungen des Gehäuses an der Umlaufachse angeordnete, jeweils mit 2 Fenstern versehene Drehschieber auf, die über je 2, also insgesamt 4 Einlassöffnungen die Beflutung der Vorkammern regeln und über jeweils 1 Fenster, also insgesamt 2 Auslassöffnungen mit je einem der zwei in die Gehäusetrennung beidseitig eingearbeiteten, in der Mitte zusammengeführten überströmkanäle und einen Schlitz im Gehäuse-Innern mit beiden Arbeitskammern abwechselnd kommunizieren.

Diese Lösung erlaubt sowohl eine optimale Steuerung der Vorkammerbeflutung ohne den unvermeidlichen Druckverlust von Rückschlagventilen als auch, wegen des vom Drehschieber abgeregelten überströmkanals während der Vorkammerbeflutung, den geringsten Totraum der Vorverdichtung und damit die höchste Aufladung und ist somit besonders für Leistungsmotoren geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sehr einfache und kostengünstige sowie störungsarme Schwenkkolbenmaschine der vorstehend beschriebenen Gattung zu schaffen, bei welcher sowohl die Vorkammerbeflutung als auch die Arbeitskammeraufladung ohne Ventile und/oder andere Steuerelemente erfolgt und diese Bauteile und die ggf. damit verbundenen Druckverluste, Störungsmöglichkeiten und Kosten wegfallen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Beflutung der Vorkammern über je mindestens eine entsprechend ausgebildete Ansaugöffnung auf jeder Seite des Gehäuses mittels mindestens 2 dazu passend gestalteten Kolben-Aussenflächen sowie der kombinierten Umlaufbewegung und Verschwenkung der Kolben im Wesentlichen während der Vergrösserung des Vorkammervolumens ermöglicht wird. Dafür sind erfindungsgemäss, ausser der entsprechenden Gestaltung der Gehäuseöffnungen und Kolben-Aussenflächen, keine zusätzliche Teile notwendig. Die beispielsweise wie bei der WO 2005/098202 in die Gehäuseteilung eingearbeiteten, beidseitigen und mittig zusammenführenden überströmkanäle bleiben über entsprechend ausgebildete Ausnahmen auf der Gehäuse- Innenseite während des Maschinenlaufs dauerhaft oder mindestens während der Vorkammerkompression mit den Vorkammern verbunden.

Die Kommunikation mit den Arbeitskammern übernimmt, analog zur WO 2005/098202, ein Schlitz in der Gehäuse-Innenwand an der Zusammenführung der überströmkanäle.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene, perspektivische Gesamtansicht einer ersten

Ausführung einer erfindungsgemässen Schwenkkolbenmaschine.

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung von Komponenten des Innenmotors der Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Gehäusemitte senkrecht zur Umlaufachse mit

Ansicht auf eine Ausnahme, eine Ansaugöffnung, den Beginn eines überström- Kanals sowie der Schnitt durch den Einlass-Schlitz mit Kanalzuführung.

In der Schwenkkolbenmaschine gemäss Fig. 1 , welche als Motor mit Fremdzündung dargestellt ist und als Führungsglieder 26 hier kugelförmige Rotationskörper aufweist, drehen sich beim Betrieb die Schwenkkolben 3 und spiegelbildlich dazu 4 im Uhrzeigersinn, von rechts gesehen um die Umlaufachse 2, wobei die Steuernut 10 über die Führungsglieder 26 die Verschwenkung der Kolben 5-8 gegeneinander dergestalt bewirkt, dass die zwischen den Kolben-Innenseiten 11-12 liegenden Arbeitskammern 13 bzw.14 spiegelbildlich gegenüber sich pro Umdrehung zweimal öffnen und schliessen, dh. die Arbeitstakte des Viertaktmotors durchlaufen. Im Gegentakt dazu schliessen und öffnen sich die zwischen den Kolben-Aussenseiten 15-16 liegenden Vorkammern 17 bzw. 18 spiegelbildlich gegenüber, wobei beim öffnungsvorgang eine Beflutung von aussen durch die Ansaugöffnungen 19 bzw. 19a spiegelbildlich gegenüber möglich ist, während beim Schliessvorgang durch Form und Positionierung der Ansaugöffnungen 19-19a sowie durch Formgebung der darauf angepassten Kolben-Aussenseiten 15-16, beispielsweise mit Nasen 23 und Ausnahmen 24 diese Beflutung unterbrochen wird und gleichzeitig eine Kommunikation der Vorkammern 17-18 mit der jeweils dann am Einlass-Schlitz 22 vorbeilaufenden Arbeitskammer 13 oder 14 über die Gehäuse-Ausnahmen 20 und die überströmkanäle 21 sowie den nun offenen Einlass-Schlitz 22 erfolgen kann. Zufolge des doppelten Verdrängungsvolumens der Vorkammern 17-18 und der jeweiligen Kommunikation mit nur einer der 2 Arbeitskammern 13-14 beim Vorbeilauf am Einlass-Schlitz 22 entsteht bei der erfinderischen Ausgestaltung sowieso vorhandener Maschinenteile wie Gehäuse 1 und Schwenkkolben 3-4 ohne zusätzliche Regelung der Beflutung durch Ventile ect. in jeder Arbeitskammer 13-14 die erwünschte Aufladung.