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Patent Searching and Data


Title:
ROTARY-PISTON ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/122658
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotary-piston engine comprising a housing (12) provided with first and at least one second pistons (24, 26) which are placed and jointly rotatable therein about an axis of rotation (32) connected to the housing and can carry out pivoting back and forth movements in opposite direction when rotating about the axis (32) and a pivoting axis (36) which is perpendicular to the axis of rotation and passes through the housing center between first and second end positions, wherein the first and at least second pistons (24, 26) define a working chamber (48), the first piston (24) and/or at least one second piston (26) comprises at least one running member (50, 52) which is guided along at least one control cam (58) during the rotation of the first and/or second piston (24, 26) in such a way that a pivoting movement of the first and at least second pistons (24, 26) is produced. Said control cam (58) is positionally adjustable by means of an adjusting mechanism (74) in such a way that it makes it possible to displace at least one position of the first and at least second pistons (24, 26) between the first and second end positions.

Inventors:
HUETTLIN HERBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2006/004173
Publication Date:
November 23, 2006
Filing Date:
May 04, 2006
Export Citation:
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Assignee:
HUETTLIN HERBERT (DE)
International Classes:
F01C20/18; F01C9/00
Foreign References:
GB925515A1963-05-08
US2501998A1950-03-28
Attorney, Agent or Firm:
Heuckeroth, Volker (Weller & Partner Postfach 105462, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schwenkkolbenmaschine, mit einem Gehäuse (12), in dem ein erster und zumindest ein zweiter Kolben (24, 26) angeordnet sind, die gemeinsam in dem Gehäuse (12) um eine gehäusefeste Drehachse (32) umlaufen können, und die beim Umlaufen um die Drehachse (32) um eine senkrecht zur Drehachse (32) und durch die Gehäusemitte verlaufende kolbenfeste Schwenkachse (36) zueinander gegensinnige hin und hergehende Schwenkbewegungen zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung ausführen, wobei der erste und zumindest zweite Kolben (24 26) eine Arbeitskammer (48) definieren, wobei der erste Kolben (24) und/oder der zumindest zweite Kolben (26) zumindest ein Lauforgan (50, 52) aufweist, das beim Umlaufen des ersten und/oder zweiten Kolbens (24, 26) entlang zumindest einer Steuerkurve (58) geführt ist, um die Schwenkbewegungen des ersten und/oder zumindest zweiten Kolbens (24, 26) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (58) mittels eines Verstellmechanismus (74) lageverstellbar ist, um zumindest eine der ersten und zweiten Endstellung zumindest eines des ersten und zweiten Kolbens (24, 26) zu verstellen.
2. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verstellmechanismus (74) die zumindest eine der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung kontinuierlich verstellbar ist.
3. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verstellmechanismus (74) die erste und zweite Endstellung des ersten und des zumindest zweiten Kolbens (24, 26) verstellbar sind.
4. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Abschnitte (62, 64) der Steuerkurve gegensinnig zueinander um eine gehäusefeste Schwenkachse (79) verschwenkbar in dem Gehäuse (12) gelagert sind.
5. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (12) ein dritter und ein vierter Kolben (28, 30) angeordnet sind, die mit dem ersten und dem zweiten Kolben (24, 26) in dem Gehäuse (12) gemeinsam um die Drehachse (32) umlaufen können und dabei zueinander gegensinnige Schwenkbewegungen zwischen einer dritten Endstellung und einer vierten Endstellung ausführen, wobei der dritte und vierte Kolben eine zweite Arbeitskammer (48) definieren, und dass zumindest eine der dritten und der vierten Endstellung mittels des Verstellmechanismus (74) verstellbar ist.
6. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verstellmechanismus (74) die zumindest eine der dritten Endstellung und der vierten Endstellung kontinuierlich verstellbar ist.
7. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verstellmechanismus (74) die dritte und vierte Endstellung des dritten und des zumindest vierten Kolbens (28, 30) verstellbar sind.
8. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kolben (30) dem ersten Kolben (24) bezüglich der kolbenfesten Schwenkachse (36) diametral gegenüberliegt und die dritte Endstellung synchron und gleichsinnig zur ersten Endstellung verstellbar ist.
9. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Kolben (28) dem zweiten Kolben (26) bezüglich der kolbenfesten Schwenkachse (36) diametral gegenüberliegt und die vierte Endstellung synchron und gleichsinnig zur zweiten Endstellung verstellbar ist.
10. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kolben (30) und/oder der vierte Kolben (28) zumindest ein Lauforgan (54, 56) aufweist, das beim Umlaufen des dritten und/oder vierten Kolbens (28, 30) entlang einer zweiten Steuerkurve (60) geführt ist, um die Schwenkbewegungen des dritten und/oder vierten Kolbens (28, 30) zu erzeugen, und dass die zweite Steuerkurve (60) mittels des Verstellmechanismus (74) lageverstellbar ist, um die zumindest eine der dritten und vierten Endstellung des zumindest einen des dritten und vierten Kolbens (28, 30) zu verstellen.
11. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Abschnitte (66, 68) der zweiten Steuerkurve (60) gegensinnig zueinander um eine gehäusefeste Schwenkachse (79) verschwenkbar in dem Gehäuse (12) gelagert sind.
12. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (74) ein erstes Kurvenelement (76) und ein zweites Kurvenelement (78) aufweist, wobei das erste Kurvenelement (76) und das zweite Kurvenelement (78) scherenartig über Kreuz gegensinnig zueinander verschwenkbar angeordnet sind und die erste und die zweite Steuerkurve (58, 60) aufweisen.
13. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Steuerkurvenabschnitt (80) des ersten Kurvenelements (76) mit einem zweiten Steuerkurvenabschnitt (86) des zweiten Kurvenelements (78), die zusammen eine der Steuerkurven (58, 60) bilden, relativ zu diesem beweglich verbunden ist.
14. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Steuerkurvenabschnitt (82) des ersten Kurvenelements (76) mit einem vierten Steuerkurvenabschnitt (84) des zweiten Kurvenelements (78), die zusammen die andere der Steuerkurven (58, 60) bilden, relativ zu diesem beweglich verbunden ist.
15. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerkurvenabschnitt (80) mit dem zweiten Steuerkurvenabschnitt (86) und ggf. der dritte Steuerkurvenabschnitt (82) mit dem vierten Steuerkurvenabschnitt (84) kämmend verbunden ist.
16. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (74) zumindest einen Antrieb (102) aufweist, der hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch ist.
17. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Antrieb (102) hydraulisch ist, und dass an zumindest einer einer Gehäuseinnenwand (104) des Gehäuses (12) zugewandten Seite der Kurvenelemente (74, 78) eine mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbare volumenveränderliche Kammer (106, 108) angeordnet ist.
18. Schwenkkolbenmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erhöhen des Hydraulikdrucks in der Kammer (106, 108) der maximale Hub der Kolben (24 30) verkleinert wird und durch Vermindern des Hydraulikdrucks der maximale Hub der Kolben (34 30) vergrößert wird.
19. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lauforgan (50, 52, 54, 56) und die zumindest eine Steuerkurve (58, 60) magnetisch wirksam sind, derart, dass zwischen dem zumindest einen Lauforgan (50, 52, 54, 56) und der zumindest einen Steuerkurve (58, 60) eine magnetische Anziehungskraft wirkt.
20. Schwenkkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lauforgan (50, 52, 54, 56) und der zugehörige Kolben (24, 26, 28, 30) magnetisch wirksam sind, derart, dass zwischen dem zu mindest einen Lauforgan (50, 52, 54, 56) und dem zugehörigen Kolben (24, 26, 28, 30) eine magnetische Anziehungskraft wirkt.
Description:
Schwenkkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Schwenkkolbenmaschine, mit einem Gehäuse, in dem ein erster und zumindest ein zweiter Kolben angeordnet sind, die gemeinsam in dem Gehäuse um eine gehäusefeste Drehachse umlaufen können, und die beim Umlaufen um die Drehachse um eine senkrecht zur Drehachse und durch die Gehäusemitte verlaufende kolbenfeste Schwenkachse zueinander gegensinnige hin- und hergehende Schwenkbewegungen zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung ausführen, wobei der erste und zumindest zweite Kolben eine Arbeitskammer definieren, wobei der erste Kolben und/oder der zumindest zweite Kolben zumindest ein Lauforgan aufweist, das beim Umlaufen des ersten und/oder zweiten Kolbens entlang zumindest einer Steuerkurve geführt ist, um die Schwenkbewegungen des ersten und/oder zumindest zweiten Kolbens zu erzeugen.

Eine derartige Schwenkkolbenmaschine ist aus dem Dokument WO 03/067033 Al bekannt.

Schwenkkolbenmaschinen und insbesondere eine Schwenkkolbenmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung können als Brennkraftmaschinen (Verbrennungsmotoren), als Pumpen oder als Kompressoren verwendet werden. Eine Schwenkkolbenmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise als Brennkraftmaschine verwendet und als solche in der vorliegenden Beschreibung beschrieben.

Im Falle der Verwendung einer Schwenkkolbenmaschine als Brennkraftmaschine werden die einzelnen Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Zündens des Verbrennungsgemisches und des Expan- dierens und Ausstoßens des verbrannten Verbrennungsgemisches durch hin- und hergehende Schwenkbewegungen der einzelnen Kolben zwischen zwei Endstellungen vermittelt.

Bei der aus dem Dokument WO 03/067033 Al desselben Anmelders bekannten Schwenkkolbenmaschine sind in dem Gehäuse vier Kolben angeordnet, die um eine gehäusemittige gehäusefeste Drehachse gemeinsam umlaufen und beim Umlaufen in dem Gehäuse hin- und hergehende Schwenkbewegungen um eine kolbenfeste Schwenkachse ausführen, wobei jeweils zwei benachbarte Kolben gegensinnig verschwenken.

„Gehäusefest" bedeutet hier bei einer Achse, die als geometrische Achse zu verstehen ist, dass sich die räumliche Lage der Achse relativ zum Gehäuse nicht verändert. Entsprechend bedeutet „kolbenfest" eine feste räumliche Beziehung einer geometrischen Achse zu einem Kolben.

Zwischen jeweils zwei einander zugewandten Endflächen der Kolben der Kolbenpaare wird jeweils eine Arbeitskammer gebildet, so dass die bekannte Schwenkkolbenmaschine zwei Arbeitskammern aufweist. Beide Arbeitskammern, die bezüglich der Gehäusemitte diametral gegenüberliegend angeordnet sind, vergrößern und verkleinern sich bei der hin- und hergehenden Schwenkbewegung der Kolben gleichsinnig.

Die Schwenkbewegung der Kolben um die gemeinsame Schwenkachse wird aus der Umlaufbewegung der Kolben um die Drehachse durch

einen Steuermechanismus abgeleitet, der zwei in die Gehäuseinnenwand eingeformte Steuerkurven und entsprechende Lauforgane an den der Gehäuseinnenwand zugewandten Seiten der Kolben um- fasst. Bei dieser bekannten Schwenkkolbenmaschine ist der Hub der Schwenkbewegung der Kolben durch den Kurvenverlauf der beiden Steuerkurven unveränderlich vorgegeben. Die bekannte Schwenkkolbenmaschine weist somit einen konstanten Hubraum auf, wobei der Hubraum das maximale Volumen bzw. die Summe der maximalen Volumina der Arbeitskammern ist.

Bei den sogenannten Hubkolbenmotoren, deren Kolben lineare Hubbewegungen ausführen, wurde versucht, Motoren mit einem variablen Hubraum zu entwickeln, das heißt der Hubraum solcher Hubkolbenmotoren sollte während des Betriebs des Hubkolbenmotors verstellt werden können. So wurde versucht, die Zylinderköpfe verschiebbar auszugestalten, was jedoch den Nachteil hatte, dass die Zylinderköpfe aufgrund der Verschiebbarkeit nicht mehr für die Aufnahme von Zündkürzen bzw. Glühkerzen, vor allem aber nicht mehr für die Aufnahme von Ein- und Auslassventilen zur Verfügung standen. Kolbenmotoren mit variablem Hubraum existieren daher bis heute nicht als Serienmotoren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkkolbenmaschine der eingangs genannten Art mit variablem Hubraum bereitzustellen .

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten Schwenkkolbenmaschine dadurch gelöst, dass die Steuerkurve mittels eines Verstellmechanismus lageverstellbar ist, um zumindest eine der ersten und zweiten Endstellung zumindest eines des ersten und zweiten Kolbens zu verstellen.

Die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine weist einen variablen Hubraum auf, in dem die Steuerkurve, die bereits bei der bekannten Schwenkkolbenmaschine vorgesehen ist, dort aber stationär in die Gehäuseinnenwand integriert ist, nunmehr mittels eines Verstellmechanismus lageverstellbar ausgestaltet ist, wodurch die erste Endstellung und/oder die zweite Endstellung zumindest eines Kolbens verstellbar ist.

Im Unterschied zu den herkömmlichen Hubkolbenmotoren ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine nicht das Problem, Zündkerzen bzw. Glühkerzen oder Ein- und Auslassventile zugunsten der Variabilität des Hubraumes an anderen Stellen der Schwenkkolbenmaschine anbringen zu müssen, da die Steuerkurve auch bei der bekannten Schwenkkolbenmaschine bereits an räumlich anderer Position als diese zuvor genannten Komponenten angeordnet ist, das heißt eine Verstellbarkeit der Steuerkurve kollidiert nicht mit diesen Komponenten.

Durch die Erfindung wird nunmehr eine gegenüber der bekannten Schwenkkolbenmaschine konstruktiv nur wenig aufwändigere Schwenkkolbenmaschine bereitgestellt, die aber gegenüber der bekannten Schwenkkolbenmaschine den erheblichen Vorteil besitzt, dass ihr Hubraum variabel ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist mittels des Verstellmechanismus die zumindest eine der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung kontinuierlich verstellbar.

Hierbei ist von Vorteil, dass der Hubraum kontinuierlich variabel ist, wodurch eine stufenlose Veränderung des Hubraums der Schwenkkolbenmaschine ermöglicht wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind mittels des Verstellmechanismus die erste und zweite Endstellung des ersten und des zumindest zweiten Kolbens verstellbar.

Hierbei ist von Vorteil, dass sowohl die sogenannte Obere- Totpunkt-Stellung (OT-Stellung) als auch die Untere-Totpunkt- Stellung (UT-Stellung) variabel sind. In der OT-Stellung ist das Arbeitskammervolumen minimal (Zündung), und in der UT- Stellung maximal (Ende Ausstoßen/Anfang Ansaugen). Wenn nun die UT-Stellung im Sinne der Verkleinerung des Arbeitshubs bzw. Hubraums verstellt wird, ist es vorteilhaft, auch die OT- Stellung dahingehend zu verstellen, dass bei verkleinertem Arbeitskammervolumen (Hubraum) noch eine möglichst hohe Kompression in der OT-Stellung erreicht wird, was durch die vorstehend genannte Ausgestaltung erreicht wird, indem sowohl die OT-Stellung als auch die UT-Stellung verstellbar sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind zwei Abschnitte der Steuerkurve gegensinnig zueinander um eine gehäusefeste Schwenkachse verschwenkbar an dem Gehäuse gelagert.

In dieser Ausgestaltung wird der Hubraum bzw. das maximale Arbeitskammervoiumen dadurch verstellt, dass die Steuerkurve, die aus den zwei Abschnitten symmetrisch zu der gehäusefesten Schwenkachse gebildet ist, aus einer ersten Position in eine zweite Position verschwenkt wird. Ein solcher Verstellmechanismus, bei dem die Steuerkurve um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, hat den Vorteil einer konstruktiv einfachen Bauweise, um einen variablen Hubraum zu schaffen.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind in dem Gehäuse ein dritter und ein vierter Kolben angeordnet, die mit dem ersten und dem zweiten Kolben im Gehäuse gemeinsam um die Drehachse umlaufen können und dabei zueinander gegensinnige Schwenkbewegungen zwischen einer dritten Endstellung und einer vierten Endstellung ausführen, und dass zumindest eine der dritten und der vierten Endstellung mittels des Verstellmechanismus verstellbar ist.

In dieser Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Schwenkkolbenmaschine wie die bekannte Schwenkkolbenmaschine insgesamt vier Kolben und entsprechend zwei Arbeitskammern auf, wobei das maximale Arbeitskämmervolumen beider Arbeitskammern und somit der Gesamthubraum der Schwenkkolbenmaschine variabel ist.

Auch bezüglich des dritten und vierten Kolbens ist es bevorzugt, wenn die zumindest eine der dritten Endstellung und der vierten Endstellung mittels des Verstellmechanismus kontinuierlich verstellbar ist.

Ebenso ist es bevorzugt, wenn die dritte und vierte Endstellung des dritten und des vierten Kolbens verstellbar sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt der dritte Kolben dem ersten Kolben bezüglich der kolbenfesten Schwenkachse diametral gegenüber, und ist die dritte Endstellung synchron und gleichsinnig zur ersten Endstellung verstellbar.

In gleicher Weise ist es, wenn der vierte Kolben dem zweiten Kolben bezüglich der kolbenfesten Schwenkachse diametral gegen-

überliegt, bevorzugt, wenn die vierte Endstellung synchron und gleichsinnig zur zweiten Endstellung verstellbar ist.

Beide vorstehend genannten Maßnahmen gewährleisten sowohl für sich als auch insbesondere in Kombination miteinander, dass die Verstellung der Endstellungen der Kolben und damit die Verstellung der maximalen Arbeitskammervolumina beider Arbeitskammern ohne erhöhten Steuerungsaufwand in gleicher Weise erfolgt.

Während es prinzipiell möglich wäre, dass die eine Steuerkurve die Schwenkbewegung aller vier Kolben steuert, indem diese entsprechend miteinander gekoppelt sind, ist es bevorzugt, wenn auch der dritte Kolben und/oder der vierte Kolben zumindest ein Lauforgan aufweist, das beim Umlauf des dritten und/oder vierten Kolbens entlang einer zweiten Steuerkurve geführt ist, um die Schwenkbewegungen des dritten und/oder vierten Kolbens zu erzeugen, wobei dann die zweite Steuerkurve mittels des Verstellmechanismus verstellbar ist, um die zumindest eine der dritten und vierten Endstellung des zumindest einen des dritten und vierten Kolbens zu verstellen.

Das Vorsehen zweier Steuerkurven für die vier Kolben hat den Vorteil einer höheren oder vollständigen Symmetrie der gesamten Schwenkkolbenmaschine, was die Laufeigenschaften der Schwenkkolbenmaschine positiv beeinflusst. Entsprechend ist auch die zweite Steuerkurve lageverstellbar, wie es für die Steuerkurve für den ersten und zweiten Kolben ebenfalls der Fall ist.

Ebenso ist es bevorzugt, wenn zwei Abschnitte der zweiten Steuerkurve gegensinnig zueinander um eine gehäusefeste Schwenkachse verschwenkbar in dem Gehäuse gelagert sind.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Verstellmechanismus ein erstes Kurvenelement und ein zweites Kurvenelement auf, wobei das erste Kurvenelement und das zweite Kurvenelement scherenartig über Kreuz gegensinnig zueinander verschwenkbar angeordnet sind und die erste und die zweite Steuerkurve aufweisen.

Durch diese Maßnahme werden die beiden Steuerkurven für die vier Kolben durch zwei Kurvenelemente realisiert, die um die Schwenkachse scherenartig über Kreuz gegensinnig zueinander verschwenkbar angeordnet sind, wobei diese Verschwenkbarkeit der Verstellung der Endstellungen der Schwenkbewegungen der Kolben dient. Diese Bauweise ist konstruktiv vorteilhaft einfach und ermöglicht auch eine einfach zu realisierende Verstellung der Steuerkurven, wie hiernach noch beschrieben wird.

Dabei ist es bevorzugt, wenn ein erster Steuerkurvenabschnitt des ersten Kurvenelements mit einem zweiten Steuerkurvenabschnitt des zweiten Kurvenelements, die zusammen die eine der Steuerkurven bilden, relativ zu diesem beweglich verbunden ist.

Da die einzelnen Steuerkurven nicht punktsymmetrisch bezüglich der gehäusefesten Schwenkachse, sondern spiegelsymmetrisch bezüglich einer Ebene, in der die gehäusefeste Schwenkachse liegt, verlaufen, und somit zu beiden Seiten dieser Symmetrieebene angeordnet sind, ermöglicht die bewegliche Verbindung der beiden Steuerkurvenabschnitte die Realisierung einer einerseits zusammenhängenden Steuerkurve, wobei andererseits eine gegensinnige Verschwenkung des ersten Steuerkurvenabschnitts und des zweiten Steuerkurvenabschnitts um die gehäusefeste Schwenkachse der Verstellung der Endstellungen des ersten und des zweiten

Kolbens im Sinne einer Hubraumverstellung bzw. Arbeitskammervo- lumenverstellung der ersten Arbeitskammer dient.

Entsprechend ist es bevorzugt, wenn ein dritter Steuerkurvenabschnitt des ersten Kurvenelements mit einem vierten Steuerkurvenabschnitt des zweiten Kurvenelements, die zusammen die andere der Steuerkurven bilden, relativ zu diesem beweglich verbunden ist.

Auch hier erlaubt die relative Beweglichkeit der beiden genannten Steuerkurvenabschnitte zueinander die gegensinnige Ver- schwenkung der beiden Steuerkurvenabschnitte zur Verstellung der Endstellungen des dritten und vierten Kolbens und gewährleistet gleichzeitig die Bildung einer zusammenhängenden zweiten Steuerkurve für den dritten und den vierten Kolben.

Die relativ zueinander bewegliche Verbindung des ersten Steuerkurvenabschnitts und des zweiten Steuerkurvenabschnitts bzw. des dritten Steuerkurvenabschnitts und des vierten Steuerkurvenabschnitts wird vorzugsweise durch eine kämmende Verbindung, beispielsweise eine Verzahnung, dieser Steuerkurvenabschnitte realisiert.

Durch Zusammenfahren der Verzahnung kann insbesondere die OT- Stellung des ersten und zweiten Kolben bzw. dritten und vierten Kolbens wie oben erläutert so verstellt werden, dass das minimale Arbeitskammervolumen in der OT-Stellung verringert wird, insbesondere wenn das maximale Arbeitskammervolumen (UT- Stellung) verkleinert wird.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung weist der Verstellmechanismus zumindest einen Antrieb auf, der hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch ist.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der zumindest eine Antrieb hydraulisch ist, und wenn an zumindest einer einer Gehäuseinnenwand des Gehäuses zugewandten Seite der Kurvenelemente eine mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbare volumenveränderliche Kammer angeordnet ist.

Das Vorsehen eines hydraulischen Antriebs hat den Vorteil, dass Hydraulikflüssigkeit im Wesentlichen inkompressibel ist und mit einem Hydraulikantrieb auch sehr hohe Kräfte aufgebracht werden können, um die Kurvenelemente und damit den Hubraum der Schwenkkolbenmaschine auch bei hohen Drehzahlen der Kolben um die Drehachse sicher verstellen zu können.

Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn durch Erhöhen des Hydraulikdrucks in der Kammer der maximale Hub der Kolben verkleinert und durch Vermindern des Hydraulikdrucks der maximale Hub der Kolben vergrößert wird.

Hierbei ist von Vorteil, dass der Antrieb zum Verstellen der Kurvenelemente nur in einer Wirkrichtung aktiv ausgeführt sein muss, und zwar in Wirkrichtung der Verkleinerung des Hubraums, während in Wirkrichtung der Vergrößerung des Hubraums die über die auf den Kolben wirkende Fliehkraft auf die Kurvenelemente wirkende Kraft ausgenutzt wird, die die Kurvenelemente aufeinander zu verschwenken lässt, wenn der Hydraulikdruck entsprechend verringert wird. Auf diese Weise kann der Antrieb konstruktiv sehr einfach gehalten werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das zumindest eine Lauforgan und die zumindest eine Steuerkurve magnetisch wirksam, derart, dass zwischen dem zumindest einen Lauforgan und der zumindest einen Steuerkurve eine magnetische Anziehungskraft wirkt.

Obwohl bereits aufgrund der Masse von Kolben und Lauforgan, die zusammen eine Funktionseinheit bilden, schon bei niedrigen Drehzahlen der Kolben um die Drehachse mit einer ausreichenden Fliehkraft zu rechnen ist, und ein stabiler Kontakt zwischen dem jeweiligen Lauforgan und der Steuerkurve gewährleistet ist, hat diese Maßnahme den Vorteil, dass dieser Kontakt zwischen Lauforgan und Steuerkurve noch weiter verbessert ist.

„Magnetisch wirksam" ist hierbei so zu verstehen, dass das Lauforgan und die Steuerkurve aus permanent-magnetischem Wirkstoff bestehen oder einen solchen aufweisen, oder Lauforgan und Steuerkurve oder zumindest eines dieser beiden ist aus einem magnetisierbaren Werkstoff ausgebildet oder weist einen solchen auf. Zumindest eines von beiden, das heißt Lauforgan oder Steuerkurve, sollten dabei permanent-magnetisch sein, wodurch vorteilhafterweise ein zusätzliches ein Magnetfeld erzeugendes Element, das heißt ein Magnetfeldgenerator, nicht erforderlich ist.

Ebenso ist es bevorzugt, wenn das zumindest eine Lauforgan und der zugehörige Kolben magnetisch wirksam sind, derart, dass zwischen dem zumindest einen Lauforgan und dem zugehörigen Kolben eine magnetische Anziehungskraft wirkt. Durch diese Maßnahme wird ein stabiler Kontakt zwischen dem Lauforgan und den zugehörigen Kolben bewirkt, wodurch beispielsweise auf eine

formschlüssige Verbindung des Lauforgans mit den zugehörigen Kolben verzichtet werden kann.

Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Lauforgan und dem Kolben bzw. zwischen dem Lauforgan und der zugehörigen Steuerkurve gemäß der vorgenannten Ausgestaltung soll so sein, dass die freie Drehbarkeit des Lauforgans, das vorzugsweise als Kugel ausgebildet ist, nicht aufgehoben wird.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmaschine in einem Schnitt entlang einer Ebene parallel zur Drehachse und senkrecht zur Schwenkachse der Kolben, wobei die Schwenkkolbenmaschine in einem ersten Betriebszustand eines Verstellmechanismus zum Verstellen der Steuerkurven für die Kolben dargestellt ist;

Figur 2 die gleiche Darstellung wie in Figur 1, jedoch in einer zweiten Betriebsstellung des Verstellmechanismus zum Verstellen der Steuerkurven für die Kolben;

Figur 3 die Schwenkkolbenmaschine in gleicher Darstellung wie in Figur 1, jedoch ohne Kolben und ohne Kolbenkäfig;

Figur 4a) und b) zwei Kurvenelemente in perspektivischer Darstellung in Alleinstellung;

Figur 5 die Kurvenelemente in Figur 4 in einer Schnittdarstellung und in zusammengesetzter Anordnung;

Figur 6 eine Darstellung der Schwenkkolbenmaschine in Figur 1 in einer um etwa 45° um die Drehachse gedrehten Darstellung des Gehäuses, und wobei die Kolben aus ihrer UT-Stellung in Figur 1 um etwa den halben Hub in Richtung ihrer OT-Stellung verschwenkt sind;

Figur 7 die Schwenkkolbenmaschine in Figur 1 in einer gegenüber Figur 1 um 90° gedrehten Darstellung des Gehäuses, wobei die Kolben nunmehr in ihre OT-Stellung verschwenkt sind; und

Figur 8 eine weitere Darstellung der Schwenkkolbenmaschine in Figur 1, mit Kolbenkäfig, jedoch ohne Kolben.

In Figuren 1 bis 3 sowie Figuren 6 bis 8 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Schwenkkolbenmaschine in

verschiedenen Darstellungen gezeigt. Weitere Einzelheiten der Schwenkkolbenmaschine 10 sind in Figuren 4 und 5 dargestellt.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Brennkraftmaschine ausgelegt.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das aus zwei Gehäusehälften 14 und 16 zusammengesetzt ist. Die Gehäusehälften 14 und 16 weisen jeweils einen Flansch auf, wobei in der Zeichnung nur der Flansch 18 der Gehäusehälfte 14 dargestellt ist. In den Flanschen ist eine Mehrzahl von Bohrungen 20a bis 20h zum Durchführen von Schrauben vorgesehen, um die beiden Gehäusehälften 14 und 16 über die Flansche miteinander zu verschrauben.

Das Gehäuseinnere ist insgesamt kugelförmig bzw. kugelsymmetrisch aufgebaut, wobei der Kugelmittelpunkt in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 22 dargestellt ist.

Im Innern des Gehäuses 12 sind vier Kolben 24, 26, 28 und 30 angeordnet. Die Kolben 24 bis 30 können in dem Gehäuse 12 gemeinsam um eine gehäusefeste Drehachse 32 gemäß einem Pfeil 34 umlaufen. Bei dieser Umlaufbewegung führen die Kolben 24 bis 30 eine der Umlaufbewegung um die Drehachse 32 überlagerte Schwenkbewegung um eine kolbenfeste Schwenkachse 36 zwischen zwei Endstellungen aus, wobei die eine Endstellung in Figur 1 (sogenannte UT-Stellung) , und die andere Endstellung in Figur 7 (sogenannte OT-Stellung) dargestellt ist. In Figur 6 sind die Kolben 24 bis 30 in einer Zwischenstellung zwischen der UT- Stellung und der OT-Stellung dargestellt.

Sowohl die Drehachse 32 als auch die Schwenkachse 36, die als geometrische Achsen zu verstehen sind, gehen durch den Gehäusemittelpunkt 22 des Gehäuses 12 hindurch. Die Schwenkachse 36 steht stets senkrecht auf der Drehachse 32, läuft um letztere jedoch entsprechend der Umlaufbewegung der Kolben 24 bis 30 ebenfalls um.

Von den Kolben 24 bis 30 stehen sich jeweils zwei Kolben bezüglich der Schwenkachse 36 diametral gegenüber, und zwar in jeder Schwenkstellung der Kolben 24 bis 30, wobei dies die Kolben 24 und 30 einerseits und die Kolben 26 und 28 andererseits sind.

Die Kolben 24 bis 30 sind in dem Gehäuse 12 einzeln gelagert, das heißt nicht paarweise miteinander starr verbunden, obwohl dies im Sinne der vorliegenden Erfindung ebenfalls in Betracht gezogen werden kann.

Der Kolben 24 weist eine Endfläche 38, der Kolben 26 eine Endfläche 40, der Kolben 28 eine Endfläche 42 und der Kolben 30 eine Endfläche 44 auf. Die einander zugewandten Endflächen 38 und 40 der Kolben 24 und 26 begrenzen eine Arbeitskammer 46 und die einander zugewandten Endflächen 42 und 44 der Kolben 28 und 30 begrenzen eine Arbeitskammer 48. Die Arbeitskämmern 46 und 48 dienen als Brennkammern für einen Carnot-Kreisprozess . Die Drehachse 32 geht durch beide Arbeitskammern 46 und 48 hindurch, und zwar in jeder Umlauf- und Schwenkstellung der Kolben 24 und 40. Die Arbeitskammern 46 und 48 sind insbesondere symmetrisch zur Drehachse 32 angeordnet, das heißt die Drehachse 32 geht durch die Arbeitskammern 46 und 48 stets mittig hindurch .

Die kolbenrückseitigen Räume können als Vordruckkammern zur Vorkomprimierung von Frischluft dienen, wobei die vorkomprimierte Luft dann über geeignete Einlasse in die jeweilige Arbeitskammer 46 und 48 geleitet wird, wie dies in der WO 03/067033 Al beschrieben ist. Diesbezüglich wird zur Erläuterung der Funktionsweise der Vordruckkammern auf dieses Dokument verwiesen.

Da jeweils benachbarte der Kolben 24 bis 30 beim Umlaufen um die Drehachse 32 zueinander gegensinnige Schwenkbewegungen ausführen, vergrößern und verkleinern sich die Arbeitskammern 46 und 48 stets gleichsinnig zueinander.

Von dem in Figur 1 gezeigten Zustand maximalen Volumens der Arbeitskammern 46 und 48 ausgehend verschwenken die Kolben 24 und 26 bzw. 28 und 30 aufeinander zu, wie in Figur 6 dargestellt ist, wobei sich die Volumina der Arbeitskammern 46 und 48 dabei verringern, bis zu dem in Figur 7 dargestellten Zustand, in dem die Arbeitskammern 46 und 48 ihr minimales Volumen einnehmen.

Die Kolben 24 und 26 bleiben bei ihrer Umlauf- und Schwenkbewegung stets links von einer Linie A in Figur 1, und die Kolben 28 und 30 stets rechts von der Linie A.

Die Schwenkkolbenmaschine 10 weist weiterhin einen Steuermechanismus auf, um die Schwenkbewegungen der Kolben 24 bis 30 aus der Umlaufbewegung der Kolben 24 bis 30 um die Drehachse 32 abzuleiten. Dazu weist jeder Kolben 24 bis 30 ein Lauforgan auf, und zwar weist der Kolben 24 ein Lauforgan 50, der Kolben 26 ein Lauforgan 52, der Kolben 28 ein Lauforgan 54 und der

Kolben 30 ein Lauforgan 56 auf. Die Lauforgane 50 bis 56 sind Kugeln, die jeweils in einer auf der der jeweiligen Endfläche 38 bis 44 abgewandten Rückseite jedes Kolbens 24 bis 30 ausgebildeten Kugelpfanne gelagert sind.

Die Lauforgane 50 bis 56 in Form der Kugeln sind in den Kugelpfannen frei drehbar gelagert und können in den Kugelpfannen durch Adhäsion mittels eines Schmierfilms gehalten sein, oder die Lauforgane 50 bis 56 können formschlüssig in den Kugelpfannen gehalten sein, wozu sich dann die Kugelpfannen über den Durchmesser der Kugeln 50 bis 56 hinaus erstrecken. Wie bereits erwähnt, sind die Kugeln 50 bis 56 jedoch in jedem Fall um ihren Kugelmittelpunkt in allen Richtungen frei drehbar.

Die Lauforgane 50 bis 56 sind nicht auf die Ausgestaltung als Kugeln beschränkt und können insbesondere als Laufrollen ausgebildet sein, die um eine Achse drehbar an den jeweiligen zugeordneten Kolbenrückseiten gelagert sind.

Den Lauforganen 50 bis 56 sind, wie am besten in Figur 3 zu sehen ist, insgesamt zwei Steuerkurven 58 und 60 zugeordnet, in denen die Lauforgane 50 bis 56 geführt laufen. In Figur 3 sind die Lauforgane 50 bis 56 sowie die Kolben 24 bis 30 zum leichteren Verständnis nicht dargestellt, so dass die Steuerkurven 58 und 60 freiliegend zu sehen sind. Es versteht sich, dass in Figur 3 nur jeweils eine Hälfte der Steuerkurven 58 und 60 entsprechend der Schnittdarstellung zu sehen ist. Die Steuerkurven 58 und 60 erstrecken sich vielmehr über einen Vollumfang von 360° in dem Gehäuse.

Die Lauforgane 50 und 52 laufen beim Umlaufen der Kolben 24 und 26 um die Drehachse 32 in der Steuerkurve 58, und die Laufor- gane 54 und 56 der Kolben 28 und 30 entlang der Steuerkurve 60.

Die Konturierung der Steuerkurven 58 und 60 ist so gewählt, dass beim Entlanglaufen der Lauforgane 50 bis 56 entlang der Steuerkurven 58 und 60 bei der Umlaufbewegung der Kolben 24 bis 30 um die Drehachse 32 die Schwenkbewegungen der Kolben 24 bis 30 um die Schwenkachse 36 abgeleitet werden.

Entsprechend dieser Funktion sind Abschnitte 62 und 64 der Steuerkurve 58 und Abschnitte 66 und 68 der Steuerkurve 60 der Linie A in Figur 3 und damit einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden, die Schwenkachse 36 enthaltenden Ebene am nächsten, und bestimmen die UT-Stellung der Kolben 24 bis 30. Demgegenüber sind Abschnitte 70 und 72 (und entsprechend über einen Vollumfang der Steuerkurven 58 und 60 über 30° gesehen korrespondierende in der Schnittdarstellung nicht zu sehende Abschnitte der Steuerkurven 58, 60) von der Linie A und damit von der zuvor genannten Ebene am weitesten beabstandet und bestimmen die OT-Stellung der Kolben 24 bis 30.

Die Lage der Abschnitte 62 und 64 bestimmen somit eine erste Endstellung der Kolben 24 und 26, die in Figur 1 dargestellt ist, und die Lage des Abschnitts 70 bestimmt die zweite Endstellung der Kolben 24 und 26, die in Figur 7 dargestellt ist.

Entsprechend bestimmt die Lage der Abschnitte 66 und 68 die dritte Endstellung der Kolben 28 und 30, die der ersten Endstellung der Kolben 24 und 26 entspricht, und die in Figur 1 dargestellt ist, und die Lage des Abschnitts 72 bestimmt die

vierte Endstellung der Kolben 28 und 30, die der zweiten Endstellung der Kolben 24 und 26 entspricht, und die in Figur 7 dargestellt ist.

Wie hiernach näher beschrieben wird, sind die Steuerkurven 50 und 60 mittels eines Verstellmechanismus 74 lageverstellbar, um so die zuvor genannten ersten, zweiten, dritten und vierten Endstellungen der Kolben, das heißt deren OT-Stellung und deren UT-Stellung zu verstellen, und damit die maximalen Volumina der Arbeitskammern 46 und 48 und damit den Hubraum der Schwenkkolbenmaschine 10 zu verstellen.

Gemäß Figuren 4 und 5 weist der Verstellmechanismus zwei Kurvenelemente 76 und 78 auf, an denen die Steuerkurven 58 und 60 ausgebildet sind. Die Kurvenelemente 76 und 78 sind bezüglich einer gehäusefesten Schwenkachse 79 scherenartig über Kreuz angeordnet, wie auch aus Figur 3 hervorgeht. Das Kurvenelement 76 weist einen ersten Steuerkurvenabschnitt 80 und einen zweiten Steuerkurvenabschnitt 82 und das Kurvenelement 78 weist einen ersten Steuerkurvenabschnitt 84 und einen zweiten Steuerkurvenabschnitt 86 auf. Die Steuerkurvenabschnitte 80 und 86 bilden zusammen die Steuerkurve 58 und die Steuerkurvenabschnitte 84 und 82 zusammen die Steuerkurve 60. Die Kurvenelemente 76 und 78 laufen nicht um die Drehachse 32 herum, das heißt die Schwenkachse 79 ist im Unterschied zur Schwenkachse 36 gehäusefest. In jeweils zwei Kolbenstellungen um die Drehachse 32 fallen die Schwenkachsen 36 und 79 zusammen, von denen eine in Figur 1 dargestellt ist.

Die Kurvenelemente 76 und 78 sind in dem Gehäuse 12 der Schwenkkolbenmaschine 10 um die Schwenkachse 79 gegensinnig

verschwenkbar gelagert, wie mit einem Doppelpfeil 88 und einem Doppelpfeil 90 angedeutet ist.

Durch Auseinanderverschwenken der Kurvenelemente 76 und 78 um die Schwenkachse 79 entfernen sich die Abschnitte 62 bis 68 der Steuerkurven 58 und 60 von der oben genannten, die von der Linie A und somit von der Schwenkachse 79, und durch Aufeinan- derzuverschwenken der Kurvenelemente 76 und 78 nähern sie sich umgekehrt der Linie A und damit dieser Ebene an. Durch Auseinanderverschwenken der Kurvenelemente 76 und 78 wird somit die UT-Stellung der Kolben 24 bis 30 von deren Schwenkachse 36 weg verstellt, wodurch das maximale Volumen der Arbeitskammern 46 und 48 verkleinert wird, wie in Figur 2 dargestellt ist, und durch Aufeinanderzuverschwenken der Kurvenelemente 76 und 78 wird das maximale Volumen der Arbeitskammern 46 und 48 entsprechend vergrößert.

Um die relative Schwenkbewegung der Kurvenelemente 76 und 78 zu ermöglichen, sind die Steuerkurvenabschnitte 80 und 86 bzw. 84 und 82 relativ beweglich verbunden, und zwar mittels kämmenden Verbindungen 92 und 94 in den Abschnitten 70 und 72 der Steuerkurven 58 und 60.

Die kämmende Verbindung ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch realisiert, dass der Steuerkurvenabschnitt 84 einen Fortsatz 96 aufweist, der in eine Ausnehmung oder Aussparung 98 im Steuerkurvenabschnitt 82 eingreift und darin in Richtung des Fortsatzes 96 beweglich ist. Die Verbindung 92 ist entsprechend ausgebildet, wobei in Figur 4b) ein Fortsatz 100 zu sehen ist, der zur Verbindung 92 gehört.

In Figur 4a) und b) ist auch zu erkennen, dass sich die Steuerkurve 60 und ebenso die Steuerkurve 58, diese ist allerdings in Figur 4 nicht zu sehen, im zusammengesetzten Zustand der Kurvenelemente 58 und 60 über einen Vollumfang von 360° erstreckt.

Die Lauforgane 50 bis 56 laufen in den Steuerkurven 58 und 60, die entsprechend im Querschnitt teilkreisförmig ausgebildet sind, mit minimaler Reibung.

Die Ausgestaltung der Verbindungen 92 und 94 mit jeweils einem Fortsatz und einer Ausnehmung bzw. Aussparung kann auch anders ausgestaltet sein, beispielsweise können andere Arten einer Kämmung oder Verzahnung vorgesehen sein, so lange die relative Beweglichkeit zwischen den Steuerkurvenabschnitten 80 und 86 bzw. 84 und 82 und eine durchgehende Steuerkurve für die Lauforgane 50 bis 56 gegeben ist.

Beim Verschwenken der Kurvenelemente 58 und 60 um die Schwenkachse 79 führen die Fortsätze der Steuerkurvenabschnitte 86 und 84 in den Aussparungen in den Steuerkurvenabschnitten 80 und 82 eine entsprechende in Richtung der Fortsätze gerichtete Bewegung aus .

Diese Relativbeweglichkeit dient unter anderem auch dazu, die zweite bzw. vierte Endstellung der Kolben 24 bis 30 zu verstellen, das heißt deren OT-Stellung. Diese Verstellung der OT- Stellung erfolgt automatisch dann, wenn auch die UT-Stellung verändert wird, und zwar in dem Sinne, dass das minimale Volumen der Arbeitskammern 46 und 48 in der OT-Stellung der Kolben 24 bis 30 ebenfalls verringert wird, wenn die UT-Stellung bzw. das maximale Volumen der Arbeitskammern 46 und 48 verringert

wird. Dadurch wird bei verringertem Hubraum der Schwenkkolbenmaschine 10 ein ausreichender Kompressionsdruck beim Zünden des in den Arbeitskammern 46 und 48 komprimierten Brennstoff-Luft- Gemisches erreicht.

Des Weiteren weist der Verstellmechanismus 74 einen Antrieb 102 zum Verstellen der Kurvenelemente 76 und 78 um die Schwenkachse 79 auf.

Der Antrieb 102 ist ein hydraulischer Antrieb. Dazu weisen die Kurvenelemente 76 und 78 an einer einer Gehäuseinnenwand 104 zugewandten Seite der Kurvenelemente 76 und 78 eine mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbare volumenveränderliche Kammer 106 und 108 auf.

In der Kammer 106 ist eine Ventilvorrichtung 110 und in der Kammer 108 eine Ventilvorrichtung 112 angeordnet, die dem Ein- lass und Auslass einer Hydraulikflüssigkeit in die Kammern 106, 108 bzw. aus den Kammern 106, 108 dient.

Durch Beaufschlagen der Kammern 106 und 108 werden die Kurvenelemente 58 und 60 um die Schwenkachse 36 auseinanderver- schwenkt, und beim Vermindern des Hydraulikdruckes in den Kammern 106 und 108 schwenken die Kurvenelemente 58 und 60 beim Umlaufen der Kolben 24 bis 30 unter Ausnutzung der auf diese wirkenden Fliehkräfte, die sich über die Steuerkurven 58 und 60 auf die Kurvenelemente 76, 78 übertragen, aufeinander zu. Auf diese Weise kann während des Laufs der Schwenkkolbenmaschine 10 der Antrieb 102 zum Verstellen des Hubraums (maximale Volumina der Arbeitskammern 46 und 48) betrieben werden.

Dabei kann eine entsprechende nicht dargestellte Steuereinrichtung vorgesehen sein, die die Kurvenelemente 76 und 78 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kolben 24 bis 30 um die Drehachse 32 verstellt. Vorzugsweise wird mit zunehmender Drehzahl der Kolben 24 bis 30 der Hubraum der Schwenkkolbenmaschine 10 verkleinert, und umgekehrt.

Nachfolgend werden noch weitere Einzelheiten der Schwenkkolbenmaschine 10 beschrieben.

Die Kolben 24 bis 30 sind in dem Gehäuse 12 in einem um die Drehachse 32 gemeinsam mit den Kolben 24 bis 30 umlaufenden Kolbenkäfig 114 gelagert. In Figur 8 ist der Kolbenkäfig 114 ohne die Kolben 24 bis 30 dargestellt.

Der Kolbenkäfig 114 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel und bevorzugt ein einstückiges Bauteil, wobei anstelle einer einstückigen Bauweise jedoch auch eine mehrstückige Bauweise denkbar ist.

Der Kolbenkäfig 114 erstreckt sich entlang der Drehachse 32 über die gesamte Länge des Gehäuses 12, wobei Wellenfortsätze 116 und 118 des Kolbenkäfigs 114 aus dem Gehäuse 12 herausragen .

Der Kolbenkäfig 114 weist jeweils einen sich an die Wellenfortsätze 116 und 118 anschließenden Hauptlagerabschnitt 120 bzw. 122 auf, über die der Kolbenkäfig 114 in dem Gehäuse 12 drehbar um die Drehachse 32 gelagert ist. Die Lagerabschnitte 120 und 122 sind gehäusemittig über einen Mittelabschnitt 124 verbunden, der einen sich entlang der Schwenkachse 36 erstreckenden

zapfenartigen Abschnitt 126 aufweist. An dem zapfenartigen Abschnitt 126 sind die Kolben 24 bis 30 zum Gehäusemittelpunkt 22 bzw. zur Schwenkachse 36 hin gelagert.

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, weist der Kolbenkäfig 114 zwei Bohrungen 128 und 130 auf, in denen die Kolben 24 bis 30 gleitend gelagert sind. Genauer gesagt sind in der Bohrung 128 die Kolben 24 und 26 und in der Bohrung 130 die Kolben 28 und 30 gleitend gelagert. Die Bohrungen 128 und 130 sind im Querschnitt kreisförmig ausgebildet, und entsprechend sind die Endflächen 38 bis 44 der Kolben 24 bis 30 ebenfalls kreisförmig ausgebildet. Die Kolben 24 bis 30 sind in den Bohrungen 128 bzw. 130 mittels Kolbenringen zur Abdichtung der Arbeitskammern 46 und 48 gelagert, wie in Figur 1 dargestellt ist, in der beispielsweise für den Kolben 24 Dichtungen 132 und 134 dargestellt ist.

Die Bohrungen 128 und 130 begrenzen zusammen mit den Endflächen 38 bis 44 der Kolben 24 bis 30 die Arbeitskammern 46 und 48.

In den Bohrungen 128 und 130 des Kolbenkäfigs 114 sind die Kolben 24 bis 30 bezüglich der Drehachse 32 drehfest mit dem Kolbenkäfig 114 verbunden, so dass die Kolben 24 bis 30 gemeinsam mit dem Kolbenkäfig 114 um die Drehachse 32 umlaufen, während die Kolben 24 bis 30 entsprechend ihrer dabei ausgeführten Schwenkbewegungen um die Schwenkachse 36 in den Bohrungen 128 und 130 gleitend beweglich sind, um die einzelnen Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Expandierens und Ausstoßens auszuführen.

Die Kolben 24 bis 30 sind im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet, und auch die Arbeitskämmern 46 und 48 weisen etwa die Form eines gekrümmten oder gebogenen Zylinders auf, wobei die Krümmung konzentrisch zur Schwenkachse 36 ist.

Die Anordnung aus Kolbenkäfig 114, den Kolben 24 bis 30 nebst den Lauforganen 50 bis 56 bildet den "Innenmotor" der Schwenkkolbenmaschine 10, das heißt diese Anordnung umfasst alle beweglichen Teile der Schwenkkolbenmaschine 10.

Gemäß einem weiteren Aspekt sind die Lauforgane 50 bis 56 und die Steuerkurven 58, 60 magnetisch wirksam, so dass zwischen den Lauforganen 50 bis 56 und der jeweiligen zugehörigen Steuerkurve 58, 60 eine magnetische Anziehungskraft wirkt.

Vorzugsweise sind die Steuerkurven 58 und 60, genauer gesagt die Kurvenelemente 76 und 78 des Verstellmechanismus 74, aus einer „positiv"-magnetisierenden bzw. -magnetisierten hochfesten Metalllegierung und die kugelförmigen Lauforgane 50 bis 56 sind vorzugsweise aus einem „negativ"-magnetisierenden bzw. -magnetisierten Keramik- oder Kohlefaser-Verbundwerkstoff gefertigt.

Die Kolben 24 bis 30 sind vorzugsweise aus einer „positiv"- magnetisierenden bzw. -magnetisierten Aluminium- oder Magnesiumlegierung gefertigt. Auf diese Weise besteht auch zwischen den Lauforganen 50 bis 56 und den zugehörigen Kolben 24 bis 30 eine magnetische Anziehungskraft.

Ferner können zur Unterstützung der zuvor genannten Anziehungsfunktion zwischen den Lauforganen 50 bis 56 und den Steuer-

kurven 58, 60 einerseits und den LaufOrganen 50 bis 56 und den Kolben 24 bis 30 andererseits der Kolbenkäfig 114 und ggf. auch das Gehäuse 12 aus „positiv"-magnetisierenden bzw. -magneti- sierten Werkstoffen gefertigt sein.

Die Polung der Magnetisierung bzw. magnetischen Wirkung hinsichtlich „positiv" und „negativ" kann selbstverständlich auch umgekehrt zu der zuvor beschriebenen Verteilung gewählt werden.

In den Lagerabschnitten 120 und 122 des Kolbenkäfigs 114 sind, wie beispielsweise in Figur 8 dargestellt ist, eine Mehrzahl an Kanälen 136 bzw. 138 vorhanden, die mit Kühl-/Schmiermittel- anschlüssen 140 bis 146 (vgl. Fig. 1) kommunizieren, um ein Kühl-/Schmiermittel in den Kolbenkäfig 114 zum Kühlen und Schmieren hindurchzuleiten. Dabei wird auch der Innenmotor in Nähe der Arbeitskammern 46 und 48 gekühlt. Auch in dem Mittelabschnitt 124 des Kolbenkäfigs 114 verläuft ein nicht dargestellter Kühl-/Schmiermittelkanal .

Die Schwenkkolbenmaschine 10 weist selbstverständlich auch Ein- und Auslassstutzen zum Einlassen von Brennstoff-Luft-Gemisch und zum Auslassen des verbrannten Gemisches auf, die hier nicht näher beschrieben werden. Diese Ein- und Auslassstutzen sind den jeweiligen Arbeitskammern 46 und 48 zugeordnet.

Des Weiteren ist jeder Arbeitskammer 46 und 48 eine Zünd- oder Glühkerze 148 und 150 zugeordnet, die auf der Drehachse 32 angeordnet sind und sich zusammen mit dem Kolbenkäfig 114 um die Drehachse 32 drehen.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schwenkkolbenmaschine 10 beschrieben.

In Figur 1 ist die Schwenkkolbenmaschine 10 in einer Betriebsstellung dargestellt, in der die Kolben 24 bis 30 in ihrer UT- Stellung sind. Dabei ist in Figur 1 eine Betriebsstellung der Schwenkkolbenmaschine 10 dargestellt, in der die Kurvenelemente 76 und 78 maximal aufeinanderzuverschwenkt sind. Dies bedeutet, dass der Hubraum der Schwenkkolbenmaschine 10, das heißt die maximalen Volumina der Arbeitskaπunern 46 und 48, maximal sind.

In Figur 2 ist demgegenüber ein Betriebszustand der Schwenkkolbenmaschine 10 dargestellt, bei der sich die Kolben 24 bis 30 zwar ebenfalls in ihrer UT-Stellung befinden, in der die Arbeitskammern 46 und 48 maximal geöffnet sind, jedoch sind in der dort dargestellten Betriebsstellung die Kurvenelemente 76 und 78 um etwa 20° auseinander verschwenkt, so dass die maximalen Volumina der Arbeitskammern 46 und 48 in der UT-Stellung der Kolben 24 bis 30 kleiner sind als in Figur 1, das heißt der Hubraum der Schwenkkolbenmaschine 10 ist in Figur 2 kleiner als in dem Betriebszustand in Figur 1.

Die in Figur 2 dargestellte Verschwenkstellung der Kurvenelemente 76 und 78 ist dabei auch die maximal mögliche Verschwenkstellung der Kurvenelemente 76 und 78, in der die Kurvenelemente 76 und 78 in der entsprechenden Aussparung in der Gehäuseinnenwand 104 stirnseitig anliegen.

Wieder ausgehend von Figur 1 zeigt Figur 6 einen Betriebszustand der Schwenkkolbenmaschine 10, in dem die Kolben 24 bis 30 etwa eine 45°-Drehung um die Drehachse 32 ausgeführt haben,

wobei die Kolben 24 bis 30 sich etwa um die Hälfte aufeinander- zuverschwenkt haben, wobei diese Schwenkbewegung, wie oben erläutert, aus der Umlaufbewegung der Kolben 24 bis 30 um die Drehachse 32 durch die Führung der Lauforgane 50 und 56 an der entsprechend konturierten Steuerkurve 56 bzw. 58 abgeleitet wurde .

In Figur 7 sind die Kolben 24 bis 30 nochmals um 45° um die Drehachse 32 weiter umgelaufen, und die Kolben haben sich nun in die OT-Stellung verschwenkt.

Bei einer weiteren 45°-Drehung um die Drehachse 32 verschwenken die Kolben 24 bis 30 wieder auseinander, und zwar in eine zu Figur 6 vergleichbare Schwenkstellung, und um eine weitere 45°- Drehung verschwenken die Kolben 24 bis 30 wieder in ihre UT- Stellung, vergleichbar zu Figur 1, allerdings in einer bezüglich Figur 1 um 180° verdrehten Position, usw.

Über den Antrieb 102 können sowohl im Ruhezustand als auch während des Laufs der Schwenkkolbenmaschine 10 die Steuerkurven 58 und 60 um die Schwenkachse 79 verschwenkt werden, um den Hubraum der Schwenkkolbenmaschine 10 zu verstellen, wie oben bereits beschrieben wurde.

Die Verstellung des Hubraums der Schwenkkolbenmaschine 10 kann insbesondere drehzahlabhängig erfolgen, und zwar wird zu höheren Drehzahlen hin der Hubraum der Schwenkkolbenmaschine eher verkleinert, und zu niedrigeren Drehzahlen hin eher vergrößert, was durch entsprechendes Beaufschlagen der Kammern 106 und 108 mit Hydraulikflüssigkeit entsprechend gesteuert bzw. geregelt werden kann.