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Title:
SEALING SYSTEM FOR AN OSCILLATING-PISTON ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/095773
Kind Code:
A1
Abstract:
The sealing system for oscillating-piston engines, comprising at least two oscillating pistons (15) which revolve together in a spherical housing (24) about an axis (45) of revolution provided in the housing centre and which each have two opposite piston arms, which, when revolving, perform reciprocating oscillating movements in opposite directions about an oscillation axis (46) perpendicular to the axis (45) of revolution, wherein guide members (47) are provided on at least two pistons, said guide members (47) engaging in at least one guide groove (39) formed in the housing (24) for controlling the oscillating movements, has sealing elements (1, 2, 12, 14, 26, 33) on or in the vicinity of all moving edges surrounding the working chambers (17) and prechambers (30), which sealing elements (1, 2, 12, 14, 26, 33) close in a sealing manner all the gap regions present between machine parts displaced relative to one another by revolving and/or oscillating movements and not in direct contact, and has additional sealing elements (60) which prevent the excessive penetration of lubricating fluid into inlet (40) and outlet openings (41) in the housing (24).

Inventors:
WAGNER ARNOLD (CH)
Application Number:
PCT/CH2007/000088
Publication Date:
August 30, 2007
Filing Date:
February 19, 2007
Export Citation:
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Assignee:
PERAVES AG (CH)
WAGNER ARNOLD (CH)
International Classes:
F01C19/02; F01C9/00; F01C19/08; F01C19/12; F03C4/00
Domestic Patent References:
WO2005098202A12005-10-20
WO2003067033A12003-08-14
WO1984000997A11984-03-15
WO2002033238A12002-04-25
WO2007014752A12007-02-08
Foreign References:
DE10361566A12005-07-28
US20050186100A12005-08-25
DE1803533A11970-05-27
EP0145626A11985-06-19
Attorney, Agent or Firm:
R.A. EGLI & CO (Postfach, Zürich, CH)
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Claims:

Patentansprüche

1. Dichtsystem für eine Schwenkkolbenmaschine (100), welche Schwenkkol- benmaschine (100) mindestens zwei in einem kugelförmigen Gehäuse (24) angeordnete Schwenkkolben (15), die je zwei sich gegenüberliegende Kolbenarme (15.1, 15.2) und einen die jeweiligen Kolbenarme (15.1 , 15.2) verbindenden Kolben-Wandbereich (7) aufweisen, und eine um eine gehäusemittig angeordnete Umlaufachse (45) dreh- bare Umlauf-Schwenkwelle (5) umfasst, wobei die Schwenkkolben (15) an der Umlauf-Schwenkwelle (5) derart befestigt sind, dass die Schwenkkolben (15) um eine zur Umlaufachse (45) senkrechte Schwenkachse (46) schwenkbar sind und bei einer Drehung der Umlauf-Schwenkwelle (25) um die Umlaufachse (45) gemeinsam um die Umlauf- achse (45) umlaufen und beim Umlaufen hin- und hergehende Schwenkbewegungen um die Schwenkachse (46) gegensinnig ausführen, wobei an mindestens 2 Kolben Führungsglieder (47) angebracht sind, welche in mindestens eine im Gehäuse ausgebildete Führungsnut (39) zum Steuern der Schwenkbewegungen eingreifen, wobei die Kolbenarme (15.1 , 15.2) der beiden Kolben (15) bezüglich der

Schwenkachse (46) derart über Kreuz angeordnet sind, dass zwischen den Kolbenarmen (15.1, 15.2) der beiden Kolben (15), den Kolben-Wandbereichen (7) der jeweiligen Kolben (15), einem Oberflächenbereich (6) der Umlaufschwenk-Welle (5) und der Gehäuse-Innenwand (20) vier Zwischenräume (17, 30) ausgebildet sind, wobei zwei der Zwischenräume jeweils eine Arbeitskammer (17) und die beiden anderen Zwischenräume jeweils eine Vorkammer (30) bilden und jeder der Kolbenarme (15.1 , 15.2) eine der Arbeitskammem (17) von einer der Vorkammern (30) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Vorkammern (30) als auch die Arbeitskammern (17) auf oder in der

Nähe aller bewegbaren Kanten, die beim Maschinenbetrieb Relativbewegungen bezüglich der Gehäuse-Innenwand (20), der Umlauf-Schwenkwelle (5) sowie den Kolben-Wandbereichen (7) ausführen, Dichtelemente in Form von

Dichtleisten (1 , 2, 26, 33 ) und/oder Dichtringen (12, 14) aufweisen, welche Dichtelemente alle Spaltbereiche zwischen Maschinenteilen, die sich gegeneinander bei Umlauf- und/oder Schwenk-Bewegungen der Kolben (15) verschieben, dichtend schliessen gegen Druckverlust in den Arbeits- (17) und Vorkammern (30) und welche Dichtelemente zudem dichtend gegen ein Eindringen von Schmierfluid in die Vor- (30) und Arbeitskammern (17) wirken.

2. Dichtsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Einlass-öffnung(en) (40) zur Befüllung der Arbeitskammern (17) in der Gehäuse-Innenwand (20) des Gehäuses (24) sowie eine oder mehrere Aus- lass-öffnung(en) (41 ) zum Ausstossen der Verbrennungsgase in der Gehäuse-Innenwand (20) des Gehäuses (24) durch Dichtleisten (60), welche zwischen der einen oder mehreren Führungsnut(en) (39) und diesen öffnungen (40, 41 ) verlaufen ohne darin einzudringen und die auf der Peripherie der KoI- ben-Hinterseiten befestigt sind, gegen das Eindringen von Schmierfluid abgedichtet werden.

3. Dichtsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente in mindestens einfachen HaI- tenuten (etwa 3, 27, 34) oder Schrägnuten (19) einerseits stabil positioniert sind und die diesen Nuten (3, 19, 27, 34) im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten der Dichtelemente (1 , 14, 26, 33, 60) sich andererseits7 als Gleit- Dichtflächen auf den sich verschiebenden Maschinen-Teilen (5, 15.1 , 15.2, 20) bewegen können.

4. Dichtsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils in einer Seitenfläche (10) der Umlauf-Schwenkwelle (5) um die Schwenkachse (46) herum und auf einer der Seitenfläche (10) benachbarten Kolben-Aufsetzfläche (11) eines der Kolben (15) jeweils eine abgeplattete Halbkreisnut (50) ausge- bildet ist und als Dichtelement zwischen der Seitenfläche (10) und der Kolben-

Aufsetzfläche (11) ein in die jeweilige Halbkreisnut (50) passender O-Ring (12), vorzugsweise aus Metall und ggf. innen aufgeschlitzt, verwendet wird, wobei ein Federbereich des O-Rings (12) sowie die Abplattung der Halbkreis-

nuten (50) so abgestimmt sind, dass Wärmedehnungen der Schwenkkolben (15) in Richtung der Schwenkachse (46) elastisch und dichtend aufgenommen werden.

5. Dichtsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf den jeweiligen Kolben-Wandbereich (7) ein die Schwenkkolben (15) kreisförmig umfassender, mindestens einmal radial geteilter, als Kolbenring (14) ausgeführter Dichtring mittels mindestens einfacher oder doppelter Schrägnuten (19) derart aufgesetzt ist, dass auf dem jeweiligen Kolben-Wandbereich (7) jeweils eine Dichtkante (28) entsteht, welche eine Unterblasung des jeweiligen Kolbenrings

(14) mit einem gasförmigen Fluid aufgrund eines Drucks in einer der Arbeitskammern (17) und damit ein Abblasen dieses Fluids über eine der Schrägnuten (19) zu den Vorkammern (30) verhindert.

6. Dichtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (14 ) mit einem in die Vor- Kammern (30) und die Arbeits-Kammern (17) hineinragenden Dachprofil (18) ausgeführt ist.

7. Dichtsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Kolben (15) jeweils an einer der Gehäuse-Innenwand (20) zugewandten Seite mindestens eine Dichtleiste (26, 33) angeordnet ist, die mit mindestens einem in eine der Arbeitskammern (17) und/oder mindestens einem in eine der Vorkammern (30) hineinragenden Vorsprung (61 ) versehen ist, welcher durch den Innendruck der jeweiligen Kammer (17, 30) eine Anpressung an die Gehäuse-Innenwand (20) und damit eine selbsttätige Abdichtung gegen Durchblasen auf der Gehäuseseite bewirkt.

8. Dichtsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Kolbenarme (15.1 , 15.2) auf einer Arbeitskammer-Innenfläche (25) eine Dichtleiste (26) stegförmig aufgesetzt ist und/oder auf einer Vorkammer- Innenfläche (32) eine der Kontur der Vorkammer-Innenfläche (32) folgenden Dichtleiste (33) aufgesetzt ist, wobei die jeweilige Dichtleiste (26, 33) jeweils

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15 an ihren Enden den Innenseiten des Dachprofils (18) der Kolbenringe (14) an- gepasste Konturen (37, 38) hat, welche unter die Kolbenringe (14) verlaufen und ein Durchblasen von den Arbeitskammern (17) zu den Vorkammern (30) bzw. Schmierfluid-Einbrüche in die jeweiligen Kammern (17, 30) verhindern sowie als ein Positions-Halter für die jeweiligen Dichtleiste (26, 33) dienen, welcher verhindert, dass die jeweilige Dichtleiste (26, 33) bei einer Schwenkbewegung des Kolbens in die Führungsnut (39) und/oder die Einlass-öffnung (40) und/oder die Auslass-öffnung (41 ) in der Kugelgehäuse-Innenwand (20) eindringt.

9. Dichtsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Dichtelement (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) in einer mindestens einfachen Haltenut (3, 19, 27, 34) angeordnet ist, wobei zwischen der Haltenut und dem Dichtelement (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) ein zur Aufnahme einer Feder (48, 35), vorzugsweise einer Wellenfeder (48), bestimmter Federraum (4, 36) ausgebildet ist und eine auf das Dichtelement (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) wirkende Federkraft einer im Federraum (4, 36) angeordneten Feder (48, 35) einen Anpressdruck des Dichtelements (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) gegen die Gehäuse-Innenwand (20), den Kolben-Wandbereich (7) und/oder die Umlauf-Schwenkwelle (5) bewirkt.

10. Dichtsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Nut (3, 19, 27, 34) und das in der jeweiligen Nut angeordnete Dichtelement (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) einen Raum (4) umschliessen, in den Schmierfluid unter Druck durch Verbindungen (23) einleitbar ist, wobei sowohl der Anpressdruck der Dichtelemente (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) als auch ihre Dichtwirkung gegen Unterblasen verstärkt und durch Spaltverluste eine Schmierung auf der Gehäuse-Innenwand (20), des Kolben- Wandbereichs (7) und/oder der Umlauf-Schwenkwelle (5) erzielt werden kann.

11. Dichtsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierung der Dichtelemente (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) auf der Gehäusewand (20), dem Kolben-Wandbereich (7) und/oder der Umlauf-Schwenkwelle (5) dadurch

verbessert wird, dass die Gehäuse-Innenwand (20), der Kolben-Wandbereich (7) und/oder die Umlauf-Schwenkwelle (5) direkt mit Schmierfluid aus dem jeweiligen mit Schmierfluid befluteten Raum (4) durch mindestens eine Kalibrierbohrung (44) in einem oder mehreren Dichtelement(en) beaufschlagt wird.

12. Dichtsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Dichtelemente (1 , 2, 12, 14, 26, 33, 60) an der Gehäuse-Innenwand, dem Kolben-Wandbreich (7) und/oder der Umlauf-Schwenkwelle (5) aufliegt und mindestens eine Ausnehmung (42) aufweist, die die Auflagefläche (43) des Dichtelements (26) auf der Gehäuse-Innenwand (20), dem Kolben-

Wandbereich (7) und/oder der Umlauf-Schwenkwelle (5) verringert, wobei, bei gegebener Anpressung, der spezifische Anpressdruck des Dichtelements ver- grössert wird und damit Dichtverluste verringert werden.

Description:

Dichtsystem für eine Schwenkkolbenmaschine

Die Erfindung betrifft ein Dichtsystem für Schwenkkolbenmaschinen mit mindestens zwei in einem kugelförmigen Gehäuse um eine gehäusemittig angebrachte Umlaufachse gemeinsam umlaufenden Schwenkkolben, die je zwei sich gegenüberliegende Kolbenarme aufweisen, welche beim Umlaufen hin- und hergehende Schwenk- bewegungen um eine zur Umlaufachse senkrechte Schwenkachse gegensinnig ausführen, wobei an mindestens 2 Kolben Führungsglieder angebracht sind, welche in mindestens eine im Gehäuse ausgebildete Führungsnut zum Steuern der Schwenkbewegungen eingreifen.

Solche Schwenkkolbenmaschinen sind Verbrennungsmotoren, bei denen die Arbeitstakte des Einlassens, Verdichtens, Expandierens und Ausstossens nach dem Otto- oder Diesel-Viertakt-Verfahren mit Fremd- bzw. Selbstzündung durch die Schwenkbewegungen der Kolben zwischen 2 Endstellungen bewirkt werden.

Aus der US 3,075,506, der WO 03067033, der DE 10361566 und der WO 2005/098202 bekannte Schwenkkolbenmaschinen weisen zwischen den sich gegenüberliegenden Kolben-Innenseiten zwei Arbeitskammem und zwischen den sich ebenfalls gegenüberliegenden Kolben-Hinterseiten zwei Vor- oder Neben-Kammern auf, die sich durch Schwenkbewegungen abwechselnd gegensinnig öffnen und schliessen. Diese insgesamt 4 Kammern werden bei der WO 2005/098202 durch das kugelförmige Gehäuse von aussen umschlossen und auf den Stirnseiten durch die Verbindungsstruktur der Kolben zwischen den Kolbenarmen seitenwandartig begrenzt. Im Innenbereich bildet die Umlaufwelle eine im Wesentlichen zylinderförmige, koaxial zur Schwenkachse ausgerichtete Bodenfläche, sodass aus den 4 Kammern allseits geschlossene Hohlräume gebildet werden, welche lediglich zeitweise durch öffnungen im kugelförmigen Gehäuse zwecks Beflutung oder Entleerung mit Fluid, dh. Luft, Verbrennungsgemisch oder Abgas, miteinander oder gegen aussen kommunizieren.

In den Vor- und Arbeits-Kammern entwickelt sich während des Beflutens Unterdruck und beim Verdichten und Expandieren überdruck, der in den Arbeitskammern bis zu 100 bar erreicht, was ohne Dichtelemente zu leistungsfressenden Druckverlusten bei Vorverdichtung, Kompression und Expansion sowie zu Schmierfluid-Einbrüchen in die Kammern führen würde. In den erwähnten Patentdokumenten sind keine Angaben zu einem Dichtsystem vorhanden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dichtsystem für Schwenk- kolbenmaschinen zu schaffen, das die Innendrücke in den Kammern am Abblasen und das für Kolben-Führungsglieder, Wellenlager und Dichtelemente notwendige Schmierfluid am Eindringen in die Kammern (Arbeitskammem und/oder Vorkammern) zuverlässig verhindert oder zumindest derart reduziert, dass heutige und zukünftige Anforderungen bezüglich Motorleistung, Schmierfluid-Verbrauch und Ab- gas-Emissionswerten eingehalten werden können..

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Dichtsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Gemäss der Erfindung werden sowohl die Vor- als auch die Arbeitskammem vollständig abgedichtet, indem alle gegeneinander, gegen das Gehäuse und gegen eine Umlauf-Schwenkwelle beweglichen Kammerflächen durch Dichtelemente in Form von Dichtringen und/oder Dichtleisten ein-, um- und/oder abgeschlossen werden. Zudem können weitere Dichtelemente vorgesehen sein, um öffnungen im ku- gelförmigen Gehäuse zur Belüftung und Entleerung der Arbeitskammern von Schmierfluid frei zu halten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Dichtelemente als Zwischenglieder derart durchgebildet sind, dass sie direkte Berührungen zwischen Kolben, Gehäuse, Um- lauf-Schwenkwelle und ggf. anderen Maschinenteilen verhindern, dh. als Gleitelemente zwischen dem Kolben und den übrigen vorstehend genannten Teilen der Schwenkkolbenmaschine, funktionieren. Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn Dichtelemente mindestens einseitig in je mindestens einer Nut radial oder schräg

zum kugelförmigen Gehäuse gehalten sind und sich, z.B. durch Federspannung, dichtend ausweiten bzw. einziehen können. Wenn diese Dichtelemente bzw. ihre Haltenuten einseitig mit unter Druck stehendem Schmierfluid versorgt werden, entsteht zusätzlich zur Federvorspannung eine dichtende Anpressung gegen aussen und darunter eine durch Schmierfluid verstärkte Labyrinth-Dichtwirkung gegen Unterblasen. Damit kann eine Wärmeausdehung der Kolben gegenüber dem Gehäuse auch bei Materialpaarungen wie Leichtmetall für Kolben und Grauguss für Gehäusehälften bei genügendem Passungsspiel zwischen Kolben und Gehäuse dichtend ausgeglichen werden ohne Klemmen infolge direkter Berührungen.

Spalten zwischen den auf die Schwenkwellen-Seitenteile der Umlauf-Schwenkwelle aufgesetzten Schwenk-Kolben und den Schwenkwellenseiten werden erfindungs- gemäss durch vorzugsweise metallische und allenfalls innenseitig geschlitzte O- Ringe abgedichtet, wobei sowohl die Umlauf-Schwenkwelle als auch die Kolben im O-Ring-Bereich mit Spielmass abgeplattete, nahezu halbkreisförmige, dem O-Ring- Durchmesser angepasste Nuten aufweisen. Bei Wärmedehnung der Kolben kann somit der federnd nachgebende, zusammendrückbare O-Ring im Abplattungsbereich diese Dehnung ohne Dichtverluste ausgleichen.

Die Abdichtung sowohl der Arbeitskammer- als auch der Vorkammer-Stirnseiten wird erfindungsgemäss mit je einem kreisförmigen Kolbenring besonderen Querschnitts erreicht. Auf die Arbeitskammer-Innenflächen ist je eine stegförmige Dichtleiste und auf die Vorkammer-Innenflächen je eine der Kontur der jeweiligen Vorkammer-Innenfläche folgende, gebogene Dichtleiste aufgesetzt. Die Abdichtung der 4 Kolbeninnenseiten übernehmen je zwei Arbeitskammer- bzw. Vorkammer- Innendichtleisten. Das Eindringen von Schmierfluid in die öffnungen zur Befüllung und Entleerung der Arbeitskammern im kugelförmigen Gehäuse wird durch die Formgebung dieser öffnungen und die daran dergestalt angepassten, geschweiften und an der Peripherie der Kolben angeordneten Dichtleisten verhindert bzw. vermindert, dass während der Umlauf- und Schwenkbewegungen der Kolben diese öffnungen seitlich, dh. gegen von den Führungsnuten her vordringendes Schmierfluid abgedichtet sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Explosionszeichnung einer ohne Gehäuse 24 dargestellten Schwenkkolbenmaschine 100, mit einer um eine Umlaufachse 45 drehbaren Umlauf- Schwenkwelle 5, mit zwei an Schwenkwellen-Seiten 10 auf die Umlauf-Schwenkwelle 5 aufgesetzten, um eine Schwenkachse 46 schwenkbaren Kolben 15, die jeweils 2 Kolbenarme 15.1 bzw. 15.2 und einen die jeweiligen Kolbenarme 15.1 und 15.2 verbindenden Kolben-

Wandbereich 7 aufweisen, mit kugelsegmentförmigen, auf die Kolben 15 aufgesetzten Kalottendeckeln 9, mit kreisförmigen Kolbenringen 14, mit stegförmigen aufgesetzten Dichtleisten 26 und gebogenen, aufgesetzten Dichtleisten 33, mit einer Wellenfeder 48 sowie Arbeitskammer- Innen- dichtleisten 1 und Vorkammer-Innendichtleisten 2, mit einem metallischen, innenseitig geschlitzten und um die Schwenkachse 46 angeordneten O- Ring 12 und geschweiften Dichtleisten 60 auf einem der Kalottendeckel 9;

Fig. 2 die Schwenkkolbenmaschine 100 gemäss Fig. 1 , in einer Schnittdarstel- lung in Schwenkachsenrichtung, mit einem Gehäuse 24, wobei dargestellt sind: Details der kreisförmigen Kolbenringe 14; Details von im jeweiligen Kolben 15 (im Bereich des jeweiligen Kolben-Wandbereichs 7) ausgebildeten Schrägnuten 19 zur Aufnahme des jeweiligen Kolbenrings 14; Details von Federräumen 4, die zwischen einem der Kolbenringe 14 und der ent- sprechenden Schrägnut 19 ausgebildet sind (wie dargestellt im vergrösser- ten Ausschnitt A), sowie Details der metallischen O-Ringe 12 und der abgeplatteten Nuten 50 in der Umlauf-Schwenkwelle 5 und an der Kolben- Innenseite im Bereich des jeweiligen Kolben-Wandbereichs 7 (wie dargestellt im vergrösserten Ausschnitt B) und Einlass- 40 sowie Auslass- öffnung 41 im Gehäuse 24.;

Fig. 3 die Schwenkkolbenmaschine 100 gemäss Fig. 1 , in einer Schnittdarstellung in Umlaufachsenrichtung mit Details der aufgesetzten, stegförmigen

und gebogenen Dichtleisten 26 und 33 (wie dargestellt in den vergrösser- ten Ausschnitten A und B), der Arbeitskammer- und Vorkammer- Innendichtleisten 1 und 2 sowie der zugehörigen Haltenuten 3 und Feder- Räume bzw. -Bohrungen 4 (dargestellt in dem vergrösserten Ausschnitt C).

Fig. 4 Eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung der Schwenkkolbenmaschine 100 gemäss Fig. 1 , mit dem kugelförmigen Gehäuse 24, an der Peripherie des jeweiligen Kolbens 15, in eine entsprechende Füh- rungsnut 39 im Gehäuse 24 eingreifenden Führungselementen 47 zur

Steuerung der Schwenkbewegungen der Kolben 15 um die Schwenkachse 46, Arbeitskammem 17 und Vorkammern 30 zwischen den Kolben 15 sowie geschweifter Dichtleiste 60 auf dem jeweiligen Kalottendeckel 9.

Die Schwenkkolbenmaschine 100 umfasst u.a. ein kugelförmiges Gehäuse 24, eine um eine gehäusemittig angeordnete Umlaufachse 45 drehbare, an ihren Enden in der Gehäusewand gelagerte Umlauf-Schwenkwelle 5 und zwei and der Umlauf- Schwenkwelle 45 befestigte Schwenkkolben 15. Jeder der Schwenkkolben 15 weist zwei bezüglich der Umlaufachse 45 diametral gegenüberliegende Kolbenarme 15.1 und 15.2 auf und ist an der Umlauf-Schwenkwelle 5 um eine zur Umlaufachse 45 senkrechte Schwenkachse 46 derart schwenkbar befestigt, dass die Schwenkkolben 15 bei einer Drehung der Umlauf-Schwenkwelle 5 um die Umlaufachse 45 gemeinsam um die Umlaufachse 45 umlaufen und zusätzlich beim Umlaufen hin- und hergehende Schwenkbewegungen um die Schwenkachse 46 gegensinnig ausführen. Um die jeweilige Lage der Kolben relativ zur Umlaufachse 45 bzw. zur Schwenkachse 46 zu kontrollieren, sind an mindestens zwei Kolben 15 Führungsglieder 47 angebracht, die in mindestens eine im Gehäuse 24 ausgebildete, zum Steuern der Schwenkbewegungen bestimmte Führungsnut 39 eingreifen.

Im dargestellten Fall sind die Führungsglieder 47 jeweils lose, kugelförmige Rotationskörper, die jeweils kolbenseitig in einer an einem der Kolben 15 ausgebildeten Haltepfanne gelagert sind, wobei die Haltepfanne - entsprechend der Form des

jeweiligen Rotationskörpers - halbkugelförmig ausgebildet ist. Derartige Anordnungen von Führungsgliedem in Form von Rotationskörpern sind beispielsweise in WO 2005/098202 offenbart.

Die beiden Schwenkkolben sind bezüglich der Schwenkachse 46 überkreuz angeordnet.

Der Zwischenraum zwischen den (benachbarten) Kolbenarmen 15.1 der beiden Kolben 15, je einem Kolben-Wandbereich 7, einem Oberflächenbereich 6 der Umlauf- Schwenkwelle 5 und der Innenseite 20 des Gehäuses 24 bildet eine erste Arbeitskammer 17 der Schwenkkolbenmaschine 100 und der (bezüglich der Umlauf- Schwenkwelle 5 gegenüberliegende) Zwischenraum zwischen den (benachbarten) Kolbenarmen 15.2 der beiden Kolben 15, je einem Kolben-Wandbereich 7, einem Oberflächenbereich 6 der Umlauf-Schwenkwelle 5 und der Innenseite 20 des Ge- häuses 24 bildet eine zweite Arbeitskammer 17 der Schwenkkolbenmaschine 100.

Entsprechend bilden der Zwischenraum zwischen dem Kolbenarm 15.1 des einen der beiden Kolben 15, dem Kolbenarm 15.2 des anderen der Kolben 15, je einem Kolben-Wandbereich 7, einem Oberflächenbereich 6 der Umlauf-Schwenkwelle 5 und der Innenseite 20 des Gehäuses 24 eine erste Vorkammer 30 der Schwenkkolbenmaschine 100 und der (bezüglich der Umlauf-Schwenkwelle 5 gegenüberliegende) Zwischenraum zwischen dem Kolbenarm 15.2 des einen der beiden Kolben 15, dem Kolbenarm 15.1 des anderen der Kolben 15, je einem Kolben-Wandbereich 7, einem Oberflächenbereich 6 der Umlauf-Schwenkwelle 5 und der Innenseite 20 des Gehäuses 24 eine zweite Vorkammer 30 der Schwenkkolbenmaschine 100.

Das Volumen der jeweiligen Arbeitskammer 17 und der jeweiligen Vorkammer 30 hängt von der momentanen Stellung der Kolben 15 ab und schwankt beim Umlaufen der Umlauf-Schwenkwelle 5 bzw. der Kolben 15 um die Umlaufachse 45 perio- disch zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert.

Um die Schwenkkolbenmaschine 100 als Verbrennungsmotor zu betreiben, kann ein Kraftstoff über ein durch das Gehäuse 24 geführtes Einspritzventil 70 (je nach

Stellung der Kolben 15) wahlweise in eine der beiden Arbeitkammern 17 gespritzt und anschliessend in der jeweiligen Arbeitskammer 17 gezündet werden, wobei die Verbrennung des Kraftstoffs eine Schwenkbewegung der Kolben 15 in jeweils entgegengesetzten Richtungen um die Schwenkachse 46 und entsprechend einen Um- lauf der Kolben 15 bzw. der Umlauf-Schwenkwelle 5 um die Umlaufachse 45 veran- lasst.

Die Schwenkkolbenmaschine 100 kann (wie in den Fig. 2-4 angedeutet) als Selbstzünder betrieben werden. Alternativ kann die Schwenkkolbenmaschine 100 auch mit einer (in den Figuren nicht dargestellten) Zündkerze zum Zünden des in eine der Arbeitskammern 17 eingebrachten Kraftstoffs ausgestattet werden, um die Schwenkkolbenmaschine 100 als Fremdzünder zu betreiben.

Die Gehäuse-Innenwand 20 weist mindestens eine Einlass-öffnung 40 und mindestens eine Auslass-öffnung 41 auf, welche einerseits die Befüllung der jeweils an der Einlass-öffnung 40 vorbei drehenden Arbeitskammer 17 mit Luft beim Selbstzünder bzw. mit Luft-Kraftstoffgemisch beim Fremdzünder ermöglicht und andererseits das Ausstossen der durch die Verbrennung entstandenen Abgase an der Auslass-öffnung 41 nach Rotation dieser Arbeitskammer 17 von rund 180 Grad um die Umlaufachse 45 erlauben. Die Längen dieser Einlass-öffnung 40 bzw. Auslass-öffnung 41 bestimmen die Steuerzeiten für den Fluidwechsel der Schwenkkolbenmaschine 100, dh. damit kann die öffnungszeit bzw. der Rotationswinkel der Befüllung bzw. des Ausstossens beeinflusst werden. Die Breiten der Einlass- 40 bzw. Auslass-öffnung 41 ergeben sich dadurch, dass die auf den Kalottendeckeln 9 aufgesetzten Dichtleisten 60 bei der Rotation um die Umlaufachse 45 und der gleichzeitigen Schwenkbewegung der Kolben 15 um die Schwenkachse 46 sich dauerhaft zwischen diesen öffnungen 40, 41 und den Führungsnuten 39 befinden müssen und nicht in den öffnungs- bzw. Nutenbereich eindringen dürfen. Dadurch werden die öffnungen 40, 41 von Schmierfluid abgeschirmt, welches von der Schmierung der Führungsglieder 47 in den Führungsnuten 39 zwischen die Kalottendeckel 9 und die Gehäuse-Innenseite 20 des Gehäuses 24 gelangen kann.

Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 werden im Folgenden mögliche Ausführungen eines erfindungsgemässen Dichtsystems einer Schwenkkolbenmaschine beschrieben.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, kann das erfindungsgemässe Dichtsystem aus 4 Arbeitskammer-Innendichtungen 1 sowie 4 Vorkammer-Innendichtungen 2 bestehen, die in einfachen Haltenuten 3 über Federräumen 4 sowie in den Federräumen 4 angeordneten (jedoch in Fig. 1 und 2 nicht dargestellten) Wellenfedern 48 in diesen Federräumen 4 geführt und aus den Haltenuten 3 dichtend auf die Umlauf- Schwenkwelle 5 im mittleren, zylindrischen Arbeitskammer-Bodenbereich 6 sowie auf den Kolben-Wandbereich 7 herausgedrückt werden, wobei eine Schmierfluid- Versorgung der Federräume 4 aus den Hohlräumen 8 unter den Kalottendeckeln 9 möglich sein kann. Zwischen den Schwenkwellen-Seiten 10 und den Kolben- Aufsetzflächen 11 sind die vorzugsweise metallischen, federnden und ggf. innen geschlitzten O-Dichtringe 12 in abgeplattete Halbkreisnuten 50 eingelegt, die zur Verbesserung der Spaltdichtung und Verminderung der Reibung durch Spalten 13 von der Umlauf-Schwenkwelle 5 her mit Schmierfluid beflutet werden können.

Die kreisförmigen, mindestens einmal geteilten Kolbenringe 14 umfassen die Schwenkkolben 15 nahe der im Wesentlichen planen Auflageseiten 16 der Kalot- tendeckel 9 und weisen ein über die Seitenwände 22 der Arbeitskammem 17 hineinragendes, kugelkeilförmiges Dachprofil 18 auf. Einfache oder, wie gezeichnet, doppelte, in die Schwenkkolbenstruktur eingelassene Schrägnuten 19 umschliessen Federräume 4, in welchen konisch gewalzte, nicht dargestellte Wellenfedern 48 sowie eine mögliche Beflutung mit unter Druck stehendem Schmierfluid mittels einer Verbindung 23 zu den Hohlräumen 8 unter den Kalottendeckeln 9 Anpressdruck gegen die Gehäuse-Innenwand 20 bewirken. Die freien Innenflächen des Dachprofils 18 werden bei Druckanstieg in den Arbeitskammern 17 mittels Beaufschlagung selbsttätig den Anpressdruck an die Gehäuse-Innenwand 20 erhöhen. Dadurch wird die Dichtwirkung des jeweiligen Kolbenrings 14 verbessert..

Die Kolben-Wandbereiche 7 sind bevorzugt konkav gewölbt. Unter dieser Voraussetzung erlaubt die Form des Dachprofils 18 des jeweiligen Kolbenrings 14 die Aus-

bildung von Arbeitskammern 17 bzw. Vorkammern 30 mit besonders grossem Volumen.

Die Schrägstellung der Schrägnuten 19 dient dem Zweck, den Nutenbereich gegen die Arbeitskammern 17 und die Vorkammern 30 durch die Dichtkanten 28 zu ver- schliessen und auch bei Spiel zwischen den Nutenböden 29 und den Enden der Kolbenringe 14 ein Durchblasen zwischen Arbeitskammern 17 und Vorkammern 30 zu verhindern.

Auf die Arbeitskammer-Innenflächen 25 stegförmig aufgesetzte Dichtleisten 26 (im Folgenden „A-Dichtleisten 26") weisen ebenfalls 1-2 radial zum Kugelgehäuse 24, entlang den Arbeitskammer-Innenflächen 25 verlaufende, im Kolben eingelassene Haltenut(en) 27 auf, die zusammen mit den A-Dichtleisten 26 einen Federraum 4 umschliessen, in welchem Spiral-Druckfedem 35 oder Wellenfedern 48 einge- schlössen werden können. Diese sorgen, zusammen mit der Fliehkraft infolge der Rotation der Kolben 15 während des Betriebs der Schwenkkolbenmaschine 100, für Anpressdruck, der durch Zuführung von Schmierfluid mittels der Verbindungen 23 aus den Hohlräumen 31 in den Kolben erhöht werden kann, was auch das Unterblasen der A-Dichtleisten 26 von den Arbeitskammern 17 her in Richtung der Vor- kammern 30 verhindert. Im Weiteren bewirkt der in die Arbeitskammer hineinragende Vorsprung 61 dieser A-Dichtleiste 26 bei Druckanstieg ebenfalls eine Verstärkung des Anpressdrucks auf die Gehäuse-Innenwand 20.

Die auf die Vorkammer-Innenflächen 32 aufgesetzten, der Kontur der Vorkammer- Innenflächen 32 bogenförmig folgenden Dichtleisten 33 (im Folgenden „V- Dichtleisten 33") laufen in einer mindestens einfachen Haltenut 34 und werden je mittig und auf beiden Seiten durch insgesamt etwa 2-6 Spiral-Druckfedern 35 in O ' e- weils einen Federraum bildenden) Bohrungen 36 unter der Haltenut 34 oder durch nicht gezeichnete, konisch gewalzte Wellenfedern 48 auf die Gehäuse-Innenwand 20 gepresst. Ebenso können sie über einen in eine der Vorkammern 30 hineinragenden Vorsprung 61 verfügen, der eine Erhöhung des Anpressdrucks der V- Dichtleiste 33 wegen des Einflusses des Kammer-Innendrucks auf den Vorsprung 61 bewirkt.

Sowohl die A-Dichtleisten 26 als auch die V-Dichtleisten 33 verlaufen beidseitig an- gepasst unter die Kolbenringe 14 und dichten mit den angepassten Konturen 37 bzw. 38 die Kolbenring-Unterseiten gegen Druck von den Kammerseiten bzw. ge- gen Schmierfluid-Austritt aus den befluteten Kolbenring-Schrägnuten 19 ab. Gleichzeitig werden sie durch die Kolbenringe 14 gegen Verschiebung in Position gehalten und durch Abdeckung der Dichtleisten-Enden wird verhindert, dass die jeweilige Dichtleiste 26, 33 bei den Schwenkbewegungen der Kolben 15 in die Führungsnuten 39 und/oder die Einlass-öffnung 40 und/oder die Auslass-öffnung 41 in der Ku- gelgehäuse-lnnenwand 20 eindringen kann.

Zwecks höherer spezifischer Anpressung der Dichtelemente können diese auf der gleitenden Dichtseite mit Ausnehmungen 42 versehen sein, sodass nur Teilflächen 43 die Gehäuse-Innenwand 20 berühren (Fig. 3). Je kleiner die Auflageflächen 43 der Dichtelemente auf der Gehäuse-Innenwand 20 gewählt werden, umso grösser ist, bei gegebener Anpressung, der spezifische Anpressdruck dieser Dichtelemente und umso stärker können auf diese Weise Dichtverluste verringert werden. Damit wird insbesondere gegen Druck gasförmiger Fluide wie Luft, Verbrennungsgemisch und Verbrennungsgase eine bessere Abdichtung erreicht.

In den Fig. 2 und 3 sind zwecks besserer Erkennung ihrer Konturen die Dichtelemente, welche im Betrieb der Schwenkkolbenmaschine 100 gleitend auf der Gehäuse-Innenwand 20 aufliegen, ohne Berührungen derselben mit kleinen Abständen dazu dargestellt.

Wenn die Schmierung der Dichtelemente durch seitlich aus den Haltenuten austretendes Schmierfluid, dh. durch Spaltverluste nicht genügen sollte, kann es vorgesehen sein, von den mit Schmierfluid befluteten Federräumen 4 durch Kalibrierbohrungen 44 in den Dichtelementen zur gleitenden, der Gehäuse-Innenwand 20, den Kolben-Wandseiten 7 und/oder der Umlauf-Schwenkwelle 5 zugewandten Seite eine Direktschmierung zu erzielen.

Auf jedem Kalottendeckel 9 sind zwei Dichtleisten 60 auf der der Gehäuse- Innenwand 20 zugewandten Seite angeordnet. Die Dichtleisten 60 dichten den jeweiligen Kalottendeckel 9 gegen die Gehäuse-Innenwand 20 ab und haben die Aufgabe, die Einlass-öffnung 40 und die Auslass-öffnung 41 gegen übermässiges Eindringen von Schmierfluid abzuschirmen.