EP2807340B1

EP2807340B1 - Assembly, in particular internal combustion engine or compressor

Info

Publication number: EP2807340B1
Application number: EP13701083.1A
Authority: EP
Inventors: Herbert Huettlin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2017-10-11
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: WO2013110661A3; WO2013110661A2; DE102012002157A1; DE102012002157B4; EP2807340A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Aggregat, insbesondere einen Verbrennungsmotor oder Kompressor, mit einem Gehäuse, in dem ein erster Kolben mit einer ersten Endfläche und zumindest ein zweiter Kolben mit einer zweiten Endfläche angeordnet sind, wobei der erste Kolben und der zweite Kolben abwechselnd mit begrenztem Hub aufeinander zu und voneinander weg beweglich sind, wobei zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche eine Arbeitskammer für ein Arbeitsmedium vorhanden ist, die sich aufgrund der Bewegungen des ersten und des zumindest einen zweiten Kolbens abwechselnd verkleinert und vergrößert, wobei der erste und der zumindest eine zweite Kolben in einem Kolbenkäfig angeordnet sind, der in dem Gehäuse aufgenommen ist.The invention relates to an assembly, in particular an internal combustion engine or compressor, having a housing in which a first piston having a first end surface and at least a second piston having a second end surface are arranged, wherein the first piston and the second piston alternately with limited stroke each other to and away from each other, wherein between the first end surface and the second end surface there is a working chamber for a working medium, which alternately decreases and increases due to the movements of the first and the at least one second piston, wherein the first and the at least one second Pistons are arranged in a piston cage, which is accommodated in the housing.

Ein derartiges Aggregat ist aus WO 2011/147492 A2 und WO 2007/014752 A1 bekannt.Such an aggregate is out WO 2011/147492 A2 and WO 2007/014752 A1 known.

Das Aggregat gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Grundbauweise als Verbrennungsmotor oder Kompressor ausgebildet sein. In weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Aggregats kann dieses durch Ergänzung mit einem elektromotorischen Teil auch als Hybridmotor oder als Stromgenerator, insbesondere in Anwendung in einem Fahrzeug als sogenannter "Range-Extender", ausgebildet sein. Die Erfindung ist auf diese Beispiele jedoch nicht beschränkt.The unit according to the present invention may be designed in basic construction as an internal combustion engine or compressor. In further embodiments of the unit according to the invention this can by supplementing with an electromotive part as a hybrid engine or as a power generator, especially in use in a vehicle as a so-called "range extender" be formed. However, the invention is not limited to these examples.

Das aus dem eingangs genannten Dokumenten WO 2011/147492 A2 und WO 2007/014752 A1 bekannte Aggregat kann als Hybridmotor, Stromgenerator oder Kompressor ausgebildet sein und weist entsprechend einen kolbenmotorischen Teil und einen elektromotorischen Teil auf. Der kolbenmotorische Teil des bekannten Aggregats, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, weist vier in einem kugelförmigen Gehäuse angeordnete Kolben auf. Jeweils zwei Kolben definieren zwischen ihren einander zugewandten Endflächen eine Arbeitskammer für ein Arbeitsmedium, so dass von den vier Kolben insgesamt zwei Arbeitskammern gebildet werden. Die jeweils eine gemeinsame Arbeitskammer bildenden zwei Kolben führen aufeinander zu und voneinander weg gerichtete Bewegungen aus, durch die die zugehörige Arbeitskammer abwechselnd verkleinert und vergrößert wird.This from the documents mentioned above WO 2011/147492 A2 and WO 2007/014752 A1 known aggregate can be designed as a hybrid engine, power generator or compressor and accordingly has a piston motor part and an electromotive part. The piston motor part of the known aggregate, to which the present invention relates, has four pistons arranged in a spherical housing. Two pistons each define between their mutually facing end faces a working chamber for a working medium, so that a total of two working chambers are formed by the four pistons. Each forming a common working chamber two pistons lead to each other and directed away from each other movements, by which the associated working chamber is alternately reduced and enlarged.

Im Falle der Ausgestaltung des Aggregats als Verbrennungsmotor wird in den beiden Arbeitskammern ein Brennstoff-Luft-Gemisch als Arbeitsmedium angesaugt, verdichtet, gezündet, expandiert und wieder ausgestoßen.In the case of the embodiment of the unit as an internal combustion engine, a fuel-air mixture is sucked in as a working medium in the two working chambers, compressed, ignited, expanded and discharged again.

Im Fall der Ausgestaltung des Aggregats als Kompressor wird in den beiden Arbeitskammern ein Gas, insbesondere Luft, als Arbeitsmedium angesaugt, verdichtet und im verdichteten Zustand wieder ausgestoßen.In the case of the embodiment of the unit as a compressor, a gas, in particular air, is sucked in as a working medium in the two working chambers, compressed and expelled again in the compressed state.

Bei dem bekannten Aggregat sind die vier Kolben in einem gemeinsamen Kolbenkäfig angeordnet. Jeweils zwei mit ihren die jeweilige Arbeitskammer definierenden Endflächen gegenüberstehende Kolben sind in einer im Inneren des Kolbenkäfigs ausgeformten Aufnahme aufgenommen, in denen die sich an die jeweilige Endfläche anschließenden Endabschnitte der Kolben gasdicht geführt sind. Um das Einbauen der Kolben in den Kolbenkäfig zu ermöglichen, ist der Kolbenkäfig aus zwei Hälften zusammengesetzt. Im zusammengesetzten Zustand des Kolbenkäfigs bildet die jeweilige innere Wandung der Aufnahmen, in denen die Kolben mit ihren Endabschnitten gasdicht geführt sind, die jeweilige Umfangswand der jeweiligen Arbeitskammer. Bei dem bekannten Aggregat sind die Kolbenführungen somit unmittelbar in den Kolbenkäfig integriert.In the known aggregate, the four pistons are arranged in a common piston cage. Two pistons each with their end surfaces defining the respective working chamber are received in a receptacle formed in the interior of the piston cage in which the end sections of the pistons adjoining the respective end surface are guided gas-tight. In order to allow the piston to be fitted in the piston cage, the piston cage is composed of two halves. In the assembled state of the piston cage, the respective inner wall of the receptacles, in which the pistons are guided in a gastight manner with their end sections, forms the respective circumferential wall of the respective working chamber. In the known unit, the piston guides are thus integrated directly into the piston cage.

Die Bauweise des kolbenmotorischen Teils des bekannten Aggregats weist wegen der Integration der Kolbenführungen in den Kolbenkäfig gewisse Nachteile auf.The design of the piston engine part of the known unit has certain disadvantages due to the integration of the piston guides in the piston cage.

Ein Nachteil kann darin gesehen werden, dass das Einarbeiten oder Ausbilden der die Kolbenführungen bildenden Aufnahmen in den Kolbenkäfig mit der erforderlichen hohen Präzision schwierig ist. Eine hohe Präzision oder Maßgenauigkeit ist erforderlich, damit die Kolbendichtungen über den gesamten Hub der Kolben dichtend an der Kolbenführungswand anliegen können. Außerdem können sich Dichtigkeitsprobleme im Bereich der Arbeitskammern aufgrund der Teilung des Kolbenkäfigs in zwei Teile ergeben, da die Teilung des Kolbenkäfigs auch im Bereich der Arbeitskammern vorhanden ist.A disadvantage can be seen in the fact that the incorporation or forming of the recordings forming the piston guides in the piston cage with the required high precision is difficult. A high precision or dimensional accuracy is required so that the piston seals over the entire stroke of the piston sealingly abut the piston guide wall. In addition, leakage problems in the area of the working chambers may arise due to the division of the piston cage into two parts, since the pitch of the piston cage is also present in the region of the working chambers.

Ein weiterer Nachteil kann darin gesehen werden, dass die Kühlung und Schmierung der Kolben zumindest in ihrem an die jeweilige Arbeitskammer angrenzenden Bereich nicht optimal ist, weil der Kolbenkäfig im Bereich der in den Kolbenkäfig integrierten Kolbenführungen mit vollumfänglich geschlossener Wand ausgeführt sein muss. Die Wärmeabfuhr über die Kolbenkäfigwand ist für eine ausreichende Kühlung der Kolben nicht immer ausreichend.A further disadvantage can be seen in the fact that the cooling and lubrication of the pistons is not optimal at least in their region adjacent to the respective working chamber, because the piston cage must be designed with fully enclosed wall in the area of the piston guides integrated in the piston cage. The heat dissipation through the piston cage wall is not always sufficient for adequate cooling of the pistons.

Ein noch weiterer Nachteil besteht darin, dass wegen der Integration der Kolbenführungen in den Kolbenkäfig für die Kolbenführungen und den Kolbenkäfig ohne hohen Aufwand keine unterschiedlichen Materialien verwendet werden können, da der Kolbenkäfig insgesamt mit Ausnahme seiner Teilung in zwei Hälften einstückig ausgebildet ist. Die Verwendung unterschiedlicher Materialien für die Kolbenführungen und den Kolbenkäfig im Übrigen kann jedoch hinsichtlich Herstellungskosten und Verschleißfestigkeit vorteilhaft sein.Yet another disadvantage is that because of the integration of the piston guides in the piston cage for the piston guides and the piston cage no different materials can be used without much effort, since the piston cage is formed in one piece with the exception of its division in two halves. Incidentally, the use of different materials for the piston guides and the piston cage, however, may be advantageous in terms of manufacturing costs and wear resistance.

Durch die Einarbeitung der Kolbenführungen in das Material des Kolbenkäfigs ist bei einem Verschleiß der Kolbenführungen ferner nachteilhafterweise der gesamte Kolbenkäfig des bekannten Aggregats auszutauschen, was mit entsprechend höheren Kosten verbunden ist.By incorporating the piston guides in the material of the piston cage is further disadvantageous to replace the entire piston cage of the known unit at a wear of the piston guides, which is associated with correspondingly higher costs.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Aggregat der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise vermieden werden.Against this background, the present invention has the object to further develop an aggregate of the type mentioned in that the aforementioned disadvantages are at least partially avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des eingangs genannten Aggregats dadurch gelöst, dass in dem Kolbenkäfig zumindest eine von dem Kolbenkäfig trennbare Kolbenführungshülse angeordnet ist, die relativ zu dem Kolbenkäfig lagefest in diesem gelagert ist, wobei ein jeweiliger sich an die erste Endfläche bzw. an die zweite Endfläche anschließender Endabschnitt des ersten und des zumindest einen zweiten Kolbens an einer Innenwand der Kolbenführungshülse gasdicht geführt ist, so dass die Innenwand der Kolbenführungshülse zusammen mit der ersten und der zweiten Endfläche die Arbeitskammer definiert, wobei an der Innenwand nur jeweils zumindest eine an dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben angeordnete Dichtung dichtend anliegt.According to the invention this object is achieved in terms of the aforementioned aggregate in that in the piston cage at least one separable from the piston cage piston guide sleeve is disposed relative to the piston cage positionally fixed in this, wherein a respective one of the first end surface and the second End surface subsequent end portion of the first and the at least one second piston is guided gas-tight on an inner wall of the piston guide sleeve, so that the inner wall of the piston guide sleeve together with the first and the second end surface defines the working chamber, wherein on the inner wall only at least one of the first piston and the second piston arranged seal sealingly.

Bei dem erfindungsgemäßen Aggregat sind die zumindest zwei Kolben nicht mehr unmittelbar in einer in den Kolbenkäfig in dessen Innenwand eingearbeiteten Kolbenführung aufgenommen, sondern in einer im Kolbenkäfig angeordneten Kolbenführungshülse, die mit dem Kolbenkäfig lagefest verbunden, von diesem jedoch trennbar ist. Von innen nach außen gesehen sind die zumindest zwei Kolben somit zumindest teilweise in der Kolbenführungshülse, diese wiederum in dem Kolbenkäfig angeordnet. Die separate Ausgestaltung der Kolbenführung in Form einer Kolbenführungshülse hat den Vorteil, dass die Kolbenführungshülse aus einem anderen Material gefertigt werden kann als der Kolbenkäfig. Die Kolbenführungshülse kann aus einem besonders abriebfesten Material gefertigt sein, wobei die Kolbenführungshülse innenseitig ggf. mit einer Beschichtung versehen sein kann. Der Kolbenkäfig kann bspw. aus einem hochwertigen Stahl-, Titan- oder Aluminiumguss gefertigt sein, während die Kolbenführungshülse aus einer Aluminiumlegierung mit einer Nikasil-Beschichtung, aus Titan-Sintermetall, Magnesium oder Keramiksinter gefertigt werden kann. Die Kolbenführungshülse kann dabei besonders dünnwandig ausgebildet werden, was die Wärmeabfuhr von den Kolben im Bereich der Arbeitskammer deutlich verbessert. Ein weiterer Vorteil besteht daran, dass der Kolbenkäfig, da er nun nicht mehr die Gasdichtigkeit im Bereich der Arbeitskammern gewährleisten muss, zumindest im Bereich der Kolbenführungshülse mit großflächigen Durchbrechungen versehen sein kann, wodurch die Kolbenführungshülse außenseitig sehr gut für ein Schmiermittel/Kühlmittel zugänglich ist. Die Kühlung und Schmierung des kolbenmotorischen Teils des erfindungsgemäßen Aggregats ist auf diese Weise verbessert. Ein noch weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Aggregats besteht darin, dass die Kolbenführungshülse bei Verschleiß ausgetauscht werden kann, ohne dass dafür der gesamte Kolbenkäfig ausgetauscht werden muss. Darüber hinaus lässt sich die Kolbenführungshülse mit der für die gasdichte Führung der Kolben erforderlichen hohen Präzision leichter herstellen, als wenn die Kolbenführungen in die Innenwand des Kolbenkäfigs mit dieser Präzision eingearbeitet werden müssen. Hierdurch ist der Herstellungsaufwand und sind damit auch die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Aggregats verringert. Der erste Kolben und der zweite Kolben liegen an der Innenwand der Kolbenführungshülse nur mittels jeweils zumindest einer an dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben angeordneten Dichtung dichtend an. Die Außenwände des ersten und des zweiten Kolbens stehen dagegen nicht in direkter Berührung mit der Innenwand der Kolbenführungshülse. Hierdurch werden Reibungsverluste erheblich vermindert.In the unit according to the invention, the at least two pistons are no longer received directly in a piston guide incorporated in the piston cage in the inner wall piston guide, but in a piston cage arranged in the piston guide sleeve, which is fixedly connected to the piston cage, but this is separable. Seen from the inside out, the at least two pistons are thus at least partially disposed in the piston guide sleeve, which in turn is arranged in the piston cage. The separate embodiment of the piston guide in the form of a piston guide sleeve has the advantage that the piston guide sleeve can be made of a different material than the piston cage. The piston guide sleeve can be made of a particularly abrasion-resistant material, wherein the piston guide sleeve may be provided on the inside, if necessary with a coating. The piston cage may, for example, be made of a high-quality steel, titanium or cast aluminum, while the piston guide sleeve can be made of an aluminum alloy with a Nikasil coating, titanium sintered metal, magnesium or ceramic sinter. The piston guide sleeve can be made particularly thin-walled, which significantly improves the heat dissipation of the piston in the working chamber. Another advantage is that the piston cage, since he no longer has to ensure the gas tightness in the working chambers, at least in the area of the piston guide sleeve with large area Openings can be provided, whereby the piston guide sleeve is on the outside very well accessible for a lubricant / coolant. The cooling and lubrication of the piston engine part of the unit according to the invention is improved in this way. Yet another advantage of the unit according to the invention is that the piston guide sleeve can be replaced when worn, without having to replace the entire piston cage. In addition, the piston guide sleeve with the required for the gas-tight guidance of the piston high precision can be made easier than when the piston guides must be incorporated into the inner wall of the piston cage with this precision. As a result, the production cost and thus the production cost of the unit according to the invention is reduced. The first piston and the second piston sealingly abut the inner wall of the piston guide sleeve only by means of at least one seal arranged on the first piston and the second piston. The outer walls of the first and second pistons, however, are not in direct contact with the inner wall of the piston guide sleeve. As a result, friction losses are significantly reduced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kolbenführungshülse durch Formschluss in dem Kolbenkäfig lagefest gelagert.In a preferred embodiment, the piston guide sleeve is mounted in a fixed position by positive engagement in the piston cage.

Hierbei ist von Vorteil, dass für die Lagefixierung der Kolbenführungshülse im Kolbenkäfig keine zusätzlichen Mittel wie Verschraubungen oder dergleichen erforderlich sind, um die Kolbenführungshülse lagefest zu halten. Außerdem wird durch diese Maßnahme der Montageaufwand beim Einbau der Kolbenführungshülse in den Kolbenkäfig verringert und die Kolbenführungshülse lässt sich besonders einfach und schnell zum Austausch gegen eine andere Kolbenführungshülse entfernen. Der Formschluss wird vorzugsweise durch eine formschlüssige spielfreie Einfassung der Kolbenführungshülse durch den Kolbenkäfig realisiert.It is advantageous that no additional means such as fittings or the like are required for the positional fixing of the piston guide sleeve in the piston cage in order to keep the piston guide sleeve positionally stable. In addition, this assembly reduces the assembly effort when installing the piston guide sleeve in the piston cage and the piston guide sleeve can be very easy and fast to replace it with another piston guide sleeve. The positive connection is preferably realized by a positive play-free enclosure of the piston guide sleeve through the piston cage.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Kolbenkäfig einzelne Lager auf, an denen die Kolbenführungshülse gelagert ist, wobei der Kolbenkäfig zwischen den Lagern eine oder mehrere Durchbrechungen aufweist, so dass die Kolbenführungshülse im Bereich der Durchbrechungen außenseitig freiliegt.In a further preferred refinement, the piston cage has individual bearings on which the piston guide sleeve is mounted, the piston cage having one or more apertures between the bearings, so that the piston guide sleeve is exposed on the outside in the region of the apertures.

Diese Maßnahme, die bereits oben erwähnt wurde, hat den Vorteil einer verbesserten Kühlung der Kolbenführungshülse, da das Kühlmittel (Luft und/oder Öl) durch die Durchbrechungen hindurch unmittelbar an die Außenseite der Kolbenführungshülse gelangen kann. Hierdurch wird eine effiziente Wärmeabfuhr von der Kolbenführungshülse und damit eine gute Kühlung der Kolben gewährleistet.This measure, which has already been mentioned above, has the advantage of improved cooling of the piston guide sleeve, since the coolant (air and / or oil) can pass through the openings directly to the outside of the piston guide sleeve. This ensures efficient heat dissipation from the piston guide sleeve and thus good cooling of the piston.

Weiterhin ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn der Kolbenkäfig zwei Lager aufweist, von denen sich ein erstes Lager auf Höhe eines ersten Endes der Kolbenführungshülse und ein zweites Lager auf Höhe eines zweiten Endes der Kolbenführungshülse befindet, während sich die Durchbrechung des Kolbenkäfigs über die Arbeitskammer erstreckt.Furthermore, it is preferred in this context if the piston cage has two bearings, of which there is a first bearing at the level of a first end of the piston guide sleeve and a second bearing at the level of a second end of the piston guide sleeve, while the opening of the piston cage via the working chamber extends.

Bei dieser Ausgestaltung ist die Kolbenführungshülse somit vorzugsweise nur an ihren beiden Enden im Kolbenkäfig gelagert, während der Kolbenkäfig zwischen den Lagern eine Durchbrechung aufweist, die sich über die Arbeitskammer, vorzugsweise über die in Bewegungsrichtung der Kolben entsprechend deren begrenztem Hub maximale Erstreckung der Arbeitskammer erstreckt, so dass Kühlmittel (Luft und/oder Öl) an die Außenseite der Kolbenführungshülse gerade dort gelangen kann, wo die größte Wärmeentwicklung vorherrscht. In dieser Ausgestaltung ist die Kühlung der Kolbenführungshülse entsprechend weiter verbessert.In this embodiment, the piston guide sleeve is thus preferably mounted only at its two ends in the piston cage, while the piston cage between the bearings has an opening which extends over the working chamber, preferably in the direction of movement of the piston according to their limited stroke maximum extension of the working chamber, so that coolant (air and / or oil) can reach the outside of the piston guide sleeve just where the greatest heat development prevails. In this embodiment, the cooling of the piston guide sleeve is further improved accordingly.

Vorzugsweise ist an der Kolbenführungshülse ein zylindrisch scheibenförmiger Ansatz angeformt, der in einem Ringflansch des Kolbenkäfigs aufgenommen ist. Zusammen mit den beiden vorstehend genannten zwei Lagern bildet der zylindrisch scheibenförmige Ansatz eine Drei-Punkt-Lagerung der Kolbenführungshülse in dem Kolbenkäfig.Preferably, a cylindrical disc-shaped projection is formed on the piston guide sleeve, which is received in an annular flange of the piston cage. Together with the two abovementioned two bearings, the cylindrical disc-shaped projection forms a three-point bearing of the piston guide sleeve in the piston cage.

In einer weiteren in diesem Zusammenhang stehenden Ausgestaltung sind die Lager als sich in Umfangsrichtung der Kolbenführungshülse erstreckende schmale Stege des Kolbenkäfigs ausgebildet, auf denen abschnittsweise Erhebungen vorhanden sind, an denen die Kolbenführungshülse anliegt, während die Kolbenführungshülse zwischen den Erhebungen von den Stegen außenseitig beabstandet ist.In another related embodiment in this context, the bearings are formed as extending in the circumferential direction of the piston guide sleeve narrow webs of the piston cage on which surveys are provided in part, in which rests the piston guide sleeve, while the piston guide sleeve between the elevations of the webs is spaced on the outside.

Aufgrund der Ausgestaltung der Lager für die Kolbenführungshülse in Form schmaler Stege wird ein möglichst großer freiliegender Bereich der Außenwand der Kolbenführungshülse geschaffen, wodurch die Kühlung der Kolbenführungshülse besonders effizient ist. Dadurch, dass die Kolbenführungshülse aber auch an den Stegen nur an abschnittsweise vorhandenen Erhebungen anliegt, während sie zwischen den Erhebungen von den Stegen außenseitig beabstandet ist, ist auch eine Kühlung der Kolbenführungshülse im Bereich der Stege gewährleistet.Due to the design of the bearing for the piston guide sleeve in the form of narrow webs the largest possible exposed area of the outer wall of the piston guide sleeve is created, whereby the cooling of the piston guide sleeve is particularly efficient. Characterized in that the piston guide sleeve but also rests on the webs only partially present surveys, while it is spaced on the outside between the elevations of the webs, a cooling of the piston guide sleeve is ensured in the region of the webs.

Eine noch weitere Verbesserung der Kühlung der Kolbenführungshülse im Bereich der die Lager bildenden Stege des Kolbenkäfigs wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Erhebungen sich nur über einen Teil der Breite der Stege erstrecken.An even further improvement in the cooling of the piston guide sleeve in the region of the webs forming the bearing of the piston cage is achieved according to a further preferred embodiment in that the elevations extend only over part of the width of the webs.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ragen von der ersten Endfläche bzw. von der zweiten Endfläche abgewandte Endabschnitte des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens aus der Kolbenführungshülse heraus.In a further preferred embodiment, end portions of the first piston and of the second piston facing away from the first end face or from the second end face protrude out of the piston guide sleeve.

Gemäß dieser Ausgestaltung nimmt die Kolbenführungshülse nur die der Arbeitskammer zugewandten Endabschnitte der beiden Kolben auf, d.h. die Kolbenführungshülse weist in Bewegungsrichtung der Kolben nur eine solche Erstreckung auf, wie sie für die gasdichte Führung der Kolben über den maximalen Hub der beiden Kolben erforderlich ist. Die rückseitigen Endabschnitte der beiden Kolben, die aus der Kolbenführungshülse herausragen, können somit ebenfalls sehr gut gekühlt werden. An den aus der Kolbenführungshülse herausragenden Endabschnitten können die beiden Kolben jeweils ein Lauforgan aufweisen, wobei die Lauforgane mit einem Kurvenglied in Verbindung stehen, um die Bewegungen der beiden Kolben zur Verkleinerung bzw. Vergrößerung der Arbeitskammer zu erzeugen, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.According to this embodiment, the piston guide sleeve receives only the working chamber facing end portions of the two pistons, i. the piston guide sleeve has in the direction of movement of the piston only such an extent as is required for the gas-tight guidance of the piston over the maximum stroke of the two pistons. The rear end portions of the two pistons, which protrude from the piston guide sleeve can thus also be cooled very well. At the projecting out of the piston guide sleeve end portions, the two pistons may each have a running member, wherein the running members are in communication with a cam member to produce the movements of the two pistons to reduce or increase the working chamber, as will be discussed below.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Kolbenführungshülse in ihrer Längsrichtung aus zwei voneinander trennbaren Teilen zusammengesetzt.In a further preferred embodiment, the piston guide sleeve is composed in its longitudinal direction of two separable parts.

Diese Ausgestaltung der Kolbenführungshülse ist dann vorteilhaft, wenn, wie in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen ist, in dem Gehäuse ein dritter Kolben und ein vierter Kolben vorhanden sind, und der erste Kolben mit dem dritten Kolben und der zweite Kolben mit dem vierten Kolben starr verbunden ist. Im Fall einer solchen Ausgestaltung der Kolben als Zwillingskolben mit starrer Kopplung erleichtert die zweiteilige Ausgestaltung der Kolbenführungshülse die Montage der Kolbenführungshülse an den Kolben.This embodiment of the piston guide sleeve is advantageous if, as provided in a further preferred embodiment, in the housing, a third piston and a fourth piston are present, and the first piston to the third piston and the second piston rigidly connected to the fourth piston is. In the case of such a design of the piston as a twin piston with a rigid coupling, the two-part design of the piston guide sleeve facilitates the assembly of the piston guide sleeve to the piston.

Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die zwei Teile, aus denen die Kolbenführungshülse zusammengesetzt ist, an einer Verbindungsstelle miteinander verbunden sind, die sich außerhalb der Arbeitskammer befindet.It is further preferred if the two parts of which the piston guide sleeve is composed, are connected to one another at a connection point which is located outside the working chamber.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Kolbenführungshülse keine Trennstelle im Bereich der Arbeitskammer (auch über deren maximales Volumen gesehen) aufweist, die zu Undichtigkeiten der Kolbenführungshülse im Bereich der Arbeitskammer, in der hohe Drücke herrschen können, Anlass geben könnte. An der Verbindungsstelle der beiden Kolbenführungshülsenteile außerhalb der Arbeitskammer ist zwar ebenfalls eine Dichtung erforderlich, die jedoch nicht derart hohen Drücken ausgesetzt ist wie eine Dichtung, die im Bereich der Arbeitskammer angeordnet wäre.This measure has the advantage that the piston guide sleeve has no separation point in the region of the working chamber (also seen over its maximum volume), which could give rise to leaks in the piston guide sleeve in the working chamber in which high pressures prevail. Although at the junction of the two piston guide sleeve parts outside the working chamber, a seal is also required, which is not exposed to such high pressures as a seal which would be arranged in the region of the working chamber.

Wie bereits erwähnt, ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass in dem Gehäuse ein dritter Kolben mit einer dritten Endfläche und ein vierter Kolben mit einer vierten Endfläche angeordnet sind, wobei zwischen der dritten Endfläche und der vierten Endfläche eine zweite Arbeitskammer vorhanden ist, und dass dem dritten Kolben und dem vierten Kolben eine zweite Kolbenführungshülse zugeordnet ist.As already mentioned, it is provided in a further preferred embodiment that a third piston with a third end face and a fourth piston with a fourth end face are arranged in the housing, wherein between the third end face and the fourth end face a second working chamber is present, and that the third piston and the fourth piston is associated with a second piston guide sleeve.

In dieser Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Aggregat wie das bekannte Aggregat insgesamt vier Kolben auf, während nun die Kolbenführungen durch von dem Kolbenkäfig separat und trennbar ausgestaltete Kolbenführungshülsen realisiert sind.In this embodiment, the unit of the invention as the known aggregate on a total of four pistons, while now the piston guides are realized by the piston cage separately and separably designed piston guide sleeves.

Die erfindungsgemäße Bauweise des Aggregats mit einer bzw. zwei Kolbenführungshülsen zur Führung der Kolben ist auch dann realisierbar, wenn der erste Kolben und der zumindest eine zweite Kolben um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbeweglich sind, wobei in diesem Fall die Kolbenführungshülse bezüglich der Schwenkachse bogenförmig gekrümmt ist.The construction of the unit according to the invention with one or two piston guide sleeves for guiding the piston is also feasible if the first piston and the at least one second piston are pivotable about a common pivot axis, in which case the piston guide sleeve is arcuately curved with respect to the pivot axis.

Weiter vorzugsweise weist der erste Kolben ein erstes Lauforgan und der zumindest eine zweite Kolben ein zweites Lauforgan auf, wobei das erste und das zweite Lauforgan entlang eines Kurvengliedes geführt sind, um die Bewegungen des ersten Kolbens und des zumindest einen zweiten Kolbens zur abwechselnden Verkleinerung und Vergrößerung der Arbeitskammer zu erzeugen.Further preferably, the first piston has a first running member and the at least one second piston a second running member, wherein the first and the second running member are guided along a cam member to the movements of the first piston and the at least one second piston for alternately reducing and enlarging to produce the working chamber.

Dabei ist es im Falle des erfindungsgemäßen Aggregates möglich, dass der erste Kolben und der zumindest eine zweite Kolben in dem Gehäuse gemeinsam mit dem Kolbenkäfig um eine gehäusefeste Drehachse umlaufen können, während das Kurvenglied bezüglich einer Drehbewegung um die Drehachse lagefest ist, oder dass das Kurvenglied in dem Gehäuse um eine gehäusefeste Drehachse umlaufen kann, während der erste Kolben und der zumindest eine zweite Kolben sowie der Kolbenkäfig bezüglich einer Drehbewegung um die Drehachse lagefest sind.It is possible in the case of the unit according to the invention that the first piston and the at least one second piston in the housing together with the piston cage can rotate about a housing fixed axis of rotation, while the cam member is fixed in position with respect to a rotational movement about the axis of rotation, or that the cam member in the housing can rotate about a housing-fixed axis of rotation, while the first piston and the at least one second piston and the piston cage are fixed in position with respect to a rotational movement about the axis of rotation.

Wie bereits eingangs erwähnt, lässt sich das erfindungsgemäße Aggregat zusätzlich mit einem elektromotorischen Teil ausgestalten, so dass das erfindungsgemäße Aggregat nicht nur als reiner Verbrennungsmotor oder reiner Kompressor, sondern auch als Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor, als Stromgenerator oder auch als elektromotorisch betriebener Kompressor realisieren lässt.As already mentioned, the unit according to the invention can also be configured with an electromotive part, so that the unit according to the invention can be realized not only as a pure combustion engine or a pure compressor, but also as a combination of internal combustion engine and electric motor, as a power generator or as an electric motor driven compressor ,

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages and features will become apparent from the following description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die 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.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

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

Fig. 1: ein Aggregat in perspektivischer Ansicht mit geschlossenem Gehäuse;
Fig. 2: das Aggregat in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung, wobei eine Gehäusehälfte abgenommen ist;
Fig. 3: eine perspektivische Schnittdarstellung des Aggregats in Fig. 1, wobei die Schnittebene parallel und versetzt zur Mittelebene des Aggregats verläuft;
Fig. 4: einen kolbenmotorischen Teil des Aggregats in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung;
Fig. 5: den kolbenmotorischen Teil in Fig. 4, wobei gegenüber Fig. 4 Teile abgenommen wurden;
Fig. 6: den kolbenmotorischen Teil in Fig. 4 in perspektivischer Darstellung, wobei gegenüber Fig. 4 Kolben des kolbenmotorischen Teils weggelassen wurden und ein Kolbenkäfig des kolbenmotorischen Teils in auseinandergezogener Darstellung gezeigt ist;
Fig. 7: den kolbenmotorischen Teil in Fig. 6, wobei eine Kolbenkäfighälfte abgenommen wurde;
Fig. 8: den kolbenmotorischen Teil gemäß Fig. 7, wobei Kolben des kolbenmotorischen Teils weggelassen wurden;
Fig. 9: den kolbenmotorischen Teil gemäß Fig. 8, wobei Teile von Kolbenführungshülsen des kolbenmotorischen Teils abgenommen wurden;
Fig. 10: eine Kolbenkäfighälfte des kolbenmotorischen Teils in perspektivischer Darstellung und in Alleinstellung; und
Fig. 11: das Aggregat in Fig. 1 in einem Schnitt entlang einer Ebene senkrecht zur Schnittebene in Fig. 3.

An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be described with reference to this hereafter. Show it:

Fig. 1: an aggregate in perspective view with closed housing;
Fig. 2: the aggregate in Fig. 1 in a perspective view, wherein a housing half is removed;
Fig. 3: a perspective sectional view of the unit in Fig. 1 wherein the cutting plane is parallel and offset from the center plane of the aggregate;
Fig. 4: a piston engine part of the unit in Fig. 1 in perspective view;
Fig. 5: the piston motor part in Fig. 4 , being opposite Fig. 4 Parts were removed;
Fig. 6: the piston motor part in Fig. 4 in perspective, with respect to Fig. 4 Piston of the piston engine part have been omitted and a piston cage of the piston engine part is shown in an exploded view;
Fig. 7: the piston motor part in Fig. 6 in which a piston cage half has been removed;
Fig. 8: the piston engine part according to Fig. 7 wherein pistons of the piston engine part have been omitted;
Fig. 9: the piston engine part according to Fig. 8 with parts of piston guide sleeves of the piston engine part removed;
Fig. 10: a piston cage half of the piston motor part in perspective and in isolation; and
Fig. 11: the aggregate in Fig. 1 in a section along a plane perpendicular to the cutting plane in Fig. 3 ,

In Figuren 1 bis 3 und 11 ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenes Aggregat dargestellt. Das Aggregat 10 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Verbrennungsmotor mit integriertem elektromotorischen Teil ausgestaltet und kann in dieser Ausgestaltung als Stromgenerator und in einem Fahrzeugantrieb als sog. "Range-Extender" verwendet werden. Weitere Einzelheiten des Aggregats sind in Fig. 4 bis 10 dargestellt.In FIGS. 1 to 3 and 11 an aggregate provided with the general reference numeral 10 is shown. The unit 10 is configured in the embodiment shown as an internal combustion engine with an integrated electromotive part and can be used in this embodiment as a power generator and in a vehicle drive as so-called. "Range extender". Further details of the unit are in Fig. 4 to 10 shown.

Das Aggregat 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das im Wesentlichen durch zwei Gehäusehälften 14 und 16 gebildet wird. Die beiden Gehäusehälften 14 und 16 sind über eine Mehrzahl an Schrauben, von denen in Fig. 1 eine Schraube mit dem Bezugszeichen 18 versehen ist, abgedichtet aneinander befestigt. In Fig. 2 ist die eine Gehäusehälfte 14 von der anderen Gehäusehälfte 16 abgenommen. Dort sind in der Gehäusehälfte 16 Bohrungen 20 gezeigt, in die die Schrauben 18 (Fig. 1) zum Befestigen der beiden Gehäusehälften 14 und 16 aneinander eingreifen.The unit 10 has a housing 12, which is essentially formed by two housing halves 14 and 16. The two housing halves 14 and 16 are a plurality of screws, of which in Fig. 1 a screw is provided with the reference numeral 18, sealed to each other. In Fig. 2 the one housing half 14 is removed from the other housing half 16. There, 16 holes 20 are shown in the housing half, in which the screws 18 ( Fig. 1 ) for securing the two housing halves 14 and 16 engage with each other.

In dem Gehäuse 12 ist ein elektromotorischer Teil 22 angeordnet, auf den später noch eingegangen wird.In the housing 12, an electromotive part 22 is arranged, which will be discussed later.

In dem Gehäuse 12 ist außerdem ein kolbenmotorischer Teil 24 angeordnet, der nachfolgend insbesondere auch mit Bezug auf Figuren 4 bis 10 näher beschrieben wird.In the housing 12, a piston motor part 24 is also arranged, which hereinafter in particular also with reference to FIGS. 4 to 10 will be described in more detail.

Gemäß Figuren 3 bis 5 weist der kolbenmotorische Teil 24 einen ersten Kolben 26, einen zweiten Kolben 28, einen dritten Kolben 30 und einen vierten Kolben 32 auf. Der erste Kolben 26 und der dritte Kolben 30 sind miteinander starr verbunden und bilden somit einen Zwillingskolben, und ebenso sind der zweite Kolben 28 und der vierte Kolben 32 starr miteinander verbunden, um einen zweiten Zwillingskolben zu bilden.According to FIGS. 3 to 5 The piston-motor part 24 has a first piston 26, a second piston 28, a third piston 30 and a fourth piston 32. The first piston 26 and the third piston 30 are rigidly connected to each other and thus form a twin piston, and likewise the second piston 28 and the fourth piston 32 are rigidly connected together to form a second twin piston.

Alle vier Kolben 26, 28, 30 und 32 sind um eine gemeinsame Schwenkachse 34 mit begrenztem Hub schwenkbeweglich. Die Schwenkachse 34 wird durch ein Achslager 36 gebildet.All four pistons 26, 28, 30 and 32 are pivotable about a common pivot axis 34 with limited stroke. The pivot axis 34 is formed by a journal bearing 36.

Der erste Kolben 26 weist eine erste Endfläche 38 auf, die in Fig. 3 entsprechend der Schnittdarstellung nur hälftig gezeigt ist. Die Endfläche 38 ist insgesamt kreisförmig ausgebildet. Der zweite Kolben 28 weist entsprechend eine zweite Endfläche 40 auf, die der ersten Endfläche 38 des ersten Kolbens 26 zugewandt ist. Der dritte Kolben 30 und der vierte Kolben 32 weisen entsprechende Endflächen 42 und 44 auf. In Fig. 11 ist die dritte Endfläche 42 des dritten Kolbens 30 vollständig zu sehen.The first piston 26 has a first end surface 38, which in Fig. 3 according to the sectional view is shown only half. The end face 38 is designed to be circular overall. The second piston 28 correspondingly has a second end surface 40 facing the first end surface 38 of the first piston 26. The third piston 30 and the fourth piston 32 have respective end surfaces 42 and 44. In Fig. 11 the third end face 42 of the third piston 30 is completely visible.

Zwischen den einander zugewandten Endflächen 38 und 40 weist der kolbenmotorische Teil 24 eine erste Arbeitskammer 46 für ein Arbeitsmedium auf, und zwischen den Endflächen 42 und 44 entsprechend eine zweite Arbeitskammer 48. Während die erste Arbeitskammer 46 in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand gerade ihr maximales Volumen einnimmt, nimmt die zweite Arbeitskammer 48 ihr minimales Volumen ein.Between the mutually facing end surfaces 38 and 40, the piston motor part 24 has a first working chamber 46 for a working fluid, and between the end surfaces 42 and 44 corresponding to a second working chamber 48. While the first working chamber 46 in the in Fig. 3 shown state just assumes their maximum volume, the second working chamber 48 takes its minimum volume.

Die abwechselnde Verkleinerung und Vergrößerung des Volumens der ersten Arbeitskammer 46 wird durch abwechselnd aufeinander zu- und voneinander weggerichtete Schwenkbewegungen des ersten Kolbens 26 und des zweiten Kolbens 28 bewirkt. Entsprechend wird die abwechselnde Verkleinerung und Vergrößerung des Volumens der zweiten Arbeitskammer 48 durch die abwechselnd aufeinander zu- und voneinander weggerichteten Schwenkbewegungen des dritten Kolbens 30 und des vierten Kolbens 32 bewirkt.The alternating reduction and enlargement of the volume of the first working chamber 46 is effected by alternating pivotal movements of the first piston 26 and the second piston 28 toward and away from each other. Accordingly, the alternate reduction and enlargement of the volume of the second working chamber 48 is effected by the pivotal movements of the third piston 30 and the fourth piston 32 alternately toward and away from each other.

Aufgrund der starren Kopplung des ersten Kolbens 26 mit dem dritten Kolben 30 und des zweiten Kolbens 28 mit dem vierten Kolben 32 vergrößert sich das Volumen der ersten Arbeitskammer 46, wenn sich das Volumen der zweiten Arbeitskammer 48 verkleinert, und umgekehrt.Due to the rigid coupling of the first piston 26 to the third piston 30 and the second piston 28 to the fourth piston 32, the volume of the first working chamber 46 increases as the volume of the second working chamber 48 decreases and vice versa.

In beiden Arbeitskammern 46 und 48 findet unabhängig voneinander jeweils ein voller Arbeitszyklus (Ansaugen, Verdichten, Zünden und Expandieren und Ausstoßen des Arbeitsmediums) statt, wobei das Arbeitsmedium im Falle der Ausgestaltung des kolbenmotorischen Teils 24 als Verbrennungsmotor ein Brennstoff-Luft-Gemisch ist.In both working chambers 46 and 48, each independently a full cycle (suction, compression, ignition and expansion and expulsion of the working medium) instead, wherein the working fluid in the case of the configuration of the piston engine part 24 as an internal combustion engine is a fuel-air mixture.

Die Kolben 26, 28, 30 und 32 führen im Betrieb des kolbenmotorischen Teils 24 nicht nur Schwenkbewegungen um die Schwenkachse 34 aus, sondern laufen außerdem in dem Gehäuse 12 um eine gehäusefeste Drehachse 50 um. Die Drehachse 50 ist hier als geometrische Achse zu verstehen. Die Schwenkbewegungen der Kolben 26, 28, 30, 32 werden aus der Umlaufbewegung der Kolben 26, 28, 30, 32 um die Drehachse 50 abgeleitet, indem dem ersten Kolben 26 ein erstes Lauforgan 52, dem zweiten Kolben 28 ein zweites Lauforgan 54, dem dritten Kolben 30 ein drittes Lauforgan 56 und dem vierten Kolben 32 ein viertes Lauforgan 58 zugeordnet sind. Die Lauforgane 52, 54, 56 und 58 sind in Form von Kugeln, hier in Form von Hohlkugeln ausgebildet. In Figuren 4, 5 und 17 sind die Lauforgane 52, 54, 56, 58 ebenfalls gezeigt. Die Lauforgane 52, 54, 56, 58 sind an den Endflächen 38, 40, 42, 44 abgewandten rückwärtigen Endabschnitten 60, 62, 64, 66 der Kolben 26, 28, 30, 32 angeordnet.The pistons 26, 28, 30 and 32 not only perform pivotal movements about the pivot axis 34 during operation of the piston motor member 24, but also circulate in the housing 12 about a rotational axis 50 fixed to the housing. The axis of rotation 50 is to be understood here as a geometric axis. The pivoting movements of the pistons 26, 28, 30, 32 are derived from the orbital movement of the pistons 26, 28, 30, 32 about the axis of rotation 50 by the first piston 26, a first running member 52, the second piston 28, a second running member 54, the third piston 30, a third running member 56 and the fourth piston 32, a fourth running member 58 are assigned. The running members 52, 54, 56 and 58 are in the form of balls, here in the form of hollow balls. In FIGS. 4 . 5 and Figure 17, the walking members 52, 54, 56, 58 are also shown. The running members 52, 54, 56, 58 are arranged on the end faces 38, 40, 42, 44 facing rear end portions 60, 62, 64, 66 of the pistons 26, 28, 30, 32.

Die Lauforgane 52, 54, 56, 58 sind an einem Kurvenglied 68 geführt, das eine entsprechende Steuerkurve mit Bergen und Tälern aufweist, um die Schwenkbewegungen der Kolben 26, 28, 30, 32 aus deren Umlaufbewegung um die Drehachse 50 abzuleiten. Das Kurvenglied 68 ist in diesem Fall bezüglich einer Drehbewegung um die Drehachse 50 lagefest.The running members 52, 54, 56, 58 are guided on a cam member 68 which has a corresponding control curve with mountains and valleys, in order to derive the pivoting movements of the pistons 26, 28, 30, 32 from their orbital movement about the axis of rotation 50. The cam member 68 is fixed in position in this case with respect to a rotational movement about the axis of rotation 50.

Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, die Kolben 26, 28, 30, 32 bezüglich einer Drehbewegung um die Drehachse 50 in dem Gehäuse 12 lagefest anzuordnen, während dann das Kurvenglied 68 um die Drehachse 50 umläuft, um die Schwenkbewegungen der Kolben 26, 28, 30, 32 zu erzeugen.Alternatively, however, it is also possible, the pistons 26, 28, 30, 32 with respect to a rotational movement about the axis of rotation 50 in the housing 12 in a fixed position to arrange, while then the cam member 68 rotates about the axis of rotation 50 to produce the pivoting movements of the pistons 26, 28, 30, 32.

Gemäß Figuren 4 und 5 sind die Kolben 26, 28, 30, 32 in einem Kolbenkäfig 70 angeordnet, der ebenfalls Bestandteil des kolbenmotorischen Teils 24 ist. Im Fall, dass die Kolben 26, 28, 30, 32 in dem Gehäuse 12 um die Drehachse 50 umlaufen, läuft der Kolbenkäfig 70 gemeinsam mit den Kolben 26, 28, 30, 32 um die Drehachse 50 um. Im Fall, dass die Kolben 26, 28, 30, 32 nicht um die Drehachse 50 umlaufen, sondern das Kurvenglied 68, steht auch der Kolbenkäfig 70 bezüglich einer Drehbewegung um die Drehachse 50 fest.According to FIGS. 4 and 5 the pistons 26, 28, 30, 32 are arranged in a piston cage 70, which is also part of the piston-motor part 24. In the case that the pistons 26, 28, 30, 32 rotate in the housing 12 about the axis of rotation 50, the piston cage 70 rotates together with the pistons 26, 28, 30, 32 about the axis of rotation 50. In the event that the pistons 26, 28, 30, 32 do not revolve about the axis of rotation 50, but rather the cam member 68, the piston cage 70 is also fixed with respect to a rotational movement about the axis of rotation 50.

Der Kolbenkäfig 70 ist aus zwei Kolbenkäfighälften 72 und 74 zusammengesetzt. In Fig. 6 sind die beiden Kolbenkäfighälften 72 und 74 voneinander getrennt und beabstandet dargestellt. Die Teilungsebene, entlang der der Kolbenkäfig 70 in die beiden Kolbenkäfighälften 72 und 74 geteilt ist, enthält die Längsachse (Drehachse 50) des Kolbenkäfigs 70.The piston cage 70 is composed of two piston cage halves 72 and 74. In Fig. 6 the two Kolbenkäfighälften 72 and 74 are separated from each other and shown spaced. The dividing plane, along which the piston cage 70 is divided into the two piston cage halves 72 and 74, contains the longitudinal axis (axis of rotation 50) of the piston cage 70.

Gemäß Fig. 4 sind an dem Kolbenkäfig 70 an seinen Längsenden Schmiermittelzuführringe 76 bzw. 78 angeordnet, sowie jeweils ein Kolbenkäfiglagerring 80 bzw. 82 und ein Sensorring 84 für den elektromotorischen Teil 22 (siehe auch Fig. 11). Über den Lagerring 80 bzw. 82 ist der Kolbenkäfig 70 im Gehäuse 12 gelagert.According to Fig. 4 are arranged on the piston cage 70 at its longitudinal ends Schmiermittelzuführringe 76 and 78, and in each case a piston cage bearing ring 80 and 82 and a sensor ring 84 for the electromotive part 22 (see also Fig. 11 ). About the bearing ring 80 and 82 of the piston cage 70 is mounted in the housing 12.

Die Kolben 26, 28, 30, 32 sind hinsichtlich ihrer Schwenkbewegungen um die Schwenkachse 34 nicht unmittelbar in dem Kolbenkäfig 70 geführt, sondern, wie in Fig. 7 gezeigt ist, in Kolbenführungshülsen 86 und 88. Dabei sind der erste Kolben 26 und der zweite Kolben 28 in der Kolbenführungshülse 86 geführt, und der Kolben 30 und der vierte Kolben 32 in der Kolbenführungshülse 88. Fig. 7 zeigt nur die Kolbenkäfighälfte 74, während die andere Kolbenkäfighälfte 72 in Fig. 7 abgenommen ist.The pistons 26, 28, 30, 32 are not guided directly in the piston cage 70 in terms of their pivotal movements about the pivot axis 34, but, as in FIG Fig. 7 shown in piston guide sleeves 86 and 88. In this case, the first piston 26 and the second piston 28 are guided in the piston guide sleeve 86, and the piston 30 and the fourth piston 32 in the piston guide sleeve 88th Fig. 7 shows only the piston cage half 74, while the other piston cage half 72 in Fig. 7 is removed.

Die Kolbenführungshülsen 86 und 88 sind in dem Kolbenkäfig 70 relativ zu diesem lagefest gelagert, wie nachfolgend noch beschrieben wird.The piston guide sleeves 86 and 88 are mounted in the piston cage 70 relative to this fixed position, as will be described below.

Gemäß Fig. 3 ist an einer Innenwand 90 der Kolbenführungshülse 86 ein sich an die Endfläche 38 anschließender Endabschnitt 92 des ersten Kolbens 26 gasdicht geführt, sowie ein sich an die zweite Endfläche 40 anschließender Endabschnitt 94 des zweiten Kolbens 28. Der erste Kolben 26 und der zweite Kolben 28 weisen jeweils zumindest eine Dichtung 87 bzw. 89 auf, wobei nur die Dichtungen 87 bzw. 89 an der Innenwand 90 der Kolbenführungshülse 86 dichtend anliegen und mit dieser in Berührung stehen, während die Kolben 26 und 28 mit ihren Außenwandungen nicht in Berührung mit der Innenwand 90 der Kolbenführungshülse 86 stehen. Die Kolben 26 und 28 sind am Achslager 36 fliehkraftseitig abgestützt gelagert, wodurch vermieden wird, dass die Außenwände der Kolben 26, 28 mit der Innenwand 90 der Kolbenführungshülse 86 in Berührung kommen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Dichtungen 87 und 89 als herkömmliche Kolbenringe ausgebildet. Es versteht sich, dass an den Kolben 26, 28 wie gezeigt mehrere (hier drei) Dichtungen 87 bzw. 89 angeordnet sein können. Entsprechende Dichtungen 91 und 93 sind an dem dritten Kolben 30 und 32 zur dichtenden Anlage an der Innenwand 95 der Kolbenführungshülse 88 vorhanden.According to Fig. 3 an end wall 92 of the first piston 26 adjoining the end face 38 is gas-tightly guided on an inner wall 90 of the piston guide sleeve 86, and an end section 94 of the second piston 28 adjoining the second end face 40. The first piston 26 and the second piston 28 point in each case at least one seal 87 or 89, wherein only the seals 87 and 89 abut sealingly against the inner wall 90 of the piston guide sleeve 86 and are in contact therewith, while the pistons 26 and 28 with their outer walls are not in contact with the inner wall 90 the piston guide sleeve 86 stand. The pistons 26 and 28 are supported on the axle bearing 36 on the centrifugal force side, which prevents the outer walls of the pistons 26, 28 coming into contact with the inner wall 90 of the piston guide sleeve 86. In the embodiment shown, the seals 87 and 89 are formed as conventional piston rings. It is understood that a plurality of (here three) seals 87 and 89 can be arranged on the pistons 26, 28 as shown. Corresponding seals 91 and 93 are provided on the third piston 30 and 32 for sealing engagement with the inner wall 95 of the piston guide sleeve 88.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Erstreckung der Kolbenführungshülse 86 in Schwenkbewegungsrichtung der Kolben 26, 28 an den maximalen Hub der Kolben 26 und 28 angepasst. Fig. 3 zeigt den maximalen Öffnungshub der Kolben 26 und 28. Die Kolbenführungshülse 86 erstreckt sich dabei soweit, dass die Gasdichtigkeit der Kolbenführung über den gesamten Hub gewährleistet ist. Zusammen mit den Endflächen 38 und 40 definiert die Innenwand 90 insgesamt die Arbeitskammer 46.How out Fig. 3 As can be seen, the extension of the piston guide sleeve 86 in the pivoting movement direction of the pistons 26, 28 adapted to the maximum stroke of the piston 26 and 28. Fig. 3 shows the maximum opening stroke of the piston 26 and 28. The piston guide sleeve 86 extends so far that the gas-tightness of the piston guide is ensured over the entire stroke. Together with the end surfaces 38 and 40, the inner wall 90 defines the working chamber 46 as a whole.

Entsprechendes gilt für die Kolbenführungshülse 88 im Zusammenwirken mit dem dritten Kolben 30 und dem vierten Kolben 32, so dass auf die Beschreibung in Bezug auf die Kolbenführungshülse 86 verwiesen werden kann.The same applies to the piston guide sleeve 88 in cooperation with the third piston 30 and the fourth piston 32 so that reference can be made to the description with respect to the piston guide sleeve 86.

Wie insbesondere Figuren 7 und 8 zu entnehmen ist, weisen die Kolbenführungshülsen 86 und 88 eine bogenförmige Krümmung auf, die an die Schwenkbewegungen der Kolben 26, 28 bzw. 30, 32 angepasst ist. Entsprechend der gezeigten Ausgestaltung der Kolben 26, 28, 30, 32 mit kreisförmigem Querschnitt (senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung) weist die Innenwand 90 der Kolbenführungshülse 86 eine kreisförmige Querschnittsform auf, und ebenso weist eine Innenwand 95 der Kolbenführungshülse 88 einen kreisförmigen Querschnitt auf.In particular FIGS. 7 and 8th can be seen, the piston guide sleeves 86 and 88 an arcuate curvature, which is adapted to the pivotal movements of the pistons 26, 28 and 30, 32. According to the illustrated embodiment of the piston 26, 28, 30, 32 with a circular cross section (perpendicular to its direction of movement), the inner wall 90 of the piston guide sleeve 86 has a circular Cross-sectional shape, and also has an inner wall 95 of the piston guide sleeve 88 has a circular cross-section.

Die Kolbenführungshülsen 86 und 88 sind in dem Kolbenkäfig 70 durch Formschluss lagefest gehalten.The piston guide sleeves 86 and 88 are held in the piston cage 70 by positive locking position.

Gemäß Fig. 6 und 10 weist der Kolbenkäfig 70 einzelne Lager auf, an denen die Kolbenführungshülsen 86, 88 gelagert sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Kolbenkäfig 70 für die Kolbenführungshülse 86 genau zwei Lager 96, 96' und 98, 98' auf, die sich in Umfangsrichtung der Kolbenführungshülse 86 in Form schmaler Stege 100, 100', 102, 102' radial in Bezug auf ein Zentrum 104 (dieses fällt mit der Schwenkachse 34 zusammen) erstrecken. Dabei liegt die Kolbenführungshülse 86 nicht vollflächig auf den Stegen 100, 100', 102, 102' auf, sondern die Lager 96, 96', 98, 98' sind durch auf den Stegen 100, 100', 102, 102' abschnittsweise vorhandenen Erhebungen 105 bzw. 106 gebildet, (entsprechende Erhebungen sind auch an den Stegen 100', 102' vorhanden) auf denen die Kolbenführungshülse 86 allein aufliegt. In Bereichen 108 bzw. 110 zwischen den Erhebungen 105 bzw. 106 ist die Kolbenführungshülse 86 hingegen von den Stegen 100, 100', 102, 102' außenseitig beabstandet.According to Fig. 6 and 10 The piston cage 70 has individual bearings on which the piston guide sleeves 86, 88 are mounted. In the embodiment shown, the piston cage 70 for the piston guide sleeve 86 exactly two bearings 96, 96 'and 98, 98', in the circumferential direction of the piston guide sleeve 86 in the form of narrow webs 100, 100 ', 102, 102' radially with respect to a center 104 (which coincides with the pivot axis 34) extend. In this case, the piston guide sleeve 86 is not over the entire surface on the webs 100, 100 ', 102, 102', but the bearings 96, 96 ', 98, 98' are by on the webs 100, 100 ', 102, 102' in sections existing elevations 105 and 106 formed (corresponding elevations are also on the webs 100 ', 102' available) on which the piston guide sleeve 86 rests alone. In areas 108 and 110 between the elevations 105 and 106, the piston guide sleeve 86, however, spaced from the webs 100, 100 ', 102, 102' on the outside.

Des Weiteren erstrecken sich die Erhebungen 105 bzw. 106 nicht über die gesamte Breite der Stege 100, 100', 102, 102', sondern nur über einen Teil der Breite der Stege 100, 100', 102, 102', indem die Erhebungen 105 bzw. 106 Unterbrechungen 112 bzw. 114 aufweisen.Furthermore, the elevations 105 and 106 do not extend over the entire width of the webs 100, 100 ', 102, 102', but only over part of the width of the webs 100, 100 ', 102, 102' by the elevations 105th or 106 interruptions 112 and 114, respectively.

Für die Kolbenführungshülse 88 weist der Kolbenkäfig 70 entsprechende Lager 116, 116', 118, 118' auf, für deren Beschreibung auf die Beschreibung der Lager 96, 96', 98, 98' verwiesen wird.For the piston guide sleeve 88, the piston cage 70 has corresponding bearings 116, 116 ', 118, 118', for the description of which reference is made to the description of the bearings 96, 96 ', 98, 98'.

Zwischen den Lagern 96, 96', 98, 98' bzw. 116, 116' und 118, 118' weist der Kolbenkäfig 70 großflächige Durchbrechungen 120 bzw. 122 (Fig. 10) sowie Durchbrechungen 124, 126 (Fig. 4) auf, so dass die Kolbenführungshülsen 86, 88 im Bereich dieser Durchbrechungen 120, 122, 124, 126 außenseitig großflächig freiliegen und somit sehr gut gekühlt werden können.Between the bearings 96, 96 ', 98', 98 'or 116, 116' and 118, 118 ', the piston cage 70 has large openings 120 or 122 (FIGS. Fig. 10 ) as well as apertures 124, 126 ( Fig. 4 ), so that the piston guide sleeves 86, 88 in the area these apertures 120, 122, 124, 126 on the outside exposed over a large area and thus can be cooled very well.

Wie aus Fig. 10 in Verbindung mit Fig. 8 hervorgeht, befinden sich die Lager 96, 96', 98, 98' bzw. 116, 116', 118, 118' an oder auf Höhe von Enden 128, 130 der Kolbenführungshülse 86 bzw. an oder auf Höhe von Enden 132, 134 der Kolbenführungshülse 88. Die Durchbrechungen 120, 124 bzw. 122, 126 erstrecken sich hingegen im Wesentlichen über die Arbeitskammern 46 bzw. 48, wie sich auf einem Vergleich der Figuren 10, 4 und 3 ergibt.How out Fig. 10 combined with Fig. 8 shows the bearings 96, 96 ', 98, 98' and 116, 116 ', 118, 118' at or at the level of ends 128, 130 of the piston guide sleeve 86 or at the level of ends 132, 134 of the Piston guide sleeve 88. The openings 120, 124 and 122, 126, however, extend substantially over the working chambers 46 and 48, as can be seen on a comparison of Figures 10 . 4 and 3 results.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ragen die rückwärtigen Endabschnitte 60, 62, 64, 66 der Kolben 26, 28, 30, 32 aus den Kolbenführungshülsen 86 bzw. 88 heraus, so dass die Lauforgane 52, 54, 56, 58 für die Führung des Kurvengliedes 68 frei sind.How out Fig. 7 As can be seen, protrude the rear end portions 60, 62, 64, 66 of the piston 26, 28, 30, 32 out of the piston guide sleeves 86 and 88, so that the running members 52, 54, 56, 58 for the guidance of the cam member 68 are free ,

Die Kolbenführungshülsen 86 und 88 sind, wie in Fig. 4 gezeigt ist, im zusammengesetzten Zustand des Kolbenkäfigs 70 formschlüssig und sicher in dem Kolbenkäfig 70 gehalten. Die Verbindung der beiden Kolbenkäfighälften 72 und 74 erfolgt über die Aufpressung der Kolbenkäfiglagerring 80, 82 und Schmiermittelzuführringe 76, 78 auf Ringsitzflächen 129, 131 bzw. 133, 135 des Kolbenkäfigs 70 und über die mittige Verschraubung des Achslagers 36 im Kolbenkäfig 70. Außerdem wird der Formschluss an den Kolbenführungshülsen 86 und 88 durch angeformte zylindrische oder kugelkappenförmige Ansätze 137, 139 bewirkt, die im Inneren der Ringsitzflächen 129, 131, 133, 135 passgenau aufgenommen sind. Die zylindrisch scheibenförmigen bzw. kugelkappenförmigen Ansätze 137, 139 bilden zusammen mit den Lagern 96, 96', 98, 98' bzw. 116, 116', 118, 118'jeweils eine Drei-Punkt-Lagerung der jeweiligen Kolbenführungshülse 86 bzw. 88 in dem Kolbenkäfig 70, wodurch eine besonders sichere lagefeste Lagerung der Kolbenführungshülsen 86, 88 in dem Kugelkäfig gewährleistet ist.The piston guide sleeves 86 and 88 are, as in Fig. 4 is shown in the assembled state of the piston cage 70 positively and securely held in the piston cage 70. The connection of the two Kolbenkäfighälften 72 and 74 via the Aufpressung the piston cage bearing ring 80, 82 and Schmiermittelzuführringe 76, 78 on annular seating surfaces 129, 131 and 133, 135 of the piston cage 70 and the central screw of the axle 36 in the piston cage 70. In addition, the Positive locking causes the piston guide sleeves 86 and 88 by integrally formed cylindrical or spherical cap-shaped projections 137, 139, which are received in the interior of the annular seat surfaces 129, 131, 133, 135 fit. The cylindrical disc-shaped or spherical cap-shaped projections 137, 139 together with the bearings 96, 96 ', 98, 98' and 116, 116 ', 118, 118' each have a three-point mounting of the respective piston guide sleeve 86 and 88 in FIG the piston cage 70, whereby a particularly secure positionally stable mounting of the piston guide sleeves 86, 88 is ensured in the ball cage.

Die Kolbenführungshülsen 86 und 88 bedürfen somit für ihre sichere lagefeste Lagerung im Kolbenkäfig 70 keiner weiteren Befestigungsmittel und sind somit nach Öffnen des Kolbenkäfigs 70 leicht von diesem trennbar.The piston guide sleeves 86 and 88 thus need for their safe positionally stable storage in the piston cage 70 no further fastening means and are thus easily separable from this after opening the piston cage 70.

Wie am besten in Figuren 8 und 9 zu sehen ist, ist die Kolbenführungshülse 86 in ihrer Längsrichtung aus zwei Teilen 136, 138 trennbar zusammengesetzt. In Fig. 9 ist das Teil 138 von dem Teil 136 abgenommen. Die gasdichte Verbindung der beiden Teile 136 und 138 aneinander erfolgt im Bereich zweier an den Teilen 136, 138 ausgebildeter Flansche 140, 142 mittels Verschraubung und einer Flachdichtung zwischen den Flanschen 140, 142. Dabei befindet sich die durch die Flansche 140, 142 gebildete Trennfläche zwischen den beiden Teilen 138 und 136 außerhalb der Arbeitskammer 46.How best in FIGS. 8 and 9 can be seen, the piston guide sleeve 86 in its longitudinal direction of two parts 136, 138 composed separable. In Fig. 9 the part 138 is detached from the part 136. The gas-tight connection of the two parts 136 and 138 to each other takes place in the region of two flanges 140, 142 formed on the parts 136, 138 by means of screwing and a flat gasket between the flanges 140, 142. The separating surface formed by the flanges 140, 142 is between them the two parts 138 and 136 outside the working chamber 46th

Ein weiterer an dem Teil 136 vorgesehener Flansch 144 ist ein Blindflansch und dient lediglich dem Massenausgleich in Bezug auf die Umlaufbewegung des Kolbenkäfigs 70 und damit der Kolbenführungshülse 86 um die Drehachse 50.Another provided on the part 136 flange 144 is a blind flange and serves only to balance the mass with respect to the orbital motion of the piston cage 70 and thus the piston guide sleeve 86 about the axis of rotation 50th

Die Kolbenführungshülse 88 ist in gleicher Weise wie die Kolbenführungshülse 86 zweigeteilt, so dass auf die diesbezügliche Beschreibung der Kolbenführungshülse 86 verwiesen werden kann.The piston guide sleeve 88 is divided into two parts in the same way as the piston guide sleeve 86, so that reference can be made to the relevant description of the piston guide sleeve 86.

Die Aufteilung der Kolbenführungshülse 86 und der Kolbenführungshülse 88 in jeweils zwei Teile dient der vereinfachten Montage in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem der ersten Kolben 26 und der dritte Kolben 30 sowie der zweite Kolben 28 und der vierte Kolben 32 starr miteinander verbunden sind.The division of the piston guide sleeve 86 and the piston guide sleeve 88 in two parts is used for simplified assembly in the embodiment shown in which the first piston 26 and the third piston 30 and the second piston 28 and the fourth piston 32 are rigidly interconnected.

Hierzu werden die Teile 136 und 138 nach Verbindung der Kolben 26, 28 mit dem Achslager 36 einzeln auf den ersten Kolben 26 bzw. den zweiten Kolben 28 geschoben und erst anschließend an den Flanschen 140, 142 miteinander verschraubt.For this purpose, the parts 136 and 138 after connection of the pistons 26, 28 with the axle bearing 36 individually pushed onto the first piston 26 and the second piston 28 and only then screwed together on the flanges 140, 142.

Radial außenseitig in Bezug auf die Schwenkachse 34 weist die Kolbenführungshülse 86 eine Fläche 146 an dem Ansatz 137 auf, die einen Abschnitt einer Kugeloberfläche darstellt. Die Fläche 146 bildet eine Gleitfläche, die an einem gehäusefesten Stirndeckel 148 (Fig. 11) dichtend gleitet. In der Fläche 146 bzw. dem Ansatz 137 ist des Weiteren eine Öffnung 150 zum Einführen einer Zündkerze 152 (siehe bspw. Figuren 1 und 11) vorhanden. Des Weiteren ist in der Fläche 146 eine Gaswechselöffnung 153 vorhanden (siehe Fig. 11). Die entsprechende Gaswechselöffnung 154 in dem Ansatz 139 der Kolbenführungshülse 88 ist in Fig. 9 zu sehen. Beim Umlaufen des Kolbenkäfigs 70 um die Drehachse 50 kommuniziert die Gaswechselöffnung 153 in der Fläche 146 abwechselnd mit einem Gaseinlass 156 bzw. Gasauslass 158 (abhängig von der Drehrichtung des Kolbenkäfigs 70). Ein entsprechender Gaseinlass und -auslass sind auch der zweiten Arbeitskammer 48 zugeordnet, mit denen die Gaswechselöffnung 154 in dem Ansatz 139 der Kolbenführungshülse 88 abwechselnd kommuniziert.Radially outward with respect to the pivot axis 34, the piston guide sleeve 86 has a surface 146 on the projection 137, which is a portion of a spherical surface. The surface 146 forms a sliding surface, which on a housing-fixed end cover 148 (FIG. Fig. 11 ) glides sealingly. In the surface 146 and the projection 137 is further an opening 150 for inserting a spark plug 152 (see, for example. FIGS. 1 and 11 ) available. Furthermore, in the surface 146 is a gas exchange opening 153 available (see Fig. 11 ). The corresponding gas exchange opening 154 in the projection 139 of the piston guide sleeve 88 is in Fig. 9 to see. As the piston cage 70 rotates about the axis of rotation 50, the gas exchange port 153 in the surface 146 communicates alternately with a gas inlet 156 or gas outlet 158 (depending on the direction of rotation of the piston cage 70). A corresponding gas inlet and outlet are also associated with the second working chamber 48, with which the gas exchange opening 154 in the neck 139 of the piston guide sleeve 88 alternately communicates.

Die Kolbenführungshülse 86 und die Kolbenführungshülse 88 sind aus einem Material gefertigt, das von dem Material, aus dem der Kolbenkäfig 70 gefertigt ist, verschieden ist. Je nach Anwendungsfall kann der Kolbenkäfig 70 aus einem hochwertigen Stahl-, Titan- oder Aluminiumguss bestehen, während die Kolbenführungshülsen 86, 88 aus einer Aluminium-Legierung, mit einer Nikasil-Beschichtung oder mit einem Hard-Coat versehen, bestehen können. Ebenfalls denkbar ist die Ausführung der Kolbenführungshülsen aus einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff oder einem anderen geeigneten Material, wie Sinterwerkstoffen.The piston guide sleeve 86 and the piston guide sleeve 88 are made of a material that is different from the material from which the piston cage 70 is made. Depending on the application, the piston cage 70 may consist of a high-quality steel, titanium or cast aluminum, while the piston guide sleeves 86, 88 may be made of an aluminum alloy, provided with a Nikasil coating or with a hard coat. Also conceivable is the execution of the piston guide sleeves made of a carbon fiber composite material or other suitable material, such as sintered materials.

Gemäß Fig. 10 und 11 sind in den Kolbenkäfighälften 72 und 74 für die Zuführung des Schmier- und Kühlmittels Schmiermittelführungsröhren 160, 162, 164, 166 angeordnet, die sich parallel zur Längsachse (Drehachse 50), jedoch außerhalb derselben erstrecken. Die Schmiermittelführungsröhren 160, 162 können im Fall der Ausgestaltung der Kolbenkäfighälften 72, 74 als Gussteile beim Gießen mitberücksichtigt werden oder später als Rohrhülsen eingepresst werden. Mit Hilfe dieser Schmiermittelversorgung können sowohl das Achslager 36 als auch die Außenseiten der Kolbenführungshülsen 86, 88 mit Schmier- und Kühlmittel versorgt werden.According to Fig. 10 and 11 In the piston cage halves 72 and 74 for the supply of the lubricant and coolant lubricant guide tubes 160, 162, 164, 166 are arranged, which extend parallel to the longitudinal axis (axis of rotation 50), but outside thereof. The lubricant guide tubes 160, 162 may be considered in the case of the design of the piston cage halves 72, 74 as castings during casting or later injected as tube sleeves. With the aid of this lubricant supply both the axle 36 and the outer sides of the piston guide sleeves 86, 88 can be supplied with lubricant and coolant.

Möglich ist jedoch auch eine geschlossene, im Kreislauf arbeitende Luftkühlung des kolbenmotorischen Teils 24 des Aggregats 10.However, it is also possible a closed, circulating air cooling of the piston engine part 24 of the unit 10th

Der oben genannte elektromotorische Teil 22 umgibt den kolbenmotorischen Teil 24 ringförmig, so dass der kolbenmotorische Teil 24 innerhalb des elektromotorischen Teils 22 angeordnet ist.The above electromotive part 22 annularly surrounds the piston motor part 24, so that the piston motor part 24 is arranged inside the electromotive part 22.

Der elektromotorische Teil 22 weist gemäß Fig. 2 einen Stator 170 mit Wicklungen 172 und Magnetkernen 174 auf, wobei der Stator 170 in Fig. 2 nicht vollständig gezeigt ist, es sich jedoch versteht, dass der Stator 170 in dem Gehäuse 12 vollumfänglich um die Drehachse 50 vorhanden ist.The electromotive part 22 has according to Fig. 2 a stator 170 with windings 172 and magnetic cores 174, wherein the stator 170 in Fig. 2 is not fully shown, however, it will be understood that the stator 170 is fully contained in the housing 12 about the axis of rotation 50.

Der elektromotorische Teil 22 weist weiterhin einen Rotor 176 auf (siehe auch Figuren 3 und 11), der in dem Gehäuse 12 um die Drehachse 50 gemeinsam mit dem Kolbenkäfig 70 und den Kolben 26, 28, 30, 32 im Betrieb umläuft.The electromotive part 22 further comprises a rotor 176 (see also Figures 3 and 11 ) which rotates in the housing 12 about the axis of rotation 50 together with the piston cage 70 and the piston 26, 28, 30, 32 in operation.

Der Rotor 176 des elektromotorischen Teils 22 ist dabei drehfest mit dem Kolbenkäfig 70 verbunden, d.h. der Rotor 176 dreht mit dem Kolbenkäfig 70 um die Drehachse 50 gleichlaufend mit. Es kann eine Kupplung vorgesehen sein, die eine wahlweise Entkopplung oder Kopplung des Rotors 176 von bzw. mit dem Kolbenkäfig 70 ermöglicht.The rotor 176 of the electromotive part 22 is rotatably connected to the piston cage 70, i. the rotor 176 rotates with the piston cage 70 at the same time about the axis of rotation 50. It may be provided a coupling which allows an optional decoupling or coupling of the rotor 176 from or with the piston cage 70.

Claims

Aggregate, in particular internal combustion engine or compressor, comprising a housing (12), in which a first piston (26) having a first end face (38) and at least a second piston (28) having a second end face (40) are arranged, wherein the first piston (26) and the second piston (28) are alternatingly movable with limited stroke towards one another and away from one another, wherein between the first end face (38) and the second end face (40) a working chamber (46) for a working medium is arranged, which alternatingly reduces and enlarges due to the movements of the first and the at least one second piston (26, 28), wherein the first and the at least one second piston (26, 28) are arranged in a piston cage (70) accommodated in the housing (12), characterized in that at least one piston guiding sleeve (86) is arranged in the piston cage (70) which is separable from the piston cage (70), wherein the piston guiding sleeve (86) is mounted in the piston cage (70) fixed in position relative to the piston cage (70), wherein a respective end portion (92, 94) of the first and the at least one second piston (26, 28) adjacent the first end face (38) and the second end face (40), respectively, is guided on an inner wall (90) of the piston guiding sleeve (86) in gas-tight manner so that the inner wall (90) of the piston guiding sleeve (86) together with the first and second end faces (38, 40) defines the working chamber (46), wherein in each case only at least one seal (87, 89) arranged on the first piston (26) and the second piston (28) abuts on the inner wall (90) in sealing fashion.
Aggregate of claim 1, characterized in that the piston guiding sleeve (86) is mounted in the piston cage (70) via positive fit.
Aggregate of claim 1 or 2, characterized in that the piston cage (70) comprises single bearings (96, 96', 98, 98'), on which the piston guiding sleeve (86) is mounted, wherein the piston cage (70) has one or more openings (120, 124) so that the piston guiding sleeve (86) is exposed on the outside in the region of the openings (120, 124).
Aggregate of claim 3, characterized in that the piston cage (70) comprises two bearings (96, 96', 98, 98'), a first bearing (96, 96') of which is situated on a level of a first end (128) of the piston guiding sleeve (86), and a second bearing (98, 98') of which is situated on a level of a second end (130) of the piston guiding sleeve (86), while the at least one opening (120, 124) of the piston cage (70) extends over the working chamber (46).
Aggregate of claim 3 or 4, characterized in that the bearings (96, 96', 98, 98') are configured as narrow webs (100, 100', 102, 102') of the piston cage (70) which extend in circumferential direction of the piston guiding sleeve (86), on which webs elevations (105, 106) are arranged by sections on which the piston guiding sleeve (86) abuts, while the piston guiding sleeve (86) is spaced apart on an outer side from the webs (100, 100', 102, 102') between the elevations (105, 106).
Aggregate of claim 5, characterized in that the elevations (105, 106) extend over a part of the width of the webs (100, 100', 102, 102') only.
Aggregate of anyone of claims 1 to 6, characterized in that end portions (60, 62) facing away from the first end face (38) and the second end face (40), respectively, of the first and the second pistons (26, 28) protrude out of the piston guiding sleeve (86).
Aggregate of anyone of claims 1 to 7, characterized in that the piston guiding sleeve (86) is assembled in its longitudinal direction of two pieces (136, 138) separable from one another.
Aggregate of claim 8, characterized in that the two pieces (136, 138) are connected to one another at a connection location situated outside the working chamber (46).
Aggregate of anyone of claims 1 to 9, characterized in that a third piston (30) having a third end face (42) and a fourth piston (32) having a fourth end face (44) are arranged in the housing (12), wherein a second working chamber (48) is arranged between the third end face (42) and the fourth end face (44), and that a second piston guiding sleeve (88) is assigned to the third piston (30) and the fourth piston (32).
Aggregate of claim 9 or 10, characterized in that the first piston (26) is rigidly connected with the third piston (30), and that the second piston (28) is rigidly connected with the fourth piston (32).
Aggregate of anyone of claims 1 to 11, characterized in that the first piston (26) and the at least one second piston (28) are pivotably movable about a common pivot axis (34) and that the piston guiding sleeve (86) is curved in arc-shape with respect to the pivot axis (34).
Aggregate of anyone of claims 1 to 12, characterized in that the first piston (36) comprises a first running member (52) and the at least one second piston (28) comprises a second running member (54), wherein the first and the second running members (52, 54) are guided along a curve member (68) in order to generate the movements of the first piston (26) and the at least one second piston (28) for the alternating reduction and enlargement of the working chamber (46).
Aggregate of claim 13, characterized in that the first piston (26) and the at least one second piston (28) can revolve in the housing (12) in common with the piston cage (70) about a rotation axis (50) fixed to the housing, while the curve member (68) is fixed in position with respect to a rotational movement about the rotation axis (50).
Aggregate of claim 14, characterized in that the curve member (68) can rotate in the housing (12) about a rotation axis (50) fixed to the housing, while the first piston (26) and the at least one second piston (28) as well as the piston cage (70) are fixed in position with respect to a rotational movement about the rotation axis (50).
Aggregate of anyone of claims 1 to 15, characterized in that the piston cage (70) and the piston guiding sleeve (86) are made from different materials.