摆动活塞式机械

1.摆动活塞式机械，具有四个在一个在内面构成球形的壳体(12) 内设置的并绕一根基本上在壳体中心固定于壳体的旋转轴线(34)在 壳体(12)内一起旋转的活塞(24-30)，这些活塞在壳体(12)内旋 转时绕一根共同的摆动轴线(32)进行来回摆动运动，该摆动轴线(32) 基本上通过壳体中心(66)延伸，其中，每两个邻近的活塞(24-30) 进行相反方向的摆动运动，每一个活塞(24-30)具有一个工作面(86、 88)和一个与其远离的背面(96、98)，其中，相应的工作室构成在 两个邻近的活塞(24-30)的每两个相互面对的工作面(86、88)与壳 体(12)之间，同时在两个邻近的活塞(24-30)的每两个背面(90、 94)与壳体(12)之间分别构成一个反向于工作室(96、98)在容积 上增大的或缩小的辅助室(100、102)，所述辅助室(100、102)可 以注满流体，在辅助室(100、102)内的流体通过所属的活塞(24-30) 的摆动运动被压缩；其特征在于，所述辅助室(100、102)分别与其 中一个工作室(96、98)经由至少一个入口阀(126)相连通，该入口 阀使被压缩的流体可以从两个辅助室(100、102)流入到相应的工作 室(96、98)中。
2.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，活塞 (24-30)的共同摆动轴线(32)倾斜于或垂直于旋转轴线(34)延伸。
3.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，活塞 (24-30)可摆动地支承在一个构成摆动轴线(32)的轴颈(44)上， 该轴颈与一根构成旋转轴线(34)的轴(56)绕旋转轴线(34)旋转 固定地相连接。
4.按照权利要求3所述的摆动活塞式机械，其特征在于，轴(54) 由壳体(12)中引出。
5.按照权利要求3所述的摆动活塞式机械，其特征在于，轴(54) 大致延伸到壳体中心。
6.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，每两个关 于壳体中心(66)基本上径向对置的活塞(24-30)相互固定连接成一 个双活塞。
7.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，活塞 (24-30)在壳体(12)内旋转时沿至少一个在壳体(12)上构成的控 制凸轮导向，以便控制来回的摆动运动。
8.按照权利要求7所述的摆动活塞式机械，其特征在于，控制凸轮 构成为至少一个引进到壳体内的凹槽(80)，其中分别嵌入至少一个 为相应的活塞(24-30)配置的固定在活塞上的导向元件(68、70)。
9.按照权利要求8所述的摆动活塞式机械，其特征在于，导向元件 (68、70)具有至少一个导滚(72-78)或构成为滑动轴承。
10.按照权利要求9所述的摆动活塞式机械，其特征在于，导向元 件(68、70)具有两个导滚(72-78)，其中一个与凹槽(80)的一个 侧面(82)接触，而另一个则与凹槽(80)的相对置的侧面(84)接 触。
11.按照权利要求6所述的摆动活塞式机械，其特征在于，每一个 双活塞只具有一个导向元件(68、70)。
12.按照权利要求7所述的摆动活塞式机械，其特征在于，控制凸 轮构成为至少一个从壳体(12″)向内伸出的凸出部(164)，活塞 (24″-30″)沿其进行导向。
13.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，在壳体 (12)上设有至少一个入口阀(104、110)用以注满所述至少一个辅 助室(100、102)。
14.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，所述辅 助室(100、102)与相应的工作室(96、98)经由一个在壳体外面设 置的导管(122、124)相连通，其中，在壳体(12)上设置所述至少 一个入口阀(126)，通过该入口阀，流体从辅助室(100、102)进入 到相应的工作室(96、98)中。
15.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，所述辅 助室(100′、102′)与相应的工作室(96′、98′)穿过位于其中间的活 塞相连通，其中，在活塞(24′-30′)上设置入口阀(154-160)，通过 该入口阀，流体从辅助室(100′、102′)进入到工作室(96′、98′)中。
16.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，活塞 (24-30)设计成使由每两个邻近的活塞(24-30)形成的工作室(96、 98)构成球楔形的，其宽度在垂直于活塞(24-30)的摆动轴线(32) 的平面内是变化的。
17.按照权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，活塞 (24-30)设置成使每两个邻近的活塞(24-30)由于摆动运动交替地 相互接近和相互分开运动。
18.按权利要求1所述的摆动活塞式机械，其特征在于，所述流体 是空气。

技术领域
本发明涉及一种摆动活塞式机械，具有多个在一个壳体内设置的 并绕一根基本上在壳体中心固定于壳体上的旋转轴线在壳体内一起旋 转的活塞，这些活塞在壳体内旋转时绕一根相应的摆动轴线进行来回 摆动运动，其中，每两个邻近的活塞进行相反方向的摆动运动。
背景技术
由WO 98/13583已知一种这样的摆动活塞式机械。
摆动活塞式机械属于内燃机的一种，其中通过各个活塞在两终端 位置之间的来回摆动运动产生燃烧混合物的进气、压缩、点火、膨胀 和排气的各个工作冲程。
在这种情况下各摆动活塞的壳体内绕一共同的固定于壳体上的旋 转轴线旋转，此时活塞的旋转运动经由相应的中间元件转换为一输出 轴的旋转运动。在摆动活塞在壳体内旋转时摆动活塞进行来回摆动运 动。
在上述已知的摆动活塞式机械中，壳体在内面具有圆柱几何形状。 已知摆动活塞式机械的活塞构成为双臂杠杆。各两邻近的活塞处于相 互滚动嵌接。各活塞分别设置成可绕一平行于一中心的壳体轴线的活 塞轴线摆动，其中壳体轴线位于圆柱轴线上。各活塞轴线延伸到贴邻 壳体内壁，其中每一活塞具有自身的活塞轴线。为了控制各个活塞在 壳体内旋转时的摆动运动，设置一在壳体中心固定于壳体的凸轮元件， 沿其引导各个活塞。
由各两邻近的活塞形成的各个工作室构成在各活塞面向壳体内壁 的一面与壳体内壁之间。
虽然已知的摆动活塞式机械关于其运转特性和其转矩曲线已证明 是有利的。但可认为已知的摆动活塞式机械的缺点是，各活塞的质量 分布由于壳体几何形状和各个活塞在壳体内壁上的支承仍然是可优化 的。
由文件US6,241,493 B1已知一种装置用于通过一旋转泵、一压缩 机或一电机控制流体流动。一第一叶片在球形壳体内旋转，该第一叶 片使至少一个第二叶片在交替地打开的和关闭的位置来回摆动，而且 第二叶片远离第一叶片并且再次接近第一叶片地摆动运动。当第二叶 片接近关闭的位置时，流体通过壳体内的入口运动，而当第二叶片达 到开启位置时流体流入壳体内。一叶片进行纯旋转运动而没有摆动运 动，而另一叶片是可摆动的。因此该已知的装置涉及完全不同于上述 已知的摆动活塞式机械的工作原理。
此外由文件DE 297 24 399 U1已知一种装置，其具有至少两个在 一环形空间内旋转的旋转活塞，其沿其旋转方向在环形空间内向前和 向后限定一膨胀室，其中各旋转活塞经由一传动装置这样连接于一共 同的转矩传送轴，即使膨胀室的容积沿旋转方向交替地缩小和增大。 传动装置在转矩传递轴与两限定膨胀室的旋转活塞之至少一个之间具 有至少一个弯曲的和关于其循环的旋转相位不被补偿的万向接头。在 该已知的装置中各两邻近的活塞相互间接近或远离运动，因为各活塞 在壳体内旋转时具有不同的转速。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种摆动活塞式机械，其还进一步在总 效率方面进行改进，而不增加摆动活塞式机械的结构上的费用。
按照本发明该目的关于开头所述的摆动活塞式机械这样来达到， 即提出一种摆动活塞式机械，具有四个在一个在内面构成球形的壳体 内设置的并绕一根基本上在壳体中心固定于壳体的旋转轴线在壳体内 一起旋转的活塞，这些活塞在壳体内旋转时绕一根共同的摆动轴线进 行来回摆动运动，该摆动轴线基本上通过壳体中心延伸，其中，每两 个邻近的活塞进行相反方向的摆动运动，每一个活塞具有一个工作面 和一个与其远离的背面，其中，相应的工作室构成在两个邻近的活塞 的每两个相互面对的工作面与壳体之间，同时在两个邻近的活塞的每 两个背面与壳体之间分别构成一个反向于工作室在容积上增大的或缩 小的辅助室，所述辅助室可以注满流体，在辅助室内的流体通过所属 的活塞的摆动运动被压缩；其特征在于，所述辅助室分别与其中一个 工作室经由至少一个入口阀相连通，该入口阀使被压缩的流体可以从 两个辅助室流入到相应的工作室中。
因此在本发明的摆动活塞式机械中，各个在壳体内的活塞可绕一 共同的摆动轴线摆动，该摆动轴线基本上位于球形壳体的一个直径上， 因此各活塞不同于开头所述已知的摆动活塞式机械而具有一在壳体中 心的支承。虽然在开头所述已知的摆动活塞式机械中各个活塞在壳体 内旋转时由于离心力被压向它们安装在壳体内壁上的摆动轴轴承，但 本发明的摆动活塞式机械的各活塞由于它们的在壳体中心的支承被向 壳体中心支承而克服作用在各活塞上的离心力，因此各活塞可以以基 本上较小的摩擦运转。此外，本发明的摆动活塞式机械的壳体不同于 开头所述已知的摆动活塞式机械而构成球形的，其优点是，活塞的全 部设置结合它们的在壳体中心的支承可以以特别均匀的质量分布构 成。此外本发明的摆动活塞式机械的球形的构造的优点是，在摆动活 塞式机械的显著更紧凑的总尺寸的同时提供尽可能大的工作容积。因 此在摆动活塞式机械的尽可能小的总尺寸的同时可以构成具有大容积 的各个工作室。球形的构造还有另一优点是，关于共同的摆动轴线相 对于旋转轴线的位置可在相当大程度上自由选择。
在一优选的构造中各活塞的共同摆动轴线倾斜于或垂直于旋转轴 线延伸。
这种措施的优点是，可以在结构上简单而运动学有利地实现活塞 的来回摆动运动与活塞的旋转运动之间的互相配合。虽然倾斜或垂直 的设置是优选的，但也可设想，各活塞的共同摆动轴线和共同的旋转 轴线平行延伸，例如可以重合。
但全部的构造共同的是，摆动轴线与旋转轴线之间的角度在摆动 活塞式机械的运转过程中是不变的。摆动轴线垂直于旋转轴线的设置 的优点在于，活塞的来回摆动运动不作为加速力矩或减速力矩作用到 绕旋转轴线的旋转运动上，因此达到摆动活塞式机械的很平稳的运转。
在另一优选的构造中，各活塞可摆动地支承在一构成摆动轴线的 轴颈上，后者与一构成旋转轴线的轴关于旋转轴线旋转固定地相连接。
在这方面，结构上特别简单的构造是有利的。只要活塞的摆动轴 线基本上垂直地相交于旋转轴线，如以前在一优选的构造所提到的， 则构成摆动轴线的轴颈相应地垂直于构成旋转轴线的轴设置并且与其 关于旋转轴线旋转固定地相连接。
在另一优选的构造中轴由壳体中引出。
其中有利的是，构成共同的旋转轴线的轴可以同时用作为驱动轴 或输出轴。因此活塞在壳体内的旋转运动可以无中间元件直接转换为 轴的旋转运动，然后可以将该旋转运动在壳体外面作为驱动能量分流。
在另一优选的构造中轴大致延伸到壳体中心。
该构造的优点是，对于轴在壳体上只需一个轴承，因此还可进一 步降低本发明的摆动活塞式机械的结构上的费用。
在另一优选的构造中，各两个关于壳体中心基本上径向对置的活 塞相互固定连接成一双活塞。
因此在该构造中一双活塞的两活塞从摆动轴线开始基本沿相反方 向径向于相应对置的壳体内壁。这种措施的优点在于，对于两个活塞 只需要半数的轴承环，因此一方面减小用于活塞关于摆动轴线的支承 的占地面积并且另外需要用于活塞支承的少量部件。
在一特别优选的构造中，总共四个活塞设置于壳体内，于是结合 上述优选的构造在壳体内设置两个双活塞。该两个双活塞在共同的摆 动轴线上大致成X形交叉。
在另一优选的构造中，各活塞在壳体内旋转时沿至少一个在壳体 上构成的控制凸轮导向以便控制来回的摆动运动。
控制凸轮的设置的优点是，可以确定的方式精确地控制各个活塞 的摆动运动。至少一个控制凸轮在壳体上的设置不同于开头所述已知 的摆动活塞式机械，那里在壳体内的中心设置一在壳体上固定的凸轮 元件。在本发明的摆动活塞式机械中，相反，各活塞关于共同的摆动 轴线支承在壳体中心，而控制凸轮构成在壳体上，因此可以以大的冲 程实现活塞的摆动运动。
在这里优选的是，将控制凸轮构成为至少一个在壳体内制出的凹 槽，其中分别嵌入至少一个为相应的活塞配置的固定在活塞上的导向 元件。
在壳体壁内一个凹槽的设置的优点是，相应的嵌入凹槽内的固定 在活塞上的导向元件在两面导向，亦即在凹槽的两对置的侧壁上导向。
在另一优选的构造中，导向元件具有至少一个导滚，或将导向元 件构成为滑动轴承。
当导向元件具有至少一个导滚时，其优点在于，以很小的摩擦实 现各个活塞在凹槽内的导向，因此降低了活塞在壳体内旋转时的能耗。
特别优选的是，导向元件具有两个导滚，其中一个与凹槽的一侧 面接触而另一个与凹槽的另一侧面接触。
这种措施的优点是，两单独的导滚在凹槽内转动时不必按照它们 是否与一侧面还是与另一侧面接触而改变它们的转向。在该构造中一 个导滚始终与凹槽的一个侧面接触，由此从导滚在凹槽内的一整转看 该导滚具有相同的转向，同时另一导滚始终与另一侧面接触，并且因 此其在凹槽内转动的过程中也不改变其转向。
结合一上述的构造，按其各两个活塞组成为一个双活塞，在另一 优选的构造中设定，每一双活塞只具有一个导向元件。
这也是各两个活塞组成为一个双活塞的优点，因为每一双活塞只 有一个导向元件并因此甚至总共只需要一个用于两个双活塞的控制凸 轮，因此还进一步降低了结构上的费用。
代替控制凸轮作为在壳体内制出的凹槽的构造，控制凸轮也可以 优选构成为至少一个从壳体向内伸出的凸出部，活塞沿其导向。
这种措施的优点在于，各活塞可以直接以一活塞自身的表面在向 内伸出的凸出部上导向而不要设置一导滚，因此达到摆动活塞式机械 的结构上特别简单的构造。
在另一优选的构造中，每一活塞具有一径向延伸的工作面和一与 其远离的背面，其中一相应的工作室构成在各两个相互面对的工作面 与壳体之间，同时在各两个背面邻近的活塞与壳体之间分别构成一在 容积上反向于工作室增大的或缩小的辅助室。
这种措施的优点在于，在各两背面邻近的两活塞之间构成的辅助 室，其在各个活塞的来回的摆动运动时关于其容积处于反向于工作室 容积的变化状态，其中后者实现进气、压缩、膨胀和排气的工作冲程， 可以用于不同的目的，亦即一方面用于活塞的冷却，或用作为增压室， 如设置在其他的优选的和以下还要描述的构造中那样。
在另一优选的构造中，将各活塞设计成使由各两个邻近的活塞形 成的工作室构成球楔形的，并且工作室的宽度在垂直于活塞的摆动轴 线的平面内是可变的。
该活塞的构造与开头所述已知的摆动活塞式机械相比导致增大的 工作容积，这在本发明的摆动活塞式机械作为内燃机的应用中可以导 致提高的功率输出。
在另一优选的构造中，以上所述的至少一个辅助室可以注满流体， 优选空气。
在本发明的摆动活塞式机械用作为内燃机的情况中，通过这种措 施可以以有利的方式将新鲜空气导入辅助室内以便冷却活塞背面、壳 体内壁和中心的活塞轴承。因此与其他的已知型式的内燃机相比有利 地提高了总效率。在最简单的情况中，各辅助室也可简单地用作为油 空间或油-空气空间用以冷却和润滑。
在上述措施的另一结构上简单的构造中，在壳体上设有至少一个 入口阀用以注满至少一个辅助室。
根据这一事实，即至少一个辅助室由于来回的摆动运动也在容积 上增大和缩小，该入口阀可以构成为简单的止回阀或碟形阀，因为通 过连续的交替的容积变化交替地产生负压和超压，借其自动控制入口 阀。按这种方式可以节省耗费很大的阀控制，例如一凸轮轴或甚至耗 费很大的阀例如电磁阀。
在另一优选的构造中，辅助室内的流体通过所属的活塞的摆动运 动压缩之。
这种措施的优点是，按结构上特别简单的方式至少一个辅助室不 仅用于冷却活塞、壳体和活塞轴承，而且同时用作为增压室，其在本 发明的摆动活塞式机械用作为内燃机的情况中用来预压缩燃烧空气， 该燃烧空气以前已吸入至少一个辅助室。在该意义上上述的流体优选 为新鲜空气。
在这方面特别优选的是，至少一个辅助室与至少一个工作室经由 至少一个入口阀相连通，这使流过的被压缩的流体可以从至少一个辅 助室进入工作室。
利用这种的构造现在提供很大的优点，即本发明的摆动活塞式机 械可以用作为自增压的内燃机。换言之，在本发明的摆动活塞式机械 中将一种这样的自增压效应结合于机械中。这种自增压效应通过反向 于工作室增大或缩小的辅助室是可能的。在至少一个辅助室内预压缩 的流体，例如预压缩的燃烧空气，然后可以以压缩的形式进入至少一 个工作室，例如当其正好处于吸气冲程或在吸气冲程终端时。换言之， 燃烧空气可以已经以预压进入至少一个工作室，从而按这种方式可达 到压缩压力可足够为本发明的摆动活塞式机械作为柴油机的运转之 用。在该优选的构造中实现了自增压效应而不要增设一增压空气压缩 机，因此本发明的摆动活塞式机械可以以最少的结构上的费用达到自 增压。
在另一优选的构造中，至少一个辅助室与至少一个工作室经由一 在壳体外面设置的导管相连通，其中在壳体上设置至少一个入口阀， 通过它流体从辅助室进入工作室。
在一代替它的优选的构造中，至少一个辅助室与至少一个工作室 穿过位于中间的活塞相连通，其中在活塞上设置入口阀，通过它流体 从辅助室进入工作室。
虽然第一构造的优点是，活塞在结构上可较简单地制造，因为不 须要将阀结合于活塞内，而只须在壳体上设置一附加的入口阀，但第 二构造的优点是，作为入口阀可以再次采用简单的止回阀或蝶形阀， 并且该阀的功能与壳体的环境压力无关。相反在第一构造中受控的阀 采用一电磁阀的形式或在简单的情况下采用由一凸轮轴控制的阀。
在本发明的摆动活塞式机械中，为了得到大容积的工作室各活塞 优选设置成使各两个邻近的活塞由于摆动运动交替地相互接近和相互 分开运动。
由以下描述和附图得出其他的优点和特征。
当然，以下所述的和以下还要说明的特征不仅可应用于相应说明 的组合，而且可应用于其他的组合或单独应用而并不背离本发明的范 围。
附图说明
本发明的诸实施例示于附图中并且以下关于它们给予更详细的描 述。其中：
图1  本发明的摆动活塞式机械按照第一实施例的局部剖开的透视 总图并且处于活塞的第一工作位置；
图2  图1中去掉壳体的摆动活塞式机械的透视图；
图3  图1中的摆动活塞式机械的图2中所示的各部件的分解的 透视图；
图4  图3中的摆动活塞式机械的各部件的另一分解的透视图， 其中省略一些部件；
图5a)和5b)  图1中的摆动活塞式机械的一个双活塞的透视图， 其中图5b)中的图相对于图5a)中的图旋转90°；
图6a)和6b)  图1中的摆动活塞式机械的壳体单独的半剖开透 视图，其中图6a)示出壳体的外面而图6b)示出壳体的内面；
图7  图1中的摆动活塞式机械沿一平行于活塞的旋转轴线和垂 直于活塞的摆动轴线的平面截取的剖面图；
图8  图1中的摆动活塞式机械沿一平行于活塞的摆动轴线和垂 直于活塞的旋转轴线的平面截取的剖面图；
图9a)至9d)图1中的摆动活塞式机械的功能原理在一沿活塞的 旋转轴线和横向于摆动轴线截取的剖面内的示意图；
图10a)至10d)图1中的摆动活塞式机械的功能原理在一沿平 行于活塞的摆动轴线和横向于旋转轴线的剖面内的示意图，其中图 10a)至10d)中所示的各个工作位置相应于图9a)至9d)中所示的 各个工作位置；
图11控制凸轮的特性曲线的示意图，借其控制活塞的摆动运动；
图12至14图1中的摆动活塞式机械处于相应于图9和10的不 同的活塞工作位置的透视图；
图15摆动活塞式机械按照一相对于图1中的摆动活塞式机械稍 微修改的实施例的相应于图7的剖面图；
图16图15中的摆动活塞式机械处于相对于图15改变的活塞工 作位置；
图17图15和16中的摆动活塞式机械处于相对于图15和16进 一步改变的活塞工作位置；
图18摆动活塞式机械相对于图1中的摆动活塞式机械稍微修改 的实施例的另一实施例的相应于图7的视图；以及
图19摆动活塞式机械的又一实施例相应于图8的剖面图。
具体实施方式
以下参照图1至8更详细地描述设有总体标记10的摆动活塞式机 械的构造。摆动活塞式机械10用作为内燃机，但也可以用于其他的用 途例如用作为压缩机。
摆动活塞式机械10具有一设有总体标记12的壳体，其由第一半 壳体14和第二半壳体16构成。
两半壳体14和16经由相应的环形凸缘18或20相互固定连接。
壳体12的内壁22构成球形的。在摆动活塞式机械10的壳体12 的外面也具有球形对称性。
图1中局部剖开地示出壳体12，从而可看到图1中摆动活塞式机 械10在壳体12内部的其他的细节。
在壳体12内设有多个并且在该实施例中四个活塞24、26、28和 30，其中活塞30在图1中是被掩盖的，而例如在图4的分解的透视图 中或图7中是可看到的。
各两个活塞相互固定连接成一个双活塞，而且活塞26和30相互 固定连接成一个双活塞，同样活塞24和28构成一单件的刚性的双活 塞。
活塞24至30可绕一共同的摆动轴线32摆动，并且同时活塞24 至30绕一共同的旋转轴线34在壳体12内旋转，同时来回的摆动运动 叠加在旋转运动上，如以后还要更详细描述的。
为了可摆动的支承，由活塞24和28构成的双活塞具有一与两活 塞24和28固定连接的在活塞24和28的一端的轴承环36和一在活塞 24和28的另一端的第二轴承环38。由活塞26和30构成的双活塞相 同于由活塞24和28构成的双活塞，并且相应地具有第一轴承环40和 第二轴承环42。
由活塞24和28构成的第一双活塞和由活塞26和30构成的第二 双活塞经由轴承环36和38或40和42可摆动地支承在轴颈44上，该 轴颈构成摆动轴线32。由活塞24和28构成的第一双活塞和由活塞26 和30构成的第二双活塞相对扭转180°安装在轴颈44上，其中由活 塞24和28构成的第一双活塞和由活塞26和30构成的第二双活塞在 轴颈44或摆动轴线32上成十字形延伸。如以下还要更详细说明的， 各个活塞24至30之间的摆动运动总是成对反向的。
由活塞24至30和轴颈44构成的装置在轴颈44的各端由封盖46 和48紧密地密封。封盖46和48为此分别具有向内伸出的环形凸缘 50，其紧密地嵌入在第二轴承环38和42上的相应的凹槽52内。封盖 46和48在轴颈44的两端在外面构成由活塞24和30构成的装置的半 球形终端，其匹配于壳体12的内壁22的曲率半径。
轴颈44连接于轴54，即通过将轴颈44不可拆式压入轴54的一 端的环56的孔内，以使轴颈44在两端同样程度地从环56中向其两侧 伸出。活塞24至30以轴承环36至42支承在从环56中在两侧伸出的 轴颈44的区域上。环56固定连接于轴54。轴颈44并从而摆动轴线 32垂直于旋转轴线34延伸，后者由轴54构成。相对于旋转轴线34， 轴颈44旋转固定地连接于轴54，但其中轴颈44相对于摆动轴线32 也不能旋转地固定于轴54的环56中。
按照图1轴54从壳体12中引出并且用作为摆动活塞式机械10的 输出轴。
在壳体12上相应地构成一管形的延伸部58通过该延伸部从壳体 12中引出轴54。按照图2和3轴54借助于转动轴承60和62与一中 间套筒64安装在延伸部58内。
如由图1至8，特别是由图7可看出的，轴54在壳体12内部通 到壳体中心为止。
轴颈44并从而摆动轴线32通过壳体中心，其在图7中以标记66 表示。因此活塞24至30可摆动地支承在一通过壳体中心的摆动轴线 32上。旋转轴线34同样通过壳体中心并在那里与摆动轴线32垂直相 交。
以上所述的第一双活塞由相对于摆动轴线32或壳体中心66基本 上径向对置的活塞24和28构成，而第二双活塞由相对于摆动轴线32 或壳体中心66基本上径向对置的活塞26和30构成。
由活塞24和28构成的第一双活塞还设有固定于活塞上的导向元 件68，同样由活塞26和30构成的双活塞设有导向元件70。导向元件 68和70用于在活塞24至30绕旋转轴线34旋转时控制活塞24至30 绕摆动轴线32的来回摆动运动。导向元件68和70构成轴杆式的。在 活塞24和28的导向元件68的端部设有两个导滚72和74。导滚72 比导滚74具有较大的外径。相应地，在导向元件70的端部设有导滚 76和78，其中导滚76比导滚78具有较大的外径。
导向元件68、70经由导滚72、74或76、78嵌入一在壳体12的 内壁22中制成为凹槽80的控制凸轮内用以控制活塞24至30的来回 摆动运动。其中构成为凹槽80的控制凸轮在壳体上关于旋转轴线34 同心于轴54的延长，亦即对置于轴54的环56设置。由凹槽80构成 的控制凸轮为一闭合的曲线而没有交点并且大致具有一在径向对置的 各侧面上收缩的圆的形状。
按照导滚72和导滚74的不同的外径和按照导滚76与导滚78之 间的不同，凹槽80具有沿径向方向成阶梯形的形状，亦即凹槽80的 侧面82和84具有一阶梯(参见图12至14)。其中将该装置构成使 较大直径的导滚72和76在凹槽80内转动时只贴紧一个侧面84，而 较小直径的导滚74和78贴紧另一侧面82，从而导滚72至78的相应 的转向在通过凹槽80的一整转内是相同的。
如特别由图1可看出的，导向元件68和70相互位错180°嵌入 凹槽80内，此时在活塞24至30在壳体12内绕旋转轴线34的一整转 内保持该180°的包围角。由图6a)和6b)中的视图可特别清楚地看 出凹槽80的形状，其示出壳体12沿一垂直于旋转轴线34和平行于摆 动轴线32的平面截取的剖面，其中图6a)示出壳体12的外面而图6b) 示出壳体12的内面。
图5a)和5b)中单独示出由活塞24和28构成的双活塞。活塞 24至3 之每一个具有一工作面和一对置的背面，如在图5a)和5b) 中的活塞24和28的实例中所示。
对于活塞24，其工作面以标记86表示。工作面86基本上是光滑 的和平面的并且以其最大的尺寸平行于摆动轴线32延伸。活塞28的 相应的同样构成的工作面设有标记88。
活塞24的对置于活塞24的工作面86的背面90设有多个向背面 90开口的空心空间92，但其在工作面86上是封闭的。以同样的方式 在活塞28上构成背面94，其对置于活塞28的工作面88。
同样构成的活塞26和30同样具有以上所述活塞24和28的构造。
在各邻近的活塞24至30的工作面之间构成一工作室。由于摆动 活塞式机械10的构造包括四个活塞24至30，因此设有两个工作室96 和98，其中工作室96构成在邻近的活塞24与26的工作面之间而工 作室98构成在邻近的活塞28与30的工作面之间。在活塞24至30在 壳体12内旋转时工作室96和98的容积由于来回摆动运动在一图7中 所示的几乎关闭的位置的小容积与一最大容积之间变化，该最大容积 例如在图17中对一与此有关的同样工作的摆动活塞式机械10′所示的。 由于来回摆动运动各两个邻近的活塞24至30交替地相互接近或相互 分开运动。
工作室96和98大致具有球楔形状，其在垂直于摆动轴线32的平 面内，亦即在图7的平面内的宽度是变化的。工作室96和98由活塞 24至30的工作面、壳体12的内壁22并且向壳体中心66由轴承环36 至42和轴54的环56限定。
此外，工作室96和98通过密封99向壳体12的内壁22和通过密 封101向轴54的环56的那边密封。省去活塞24至30对轴承环36至 42的密封，因为它们与活塞24至30成单件连接。
在各邻近的活塞24至30的各背面之间构成辅助室。按照摆动活 塞式机械10包括总共四个活塞24至30的构造设有两个辅助室，亦即 一个在活塞26与活塞28之间的辅助室100和一个在活塞30与活塞 24之间的辅助室102。沿关于摆动轴线32的圆周方向观察两工作室 96和98邻近于辅助室100或102。
由于在活塞24至30的背面上的空心空间92对于辅助室100和 102利用一尽可能大的容积。辅助室100和102的容积反向于工作室 96和98的容积增大或缩小。工作室96和98的容积在活塞24至30 在壳体12内绕旋转轴线34旋转时同向增大和缩小，并且辅助室100 和102也同向增大和缩小。
辅助室100和102可以注满流体，优选空气。
为此在壳体12设置一为辅助室100配置的入口阀104，其位于一 在壳体12上构成的阀壳体106内。入口阀104为一碟形阀，其偏压向 箭头108的方向。入口阀104由辅助室100与壳体12外面的空间之间 的不同的压力关系控制。相应地，为辅助室102配置另一入口阀110， 其同样在壳体12上安装于其中构成的阀壳体112内。入口阀110也是 一碟形阀，并且其操作方式相当于入口阀104的。
按照图6，入口阀104位于凹槽80内部的壳体区域内。
通过入口阀104或110引入辅助室100或102的流体，优选新鲜 空气首先用于冷却活塞24至30，特别是其轴承环38至42以及轴颈 44和壳体12的内壁22，此外冷却活塞24至30的导向元件68和70 上的导滚72至78。
在所示的实施例中辅助室100和102不仅具有冷却功能，而且还 用于引入辅助室100和102中的流体即新鲜的空气。
该压缩从图7中所示的活塞24至30的位置开始这样产生，即活 塞24和26按箭头114和116偏转而活塞28和30按箭头118和120 偏转，因此缩小辅助室100和102的容积。此时由于辅助室100和102 内连续提高的压力，入口阀104和110被压向其关闭位置(图7中的 箭头108方向)，从而流体不可能从辅助室100或102中通过入口阀 104或110泄漏。
辅助室100和102还与工作室96和98分别经由一在壳体外面设 置的导管122和124，并且经由一入口阀126相连通，入口阀126为 一受控的阀，例如电磁阀。
导管122以一端经由壳体12中的孔128与辅助室102连通，而导 管124经由壳体12中的孔130与辅助室100连通。导管122和124一 起进入入口阀126的区域内。
根据哪一工作室96或98正好面对入口阀126，在辅助室100和 102中被压缩的流体就可以引入相应的工作室96或98。按这种方式可 以将预压缩的燃烧空气，亦即以超压压入工作室96或98，因此产生 摆动活塞式机械10的自增压效应。
摆动活塞式机械10还具有一在壳体12上固定火花塞132、一贴 邻火花塞132的喷嘴134用以喷入燃料和一只在图8中可见的排出口 136用以排出在摆动活塞式机械10运转中燃烧过的燃料-空气混合物。
此外，按照图7和8，轴54中具有孔138和140并且轴颈44中 具有孔142至150，这些孔用作各可运动的部件的油润滑。
以下参照图9、10和11更详细地描述摆动活塞式机械的功能原理， 其中活塞24至30的各个运动流程也可以借助图1和12至14中的透 视图补充说明。图9中的视图是大大简化的。
在图9a)、10a)和图1中活塞24和26处于所谓上死点(OT)， 而活塞28和30处于下死点(UT)。在这种状态下，活塞24与26之 间构成的工作室96和活塞28与30之间构成的工作室98具有其最小 的容积。由活塞26和30构成的双活塞的导向元件70在凹槽80内位 于其一个顶点(参见图11中的位置a))，而由活塞24和28构成的 双活塞的导向元件68位于凹槽80的另一顶点(图11中的位置c))。
在这种状态下，工作室96内存在被压缩的燃料-空气混合物，而 室98是空的。
现在如果借助于火花塞132点燃工作室96中存在的燃料-空气混 合物，则在工作室96中自发产生的压力升高试图使活塞24和26绕摆 动轴线32相互分开偏转。由于活塞24和活塞26在凹槽80中的导向， 这同时实现活塞24和26以及与活塞24和26固定连接的活塞28和 30沿由凹槽80构成的控制凸轮的强制导向，借此使活塞24至30沿 箭头152的方向绕旋转轴线34运动，亦即活塞24至30绕旋转轴线 34从图10a)中所示的位置运动到图10b)中所示的位置，该位置也 示于图12中。同时随着该绕旋转轴线34的旋转运动活塞24和26以 相反方向的方式和同样活塞28和30以相反方向的方式绕摆动轴线32 相互分开偏转，如由图9 a)至图9b)的转变可看出的。由活塞24和 26形成的活塞对此时处于膨胀的工作冲程，同时由活塞28和30形成 的活塞对处于吸气的工作冲程。
同时随着工作室96和98的容积增大伴随辅助室100和102的容 积缩小。通过入口阀104和110已进入辅助室100和102的空气此时 在辅助室100和102内被压缩。
图9c)中示出具有最大容积的工作室96和98，其中活塞24和 26在该状态下已结束膨胀的工作冲程并且活塞28和30已结束吸气的 工作冲程。直到该工作位置活塞24至30按照图10c)已从起始位置 绕旋转轴线34转过90°(同样参见图13)。导向元件68和70此时 相互相反地位于凹槽80的窄边的各顶点(图11中的位置b)和d))。 当在该状态下工作室96和98占有其最大容积时，辅助室100和102 具有其最小容积，亦即在辅助室100和102内存在的空气此时受最大 的压缩。优选此时通过相应的控制打开入口阀126，借此将全部存在 于辅助室100和102被压缩的空气引入工作室98内。
从该按照图9c)的工作位置开始此时活塞24和26以及活塞28 和30绕摆动轴线32重新相互接近运动，因此活塞24和26从此时起 进行排气的工作冲程而活塞28和30进行以前已流入的预压缩的燃烧 空气的压缩的工作冲程。该工作冲程示于图9d)和图10d)中或图14 中，由其可看出，活塞24至30绕旋转轴线34转过另一45°。
在工作室96和98从图9c)中所示的状态转变到图9d)中所示的 状态的过程中辅助室100和102相应地缩小、增大。此时辅助室100 和102的增大引起，在辅助室100和102内形成相对于环境的负压， 从而通过入口阀104和110，此时其自动打开，将新鲜空气吸入辅助 室100和102内。
从图9d)和10d)中所示的位置开始接着继续相对于图9a)、10a) 和11绕旋转轴线34转过180°。但看不出活塞24至30的不同的位 置，不过此时活塞24和26位于下死点而活塞28和30位于上死点。 也就是说，接着从此时起将燃料经由喷嘴134喷入工作室98内的被压 缩的燃烧空气中，然后将其与压缩的空气立即点燃。反之，工作室96 在排出燃烧过的燃料-空气混合物以后从此时起是空的并准备好从辅 助室100和102中吸入新鲜的被压缩的燃烧空气。
活塞24至30此时已绕旋转轴线34在壳体12内转过180°。因 此，摆动活塞式机械10经过活塞24至30绕旋转轴线一360°的整转 而实现两个完全的工作循环，亦即吸气、压缩、膨胀和排气的工作冲 程经过一360°的整转发生两次。
图11中示出用于活塞24至30的导向元件68和70的控制凸轮的 特性。由该视图可得知，由半径R2和R1的差值给出摆动活塞的冲程， 其中半径R1是凹槽80的中心到凹槽80在短的轴线上的中心的间距而 半径R2是凹槽80的中心到凹槽80在长的轴线的中心的间距。
图15至17中示出相对摆动活塞式机械10稍微修改的摆动活塞式 机械10′的实施例，其不同于摆动活塞式机械10的只在于以前关于摆 动活塞式机械10所述的自增压效应的结构上的构造。
摆动活塞式机械10′的相同的或可比较的特征或元件用显著的线 条设有如摆动活塞式机械10中的相同的标记。
在图15至17中所示的实施例中，工作室96′和98′与辅助室100′ 和102′的连通不是经由在壳体外面的导管如在上述实施例中那样，而 是直接经由活塞24′至30′本身，其中分别设有一个入口阀154至160。 入口阀154至160构成为碟形阀。入口阀154至160按照在活塞24′ 至30′来回摆动运动时出现的在辅助室100′、102′与工作室96′、98′之 间的压力差自动地打开和关闭。入口阀154至160向辅助室100′和102′ 的方向偏压。
图15中示出在活塞24′与26′之间的工作室96′处于一个位置，在 该位置活塞24′和26′位于上死点。如果此时借助于火花塞132′点燃工 作室96′内存在的燃料-空气混合物，则在工作室96′内产生极高的压 力，从而入口阀154和156面对这样的压力保持关闭，直至工作室96′ 在排气冲程以后重新准备好吸气为止。
图15中示出全部四个入口阀154至160处于其关闭位置。图16 中活塞24′、26′或28′、30′已绕摆动轴线32′相互分开运动并同时绕旋 转轴线34′在壳体12′内另外转过约45 °。入口阀154和156仍位于其 关闭位置，因为工作室96′中的压力仍高于辅助室100′和102′内的压 力。反之，入口阀158和160处于其开启位置，因为图15中空心并从 而无压力的工作室98′具有小于辅助室100′和102′的内压。
由图17中可看出，入口阀154和156保持关闭直至工作室96′， 其中以前点燃的燃料-空气混合物继续膨胀，达到其按图17的最大容 积为止。
关于各活塞24′至30′的摆动运动，图15至17也是在按照图1至 8的实施例中的活塞24至30的一个说明的视图，它们以同样的方式 在按图15和17的各终端位置之间运动，并同样说明图15至17的顺 序外加借助于导向元件68和70或68′和70′对活塞运动的控制。
图18中示出设有总体标记10″的摆动活塞式机械的另一实施例， 其不同于两上述的实施例的在于，活塞24″至30″的摆动运动的控制型 式。
在该实施例中用于活塞24″至30″的摆动运动的控制而设置的控 制凸轮构成为两个从壳体12″向内伸出的凸出部164和166。不同于只 一个凹槽80，凸出部164和166具有基本上椭圆形状。其他不同于上 述各实施例的是活塞24″至30″分别构成有支承面168，借其活塞24″ 至30″在凸出部164和166上滑动导向以控制活塞24″至30″的摆动运 动。其中因此活塞24″至30″不同于上述各实施例只单面导向，从而在 某些情况下可能需要在各个活塞对24″和26″或28″和30″的死点位置 压入增压空气，以便开始活塞24″和26″的打开的摆动运动。
此外在图18中轴54″在两侧支承在壳体12″上，亦即不像在上述 各实施例中那样延到壳体中心66″为止。因此轴54″还支承在一第二轴 承170上。
最后图19中还示出摆动活塞式机械10的一个实施例，其区别在 于活塞的几何形状，其中在图19中示出活塞26和28。不同于上述 各实施例，活塞26和28不具有直的而是弧形的活塞底面172或 174，并且轴承环36至42和构成旋转轴线34的轴上的环56相应 地倾斜。
此外，图19中示出摆动活塞式机械10的一个方案，其中没有提 供自增压效应，而具有一简单的入口通道176。在该实施方案中同样 存在的辅助室可以用作为注油的油空间或用作为注气的空气空间以便 冷却活塞24至30。
当然，以上所述的不同的实施例也可以按专家的意愿相互任意组 合。