(57)【要約】  本発明のエンジンは、正１２角形のエンジンハウジング（１３）を備えている。該エンジンハウジング（１３）の中で、同一形状であるピストン（２２）が主シャフト（４８）の軸の周りを環状に振動運動する。ピストン（２２）は、３つの同時に回転するクランクシャフト（２３）により、上記回転中心の周りを並行して動かされている。この振動運動によりピストン（２２）は６つの燃焼室（１−６）の中に連続的にオットーエンジンまたはディーゼルエンジンの４つのサイクルを生み出す。上記３つのクランクシャフト（２３）は固定されている歯車（４６）を介して、主シャフト（４８）に固定されており、その主シャフト（４８）を駆動する太陽歯車（４７）に持続的に噛み合っている。
2015518106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形のピストン（２２）と、エンジンの内部の軸断面において多角形のピストン（２２）と同一形状である正多角形のハウジング（１３）とを備えた振動式ピストンエンジンであって、該振動式ピストンエンジンは、
‐主シャフト（４８）を備え、該主シャフト（４８）には、それぞれ１つのクランクシャフト（２３）が付けられている３つの遊星歯車（４６）を動かす太陽歯車（４７）が固定されており、それぞれのクランクシャフト（２３）は、並行してピストン（２２）を動かすことにより、主シャフト（４８）の周りを環状に振動運動させ、該主シャフト（４８）は、本発明のエンジンの出力シャフトであって、
‐ハウジング（１３）の多角形の内部が機能上６つの燃焼室（１−６）に区分けされており、
‐各燃焼室（１−６）にそれぞれ１つの吸気口（２５−３０）および１つの排気口（３１−３６）が設けられており、
‐部分翼部（１５−２０）を含む、互いに交差する３つのダブル翼が設けられており、該部分翼部（１５−２０）は、ピストン（２２）の適合する放射状の溝（２２ａ）の中でそれぞれ長手方向にスライドするように可動となっており、ハウジング（１３）の多角形内部を接線方向に密封枠縁部（２１）にて密閉し、１つのダブル翼（１５−２０）の２つの部分翼部がそれぞれ基本的に放射状に延びる棒（１５ａ、１７ａ、１９ａ）によって結合されており、
‐ピストン（２２）が、各燃焼室（１−６）において接線方向に回る溝（１４ａ）の中に、各燃焼室（１−６）を放射方向の内側で密閉する密封枠縁部（２１）を備えていることを特徴とする、振動式ピストンエンジン。
【請求項２】
‐皿状バランスマス（４５）が設けられており、該皿状バランスマス（４５）は、エンジンの駆動部を囲んでおり、３つの偏心ディスク（４４）により可動となっており、当該３つの偏心ディスク（４４）は、ピストン（２２）のいずれの位置においてもピストン（２２）の偏心度を静的および動的に相殺することができるように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の振動式ピストンエンジン。
【請求項３】
‐すべての可動部分とそれらのすべり面とが常に注油されて接触しながら動き、使用されていない潤滑油が複数のチャネル（５２）に集まり、該チャネル（５２）からピストン（２２）により再度分配されるように、エンジンにオイルミストで湿らせた圧縮空気を供給する圧縮空気提供装置が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の振動式ピストンエンジン。
【請求項４】
‐ハウジング（１３）が機能上６つの燃焼室（１−６）に区分けされ、それぞれの燃焼室（１−６）には、連続的に、以下の工程が当てはまることを特徴とする、請求項１に記載の振動式ピストンエンジン：
燃焼室（１）：吸気口（２５）および排気口（３１）が開かれており、加圧された新鮮な空気が吸気口（２５）を通って燃焼室（１）に流れ込み、燃焼室（１）の中の燃焼した混合物を押し出し、後燃えを可能にし；次に燃焼室（１）には新鮮な空気が新たに装入され、
燃焼室（２）：排気口（３２）および少し後に吸気口（２６）が閉じられており；この間に、新鮮な空気が加圧されて燃焼室（２）の容積に流入し；容量は減少し；圧縮が始まり、
燃焼室（３）：開口部（２７）および（３３）がいずれも引き続いて閉じられており；容量がさらに減少し、
燃焼室（４）：燃焼室（４）の内容物が最大限に圧縮されており；燃料が注入され、；その後点火が開始され、
燃焼室（５、６）：燃焼ガスの膨張が進み；排気圧力を低下させるために排気口（３６）を開き、そのすぐ後に圧縮空気のために吸気口（３０）を開き；後燃えが開始される。
【請求項５】
‐燃焼室（１−６）の排気口（３１−３６）は、再着火を防ぐために、排気口（３１−３３）が一方の排気管に、排気口（３４ー３６）が他方の排気管に繋げられるように、２つの排気管に繋げられていることを特徴とする、請求項１に記載の振動式ピストンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多角形のピストンを備えた振動式ピストンエンジンに関する。形態的には振動式ピストンエンジンは、よく知られているヴァンケルのロータリーピストンエンジンに似ているが、燃焼室のみが機能的に動く点で相違する。本発明は同じ発明者による、ＣＨ  ５５５  ４７０として公開された発明の発展形態であるため、最も近い従来技術はこの先行する特許文献である。狭い意味で本発明は、請求項１の上位概念による振動式ピストンエンジンに係る。
【０００２】
本発明の対象は、添付図面により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】燃焼室から見たエンジンハウジングの部分分解断面図である。
【図２】反対側から見た、上記と同じ断面図である。
【図３】エンジンを軸に沿って切断した断面を示す図である。
【０００４】
図１は、本発明に係るエンジンのハウジングを軸に沿って切断した断面図であり、図中当該エンジンの６つの燃焼室１−６が示されている。各燃焼室１−６は、符号１３で示されるエンジンハウジングの１つの区画７−１２と、内側では従来方式のオットーエンジンまたはディーゼルエンジンのピストンリングに相当する密封枠縁部１４、１４ａと、燃焼室と燃焼室との間ではダブル翼１５−２０の１つの部分翼部またはそれらを密閉する密封枠縁部２１により囲まれている。密封枠縁部１４、１４ａ、２１、２１ａの端部は、機械的な摩耗が起こるため、例えば強化されている。図１に示されている、燃焼室１−６の可変の大きさをもたらし、且つ、定義する主な構成要素はピストン２２であり、該ピストン２２は、ピストン２２の環状振動を発生させる３つのクランクシャフト２３により並行して動かされ、これにより、燃焼室１−６の可変の大きさを生じさせる。
【０００５】
上記３つのクランクシャフト２３は、それぞれ１つの遊星歯車４６に固定されて結合されており、該遊星歯車４６は太陽歯車４７の周りを回る。この駆動機側において、大きな負荷を受けるクランク軸受は、ドライサンプ式圧送注油システムによって注油され、冷却される。余剰潤滑油は返送管４９を経由して再び潤滑油循環に入れられる。
【０００６】
図２においては、図１の反対側を見ることができる。ハウジング１３の壁部に滑動して持続的に接触し、それゆえ注油の必要がある、ピストン２２の領域２４はハッチングで示されている。ピストン２２の領域２４および放射状の溝２２ａにおいて、加圧されて計量注入される新しい潤滑油のための開口部５３が等間隔に設けられている。ピストン２２の振動（揺動）運動により該ピストン２２または部分翼部１５−２０は、上記運動のサイクルにあわせて、部分的に覆われている、すなわち破線で示されている、燃焼室１−６の吸気口２５−３０および排気口３１−３６を次々に開放する。
【０００７】
上記３つのダブル翼の部分翼部１５−２０は、任意に棒または枠縁部１５ａにより、それぞれ２つ一組になって、動かないように互いに結合されている。上記ダブル翼の運動が妨げられないで行われるように、該棒または枠縁部１５ａは、エンジンの軸に沿ってずらして配置されている。
【０００８】
オットーエンジンまたはディーゼルエンジンの４つのサイクルを以下に燃焼室１−６に基づいて説明する：
燃焼室１：吸気口２５および排気口３１は開かれている。加圧された新鮮な空気が吸気口２５を通って燃焼室１に流れ込み、燃焼室１の中の燃焼した混合物を押し出す；同時に燃焼室１には新鮮な空気が新たに充填される。
【０００９】
燃焼室２：吸気口２６および排気口３２は閉じられている；燃焼室２の容量は減少する。
【００１０】
燃焼室３：開口部２７および３３はいずれも引き続き閉じられている；燃焼室３の容量はさらに減少する。
【００１１】
燃焼室４：燃焼室４の内容物は最大限に圧縮されている。ここで、オットーエンジン／ディーゼルエンジンのエンジンタイプに応じて燃料が注入され、その後点火が開始される。その配置が構造上の措置の影響を受けうるため、点火プラグまたはグロープラグは図示されていない。
【００１２】
燃焼室５、６：動力工程：動力工程は、点火工程の直後に始まり、また、燃焼室１にまで及ぶ。ピストン２２には停止がなく、よって、死点がないため、動力工程は制限なく延長されうる；これにより、燃料のエネルギー利用は向上し、有害物質の排出は減少する。燃料ガスの膨張は進む。吸気口３０が新鮮な空気を供給するために開かれる；後燃えが開始される。
【００１３】
しかし、ここに燃焼室１−６に関して順に説明されていることは、燃焼室１−６の中で、時間的にずれて同時に起る。
【００１４】
燃焼室からそれに先行する燃焼室へ再着火が起こることを防ぐために、燃焼室１、３、５の排出導管と燃焼室２、４、６の排出導管とは、それぞれ別の排気管に繋がれている。
【００１５】
上述した燃料注入は、従来技術による注入ポンプにより行われる。エンジンの始動は、先ず、エンジンが自力により動き続けることができるトルクに達するまでは、燃料を注入せずに、圧縮空気タンクの圧縮空気により行われる。
【００１６】
図３はピストン２２の軸に沿って切断した断面を示し、該ピストン２２は機能上においてのみピストンであり、形状に関しては１２角形のディスクに形成されている。このピストン２２と称されるディスクは、各燃焼室１−６の４つのサイクルの間に上記３つのクランクシャフト２３により動かされて、一度、３６０°振動し、ピストン２２の内部で溝２２ａにはめ込まれている３つのダブル翼１５−２０を横方向へ連れて動かし、これにより、ダブル翼１５−２０は、ダブル翼１５−２０に垂直なエンジン内壁部の各面に向かって射影上のみにおいて、ピストンと共に振動運動する。上記３つのクランクシャフト２３がそれぞれ固定されている３つの遊星歯車４６は、主シャフト４８に固定されている太陽歯車４７に持続的に噛み合っている。該主シャフト４８は本発明のエンジンの出力機軸である。
【００１７】
ダブル翼１５−２０の外側端部は、ピストン２２が１回回転する間に、内部の部分壁部３７−４３の全長を通って動かされ、はめ込まれている密封枠縁部２１ａにより、部分翼部の長手方向にはめ込まれている密封枠縁部２１と共に燃焼室１−６を互いに密閉する。ピストン２２において放射状（周方向）に延びる密封枠縁部１４は、エンジンに対して横向きに延びる密封枠縁部１４ａと共に、燃焼室１−６をエンジン中心に対して密閉する。
【００１８】
注油（潤滑）は、オイルミストにより行われ、該オイルミストは、加圧下で流入する新鮮な空気により作られ、輸送される。燃焼室１−６の中が陽圧（過圧）となっているため、潤滑油はこれらの燃焼室には入らない。不可避な漏気気流のため、上記オイルミストは各燃焼室からエンジンの中心部へ押し込まれ、中心部から開口部５０を通って吸引され、再利用のために再循環オイル用容器に送られる。横から注油された潤滑油は、エンジンへ注油の後に、漏気オイルミストに混合され、貫流式注油のために続くコンプレッサに吸引され、再利用のために加圧空気容器内で分離される。
【００１９】
ここで、マスバランスが行われる方法を示す：エンジンの駆動部を、皿形の構造が囲んでいる。該皿形の構造は、遊星歯車４６および偏心ディスク４４によって動かされるバランスマス４５である。これにより、エンジンを静的なバランスだけでなく、動的なバランスをも取れたものとすることができる。バランスマス４５の放射状の配置は、偏心ディスク４４の位置により、常にピストン２２の配置の正反対に対置される。環状に動く各マス、すなわちピストン２２のマスとバランスマス４５の中心にない一部分のマスとがそれぞれ常に同じ大きさである上に、それらの主シャフト４８の中心までの距離が不変であるため、それぞれ不変の慣性モーメントが生じる。これにより動的なバランスが生じる；場合によって発生しうる、製造業者の特質による相違は、その点に限定する後処理により取り除かれ得る。バランスマス４５の皿は、その中心部を除いてエンジンの他の部分に接触しないため、上記後処理はより簡単となる。
【００２０】
基本的に本発明のエンジンはオイルミストで湿らせた新鮮な空気により注油される。そのために、新鮮な空気はコンプレッサ内で圧縮され、エンジンに送られる前に、オイルミストの形態で潤滑油が添加される。隔壁５１は、エンジン内の注油システムを分離する役目を有する。ピストン２２の領域２４は、ピストン２２および部分翼部１５−２０に連続的に接触するため、基本的に注油が必要である；ダブル翼１５−２０の側面および正面も同様である。チャネル５２は局部的に余剰のオイルを、ピストン２２の領域において再分配するために集める。余剰オイルは排出され、ろ過され、再循環オイル用の容器へ送られる。そこから、余剰オイルは再利用されうる。
【００２１】
本発明のエンジンのさらなる利点は：
‐すべてのすべり面が平らである：製造が簡単であること、
‐バルブがないこと、
‐ピストン面および翼部側面が、遊びがないように吸気口および排気口の上を滑るため、吸気口および排気口の制御が簡単且つ正確であること、
‐本発明のエンジンには、コールドゾーンおよびホットゾーンがない；発熱が全体的に均一に分散されること、
‐エンジンの動かされている部分の静的なバランスおよび動的なバランス、
‐死点による駆動装置過負荷がないため、排気口をより遅く開くことができること、
‐遊星歯車の大きさにより初期回転数を構造的に調節できること、
‐燃焼室が持続的に陽圧（過圧）であるため、ピストン交換の負担がないこと、および
‐エンジンが圧縮空気にて始動されることとである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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