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Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine, mit in einem Gehäuse angeordneten, diametral gegenüberliegenden, koaxial angeordneten Zylindern, in welchen Kolben verschiebbar sind, die auf der zylindrischen Aussenfläche eines Exzenters, vorzugsweise mittels eines Wälzlagers, gelagert sind, wobei der Exzenter auf dem Kurbelzapfen einer in gegenüberliegenden Gehäuseteilen gelagerten Kurbelwelle drehbar angeordnet ist.
Kolbenmaschinen dieser Art sind bekannt. Sie sind meist aus Kreiskolbenmaschinen entwickelt worden, die sich wegen ihrer ungenügenden Dichtungsmöglichkeit kaum durchsetzen konnten.
Vor allem wurden Exzentermaschinen vorgeschlagen, deren Kolbenform noch einer Kreiskolbenmaschine ähnlich ist, wobei der ringförmige Scheibenkolben meist über ein Wälzlager auf dem Exzenter gelagert ist. Auch wenn dieser ringförmige Scheibenkolben durch Formänderung ein im Längsschnitt arenaähnliches Aussehen bekam, wobei zwei parallelliegende Kolbenflächen für die im Schnitt rechteckigen Gehäusezylinder entstanden, kann an der Tatsache nicht vorbeigegangen werden, dass alle viereckigen Kolben-Zylinderformen den im Querschnitt kreisrunden Formen bezüglich Herstellung und Dichtungsmöglichkeit wesentlich unterlegen sind. Ausserdem liegen diese massiven scheibenförmigen Kolben im Zentrum der Maschine, wobei es auch zu Schwierigkeiten bezüglich der Kühlung und Schmierung der Maschine kommen kann.
Weiters gibt es Maschinen mit kreisend geführter und gleichzeitig rotierender Kurbelwelle, rotierenden Gehäuseteilen, verschiebbaren Zylinderblocks, Exzenterauslegern, die auf den Kolbenbolzen gleiten, u. ähnl. Ausführungen.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Maschinen zu vermeiden und eine Hubkolbenmaschine zu schaffen, die nicht nur eine einfache und einwandfreie Kolben-Zylinderdichtung zulässt, sondern auch eine gute Wasser- und Luftkühlung ermöglicht.
Die Erfindung geht hiebei aus von einer Hubkolbenmaschine der eingangs beschriebenen Art und besteht darin, dass im Gehäuse in seiner Ebene senkrecht zur Achse der Kurbelwelle ein feststehender Zahnkranz mit einer Innenverzahnung angeordnet ist, der mit einem zentrisch zum Kurbelzapfen gelagerten, mit dem Exzenter verbundenen Zahnrad mit einer Aussenverzahnung in Eingriff steht. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird eine Hubkolbenmaschine geschaffen, bei welcher eine exakte Führung des Exzenters bzw. der Kolben sichergestellt ist.
Dadurch, dass nämlich das zentrisch zum Kurbelzapfen gelagerte, mit dem Exzenter verbundene Zahnrad mit dem im Gehäuse angeordneten feststehenden Zahnkranz in Eingriff steht, wird der Exzenter zu einem oszillierend-rotierenden Bewegungsablauf gezwungen, die auf dem Exzenter gelagerten Kolben führen jedoch nur eine gerade geführte oszillierende Bewegung aus. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird auch ein Verkanten der Kolben ausgeschaltet und es sind keine Maschinenteile vorhanden, die den einfachen Bewegungsablauf beeinträchtigen würden. Schliesslich ermöglicht es die erfindungsgemässe Ausbildung, die Abmessungen der Maschine kleinzuhalten, wobei dennoch ein problemloser Zugang zu den einzelnen Maschinenteilen und die erforderliche Schmierung gewährleistet sind.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht. Fig. 1 stellt einen axialen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Hubkolbenmaschine in einer Totpunktstellung dar. Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1, wobei die in der angeführten Blickrichtung liegenden, nicht sichtbaren Teile strichliert dargestellt sind.
Die dargestellte Hubkolbenmaschine ist als Paarkolbenmaschine ausgeführt. In einem feststehenden Gehäuse-l-ist eine Kurbelwelle --2-- zentrisch in und senkrecht zu zwei parallelen gegenüberliegenden Gehäusewänden gelagert. Auf einem Kurbelzapfen --3-- der Welle --2-- ist ein Exzenter --4-- mittels eines Gleitlagers --5-- drehbar angeordnet. Auf der drehzylindrischen Aussenfläche des Exzenters --4-- ist nun ein Paarkolben --8-- mittels eines Wälzlagers --6-- gelagert, wobei dieser Paarkolben --8-- mit dem Wälzlageraussenring --7-- fest verbunden ist.
Hat der Paarkolben wie im vorliegenden Beispiel eine im Querschnitt kreisrunde Form, so gleitet er in den zwei einander gegenüberliegenden, aus dem Gehäuse-l-angeordneten Zylindern --9, 10-- hin- und her, wobei die beiden Arbeitsräume --11 und 12-- entstehen. Die Abdichtung des Paarkolbens --8-- gegenüber der Wand der Zylinder --9, 10-- erfolgt durch Dicht- leisten-15-.
Zur exakten Führung des Exzenters --4-- und damit zur Erzielung der geradegeführten
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oszillierenden Bewegung des Paarkolbens --8-- ist ein zentrisch zum Kurbelzapfenlager --5-angeordnetes Zahnrad --14-- stirnseits mit dem Exzenter fest verbunden. Dieses Zahnrad --14-greift in einen mit dem Gehäuse-l-verankerten, innenverzahnten Zahnkranz --13-- ein, der zentrisch zur Achse der Kurbelwelle --2-- angeordnet ist. Das Verhältnis der Zähne des Zahn- kranzes --13-- zum Zahnrad --14-- ist 2 : 1.
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The invention relates to a reciprocating piston engine, in particular an internal combustion engine, with diametrically opposite, coaxially arranged cylinders arranged in a housing, in which pistons are displaceable, which are mounted on the cylindrical outer surface of an eccentric, preferably by means of a roller bearing, the eccentric on the Crank pin of a crankshaft mounted in opposite housing parts is rotatably arranged.
Piston machines of this type are known. They have mostly been developed from rotary piston machines, which due to their inadequate sealing ability could hardly prevail.
Above all, eccentric machines have been proposed, the piston shape of which is still similar to a rotary piston machine, the annular disk piston usually being mounted on the eccentric via a roller bearing. Even if this ring-shaped disc piston had a shape similar to that of an arena in longitudinal section due to a change in shape, whereby two parallel piston surfaces were created for the housing cylinders, which were rectangular in section, the fact cannot be ignored that all square piston-cylinder shapes are essentially the same as the circular cross-sectional shapes in terms of manufacture and sealing options are inferior. In addition, these massive disk-shaped pistons are located in the center of the machine, which can also lead to difficulties in cooling and lubricating the machine.
Furthermore, there are machines with a rotating and simultaneously rotating crankshaft, rotating housing parts, displaceable cylinder blocks, eccentric arms that slide on the piston pin, and the like. similar Executions.
The object of the invention is to avoid the disadvantages of the known machines and to create a reciprocating piston machine which not only permits a simple and faultless piston-cylinder seal, but also enables good water and air cooling.
The invention is based on a reciprocating piston machine of the type described in the introduction and consists in that in the housing, in its plane perpendicular to the axis of the crankshaft, a fixed ring gear with an internal toothing is arranged, which has a gear wheel that is mounted centrally to the crank pin and is connected to the eccentric an external toothing is engaged. The design according to the invention creates a reciprocating piston machine in which an exact guidance of the eccentric or the pistons is ensured.
Because the gear wheel, which is mounted centrally to the crank pin and is connected to the eccentric, is in engagement with the fixed ring gear arranged in the housing, the eccentric is forced to perform an oscillating-rotating movement sequence, but the pistons mounted on the eccentric only lead a straight guided oscillating one Movement out. The inventive design also prevents the pistons from tilting and there are no machine parts that would impair the simple sequence of movements. Finally, the design according to the invention makes it possible to keep the dimensions of the machine small, yet easy access to the individual machine parts and the necessary lubrication are ensured.
The invention is schematically illustrated in the drawings using an exemplary embodiment. Fig. 1 shows an axial longitudinal section through the reciprocating piston machine according to the invention in a dead center position. Fig. 2 shows a section along the line I-I of Fig. 1, the parts lying in the direction of view, not visible are shown in dashed lines.
The reciprocating piston machine shown is designed as a paired piston machine. In a fixed housing-l-a crankshaft --2-- is mounted centrally in and perpendicular to two parallel opposite housing walls. An eccentric --4-- is rotatably arranged on a crank pin --3-- of the shaft --2-- by means of a plain bearing --5--. A pair of pistons --8-- is now supported on the rotating cylindrical outer surface of the eccentric --4-- by means of a roller bearing --6--, this paired piston --8-- being firmly connected to the roller bearing outer ring --7--.
If the pair of pistons has a circular cross-section as in the present example, it slides back and forth in the two opposing cylinders --9, 10-- arranged out of the housing-l-arranged, whereby the two working spaces --11 and 12-- arise. The pair of pistons --8-- are sealed against the wall of the cylinders --9, 10-- by sealing strips-15-.
For exact guidance of the eccentric --4-- and thus for achieving the straight-guided one
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oscillating movement of the pair piston --8-- a gear wheel --14-- which is arranged centrally to the crank pin bearing --5-- is firmly connected to the eccentric at the end. This gearwheel --14-engages in an internally toothed ring gear --13-- anchored to the housing-l, which is arranged centrally to the axis of the crankshaft --2--. The ratio of the teeth of the ring gear --13-- to the gearwheel --14-- is 2: 1.