DE1776054A1 - Piston engine - Google Patents

Piston engine

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DE1776054A1
DE1776054A1 DE19681776054 DE1776054A DE1776054A1 DE 1776054 A1 DE1776054 A1 DE 1776054A1 DE 19681776054 DE19681776054 DE 19681776054 DE 1776054 A DE1776054 A DE 1776054A DE 1776054 A1 DE1776054 A1 DE 1776054A1
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Dipl-Ing Ernst Hatz
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Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
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Description

Hotorenfabrlk Hat ζ G.m.b.H. 9.9.1968Hotorenfabrlk Hat ζ G.m.b.H. 9.9.1968

Ruhstorf b/Passau H 27Ruhstorf b / Passau H 27

KolbenmaschinePiston engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenmaschine mit mindestens zwei Zylindern und darin längsbewegli-• chen Kolben sowie einer gemeinsamen, zentralen Abtriebswelle . " The invention relates to a piston machine with at least two cylinders and longitudinally movable therein. chen pistons and a common, central output shaft. "

Bei Kolbenmaschinen dieser Art, insbesondere Verbrennungsmaschinen, wird die Verbindung zwischen Kolben und Vielle in üblicher Weise durch eine Pleuelstange bewerkstelligt. Diese Anordnung hat jedoch neben einem besonders verwickelten Aufbau sowie einem grosnen Raumbedarf noch den schwerwiegenden Hachteil, dac;j die zusätzlichen Verbindungselemente eine sehr grosse hasse darstellen, die während des Betriebes erhebliche Schwingungen von stets j veränderlicher Richtung verursacht. Diese Schwingungen bzw. Vibrationen worden als sehr lästig empfunden und verursachen darüberhinaus noch iibermännlge Abnutzung der Maschinenelemente und eine übermannigο Belastung der Lagerungen.With piston machines of this type, especially internal combustion engines, the connection between the piston and vielle is made in the usual way by a connecting rod. However, this arrangement has a particularly complex structure and a large amount of space nor the serious disadvantage, dac; j the additional Fasteners represent a very big hate that causes considerable vibrations of always j variable direction during operation. These vibrations or Vibrations were found to be very annoying and, moreover, cause excessive wear on the machine elements and an excessive burden on the bearings.

• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten iiachteile der bisherigen Anordnungen au. beseitigen und <:ine vibrational're.Le, raurngedräng te und ohne lagoriiber-Jar;Lung arbeitende Ko!honmaschine zu schaffen. Diese Auf-/jubo wird erf indungygeinäiis dadurch go Lust, dans rlLo Üylin-It is the object of the present invention to eliminate the disadvantages mentioned of the previous arrangements. Eliminate and <: ine vibrational're.Le, crowded and without Lagoriiber-Jar; Lung to create a Ko! hon machine. This Auf- / jubo is invented by go Lust, dans rlLo Üylin-

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

der in Bezug auf die Wellenachse paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind und dass zur Bewegungsübertragung zwischen Kolben und Abtriebswelle auf der letzteren mindestens ein Hockenpaar mit in Bezug auf die Wellenachse diametral gegenüberliegenden, gleichen Nocken vorgesehen ist. Jeder der Nocken kann hierbei an dem zugeordneten Kolben unmittelbar oder über eine Laufrolle angreifen. which are diametrically opposed in pairs in relation to the shaft axis are arranged and that for the transmission of motion between the piston and output shaft on the latter at least one pair of crochets with the same cams diametrically opposite with respect to the shaft axis are provided is. Each of the cams can act on the assigned piston directly or via a roller.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Teder vorgesehen, deren Zentrum annähernd in der Wellenachse liegt und deren jedes Ende an einem der diametral gegenüberliegenden Kolben angreift sowie bestrebt ist, denselben gegen die Wellenachse zu bewegen. Diese Feder kann in ihrer Grosse sowie Kraft ohne Schwierigkeiten den jeweils gegebenen Betriebsbedingungen angepasst werden. In a particular embodiment of the invention at least one teder provided, the center of which lies approximately in the shaft axis and each end of which is at one of the engages diametrically opposite piston and seeks to move the same against the shaft axis. This feather can be adapted in their size and power without difficulty to the given operating conditions.

Bei Anwendung des Erfindurigsgegenstande s an Zweitakt-Verbrennungskraftmaschinen hat die Feder nur zur Aufgabe, die Auflage des Kolbens am Nocken bei Stillstand der Maschine zu sichern und beim Starten herzustellen, sodass sie nicht übermänsig stark sein muss. Bei Viertakt-Verbrennungskraftmaschinen dagegen muss die Feder auch noch während einer bestimmten Betriebsphase die kraftschlüssige Auflage zwischen Kolben und Nocken bewerkstelligen, sodass sie in diesem Falle stärker auszulegen sein wird.When using the subject matter of the invention on two-stroke internal combustion engines The only task of the spring is to support the piston on the cam when the machine is at a standstill to secure and to establish when starting, so that it does not have to be overly strong. In four-stroke internal combustion engines on the other hand, the spring still has to be between the force-fit support during a certain operating phase Manage the piston and cam, so that in this case it will have to be interpreted stronger.

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Zum Sichern und/oder Herstellen der kraftschlüssigen Auflage zwischen Kolben und Nocken kann nach einem anderen Merkmal der Erfindung auch mindestens ein elastisches Verbindungsmittel vorgesehen sein, das mit einem Ende am Kolben und mit dem anderen Ende an einem relativ zum Kolben in entgegengesetztem Zyklus beweglichen Glied verbunden ist. Dieses Glied wird in zweckdienlicher Weise als ein durch eine Ausgleichsfeder bewegter Federteller ausgebildet. J3ei erfindungsgemäss ausgebildeten Kolben- Λ According to another feature of the invention, at least one elastic connecting means can be provided to secure and / or produce the force-fit support between the piston and the cam, which is connected with one end to the piston and with the other end to a member that is movable in opposite cycles relative to the piston is. This member is expediently designed as a spring plate moved by a compensating spring. J3ei piston Λ designed according to the invention

maschinen mit zwei senkrecht zueinander versetzten Kolben-Paaren ist es nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besonders vorteilhaft, die Anordnung derart zu treffen, dass das Verbindungsmittel mit dem einen Ende an einem Kolben des ersten Paares angreift, an der Abtriebswelle «umgelenkt wird und mit dem anderen Ende mit einem Kolben des zweiten Paares verbunden ist. In allen Fällen ist es von Vorzug, das Verbindungsmittel als ein Band aus elastischem Material, vorzugsweise Federstahlblech auszuführen . 'According to a further embodiment, it is a machine with two pairs of pistons offset perpendicular to one another Invention particularly advantageous to make the arrangement such that the connecting means with one end engages one piston of the first pair, is deflected on the output shaft «and with the other end with one Piston of the second pair is connected. In all cases it is preferable to have the lanyard made up as a ribbon elastic material, preferably spring steel sheet . '

Bei Kolbenmaschinen, die als Zweitakt-Verbrennungsmaschinen ausgebildet und mit einer Fördereinrichtung für Spülluft versehen sind, ist es gemäss einem weiteren Merkmal- der Erfindung vorteilhaft, die Anordnung derart zu treffen, dass ein mit der Bewegung der Kolben seine Lage verändernder Teil der Feder bzw. des Bandes die Fördereinrichtung antreibt. In bevorzugter Weise wird man einen "om beweglichen Teil angetriebenen Stönnel und eine durchFor piston engines that are used as two-stroke internal combustion engines are designed and provided with a conveyor for scavenging air, it is according to a further feature the invention advantageous to make the arrangement such that a with the movement of the piston its position changing part of the spring or the belt drives the conveyor. Preferably one becomes one "om the moving part driven shaft and one by

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denselben "bewegbare elastische Membrane für diesen Zweck verwenden. Auf diese Weise lässt sich die Spülluft-Aufladeeinrichtung mit einem Minimum an Aufbauelementen schaffen. the same "movable elastic membrane for this purpose use. In this way, the purge air charging device create with a minimum of structural elements.

Ein anderes Erfindungsmerkmal sieht vor, dass an der Antriebswelle noch zusätzliche Nocken vorgesehen sind, die zu Steuerzwecken dienen, z.B. zur Steuerung von Ventilen, Einspritzdüsen odgl.. Dadurch werden auch die Steuerungselemente auf ein Minimum reduziert, was die Grundlage zur Bildung einer sehr kompakten Kolben-Kleinstmaschine mit besonders hohem Leistungsgewicht bildet.Another feature of the invention provides that additional cams are provided on the drive shaft Serve for control purposes, e.g. to control valves, injection nozzles or the like .. This also reduces the control elements to a minimum, which is the basis for Forms a very compact small piston machine with a particularly high power-to-weight ratio.

In der nachstehenden Beschreibung sind anhand von Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen :The following description is based on drawings some embodiments of the invention explained. Show it :

Pig. 1-3 das erste Ausführungsbeispiel inPig. 1-3 the first embodiment in

Ansicht, Seitenriss bzw. Draufsicht,View, side elevation or top view,

Pig. 4+5 zwei andere Bauformen, undPig. 4 + 5 two other designs, and

Fig. 6-8 eine weitere Ausführungsform in verschiedenen, teilweise geschnittenen Ansichten.6-8 a further embodiment in different, partially sectioned views.

Das in Pig. 1-3 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt eine Kolbenmaschine, die als eine zweizylindrige Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine bekannter Arbeitsweise ausgebildet ist. In einem Zylinderblock 1 sind zwei diametral gegenüberliegende Zylinderbohrungen 1a, 1b eingeai?-That in Pig. 1-3 shown first embodiment shows a piston engine as a two-cylinder Two-stroke internal combustion engine of known mode of operation is trained. In a cylinder block 1, two diametrically opposed cylinder bores 1a, 1b are incorporated.

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beltet, während in der Mitbe ein Innenraum 1c vorgesehen ist. Eine Antriebswelle 2 ist mittels Lager 3,4 achsmittig gelagert und mit einem Kupplungsschlitz 2a zum Antreiben eines beliebigen nicht dargestellten Aggregats ausgerüstet. Mit 5 und 6 sind Dichtungsmittel bezeichnet, welche den Innenraum 1c nach aussen abschliessen. Am Umfang der Zylinder sind Kühlrippen 1d,1e angebracht, während stirnseitig jeweils ein Zylinderkopf 7a,7b am Block befestigt ist. In jedem Zylinderkopf ist eine Zündkerze 8a, " 8b handelsüblicher Art befestigt. An der einen Schmalseite If des Blockes 1 ist ein den Vergaser 9 und die Ansaugklappe Io tragender Deckel 11 anhand einiger Schrauben befestigt. Von der Abtriebswelle 2 wird auch der rotierende Teil 12 eines an sich bekannten elektromagnetischen Zündverteilers angetrieben, an dessem Umfang zusätzlich einige als Kühlluftgebläse wirkende Leitschaufeln 13 zum Kühlen der Teile 1d,1e ausgebildet sind. Der ortsfeste bzw. unbewegliche Teil 12a des Verteilers ist am Block 1 be- ( festigt. Die Antriebnübarleitung von Welle 2 auf den rotierenden Teil 12 kann beispielsweise mittels einer Keilfeder 14 geschehen.beltet, while an interior 1c is provided in the Mitbe. A drive shaft 2 is axially supported by means of bearings 3, 4 and equipped with a coupling slot 2a for driving any unit, not shown. Sealing means are denoted by 5 and 6, which seal off the interior 1c to the outside. Cooling fins 1d, 1e are attached to the circumference of the cylinder, while a cylinder head 7a, 7b is fastened to the block at each end. A commercially available spark plug 8a, 8b is fastened in each cylinder head. A cover 11 carrying the carburetor 9 and the intake flap Io is fastened to one narrow side If of the block 1 by means of a few screws known electromagnetic ignition distributor driven, some of the vanes acting as a cooling air fan are at whose circumference additionally formed 13 for cooling the parts 1d, 1e. the stationary or fixed part 12a of the distributor is at block 1 loading (solidifies. the Antriebnübarleitung of shaft 2 on the rotating part 12 can be done for example by means of a wedge spring 14.

Im Zylinderblock 1 sind noch die Spülschlitze 1sa,1sb im Bereiche der Zylinder ta,1b vorgesehen, die den Spülstrom in bekannter Weise durch die Zylinder leiten. In jedem Zylinder ist ein Kolben 14a,14b angeordnet, der in Richtung auf Achsmitte hin- und herbeweglich ist. Die Vor-The scavenging slots 1sa, 1sb are still in the cylinder block 1 Provided in the area of the cylinder ta, 1b that the flushing flow pass through the cylinder in a known manner. In each cylinder, a piston 14a, 14b is arranged, which in Direction to the center of the axis is movable back and forth. The pre

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"bindung zwischen Korben 14 und Abtriebswelle 2 geschieht hier jedoch nicht in altbekannter Weise über eine Pleuelstange, sondern ist in folgender Anordnung ausgeführt :"connection between cage 14 and output shaft 2 happens here, however, not in the well-known way via a connecting rod, but is in the following arrangement executed:

In jedem Kolben 14a,14b ist ein Rollenbolzen 15a,15b quer gelagert, auf dom unter Zwischenschaltung nicht dargestellter Nadellager eine Laufrolle 16a,16b dreh- ^ bar ist. Mit diesen Rollen steht je eine Nooke 2na,2nb in Eingriff, die an der Welle 2 angebracht ist. Die Nokken können dabei mit der Welle einstückig sein oder aber getrennt gefertigt und erst dann mit der Welle 2 fest verbunden sein. Die Nocken 2na, 2nb liegen diametral gegenüber, sodass sie bei Rotation der Welle 2 abwechselnd mit den Laufrollen I6a,i6b der Kolben zusammenarbeiten. In each piston 14a, 14b there is a roller pin 15a, 15b stored transversely, not on dome with interposition needle bearing shown is a roller 16a, 16b rotatable ^. With these roles there is a nooke 2na, 2nb which is attached to the shaft 2 in engagement. The cams can be integral with the shaft or but manufactured separately and only then firmly connected to the shaft 2. The cams 2na, 2nb are diametrically opposed opposite, so that they work alternately with the rollers I6a, i6b of the pistons when the shaft 2 rotates.

Eine haarnadelförmig gestaltete Rückholfeder 17 ist w im Innenraum 1c derart angeordnet, dass ihre mit entsprechender Krümmung versehenen Enden 17a,17b jeweils die Rollenbolzen 15a,15b umgreifen. Der Federschenkel 17as dieser Feder bildet eine zentrale, mehrfache Schleife 17ac in der Nähe der Welle 2, geht dann mit dem Schenkel 17az quer durch den Innenraum 1c und vereinigt sich, bei 17d mit dem anderen Federteil 17bz, der in gleicher Weise jedoch auf der anderen Seite der Nocken 2na,2nb angeordnet ist. An der Stelle 17d ist die Feder 17 mitA hairpin-like shaped return spring 17 is arranged in the interior w 1c such that its curvature provided with corresponding ends 17a, 17b respectively, the roller pins 15a, 15b engage around. The spring leg 17as of this spring forms a central, multiple loop 17ac near the shaft 2, then goes with the leg 17az across the interior 1c and unites, at 17d with the other spring part 17bz, which is in the same way but on the other Side of the cams 2na, 2nb is arranged. At the point 17d, the spring 17 is with

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einer elastischen Membrane 18 über eine Niete 19 odgl. verbunden.an elastic membrane 18 or the like via a rivet 19. tied together.

Durch die beschriebene Anordnung der Feder 17 wird erreicht, dass bei Bewegung der Kolben 14 nach aussen, also in obere Totpunkt-Stellung (OT), die Schenkel 17as> 17bs gestreckt werden, sodass die zentralen Schleifen 17az,17bz sich gegen die Welle 2, also in Richtung des Pfeiles A bewegen. Die Stelle 17d macht dabei eine gleich- * gerichtete Bewegung in Richtung des Pfeiles B mit, sodass die Membrane 18 nach aussen durchgebogen wird (Pig. 2 und 3). Bei Bewegung der Kolben 14 nach innen, also in die untere Totpunktlage (UT), ziehen sich die Schenkel 17as,17bs infolge der Elastizität der Peder zusammen, sodass die Pederteile 17ac,17bc,17d nun eine umgekehrte Bewegung (entgegen den Pfeilen A,B) ausführen. Die Membrane 18 wird in dieser Phase wieder nach innen gezogen. Diese im Zyklus mit der Kolbenbewegung verlaufende Bewegung der Membrane 18 wird zur Pumpwirkung " herangezogen, sodass die Teile 17d und 18 als eine Aufladeeinrichtung bzw. Aufladegebläse wirken. Dadurch wird das Saug- und Spülluft-Volumen vergrössert und die Saugbzw. Spülluft innerhalb des Raumes 1c erfährt eine gute Yorverdichtung. (Bei anderen Bauarten könnte anstelle der Membrane 18 auch ein Pörderkolben odgl. mit dem Pederteil 17d zu dem eben erläuterten Zweck verbunden sein,)The described arrangement of the spring 17 ensures that when the piston 14 moves outwards, i.e. in the upper dead center position (TDC), the legs 17as> 17bs are stretched so that the central loops 17az, 17bz are against the shaft 2, so move in the direction of arrow A. The point 17d makes a movement in the same direction * in the direction of the arrow B, so that the membrane 18 is bent outwards (Pig. 2 and 3). When the pistons 14 move inwards, i.e. into the lower dead center position (BDC), the legs 17as, 17bs contract due to the elasticity of the pedals, so that the pedestal parts 17ac, 17bc, 17d now move in the opposite direction (against arrows A, B ) carry out. The membrane 18 is pulled inwards again in this phase. This movement of the diaphragm 18, which runs in a cycle with the piston movement, is used for the pumping effect, so that the parts 17d and 18 act as a charging device or charging fan undergoes good compression. (In the case of other designs, instead of the membrane 18, a delivery piston or the like could also be connected to the pedestal part 17d for the purpose just explained,)

Die Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung gleichtThe mode of operation of the arrangement described is the same

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derjenigen der bekannten Zweitakt-Motoren mit Fremdzündung, sodass auf diesbezügliche Punktionserläuterungen der beiden Arbeitszyklen nicht näher eingegangen werden soll. Unterschiedlich ist, dass beide Kolben im gleichen Takt laufen, also beide entweder zugleich in OT oder in UT gehen. Unterschiedlich ist auch, dass bei der vorliegenden Anordnung die Bewegung der Kolben 14a»14b nach OT nur über die Nocken 2na, 2nb erzwungen wird, wähfe rend bei der Bewegung dieser Kolben nach UT wiederum von den Kolben über dieselben Nocken die Drehbewegung der Welle 2 erzwungen wird. Dabei ist der kraftschlüssige Eingriff der Elemente 14a,14b einerseits und der Elemente 2na,2nb andererseits zu jedem Zeitpunkt der beiden Takte (bis zu einer bestimmten Drehzahl) gesichert, nämlich durch den auf jeden Kolben von der Nocke oder aus dem zugehörigen Verbrennungsraum einwirkenden Druck bzw. Gegendruck.those of the well-known two-stroke engines with positive ignition, so that the relevant puncture explanations of the two work cycles are not discussed in more detail target. The difference is that both pistons run in the same cycle, i.e. both at the same time in TDC or go in UT. It is also different that in the present arrangement the movement of the pistons 14a »14b after OT is only forced via cams 2na, 2nb, wähfe When these pistons move after BDC, the rotary movement of the shaft is caused by the pistons via the same cams 2 is enforced. This is the force-fit engagement of elements 14a, 14b on the one hand and of elements 2na, 2nb on the other hand at each point in time of the two bars (up to a certain speed), namely by the on each piston from the cam or from the associated Pressure or counterpressure acting on the combustion chamber.

Ein einwandfreier Antriebsschluss ist mit anderen Wor-' ten also dann gewährleistet, wenn die auf den Kolben einwirkenden Massenkräfte gleich oder kleiner sind als der . auf den Kolben einwirkende Druck im Verbrennungsraum.Bei dem dargestellten Beispiel sei angenommen, dass die KoI-benerhebungskurve, die sich aus dem Laufrollendurchmesser, dem Kopfkreis der Nocke und der Krümmung der An- und Ablaufflanke sowie dem Grundlcreis der Nocke ergibt, eine reine Sinuskurve darstellt. Es wird demnach ein.einwandfreier Antriebsachluss gewährleistet, solange die IOrmelA perfect drive connection is in other words th is guaranteed when the inertia forces acting on the piston are equal to or smaller than the. pressure acting on the piston in the combustion chamber. In the example shown, it is assumed that the piston elevation curve, which results from the roller diameter, the tip circle of the cam and the curvature of the leading and trailing edge as well as the base circle of the cam, represents a pure sine curve. It will therefore be a flawless one Drive connection guaranteed as long as the IOrmel

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ο
P = η·« . r. sin OC
ο
P = η · «. r. sin OC

eingehalten ist, wobei bedeutetis complied with, where means

P = Druck auf den Kolben,P = pressure on the piston,

η = doppelte Drehzahl der Abtriebswelle, Ci = doppelte Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle, r = halbe Höhe d.er Nooke,η = double the speed of the output shaft, Ci = double the angular speed of the output shaft, r = half the height of the nook,

OC = doppelter Drehwinkel der AbtriebswelleOC = double the angle of rotation of the output shaft

Bei der Aufv/ärtsbewegung (von UT nach Oi') wird bis zum halben Hub, also mindestens solange die Gpülschlitze 1sa, Isb geöffnet sind, der Kolben 14a,Hb beschleunigt. Bereits beim Überfahren dieser Spülachlitze durch den Kolben baut sich in jedem Zylinder 1a,1b ein Gegendruck auf, der das Anpressen des Kolbens 14a,14b bzw. neiner Laufrolle 16a, 16b auf die zugehörige Tfocke 2na,2nb erhöht. Sobald die halbe Hubhöhe überschritten Lυt, wird zwar die Kolbenbewegung verzögert, der Gegendruck zu diesem Zeit- i punkt ißt jedoch bereits gröoser alπ die Verzögerungskräfte, sodaas auch bei dieser Phaso der Aufv/ärtsbewegung der KraftSchluss stets erhalten bleibt. Die gross ten Verzögerungskräfte wirken im OT auf den Kolben ein. Zu diesem Zeitpunkt sind jedoch auch die Gegenkräfte aus dem Zylinder am gröüoten.When moving up / down (from UT to Oi ') until half stroke, i.e. at least as long as the flushing slots 1sa, Isb are open, the piston 14a, Hb accelerates. Already when the piston traverses this rinsing braid a counterpressure builds up in each cylinder 1a, 1b, the pressing of the piston 14a, 14b or no roller 16a, 16b increased to the associated jib 2na, 2nb. As soon half the lifting height exceeded Lυt, although the Piston movement delayed, the back pressure at this time- i point, however, already eats greater than the deceleration forces, sodaas also in this phase of upward movement the force closure is always maintained. The greatest deceleration forces act on the piston in TDC. To this However, the opposing forces are also from the point in time Cylinder at the largest.

U1Ur die Abwärtsbewegung der Kolben (aus OT in UT) gilt analog das gleiche, was eben bezüglich dor Aufwärtsbewe-U 1 Ur the downward movement of the pistons (from TDC to BDC), the same applies analogously, what is just about the upward movement

0 0 9 8 Λ 6/03850 0 9 8 Λ 6/0385

- ίο -- ίο -

gung gesagt wurde. Infolgedessen ist auch während der Abwärtsbewegung stets ein KraftSchluss zwischen Kolben und locke vorhanden.gung was said. As a result, there is always a force connection between the pistons even during the downward movement and curl present.

Wie eben erläutert, sind die auf jeden Kolben bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einwirkenden Kräfte und Gegenkräfte derart abgestimmt, dass allein hierdurch stets die kraftschlüssige Auflage zwischen Kolben und Focke bis zu einer kritischen Drehzahl sichergestellt ist. Die Rückholfeder 17 ist also während des Motorlaufs an sich nicht erforderlich. Sie dient nur dazu, die stillstehende Verbrennungskraftmaschine starten zu helfen in denjenigen Fällen, wo zufällig beide Kolben in OT stehengeblieben sind. In diesen Fällen muss die Feder bei Bewegung der Nooke beim Start die beiden Kolben nach UT bewegen, um den Eingriff zwischen den Teilen zu gewährleisten. Hierbei muss die Feder nur die Reibung zwischen Kolben und Zylinder sowie den relativ kleinen Spüldruck im Raum 1c und gegebenenfalls das Eigengewicht des Kolbens überwinden, falls die Brennkraftmaschine derart angeordnet ist, dass die Kolbenachsen senkrecht stehen. Die hierzu notwendigen Federkräfte sind aber sehr gering, sodass die Feder 17 nur schwach bemessen Bein braucht.As just explained, are the forces acting on each piston in the illustrated embodiment and counterforces are coordinated in such a way that this alone always creates a non-positive contact between the pistons and Focke is ensured up to a critical speed. The return spring 17 is so while the engine is running not necessary per se. It only serves to start the stationary internal combustion engine help in those cases where both pistons happened to have stopped at TDC. In these cases the When the spring moves the nook when starting, move the two pistons to BDC to close the engagement between the parts guarantee. Here, the spring only needs the friction between piston and cylinder as well as the relatively small Overcome the flushing pressure in space 1c and possibly the weight of the piston if the internal combustion engine is in this way is arranged that the piston axes are perpendicular. The spring forces necessary for this are very great low, so that the spring 17 only needs a weak leg.

Bei Bauarten, wo die Rückholfeder nicht zum Antrieb einer Spülluft-Aufladeeinrichtung dienen muss, ist dieFor designs where the return spring does not have to be used to drive a purge air charging device, the

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Ausbildung dieser Rückholfeder aucli in einfacherer Weise als in Fig.1 dargestellt, möglich, wie das Ausführungs"beispiel nach Fig.4 zeigt. Hier ist auf jeder Seite der Nocken 2na, 2nb je eine solche einfache Feder 117 angeordnet. Auf diese Weise ist nicht nur die Rückholung der Kolben 14 sichergestellt, sondern auch durch den zur Zylinderachse symmetrischen Angriff der beiden Federn 117 an einem einzigen Rollenbolzen. 15a bzw. 15b der jeweilige Kolben in seiner richtigen Laufstellung zu den Hocken 2na, 2nb gehalten.Training this return spring also in a simpler way as shown in Fig.1, possible as the execution "example according to Figure 4 shows. Here, on each side of the cam 2na, 2nb, there is such a simple spring 117 arranged. In this way, not only the return of the piston 14 is ensured, but also through the Attack of the two springs 117 symmetrically to the cylinder axis on a single roller bolt. 15a and 15b of the respective piston in its correct running position to the Squat 2na, 2nb held.

Es soll noch erwähnt werden, dass anstelle einer Rückholfeder jeder Kolben auch mit dem einen Ende mindestens einos Stahlbandes 217 nach Fig.5 verbunden sein könnte, dessen anderes Ende an einem im entgegengesetzten Zyklus zum Kolben beweglichen Teil verankert ist, s.Ü. an einer ortsfest gelagerten Drehwulze 218, welche unter Wirkung einer Spiralfeder 219 in Richtung des Pfeiles G gedreht wird. Dadurch wird das Band 217 bei Bewegung des Kolbens 14 in. UT auf die Walze 218 unter Wirkung der Feder 219 aufgerollt und bei Bewegung des Kolbens in OT entgegen der Feder 219 von der Walze 218 wieder abgerollt. (Anstelle eines Stahlbandes wäre bei dieser Art der Rückholung der Kolben auch ein Stahldraht oder eine Kette für den gleichen Zweck anwendbar.).It should also be mentioned that instead of a return spring, each piston also has at least one end a steel band 217 according to Fig. 5 could be connected, the other end of which is anchored to a part that moves in the opposite cycle to the piston, see above. at a stationary rotating roller 218 which rotates in the direction of arrow G under the action of a spiral spring 219 will. This causes the band 217 to move as the piston moves 14 in. UT on roller 218 under the action of spring 219 rolled up and unrolled again from the roller 218 when the piston moves in TDC against the spring 219. (Instead of A steel band would also be a steel wire or chain for this type of retrieval of the piston applicable for the same purpose.).

Die Ausführungobelspiele nach Fi^;. 1 - 5 könnten inThe execution of the Nobel Games after Fi ^ ;. 1 - 5 could be in

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ähnlicher Form auch als eine einzylindrige Verbrennungskraftmaschine ausgeführt werden, falls beispielsweise der Kolben 14b nicht dem Druck in einer Verbrennungskammer (1b) ausgesetzt wird, sondern nur unter der Einwirkung einer entsprechend starken Feder mit seiner Laufrolle 16b gegen die zugeordnete Nooke 2nb bzw. 2na gedrückt wird. Dieser Kolben 14b hätte dann nur die Aufgabe eines Rückholgliedes für den Arbeitskolben 14a zu erfüllen*similar shape as a single-cylinder internal combustion engine be carried out if, for example, the piston 14b does not correspond to the pressure in a combustion chamber (1b) is exposed, but only under the action of a correspondingly strong spring with its roller 16b against the assigned nooke 2nb or 2na is pressed. This piston 14b would then only have the task of a return member to be fulfilled for the working piston 14a *

Das Ausführungsbeispiel nach Pig. 6-8 zeigt eine nach bekanntem Prinzip arbeitende vierzylindrige Viertakt-Verbrennungsmaschine mit Fremdzündung, bei der - im Gegensatz zu dem Beispiel nach Fig. 1 - 3 - zwei um 9o° zueinander versetzte Kolbenpaare vorgesehen sind. Die pleuelstangenlose Kraftüberleitung zwischen Abtriebswelle und Kolben ist hier die gleiche wie bei der ersten Bauart, sodass auf diesbezügliche Erläuterungen nicht näher eingegangen werden soll. Es ist nur noch allgemein zu erwähnen, dass bei der Bauart nach Fig. 6-8 die Teile, die denjenigen nach Fig. 1-3 entsprechen, bei dem nun behandelten Beispiel auch mit gleichen, aber um 300 erhöhten Bezugszahlen gekennzeichnet sind. The embodiment according to Pig. 6-8 shows a four-cylinder four-stroke internal combustion engine operating according to a known principle with external ignition, in which - in contrast to the example according to FIGS. 1-3 - two at 90 ° to each other offset piston pairs are provided. The connecting rodless power transmission between the output shaft and piston is the same here as with the first type, so that the explanations in this regard are not discussed in more detail target. It is only to be mentioned in general that in the design according to Fig. 6-8 the parts that follow the 1-3, in the example now dealt with are also identified by the same reference numbers, but increased by 300.

Die Elemente sind auch bei dem vorliegenden Beispiel so ausgelegt, dass die Nockenerhebungskurve eine Sinuskurve darstellt. Da bei Schnellaufenden Viertaktmotoren einerseits die Massenkräfte erheblich sind und andererseits, die auf je-In the present example, too, the elements are designed in such a way that the cam elevation curve is a sinusoid represents. As with high-speed four-stroke engines on the one hand the inertia forces are considerable and, on the other hand, which are

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den Kolben einwirkenden Drücke "bzw, Gegendrücke aus dem Zylinder in "bestimmten Betriebsphasen "besonders niedrig oder sogar geringfügig negativ sind (Saughub), ist hier zur Sicherstellung des Eingriffs zwischen Korben und Nokke eine zwangsläufige Rüclholvorkehrung für jeden Kolben notwendig. Diese Rückholung ist hier derart gestaltet, dass am Kolben 314a des einen Paares ein Federstahlband 317a angreift, das an der Welle 302 bei 3O2u umgelenkt wird und am Kolben 314c des anderen Paares eingehängt ist. | Bin zweites Band 317b ist in gleicher Weise zwischen Kolben 314b und 314d vorgesehen. Da die zwei durch ein Band verbundenen Kolben im entgegengesetzten Zyklus laufen, bleibt die Bandlänge (unter der Voraussetzung D = d) immer gleich gross. the piston acting pressures "or, counter pressures from the Cylinder particularly low in "certain operating phases" or even slightly negative (suction stroke) is here An inevitable Rüclholvorkehrung for each piston to ensure the engagement between the basket and the cam necessary. This retrieval is designed here in such a way that a spring steel band is attached to the piston 314a of one pair 317a attacks, which is deflected on shaft 302 at 3O2u and is attached to the piston 314c of the other pair. | A second band 317b is similarly between pistons 314b and 314d are provided. Since the two by a band connected pistons run in the opposite cycle, the belt length (assuming D = d) always remains the same.

In Fällen, wo aus baulichen Gründen der Durchmesser D des Wellenteiles grosser gehalten sein muss als der Durchmesser d, kann ein Ausgleich in der sich hierbei ergebenden Bewegung der Kolben3i4a und3i4"C dadurch geschaffen werden, dass bei gleichem Grund- und Kopfkreis die An- und/oder Abstiegsflanken der Nocken 302na, 302 nb geringfügig verändert werden.In cases where, for structural reasons, the diameter D of the shaft part must be kept larger than the diameter d, a compensation in the resulting movement of the pistons3i4a and3i4 "C can thereby be created that with the same base and tip circle the rising and / or falling edges of the cams 302na, 302 nb slightly to be changed.

Anstelle des Pederstahlbandes könnte auch ein Federstahldraht oder eine Kette odgl. .verwendet werden. Ausserdem könnten an einem einzigen Kolben zwei solche Verbindungselemente in symmetrischer Weise eingehängt sein, falls dies zur Verbesserung der Parallelführung des KoI-Instead of the Pederstahlband, a spring steel wire could also be used or a chain or the like. .be used. Besides that two such connecting elements could be suspended symmetrically on a single piston, if this is to improve the parallel guidance of the KoI-

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bens bzw. seiner laufrolle zur Nooke erforderlich sein sollte.bens or its roller to the nooke should be required.

Auf der Antriebswelle 302 sind neben der Nocke 3O2n noch zwei weitere Steuernocken 302i und 302e angebracht, welche die Einlassventile 320a,320b,320c,320d bzw. die Auslassventile 321a,321b,321c,321d über zwischengeschaltete, bekannte Übertragungselemente steuern.On the drive shaft 302 are 3O2n next to the cam still two further control cams 302i and 302e attached, which the inlet valves 320a, 320b, 320c, 320d and the Outlet valves 321a, 321b, 321c, 321d via intermediate, control known transmission elements.

Bei Motoren mit Eigenzündung (Dieselmotoren) könnte noch eine dritte Steuernocke z.B. für die Einspritzdüsen an der Welle 302 vorgesehen sein.For engines with self-ignition (diesel engines), a third control cam could be used, e.g. for the injection nozzles be provided on the shaft 302.

Es wird bei der dargestellten Anordnung jeweils nur eine Steuernocke für eine bestimmte Gruppe der Steuerteile verwendet, sodass die Zündfolge a,b,c,d ist. Bei Anwendung von mehreren Steuernocken für eine Gruppe,z.B. für Einlassventile, kann jedoch in einfacher Weise die Zündfolge in beliebiger Art geändert werden.In the arrangement shown, there is only one control cam for a specific group of control parts used so that the firing order is a, b, c, d. When using several control cams for a group, e.g. for inlet valves, but the firing order can easily be changed in any way.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung wirken auf die Abtriebswelle keine seitlichen und keine stets wechselnden Momente ein, sodass befürchtete Schwingungen im Antrieb kaum auftreten. Auch die Überleitungskräfte zwischen Kolben und Nooke sind stets an beiden Seiten der Welle gleich, stehen immer senkrecht zur Nooke und wechseln auf beiden Seiten im gleichen Zyklus, sodass auch keine bzw. minimale Biegungskräfte auf die Welle einwir-In all of the embodiments of the invention, no lateral and no constantly changing ones act on the output shaft Moments so that feared vibrations hardly occur in the drive. Also the transition forces between The piston and nooke are always the same on both sides of the shaft, are always perpendicular to the nooke and change on both sides in the same cycle, so that no or minimal bending forces act on the shaft.

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ken. Diese Welle kann daher sehr schwach ausgeführt und mit nur kleinen Hauptlagern gelagert sein. Darüberhinaus kann die Anzahl und die Form der Antriebsnocken an der Welle dem gewünschten Übersetzungsverhältnis angepasst sein, also anstelle der Untersetzung 1:2 bei den dargestellten Beispielen auch eine Untersetzung 1:3 oder 1:4 erreicht werden.ken. This shaft can therefore be made very weak and supported with only small main bearings. Furthermore the number and shape of the drive cams on the shaft can be adapted to the desired transmission ratio be, so instead of the reduction 1: 2 in the examples shown also a reduction 1: 3 or 1: 4 can be achieved.

Die zur Ausführung der erfindungsgemässen Kolbenma- fFor the execution of the piston size according to the invention f

schine erforderlichen Elemente (KoIben,Welie,Nocken, Yentile.u.a.) besitzen die altbekannte Gestalt, sodass sie mit den bisherigen Herstellungsmitteln bzw. Verfahren auch bei Massenfertigung ausführbar und wirtschaftlich erstellbar sind.elements required for the machine (piston, shaft, cam, yentile, etc.) have the well-known shape, so that they can be used with the previous manufacturing means or processes can also be carried out and produced economically in mass production.

Infolge des Wegfalles von Pleuelstangen im Kolbengetriebe wird ausserdem die Bauhöhe der Maschine erheblich verkürzt und eine gedrungene bzw. raumgedrängte Kolbenmaschinen-Bauart geschaffen.As a result of the elimination of connecting rods in the piston gear, the overall height of the machine is also considerable shortened and created a compact or compact piston engine design.

Die gezeigten Bauarten sind nur mögliche Ausführungsbeispiele, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt sei. Es wären auch andere !Formen zur Ausführung des Erfindungsgegenstandes möglich, z.B. eine Kolbenmaschine mit zwei oder mehreren hintereinander liegenden Kolben-Sternen. Schliesslich kann die Erfindung auch bei anderen Kolbenmaschinen angewendet werden.The designs shown are only possible exemplary embodiments, without the invention being restricted thereto. Other forms of implementation of the subject matter of the invention would also be possible, e.g. a piston engine with two or several piston stars lying one behind the other. Finally, the invention can also be used in other piston machines.

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Claims (13)

Patentansprüche: '.Claims: '. 1, Kolbenmaschine mit mindestens zwei Zylindern und darin längsbeweglichen Kolben sowie einer gemeinsamen, zentralen Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder in Bezug auf die Wellenachse paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind und dass zur Bewegungsübertragung zwischen KoI-. ben und Abtriebswelle auf der letzteren mindestens ein Nockenpaar mit in Bezug auf die Wellenachse diametral gegenüberliegenden, gleichen Nocken vorgesehen ist. ■■■■'■. 1, piston machine with at least two cylinders and longitudinally movable pistons therein and a common, central output shaft, characterized in that the cylinders are arranged in pairs diametrically opposite one another with respect to the shaft axis and that for the transmission of motion between KoI-. ben and output shaft on the latter at least one pair of cams is provided with the same cams diametrically opposite with respect to the shaft axis . ■■■■ '■. 2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-, net, dass jeder der Nocken unmittelbar an dem ihm zugeordneten Kolben angreift.2. Piston machine according to claim 1, characterized in that each of the cams is located directly on it engages associated piston. * 3. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Nocken an einer laufrolle angreift, die an dem zugeordneten Kolben gelagert ist.* 3. Piston machine according to claim 1, characterized in that each of the cams engages a roller, which is mounted on the associated piston. 4. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch geken&zelchnet, dass jeder Kolben duroh Führungsmittel gegen Drehbewegung um Zylinderachse gesichert ist.4. Piston machine according to claim 1, characterized in that that each piston is secured against rotary movement around the cylinder axis by means of guide means. 5. Kolbenmaschine nach AnsprWti 1, dadurch5. Piston machine according to AnsprWti 1, characterized 009846/0385009846/0385 net, dass mindestens eine Feder vorgesehen ist, deren Zentrum annähernd in der Wellenachse liegt und deren jedes Ende an einem der diametral gegenüberliegenden Kolben angreift sowie "bestrebt ist, denselben gegen die Wellenachse zu bewegen.net that at least one spring is provided, whose center lies approximately in the shaft axis and each of which ends at one of the diametrically opposite ones Piston attacks as well as "strives to move the same against the shaft axis. 6. Kolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als eine mit ihrem Zentrum die Abtriebswelle umgebende, haarnadelförmige Wickelfeder ausgebildet ist.6. Piston machine according to claim 5, characterized in that that the spring as a hairpin-shaped which surrounds the output shaft with its center Clock spring is formed. 7. Kolbenmaschine nach Anspruch 5, die als Zweitakt-Verbrennungsmaschine ausgebildet und mit einer Fördereinrichtung für Spülluft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Bewegung der Kolben seine Lage verändernder Teil der Feder die Fördereinrichtung antreibt.7. Piston engine according to claim 5, which is used as a two-stroke internal combustion engine is designed and provided with a conveying device for scavenging air, characterized in that a with the movement of the piston its position changing part of the spring drives the conveyor. 8. Kolbenmaschine nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen vom beweglichen Teil der Feder angetriebenen Stössel und eine durch denselben bewegbare elastische Membrane.8. Piston machine according to claim 7, characterized by one driven by the movable part of the spring Plunger and an elastic membrane that can be moved through the same. 9. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abtriebswelle noch zusätzliche Nocken vorgesehen sind, die zu Steuerzwecken dienen, z.B. zur Steuerung von Ven-9. Piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that additional cams are provided on the output shaft, which serve for control purposes, e.g. to control valves 009846/0 385009846/0 385 tilen, Einspritzdüsen odgl..valves, injection nozzles or the like. 10. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elastisches Verbindungsmittel vorgesehen ist, das mit dem einen Ende am Kolben und mit dem anderen Ende an einem relativ zum Kolben in entgegengesetztem Zyklus beweglichen Glied verbunden ist.10. Piston machine according to claim 1, characterized in that that at least one elastic connecting means is provided, which with one end at the piston and at the other end at a relative to the piston movable in the opposite cycle Link is connected. 11. Kolbenmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Glied als ein durch eine Ausgleichsfeder bewegter Federteller oder Drehrolle ausgebildet ist.11. Piston engine according to claim 10, characterized in that the member as one by a compensating spring moving spring plate or rotating roller is formed. 12. Kolbenmaschine nach Anspruch 1o, mit zwei senkrecht zueinander versetzten Kolben-Paaren, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel mit dem einen Ende an einem Kolben des ersten Paares angreift, an der Antriebswelle umgelenkt wird und mit dem anderen Ende mit einem Kolben des zweiten Paares verbunden ist.12. Piston machine according to claim 1o, with two pairs of pistons offset perpendicular to one another, characterized characterized in that one end of the connecting means engages a piston of the first pair, is deflected on the drive shaft and at the other end with a piston of the second Pair is connected. 13. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1o - 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel als ein Band aus elastischem Material, vorzugsweise Federstahlblech, ausgeführt ist.13. Piston machine according to one of claims 1o - 12, characterized in that the connecting means as a band of elastic material, preferably Spring steel sheet, is executed. 00 9846/038600 9846/0386 LeerseiteBlank page
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