DE19515695A1 - Kolbenintegrierte Steuerung für Zweitakt- oder Viertakt-Brennkraftmaschinen sowie Brennkraftmaschinen mit einer derartigen Steuerung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kolbenintegrierte Steuerung für Zweitakt- oder Viertakt-Brennkraftmaschinen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie des Anspruches 15. Des weiteren betrifft sie eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen kolbenintegrierten Steuerung gemäß Oberbegriff des Anspruches 33.

Eine gattungsgemäße Steuerung für Zweitakt-Brennkraft­ maschinen ist dabei gemäß der DE-PS 5 36 393 bekannt. Es ist dabei ein drehbarer, mit Ausschnitten versehener, als Hohlkörper ausgebildeter Kolbenbolzen vorgesehen, welcher als Drehschieber die Steuerung einer Zweitakt-Brennkraft­ maschine vornimmt, wobei außen an dem Kolbenbolzen ein Exzenter angelegt ist, in welchem die Pleuelstange der Kurbelwelle angreift, wobei eine im Kolbenbolzen vorgesehene kammerartige als Überströmkanal dienende Aussparung je nach den Exzenterstellungen in Verbindung mit dem Kurbelgehäuse oder dem Zylinderraum oberhalb des Kolbens gebracht wird.

Die Drehung des Kolbens kann dabei aber nicht beliebig erfolgen, wobei zur Begrenzung der Drehbewegung auf einen Verschwenkungsbereich von kleiner als 360° der Kolbenbolzen mit einem Anschlag versehen ist. Der Kolbenbolzen führt insofern über den Antrieb seines äußeren vorstehenden Exzenters eine Pendelbewegung über einen Winkel von kleiner als 360° zur Steuerung des Motors durch. Weiter nachteilig ist dabei bei dieser bekannten Steuerung, daß diese ledig­ lich zur Steuerung von Zweitakt-Brennkraftmaschinen verwend­ bar ist.

Des weiteren ist gemäß der DD-PS 1 07 751 eine Kolbenbolzen­ steuerung unter Verwendung eines sich in einem feststehend gelagerten Kolbenbolzen sich drehenden Steuerkegels bekannt. Diese Steuerung ist dabei für doppeltwirkende Kolben vorgesehen.

Des weiteren ist gemäß der DE-PS 7 37 045 eine kolben­ integrierte Steuerung bekannt, wobei ein feststehender Kolbenbolzen verwendet wird, welcher außen mit einer drehbaren Steuerhülse versehen ist, die mit dem Pleuelkopf der Pleuelstange fest verbunden ist und für eine Zweitakt- Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenpumpe und getrennten Spül- und Ladeschlitzen den Durchtritt während des Kolben­ abwärtsganges bis zur Freilegung der Auspuffschlitze und erfolgter Entspannung bzw. bis nach dem Öffnen der Spül­ schlitze durch den Kolben verschließt.

Die Drehung der Steuerhülse erfolgt dabei wiederum lediglich um einen beschränkten Winkelbereich, wobei diese insofern hin und her pendelt.

Die bekannten Steuerungen für Brennkraftmaschinen ohne Verwendung von komplizierten Bauteilen, wie Nockenwellen und Ventile, werden somit unter Verwendung eines sich nicht kontinuierlich drehenden Drehschiebers gesteuert, wobei sich insofern mechanische Belastungen der Steuerteile des Motors und auch Beschränkungen bezüglich der zu erreichenden Drehzahl und Leistung des Motors ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einer kolben­ integrierten Steuerung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und des Anspruches 15 Maßnahmen zu treffen, welche einerseits weiterhin eine einfache Steuerung für Zweitakt-Brennkraftmaschinen wie bei der DE-PS 5 36 393 ermöglichen, ohne die Verwendung einer großen Anzahl von komplizierten Bauelementen, wie Nockenwellen, Stößel, Stößelstangen, Kipphebel, Rückstellfedern für die Kipphebel und Ventile, so daß eine geringe und kompakte Baugröße des Motors und geringe Fertigungskosten gegeben sind, und wobei andererseits aber auch speziell die Steuerung nicht nur für Zweitakt- sondern auch für Viertakt-Brennkraftmaschinen auslegbar ist, und dabei die Ableitung der Drehbewegung des Drehschiebers bzw. Kolbenbolzens von der Kurbelwelle in kontinuierlicher Weise möglich ist.

Bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen soll dabei die Steuerung ferner vorzugsweise derart ausgelegt sein, daß die Anlage von Überströmkanälen in der Zylinderwandung nicht mehr notwendig ist.

Des weiteren soll bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit geringen Mitteln eine genaue definierte Trennung der Gasströme zwischen Frischgas und Abgas gegeben sein, was so zusätzlich zur Leistungssteigerung dieses Motorprinzips beitragen soll.

Aufgabe der Erfindung ist des weiteren bei einer Brennkraft­ maschine mit kolbenintegrierter Steuerung nach dem Ober­ begriff des Anspruches 33 Maßnahmen zu treffen, so daß die Brennkraftmaschine eine kolbenintegrierte Steuerung mit den vorab genannten Vorteilen aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 und 15 sowie des Anspruches 33 gelöst.

Die Ansprüche 2-14 und 16-32 betreffen dabei besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Verwendung eines Zahnradgetriebes und einer oder mehrerer durch dieses angetriebene rotierender Körper in Form eines Kolbenbolzens oder dazu seitlich im Kolben angeordneter Drehschieber die Steuerung des Motors in einfachster Weise erfolgen kann, wobei insofern die Beschickung und Entleerung des Ver­ brennungsraumes durchführbar ist.

Diese rotierenden Körper sind konstruktiv einfach und lassen sich in den Kolben ungefähr in der Position der üblichen Querbohrung des Kolbenbolzens in dieser oder eine ent­ sprechende Querbohrung einsetzen, wobei insofern auf eine Ventilsteuerung verzichtet werden kann und die Steuerung des Motors unter Ableitung der Drehbewegung von der Kurbelwelle mittels kontinuierlicher Drehung des rotierend gelagerten Kolbenbolzens bzw. Drehschiebers erfolgen kann. Dabei können zur Steuerung auch mehrere drehbar gelagerte Drehschieber verwendet werden, wobei der eine beispielsweise den Ansaug­ raum und der andere den Auslaßraum aufweist, wobei gleich­ zeitig der Kolbenbolzen als Drehschieber zur Steuerung des Motors verwendet werden kann.

Ein besonderer Vorteil der Steuerung besteht auch darin, daß zwischen jeweiligen Takten 1 bis 4 zwei weitere Takte 5 bis 6 realisiert werden können. Dies kann zur Minderung des Brennstoffverbrauches führen.

Dieser Vorteil läßt sich an einem rotierenden Kolbenbolzen besonders gut umsetzen, indem die Öffnung für Abgasausstoß länger geöffnet bleibt und sich erst gegen Ende des 6. Taktes schließt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten unterschiedlichen Ausführungs­ formen der kolbenintegrierten Steuerung für eine Viertakt- Brennkraftmaschine und eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Gebläseladung und Kurbelgehäusespülung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Einen Halbschnitt durch den Zylinder, den Kolben und den den Antrieb der Kurbelwelle über eine Pleuelstange vermittelnden Kolbenbolzen, wobei die Kurbelwelle, der Lagerzapfen der Kurbelwelle sowie der dort angreifende Pleuelstangenlager­ zapfen und ein kegelstumpfförmiger, die Pleuel­ stange umgebender Hohlkörper in Vorderansicht dargestellt sind, wobei der Hohlkörper als kegel­ stumpfförmige Welle Teil eines Zahnradgetriebes zwischen einem Kegelzahnrad des Kolbenbolzens und einem Kegelzahnrad des Lagerzapfens der Kurbel­ welle ist und ein an ihm fest angelegtes oberes kleineres und unteres größeres Kegelzahnrad aufweist;

Fig. 2 Eine Darstellung entsprechend Fig. 1, wobei statt der kegelstumpfförmigen Welle als Teil des Zahnradgetriebes zwischen Lagerzapfen der Kurbelwelle und der Unterseite des Kolbenbolzens eine Welle verwendet wird, welcher die Pleuelstange außen umgibt und oben und unten mit einem gleichgroßen Kegelzahnrad versehen ist, wobei der Kolbenbolzen so ange­ trieben wird, daß er sich im vorliegenden Ver­ brennungszyklus einer Zweitakt-Brennkraftmaschine von 360° einmal um seine Achse dreht, während der Antrieb des Kolbenbolzens in Fig. 1 derart erfolgt, daß er sich bei dem dort vorgesehenen Verbrennungszyklus für eine Viertakt-Brennkraft­ maschine von 2 × 360° lediglich nur einmal um seine Achse dreht;

Fig. 3 Eine Darstellung gemäß Fig. 2, wobei der Kolbenbolzen gegenüber Fig. 1 und Fig. 2 abgeändert ist und außer einem Ansaug- und einem Auslaßraum einen mittleren Überströmraum aufweist und dabei neben Einlaß- und Auslaßschlitze im Kolbenbolzen zwei gegenüber­ liegende Überströmschlitze im Überströmraum angelegt sind und in dem Ansaugraum eine zusätzliche Ansaugöffnung, welche in Deckung mit einer Füllöffnung zum Kurbelwellenraum bringbar ist, wobei die Ladung über eine Kurbelgehäuse­ spülung erfolgt, während in Fig. 2 eine Gebläse­ ladung der Zweitakt-Brennkraftmaschine vorgesehen ist;

Fig. 4 Eine Kolben-Seitenansicht mit zur Hälfte ge­ schnittenem Zylinder zur Steuerung einer Vier­ takt-Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 unter Dar­ stellung des Ansaugtaktes sowie unter Andeutung des als Drehschieber ausgebildeten Kolbenbolzens und der dortigen Einlaß- und Auslaßöffnung sowie des Kolbeneinlaß- und Kolbenauslaßkanals;

Fig. 5 Einen Schnitt durch den Zylinder mit einer Drauf­ sicht auf den Kolbendeckel unter Darstellung der einen rechteckförmigen Ausschnitt darstellenden Mündung des Kolbeneinlaß- und Kolbenauslaßkanales sowie unter schematischer Darstellung des Kolben­ bolzens und des um seine Außenseite geführten, radial vorstehenden, dort fest angeordneten Zahn­ rades in Strichelung;

Fig. 6 Eine Draufsicht auf den Kolbenbolzen, welcher in dem Kolben gemäß Fig. 5 eingesetzt ist, in einer Darstellung der dort gegebenen Anordnung bzw. Drehlage der Einlaß- und Auslaßschlitze;

Fig. 7 Ein Abschnitt durch einen vergrößerten Querschnitt des Kolbenbolzens unter Darstellung eines Teils des Kolbenbolzenzylindermantels und der über diesen nach außen vorstehenden Zahnung des am Kolbenbolzen fest angeordneten Zahnrades unter Andeutung des Einlaß- und Auslaßschlitzes;

Fig. 8 Eine Darstellung der Abwicklung des in Fig. 1 zu verwendenden Kolbenbolzens;

Fig. 9 Eine Abwicklung des in Fig. 2 zu verwendenden Kolbenbolzens;

Fig. 10 Eine Abwicklung des in Fig. 3 zu verwendenden Kolbenbolzens;

Fig. 11-16 Eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der kolbenintegrierten Steuerung für eine Vier­ takt-Brennkraftmaschine, wobei in Fig. 11 und Fig. 12 der Ansaugtakt dargestellt ist, in Fig. 13 das Ende des Ansaugtaktes mit Beginn des Verdichtungstaktes, in Fig. 14 der Verbrennungstakt (Krafttakt) dargestellt ist, wobei bis hier hin eine vollständige Umdrehung der Kurbelwelle um 360° erfolgt ist, und in Fig. 15 das Ende des Krafttaktes und in Fig. 16 die Kolbenstellung in der Mitte des Ausstoßtaktes;

Fig. 17-28 Eine Darstellung der kolbenintegrierten Steuerung gemäß Fig. 11-16, mit einer Querschnittsansicht durch den Zylinder und einer Draufsicht auf den Kolbendeckel gemäß Fig. 5 und einer Gegenüber­ stellung der jeweils gegebenen Drehstellung des Kolbenbolzens in einer Draufsicht gemäß Fig. 6 unter Gegenüberstellung der relativen Lage der Kolbeneinlaß- und Kolbenauslaßkanäle sowie der Einlaß- und Auslaßschlitze des Kolbenbolzens;

Fig. 29-34 Eine schematische Darstellung der kolbenintegrierten Steuerung für eine Viertakt- Brennkraftmaschine gemäß der Darstellung in Fig. 11-16 bzw. 17-28 unter Darstellung des zur Hälfte geschnittenen Zylinders und des sich entsprechend dem Verbrennungszyklus verschiebenden Kolbens in Seitenansicht (Viertakter);

Fig. 35-40 Eine schematische Darstellung der kolben­ integrierten Steuerung für eine Zweitakt-Brenn­ kraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung unter Darstellung des Kolbens, des Kolbenbolzens und des Zylinders im Querschnitt gemäß Fig. 3, sowie unter Darstellung des Kraftschubbeginns in Fig. 35, des Ausstoßens der Verbrennungsgase in Fig. 36, des Ladens des Verbrennungsraumes (Gaszu­ führung) in Fig. 37, der Fortführung der Ladung gemäß Fig. 38, wobei der Kolben den unteren Tod­ punkt erreicht, des Beginns des Ansaugtaktes gemäß Fig. 39, wobei die Füllöffnung an der Unterseite des Kolbens und die untere Ansaug­ öffnung im Ansaugraum des Kolbenbolzens in Deckung sind, so daß Frischgase in den Kurbelraum gelangen, und des Endes des Ansaugtaktes gemäß Fig. 40, wobei der Kolben seinen oberen Todpunkt in etwa erreicht und die Kurbelwelle insgesamt bei dem vorgegebenen Verbrennungszyklus der Zweitakt-Brennkraftmaschine sich um 360° gedreht hat;

Fig. 41-46 Eine schematische Darstellung der kolben­ integrierten Steuerung für eine Zweitakt- Brennkraftmaschine mit Gebläseladung unter Darstellung des Kolbens, Kolbenbolzens und Zylinders in Querschnitt gemäß Fig. 2, wobei

Fig. 41 den Kraftschubbeginn, Fig. 42 den Ausstoßtakt, Fig. 43 den Beginn des Ladens des Verbrennungsraumes durch den Einlaßschlitz und den seitlich sich öffnenden Einlaßraum des Kolbenbolzens über den äußeren Gebläseanschluß,

Fig. 44 das Laden des Verbrennungsraumes im unteren Todpunkt des Kolbens und Fig. 45 und 46 die Verdichtung der Gase im Verbrennungsraum unter Abstellung der Gebläseladung darstellen;

Fig. 47 Einen Halbschnitt durch den Zylinder, den Kolben und den den Antrieb der Kurbelwelle über eine Pleuelstange vermittelnden Kolbenbolzen, sowie eine Vorderansicht der Kurbelwelle, der zum Kolbenbolzen geführten Pleuelstange und der Anordnung eines dort geführten Zahnradgetriebes, welches einen kegelstumpfförmigen Hohlkörper gemäß Fig. 1 aufweist, welches nunmehr zur Steuerung einer Viertakt-Brennkraftmaschine nicht den Kolbenbolzen dreht, sondern einen oberhalb davon angeordneten Drehschieber;

Fig. 48 Eine Kolben-Seitenansicht mit zur Hälfte ge­ schnittenem Zylinder zur Steuerung der Viertakt- Brennkraftmaschine gemäß Fig. 47 unter sche­ matischer Darstellung des Kolbenbolzens und des oberhalb davon angeordneten Drehschiebers sowie des Eingriffs des den Kolbenbolzen umgebenden Zahnrades mit dem Zahnrad des Drehschiebers unter Darstellung des Ansaugtaktes gemäß Fig. 4;

Fig. 49 Eine Darstellung gemäß Fig. 48, wobei im Kolben zwei Drehschieber oberhalb des Kolbenbolzens angeordnet sind unter Darstellung des Beginns des Ansaugtaktes einer Viertakt-Brennkraftmaschine gemäß Fig. 11.

Während in der Schnittansicht gemäß Fig. 1 eine kolben­ integrierte Steuerung für eine Viertakt-Brennkraftmaschine dargestellt ist, ist in den Fig. 2 und 3 eine solche für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine dargestellt. Die Kolben­ bolzen 3, 41 und 44 gemäß Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 sind dabei jeweils als Drehschieber für die Steuerung des Motors ausgebildet und bestehen jeweils aus einem im Kolben 1, 100, 101 drehbaren und mit Ausschnitten sowie Kanälen und Öffnungen versehenen Hohlkörper, in welchem das Gasgemisch auf der einen Seite in einen Ansaugraum 5, 47 axial eintritt und aus welchen die Verbrennungsgase auf der anderen Seite aus einem Auslaßraum 6, 48 austreten.

Im Gegensatz zu dieser Steuerung ist in einer in Fig. 47 dargestellten zweiten Ausführungsform nicht der Kolbenbolzen 61 als Drehschieber ausgebildet, sondern in einer Parallel­ ebene zum Kolbenbolzen im Bereich oberhalb davon unterhalb des Kolbendeckels in einer zusätzlichen Querbohrung 49 ein separater Drehschieber 50 als im Kolben 102 drehbarer und mit Ausschnitten sowie Kanälen und Öffnungen versehener Hohlkörper angelegt, in welchem das Gasgemisch auf der einen Seite in einen Ansaugraum 51 axial eintritt und aus welchem die Verbrennungsgase auf der anderen Seite aus einem Auslaßraum 52 axial abziehen.

Die Zuführung des Gasgemisches erfolgt dabei jeweils in den Zylinder 2 in einen mittleren Bereich der Kolbenlauffläche über eine dort angelegte Frischgasöffnung 53 und eine Abgasöffnung 54.

Die Steuerung gemäß Fig. 47 und 48 unter Verwendung eines Kolbens 102 und die Abwandlung der Steuerung gemäß Fig. 49 unter Verwendung von zwei Drehschiebern 55, 56, welche oberhalb des Kolbenbolzens 44 angelegt sind, ist dabei jeweils für eine Viertakt-Brennkraftmaschine wie in Fig. 1 ausgelegt, was im einzelnen zur Steuerung gemäß Fig. 1 noch erläutert wird.

Der Antrieb des Drehschiebers oder Kolbenbolzens gemäß Fig. 1, 2, 3, 47, 48 und 49 erfolgt dabei jeweils über ein Zahnradgetriebe, welches ein fest am Kolbenbolzen 3, 41, 44 oder am Drehschieber 50, 55 und 56 angeordnetes Kegelzahnrad 10, 57, 58, 59 zur Herbeiführung der Drehbewegung mit einem an einem Lagerzapfen 8 der Kurbelwelle 4 der Brennkraft­ maschine befestigten, radial vorstehenden Kegelzahnrad 9 kraftmäßig verbindet, wobei gemäß Fig. 47, 48 und 49 ein zusätzliches auf dem Kolbenbolzen 61 angeordnetes, drehbares Kegelzahnrad 60 verwendet wird.

Es werden insofern jeweils ein oder mehrere rotierende Körper in den Kolben ungefähr in der Position des Kolben­ bolzens bekannter Zweitakt- oder Viertakt-Brennkraft­ maschinen eingesetzt, durch den (die) die Beschickung und Entleerung des Verbrennungsraumes durchgeführt wird. Insofern bedarf es nicht mehr der Anlage der bekannten Vorrichtungen zur Ventilsteuerung der Ein- und Auslaßvor­ gänge. Der als rotierender Körper ausgebildete Kolben bzw. Drehschieber steuert dabei den Einlaß und den Auslaß von Frisch- und Abgasen. Der Kolbenbolzen bzw. Drehschieber wird dabei so angetrieben, daß er sich in einem Verbrennungs­ zyklus sowohl eine Viertakt-Brennkraftmaschine als auch eine Zweitakt-Brennkraftmaschine ein einziges Mal um seine Achse dreht. Dies erfolgt dabei durch den im einzelnen noch erläuterten, verwendeten Zahnradantrieb, welcher die Ableitung der Drehbewegung des Kolbenbolzens bzw. Dreh­ schiebers aus dem Antrieb der Kurbelwelle 4 bewirkt.

Der Zahnradantrieb ist dabei jeweils so ausgelegt, daß aus der Drehung der Kurbelwelle eine gleichmäßige fortlaufende Drehung des Kolbenbolzens bzw. Drehschiebers im Kolben abgeleitet ist, wobei dies mit einer hohen Drehgeschwindig­ keit erfolgen kann, da erfindungsgemäß auf komplizierte Steuerungs-Bauelemente wie Nockenwellen, Stößel, Stößel­ stangen, Kipphebel, Ventile und vor allem auf höhere Drehzahlen von Motoren begrenzende Rückstellfedern für die Ventile verzichtet wird.

Durch diesen Antrieb des Kolbenbolzens bzw. Drehschiebers und durch eine entsprechende Anordnung von Kanälen und Öffnungen im Kolbenbolzen bzw. Drehschieber und im Kolben selbst, wird dabei der Einlaß der Frischgase bzw. des Auslassen der verbrannten Gase gesteuert, wobei die Ein- und Abführung der Gase im mittleren Bereich der Kolbenlauffläche erfolgt.

Bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine ergibt sich dabei der Vorteil, daß bei einem relativ geringen Aufwand eine genau definierte Trennung der Gasströme zwischen Frischgas und Abgas erzeugt werden kann, was zu einer Leistungssteigerung dieses Motorprinzips beiträgt.

Die kolbenintegrierte Steuerung gemäß Fig. 1 weist dabei einen als Drehschieber arbeitenden Kolbenbolzen 3 auf, welcher in einer Querbohrung 22 gemäß Fig. 2 im Kolben 1 drehbar gelagert ist. Er weist dabei Ausnehmungen, Kanäle und Öffnungen auf, so daß er den Einlaß und den Auslaß von Frisch- und Abgas über die Frischgasöffnung 53 und die Abgasöffnung 54 steuert. Der Kolbenbolzen wird dabei über ein Zahnradgetriebe 14, 15 und 16 derart angetrieben, daß er sich im Kolben entsprechend dem Steuerzeiten dreht, um die Steuerung des Motors zu übernehmen. Das Zahnradgetriebe für die in Fig. 1 und 47 dargestellte Steuerung einer Viertakt- Brennkraftmaschine weist dabei eine hohlkegelstumpfförmige Welle 14 auf und für die Steuerung einer Zweitakt-Brenn­ kraftmaschine eine Hohlzylinderwelle 17. An den Enden der Hohlzylinderwelle und der hohlkegelstumpfförmigen Welle befinden sich dabei Kegelzahnräder 15, 16 und 18, 19 (siehe Fig. 1, 2, 3 und 47).

An den die Steuerung des Motors bewirkenden Kolbenbolzen 3, 41 gemäß Fig. 1 und 2 bzw. 44 gemäß Fig. 3 oder Dreh­ schieber 50 gemäß Fig. 47 und 55, 56 gemäß Fig. 49 ist dabei außermittig ein Kegelzahnrad 10, 57 fest angelegt und somit mit dem Kolbenbolzen bzw. Drehschieber gleichzeitig drehbar. Dieses Kegelzahnrad greift dabei in das obere Kegelzahnrad 15 gemäß Fig. 1 bzw. 18 gemäß Fig. 2 und 3 oder in ein auf den Kolbenbolzen 41 frei drehbar gelagertes Kegelzahnrad 60 gemäß Fig. 47, 48 und 49.

Da das obere Kegelzahnrad 15, 18 mit der kegelstumpfförmigen Welle 14 bzw. der Hohlzylinderwelle 17 fest verbunden ist, und gleiches für das untere Zahnrad 16, 19 gilt, welches mit dem auf dem Lagerzapfen 8 der Kurbelwelle fest angelegten Kegelzahnrad 9 kämmt, wird die Drehung der Kurbelwelle 4 in einer Übersetzung entsprechend der Größe der Kegelzahnräder in eine Drehung des Kolbenbolzens 3, 41, 44 gemäß Fig. 1-3 und des Drehschiebers 50 gemäß Fig. 47, 48 und 49 über­ tragen.

Die Übersetzung bzw. Größe der verwendeten Kegelzahnräder ist dabei derart gewählt, daß zur Steuerung einer Viertakt- Brennkraftmaschine auf zwei Kurbelwellenumdrehungen einmal die im Kolbenbolzen 3 und den Drehschieber 50, 55, 56 angelegten Einlaß- und Auslaßschlitze 23, 24 freigegeben werden und bei der Steuerung einer Zweitakt-Brennkraft­ maschine bei einer einzigen Kurbelwellenumdrehung einmal die im Kolbenbolzen 41, 44 gemäß Fig. 2 und 3 angelegten Einlaß- und Auslaßschlitze 42, 43 sowie 45, 46 und des weiteren die Überströmschlitze 32, 33 bei einer Ausführung der Zweitakt-Brennkraftmaschine gemäß Fig. 3 mit einer Kurbelgehäusespülung.

Es kann dabei die Steuerung bei einer Viertakt-Brennkraft­ maschine derart erfolgen, daß der Kolbenbolzen bzw. der Drehschieber pro Verbrennungszyklus, also bei zwei Kurbel­ wellenumdrehungen, sich um 360° dreht und daß der Kolben­ bolzen bzw. Drehschieber sich bei einer Zweitakt-Brennkraft­ maschine ebenfalls einmal dreht.

Bei der Steuerung der Viertakt-Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1, 47, 48 und 49 weist dabei die kegelstumpfförmige Welle 14 ein oberes Kegelzahnrad 15 auf, welches im Ver­ gleich zu den ansonst gleichgroßen Kegelzahnrädern 9, 10, 16 nur die Hälfte der Zahnung aufweist und somit halb so groß ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 47, 48 und 49 ist dabei das Kegelzahnrad 15 entsprechend nur mit der Hälfte der Verzahnung versehen und somit halb so groß wie die Kegel­ zahnräder 9, 16, 60, 57, 58 und 59, welche gleich groß sind.

In der Ausführung der Steuerung gemäß Fig. 2 und 3 sind dagegen sämtliche Kegelzahnräder 9, 10, 18, 19 gleich groß, so daß die Übersetzung 1 : 1 zwischen der Drehung des Kegelzahnrades 19 und der Drehung des Kolbenbolzens 41, 44 gegeben ist.

Die kegelstumpfförmige Welle 14 und die Hohlzylinderwelle 17 werden dabei zur Montage über die Pleuelstange 11 gestülpt, welche mit ihrer Pleuelstangenbuchse 13 auf dem Lagerzapfen 8 der Kurbelwelle 4 befestigt ist. Anschließlich wird die Kurbelstange 11 mit ihrem Pleuelstangenkopf 12 an dem Kolbenbolzen 3, 41, 44, 61 in der in Fig. 1, 2, 3 und 47 dargestellten Weise mittig befestigt.

Eine Vorrichtung entsprechend der kegelstumpfförmigen Welle 14 und der Hohlzylinderwelle 17 könnte dabei aber auch seitlich außerhalb der Pleuelstange geführt und befestigt sein, wobei insofern der Kraftschluß zwischen dem oberen und unteren Zahnrad dieser Welle und dem Zahnrad auf dem Lagerzapfen 8 der Kurbelwelle sowie dem Zahnrad 10, 60 auf dem Kolbenbolzen 3, 61 bzw. dem Kolbenbolzen 41, 44 sicher­ gestellt sein muß.

Von dem auf dem Lagerzapfen der Kurbelwelle fest ange­ ordneten Zahnrad 9 aus bzw. dessen Verzahnung wird dabei die kegelstumpfförmige Welle 14 und die Hohlzylinderwelle 17, welche oben und unten Verzahnungen besitzt, wie ein Kardan angetrieben und somit der ein mit dem oberen Zahnrad in Kraftwirkung stehendes Zahnrad aufweisende Kolbenbolzen 3, 41, 44 gemäß Fig. 1, 2, 3 bzw. ein geometrischer Körper, der als Drehschieber gemäß Fig. 47, 48, 49 arbeitet derart angetrieben, daß er die Steuerfunktion des Motors übernimmt. Dabei ist es auch möglich, den Mittelteil der Pleuelstange 11 derart zu gestalten, daß sie nicht nur die bisher bekannte Funktion übernimmt, also die bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches entstehende Schubkraft des Kolbens auf die Kurbelwelle überträgt, sondern selber als Kardan ausgebildet und als Drehmittler zwischen Kurbelwelle und Kolbenbolzen fungiert.

Bei der vorliegenden Erfindung wird insofern der Kolben­ bolzen 3, 41, 44 und der Drehschieber 50, 55, 56 derart gelagert und angetrieben, daß er ein kontinuierlicher fortlaufend rotierender Körper zur Steuerung des Motors darstellt. Der Kolbenbolzen gemäß Fig. 1, 2 und 3 bzw. Drehschieber gemäß Fig. 47, 48 und 49 wird dabei gezielt gedreht, wobei der Kolbenbolzen als Steuerinstrument eine weitere Funktion erhält.

Gemäß Fig. 1 weist dabei der Kolbenbolzen 3 einen Ansaug­ raum 5 und einen Auslaßraum 6 auf, welche durch eine mittige Trennwand voneinander getrennt sind. Der Ansaug- und Auslaßraum 5, 6 öffnen sich dabei seitlich und weisen dabei einen gleichbleibenden Innendurchmesser auf, welcher etwas geringer als der Außendurchmesser des als Hohlzylinder ausgebildeten Kolbenbolzens 3 ist.

Im Kolbenbolzenzylindermantel 25 sind dabei gemäß Fig. 8 ein Einlaßschlitz 23 und ein Auslaßschlitz 24 angelegt, welche seitlich rechts bzw. links der dort durch Strichelung angedeuteten Trennwand 7 angelegt sind. Rechts seitlich der Trennwand 7 ist dabei die radial vorstehende Verzahnung des auf den Kolbenbolzen 3 fest angelegten Zahnrades 10 ange­ deutet. In Fig. 7 ist dabei dieser Aufbau in einem ver­ größerten Querschnitt als Abschnitt wiedergegeben. Gemäß Fig. 1 und Fig. 5 ist dabei in dem Kolbendeckel 26 eine Einlaßöffnung 27 und Auslaßöffnung 28 angelegt, welche über einen Kolbeneinlaßkanal 29 und einen Kolbenauslaßkanal 30 bis zum Kolbenbolzenzylindermantel 25 durch den Kolben geführt sind und dort je nach Drehstellung des Kolbenbolzens 3 mit dem Einlaßschlitz 23 und dem Auslaßschlitz 24 in Deckung bringbar sind, so daß Frischgase über die Frischgas­ öffnung 53 in den Verbrennungsraum oberhalb des Kolben­ deckels 26 einströmen können und die verbrannten Gase über den Kolbenauslaßkanal 30 und den Auslaßraum 6 in die Abgasöffnung 54 abströmen können.

In dem Kolben 1, 100, 101, 102, 103 sind dabei gemäß Fig. 1, 2, 3, 47 zusätzliche Ausnehmungen neben dem Kolbeneinlaß- und Auslaßkanal und der Querbohrung 22 zur Lagerung des Kolbenbolzens angelegt, wobei an der Unterseite des Kolbens 40 insofern eine Eintrittsöffnung 20, 21 zum Einbringen des Kopfes der Pleuelstange 11 und der auf sie gesetzten kegelstumpfförmigen Welle 14 oder hohlzylinderförmigen Welle 17 angelegt ist. Des weiteren ist mittig oberhalb des Kolbenbolzens eine konzentrisch um diesen umlaufende Ausnehmung angelegt, in welcher das Zahnrad 10 und 60 sowie der Pleuelstangenkopf mit den nach oben oder seitlich vor­ stehenden Teilen zur Aufnahme kommen.

Der Kolben 1 gemäß Fig. 1 sowie 102 und 103 gemäß Fig. 47, 48, 49 für eine Viertakt-Brennkraftmaschine als auch der Kolben 101, 100 gemäß Fig. 2 und 3 für eine Zweitakt- Brennkraftmaschine weisen dabei an ihrem äußeren Zylinder­ mantel 34 gegenüberliegende, teilweise in Umfangsrichtung umlaufende Ausnehmungen 35, 36 auf, welche sich seitlich einem Bereich oberhalb und unterhalb des Kolbenbolzens zusätzlich gemäß Fig. 4, 29-34 und 48, 49 erstrecken.

In diesen voneinander getrennten gegenüberliegenden Aus­ nehmungen 35, 36 strömen dabei die Frischgase und die verbrannten Gase, wobei auch bei einem Zweitakter eine genau definierte Trennung der Gasströme zwischen Frischgas und Abgas gegeben ist, was zu einer Leistungssteigerung dieses Motorprinzips beiträgt. Die Höhe dieser Ausnehmungen 35, 36, also die Abschnitte oberhalb und unterhalb der Querbohrung 22 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 3, 41, 44 ist dabei derart bemessen und die Anlage dieser Ausnehmungen im Zylinder­ mantel 34 derart vorgenommen, daß bei Verschiebung des Kolbens zwischen seinem oberen und unteren Todpunkt die Frischgasöffnung 53 und Abgasöffnung 54 noch im Bereich der Ausnehmungen 35, 36 liegen. Durch eine entsprechende Bemessung der Höhe dieser Ausnehmungen können dabei die Ausström- und Einströmzeiten für die Frischgase und die verbrannten Gase verlängert werden.

Die Ausbildung des als Hohlkörper ausgebildeten Kolbenbolzen 41, 44 gemäß Fig. 2 und 3 für eine Zweitakt-Brennkraft­ maschine ergibt sich dabei aus der Abwicklung des Kolben­ bolzens gemäß Fig. 9 und 10. Während der für eine Gebläse­ ladung vorgesehene Kolben 101 und Kolbenbolzen 41 gemäß Fig. 2 entsprechend dem Kolbenbolzen 3 ausgebildet ist und dabei lediglich etwas kleiner bemessene Einlaß- und Auslaß­ schlitze 42, 43 aufweist, welche zu einem Ansaugraum 5 und einem Auslaßraum 6 führen, der sich seitlich des Kolben­ bolzens entsprechend dem Kolbenbolzen 3 öffnet, ist der gemäß Fig. 3 im Kolben 100 verwendete Kolbenbolzen 44 gegenüber der Steuerung der Fig. 2 abgewandelt. Insofern erfolgt die Ladung des Verbrennungsraumes in Fig. 3 über eine Kurbelgehäusespülung, wobei in dem Kolben 101 gemäß Fig. 2 zusätzlich seitlich zur Eintrittsöffnung 21 eine Füllöffnung 37 zwischen Kolbenbolzen und Unterseite 40 des Kolbens sowie auf der gegenüberliegenden Seite ein Kanal 39 angelegt ist.

Ansonsten entspricht der Aufbau des in Fig. 3 verwendeten Kolbens 100 dem des Kolbens 101 der Fig. 2. Der Kolben­ bolzen 44 weist dabei einen äußeren Ansaugraum 47 und einen gegenüberliegenden Auslaßraum 48 auf, wobei zwischen diesen ein Überströmraum 31 angelegt ist. Es sind insofern im Kolbenbolzen 44 zwei Trennwandungen gegeben, wobei in Fig. 10 seitlich rechts und links der Abwicklung des Zahnrades 10 die Überströmschlitze 32, 33 angedeutet sind und seitlich außerhalb der Trennwandungen der Einlaßschlitz und Auslaß­ schlitz 45, 46.

In der schematischen Darstellung der Arbeitsweise der kolbenintegrierten Steuerung für eine Viertakt-Brennkraft­ maschine ist jeweils die Zuführung von Frischgas bzw. verbrannter Gase durch Punktierung der entsprechenden Gasmengen angedeutet. Es sind dabei jeweils die geöffneten Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen 27, 28 und Kolbeneinlaß- und Kolbenauslaßkanäle 29, 30 sowie Einlaß- und Auslaßschlitze 23, 24 mit Bezugszeichen versehen. In den Fig. 17-28 ist dabei in der oberen Reihe jeweils der im Querschnitt darge­ stellte Zylinder 2 und in Draufsicht dargegebene Kolben­ deckel 26 wiedergegeben sowie die Einlaßöffnung 27 und 28 des Kolbeneinlaß- und Kolbenauslaßkanales 28, 29. In dem Fall, daß der unterhalb davon jeweils wiedergegebene Kolbenbolzen eine derartige Drehstellung hat, daß sein Einlaßschlitz 23 bzw. Auslaßschlitz 24 in Deckung mit der Einlaßöffnung 27 bzw. Auslaßöffnung 28 gerät, ist dabei die Einlaß- bzw. Auslaßöffnung 27, 28 schraffiert dargestellt (siehe Fig. 19, 20 und 27, 28).

In den Fig. 29-34 ist dabei die schematische Dar­ stellung der kolbenintegrierten Steuerung für eine Viertakt- Brennkraftmaschine zusätzlich unter Darstellung des zur Hälfte geschnittenen Zylinders 2 und des sich entsprechend dem Verbrennungszyklus über eine Drehung der Kurbelwelle von 720° verschiebenden Kolbens 1 in Seitenansicht wiedergegeben. Es ist dabei jeweils die Ausnehmung 35 seitlich in dem Zylindermantel 34 des Kolbens 1 zu erkennen sowie die dortige Mündung des als zylinderförmiger Hohlkörper ausge­ bildeten Kolbenbolzens 3, wobei in Strichelung das auf diesen fest angeordnete Zahnrad 10 und die Kolbeneinlaß- und Kolbenauslaßkanäle 29, 30 dargestellt sind. Ferner erkennt man den Einlaßschlitz 23 und den Auslaßschlitz 24 des Kolbenbolzens.

Gemäß Fig. 3 ist dabei in den Fig. 35-40 in einer schematischen Darstellung die kolbenintegrierte Steuerung für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelgehäuse­ spülung dargestellt, wobei in 6 einzelnen Zeichnungen der Verbrennungszyklus während des Kraftschubbeginns gemäß Fig. 35 bis zum Ende des Ansaugtaktes gemäß Fig. 40 dargestellt ist. Der einen Überströmraum 31 sowie einen Ansaugraum 47 und einen Auslaßraum 48 aufweisende Kolbenbolzen 44 befindet sich dabei in Fig. 35 in einer derartigen Drehstellung, daß weder sein Einlaßschlitz 45 noch sein Auslaßschlitz 46 mit der Öffnung des Kolbeneinlaß- und Kolbenauslaßkanals 29, 30 in Deckung ist. Entsprechendes gilt dabei für die Überström­ schlitze 32, 33 der Überströmöffnung 31. Dagegen ist in Fig. 36 der Kolbenauslaßkanal 30 mit dem Auslaßschlitz 46 in Deckung gebracht, so daß die verbrannten Gase über die Ausnehmung 36 in die Abgasöffnung 54 ausströmen können. Gemäß Fig. 37 befindet der Kolbenbolzen 44 sich dabei in einer derartigen Drehstellung, daß ein Laden des Ver­ brennungsraumes erfolgen kann, wobei dies über eine Ent­ lüftung des Kurbelgehäuses erfolgt. Es ist dabei vom Kugelgehäuse aus eine Verbindung über den Überströmraum 31 in den Kolbeneinlaßkanal 29 gegeben, wobei der Überström­ schlitz 32 des Überströmraumes 31 in Deckung mit dem Kanal 39 an der Unterseite des Kolbens sich befindet, so daß das Frischgas aus dem Kurbelgehäuse über den zweiten Überström­ schlitz 32 und den Kolbeneinlaßkanal 29 in den Verbrennungs­ raum gelangt.

Diese Öffnung der Kanäle und Drehstellung des Kolbenbolzens 44 ist dabei ebenfalls in Fig. 3& gegeben. In Fig. 39 ist dabei der Beginn des Ansaugtaktes dargestellt, wobei die Füllöffnung 37 an der Unterseite des Kolbens und der Einlaßschlitze 45 im Ansaugraum 47 des Kolbenbolzens 44 in Deckung sind.

In der schematischen Darstellung der kolbenintegrierten Steuerung für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Gebläse­ ladung gemäß Fig. 41-46 erfolgt dabei ein Aufbau der Steuerung gemäß Fig. 2, wobei ein Kolbenbolzen 41 verwendet wird, welcher durch das Zahnradgetriebe 17, 18, 19 mit den zusätzlichen Kegelzahnrädern 9 und 10 kontinuierlich während des Verbrennungszyklusses gedreht wird. Es sind dabei wieder im Zylindermantel 34 des Kolbens 101 zwei gegenüberliegende Ausnehmungen 35, 36 angelegt, welche während der Ver­ schiebung des Kolbens in Verbindung mit der Frischgasöffnung 53 und der Abgasöffnung 54 stehen, wobei mit einfachstem Aufwand eine genaue definierte Trennung der Gasströme zwischen Frischgas und Abgas erreicht wird. Es ist dabei jeweils die Deckung der Einlaß- und Auslaßschlitze 23, 24 mit den Auslaßöffnungen 27, 28 des Kolbens durch Angabe der Bezugsziffern angedeutet.

Der Gebläseanschluß erfolgt dabei an der Frischgasöffnung 53 und ist als solcher nicht dargestellt.

Bezugszeichenliste

1, 100, 101, 102, 103 Kolben
2 Zylinder
3 Kolbenbolzen (Fig. 1)
4 Kurbelwelle
5 Ansaugraum (Fig. 1, 2)
6 Auslaßraum (Fig. 1, 2)
7 Trennwand
8 Lagerzapfen der Kurbelwelle
9 Kegelzahnrad am Lagerzapfen der Kurbelwelle
10 Kegelzahnrad am Kolbenbolzen (Fig. 1, 2, 3)
11 Pleuelstange
12 Pleuelstangenkopf
13 Pleuelstangenlagerbuchse
14 Kegelstumpfförmige Welle
15, 16 oberes und unteres Kegelzahnrad am Kegelstumpf
14, 15, 16 Zahnradgetriebe (Fig. 1, 47)
17 Hohlzylinderwelle
18, 19 oberes und unteres Kegelzahnrad am Hohlzylinder
17, 18, 19 Zahnradgetriebe (Fig. 2, 3)
20 Öffnung an der Unterseite des Kolbens (Fig. 1, 47)
21 Öffnung an der Unterseite des Kolbens (Fig. 2, 3)
22 Querbohrung zur Lagerung des Kolbenbolzens (Fig. 1, 2, 3)
23 Einlaßschlitz (Fig. 1)
24 Auslaßschlitz (Fig. 1)
25 Kolbenbolzenzylindermantel
26 Kolbendeckel
27 Einlaßöffnung
28 Auslaßöffnung
29 Kolbeneinlaßkanal
30 Kolbenauslaßkanal
31 Überströmraum (Fig. 3)
32, 33 Überströmschlitze (Fig. 3, 10)
34 Zylindermantel des Kolbens
35, 36 gegenüberliegende Ausnehmungen am Zylinder­ mantel
37 Füllöffnung zwischen Kolbenbolzen und der Unter­ seite des Kolbens (Fig. 3, 40)
38 Ansaugöffnung im Kolbenbolzen (Fig. 3, 40)
39 Kanal an der Unterseite des Kolbens (Fig. 3, 40)
40 Unterseite des Kolbens
41 Kolbenbolzen (Fig. 2, Gebläseladung)
42 Einlaßschlitz des Kolbenbolzens (Fig. 2)
43 Auslaßschlitz (Fig. 2)
44 Kolbenbolzen (Fig. 3, Kurbelgehäusespülung)
45 Einlaßschlitz (Fig. 3)
46 Auslaßschlitz (Fig. 3)
47 Ansaugraum (Fig. 3)
48 Auslaßraum (Fig. 3)
49 Querbohrung im Kolben 102 (Fig. 47)
50 separater Drehschieber (Fig. 47)
51 Ansaugraum (Fig. 47)
52 Auslaßraum (Fig. 48)
53 Frischgasöffnung
54 Abgasöffnung
55, 56 Drehschieber (Fig. 49)
57 Kegelzahnrad am Drehschieber (50)
58 Kegelzahnrad am Drehschieber (55)
59 Kegelzahnrad am Drehschieber (56)
60 frei um den Kolbenbolzen (61) drehbares Kegelzahnrad
61 Kolbenbolzen (Fig. 47, 48, 49)
62 Kolbeneinlaßöffnung (Fig. 47)
63 Kolbenauslaßöffnung (Fig. 47)
64 axiale Eintrittsöffnung des Drehschiebers (50)
65 axiale Austrittsöffnung des Drehschiebers (50)

Claims (33)

1. Kolbenintegrierte Steuerung für Zweitakt- oder Viertakt- Brennkraftmaschinen, bei welchen die Steuerung durch einen als Drehschieber arbeitenden Kolbenbolzen bewirkt wird, welcher den Antrieb der Kurbelwelle vermittelt und als ein im Kolben drehbarer und mit Ausschnitten ver­ sehener Hohlkörper ausgebildet ist, in welchen das Gasgemisch auf der einen Seite in einen Ansaugraum axial eintritt und aus welchem die Verbrennungsgase auf der anderen Seite aus einem Auslaßraum axial abziehen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolbenbolzen (3, 100, 101) ein zusammen mit diesem drehbares Zahnrad (10) fest angelegt ist, welches unmittelbar über ein Zahnradgetriebe (14, 15, 16; 17, 18, 19) oder ein Kettenantrieb zur Herbeiführung der Drehbewegung mit einem an einem Lagerzapfen (8) der Kurbelwelle (4) befestigtes, radial vorstehendes Zahnrad (9) unter Ableitung der Drehbewegung aus dem Antrieb der Kurbel­ welle (4) in Kraftwirkung steht.

2. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Kolbenbolzen angelegte Zahnrad (10) als radial vorstehender, über den Umfang des Zylindermantels (34) des Kolbenbolzens (3, 100, 101) geführter Zahnkranz ausgebildet ist.

3. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zahnradgetriebe (14, 15, 16) für ein Viertaktmotor das auf dem Kolbenbolzen (3) radial nach außen vorstehende, fest angelegte Zahnrad (10) als Kegelzahnrad mit einem in einer Ebene um 9° versetzten Kegelzahnrad (15) kämmt, welches auf dem oberen Ende einer nach dort konisch zulaufenden durch eine Öffnung des Kolbens bis unter den Kolbenbolzen (3) geführten kegelstumpfförmigen Welle (14) angelegt ist, welche zur Pleuelstange (11) in Längsrichtung bis zur Pleuelstangenlagerbuchse (13) geführt ist und an diesem Ende ein zum oberen Kegelzahn­ rad (15) in einer parallelen Ebene angeordnetes, über den Außenmantel radial vorstehendes, fest angelegtes Kegel­ zahnrad (16) aufweist, das mit dem auf dem Lagerzapfen (8) der Kurbelwelle fest angelegten Kegelzahnrad (9) kämmt, wobei die Übersetzung 1 : 2 ist, und somit der Kolbenbolzen (3) sich lediglich um eine halbe Umdrehung gegenüber der der Kurbelwelle (4) dreht.

4. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb einer Zweitakt-Brennkraftmaschine das Zahnradgetriebe (17, 18, 19) eine Hohlzylinderwelle (17) aufweist, welche die Pleuelstange (11) umgibt und an ihrem oberen Ende durch eine Öffnung (21) des Kolbens (100, 101) bis unter den Kolbenbolzen (41, 44) geführt ist und dort ein an ihr fest angeordnetes Kegelzahnrad (18) und an ihrem anderen Ende ebenfalls ein fest ange­ ordnetes, parallel zum oberen Kegelzahnrad (18) aus­ gerichtetes Kegelzahnrad (19) aufweist, welches mit einem oberen am Kolbenbolzen (41, 44) fest angeordneten, radial vorstehenden Kegelzahnrad (10) bzw. mit einem an dem Lagerzapfen (8) der Kurbelwelle fest angeordneten, radial vorstehenden Kegelzahnrad kämmt, wobei die Übersetzung 1 : 1 ist.

5. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbolzen (3; 61) in der Mitte des Kolbens eine Trennwand (7) aufweist, so daß sich dieser seitlich nach rechts und links über einen Ansaug- und Auslaßraum (5, 6) axial öffnet, und wobei zu diesen Räumen im Kolben­ bolzenzylindermantel seitlich zumindest ein Einlaß- oder ein Auslaßschlitz (23, 24) angelegt ist.

6. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbolzen (44) einen äußeren Ansaugraum (47) und einen Auslaßraum (48) sowie einen mittleren Überströmraum (31) aufweist, wobei in der zylinderförmigen Außenwandung (25) des Kolbenbolzens (44) im Bereich des Ansaug- oder Auslaßraumes (47, 48) zumindest ein Einlaß- bzw. Auslaß­ schlitz (45, 46) angelegt ist, und in dem mittleren Überströmraum (31) zumindest zwei um 180° versetzt im Mantel angelegte Überströmschlitze (32, 33), über welche das Einlassen der Frischgase aus dem Kurbelwellenraum in den Verbrennungsraum bei geeigneter Drehstellung ermög­ licht ist.

7. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbolzen (3) sowohl zur Steuerung eines Zweitakt­ als auch eines Viertakt-Verbrennungsmotors verwendet wird, wobei als Zweitakt-Verbrennungsmotor ein solcher mit Gebläseladung verwendet ist.

8. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolbendeckel (26) des Kolbens (1, 100, 101) mindestens eine Einlaß- und Auslaßöffnung (27, 28) angelegt ist, welche über zumindest einen Kolbeneinlaß- und einen Kolbenauslaßkanal (29, 30) bis zur Außenseite des Kolbenbolzens (3, 41, 44) geführt und dort mit dem dort jeweils mündenden Einlaß- und Auslaßschlitz (23, 24; 41, 43; 45, 46) bei bestimmter Drehung des Kolbenbolzens in Deckung bringbar sind.

9. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben dem auf der Zylindermantel (25) des Kolbenbolzens (3, 41, 44) angelegten Zahnrad (10) der Pleuelstangenkopf (12) gelagert ist, wobei eine axiale Festlegung der Anordnung aus diesen beiden Teilen eine Zentrierung des Kolbenbolzens (3, 41, 44) in Längsrichtung bewirkt.

10. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Material des Kolbens (1, 100, 101) eine Ausnehmung angelegt ist, welche die Anordnung aus Zahnrad (10) und Pleuelstangenkopf (12) umgibt.

11. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlängerung der Füll- und Entleerungszeit an dem äußeren Zylindermantel (34) des Kolbens (1, 100, 101) zwei gegenüberliegende, in Umfangsrichtung teilweise um­ laufende Ausnehmungen (35, 36) angelegt sind, welche sich seitlich in einen Bereich oberhalb und unterhalb des Kolbenbolzens (3, 41, 44) erstrecken.

12. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (40) quer durch die dortige Wandung des Kolbens (100) ein Füllkanal (47) angelegt ist, welcher sich vom Bereich des Ansaugraumes (47) des Kolbenbolzens (100) unterhalb der dortigen Ansaugöffnung (38) bis in den Kurbelraum im Ansaugtakt erstreckt.

13. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Laden des Verbrennungsraumes in dem Bereich der Wandung an der Unterseite (40) des Kolbens (100) bis zur Querbohrung (22) zur Aufnahme des Kolbenbolzens (44) ein Kanal (39) angelegt ist, welcher vom Kurbelraum bis zum mittleren Überströmraum (31) geführt ist und dort in Deckung mit dem unteren Überströmschlitz (32) des Kolbenbolzens (44) bringbar ist.

14. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zylindermantel (34) des Kolbens angelegte Aus­ nehmungen (35, 36) getrennt für den Bereich der Öffnung des Ansaugraumes (5) und den Bereich der Öffnung des Auslaßraumes (6) jeweils in die Frischgas- bzw. Abgas­ öffnung (53, 54) des Motors übergehen, welche in der Zylinderwandung münden.

15. Kolbenintegrierte Steuerung für Zweitakt- oder Viertakt- Brennkraftmaschinen, bei welchen die Steuerung durch zumindest einen Drehschieber bewirkt wird, der als im Kolben drehbarer und mit Ausschnitten versehener Hohl­ körper ausgebildet ist, in welchen das Gasgemisch auf der einen Seite in einen Ansaugraum axial eintritt und/oder aus welchem die Verbrennungsgase auf der anderen Seite aus einem Auslaßraum axial abziehen, und wobei der Antrieb des Drehschiebers durch die Kurbelwelle ver­ mittelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung des oder der Drehschieber (50, 55, 56) in mindestens einer Parallelebene zum Kolbenbolzen (61) zwischen diesem und dem Kolbendeckel (26) gegeben ist und daß zumindest an einem der Drehschieber (50, 55, 56) ein zusammen mit diesem drehbares, fest an diesem ange­ ordnetes Zahnrad (57, 58, 59) angelegt ist, welches über ein Zahnradgetriebe (14, 15, 16) zur Herbeiführung der Drehbewegung des oder der Drehschieber (50, 55, 56) mit einem an einem Lagerzapfen der Kurbelwelle befestigten, radial vorstehenden Zahnrad (9) unter Ableitung der Drehbewegung aus dem Antrieb der Kurbelwelle (4) in Kraftwirkung steht.

16. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolben (103) ein Drehschieber (56) für die Zuführung von Frischgas und ein Drehschieber (55) für die Abführung von Abgas angelegt ist, wobei in dem einen Drehschieber (56) der Ansaugraum und in dem anderen Drehschieber der Auslaßraum angelegt ist, welche sich seitlich zum äußeren Zylindermantel des Kolbens öffnen, und daß beide Drehschieber (55, 56) über das gleiche Zahnradgetriebe (14, 15, 16) angetrieben werden.

17. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kolbenbolzen (61) ein frei drehbares Zahnrad (60) angelegt ist, welches mittelbar in Kraftwirkung mit dem auf dem Lagerzapfen (8) der Kurbelwelle (4) be­ festigten, radial vorstehenden Zahnrad (9) steht sowie des weiteren in unmittelbarer Kraftwirkung mit dem an einem oder beiden Drehschiebern (55, 56) fest angeordneten, mit diesem drehbaren Zahnrad (58, 59).

18. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Drehschieber mit dem auf dem Kolbenbolzen frei drehbar angeordneten Zahnrad in Kraftwirkung steht und daß der zweite Kolbenbolzen einen fest an ihm ange­ ordnetes Zahnrad oder einen über seinen Umfang er­ streckten Zahnkranz aufweist, welches mit einem an dem ersten Drehschieber fest angeordneten Zahnrad mittelbar oder unmittelbar in Kraftwirkung steht.

19. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 16 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden verwendeten Drehschieber (55, 56) parallel zueinander im Abstand angeordnet sind.

20. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Zahnradgetriebe zum Antrieb des Drehschiebers zur Steuerung eines Viertaktmotors das auf dem Kolbenbolzen (61) frei drehbar angeordnete Zahnrad (60) radial nach außen vorsteht und als Kegelzahnrad mit einem in einer Ebene um 90° versetzten Kegelzahnrad (15) kämmt, welches auf dem oberen Ende einer nach dort konisch zulaufenden, durch eine Öffnung (20) des Kolbens (102) bis unter den Kolbenbolzen (61) geführten kegelstumpfförmigen Welle (14) angelegt ist, welche zur Pleuelstange in Längsrichtung bis zur Pleuelstangenlagerbuchse (13) geführt ist und an diesem Ende ein zum oberen Kegelzahnrad (15) in einer parallelen Ebene angeordnetes, über den Außenmantel der Welle (14) radial vorstehendes, fest angelegtes Kegel­ zahnrad (16) aufweist, das mit dem auf dem Lagerzapfen (8) fest angelegten Kegelzahnrad (9) kämmt, wobei die Übersetzung 1 : 2 ist, und somit der Kolbenbolzen (61) und der oder die Drehschieber (50, 55, 56) sich lediglich um eine halbe Umdrehung gegenüber der der Kurbelwelle (4) drehen.

21. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb einer Zweitakt-Brennkraftmaschine das Zahnradgetriebe (17, 18, 19) eine Hohlzylinderwelle (17) aufweist, welche die Pleuelstange (11) umgibt und an seinem oberen Ende durch eine Öffnung (20) des Kolbens (102) bis unter den Kolbenbolzen (61) geführt ist und dort ein an ihm fest angeordnetes Kegelzahnrad (18) und an seinem anderen Ende ebenfalls ein fest angeordnetes, parallel zum oberen Kegelzahnrad (18) ausgerichtetes Kegelzahnrad (19) aufweist, welches mit dem am oberen Kolbenbolzen drehbar angeordneten, radial vorstehenden als Kegelzahnrad ausgebildeten Zahnrad (60) bzw. mit einem an dem Lagerzapfen (8) der Kurbelwelle fest angeordneten, radial vorstehenden als Kegelzahnrad ausgebildeten Zahnrad (9) kämmt, wobei diese Zahnräder (9, 18, 19, 60) und das Zahnrad (57) des oder der Dreh­ schieber gleichgroß sind und die Übersetzung 1 : 1 ist.

22. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung lediglich eines einzigen Drehschiebers (50) dieser etwa in seiner Mitte eine Trennwand (7) aufweist, so daß sich dieser seitlich nach rechts und links über einen Ansaug- und Auslaßraum (5, 6) axial öffnet, und wobei in diesen Räumen am äußeren Zylinder­ mantel (25) des Drehschiebers seitlich zumindest ein Einlaß- und ein Auslaßschlitz (23, 24) angelegt ist.

23. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines einzigen Drehschiebers dieser einen äußeren Ansaugraum und einen Auslaßraum (47, 48) sowie einen mittleren Überströmraum (31) aufweist, oder daß bei Verwendung von zwei Drehschiebern bei einem Drehschieber neben einem seitlichen Einlaß- oder Auslaßraum etwa mittig ein mittlerer Überströmraum angelegt ist, wobei in der zylinderförmigen Außenwandung des jeweiligen Drehschiebers im Bereich des Einlaß- bzw. Auslaßraumes zumindest ein Einlaß- oder Auslaßschlitz (45, 46) angelegt ist, und in dem mittleren Überströmraum (31) zumindest zwei um 180° versetzte, im Mantel angelegte Überström­ schlitze (32, 33), über welche das Einlassen der Frisch­ gase aus dem Kurbelwellenraum in den Verbrennungsraum bei geeigneter Drehstellung ermöglicht ist.

24. Kolbenintegrierte Steuerung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (50) sowohl zur Steuerung eines Zweitakt­ als auch eines Viertakt-Verbrennungsmotors verwendet wird, wobei als Zweitakt-Verbrennungsmotor ein solcher mit Gebläseladung verwendet ist.

25. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolbendeckel (26) des Kolbens (102) mindestens eine Einlaß- und Auslaßöffnung (62, 63) angelegt ist, welche über zumindest einen Kolbeneinlaß- und einen Kolbenauslaßkanal bis zur Außenseite des oder der Drehschieber (61) geführt und dort mit dem dort jeweils mündenden Einlaß- und Auslaßschlitz (23, 24; 45, 46) sowie einen gegebenenfalls vorgesehenen Überströmschlitz (32, 33) bei bestimmter Drehung des Drehschiebers (50) in Deckung bringbar sind.

26. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben dem auf der Zylindermantelfläche des Kolbenbolzens (61) angelegten frei drehbaren Zahnrad (60) der Pleuelstangenkopf (12) gelagert ist, wobei eine axiale Festlegung der Anordnung aus diesen beiden Teilen eine Zentrierung des Kolbenbolzens (61) in Längsrichtung bewirkt.

27. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Material des Kolbens (102, 103) Querbohrungen (22, 49) angeordnet sind, in welchen der oder die Dreh­ schieber (50) und der Kolbenbolzen (61) angeordnet sind, sowie Ausnehmungen, in welche die Anordnung der den Kolbenbolzen (61) und den oder die Drehschieber (50) umgebenden Zahnräder (60, 57) und des Pleuelstangenkopfes (12) erfolgt.

28. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlängerung der Füll- und Entleerungszeit an dem äußeren Zylindermantel des Kolbens (102, 103) zwei gegenüberliegende, in Umfangsrichtung teilweise um­ laufende Ausnehmungen (35, 36) angelegt sind, welche sich seitlich in einem Bereich oberhalb und unterhalb der axialen Eintritts- bzw. Austrittsöffnung (64, 65) der oder des Drehschiebers (50, 55, 56) erstrecken.

29. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite quer durch die dortige Wandung des Kolbens (102, 103) ein Füllkanal angelegt ist, welcher sich vom Bereich des Ansaugraumes (47) des Drehschiebers unterhalb der dortigen Ansaugöffnung (38) bis in den Kurbelraum erstreckt.

30. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß zum Laden des Verbrennungsraumes in dem Bereich der Wandung an der Unterseite des Kolbens (102, 103) bis zur Querbohrung zur Aufnahme des Drehschiebers ein Kanal (39) angelegt ist, welcher vom Kurbelraum bis zum mittleren Überströmraum (31) geführt ist und dort in Deckung mit dem unteren Überströmschlitz (32) des Drehschiebers bei geeigneter Drehstellung bringbar ist.

31. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zylindermantel des Kolbens (102, 103) angelegten Ausnehmungen (35, 36) getrennt für den Bereich der Eintrittsöffnung (64) des Ansaugraumes und den Bereich der Austrittsöffnung (65) des Auslaßraumes jeweils in die Frischgas- bzw. Abgasöffnung (53, 54) des Motors übergehen, welche in der Zylinderwandung mündet.

32. Kolbenintegrierte Steuerung nach einem der Ansprüche 15 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anlage mehrerer Drehschieber (55, 56) einer davon der Kolbenbolzen (61) ist.

33. Zweitakt- oder Viertakt-Verbrennungskraftmaschine mit einer kolbenintegrierten Steuerung, welche durch zu­ mindest einen Drehschieber bewirkt wird, der als im Kolben drehbarer und mit Ausschnitten versehener Hohlkörper ausgebildet ist, in welchem das Gasgemisch auf der einen Seite in einen Ansaugraum axial eintritt und/oder aus welchem die Verbrennungsgase auf der anderen Seite aus einem Auslaßraum axial abziehen, und wobei der Antrieb des Drehschiebers durch die Kurbelwelle vermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung nach einem der Ansprüche 1-32 ausgebildet ist.