DE19547625A1

DE19547625A1 - Radial piston engine or machine

Info

Publication number: DE19547625A1
Application number: DE19547625A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Seemann
Original assignee: Media Tech Vertriebs 78647 Trossingen De GmbH; MEDIA TECH VERTRIEBS GmbH
Current assignee: Seemann Olivia 78549 Spaichingen De
Priority date: 1995-02-15
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1996-08-22

Abstract

The cylinders and pistons (18) are in a star pattern, and incorporate cylinder heads with valves. These are situated symmetrically, and power is transmitted by a disc rotating in the housing and with a peripheral face (13) towards the pistons and incorporating alternate cam humps (26) and recesses (28). The free ends (32) of the piston rods (30) furthest from the pistons (16) act against this cam to convert reciprocating into rotary motion. The humps and recesses can be on the inside or outside of the disc, and the cylinders and pistons are pref. in a common plane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine, insbesondere einen Verbrennungsmotor, zum Beispiel Einspritzmotor, mit einem Gehäu se, mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung mit sternförmig zuein ander ausgerichteten Zylindern, in welchen Kolben mit hieran angeordneten Pleueln gleitend geführt sind und an welche jeweils mit Ventilen versehene Zylinderköpfe anschließen, welche Ventile für den Fluidaustausch der Zylinder sorgen, und mit einer mit den Pleueln in Wirkverbindung stehenden Kraftübertragungsein richtung.The invention relates to a piston machine, in particular one Internal combustion engine, for example an injection engine, with a housing se, with a piston-cylinder arrangement with a star shape other aligned cylinders, in which pistons with this arranged connecting rods are slidably guided and to which each connect valve heads with valves, which valves ensure the fluid exchange of the cylinders, and with one with the connecting rods are operatively connected direction.

Kolbenmaschinen sind seit langem bekannt. Sie werden als Kraft- und als Arbeitsmaschinen, zum Beispiel Kolbenpumpen, eingesetzt. Kolbenmaschinen zur Kraftbereitstellung sind zum Beispiel Ver brennungsmotoren, wie Ottomotoren und Dieselmotoren. Hierbei sind üblicherweise mehrere in Zylinderlaufbüchsen geführte Kol ben vorgesehen, die je nach Bauart nebeneinander in Reihe an geordnet sind. Diese Anordnung wird allgemein als Reihenmotor bezeichnet und stellt die weitestverbreitete Bauform dar. Andere Bauformen sind sogenannte V-Motoren, bei denen die Zylinder unter einem Winkel < 90° zueinander geneigt sind, und Boxer motoren, bei denen die Zylinder in einer Ebene einander gegen überliegen mit einer dazwischen angeordneten Kurbelwelle. Piston engines have been known for a long time. They are called strength and used as working machines, for example piston pumps. Piston machines for power supply are, for example, Ver internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines. Here are usually several Kol out in cylinder liners ben provided, depending on the design side by side in a row are ordered. This arrangement is commonly called an inline engine denotes and represents the most widespread design. Others Designs are so-called V-engines, in which the cylinders are inclined at an angle <90 ° to each other, and boxers motors in which the cylinders face each other in one plane overlap with a crankshaft arranged between them.

Alle genannten Kolbenmaschinen haben infolge der nicht stets gleichmäßig erfolgenden Verbrennung des Kraftstoffes den unruhi gen Rundlauf gemein, wobei der aus der Verbrennung resultierende Verbrennungsdruck sich vom Kolben über das beweglich gelagerte Pleuel auf den jeweiligen, exzentrisch angeordneten Kurbelzapfen der Kurbelwelle überträgt. Hierbei treten Ungleichgewichte auf, die aus der alternierenden Hubbewegung der Kolben, zumindest bei niedrigen Drehzahlen, resultieren und die Laufruhe beeinträchti gen sowie den Ausgleich mittels entsprechender Massen, zum Beispiel an den den Kurbelzapfen entgegengesetzten Enden der Kur belwangen der Kurbelwelle angeformte Gegengewichte, erfordern. Dies erhöht einerseits die bewegten Massen als auch die Masse des Motors, so daß dessen Leistungsgewicht sich verschlechtert.As a result of the piston engines mentioned, they do not always have uniform combustion of the fuel the unruhi gene concentricity, whereby the result of the combustion Combustion pressure from the piston to the movably mounted Connecting rods on the respective, eccentrically arranged crank pins the crankshaft transmits. Here imbalances occur that from the alternating stroke movement of the pistons, at least at low speeds, result and affect the smoothness conditions as well as the compensation by means of appropriate masses, for Example on the ends of the cure opposite the crank pins counterweights formed on the crankshaft, require. On the one hand, this increases the moving masses as well as the mass of the engine, so that its power to weight deteriorates.

Eine weitere, speziell für den Antrieb von Flugzeugen geschaffe ne Bauform wird von sogenannten Sternmotoren gebildet, die je weils eine sternförmig angeordnete Kolben-Zylinder-Anordnung mit ungerader Zylinderanzahl aufweisen, welche eine zentral angeord nete Kurbelwelle beaufschlagen. Diese Art von Verbrennungsmotor, die auf Leichtbau abzielt, wird heute nur vereinzelt und nur bei kleinen Flugzeugen eingesetzt, da ihre Konstruktion aufwendig ist und die Bereitstellung von hochverdichtbarem Ottokraftstoff erfordert. Darüber hinaus ist die Wärmefreisetzung solcher Sternmotoren nicht unerheblich, so daß ihr Einsatz auch unter diesem Gesichtspunkt auf Flugzeuge beschränkt ist.Another, specially created for the propulsion of aircraft ne design is formed by so-called radial engines, each Weil with a piston-cylinder arrangement arranged in a star shape have an odd number of cylinders, which are arranged centrally Actuate the crankshaft. This kind of internal combustion engine, which is aimed at lightweight construction is only occasionally and only at small aircraft used because their construction is complex is and the provision of highly compressible gasoline required. In addition, the heat release is such Radial engines not insignificant, so that their use even under this point of view is limited to airplanes.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfin dung, eine Kolbenmaschine der eingangs genannten Art zu schaf fen, welche mit einer möglichst geringen Zahl von benötigten Teilen einfach herstellbar ist, einen möglichst geringen Raumbe darf hat und einen ruhigen Lauf gewährleistet.Based on this state of the art, it is the task of the inventor dung to create a piston machine of the type mentioned fen, which required as few as possible Parts are easy to manufacture, the smallest possible space may and has guaranteed a smooth run.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. According to the invention, this object is achieved by the characterizing Features of claim I solved. More beneficial Refinements and improvements of the invention are the subject of subclaims.

Entsprechend der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kol ben-Zylinder-Anordnung symmetrisch ausgebildet ist. Dies führt zu einer Anordnung, die aufgrund der sich jeweils ausgleichenden Kräfte einen sehr ruhigen Lauf gewährleistet, ohne daß zusätzli che Ausgleichgewichte erforderlich sind.According to the invention it is provided that the Kol ben-cylinder arrangement is symmetrical. this leads to to an arrangement that due to the balancing Forces a very quiet run without additional balancing weights are required.

Des weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kraftüber tragungseinrichtung von einer drehbar im Gehäuse gelagerten sogenannten Wellenscheibe gebildet ist, deren der Kol ben-Zylinder-Anordnung zugewandte Umfangs- oder Ringfläche peri odisch angeordnete wellenförmige Anformungen beziehungsweise Einformungen aufweist, deren Abstand zum Zentrum dem Kolbenhub angepaßt ist.Furthermore, it is provided according to the invention that the force Carrying device of a rotatably mounted in the housing so-called wave washer is formed, the Kol per-cylinder arrangement facing circumferential or ring surface odically arranged wavy formations respectively Has indentations, the distance to the center of the piston stroke is adjusted.

Während bei herkömmlichen Kolbenmaschinen die Kraftübertragung über eine zentral angeordnete Kurbelwelle mit einer der Anzahl von Kolben entsprechenden Zahl von Kurbelzapfen für die Pleuel erfolgt, ist entsprechend der Erfindung die Kraftübertragung mittels der erwähnten Wellenscheibe vorgesehen, wobei hier die Zahl der Kolben sich in der Anzahl der Anformungen an der Wel lenscheibe widerspiegelt. Diese Wellenscheibe ermöglicht, daß die zur Kraftumsetzung vorgesehenen Kolben beziehungsweise Zy linder der Kolben-Zylinder-Anordnung vorzugsweise in einer ge meinsamen Ebene angeordnet sind, so daß eine, bezogen auf die vorgesehene Anzahl der Zylinder, sehr flach gestaltete Kolben maschine resultiert.Power transmission in conventional piston machines via a centrally arranged crankshaft with one of the number number of crank pins corresponding to pistons for the connecting rods takes place, is the power transmission according to the invention provided by means of the mentioned wave washer, here the Number of pistons in the number of integrations on the wel lens disk reflects. This wave washer enables that the pistons or Zy provided for power conversion Linder the piston-cylinder arrangement preferably in a ge common level are arranged so that one, based on the envisaged number of cylinders, very flat pistons machine results.

Als letztes Lösungsmerkmal der Erfindung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die den Kolben jeweils abgewandten freien Enden der Pleuel mit der periodisch verformten Umfangs- beziehungs weise Ringfläche der Wellenscheibe zusammenwirken.The last solution feature of the invention is according to the invention provided that the free ends facing away from the piston the connecting rod with the periodically deformed circumferential relationship the ring surface of the shaft washer interact.

Diese erfindungsgemäße Gestaltung der Kraftübertragungsmittel resultiert in einem sehr ruhigen und reibungsarmen Betrieb der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine, da Schwingungen der sonst vorhandenen Kurbelwelle nicht auftreten und die vorhandenen bewegten Massen deutlich reduziert sind. Hierbei ist ein weite rer Vorteil darin zu sehen, daß die Ringscheibe, die an die Stelle der sonst üblichen Kurbelwelle tritt, gleichzeitig auch als Schwungmasse genutzt werden kann, was den angestrebten ruhi gen Lauf der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine begünstigt.This inventive design of the power transmission means results in a very quiet and smooth operation of the Piston machine according to the invention, since vibrations of the otherwise existing crankshaft does not occur and the existing moving masses are significantly reduced. Here is a wide one rer advantage to see that the washer attached to the Instead of the usual crankshaft, at the same time can be used as a flywheel, which the desired Ruhi favored running the piston engine according to the invention.

Ausgehend von dieser Basiserfindung werden nachfolgend drei alternative Gestaltungsvarianten der erfindungsgemäßen Kolben maschine näher beschrieben und erläutert. Dabei werden unter der Bezeichnung "Verformung" jeweils die an der radialen inneren Ringfläche der ringförmigen Wellenscheibe gemäß der ersten Va riante beziehungsweise die an der äußeren Umfangsfläche der Zentralscheibe gemäß der zweiten Lösungsvariante wie auch die an der axialen Ringfläche gemäß der dritten Lösungsvariante an geordneten Ein- beziehungsweise Anformungen gleichermaßen ver standen.Based on this basic invention, three are as follows alternative design variants of the pistons according to the invention machine described and explained in more detail. Here are under the Designation "deformation" in each case on the radial inner Annular surface of the annular wave washer according to the first Va riante or that on the outer peripheral surface of the Central disk according to the second solution variant as well as the the axial ring surface according to the third solution variant orderly formed or formed stood.

Ebenso sind im folgenden mit der Bezeichnung "Umfangsfläche stets sowohl die innere radiale Ringfläche der ringförmigen Wellenscheibe gemäß der ersten Alternative als auch die äußere Umfangsfläche der im Unterschied hierzu als Zentralscheibe be zeichneten zentrischen Wellenscheibe gemäß der zweiten Lösungs variante sowie die randnah angeordneten axialen Ringflächen der Wellenscheibe gemäß der dritten Lösungsvariante angesprochen.Likewise, in the following with the designation "peripheral surface always both the inner radial ring surface of the annular Wave washer according to the first alternative as well as the outer one Circumferential surface of the be as a central disc in contrast drew centric wave washer according to the second solution variant as well as the axial ring surfaces of the Shaft washer addressed according to the third solution variant.

Lediglich dann, wenn es die Klarheit erfordert, wird speziell auf weitere Einzelheiten eingegangen, da die Wirkungsweise bei allen Lösungsvarianten prinzipiell übereinstimmt.Only when clarity requires it becomes special discussed further details, since the mode of action in in principle all solution variants agree.

Gemäß der ersten genannten, im Anspruch 2 beanspruchten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kraftübertragungseinrich tung von einer die Kolben-Zylinder-Anordnung umfassenden drehbar im Gehäuse gelagerten Ringscheibe gebildet ist, deren innere, der Kolben-Zylinder-Anordnung zugewandte Ringfläche mit peri odisch angeordneten Anformungen versehen ist, die mit ebenfalls periodischen Einformungen abwechseln und deren resultierende Einformtiefe dem Kolbenhub angepaßt ist, daß die Zylinderköpfe an den radial nach innen weisenden Stirnseiten der Zylinder angeordnet sind und daß die Pleuel jeweils an dem radial nach außen weisenden Kolbenende anschließen, wobei die den Kolben jeweils abgewandten freien Enden der Pleuel mit der periodisch verformten inneren Ringfläche der als Ring ausgebildeten, einge formten Wellenscheibe zusammenwirken. Diese Gestaltungsvariante führt zu einer sehr kompakten Kolben-Zylinder-Anordnung, da trotz der Vielzahl an Kolben nur der Durchmesser der Zylinder die Bauhöhe der Kolbenmaschine bestimmt.According to the first mentioned variant claimed in claim 2 the invention provides that the power transmission device device rotatable by a piston-cylinder arrangement is formed in the housing mounted washer, the inner, the piston-cylinder arrangement facing ring surface with peri odically arranged formations is provided, which also alternate periodic indentations and their resulting Forming depth is adapted to the piston stroke, that the cylinder heads on the radially inward facing ends of the cylinders are arranged and that the connecting rods each radially after Connect the piston end pointing towards the outside, whereby the piston free ends of the connecting rods facing away from each other periodically deformed inner ring surface of the formed as a ring Shaped wave washer interact. This design variant leads to a very compact piston-cylinder arrangement because despite the large number of pistons, only the diameter of the cylinders determines the overall height of the piston machine.

Gemäß der zweiten genannten, im Anspruch 3 beanspruchten Lö sungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Kraftübertragungseinrichtung von einer drehbar im Gehäuse zen trisch gelagerten Zentralscheibe gebildet ist, deren äußere, der Kolben-Zylinder-Anordnung zugewandte Umfangsfläche mit peri odisch angeordneten Anformungen versehen ist, die mit periodisch angeordneten Einformungen abwechseln, daß die Zylinderköpfe an den radial nach außen weisenden Stirnseiten der Zylinder an geordnet sind, daß die Pleuel jeweils an dem nach innen weisen den Kolbenende anschließen und daß die den Kolben jeweils abge wandten freien Enden der Pleuel mit der periodisch mit Anformun gen versehenen Umfangsfläche der Zentralscheibe zusammenwirken. Auch diese Gestaltungsvariante führt zu einer sehr kompakten Kolben-Zylinder-Anordnung, da trotz der Vielzahl an Kolben nur der Durchmesser der Zylinder die Bauhöhe der Kolbenmaschine bestimmt.According to the second mentioned claim claimed in claim 3 Solution variant of the invention can be provided that the Power transmission device from a rotatable zen in the housing trisch mounted central disc is formed, the outer, the Piston-cylinder arrangement facing peripheral surface with peri odically arranged formations is provided with periodically alternate arranged indentations that the cylinder heads on the end faces of the cylinders pointing radially outwards are arranged so that the connecting rods each point inwards connect the piston end and that the abge the piston turned free ends of the connecting rods with the periodically with molding cooperate provided peripheral surface of the central disc. This design variant also leads to a very compact Piston-cylinder arrangement, because despite the large number of pistons only the diameter of the cylinder the height of the piston machine certainly.

Beiden Lösungsvarianten gemein ist die erfindungsgemäß vorgese hene Unterbringung der Kolben-Zylinder-Anordnung in einer ein zigen Ebene, woraus eine flache Bauweise für die erfindungs gemäße Kolbenmaschine resultiert. Der Unterschied zwischen bei den Lösungsvarianten besteht in der Gestaltung der sogenannten Wellenscheibe, die gemäß der ersten Variante als äußere Ring scheibe mit an ihrer inneren Ringfläche vorgesehenen Verformun gen ausgebildet ist und die Kolben-Zylinder-Anordnung umfaßt und die gemäß der zweiten Variante als Zentralscheibe vorgesehen ist, deren äußere Umfangsfläche die erfindungsgemäßen Verformun gen aufweist. Common to both solution variants is the one proposed according to the invention Housing the piston-cylinder arrangement in one zigen level, resulting in a flat design for the Invention appropriate piston engine results. The difference between at The solution variants consist in the design of the so-called Wave washer, which according to the first variant as an outer ring disc with deformation provided on its inner ring surface gene is formed and includes the piston-cylinder arrangement and provided according to the second variant as a central disc whose outer peripheral surface is the deformation according to the invention gene.

Die dritte angesprochene, im Anspruch 4 beanspruchte Lösungs variante verläßt das vorherige Prinzip, gemäß welchem die Zylin derachse jeweils radial in bezug auf die Antriebs- beziehungs weise Abtriebsachse angeordnet ist, insoweit als bei dieser als Tandemmaschine bezeichneten Kolbenmaschine erfindungsgemäß vor gesehen ist, daß die Zylinder in zwei Ebenen axial zueinander versetzt einander entgegengerichtet auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind, welche die Antriebs- beziehungsweise Abtriebs achse konzentrisch umgeben und deren Zylinderlängsachsen hierzu koaxial verlaufen, und daß die Wellenscheibe zwischen den beiden Kolben-Zylinder-Anordnungen angeordnet ist und beidseitig je weils auf einer Kreisringfläche angeordnete wellenförmige Anfor mungen und Einformungen aufweist, welche mit den den Kolben abgewandten Pleuelenden zusammenwirken.The third addressed solution claimed in claim 4 variant leaves the previous principle according to which the Zylin derachse each radial with respect to the drive relationship as output shaft is arranged, insofar as this as Piston machine designated tandem machine according to the invention is seen that the cylinders in two planes axially to each other staggered in concentric circles are arranged, which the drive or output axis surrounded concentrically and their cylinder longitudinal axes for this run coaxially, and that the wave washer between the two Piston-cylinder arrangements is arranged and on both sides because arranged on a circular ring-shaped waveform Mings and indentations, which with the piston cooperate opposite end of the connecting rod.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Pleuel starr geführt. Dabei sind die freien Enden der Pleuel vorzugsweise mit Wälzkörpern, zum Beispiel Rollen, verse hen, welche sich an der periodisch verformten Umfangsfläche der Wellenscheibe abstützen. Das Zusammenspiel der Wälzkörper mit der Umfangsfläche der Wellenscheibe tritt gemäß der Erfindung an die Stelle der Lagerung der Pleuel an den betreffenden Kurbel zapfen einer herkömmlichen Kurbelwelle, wobei die Pleuel wegen der starren Verbindung mit den Kolben bei der Anlage der Wälz körper an der Umfangsfläche keine reibungserhöhenden Zusatz kräfte infolge von Fluchtungsfehlern hervorrufen, zum Beispiel durch zwangsweise Doppelführung des Pleuels am Kurbelzapfen und am Kolben im zugeordneten Zylinder.According to an advantageous development of the invention the connecting rods are rigidly guided. The free ends of the Connecting rods preferably with rolling elements, for example rollers, verses hen, which is on the periodically deformed peripheral surface of the Support the wave washer. The interaction of the rolling elements with the peripheral surface of the wave washer occurs according to the invention the location of the connecting rod bearing on the crank in question journal a conventional crankshaft, the connecting rods because the rigid connection with the pistons when the roller is in contact body on the peripheral surface no friction-increasing additive force due to misalignment, for example due to the double guidance of the connecting rod on the crank pin and on the piston in the assigned cylinder.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verformungen an der Umfangsfläche der Wellenscheibe sinusförmig ausgebildet, so daß sich im Betrieb eine der Hubbewegung der Kolben beziehungsweise der hiermit verbundenen Pleuel entspre chende harmonische Drehbewegung der Ringscheibe einstellt.According to a preferred embodiment of the invention, the Deformations on the peripheral surface of the wave washer sinusoidal trained so that one of the lifting movement of the Correspond to the piston or the connecting rod connected to it appropriate harmonic rotary movement of the ring disc.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Kol ben-Zylinder-Anordnung der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine punktsymmetrisch ausgebildet. Dies bedeutet, daß eine gerade Zahl von Zylindern vorgesehen ist und daß die Zylinder jeweils einander paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Mit dieser Gestaltung ist auf einfache Weise ein günstiger Aus gleich der Kräfte erreicht, ohne daß zusätzliche Ausgleichs massen, insbesondere keine zusätzlichen Ausgleichsgewichte, benötigt werden.According to an advantageous development, the Kol ben-cylinder arrangement of the piston engine according to the invention point symmetrical. This means that a straight Number of cylinders is provided and that the cylinders each are arranged diametrically opposite one another in pairs. With this design is a cheap way out in a simple way equal to the forces achieved without additional compensation masses, especially no additional counterweights, are needed.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine be steht entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der ersten Va riante darin, daß die Ventile für den Fluidaustausch der Zylin der zentral, das heißt an der dem Zentrum zugewandten Seite der Zylinderköpfe, angeordnet sind, wobei zur Ansteuerung der Venti le eine von einer ebenfalls zentral angeordneten Ventilsteuer welle betätigte Nockenscheibe dient.Another advantage of the piston machine according to the invention be stands according to a further embodiment of the first Va riante in that the valves for the fluid exchange of the Zylin the central, that is, on the side of the Cylinder heads are arranged, with the control of the venti le one of a centrally located valve control shaft-operated cam disc is used.

Für die zweite als Lösungsvariante vorgesehene Alternative gilt dementsprechend, daß die Ventile an den außenliegenden Zylinder köpfen angeordnet sind und daß auch die Fluidkanäle außen an schließen.The same applies to the second alternative as a solution accordingly that the valves on the outer cylinder heads are arranged and that the fluid channels on the outside shut down.

Ferner sieht hierzu eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Zylinder über radiale Fluidleitungen mit wenigstens einem im Zentrum angeordneten Fluidkanal verbunden sind.This also provides a further embodiment of the invention before that the cylinders via radial fluid lines with at least a fluid channel arranged in the center are connected.

Dementsprechend ist bei der Ausgestaltung der Erfindung gemäß der zweiten Lösungsvariante vorgesehen, daß die Fluidanschlüsse peripher angeordnet sind, da die Antriebs- beziehungsweise Ab triebswelle zentral angeordnet ist.Accordingly, in the embodiment of the invention the second solution variant provided that the fluid connections are arranged peripherally, since the drive or Ab drive shaft is arranged centrally.

Gemäß der dritten Lösungsvariante schließlich, die eine kreiszy lindrische Gestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine vor sieht, sind die Zylinderköpfe mit den Ventilen sowie die Fluid anschlüsse für die beiden Zylinderlagen jeweils stirnseitig vorgesehen. Finally, according to the third variant, which is a circular Lindrike design of the piston machine according to the invention sees are the cylinder heads with the valves as well as the fluid Connections for the two cylinder positions on each end intended.

Die bisher beschriebene Kolbenmaschine kann wahlweise als Motor, das heißt als Kraftmaschine, oder als Hochleistungspumpe bezie hungsweise als Kompressor eingesetzt werden, wobei der Unter schied lediglich in der Art der Kraftübertragung liegt.The piston machine described so far can optionally be used as a motor, that is, as an engine or as a high-performance pump be used as a compressor, the sub differed only in the type of power transmission.

Beim Betrieb als Pumpe beziehungsweise als Kompressor wird ex tern erzeugte Kraft über die Wellenscheibe in die Kolbenmaschine eingebracht, welche von den Pleueln auf die Kolben übertragen wird, die ihrerseits das in den Zylindern befindliche Fluid verdichten und ausstoßen.When operating as a pump or as a compressor, ex tern generated force via the wave washer in the piston machine introduced, which transferred from the connecting rods to the pistons which, in turn, is the fluid in the cylinders compress and eject.

Der Betrieb als Motor erfolgt prinzipiell umgekehrt, wobei nä here Einzelheiten nachfolgend erläutert werden. Demgemäß ist in Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Erfindung eine als Verbrennungsmotor eingesetzte Kolbenmaschine dadurch gekenn zeichnet, daß für die Kraftstoff zufuhr eine Kraftstoffeinspei sung vorgesehen ist und daß das Abgas über eine angeschlossene Abgasleitung abströmt.Operation as a motor is principally reversed, with nä Here details are explained below. Accordingly, in Development of the invention described above as a Piston engine used in internal combustion engines characterized thereby records that a fuel feed for the fuel supply solution is provided and that the exhaust gas via a connected Exhaust pipe flows out.

Je nach ausgewählter Lösungsvariante sind, wie vorstehend be reits hinsichtlich der Ventile und der Fluidkanäle erläutert, die Anschlüsse für den Kraftstoff und für das Abgas im Zentrum, am Umfang oder an den Stirnseiten angeordnet.Depending on the selected solution variant, be as above already explained with regard to the valves and the fluid channels, the connections for the fuel and for the exhaust gas in the center, arranged on the circumference or on the end faces.

So weist der Motor mit der Zentralscheibe peripher angeordnete Kraftstoff- und Abgasleitungen beziehungsweise -kanäle auf, während der mit der Ringscheibe versehene Motor zentrisch an geordnete Kraftstoff- und Abgasleitungen beziehungsweise -kanäle aufweist, und der Motor nach der Tandembauweise stirnseitig angeordnete Kraftstoff- und Abgasleitungen beziehungsweise -ka näle hat.The motor with the central disk is arranged peripherally Fuel and exhaust pipes or ducts, while the motor with the ring washer is centered orderly fuel and exhaust pipes or ducts has, and the motor according to the tandem design on the front arranged fuel and exhaust pipes or -ka has channels.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Einsatz der Kolbenmaschine als Einspritzmotor, insbeson dere als Zweitakt-Dieselmotor in Boxeranordnung mit 4 bis 16 Zylindern vorgesehen, wobei jeder einem Zylinder zugeordnete Zylinderkopf mit einer Einspritzdüse versehen ist. According to a particularly preferred embodiment of the invention is the use of the piston machine as an injection motor, in particular the other as a two-stroke diesel engine in a boxer configuration with 4 to 16 Cylinders provided, each associated with a cylinder Cylinder head is provided with an injection nozzle.

Allerdings ist grundsätzlich auch jede andere Motorenvariante möglich, so zum Beispiel als Ottomotor, bei welchem die Kraft stoffversorgung ebenfalls vorzugsweise über Einspritzung er folgt, oder als Viertakt-Dieselmotor.However, basically every other engine variant is also possible, for example as a gasoline engine, in which the force Material supply also preferably via injection follows, or as a four-stroke diesel engine.

Ferner ist erfindungsgemäß gewährleistet, daß die von den Pleu eln übertragene zyklische Hubbewegung der Kolben sich über die Wälzkörper auf die Wellenscheibe überträgt und diese in Drehung versetzt. Dementsprechend dient die Wellenscheibe als Abtrieb für die Kraftübertragung.Furthermore, it is ensured according to the invention that the Pleu The cyclical stroke movement of the pistons transmitted via the Transfers rolling elements to the shaft washer and this rotates transferred. Accordingly, the wave washer serves as an output for power transmission.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei die äußere Umfangsfläche der als Ringscheibe ausgebilde ten Wellenscheibe mit einer Zahnung versehen, wobei die Zahnung entweder in die Ringscheibe eingeformt sein kann oder alternativ vorzugsweise von einem mit der Ringscheibe verbundenen Zahnrad gebildet ist.According to an advantageous embodiment of the invention here the outer peripheral surface of the ring disk ten serrated washer, the serration can either be molded into the washer or alternatively preferably from a gear connected to the ring disk is formed.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäß als Motor eingesetzten Kolbenmaschine sieht an drei um 120° zueinander versetzten Positionen weitere Zahnräder vor, welche zur Ablei tung der vom Motor erzeugten Kraft dienen. Diese gesamte An ordnung befindet sich eingangs bereits angesprochen in einem geschlossenen Gehäuse und wird darin von einer Druckölschmierung beaufschlagt. Dabei sind die Wellen der so vom Motor angetriebe nen zusätzlichen Zahnräder in bekannter Weise fluiddicht nach außen geführt, wo entsprechende Verbraucher angeschlossen werden können.An advantageous embodiment of the invention as a motor Piston machine used looks at three at 120 ° to each other offset positions further gears, which for Ablei serve the power generated by the engine. This entire An order is already mentioned in one at the beginning closed housing and is in it by a pressure oil lubrication acted upon. The shafts are driven by the engine NEN additional gears in a known manner fluid-tight outside where appropriate consumers are connected can.

Entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Pleuel einstückig mit den Kolben verbunden. Hierbei können die Kolben zwecks der angestrebten starren Führung über die gesamte Zylinderhöhe sich erstreckende Führungsflächen aufweisen und an ihrem dem Zylinderkopf abgewandten Ende mit dem bereits erwähnten Wälzkörper versehen sein, der die Innenfläche der Ringscheibe beziehungsweise die Umfangsfläche der Zentralscheibe beaufschlagt. According to an expedient embodiment of the invention the connecting rods are integrally connected to the pistons. Here you can the pistons for the intended rigid guidance over the have the entire cylinder height extending guide surfaces and at its end facing away from the cylinder head with the already Rolling elements mentioned be provided, which the inner surface of the Washer or the peripheral surface of the central disc acted upon.

Um die auftretenden Reibungskräfte minimal zu halten, ist ent sprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Wälzkörper an den Pleueln mittels Wälzlagern angeordnet sind.In order to keep the friction forces to a minimum, ent provided according to a further embodiment of the invention, that the rolling elements are arranged on the connecting rods by means of rolling bearings are.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Kolbenmaschine als Achtzylindermotor ausgebildet ist und vier jeweils einander gegenüberliegend angeordnete Zylinderpaare aufweist, die in der vorstehend beschriebenen Weise mit Kraft stoff versorgt werden.A preferred development of the invention is that the piston engine is designed as an eight-cylinder engine and four pairs of cylinders arranged opposite each other having force in the manner described above fabric are supplied.

Sowohl der Betrieb als Ottomotor als auch als Dieselmotor er folgt unter Einsatz eines elektronischen Motormanagements, mit tels welchem die bedarfsgerechte Kraftstoff- und Verbrennungs luftzufuhr gewährleistet ist.Both as a gasoline engine and as a diesel engine follows using electronic engine management, with means the need-based fuel and combustion air supply is guaranteed.

Um die beim Motorbetrieb anfallende Verbrennungswärme abzufüh ren, kann sowohl die Kühlung mittels Luft als auch mit flüssigen Medien, insbesondere mit Wasser vorgesehen sein.To remove the heat of combustion generated during engine operation Ren, can be both air cooling and liquid cooling Media, especially with water.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine ist sehr vielseitig. So ist beispielsweise auch der Einsatz als Flugzeug motor möglich, wobei hier insbesondere die Anbringung von Schau feln auf dem Umfang der Wellenscheibe sich vorteilhaft auswirkt, da hierdurch zusätzliche Antriebsleistung erzielt werden kann.The use of the piston machine according to the invention is very great versatile. For example, it is used as an airplane motor possible, here in particular the attachment of show fields on the circumference of the wave washer have an advantageous effect, because additional drive power can be achieved.

Beim Einsatz als Flugzeugmotor ist es besonders vorteilhaft, den an der Wellenscheibe angeordneten Schaufelkranz mit einem Umge häuse zu versehen, welches sich nach hinten verjüngt. Durch die heißen Abgase, die in dieses Gehäuse geleitet werden, kann eine zusätzliche Schubkraft bewirkt werden, da sich durch die Hitze des Abgasstroms die durchströmende Luft erhitzt, hierdurch aus dehnt und mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit austritt.When used as an aircraft engine, it is particularly advantageous blade ring arranged on the shaft washer with a reverse to provide housing, which tapers towards the rear. Through the hot exhaust gases that are led into this housing can be a Additional thrust can be caused by the heat of the exhaust gas stream heats the air flowing through, thereby stretches and exits with increased flow velocity.

Zusätzlich kann eine aktive Geräuschdämpfung erreicht werden, indem aufgrund der symmetrischen Anordnung der Abgasrohre, die im Turbolader zusammengeführt sind, die mit den austretenden heißen Abgasen mitgeführten Schallwellen gegenphasig aufein andertreffen und hierbei auslöschen.In addition, active noise reduction can be achieved by due to the symmetrical arrangement of the exhaust pipes, the in the turbocharger are merged with the exiting hot exhaust gases entrained in phase opposition meet and wipe out.

Anhand von in der schematischen Zeichnung nicht maßstabsgerecht dargestellten Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung, vor teilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Not to scale in the schematic drawing Embodiments shown are intended to the invention partial configurations and improvements of the invention as well Particular advantages of the invention explained and described will.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Alternative der erfin dungsgemäßen Kolbenmaschine mit ringförmiger Wellen scheibe; Figure 1 is a plan view of a first alternative of the piston machine according to the inven tion with annular wave disc.

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Variante zu der in Fig. 1 gezeigten Anordnung; FIG. 2 shows a plan view of a variant of the arrangement shown in FIG. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Alternative der erfin dungsgemäßen Kolbenmaschine mit einer zentral angeord neten Wellenscheibe; Fig. 3 is a plan view of a second alternative of the piston machine according to the invention with a centrally arranged shaft washer;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Variante zu der in Fig. 3 gezeigten Anordnung; FIG. 4 shows a plan view of a variant of the arrangement shown in FIG. 3;

Fig. 5 eine stirnseitige Draufsicht auf eine dritte Alterna tive der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine mit einer Tandem-Anordnung der Zylinder und axial dazwischen angeordneter Wellenscheibe; Figure 5 is an end plan view of a third alternative of the piston machine according to the invention with a tandem arrangement of the cylinders and axially disposed shaft washer.

Fig. 6 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 5; FIG. 6 shows a side view of the arrangement according to FIG. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht auf eine für die Anordnung gemäß Fig. 5 vorgesehene Wellenscheibe und Fig. 7 is a side view of one for the arrangement of FIG. 5 provided wave washer, and

Fig. 8 eine Abwicklung der Tandem-Anordnung der Kol ben-Zylinder-Anordnung gemäß Fig. 5. Fig. 8 is a developed view of the tandem arrangement of the Kol ben-cylinder arrangement according to Fig. 5.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine 10 in Draufsicht schematisch wiedergegeben, wobei eine von einem nicht dargestellten Deckel gebildete Verkleidung abgenommen ist, so daß der Blick auf die Kolbenmaschine 10 frei ist und deren konstruktiven Aufbau erkennen läßt.In Fig. 1, a first embodiment of the piston machine 10 according to the invention is shown schematically in plan view, a cover formed by a cover, not shown, is removed, so that the view of the piston machine 10 is clear and its structural design can be seen.

Zunächst fällt der kreisförmige Querschnitt der Kolbenmaschine 10 ins Auge, der von einer sogenannten Wellenscheibe 12 bestimmt ist. Die Wellenscheibe 12 ist im gezeigten Beispiel als Ring scheibe ausgebildet, welche eine im Zentrum 11 der Kolbenmaschi ne 10 angeordnete von Zylindern 14 und Kolben 16 gebildete Kol ben-Zylinder-Anordnung 18 umfaßt. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 18 ist radial angeordnet, das heißt, daß die Längsachsen der Zylinder 14 jeweils radial verlaufen, wobei hier nicht näher gezeigte Zylinderköpfe an der zum Mittelpunkt weisenden Stirn seite der Zylinder 14 angeordnet sind.The first thing that catches the eye is the circular cross section of the piston machine 10 , which is determined by a so-called wave washer 12 . The wave washer 12 is formed in the example shown as a ring disc which comprises a arranged in the center 11 of Kolbenmaschi ne 10 arranged by cylinders 14 and pistons 16 piston-cylinder arrangement 18 . The piston-cylinder arrangement 18 is arranged radially, that is to say that the longitudinal axes of the cylinders 14 each run radially, cylinder heads (not shown in more detail here) being arranged on the end face of the cylinder 14 pointing towards the center.

In den nicht näher dargestellten Zylinderköpfen sind in an sich bekannter Weise ebenfalls nicht gezeigte Ventile angeordnet, welche über eine im Zentrum 11 vorgesehene ebenfalls nicht dar gestellte Nockenscheibe angesteuert werden. Die zentral angeord nete Nockenscheibe wird von einer zentral gelagerten Welle 20 beaufschlagt die ihrerseits in Wirkverbindung mit der Wellen scheibe 12 steht, so daß die Steuerzeiten der Ventile mit der jeweiligen Stellung der Wellenscheibe 12 beziehungsweise der Kolben 16 in den Zylindern 14 synchronisiert sind.In the cylinder heads, which are not shown in any more detail, valves are also shown in a manner known per se, which are actuated via a cam disk, also not shown, provided in the center 11 . The centrally arranged cam disc is acted upon by a centrally mounted shaft 20 which in turn is in operative connection with the shaft disc 12 , so that the valve timing with the respective position of the shaft disc 12 or the piston 16 in the cylinders 14 are synchronized.

Außerdem sind im Zentrum zwei zueinander konzentrische Fluidka näle 22, 24 sowie hieran anschließende Fluidleitungen 25 vor gesehen, über welche der Fluidaustausch erfolgt. Bei Einsatz der Kolbenmaschine 10 als Verbrennungsmotor dient der engere Fluid kanal 22 der Kraftstoffzufuhr, während der andere Fluidkanal 24 zur Bereitstellung der erforderlichen Verbrennungsluft dient. Hierbei ist der Querschnitt des Fluidkanals 24 in axialer Mitte der Kolbenmaschine durch eine Trennwand unterbrochen. Die in dieser Darstellung nicht erkennbare Trennwand dient zur Trennung zwischen der Frischluftzufuhr und der Abgasabfuhr, die axial gesehen zur anderen Stirnseite hin erfolgt.In addition, two mutually concentric Fluidka channels 22 , 24 and adjoining fluid lines 25 are seen in the center, via which the fluid exchange takes place. When using the piston engine 10 as an internal combustion engine, the narrower fluid channel 22 is used to supply fuel, while the other fluid channel 24 is used to provide the required combustion air. Here, the cross section of the fluid channel 24 in the axial center of the piston machine is interrupted by a partition. The partition wall, which cannot be seen in this illustration, serves to separate the fresh air supply and the exhaust gas discharge, which, viewed axially, takes place towards the other end face.

Die wesentliche Besonderheit der vorliegenden Kolbenmaschine 10 wird verdeutlicht durch die sinusförmige Wellenkontur der inne ren Umfangsfläche 13 der ringförmigen Wellenscheibe 12. Deren Innenringfläche 13 ist gleichförmig mit Anformungen 26 und Ein formungen 28 versehen, die als Steuerfläche für starr mit den Kolben verbundene Pleuel 30 dienen. An den freien Enden der starren Pleuel 30 gelagerte Wälzkörper 32, vorzugsweise Rollen, die unter Verwendung von Wälzlagern, zum Beispiel Nadellager, an den Pleuelenden 32 gehalten sind, liegen mit ihrer Oberfläche an der Innenringfläche 13 an und rollen an ihr ab.The essential peculiarity of the present piston machine 10 is illustrated by the sinusoidal wave contour of the inner peripheral surface 13 of the annular wave washer 12 . The inner ring surface 13 is uniformly provided with projections 26 and a formations 28 which serve as a control surface for connecting rods 30 rigidly connected to the pistons. At the free ends of the rigid connecting rods 30 mounted rolling elements 32, preferably rollers, which are maintained under use of roller bearings, for example needle roller bearings, to the Pleuelenden 32, lie with their surface against the inner annular surface 13 and roll on it from.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine 10 ist denkbar einfach. Beim Betrieb der Kolbenmaschine 10 als Ver brennungsmotor versetzt ein hier nicht dargestellter Anlasser über eine an ihrem äußeren Umfang 34 angeordnete Zahnung 36, die hier nur angedeutet ist, mit einem Ritzel 38 die Wellenscheibe 12 in Drehung. Gleichzeitig wird über die Steuerwelle 20 die Nockenscheibe betätigt und von dieser die Ventile der einzelnen Zylinder 14. Je zwei diametral gegenüberliegende Zylinder 14 bilden ein Paar, bei welchem der Arbeitsablauf, nämlich Ansau gen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen, synchron erfolgt. Hieraus resultiert ein Ausgleich der Kräfte. Die Arbeitstakte der hierzu jeweils benachbarten Zylinder 14 sind entsprechend der vorgesehenen Anzahl an Zylinderpaaren zeitlich versetzt.The operation of the piston machine 10 according to the invention is very simple. When operating the piston engine 10 as a combustion engine, a starter, not shown here, has a toothing 36 arranged on its outer circumference 34 , which is only indicated here, with a pinion 38, the wave washer 12 in rotation. At the same time, the cam disk is actuated via the control shaft 20 and from this the valves of the individual cylinders 14 . Two diametrically opposed cylinders 14 form a pair in which the workflow, namely suction, compression, combustion and ejection, takes place synchronously. This results in a balance of forces. The work cycles of the respective adjacent cylinders 14 are staggered in time in accordance with the intended number of cylinder pairs.

Infolge der bei der Verbrennung auftretenden Kräfte werden die Kolben 16 und mit ihnen die Pleuel 30 nach außen beaufschlagt, wobei die Pleuel 30 mit den Rollen 32 ihrerseits die sinusförmi ge Innenringfläche 13 beaufschlagen. Die auf die Anformungen 28 wirkenden Kräfte verursachen eine Drehung der Wellenscheibe 12, wobei die Kolben 16 in der zugeordneten Einformung 26 ihren unteren Totpunkt erreichen. Anschließend sorgt die darauf folgen de Anformung 28 an der Innenringfläche 13 dafür, daß der Kolben 16 wieder nach innen zu seinem oberen Totpunkt bewegt wird. As a result of the forces occurring during the combustion, the pistons 16 and with them the connecting rods 30 are acted upon externally, the connecting rods 30 with the rollers 32 in turn acting on the sinusformi inner ring surface 13 . The forces acting on the projections 28 cause the shaft washer 12 to rotate, the pistons 16 in the associated recess 26 reaching their bottom dead center. Subsequently, the subsequent formation 28 on the inner ring surface 13 ensures that the piston 16 is moved inward again to its top dead center.

Dieses Wechselspiel vollzieht sich für alle Paare von Kolben 16 in gleicher Weise zeitversetzt.This interplay takes place for all pairs of pistons 16 in the same way with a time delay.

Im Pumpbetrieb wird die drehbar gelagerte Wellenscheibe 12 über die an ihrem äußeren Umfang 34 angeordnete Zahnung angetrieben. Sie dreht sich also relativ gegenüber der starr angeordneten Kolben-Zylinder-Anordnung 18 und beaufschlagt mit der Innenring fläche 13 der Wellenscheibe 12 die Kolben 16 über die daran befestigten Pleueln 30 beziehungsweise über die an diesen gela gerten Rollen 32. Prinzipiell ist der Ablauf der gleiche wie beim Motorbetrieb, wobei lediglich der Fluidstrom entgegenge setzt vorgesehen ist.In pump operation, the rotatably mounted shaft washer 12 is driven via the toothing arranged on its outer circumference 34 . So it rotates relative to the rigidly arranged piston-cylinder assembly 18 and acts on the inner ring surface 13 of the shaft washer 12, the piston 16 on the connecting rods 30 attached thereto or on the rollers 32 gela on these. In principle, the process is the same as in engine operation, with only the fluid flow is opposed.

In Fig. 2 ist eine ähnliche Kolbenmaschine 40 wie in Fig. 1 dargestellt, wobei für die entsprechenden Merkmale die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet wurden. FIG. 2 shows a piston machine 40 similar to that in FIG. 1, the same reference numbers as in FIG. 1 being used for the corresponding features.

Der wesentliche Unterschied gegenüber der Kolbenmaschine 10 gemäß Fig. 1 besteht in einer anderen Profilierung der inneren Ringfläche 13. Während gemäß Fig. 1 vier Zyklen von Anformungen 26 und Einformungen 28 je Umdrehung aufeinanderfolgen, sind es bei der Kolbenmaschine 40 gemäß Fig. 2 deren zwölf, das heißt drei mal soviel.The main difference compared to the piston machine 10 according to FIG. 1 is a different profiling of the inner ring surface 13 . As shown in FIG. 1, four cycles of projections 26 and recesses 28 each successive revolution, there are shown in FIG at the piston machine 40. 2 whose twelve, that is, three times as much.

Da der weitere Aufbau dieser Kolbenmaschine 40 dem der Maschine 10 gemäß Fig. 1 ansonsten entspricht, sind weitere Einzelheiten, wie die Anordnung von Fluidkanälen etc. nicht näher dargestellt.Since the further construction of this piston machine 40 otherwise corresponds to that of the machine 10 according to FIG. 1, further details such as the arrangement of fluid channels etc. are not shown in detail.

In den Fig. 3 und 4 sind jeweils Kolbenmaschinen 42, 44 auszugs weise gezeigt, die zu der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine 10, 40 gemäß Fig. 1 und 2 alternative Lösungen darstellen. Hierbei sind die gleichen Merkmale, wie zuvor erläutert, zwar auch vor handen, jedoch an anderer Stelle plaziert. Bei den in Fig. 3 und 4 gezeigten Konstruktionsbeispielen ist die Wellenscheibe je weils von einer zentrisch gelagerten Zentralscheibe 46, 48 ge bildet, die ebenfalls radial von an Kolben 16 starr befestigten Pleueln 30 beziehungsweise daran angeordneten Rollen 32, jedoch von außen beaufschlagt werden. Die Anordnung in Fig. 3 weist eine Zentralscheibe 42 mit sinusförmig gestalteter Außenprofi lierung auf, die von vier Kolben 16 beaufschlagt ist, wobei die Außenkontur entsprechend zweier Halbwellen oval geformt ist.In FIGS. 3 and 4, piston engines 42, 44 are each drawer as shown, to the inventive piston engine 10, 40 according to FIGS. 1 and 2 are alternative solutions. Here, the same features, as previously explained, are also present, but are placed elsewhere. In the construction examples shown in FIGS . 3 and 4, the wave washer is each formed by a centrally mounted central disk 46 , 48 , which are also acted upon radially by connecting rods 30 rigidly attached to pistons 16 or rollers 32 arranged thereon, but from the outside. The arrangement in FIG. 3 has a central disk 42 with a sinusoidal outer profile, which is acted upon by four pistons 16 , the outer contour being oval in shape in accordance with two half-waves.

Demgegenüber weist die Zentralscheibe 44 gemäß Fig. 4 eine sternförmige Außenkontur auf, die aus vier Wellen, das heißt mit je vier Anformungen 26 und Einformungen 28 entsprechend den Wellenbäuchen, zusammengesetzt ist und von acht Kolben 16 beauf schlagt wird.In contrast, the central disk 44 according to FIG. 4 has a star-shaped outer contour which is composed of four shafts, that is to say with four projections 26 and one recesses 28 corresponding to the shaft bellies, and is struck by eight pistons 16 .

Bei den in den Fig. 3 und 4 gezeigten Alternativlösungen der erfindungsgemäßen Kolbenmaschinen 42, 44 befinden sich die Mit tel für den Fluidaustausch, das heißt Zylinderköpfe mit Ventilen sowie deren Ansteuerung und die Fluidkanäle und Fluidleitungen jeweils am äußeren Umfang der hier nur teilweise dargestellten Kolbenmaschinen 42, 44.In the case of in Figs. 3 and 4, alternative solutions of the piston machine according to the invention 42, 44 are located with tel for the fluid exchange, that is, cylinder heads with valves and their control and the fluid passages and fluid lines respectively on the outer periphery of the piston engine 42 is only partially illustrated here , 44 .

In den Fig. 5 bis 8 ist als dritte Alternative eine erfindungs gemäße Kolbenmaschine 50 schematisch gezeigt, bei welcher die Kolben-Zylinder-Anordnung 18 auch auf einem Kreisring angeordnet ist. Abweichend von den bisher in den Fig. 1 bis 4 erläuterten Lösungsprinzipien jedoch verlaufen die Längsachsen der Zylinder 16 jeweils konzentrisch zu einem zentral vorgesehenen Fluidkanal 22, das heißt, während bei den beiden zuvor erläuterten Alterna tiven die Kolbenbewegung radial zur Drehachse der Wellenscheibe 12, 46, 48 erfolgt, ist gemäß der dritten Alternative eine axia le Kolbenbewegung vorgesehen.In Figs. 5 to 8, a fiction, modern reciprocating engine 50 is schematically shown as a third alternative, in which the piston-cylinder assembly 18 is also arranged on a circular ring. Deviating from the solution principles previously explained in FIGS . 1 to 4, however, the longitudinal axes of the cylinders 16 each run concentrically to a centrally provided fluid channel 22 , that is to say, while in the two alternatives explained above, the piston movement is radial to the axis of rotation of the shaft washer 12 , 46 , 48 , an axial piston movement is provided according to the third alternative.

Wie aus der in Fig. 6 dargestellten Seitenansicht der erfin dungsgemäßen Kolbenmaschine 50 in Verbindung mit der in Fig. 8 gezeigten Abwicklung ersichtlich ist, weist die Kolbenmaschine 50 zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen 18 mit je acht Zylindern 14 auf, die gegenläufig zueinander angeordnet sind und mit den darin geführten Kolben 14 eine dazwischen angeordnete Wellen scheibe 52 mit randnah beiderseits jeweils auf einem Kreisring angeordneten Anformungen 26 und Einformungen 28 beaufschlagen. As can be seen from the side view of the piston machine 50 according to the invention shown in FIG. 6 in connection with the processing shown in FIG. 8, the piston machine 50 has two piston-cylinder arrangements 18 with eight cylinders 14 each, which are arranged in opposite directions to one another and with the pistons 14 guided therein, a shaft 52 arranged in between acts on the formations 26 and the formations 28 arranged on both sides of a circular ring close to the edge.

Die Profilierung der Anformungen 26 und Einformungen 28 ist auch hier sinusförmig vorgesehen, wie aus der in Fig. 7 gezeigten Seitenansicht der Wellenscheibe 52 beziehungsweise aus der in Fig. 8 dargestellten Abwicklung der Kolbenmaschine 50 zu ersehen ist.The profiling of the formations 26 and indentations 28 is also provided sinusoidally here, as can be seen from the side view of the shaft washer 52 shown in FIG. 7 or from the development of the piston machine 50 shown in FIG. 8.

Wie bereits bei den in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Kolben maschinen 10, 30 ist auch hier die Wellenscheibe 52 mit einer Zahnung 54 am Umfang 34 versehen, die zum Antrieb der Wellenscheibe 52 im Pumpbetrieb oder als Abtrieb beim Motor betrieb dient.As already in the piston machines 10 , 30 described in FIGS. 1 and 2, the shaft washer 52 is also provided with a toothing 54 on the circumference 34 , which is used to drive the shaft washer 52 in pump mode or as an output for the motor operation.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Kolbenmaschine 10, 30, 42, 44 und 50 ist sehr vielseitig. So ist beispielsweise auch der Einsatz als Flugzeugmotor möglich, wobei hier insbesondere die Anbringung von Schaufeln auf dem Umfang der Wellenscheibe 12, 52 sich vorteilhaft auswirkt, da hierdurch zusätzliche Antriebs leistung erzielt werden kann.The use of the piston machine 10 , 30 , 42 , 44 and 50 according to the invention is very versatile. For example, use as an aircraft engine is also possible, with here in particular the attachment of blades on the circumference of the shaft washer 12 , 52 having an advantageous effect, since additional drive power can thereby be achieved.

Beim Einsatz als Flugzeugmotor ist es besonders vorteilhaft, den an der Wellenscheibe angeordneten Schaufelkranz mit einem Umge häuse zu versehen, welches sich nach hinten verjüngt. Durch die heißen Abgase, die in dieses Gehäuse geleitet werden, kann eine zusätzliche Schubkraft bewirkt werden, da sich durch die Hitze des Abgasstroms die durchströmende Luft erhitzt und hierdurch ausdehnt mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit austritt.When used as an aircraft engine, it is particularly advantageous blade ring arranged on the shaft washer with a reverse to provide housing, which tapers towards the rear. Through the hot exhaust gases that are led into this housing can be a Additional thrust can be caused by the heat of the exhaust gas stream heats the air flowing through and thereby expands with increased flow velocity.

Die in Fig. 5 gezeigte Stirnansicht kann an sich sowohl für die Zuluft- als auch für die Abgasseite genommen werden, da der Aufbau nahezu identisch ist. Der einzige Unterschied besteht darin, daß an der Rückseite die Zusammenführung der Auspuff krümmer in den in der Mittelachse des Motors hinter den rücksei tigen Zylindern angeordneten Abgasturbolader erfolgt, während an der Frontseite die Ansaugöffnung für die Ladeseite des Abgastur boladers im Zentrum des Motors sitzt. Zur Verbindung der Ab gasturbine und der Ladeturbine ist eine zentrisch angeordnete Verbindungsachse vorgesehen.The end view shown in Fig. 5 can be taken for both the supply air and the exhaust side, since the structure is almost identical. The only difference is that at the back the merging of the exhaust manifold in the arranged in the central axis of the engine behind the rear-side cylinders turbocharger takes place, while on the front the intake opening for the loading side of the exhaust gas boladers sits in the center of the engine. To connect the gas turbine and the charging turbine, a centrally arranged connecting axis is provided.

Die Auspuffrohre laufen an der Außenseite des Motors nach hinten und enden dort in der Abgasturbine. Die Frischluftzufuhr erfolgt über die Ladeturbine in der Mittelachse des Motors zu den An saugöffnungen der Zylinder an der Innenseite des Motors, um möglichst kurze Wege zu gewährleisten. Ebenfalls an der Innen seite des Motors sitzt neben der Ladeturbine die Einspritzpumpe.The exhaust pipes run to the rear on the outside of the engine and end there in the exhaust gas turbine. Fresh air is supplied via the charging turbine in the central axis of the engine to the An suction openings of the cylinders on the inside of the engine to ensure the shortest possible routes. Also on the inside The injection pump is located on the side of the engine next to the charging turbine.

Eine- Variante kann darin bestehen, daß an jedem Zylinderkopf Einzeleinspritzventile angebracht sind, welche mittels eines, zum Beispiel vom Turbolader angetriebenen mehrstufigen Schrau benkompressors mit konstantem Druck von 1000 bis 2000 bar ver sorgt wird. Diese Ventile werden vorzugsweise elektrisch ange steuert.A variant can consist in that on each cylinder head Individual injection valves are attached, which by means of a for example, multi-stage screw driven by the turbocharger gas compressor with constant pressure from 1000 to 2000 bar will worry. These valves are preferably electrically powered controls.

Bei Einsatz als Pumpe ist vorzugsweise die erste Variante mit außenliegender Wellenscheibe vorzusehen. Hierbei wird das zu fördernde Medium zentral an der Vorderseite der Maschine zu geführt. Eine rotierende Walze in Form eines Malteserkreuzes dient dazu, die Ansaugöffnungen von jeweils vier um 90° zuein ander versetzten Zylindern jeweils gleichzeitig zu betätigen, zum Beispiel öffnen. Hierzu synchron werden von einer identi schen Steuerwalze an der Rückseite der Maschine die Auslaßöff nungen der vier anderen, zu den ersten um 45° versetzt angeord neten, Zylinder betätigt.When used as a pump, the first variant is preferred external shaft washer. This becomes conveying medium centrally at the front of the machine guided. A rotating roller in the form of a Maltese cross serves to close the intake openings of four by 90 ° to actuate the displaced cylinders at the same time, for example open. For this purpose, an identi control roller on the rear of the machine, the outlet opening the other four, 45 ° apart from the first neten, cylinder actuated.

Die Ansteuerung der Steuerwalze erfolgt wie auch bei den anderen vorstehend behandelten Alternativen vorzugsweise mittels Zahn riemen, der unmittelbar von einer der Antriebswellen beauf schlagt ist und so die Ventilsteuerung entsprechend der jeweili gen Kolbenstellung vornimmt. The control roller is controlled as with the others Alternatives discussed above, preferably using a tooth belt that acts directly on one of the drive shafts strikes and so the valve control according to the respective towards the piston position.

Selbstverständlich sind die Wellenscheiben in Lagern, vorzugs weise Wälzlager, geführt und abgestützt, wobei im Pumpbetrieb auch auf der Rückseite Wälzlager vorzusehen sind.Of course, the shaft washers in bearings are preferred wise roller bearings, guided and supported, being in pump mode Rolling bearings must also be provided on the back.

Claims

1. piston machine ( 10 , 40 , 42 , 44 , 50 ), in particular combustion engine, for example diesel engine, with a housing, with a piston-cylinder arrangement ( 18 ) with star-shaped cylinders ( 14 ) in which pistons ( 16 ) are slidably guided with connecting rods ( 30 ) arranged thereon and to which each cylinder heads provided with valves connect, which ensure the fluid exchange of the cylinders ( 14 ), and with a force transmission device ( 12 ) that is operatively connected to the connecting rods ( 30 ) , 46 , 48 , 52 ), characterized in that the piston-cylinder arrangement ( 18 ) is formed symmetrically that the force transmission device from a rotating bar in the housing mounted shaft washer ( 12 , 46 , 48 , 52 ) is ge , whose circumferential or annular surface ( 13 , 43 , 45 , 53 ) facing the piston-cylinder arrangement ( 18 ) periodically arranged wave-shaped projections ( 26 ) or indentations ( 28 ) has, whose distance to the center ( 11 ) is adapted to the piston stroke, that the pistons intended for power conversion or cylinders of the piston-cylinder arrangement are preferably arranged in a common plane and that the piston ( 16 ) facing away from the free ends of the connecting rods ( 30 ) interact with the periodically deformed circumferential or annular surface of the wave washer ( 12 , 46 , 48 , 52 ).

2. Piston machine according to claim 1, characterized in that the force transmission device is formed by an annular disc ( 12 ) rotatably mounted in the housing and comprising the piston-cylinder arrangement, the inner ring surface ( 13 ) facing the piston-cylinder arrangement ( 18 ). is provided with periodically arranged projections ( 26 ), which alternate with periodic projections ( 28 ) and the resulting Einformtie fe is adapted to the piston stroke, that the cylinder heads are arranged on the radially inward-facing end faces of the cylinders ( 14 ) and that Connect the connecting rods ( 30 ) to the radially outward-pointing piston end, the free ends of the connecting rods ( 30 ) facing away from the piston ( 16 ) with the periodically deformed inner ring surface ( 13 ) of the molded-in wave washer ( 12 ) formed as a ring. work together.

3. Piston machine according to claim l, characterized in that the power transmission device is formed by a rotatably mounted in the housing central disc ( 46 , 48 ), the outer, the piston-cylinder arrangement ( 18 ) facing circumferential surface ( 43 , 45 ) with periodically arranged formations ( 26 ) is provided, which alternate with periodically arranged indentations ( 28 ), that the cylinder heads are arranged on the radially outward-facing end faces of the cylinders ( 14 ), that the connecting rods ( 30 ) are in each case on the inward-pointing piston end to close and that the pistons ( 16 ) facing away from the free ends of the connecting rods ( 30 ) with the periodically provided with formations hens circumferential surface ( 43 , 45 ) of the central disc ( 46 , 48 ) cooperate.

4. Piston machine according to claim 1, characterized in that the piston-cylinder arrangement ( 18 ) in two planes axially offset from one another in opposite directions are arranged on rings coaxial, which concentrically surround the drive or output axis, that the cylinder longitudinal axes parallel to this run, and that the wave washer ( 52 ) is arranged between the two piston-cylinder arrangements ( 18 ) and has on both sides on an annular surface arranged wave-shaped formations ( 26 ) and indentations ( 28 ) which face away from the pistons ( 16 ) Interact the connecting rod ends ( 32 ).

5. Piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting rods ( 30 ) are rigidly guided and that the free ends of the connecting rods are provided with rolling elements ( 32 ), for example rollers or balls, which periodically support the deformed peripheral surface ( 13 , 43 , 45 , 53 ) of the shaft washer ( 12 , 46 , 48 , 52 ).

6. Piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the projections ( 26 ) and indentations ( 28 ) on the peripheral or annular surface ( 13 , 43 , 45 , 53 ) of the wave washer ( 12 , 46 , 48 , 52 ) are sinusoidal.

7. Piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston-cylinder arrangement ( 18 ) is symmetrical, that an even number of cylinders ( 14 ) is provided and that the cylinders ( 14 ) are diametrically opposed to each other in pairs are arranged.

8. Piston machine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the valves for the fluid exchange of the cylinder ( 14 ) and the associated fluid lines ( 25 ) are arranged in the center ( 11 ).

9. Piston machine according to one of claims 1 or 3, characterized in that the valves for the fluid exchange of the cylinder ( 16 ) and the associated fluid lines are arranged peri pher.

10. Piston machine according to one of claims l or 4, characterized in that the valves for the fluid exchange of the cylinder ( 16 ) and the fluid lines connected thereto are each arranged on the end face.

11. Piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that for actuating the valves, a camshaft actuated by a valve control shaft ( 20 ) and arranged coaxially with the drive or output axis is provided with cams which are formed on both sides radially or close to the edge, axially formed .

12. Piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinders ( 14 ) via individual fluid id lines ( 25 ) with at least one fluid channel ( 22 , 24 ) are connected ver.

13. Used as an internal combustion engine piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel supply for the cylinders ( 14 ) is provided on a plane via a common fuel supply ( 22 ) and that the exhaust gas of the cylinders ( 14 ) also on a plane a common exhaust pipe flows out.

14. Piston machine used as an injection engine according to one of the preceding claims, characterized in that each cylinder head associated with a cylinder ( 14 ) is provided with an injection nozzle.

15. Piston machine used as an injection motor according to one of the preceding claims, characterized in that the cyclic stroke movement of the pistons ( 16 ) transmitted by the connecting rods ( 30 ) extends via the rolling elements ( 32 ) onto the shaft washer ( 12 , 46 , 48 , 52 ) transmits and rotates them.

16. Piston machine used as an injection motor according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft disc ( 12 , 46 , 48 , 52 ) serves as an output for the power transmission.

17. Piston machine used as an injection motor according to one of the preceding claims, characterized in that the outer peripheral surface ( 34 ) of the shaft washer ( 12 , 46 , 48 , 52 ) is provided with a toothing ( 36 ).

18. Piston machine used as an injection motor according to claim 18, characterized in that the toothing ( 36 ) is formed by a gearwheel connected to the shaft washer ( 12 , 46 , 48 , 52 ).

19. Piston machine used as an injection motor according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting rods ( 30 ) are integrally connected to the pistons ( 16 ).

20. Piston machine used as an injection motor according to one of the preceding claims, characterized in that roller bearings for holding and supporting the roller bodies ( 32 ) are provided on the connecting rods ( 30 ).

21. Used as an injection engine piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston machine ( 10 , 40 , 42 , 50 ) is designed as an eight-cylinder engine and has four pairs of cylinders arranged opposite each other.