DE202013009627U1

DE202013009627U1 - Coaxial piston engine with one or more cylinders, with a respective double-acting piston

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Publication number: DE202013009627U1
Application number: DE201320009627
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2013-11-29
Anticipated expiration: 2023-10-30

Abstract

Koaxialkolben-Motor mit einem oder mehreren Zylinder (5), mit einem oder mehreren, jeweilig doppelt wirkenden Kolben (7). Diese bilden mit ihrer translatorischen Hubbewegung (22) zwei koaxial unabhängige Verbrennungsräume (8) in einem Zylinder (5). Die Verbrennungsenergie wird mittels Schubstangen (6) zur Hauptabtriebswelle (3, 3a) übertragen.Coaxial piston engine with one or more cylinders (5), with one or more, respectively double-acting piston (7). These form with their translatory lifting movement (22) two coaxially independent combustion chambers (8) in a cylinder (5). The combustion energy is transmitted by means of push rods (6) to the main output shaft (3, 3a).

Description

Anmeldungsgegenstand:Subject Matter:

Koaxialkolben-Motor mit einem oder mehrerer Zylinder, mit einem jeweilig doppelt wirkenden Kolben, welcher mit seiner translatorischen Hubbewegung zwei koaxial unabhängige Verbrennungsräume in einem Zylinder bildet. Die Verbrennungsenergie wird mittels Schubstangen zur Hauptabtriebswelle übertragen.Coaxial piston engine with one or more cylinders, with a respective double-acting piston, which forms with its translational stroke two coaxially independent combustion chambers in a cylinder. The combustion energy is transmitted by means of push rods to the main output shaft.

Zusammenfassung:Summary:

Es sind verschieden technische Bauarten des Verbrennungsmotors erfunden, bzw. realisiert worden.There are different technical types of the internal combustion engine invented, or realized.

Die bekannten Verbrennungsmotoren arbeiten in der Regel nach dem Zweitakt-, Viertakt-, sowie nach dem Dieselverfahren und besitzen je nach Arbeitsverfahren ein Einlass- und ein Auslassventil pro Zylinder die über Nockenwellen gesteuert werden.The known internal combustion engines usually work on the two-stroke, four-stroke, as well as the diesel process and have, depending on the working method, an intake valve and an exhaust valve per cylinder which are controlled by camshafts.

Ein Hubkolben-Motor verrichtet beispielhaft beim Viertaktprinzip pro Zündung pro Kolben einmal Arbeit, wozu zwei Umdrehungen der Kurbelwelle benötigt werden.A reciprocating engine performs exemplary work in the four-stroke principle per ignition once per piston, which requires two revolutions of the crankshaft.

Es sind Versuche mit anderen Kolbenprinzipien bekannt, welche jedoch in einem ungünstigen wirtschaftlichen Entwicklungsverhältnis gegenüber einem gesteigerten Leistungsmerkmal stehen (Rotationskolben-, Gegenkolben-, Freikolben-Motoren etc.).Experiments with other piston principles are known, but which are in an unfavorable economic development ratio compared to an increased performance feature (rotary piston, opposed piston, free-piston engines, etc.).

Bei allen bekannten Schutzrechtsanmeldungen, innerhalb eines ähnlichen Aufbaues, ist das Gaswechselverhalten nicht dem Wert entsprechend berücksichtigt. Den meisten bekannten Schutzrechten fehlt im gleichen Maße die reale Möglichkeit einer gesteuerten Ventilanordnung, weshalb zahlreiche Schutzrechtsanmeldungen in der Regel der Einfachheit halber auf das abgasungünstige Zweitaktsystem zurück greifen. Dies birgt aufgrund der ungünstigen Emissionswerte nur sehr geringe Möglichkeiten der realen Fertigung und Anwendung.In all known patent applications, within a similar structure, the gas exchange behavior is not considered according to the value. Most of the known property rights lacks the real possibility of a controlled valve arrangement to the same extent, which is why numerous applications for protection rights usually resort to the low-emission two-stroke system for the sake of simplicity. Due to the unfavorable emission values, this has very little potential for real production and application.

Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor ohne Energie vernichtenden direkten Kurbeltrieb zu schaffen.The invention has for its object to provide an internal combustion engine without energy-destroying direct crank mechanism.

Dazu sollen die Vorteile verschiedener erprobter Motorkomponenten technisch so vereint werden, dass ein Triebwerk ohne direkte Kurbeltriebanbindung, aber mit einer mechanischen Endanschlagsbegrenzung, entsteht (Zwangsführung der Kolben).For this purpose, the advantages of various proven engine components are technically combined so that an engine without direct crank drive connection, but with a mechanical Endanschlagsbegrenzung arises (positive guidance of the piston).

Die Erfindungsidee soll durch Modulbauweise das Motorkonzept kompatibel, leistungsstark, sparsam im Verbrauch und gleichzeitig kostengünstig gestalten.The idea of the invention is to make the engine concept compatible, powerful, economical in consumption and at the same time cost-effective by modular design.

Ziel des Konzeptes ist es, dass der verbrennungstechnische Motorteil, einerseits in einem Zylinder mit einem doppelt beaufschlagten Kolben zwei leistungsfähige unabhängige Verbrennungszylinder bildet, andererseits jedoch ohne direkten Kurbeltrieb mehrzylindrig untereinander kombinierbar ist.The aim of the concept is that the combustion engine part, on the one hand in a cylinder with a double-acting piston forms two powerful independent combustion cylinder, on the other hand, however, can be combined with each other without direct crank drive mehrzylindrig.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor soll ohne große konstruktive Änderung, innerhalb der Fertigung, in den bekannten Viertakt-, bzw. Dieselverfahren zu betreiben sein. Vorteilhaft ist eine Aufladung durch Turbolader etc. angedacht.The internal combustion engine according to the invention should be operated without major structural change, within the production, in the known four-stroke, or diesel process. A charge by turbocharger, etc. is advantageously considered.

Es soll durch die lineare Kolbenhubbewegung, in Verbindung mit den Schubführungsstangen, eine optimale seitenkraftfreie und widerstandsarme Kolbenführung möglich sein. Mit dem Wegfall der Kolbenpleuel, sowie eines aufwendigen Kurbeltriebes, werden die freien Massenkräfte zusätzlich auf ein Minimum reduziert.It should be possible by the linear piston stroke, in conjunction with the push guide rods, an optimal lateral force-free and low-resistance piston guide. With the elimination of Kolbenpleuel, as well as a complex crank mechanism, the free mass forces are additionally reduced to a minimum.

Lösung der Aufgabe:Solution of the task:

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche einen Koaxialkolben-Motor ohne direkten Kurbeltrieb mit einem doppelt wirkenden Kolben vorschlägt. Dieser bewegt sich Hub mäßig linear in einem Zylinder und bildet mit jeder beaufschlagten Kolbenoberseite einen abgeschlossenen Verbrennungsraum.The object is achieved by the invention, which proposes a coaxial piston engine without direct crank drive with a double-acting piston. This moves Hub moderately linear in a cylinder and forms with each applied piston top a closed combustion chamber.

Innerhalb des technisch bekannten Viertakt-Systems benötigt ein Verbrennungsmotor für einen Arbeitstakt mehrere Kurbelwellen-Umdrehungen.Within the technically known four-stroke system requires an internal combustion engine for a power stroke several crankshaft revolutions.

Dagegen ist bei dem innovativen beschriebenen Koaxialkolben-Motor jeder Hubweg der vor- oder rückseitigen Kolbenoberseite vom UT zum OT immer ein Arbeitsvorgang. Hinzu kommt der Aspekt der geringen Massenkräfte, welche auf zwei Schubstangen einwirken. Deshalb können die Teile in ihrer Ausführung filigraner gegenüber einem herkömmlichen Verbrennungsmotor gestaltet werden, was mit weniger Reibungsverlusten verbunden ist. In Folge dessen ist das beschriebene Konzept theoretisch und praktisch im Leistungs-, bzw. Wirkungsgrad der herkömmlichen bekannten Technik überlegen.In contrast, in the innovative described coaxial piston engine every stroke of the front or rear side of the piston from BDC to OT is always a working process. Added to this is the aspect of low mass forces acting on two push rods. Therefore, the parts can be made filigree in design over a conventional internal combustion engine, which is associated with less friction losses. As a result, the concept described is theoretically and practically superior in performance and efficiency of the conventional known technique.

Die Lösung der Aufgabe stattet den jeweiligen doppelseitig beaufschlagten Koaxialkolben mit zwei verbundenen Kolbenschubstangen zur Kraftübertragung aus. Diese sind an ihrem Ende wahlweise zahnstangenartig oder mit Pleuel ausgebildet. Die Anbindung erfolgt je nach Ausführung an der im 90°-Winkel mittig, zwischen den koaxial positionierten Zylindern angeordneten Hauptabtriebswelle. Als positiver zusätzlicher Effekt wird der Kolbenendanschlagspunkt zwischen dem OT, sowie UT gewährleistet.The solution of the task equips the respective double-sided acted coaxial piston with two connected piston push rods for power transmission. These are optionally formed at the end rack-like or with connecting rods. Depending on the model, the connection is made at the center at 90 °, between the coaxial ones Cylinders arranged main output shaft. As a positive additional effect, the piston end point between the TDC and UT is ensured.

Erfindungsgemäß besteht der Koaxialkolben aus jeweils zwei zu einer Einheit rückseitig miteinander verbundenen Kolben inkl. Kolbenringen. Dieser Kolben befindet sich mittig in einem gemeinsamen Arbeitszylinder, um mit einer abwechselnden linearen Hubbewegung gegen den Zylinderkopf durch die jeweilig entstehende abwechselnd beidseitige Kompression, eine damit verbundene Beaufschlagung durch Verbrennungsenergie durchzuführen.According to the invention, the coaxial piston consists in each case of two pistons which are connected to one another on the rear side, including piston rings. This piston is located centrally in a common working cylinder to perform with an alternating linear stroke against the cylinder head by the respective resulting alternating bilateral compression, an associated application of combustion energy.

Ergebnis der Entwicklung soll sein, die Verbrennungskraft ohne wesentlichen Leistungsverlust zu übertragen. Zusätzlich soll die Arbeitskraft des Koaxialkolbens, innerhalb einer angestrebten Modulbauweise, in eine der Anwendung entsprechende Arbeitsleistung gewandelt werden.The result of the development should be to transmit the combustion force without significant loss of power. In addition, the manpower of the coaxial piston, within a desired modular design, to be converted into an application corresponding performance.

Mit der weiteren Lösung der Aufgabe integriert die Technologie rundförmige serienmäßige Kolben. Diese ermöglichen eine sehr gute Abdichtung durch bekannte Technik.By further solving the task, the technology integrates round-shaped standard pistons. These allow a very good seal by known technology.

Dazu soll die Anwendung von serienmäßigen Ventilen, Kurbeltriebe, Nockenwellen, sowie aller gängiger Neben-Aggregate ermöglicht werden. Diese können ohne zusätzliche Entwicklungskosten günstig aus laufenden Produktionen integriert werden.For this purpose, the use of standard valves, crank mechanisms, camshafts, as well as all common ancillary units is to be made possible. These can be conveniently integrated into existing productions without additional development costs.

Um die Vorteile der Modulbauweise extrem kostengünstig mit der Herstellung des Koaxialkolben-Motors, mit einem oder mehreren Arbeitszylindern, im Hinblick auf Entwicklung, bzw. Produktionskosten zu gestalten, wird die Auslegung des Motorgehäuses in einer Halbzeugfertigung im Rahmen der Aufgabenlösung vorgeschlagen.In order to make the advantages of modular design extremely cost-effective with the production of the coaxial piston engine, with one or more working cylinders, in terms of development, or production costs, the design of the motor housing in a semifinished production is proposed within the task solution.

Somit soll ein Motoraufbau, ohne zusätzliche Versteifungen, mit wenigen Bauteilen möglich sein. Dies alles ist bei der herkömmlichen Motorbauweise nicht möglich.Thus, a motor structure, without additional stiffeners to be possible with few components. All this is not possible with the conventional motor construction.

Es ist eine Anwendung bei Fahrzeugen aller Art, inklusive E-Mobil im Hybrid-Bereich, sowie eine Nutzung im stationären Arbeitsbereich angedacht. Innerhalb der Energiewandlung von Gas- in Stromenergie ist eine vorteilhafte Integration beinhaltet.It is an application for vehicles of all kinds, including e-mobility in the hybrid area, as well as a use in the stationary work area. Within the energy conversion of gas into electricity energy, an advantageous integration is included.

In der nachfolgenden Beschreibung werden anhand der Zeichnungen die dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung technisch näher erläutert.In the following description of the illustrated embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the technical drawings.

Beschreibung:Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Koaxialkolben-Motor als Verbrennungskraftmaschine innerhalb dem Oberbegriff des Anspruchs eins.The present invention relates to a coaxial piston engine as an internal combustion engine within the preamble of claim one.

Dieser basiert auf einem neuartigen technischen Kolbenprinzip, welches jeweils zwei koaxial rückseitig, beispielhaft mit einem Verbindungsadapter (16, 20) über Pleuelbolzen (1), zu einer Einheit miteinander verbundene Kolben (7) integriert. Dieser befindet sich mittig in einem gemeinsamen Arbeitszylinder (5), um eine abwechselnde lineare Hubbewegung durchzuführen, 1–6.This is based on a novel technical piston principle, each two coaxial back, for example with a connection adapter ( 16 . 20 ) via connecting rods ( 1 ), in a unit interconnected piston ( 7 ) integrated. This is located in the middle in a common working cylinder ( 5 ) to perform an alternating linear lifting movement, 1 - 6 ,

Vorteilhaft wandelt sich die Verbrennungskraft der jeweilig beaufschlagten Kolbenseite in eine Hubbewegung (22) des koaxialen Kolbens (7). Jedoch ohne die nachteilige negative Integrierung (Ölbad-Reibung etc.) des technisch bekannten Pleuels, bzw. Kurbeltriebes, 1–6.Advantageously, the combustion force of the respectively acted upon piston side converts into a lifting movement ( 22 ) of the coaxial piston ( 7 ). However, without the disadvantageous negative integration (oil bath friction, etc.) of the technically known connecting rod or crank drive, 1 - 6 ,

Die Kolben (7) können konstruktiv in der beschriebenen miteinander verbundenen Ausfertigung beispielhaft aus zwei serienmäßig produzierten Hubkolben bestehen. Diese werden mit Kolbenringen (18) aus der Großserienfertigung bestückt. Ein moderner Hubkolben benötigt in der Regel drei Ringe (ein Kompressionsring und zwei Ölabstreifringe), 3.The pistons ( 7 ) may be constructive in the described interconnected copy example of two mass produced reciprocating piston. These are equipped with piston rings ( 18 ) from the mass production. A modern reciprocating piston usually requires three rings (a compression ring and two oil scraper rings), 3 ,

Um die grundsätzliche Erfindungsidee zu schützen, sind alle technisch vergleichbar anwendbare Kolbenformen, bzw. Kolbenverbindungen im weiteren Erfindungsgedanken beinhaltet.In order to protect the fundamental idea of the invention, all technically comparable applicable piston shapes or piston connections are included in the further concept of the invention.

Es wird die lineare Hubbewegung der beiden Koaxialkolben-Oberseiten immer vom oberen Totpunkt des in der Kompressionszündung liegenden Kolbens, bzw. dem rückseitig verbundenen entgegengesetzt wirkende Kolben in seinem unteren Totpunkt begrenzt. Nachfolgend in der Beschreibung als OT oder UT (22) bezeichnet, 3.The linear stroke movement of the two coaxial piston top sides is always limited from the top dead center of the piston located in the compression ignition, or the oppositely connected piston connected at the rear, in its bottom dead center. Below in the description as OT or UT ( 22 ) designated, 3 ,

Der jeweilige Zylinderkörper (5), welcher durch den mittig integrierten abwechselnd beaufschlagten Koaxialkolben (7) in zwei unabhängig je nach OT oder UT vor der beaufschlagten Kolbenoberfläche liegende Verbrennungsräume (8) aufgeteilt wird, ist längsseitig mit zwei Langführungslöchern (17) ausgestattet, 1–7.The respective cylinder body ( 5 ), which by the centrally integrated alternately acted upon coaxial piston ( 7 ) in two independently depending on TDC or UT before the applied piston surface combustion chambers ( 8th ) is longitudinally with two Langführungslöchern ( 17 ) fitted, 1 - 7 ,

Ein zwischen den beiden rückwärtig verbundenen Kolben (7) positionierter beispielhafter Kolbenschubstangen-Verbindungsadapter ist erfindungsgemäß über die vorgeschlagenen Befestigungszapfen (15, 16, 20), durch die jeweiligen Führungslanglöcher (17) mit den parallel längs außerhalb des Zylinders (5) liegenden Schubführungsstangen (6), verbunden, 1–6.One between the two rearwardly connected pistons ( 7 ) positioned exemplary piston push rod connection adapter according to the invention on the proposed mounting pins ( 15 . 16 . 20 ), through the respective guide slots ( 17 ) with the parallel longitudinally outside the cylinder ( 5 ) lying push guide rods ( 6 ), connected, 1 - 6 ,

Das jeweilige Führungslangloch (17) dient sowohl zur Führung des Kolbens (7) gegen Verdrehung, sowie in einer weiteren Funktion zur Arretierung der Kolben mit den verbundenen Schubstangen (6). Diese greifen je nach Ausführung über Zahnstangen (2) oder Pleuel (1) in die mittig zwischen den jeweiligen Zylindern (5) liegende Hauptabtriebswelle (3, 3a). Dadurch wird der Koaxialkolben (7) innerhalb seines Hubweges (22) vom OT zum UT in seinem sogenannten Endanschlag begrenzt, 1–6. The respective guide slot ( 17 ) serves both to guide the piston ( 7 ) against rotation, as well as in another function for locking the piston with the connected push rods ( 6 ). These grip depending on the design of racks ( 2 ) or connecting rods ( 1 ) in the middle between the respective cylinders ( 5 ) main output shaft ( 3 . 3a ). This will cause the coaxial piston ( 7 ) within its stroke ( 22 ) is limited from the OT to the UT in its so-called end stop, 1 - 6 ,

Weiterhin bietet diese Anwendung eine seitenkraftfreie effiziente Kolbenführung, welche geringe Massen bei der Kraftübertragung schafft.Furthermore, this application offers a lateral force-free efficient piston guide, which creates low masses in the power transmission.

Entscheidend für einen optimal abgedichteten verbrennungstechnisch günstigen Zylinderraum (5, 8) mit oben liegendem Zylinderkopf (5a) ist das jeweilige Längenübermaß der beiden gegenüber liegenden beaufschlagten Kolbenoberseiten mit ihren seitlich integrierten Kolbenringen (18) gegenüber der Länge des Führungsloches (17). Sowohl an der jeweiligen OT-, bzw. UT-Stellung einer der beaufschlagten Kolbenoberseite (22), 1–6.Decisive for an optimally sealed combustion chamber ( 5 . 8th ) with overhead cylinder head ( 5a ) is the respective length excess of the two opposite acted piston tops with their laterally integrated piston rings ( 18 ) compared to the length of the guide hole ( 17 ). Both at the respective TDC, or TDC position of one of the acted piston top ( 22 ) 1 - 6 ,

Das bedeutet, dass der Längsabstand von der vorderen Kolbenoberseite zur entgegengesetzten hinteren Kolbenoberseite des rückseitig angelengten Kolbens (7) dem doppelten Längenmaß des gemessenen Kolbenhubes (22), plus dem Übermaß der pro Kolben seitlich integrierten Kolbenringe, (18) gemessen zur jeweiligen Kolbenoberfläche entspricht, 1–6.This means that the longitudinal distance from the front piston top side to the opposite rear piston top side of the rear-mounted piston (FIG. 7 ) twice the length of the measured piston stroke ( 22 ), plus the excess of per piston laterally integrated piston rings, ( 18 ) measured to the respective piston surface, 1 - 6 ,

Mit diesem Übermaß sind die je nach Hub vorderen oder hinteren Kolbenringe (18), innerhalb ihres Hubweges (22), bei jeder UT-Position immer vor dem jeweiligen Ende des Führungslangloches (17) beanschlagt, 1–6.With this oversize are depending on the stroke front or rear piston rings ( 18 ), within its stroke ( 22 ), at each UT position always in front of the respective end of the guide slot ( 17 ), 1 - 6 ,

Durch diese erfindungsgemäße Auslegung bildet jede beaufschlagte Kolbenoberseite, innerhalb ihres Hubweges (22) im gemeinsamen Führungszylinder (5), einen eigenen geschlossenen Zylinderraum (5, 8) mit Zylinderkopf (5a). Der Zylinderkopf beinhaltet vorteilhaft die Ventile (10) mit der Nockenwelle (9). Dieses ist die Voraussetzung für hervorragende Kompressions-, sowie verbrauchsgünstige Verbrennungswerte, welche umweltgerecht im Schadstoffanteil produziert werden. Zugleich bietet die erfindungsgemäße Verbrennungsraum-Auslegung (8) eine Anwendung der Leistungssteigerung durch Turbolader etc. in Verbindung mit den verschiedenen Arbeitstaktmoden (Viertakt, etc.). Beispielhaft im Benzin-, Diesel-, sowie Gasbetrieb oder anwendbarer vergleichbarer Fluida, 1–6.By this inventive design forms each acted piston top, within its stroke ( 22 ) in the common guide cylinder ( 5 ), its own closed cylinder chamber ( 5 . 8th ) with cylinder head ( 5a ). The cylinder head advantageously contains the valves ( 10 ) with the camshaft ( 9 ). This is the prerequisite for excellent compression, as well as low-consumption combustion values, which are produced environmentally friendly in the pollutant content. At the same time, the inventive combustion chamber design ( 8th ) an application of power increase by turbocharger, etc. in conjunction with the various stroke modes (four-stroke, etc.). Exemplary in gasoline, diesel, and gas operation or applicable comparable fluids, 1 - 6 ,

Aufgrund der Einfachheit des Kolbenschubstangen-Führungssystems ist die Befestigung, sowie das Verhältnis des Kolbenhubes (22), bzw. Kolbenoberseiten-Abstandes gegenüber des Führungslangloches (17) nur beispielhaft, jedoch nicht maßstabsgetreu aufgezeichnet. Es bestehen zahlreiche technische Möglichkeiten dieses zu verkleinern, bzw. über gesteuerte Schieber größenmäßig zu verändern, 1–6.Due to the simplicity of the piston push rod guide system is the attachment, as well as the ratio of the piston stroke ( 22 ), or piston top clearance relative to the guide slot ( 17 ) only by way of example, but not drawn to scale. There are numerous technical possibilities to reduce this, or to change the size via controlled slides, 1 - 6 ,

Damit das erfinderische Gedankengut ausreichend geschützt ist, sind alle technisch vergleichbare Ausführungen, in Verbindung mit dem aufgeführten Führungslangloch, im weiteren Erfindungsgedanken beinhaltet, 1–7.In order for the inventive concept to be adequately protected, all technically comparable embodiments, in conjunction with the listed guide slot, are included in the further inventive idea, 1 - 7 ,

In einer weiteren Ausführungsform kann das jeweilige Führungslangloch (17) dazu verwendet werden Öl während des Arbeitstaktes in den Zwischenraum der Kolbenrückseiten zu spritzen. Damit werden diese gekühlt und eine einwandfreie Schmierung ist gewährleistet, 1–7.In a further embodiment, the respective guide slot ( 17 ) are used during the power stroke to inject into the space between the piston backs. These are cooled and proper lubrication is ensured 1 - 7 ,

Mit dieser konstruktiven Lösung entstehen geringere Reibkräfte zwischen den Kolbenringen, bzw. der Zylinderwand, was den Wirkungsgrad in allen Bereichen erheblich verbessert.With this design solution, lower frictional forces between the piston rings or the cylinder wall, which significantly improves the efficiency in all areas.

Die jeweilig beaufschlagte Kolbenoberseite überträgt auf ihrem Hubweg (22) vom OT zum UT die Verbrennungsenergie auf die verbundenen Schubführungsstangen (6), sowie auf den rückwärtig verbundenen Kolben (7), wodurch dieser mit seiner Kolbenoberseite in die Kompression zum OT, innerhalb seines Arbeitszylinders (5, 8), gedrückt wird, 1–6.The respective acted piston top transmits on its stroke ( 22 ) from OT to UT the combustion energy on the connected push guide rods ( 6 ), as well as on the rear-connected piston ( 7 ), whereby this with its piston top in the compression to the TDC, within its working cylinder ( 5 . 8th ), 1 - 6 ,

Sobald dieser Kolben (7) durch die stattgefundene Verbrennung, innerhalb seines Hubweges (22), zurück zu seinem UT bewegt wird, geht der rückseitige Kolben (7) wiederum zu seinem OT in die Kompression und der nächste Zündvorgang in seinem Arbeitszylinder (5, 8) wird eingeleitet. Die dadurch wechselseitig aufeinander folgende Verbrennung ergibt unter Einbeziehung einer Schwungscheibe (12) einen ruhigen vibrationsfreien Motorlauf. An der Schwungscheibe ist (12) ausführungsgemäß ein serienmäßiger Anlasser (13) positioniert, 1–6.As soon as this piston ( 7 ) by the combustion occurred, within its stroke ( 22 ), is moved back to its UT, the back piston ( 7 ) in turn to its TDC in the compression and the next ignition in his cylinder ( 5 . 8th ) Is initiated. The thus mutually consecutive combustion results in including a flywheel ( 12 ) a quiet vibration-free engine run. At the flywheel is ( 12 ) in accordance with a standard starter ( 13 ), 1 - 6 ,

Beispielhaft in einer Ausführungsform sind die aufgeführten, über den Verbindungsadapter (16, 20), mit den Koaxialkolben (7) verbundenen Schubführungsstangen (6) an ihrem Ende mit einem Zahnprofil (2) ausgestattet, um die Kolben-Übertragungskraft auf die zwischen den Verbrennungszylindern (5, 8) mittig, im 90°-Winkel liegende Hauptabtriebswelle (3a) mit Zahnung zu übertragen, 1–6.By way of example in one embodiment, the listed, via the connection adapter ( 16 . 20 ), with the coaxial pistons ( 7 ) associated push guide rods ( 6 ) at its end with a tooth profile ( 2 ) to increase the piston transmission force between the combustion cylinders ( 5 . 8th ) in the middle, at a 90 ° angle main output shaft ( 3a ) with toothing, 1 - 6 ,

Vorteilhaft können die an der Schubstangenbefestigung (15) angebrachten Schubstangen (6) an ihrem entgegengesetzten Ende alternativ mit einer Innenzahnung (2a) ausgeführt werden. Die anforderungsgemäße Seitenanbringung der Innenzahnung (2a) bestimmt dabei die Hubrichtung der linearen Kolbenhubbewegung. In dieser Ausführung läuft die gezahnte Hauptabtriebswelle (3a) durch die bügelähnliche mit Innenzahnung (2a) versehene Schubstangen (6), um die lineare Kolbenhubbewegung, über den Zahneingriff in eine Rechts-Linksdrehung der Hauptwelle (3a) zu wandeln, 7.Advantageously, the at the push rod attachment ( 15 ) mounted push rods ( 6 ) at its opposite end alternatively with an internal toothing ( 2a ). The according to requirements lateral attachment of the internal toothing ( 2a ) determines the stroke direction of the linear piston stroke movement. In this embodiment, the toothed main output shaft ( 3a ) through the temple-like with internal toothing ( 2a ) provided push rods ( 6 ), the linear piston stroke movement, via the meshing in a right-left rotation of the main shaft ( 3a ) to transform, 7 ,

Bei beiden Ausführungen bestimmt eine wahlweise wechselseitige Anbringung der sich linear gegensätzlich bewegenden Zahnstangen (2, 2a) auf der mittig liegenden mit einer Zahnung ausgestatteten Hauptabtriebswelle (3a) die jeweilig bestimmte Rechts- Linksdrehung derselben. Zugleich wird die gewünschte Hubrichtung der verbundenen Kolben mit Endanschlagspositionierung am OT und UT (22) bestimmt, 1–6.In both versions determines an optional mutual attachment of the linearly oppositely moving racks ( 2 . 2a ) on the central, equipped with a toothed main output shaft ( 3a ) The respective specific right-left rotation of the same. At the same time, the desired stroke direction of the connected pistons with end stop positioning at the TDC and UT ( 22 ) certainly, 1 - 6 ,

Damit kann die gegensätzliche Hubbewegung (22) der verbundenen Koaxialkolben (7) in der Mehrzylinderausführung, den Anforderungen entsprechend, in eine koaxiale synchrone parallele Hubbewegung gewandelt werden, 1–6.Thus, the opposing stroke movement ( 22 ) of the connected coaxial pistons ( 7 ) in the multi-cylinder design, according to the requirements, be converted into a coaxial synchronous parallel stroke movement, 1 - 6 ,

Durch die gesteuerte Rechts-, Linksdrehung der mittigen Hauptabtriebswelle (3, 3a) kann über eine zwischengeschaltete beispielhaft vorgeschlagene lineare Zahnstangenbewegung (24) der Antrieb eines Lineargenerators (14a) mit abwechselnder Hubbewegung (22) durchgeführt werden, 1–6.Due to the controlled right and left rotation of the central main output shaft ( 3 . 3a ) can be connected via an interposed example proposed linear rack movement ( 24 ) the drive of a linear generator ( 14a ) with alternating stroke movement ( 22 ) be performed, 1 - 6 ,

Weiterhin kann die Hauptabtriebswelle (3, 3a), innerhalb der beschriebenen Ausführung, aus Platzgründen beispielhaft konstruktiv am Motorgehäuseausgang (21) mit einem Pleuel (1), bzw. einem Kurbeltrieb (25) ausgestattet sein. Dadurch wird die Rechts- Linksdrehung der Hauptabtriebswelle (3, 3a), welche durch die lineare Kolbenbewegungs-Übertragung der Schubstangen (6) entsteht, in eine Rotationsbewegung gewandelt. Vorteilhaft wird der Kolbenendanschlag, innerhalb des jeweiligen Kolbenhubes, über die Schubstangen (6) zur Pleuelanbindung (25) gebildet, 1–6.Furthermore, the main output shaft ( 3 . 3a ), within the described embodiment, for reasons of construction by way of example constructively on the motor housing output ( 21 ) with a connecting rod ( 1 ), or a crank mechanism ( 25 ). As a result, the right-left rotation of the main output shaft ( 3 . 3a ), which by the linear piston movement transmission of the push rods ( 6 ) is formed, converted into a rotational movement. Advantageously, the piston end stop, within the respective piston stroke, via the push rods ( 6 ) to the connecting rod connection ( 25 ) educated, 1 - 6 ,

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung stattet die Kolbenschubstangen (6), nach dem integrierten Führungslager (6a), direkt mit Pleuel (1, 25) aus. Durch die Verbindung der Pleuel über die integrierten Kurbelzapfen (25) der Hauptabtriebswelle (3) wird die lineare Kolbenbewegung über die verbundenen Schubstangen (6) direkt in eine rotorische Bewegung der mittig liegenden Hauptabtriebswelle (3) gewandelt, 1–6.Another embodiment of the invention provides the piston push rods ( 6 ), after the integrated guide bearing ( 6a ), directly with connecting rod ( 1 . 25 ) out. By connecting the connecting rods via the integrated crankpins ( 25 ) of the main output shaft ( 3 ) is the linear piston movement via the connected push rods ( 6 ) directly into a rotor movement of the central main output shaft ( 3 ), 1 - 6 ,

Der Radius des Kurbelzapfens (25) auf der Hauptabtriebswelle (3, 3a) bestimmt den OT, bzw. UT des Kolbens (7) in seinem Endanschlag über die verbundenen Pleuel, 1–6.The radius of the crankpin ( 25 ) on the main output shaft ( 3 . 3a ) determines the OT, or UT of the piston ( 7 ) in its end stop via the connected connecting rods, 1 - 6 ,

Ausgehend vom aufgeführten Erfindungsgedanken bietet eine weitere beispielhafte Ausgestaltung an, in Modulbauweise, die einzelnen koaxial angeordneten Zylindereinheiten (5) wie beschrieben miteinander zu koppeln, 1–7.Starting from the inventive idea presented, another exemplary embodiment offers, in modular construction, the individual coaxially arranged cylinder units ( 5 ) as described to couple with each other, 1 - 7 ,

Somit ist es möglich, beispielhaft mit vier doppelt beaufschlagten gegeneinander oder synchron laufenden Koaxialkolben (7), Hubarbeitsbewegungen (22) durchzuführen. Diese kompatible Anwendung bildet durch die doppelseitige wechselnde Kolbenbeaufschlagung acht geschlossene Verbrennungsräume (8), welche sich in vier Zylindereinheiten (5) befinden, 1–6.Thus, it is possible, for example, with four double-acting against each other or synchronously running coaxial piston ( 7 ), Hubarbeitsbewegungen ( 22 ). This compatible application forms eight closed combustion chambers due to the double-sided alternating piston loading ( 8th ), which are divided into four cylinder units ( 5 ) are located, 1 - 6 ,

Bei dieser beispielhaften Mehrzylinder-Bauform können je nach Leistungsbedarf die Kolbenschubstangen (6) von den Zylinderaußenseiten (5) über die Führungslanglöcher (17) einen gemeinsamen Verbindungsadapter (20) zwischen zwei parallelen Kolben (7) steuern. Dieser Verbindungsadapter (20) zwischen den beiden Koaxialkolben ist den Anforderungen entsprechend starr ausgelegt, 2, 6.In this exemplary multi-cylinder design, depending on the power requirement, the piston push rods ( 6 ) from the cylinder outer sides ( 5 ) over the guide slots ( 17 ) a common connection adapter ( 20 ) between two parallel pistons ( 7 ) Taxes. This connection adapter ( 20 ) between the two coaxial pistons is designed to be rigid according to requirements, 2 . 6 ,

Vorteilhaft kann in dieser Anwendung auf die innerhalb der parallelen Zylinder (5) liegenden Schubstangen verzichtet werden, um die gemeinsame Arbeitskraft der Kolben (7) auf die mittlere Hauptabtriebswelle (3, 3a), wie beschrieben je nach Anforderung, zu übertragen. Folglich werden die Koaxialkolben (7) paarweise synchron parallel von außen über die Schubstangen (6) in ihren Hubbewegungen (22) gesteuert, 1–6.Advantageous in this application to the within the parallel cylinder ( 5 ) lying push rods to the common working force of the piston ( 7 ) on the central main output shaft ( 3 . 3a ), as described depending on the request to transfer. Consequently, the coaxial pistons ( 7 ) in pairs synchronously in parallel from the outside via the push rods ( 6 ) in their strokes ( 22 ), 1 - 6 ,

Durch eine technische Weiterbildung kann die jeweilige Kolbenschubstange (6) über die Kolbenverbindung hinaus verlängert und durch ein weiteres Kolbenstangen-Führungslager (6a) fixiert werden. Synchron mit der linearen Hubbewegung (22) stößt das jeweilige Schubstangenende (6) mit dem Hub maß über die Zylinderkopfposition (5a), um integriert in einem Hydraulikzylinder (14) als Hydraulikkolben zu arbeiten, 1.Through a technical development, the respective piston push rod ( 6 ) extended beyond the piston connection and by a further piston rod guide bearing ( 6a ) are fixed. Synchronous with the linear stroke movement ( 22 ) pushes the respective push rod end ( 6 ) with the stroke measured via the cylinder head position ( 5a ) to be integrated in a hydraulic cylinder ( 14 ) to work as a hydraulic piston, 1 ,

Diese Bauform ermöglicht, mit dem aufgebauten hydraulischen Druck ein sogenanntes hydraulisches Pleuel über flexible oder starre Hydraulikleitungen zu bilden. Damit können Arbeiten mobil oder stationär je nach System-Anforderungsbedarf verrichten werden, 1–6.This design makes it possible to form a so-called hydraulic connecting rod via flexible or rigid hydraulic lines with the established hydraulic pressure. This allows work to be performed mobile or stationary depending on the system requirement requirement, 1 - 6 ,

Aufgrund der vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten des beschriebenen Motorkonzeptes sind alle weiteren technisch vergleichbar anwendbare kompatible Energiewandlungsmöglichkeiten im Bereich der Koaxialkolben-Nutzung, sowie deren Verbindungen im Erfindungsgedanken beinhaltet, 1–7.Due to the many possible uses of the described engine concept, all other technically comparable applicable compatible energy conversion options in the field of coaxial piston use, as well as their connections in the spirit of the invention includes, 1 - 7 ,

In der herkömmlichen Motortechnik ist das Pleuel auf der Rückseite der beaufschlagten Kolbenoberseite angebracht und greift in den angedachten Kurbelzapfen der Kurbelwelle. Diese Bauart lässt nur einen Zylinderkopf mit Positionierung oberhalb der beaufschlagten Kolbenoberfläche zu. In conventional engine technology, the connecting rod is mounted on the rear side of the applied piston top and engages in the planned crank pin of the crankshaft. This design allows only a cylinder head with positioning above the impacted piston surface.

D. h., ein beidseitig beaufschlagter Verbrennungskolben (7), innerhalb des Viertakt-Modus, kann nur zwei voneinander getrennte Verbrennungsräume (8) mit Zylinderkopf (5a), Nockenwelle (9) und Ventile (10) aufbauen, wenn die Kurbelzapfen der Kurbelwelle (25) sich außerhalb der Zylinderbohrung befinden, 1–7.D. h., A double-acting combustion piston ( 7 ), within the four-stroke mode, only two separate combustion chambers ( 8th ) with cylinder head ( 5a ), Camshaft ( 9 ) and valves ( 10 ), when the crankpins of the crankshaft ( 25 ) are outside the cylinder bore, 1 - 7 ,

Bei den Koaxialkolben (7) ersetzt die seitliche Anordnung der Schubstangen (6) den jeweilig bekannten Kolbenpleuel. Gleichzeitig teilt sich die Kolbenkraft, weshalb die Schaubstangen filigraner ausgelegt werden können (geringe Massekräfte), 1–7.In the case of coaxial pistons ( 7 ) replaces the lateral arrangement of the push rods ( 6 ) the respective known Kolbenpleuel. At the same time, the piston force is divided, which is why the display rods can be designed more filigree (low mass forces), 1 - 7 ,

Die zwischen den koaxial angeordneten Verbrennungszylinder (5), im 90°-Winkel liegende Hauptabtriebswelle (3, 3a), kann in einer zusätzlichen Funktion als Nockenwelle (9) ausgestaltet werden. Verbunden mit der spiegelbildlichen Kopf- an Kopfanordnung der Zylinder, innerhalb der gegensätzlichen linearen Kolben-Hubrichtung, besteht die Möglichkeit mit zwei Nocken vier Ventile zu steuern, 1, 4, 6, 7.The between the coaxial combustion cylinder ( 5 ), located at 90 ° angle main output shaft ( 3 . 3a ), in an additional function as a camshaft ( 9 ) are configured. In conjunction with the mirror-inverted head-to-head arrangement of the cylinders, within the opposite linear piston-stroke direction, it is possible to control four valves with two cams. 1 . 4 . 6 . 7 ,

Vorteilhaft kann durch diese Auslegung das Längs-Baumaß des gesamten Motors relativ klein gehalten werden.Advantageously, the longitudinal dimension of the entire engine can be kept relatively small by this design.

Konstruktionsbedingt sind die Nockenwellen (9) beispielhaft mit einem Antriebszahnrad (4) ausgestattet. Der Antrieb findet über einen Zahnriemen (7a), welcher seine Antriebsenergie aus der mittig angebrachten Antriebswelle (3, 3a) bezieht, statt, 1, 3–6.By design, the camshafts ( 9 ) by way of example with a drive gear ( 4 ) fitted. The drive takes place via a toothed belt ( 7a ), which its drive energy from the centrally mounted drive shaft ( 3 . 3a ), instead, 1 . 3 - 6 ,

Wahlweise können die Ventile beispielhaft hydraulisch betätig werden. Hier wird auf ein anhängiges Schutzrecht des Erfinders verwiesen.Optionally, the valves can be hydraulically actuated by way of example. Here reference is made to a pending patent of the inventor.

Alle Raumverhältnisse zwischen den Zylindern, sowie das sich ergebende Längenmaß, werden bei einer hydraulischen Betätigung der Ventile relativ klein ausgelegt, da auf die anwendungsgemäßen Nockenwellen mit ihrem Antrieb komplett verzichtet werden kann.All space relationships between the cylinders, as well as the resulting length dimension, are designed to be relatively small in a hydraulic actuation of the valves, as can be completely dispensed with the application of the invention camshaft with their drive.

Es sind alle im Rahmen der Erfindung technisch integrierbare Abgassysteme, sowie Ventiltriebe, bzw. deren Steuerungen gedanklich beinhaltet. Alle Ausführungen können weder aufgeführt, noch beschrieben werden. Aus diesem Grund sind die aufgezeigten technischen Möglichkeiten als beispielhaft zu betrachten.All the exhaust gas systems which can be integrated technically within the scope of the invention, as well as valve drives, or their controls, are conceptually included. All versions can neither be listed nor described. For this reason, the indicated technical possibilities are to be regarded as exemplary.

Die konsequente Raumausnutzung durch die Verlegung des Pleueltriebes (25), bzw. der Kolben-Schubzahnstangen (2, 6) an die Gehäuseaußenseite (5) bildet eine weitere Ausführungsart der Energiewandlungsmöglichkeit des Koaxialkolben-Motors. Diese Variante bietet sich mit einem beidseitigen Motorgehäuse-Ausgang (21) der Hauptabtriebswelle (3, 3a) an, 5, 6.The consistent utilization of space by the laying of the connecting rod drive ( 25 ), or the piston pushrods ( 2 . 6 ) to the outside of the housing ( 5 ) forms another embodiment of the energy conversion capability of the coaxial piston engine. This version offers a double-sided motor housing output ( 21 ) of the main output shaft ( 3 . 3a ) at, 5 . 6 ,

Mit diesen Anschlussmöglichkeiten ist die beispielhafte Integrierung eines Linear- oder rotorischen Generators (14a), je nach Drehverhalten der Hauptabtriebswelle (3, 3a) in beliebiger Anzahl gegeben, um den geforderten Leistungsbedarf bereitzustellen, 1–6.With these connection possibilities, the exemplary integration of a linear or rotary generator ( 14a ), depending on the rotational behavior of the main output shaft ( 3 . 3a ) in any number to provide the required power requirement, 1 - 6 ,

Bei entstehenden Leistungsspitzen, kann jeweils einer der beiden Generatoren (14a) über eine Kupplung (23) getrennt werden, 5.If power peaks occur, one of the two generators ( 14a ) via a coupling ( 23 ), 5 ,

In Verbindung mit der Hubraumauslegung des Koaxialkolben-Motors, zusammen mit den erforderlichen kompatiblen Zylindereinheiten, ist durch die Modulbauweise eine stationäre Energiewandlung von Gas in Strom den Ansprüchen nach im Erfindungsgedanken beinhaltet.In conjunction with the displacement design of the coaxial piston engine, together with the required compatible cylinder units, the modular design involves a stationary energy conversion of gas into electricity as claimed in the inventive concept.

Diese Ansprüche stellen sich bei einem dezentralen von einem übergeordneten Stromnetz unabhängigen Energieanspruch.These claims arise in a decentralized from a parent power grid independent energy claim.

Damit verbindet sich eine Einspeisung in regionale, sowie überregionale Stromnetze vor Ort stationär, ohne die sogenannte Stromautobahn im Rahmen der Energiewende, einfach, problemlos, umweltgerecht und extrem kostengünstig.Thus, an infeed into regional as well as supraregional power grids is locally stationary, without the so-called electricity highway as part of the energy turnaround - simple, problem-free, environmentally friendly and extremely cost-effective.

Innerhalb einer angedachten Modulauslegung (30) sind alle weiteren ähnlich technisch ausführbare Kombinationen der beschriebenen Koaxialkolben (7), bzw. deren Zylinder (5) inkl. der Schubstangenübertragung, im Erfindungsgedanken enthalten, 1–7.Within a planned module design ( 30 ) are all other similar technically feasible combinations of the described coaxial piston ( 7 ), or their cylinder ( 5 ) including the push rod transmission, contained in the spirit of the invention, 1 - 7 ,

Mit der innovativen linear geführten Koaxialkolben-Integrierung ohne Kurbelgehäuse wird die Herstellung eines Zylinder-Motorgehäuses (5), in der Halbzeugfertigung (30), mit extremer Zeit-Kostenersparnis ermöglicht. Die bisherige Motorbauweise schließt diese Bauart aus, 7.With the innovative linearly guided coaxial piston integration without crankcase, the production of a cylinder engine housing ( 5 ), in semis production ( 30 ), with extreme time-cost savings. The previous engine design excludes this type, 7 ,

Der Koaxialkolben-Motor schafft durch seine kompatible Motorauslegung in Verbindung mit erprobter Motortechnik im Rahmen der Energiewandlung, einen kostengünstigen, leistungsfähigen, kompakten und einfach aufgebauten Antrieb. Dieser erfüllt problemlos den von der Umwelt geforderten Emissionsanspruch.The coaxial piston engine, with its compatible motor design in conjunction with proven engine technology as part of the energy conversion, creates a cost-effective, powerful, compact and simply constructed drive. This easily meets the emission requirements demanded by the environment.

Die Beschreibung aller Ausführungsformen dient nur zu beispielhaften Darstellungszwecken. Die Zündfolge der Kolben, sowie die Maßstabsgrößen der Zeichnungen sind bildlich nicht real dargestellt.The description of all embodiments is for exemplary purposes only. The firing order of the pistons, as well as the scale sizes of the drawings are not pictorially represented real.

Zeichnungen:Drawings:

Ein jeweiliges Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auf den nachfolgenden beigefügten Zeichnungen beschrieben.A respective embodiment of the invention will be described in the following attached drawings.

Fig. 1Fig. 1

Darstellung des erfindungsgemäßen Koaxialkolben-Motors zeigt einen Querschnitt, welcher die einzelnen Motorkomponenten aufzeigt. Ausgehend von der Hauptabtriebswelle (3a), welche mit einer Zahnung für den Eingriff der gekröpften Zahnstangen (2) ausgestattet ist. Die Zahnstangen (2) sind mit den Kolbenschubstangen (6) verbunden. Die Kolbenschubstangen werden über die Führungslager (6a) geführt, um mit ihren als Hydraulikkolben ausgebildeten Enden in einem Hydraulikzylinder (14) hydraulischen Druck aufzubauen. Die Kolbenschubstangen (6) sind zwischen den Führungslagern (6a) mit den Schubstangenbefestigungen (15) verbunden, um über den Kolbenverbindungs-Adapter (16) die Verbrennungskraft der Koaxialkolben (7) zur Hauptabtriebswelle (3a) mittels Zahnung zu übertragen. Es sind die jeweiligen Zylinderköpfe (5a) zeichnerisch aufgeführt, welche die beidseitigen Verbrennungsräume der doppelt wirkenden Koaxialkolben (7) begrenzen. Die Hauptabtriebswelle ist bei 1 an ihrem jeweiligen Gehäuseausgang (21) mit einem Kurbeltrieb (25) ausgestattet, um einerseits über eine Kurbelwelle (11), mittels einer in dem Kurbelzapfen angelenkter Zahnstange, die Rechts- Linksdrehung der Hauptwelle in eine Rotationsdrehung zu wandeln. Andererseits dient der gegenüberliegende Kurbeltrieb (25) dazu, das Schwungrad (12) in eine Rotationsdrehung zu versetzen.Representation of the coaxial piston engine according to the invention shows a cross section, which shows the individual engine components. Starting from the main output shaft ( 3a ), which with a toothing for the engagement of the cranked racks ( 2 ) Is provided. The racks ( 2 ) are with the piston push rods ( 6 ) connected. The piston push rods are connected via the guide bearings ( 6a ) are guided in order, with their ends designed as a hydraulic piston in a hydraulic cylinder ( 14 ) to build up hydraulic pressure. The piston push rods ( 6 ) are between the leadership camps ( 6a ) with the push rod fasteners ( 15 ) via the piston connection adapter ( 16 ) the combustion force of the coaxial piston ( 7 ) to the main output shaft ( 3a ) transmitted by toothing. It is the respective cylinder heads ( 5a ), which show the two-sided combustion chambers of the double-acting coaxial pistons ( 7 ) limit. The main output shaft is at 1 at their respective housing outlet ( 21 ) with a crank mechanism ( 25 ), on the one hand via a crankshaft ( 11 ), by means of a hinged in the crank pin rack to convert the right-left rotation of the main shaft in a rotation rotation. On the other hand, the opposite crank drive ( 25 ), the flywheel ( 12 ) in a rotation rotation.

Fig. 2Fig. 2

Die Darstellung des Erfindungsgegenstandes zeigt in einer Aufzeichnung den Koaxialkolben-Motor mit vier doppelt wirkenden Kolben (7) in ihrem Zylinderblock (5). Diese Kolben laufen parallel koaxial gegensätzlich in ihren gemeinsamen Zylinderblöcken (5). Sie werden gesteuert, durch die Seitenanbringung der Schubstangenenden, welche als gekröpfte Zahnstangen (2) ausgeführt sind. In der weiteren Darstellung auf 2 sind die jeweils zeichnerisch parallel untereinander dargestellten Kolben über den Kolbenverbindungsadapter mit starrem Führungsteil (20) verbunden. Durch diese starre Verbindung werden die links oder rechts von der Hauptabtriebswelle (3a) angeordneter Koaxialkolben paarweise parallel in ihrer Hubbewegung gegensätzlich gesteuert. Der vordere Gehäuseausgang der Hauptabtriebswelle (3) ist über einen Kurbeltrieb mit dem Schwungrad (12) verbunden. Dieses Schwungrad (12) integriert den Anlasser (13). Der Kurbeltrieb ist nicht bildlich aufgeführt, da er von den aufgezeichneten Lüftungsgittern (19) verdeckt ist. Der hintere Gehäuseausgang der Hauptabtriebswelle (3a) ist beispielhaft über die Zahnung der Hauptwelle mit einer eingreifenden Zahnstange (24) versehen. Diese Zahnstange dient dazu, die Rechts- Linksdrehung der Hauptabtriebswelle in eine lineare Hubbewegung zu wandeln, mit welcher beispielhaft ein Lineargenerator (14a) betrieben werden kann.The representation of the subject invention shows in a recording the coaxial piston engine with four double-acting piston ( 7 ) in her cylinder block ( 5 ). These pistons run parallel coaxially in opposite directions in their common cylinder blocks ( 5 ). They are controlled by the side mounting of the push rod ends, which are used as cranked racks ( 2 ) are executed. In the further illustration on 2 are the graphically parallel each piston shown above the piston connection adapter with rigid guide part ( 20 ) connected. Due to this rigid connection, the left or right of the main output shaft ( 3a ) arranged coaxial piston pairs in parallel in their stroke movement controlled in opposite directions. The front housing outlet of the main output shaft ( 3 ) is via a crank mechanism with the flywheel ( 12 ) connected. This flywheel ( 12 ) integrates the starter ( 13 ). The crank mechanism is not pictorially listed, as it depends on the recorded ventilation grilles ( 19 ) is covered. The rear housing outlet of the main output shaft ( 3a ) is an example of the teeth of the main shaft with an engaging rack ( 24 ) Mistake. This rack is used to convert the right-left rotation of the main output shaft in a linear lifting movement, with which exemplifies a linear generator ( 14a ) can be operated.

Fig. 3Fig. 3

Die Darstellung zeigt den doppelt wirkenden Koaxialkolben (7). Dieser besteht aus Fertigungsgründen aus jeweils zwei rückseitig über Pleuellager (1) mit einem Kolbenverbindungsadapter (16) verbundenen Kolben. Die jeweiligen Kolbenschubstangen (6) laufen durch ihre Führungslager (6a) und sind mit dem Verbindungsadapter (16) über zwei Schubstangen-Befestigungsvorrichtungen (15) verbunden. Die beidseitig den jeweiligen Verbrennungsraum (8) begrenzenden Zylinderköpfe (5a) sind mit Ein- und Auslassventilen (10) versehen. Die Zündkerzen (6b) sind jeweils beispielhaft zwischen den Ventilen angeordnet. Der mittig zwischen den Verbrennungskolben integrierte Verbindungsadapter (16) ist über die Schubstangen-Befestigung (15) in dem Führungslangloch (17), welches den Kolbenhub begrenzt, positioniert. Die in jedem Kolben integrierten Kolbenringe (18) befinden sich anwendungsgemäß bei ihrem jeweiligen UT vor dem Kolbenführungslangloch (17). Dadurch wird ein geschlossener Verbrennungsraum (8) geschaffen. Erfindungsgemäß befindet sich der rückwärtig angelengte Kolben mit seiner Verbrennungsoberseite in der Kompression des koaxial angeordneten Verbrennungsraumes (8). Der jeweilige Kolbenhub von UT zum OT ist zeichnerisch aufgeführt (22).The illustration shows the double-acting coaxial piston ( 7 ). For reasons of production, this consists of two each at the back via connecting rod bearings ( 1 ) with a piston connection adapter ( 16 ) connected pistons. The respective piston push rods ( 6 ) run through their leadership camp ( 6a ) and are connected to the connection adapter ( 16 ) via two push rod fastening devices ( 15 ) connected. The two sides of each combustion chamber ( 8th ) limiting cylinder heads ( 5a ) are equipped with inlet and outlet valves ( 10 ) Mistake. The spark plugs ( 6b ) are each arranged between the valves as an example. The central connection between the combustion piston integrated connection adapter ( 16 ) is via the push rod attachment ( 15 ) in the guide slot ( 17 ), which limits the piston stroke, positioned. The piston rings integrated in each piston ( 18 ) are located in their respective UT in front of the piston guide slot 17 ). This creates a closed combustion chamber ( 8th ) created. According to the invention, the piston which is engaged at the rear and has its combustion top side is located in the compression of the coaxially arranged combustion chamber ( 8th ). The respective piston stroke from UT to OT is shown graphically ( 22 ).

Fig. 4Fig. 4

Zeigt in der Darstellung den Erfindungsgegenstand in einer Ausführung als Mehrkolben-Motor. Die Darstellung ist beispielhaft mit vier Koaxialkolben (7) ausgestattet. Durch die doppelte Beaufschlagung der einzelnen Kolben (7) werden mit der jeweiligen Verbrennungsraum-Begrenzung (8) durch Zylinderköpfe (5a) acht unabhängig voneinander arbeitende Verbrennungsräume (8) gebildet. Die Steuerung der Kolben (7) erfolgt über die mittig zwischen den Zylindern (5) angeordnete Hauptabtriebswelle (3) mittels integrierten Kurbelzapfen (25). In diese Kurbelzapfen greifen die zugeordneten Pleuel (1), welche die Verbrennungskraft der jeweiligen Kolben über Kolbenschubstangen (6) zentriert durch Führungslager (6a) zugeführt bekommen. Der mittig zwischen den Verbrennungskolben-Rückseiten integrierte Verbindungsadapter (16) ist über die Schubstangen-Befestigung (15) in dem Führungslangloch (17), innerhalb des Kolbenhubes begrenzt positioniert. Durch die wahlweise Anlenkung der Pleuel (1) an dem Kurbeltrieb der Hauptabtriebswelle (3) ist eine gegensätzliche Steuerung der jeweilig koaxial angeordneten Kolben möglich. Die Steuerung der Ventile (10) wird ausgeführt über Nockenwellen (9), welche mit Zahnrädern (4) versehen sind. Diese Zahnräder werden über Zahnriemen (7a) bewegt, welche ihre Energie von einem Zahnabtrieb (4) der Hauptwelle (3) beziehen. Am vorderen Gehäuseausgang (21) ist die Hauptwelle (3) mit einem Schwungrad (12) ausgeführt, welches mit einem Anlasser verbunden ist.Shows in the presentation of the subject invention in an embodiment as a multi-piston engine. The illustration is an example with four coaxial pistons ( 7 ) fitted. Due to the double admission of the individual pistons ( 7 ) with the respective combustion chamber boundary ( 8th ) by cylinder heads ( 5a ) eight independently operating combustion chambers ( 8th ) educated. The control of the pistons ( 7 ) takes place via the middle between the cylinders ( 5 ) arranged main output shaft ( 3 ) by means of integrated crankpins ( 25 ). In these crank pin engage the associated connecting rod ( 1 ), which the combustion force of the respective pistons over Piston push rods ( 6 ) centered by guide bearings ( 6a ). The central connection adapter between the combustion piston backs ( 16 ) is via the push rod attachment ( 15 ) in the guide slot ( 17 ), limited within the piston stroke. By the optional articulation of the connecting rod ( 1 ) on the crank drive of the main output shaft ( 3 ) is an opposite control of the respective coaxially arranged piston possible. The control of the valves ( 10 ) is carried out via camshafts ( 9 ), which with gears ( 4 ) are provided. These gears are provided by toothed belts ( 7a ), which derives its energy from a tooth drive ( 4 ) of the main shaft ( 3 ) Respectively. At the front housing outlet ( 21 ) is the main shaft ( 3 ) with a flywheel ( 12 ), which is connected to a starter.

Fig. 5Fig. 5

Die Darstellung zeigt die Kolbensteuerung, welche über Kolbenschubstangen (6) ausgeführt wird. Die Kolbenstangen (6) sind über die beschriebenen Verbindungsadapter (16) befestigt und werden durch die jeweiligen Führungen (6a) zentriert, um mit einer linearen Hubbewegung der jeweiligen Zahnkröpfung (2) in die Zahnung der Hauptabtriebswelle (3a) einzugreifen. Die Hauptabtriebswelle mit Zahnung (3a) wird durch die gegensätzliche lineare Hubbewegung in eine Rechts-Linksdrehung versetzt. Diese Rechts- Linksdrehung wird bedarfsgerecht an beiden Gehäuseausgängen (21) jeweils über eine Kupplung (23), mittels einer integrierten Zahnstange (24), auf einen positionierten Lineargenerator (14a) übertragen. Je nach Anwendung kann die Hauptabtriebswelle (3a), wie bei 1 aufgeführt, mit einem Kurbeltrieb (25) am Gehäuseausgang (21) versehen werden, um nach Bedarf einen Rotationsgenerator pro Gehäuseausgang anzuschließen. Die vier unabhängigen Verbrennungsräume (8), welche sich innerhalb des Zylindergehäuses (5) durch die doppelt beaufschlagten Koaxialkolben (7) innerhalb der linearen Hubbewegung bilden, sind immer mit einem Zylinderkopf (5a) zur Bildung des jeweiligen Verbrennungsraumes (8) ausgestattet.The illustration shows the piston control, which via piston push rods ( 6 ) is performed. The piston rods ( 6 ) are via the described connection adapter ( 16 ) and are guided by the respective guides ( 6a ) centered in order with a linear stroke movement of the respective Zahnkröpfung ( 2 ) in the teeth of the main output shaft ( 3a ) intervene. The main output shaft with toothing ( 3a ) is offset by the opposite linear lifting movement in a right-left rotation. This right-left rotation is required on both housing outputs ( 21 ) each via a coupling ( 23 ), by means of an integrated rack ( 24 ), on a positioned linear generator ( 14a ) transfer. Depending on the application, the main output shaft ( 3a ), as in 1 listed, with a crank mechanism ( 25 ) at the housing outlet ( 21 ) to connect a rotary generator per housing outlet as needed. The four independent combustion chambers ( 8th ), which within the cylinder housing ( 5 ) by the double-loaded coaxial piston ( 7 ) within the linear stroke movement are always with a cylinder head ( 5a ) to form the respective combustion chamber ( 8th ) fitted.

Fig. 6Fig. 6

Die Darstellung des erfindungsgemäßen Koaxialkolben-Motors zeigt eine Ausführung, wie unter 4 im Wesentlichen aufgeführt. Jedoch sind hier keine inneren Schubstangen positioniert, welche die Kraftübertragung der Koaxialkolben zur Hauptabtriebswelle (3) durchführen. Die Auslegung stattet den Motor mit jeweils vier doppelt beaufschlagten Kolben (7) aus. In dieser Ausführung laufen die durch einen Kolbenverbindungsadapter (20) mit starrem Führungsteil zu einer Einheit verbundenen Kolben (7) in ihren jeweiligen Zylindern (5), durch die mittig liegende Hauptabtriebswelle (3) getrennt, in einer gegensätzlichen Hubbewegung. Sie können nicht wie bei 4 untereinander gegensätzlich gesteuert werden. Die volle Arbeitskraft der jeweilig parallel geführten doppelt wirkenden Kolben (7) wird in dieser Ausführung durch die beiden außenliegenden Führungsstangen (6), wie bei 4, über Kurbeltriebe (25) zur Hauptabtriebswelle (3) übertragen.The representation of the coaxial piston engine according to the invention shows an embodiment as shown in 4 essentially listed. However, here are no inner push rods positioned, which the power transmission of the coaxial piston to the main output shaft ( 3 ) carry out. The design equips the engine with four double-action pistons ( 7 ) out. In this embodiment, run through a piston connection adapter ( 20 ) with rigid guide part to a unit connected piston ( 7 ) in their respective cylinders ( 5 ), through the central main output shaft ( 3 ), in an opposite stroke movement. You can not like at 4 be controlled in opposite directions. The full working force of the respective parallel guided double-acting piston ( 7 ) is in this embodiment by the two outer guide rods ( 6 ), as in 4 , via crank mechanisms ( 25 ) to the main output shaft ( 3 ) transfer.

Fig. 7Fig. 7

Die Darstellung zeigt den in Halbzeug-Fertigung ausgeführten Zylinderblock (5). bereits mit den wichtigsten Arbeitskomponenten ausgeführt. Diese sind der Verbrennungsraum (8), die vorgefertigten Gewindelöcher zur Zylinderkopf-Verschraubung (27), sowie die Öl- (29) und Wasserführungskanäle (26) zur Motorkühlung. Zusätzlich ist diagonal auf beiden Seiten das Langloch (17) für die Kolbenschubstangen-Führung (17) je nach Hublänge eingefrässt. Eine Ausführung mit zwei Zylinderblöcken (5) in koaxialer Auslegung, mit einer angedachten Positionierung der erforderlichen Kolbenschubstangen (6), ist dargestellt. Die vier bügelähnlich mit Innenzahnung (2a) ausgeführten Schubstangen (6) übertragen die Kolbenschubkraft auf die durchgeführte gezahnte Hauptabtriebswelle (3a). Damit wird diese in eine dem Hub entsprechende Rechts- Linksdrehung versetzt. Eine zusätzliche Zeichnung der Kolbenschubstangen (6), welche über Pleuel (1) mit den Koaxialkolben (7) verbunden sind, zeigt die durch die bügelähnliche Innenzahnung (2a) laufende Abtriebswelle (3a). Die Kolben (7) sind mit Kolbenringen (18) aufgeführt.The illustration shows the cylinder block executed in semifinished product manufacturing ( 5 ). already executed with the most important work components. These are the combustion chamber ( 8th ), the prefabricated threaded holes for the cylinder head gland ( 27 ), as well as the oil ( 29 ) and water supply channels ( 26 ) for engine cooling. In addition, diagonally on both sides of the slot ( 17 ) for the piston push rod guide ( 17 ) depending on the stroke length. A version with two cylinder blocks ( 5 ) in coaxial design, with a planned positioning of the required piston push rods ( 6 ), is presented, layed out. The four bow-like with internal toothing ( 2a ) running push rods ( 6 ) transmit the piston thrust force to the main toothed output shaft ( 3a ). This is offset in a stroke corresponding to the right-left rotation. An additional drawing of the piston rods ( 6 ), which via connecting rods ( 1 ) with the coaxial piston ( 7 ) are shown by the bow-like internal teeth ( 2a ) running output shaft ( 3a ). The pistons ( 7 ) are equipped with piston rings ( 18 ).

Es sind die Größenverhältnisse der einzelnen Komponenten 1 bis 7 nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Sie dienen einzig der technischen Darstellung des Erfindungsgedankens.It is the size ratios of the individual components 1 to 7 not drawn to scale. They serve only the technical representation of the inventive idea.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pleuel-PleuellagerConnecting rod end bearings
22: Zahnstange gekröpftRack cranked
2a2a: Innenzahnung/SchubstangeInternal teeth / push rod
33: HauptabtriebswelleMain drive shaft
3a3a: Hauptabtriebswelle gezahntMain output shaft toothed
44: Zahnrädergears
55: Zylinderblockcylinder block
5a5a: Zylinderkopfcylinder head
66: KolbenschubstangePiston connecting rod
6a6a: KolbenstangenführungslagerPiston rod guide bearing
6b6b: Zündkerzespark plug
77: Koaxialkolben doppelt wirkendCoaxial piston double acting
7a7a: Zahnriementoothed belt
88th: Verbrennungsraumcombustion chamber
99: Nockenwellecamshaft
1010: Ein- AuslausventilOne exhaust valve
1111: Kurbelwellecrankshaft
11a11a: Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
1212: Schwungscheibeflywheel
1313: AnlasserStarter
1414: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
14a14a: Rotorischer- oder LineargeneratorRotor or linear generator
1515: SchubstangenbefestigungPush rod attachment
1616: KolbenverbindungsadapterPiston connecting adapter
1717: Langloch für Kolbenschubstangen-FührungSlot for piston rod guide
1818: Kolbenringepiston rings
1919: Lüftungsgitterventilation grille
2020: Kolbenverbindungsadapter mit starrem FührungsteilPiston connection adapter with rigid guide part
2121: Doppelter Gehäuseausgang für HauptabtriebswelleDouble housing output for main output shaft
2222: Axialkolben-Hubweg innerhalb des FührungslanglochesAxial piston stroke within the guide slot
2323: Generatorkupplunggenerator coupling
2424: Zahnstange für LineargeneratorRack for linear generator
2525: Kurbeltrieb für Wandlung der linearen KolbenschubstangenbewegungCrank drive for conversion of linear piston push rod movement
2626: KühlflüssigkeitskanalCoolant channel
2727: Zylinderkopf-GewindebefestigungslöcherCylinder head threaded mounting holes
2828: Führung für Kolbenschubstange (alternative Kühlflüssigkeit)Guide for piston push rod (alternative coolant)
2929: Öl-FührungskanalOil guide channel
3030: Halbzeug gezogen für Zylinder-MotorgehäuseSemi-finished products drawn for cylinder engine housing

Claims

Coaxial piston engine with one or more cylinders ( 5 ), with one or more, respectively double-acting piston ( 7 ). These form with their translational stroke movement ( 22 ) two coaxially independent combustion chambers ( 8th ) in a cylinder ( 5 ). The combustion energy is generated by means of push rods ( 6 ) to the main output shaft ( 3 . 3a ) transfer.

Koaxialkolben engine according to claim 1, characterized in that it is equipped without direct crank mechanism. It contains per cylinder ( 5 ) two at the back via connecting rods ( 1 ) with a connection adapter ( 16 . 20 ) or similar connected standard pistons ( 7 ) with the respective piston rings ( 18 ).

Coaxial piston engine according to claim 1 or 2, characterized in that each combustion chamber ( 8th ) with a cylinder head ( 5a ), which valves ( 10 ), Camshaft ( 9 ), Ignition ( 6b ) includes. These lie in front of the piston top with piston rings ( 18 ), within its UT position, in front of the guide slot ( 17 ) and form a closed smooth-surface cylindrical combustion chamber ( 8th ).

Koaxialkolben engine according to claim 1-3, characterized in that the longitudinal distance from the front piston top to the opposite rear piston top twice the length dimension of the piston stroke ( 22 ), plus the excess of per piston ( 7 ) laterally integrated piston rings ( 18 ) corresponds. Due to this excess, depending on the stroke front or rear piston rings ( 18 ), within its stroke ( 22 ), at each UT position always in front of the respective end of the guide slot ( 17 ).

Coaxial piston engine according to claims 1-4, characterized in that the cylinder ( 5 ) with two diagonal parallel guide slots ( 17 ) Is provided. Within these leadership holes ( 17 ) the connection adapters ( 16 . 20 ) with their connected push rods ( 6 ).

Koaxialkolben engine according to claim 1-5, characterized in that the push rods ( 6 ) via a double guide ( 6a ) centered with their respective push rod end, within their stroke dimension ( 22 ), via the arranged cylinder head position ( 5a ) in order to act as a hydraulic piston in a cylinder hydraulic work ( 14 ) to perform.

Koaxialkolben engine according to claim 1-6, characterized in that the push rods ( 6 ) at its bow-like end with an internal toothing ( 2a ) are executed. The toothed main output shaft ( 3a ) runs through the bow-like with internal toothing ( 2a ) provided push rod ( 6 ) to make a right-left rotation via the meshing. The lateral attachment of the internal toothing ( 2a ) determines the stroke direction of the linear piston stroke movement.

Koaxialkolben engine according to claim 1-7, characterized in that the respective adapter ( 16 . 20 ) via two diagonal push rod mounts ( 15 ). These are with push rods ( 6 ), pass through guide bearings ( 6a ) and are at their end with a crooked toothing ( 2 ), or depending on the design with internal toothing ( 2a ) Mistake. These serrations engage in the toothed main output shaft ( 3a ).

Koaxialkolben engine according to claim 1-8, characterized in that the push rods ( 6 ) guided by guide bearings ( 6a ), at its end with a connecting rod ( 1 ) are equipped. This engages in the crank drive ( 25 ) of the main output shaft ( 3 ). With a rigid piston connection adapter ( 20 ) eliminates the inner push rods. The outer two push rods ( 6 ) run per parallel cylinder pair ( 5 ) synchronous. With the connection to the main shaft ( 3 ), four pistons ( 7 ) eight combustion chambers ( 8th ) form. This arrangement is applicable with racks and with connecting rod.

Koaxialkolben engine according to claim 1-9, characterized in that by the respective Seitenanlenkung the cranked racks ( 2 ) at the toothed main output shaft ( 3a ), or a reciprocal crank connection ( 25 ) of the push rods ( 6 ) with connecting rod ( 1 ) on the main output shaft ( 3 ) the respective piston direction linearly opposite or parallel within their stroke ( 22 ) is determined.

Coaxial piston engine according to claims 1-10, characterized in that the main shaft ( 3 . 3a ) depending on the design, two housing outputs ( 21 ) with coupling ( 23 ) owns. The main shaft ( 3 . 3a ) with crank drive ( 25 ) is equipped with its rotary motion for the connection of a rotor-type generator ( 14a ) suitable.

Koaxialkolben engine according to claim 1-11, characterized in that the main output shaft ( 3 . 3a ) with two outputs a right-left rotation by the linear piston transmission of the push rods ( 6 ). At each housing outlet ( 21 ) can be a toothing of the main shaft ( 3a ) an engaging rack ( 24 ) are displaced in a linear stroke movement, so that a linear generator ( 14a ) to operate.

Koaxialkolben engine according to claim 1-12, characterized in that the valves ( 10 ) via camshafts ( 9 ) to be controlled. The drive can be geared ( 4 ), Timing Belt ( 7a ) respectively. A coaxial opposite cylinder position ( 5 ) allows a center double mirror-image valve drive ( 10 ) over the example in this embodiment provided with cams main output shaft ( 3 . 3a ).

Koaxialkolben engine according to claim 1-13, characterized in that the valves are hydraulically actuated. There is no camshaft in this application. The hydraulic drive is via a hydraulic connecting rod. This is done with the push rod training ( 6 ) as a hydraulic piston in the cylinder ( 14 ) by the lifting movement ( 22 ) of the piston ( 7 ) generated.

Koaxialkolben engine according to claim 1-14, characterized in that the camshaft ( 9 ) at a 90 ° angle to the diagonal attachment of the piston push rods ( 6 ) can be positioned. The drive takes place via deflection.

Koaxialkolben engine according to claim 1-15, characterized in that with the housing design ( 30 ) in Halbzeugformung the respective dimensions of the motor housing ( 5 ) with a cut to length. In modular construction, multi-cylinder engines can be combined according to choice, which except for the two guide slots ( 17 ) the channels for water ( 26 ) and oil ( 29 ), as well as the mounting holes ( 27 ) for the cylinder heads ( 5a ).

Koaxialkolben engine according to claim 1-16, characterized in that the Führungslangloch-interpretation except the Kolbenarretierung includes the further function of oil cooling, or lubrication of the back-connected piston by oil injection.

Koaxialkolben engine according to claim 1-17, characterized in that a flywheel ( 12 ) with or without tooth profile the intervention of a starter ( 13 ). Furthermore, the possibility of an increase in performance through turbocharger, compressor, etc. is integrated in conjunction with the power strokes in fluid operation.

Koaxialkolben engine according to claim 1-18, characterized in that the push rod guide ( 6a ) via the connected coaxial pistons ( 7 ) allows a lateral force-free low-friction piston guide.

Koaxialkolben engine according to claim 1-19, characterized in that all unlisted in the stationary area, as well as for use in vehicles of all kinds, technically comparable solutions are included in the immediate inventive idea.