DE2552081A1

DE2552081A1 - Reciprocating rotating piston engine - has hollow piston rod coupled to block by spherical elements in helicoidal peripheral grooves

Info

Publication number: DE2552081A1
Application number: DE19752552081
Authority: DE
Inventors: Peter Rico
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-20
Filing date: 1975-11-20
Publication date: 1977-06-02

Abstract

Engine has an engine block (6) with a cylinder bore containing a reciprocating piston (1) which is rotatable about the cylinder axis. The piston has a rigidly connected hollow piston rod (2) co-axial around the output shaft (4), which rod is coupled to the engine block via spherical elements (10) contained in helical grooves (5), so that it is caused to rotate during its stroke. The rod is further coupled to the output shaft by spherical elements (12) contained in axial grooves (11) so as to transmit its rotary motion to the shaft. The elements (10) may be rotatably head in a bearing ring (9) retained in the block.

Description

Drallhubkolbenmotor Swirl piston engine

Die Erfindung betrifft einen Drallhubkolbenmotor mit einer, in einem Motorgehäuse angeordneten Zylinderbohrung, einem in dieser axial verschiebbaren, durch Verbrennungsgase beaufschlagbaren hin- und herbewegbaren Kolben.The invention relates to a swirl piston engine with one, in one Motor housing arranged cylinder bore, one axially displaceable in this, reciprocating pistons which can be acted upon by combustion gases.

Bei bisher allgemein bekannten Motoren innerer Verbrennung mit axial verlaufenden Zylinderbohrungen wird eine die Kurbelwelle in Drehung versetzende, mit dem hin- und hergehenden Kolben verbundene Pleuelstange verwendet. Bei derartigen bekannten Motoren ist es jedoch nachteilig, daß die von der Pleuelstange bewirkten auf den Kolben einwirkenden Reaktionskräfte auf diesen in den einzelnen Hubphasen in verschiedener Richtung einwxken, so daß der Kolben diesen verkantenden,schräggerichteten Reaktionskräften ausgesetzt ist, wodurch ein vorzeitiger Verschleiß der Zylinderbohrung auftritt.In previously generally known engines, internal combustion with axial running cylinder bores is a turning the crankshaft, connecting rod connected to the reciprocating piston is used. With such known engines, however, it is disadvantageous that caused by the connecting rod Reaction forces acting on the piston in the individual stroke phases in different directions so that the piston tilts and tilts it Reaction forces are exposed, causing premature wear of the cylinder bore occurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Motor zu schaffen, bei welchem das Umsetzen der dem Kolben im Verbrennungsraum axial beaufschlagenden Antriebskräfte in Drehbewegung umgesetzt werden kann, ohne daß der Kolben schräggerichteten, eine Verkantung desselben bewirkenden Reaktionskräften ausgesetzt sein kann, wobei die Verwendung eines Pleuel- und eines Kurbelgehäuses erübrigt werden soll und eine gedrungene Bauart des Motors erzielt werden soll.The invention is based on the object of such a motor create, in which the conversion of the axially acting on the piston in the combustion chamber Driving forces can be converted into rotary motion without the piston inclined, a tilting of the same causing reaction forces can be exposed, wherein the use of a connecting rod and a crankcase should be superfluous and one compact design of the engine is to be achieved.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mit dem Kolben starr verbundene Kolbenstange als, die Antriebswelle 4 koaxial umfassender hohler Wellen stumpf gestaltet ist, der einerseits mit dem Motorgehäuse über einem Antriebskörper, mit in seinem Umfang sinuskurvenförmig verlaufende Drallkugelläufe eingreifenden Drallkugeln zusammenwirkt, und der andererseits mittels in axiale Laufrillen eingreifenden Laufkugeln mit der Abtriebswelle drehbar und zu dieser axial verschiebbar verbunden ist.The object is achieved in that the rigidly connected to the piston Piston rod designed as blunt, the drive shaft 4 coaxially encompassing hollow shafts is on the one hand with the motor housing over a drive body, with in his Circumference sinusoidally running swirl ball runs interacts with engaging swirl balls, and on the other hand, by means of running balls engaging in axial running grooves with the Output shaft is rotatable and connected to this axially displaceable.

Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die als hohler Wellenstumpf gestaltete Kolbenstange den Antriebskörper bildet und die mit den Drallkugelläufen desselben zusammenwirkenden Drallkugeln in, in einem mit dem Motorgehäuse fest verbundenen Kugellagerring fest angeordneten kugelpfannenförmigen Vertiefungen drehbar gelagert sind.It is advantageous here if it is designed as a hollow stub shaft The piston rod forms the drive body and the same with the twist ball barrels cooperating swirl balls in, in a firmly connected to the motor housing Ball bearing ring fixedly mounted spherical socket-shaped depressions rotatably mounted are.

Es ist vorteilhaft, wenn der Antriebskörper mit der Zylinderinnenwandung verbunden ist und die mit den Drallkugelläufen desselben zusammenwirkenden Drallkugeln in einer, in einem mit der als hohler Wellenstumpf gestalteten Kolbenstange starr verbundenen Antriebslagerring angeordneten kugelpfannenförmigen Vertiefung drehbar gelagert sind.It is advantageous if the drive body with the cylinder inner wall is connected and the swirl balls interacting with the swirl ball barrels of the same in one, in one with the piston rod designed as a hollow stub shaft connected drive bearing ring arranged spherical socket-shaped recess rotatable are stored.

Es ist günstig, wenn bei Verwendung von vier Drallkugeln, am Antriebskörper vier sinuskurvenförmig verlaufende Drallkugelläufe vorgesehen sind.It is advantageous if, when using four swirl balls, on the drive body four sinusoidal swirl ball barrels are provided.

Es ist zweckmäßig, wenn bei Verwendung von drei Drallkugeln am Antriebskörper, drei sinuskurvenförmig verlaufende, sich überkreuzende Drallkugelläufe vorgesehen sind.It is useful if, when using three swirl balls on the drive body, three sinusoidal, intersecting twist ball barrels provided are.

Es ist förderlich, wenn bei Verwendung von drei Drallkugeln, am Antriebskörper drei sinuskurvenförmig verlaufende, sich lediglich im Querschnittsmitte des Antriebskörpers überkreuzende Drallkugelläufe vorgesehen sind.It is beneficial when using three swirl balls on the drive body three sinusoidal curves, only in the middle of the cross-section of the drive body Crossing twist ball barrels are provided.

Es ist günstig, wenn in Längsachsmitte der Drallkugelläufe mit einem, die Drallkugeln führenden Vorsprung zusammenwirkende Laufrillen vorgesehen sind.It is beneficial if the swirl ball barrel with a, the swirl balls leading projection cooperating running grooves are provided.

Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Vorsprünge durch, die Drallkugeln führende Gleitsteine gebildet sind.The arrangement can be made so that the projections through the Swirl balls leading sliding blocks are formed.

Es ist günstig, wenn die Vorsprünge durch mit den Drallkugeln einstückig verbundene Gleitringe gebildet sind. Die Anordnung kann auch so gestaltet sein, daß die die Vorsprünge bildenden Gleitsteine durch den Scheitel eines mit einem Kugelfangring winkelrecht verbundenen Haltebügel gebildet sind.It is advantageous if the projections are integral with the swirl balls connected slip rings are formed. The arrangement can also be designed in such a way that that the projections forming sliding blocks through the apex of one with a Ball catch ring are formed at right angles connected bracket.

Es ist zweckmäßig, wenn die Gleitsteine durch den Scheitel eines mit einem Achsstumpf verbundenen Haltebügel gebildet sind.It is useful if the sliding blocks through the apex of one with a stub axle connected retaining bracket are formed.

Es ist zweckdienlich, wenn die Gleitsteine eine im, in Achslängsrichtung der Laufrillen geführten Schnitt linsenförmige Form aufweisen.It is useful if the sliding blocks are one in, in the longitudinal direction of the axis the grooves guided cut have a lens-shaped shape.

Es ist förderlich, wenn auf einem Achsstumpf zwei, in Achslängsrichtung der Drallkugelläufe hintereinander liegende Drallkugeln angeordnet sind.It is beneficial if there are two in the longitudinal direction on one stub axle of the twist ball barrels, twist balls lying one behind the other are arranged.

Durch die vorgeschlagene Gestaltung ergibt sich der Vorteil, daß ein Verkanten der Kolben und ein vorzeitiger Verschleiß der Zylinderbohrungen vermieden wird, wobei sich ein geringer Reibungswiderstand und ein geringer Kräfteverbrauch während der Arbeit ergibt und durch die Drallbewegung auch bei langzeitiger Arbeit lediglich ein regelmäßiger Verschleiß der Zylinderwände eintritt, ohne daß diese einer ovalen Verschleißverformung unterworfen werden. Auch ist es vorteilhaft, daß durch die einfache und gedrungene Bauart eine Gewichtsersparnis und bei gleichem Zylinderhubraum der Motor nur geringe äußere Maße aufweist, wobei der Motor höheren Motordrehzahlen ausgesetzt werden kann, ohne einen vorzeitigen Verschleiß hinnehmen zu müssen. Auch ist es vorteilhaft, daß die Antriebsräder am gleichen Motorengehäuse am Ausgang der Abtriebswelle angeordnet sein können und daß sich für den Motor bessere Kühlmöglichkeiten ergeben und auch eine bessere Zusammenstellung mehrerer Zylinder bei verschiedenen Bauarten z.B. bei Boxermotoren möglich ist, und zwei Zylinder parallel gegenüberliegend auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sein können und eine bessere Zusammenstellung bei Verwendung von Trommelmotoren von einem bis sechs Zylindern ermöglicht wird und mit einer zentralen Antriebswelle Reihen-und Doppelreihen-Motore angeordnet sein können.The proposed design has the advantage that a Canting of the pistons and premature wear of the cylinder bores avoided is, with a low frictional resistance and a low power consumption results during work and, thanks to the twisting movement, also during long-term work only regular wear of the cylinder walls occurs without them are subjected to oval wear deformation. It is also advantageous that a weight saving due to the simple and compact design and the same Cylinder displacement of the engine has only small external dimensions, the engine being higher Engine speeds can be suspended without suffering premature wear to have to. It is also advantageous that the drive wheels on the same motor housing can be arranged at the output of the output shaft and that better for the engine Cooling possibilities result and also a better combination of several cylinders is possible with different designs, e.g. with boxer engines, and two cylinders can be arranged parallel opposite one another on a common drive shaft and a better combination when using drum motors from one to six cylinders is made possible and with a central drive shaft inline and Double row motors can be arranged.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.In the drawing are several embodiments of the subject of the invention shown.

Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Drallhubkolbenmotor nach einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 2 den Drallhubkolbenmotor im Längsschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IIf-III gemäß Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 1; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V gemäß Fig. 2; Fig. 6 einen Schnitt VI-VI gemäß Fig. 2; Fig. 7 einen Schnitt VII-VII gemäß Fig. 2; Fig. 8 einen Querschnitt durch eine einstückig mit einem Gleitring versehene, in einem Achsstumpf drehbar gelagerte Drallkugel; Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX gemäß Fig. 8; Fig. 10 einen Schnitt durch eine in einem Achsstumpf drehbar sitzende Drallkugel bei der ein Gleitstein mittels Haltebügeln gehalten wird; Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI gemäß Fig. 10; Fig. 12 einen in Achslängsrichtung der Laufrillen geführten Schnitt durch einen Gleitstein; Fig. 13 eine Abwicklung der Drallkugelläufe des Antriebskörpers bei Verwendung von vier Drallkugeln; Fig. 14 eine Abwicklung der Drallkugelläufe des Antriebskörpers bei Verwendung von drei Drallkugeln; Fig. 15 eine Abwicklung der Drallkugelläufe des Antriebskörpers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel von drei Drallkugeln; Fig. 16 eine perspektivische Ansicht des die Drallkugeln umgebenden Kugelkorbes.They show: FIG. 1 a longitudinal section through the swirl piston engine according to a first embodiment; 2 shows the swirl reciprocating piston engine in longitudinal section according to a second embodiment; 3 shows a section along the line IIf-III according to FIG. 1; 4 shows a section along the line IV-IV according to FIG. 1; Fig. 5 a Section along the line V-V of FIG. 2; 6 shows a section VI-VI according to FIG. 2; 7 shows a section VII-VII according to FIG. 2; 8 shows a cross section through a one-piece swirl ball provided with a sliding ring and rotatably mounted in a stub axle; 9 shows a section along the line IX-IX according to FIG. 8; Fig. 10 is a section through a swirl ball rotatably seated in a stub axle in which a sliding block means Holding bracket is held; 11 shows a section along the line XI-XI according to FIG. 10; 12 shows a longitudinal direction of the running grooves Section through a sliding block; Fig. 13 is a development of the twist ball barrels Drive body when using four swirl balls; 14 shows a development of the Swirl ball runs of the drive body when using three swirl balls; Fig. 15 a development of the twist ball runs of the drive body according to another embodiment of three swirl balls; 16 shows a perspective view of the one surrounding the swirl balls Ball basket.

Bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist ein in einer Zylinderbohrung angeordneter Kolben 1 fest mit einer als hohler Wellenstumpf gestalteten Kolbenstange verbünden, welche den Antriebskörper 2 bildet, welcher die durch die im Verbrennungsraum bewirkte aufschlagung des Kolbens 1 bewirkte axiale Verschiebung desselben unmittelbar in eine Drehbewegung umsetzt und diese auf die zentral im Innern des Antriebskörpers 2 angeordnete Abtriebswelle 4 überträgt.In the embodiment shown in Fig. 1 is a in one Cylinder bore arranged piston 1 fixed with a designed as a hollow stub shaft Connect the piston rod, which forms the drive body 2, which the through the in the combustion chamber caused impact of the piston 1 caused axial displacement the same immediately converted into a rotary movement and this on the central im Inside the drive body 2 arranged output shaft 4 transmits.

Durch die axiale Hubbewegung des Kolbens 1 wird der Antriebskörper 2 durch die sich in seinem Drallkugelläufen 5 abrollenden Drallkugeln 10, welche ihrerseits in, in einem mit dem Motorgehäuse fest verbundenen Kugellagerring 9 fest angeordneten kugelpfannenförmigen Vertiefungen drehbar gelagert sind, so daß bei axialer Hubverschiebung des mit dem Antriebskörper 2 fest verbundenen Kolbens 1 durch diese in den Drallkugelläufen 5 hierbei abrollenden Drallkugeln 10, die im Kugellagerring 9 lediglich drehbar gelagert sind, diese axiale Bewegung des mit dem Kolben 1 verbundenen Antriebskörpers 2 in eine Drehbewegung umgesetzt. Bei einer Hin- und Herbewegung des Kolbens 1 vollführt die Abtriebswelle 4 eine volle Umdrehung.Due to the axial stroke movement of the piston 1, the drive body 2 by the twist balls 10 rolling in his twist ball barrels 5, which in turn in, in a firmly connected to the motor housing ball bearing ring 9 arranged spherical socket-shaped depressions are rotatably mounted, so that at axial stroke displacement of the piston 1 firmly connected to the drive body 2 by these twist balls rolling in the twist ball barrels 5 here 10, which are only rotatably mounted in the ball bearing ring 9, this axial movement of the with the piston 1 connected to the drive body 2 converted into a rotary movement. at a reciprocating movement of the piston 1, the output shaft 4 performs a full Revolution.

Der Drallhubkolbenmotor besteht aus einem Motorgehäuse 6, wobei der Verbrennungsraum durch einen für Luft- oder Wasserkühlung dienenden ringförmigen Kühungsraum 7 umgeben sein kann und bildet einen klassischen an sich bekannten Zylinderkopf. Im Innern des Motorgehäuses befindet sich ein kurzer Kolben 1, welcher mit einer als-hohler Wellenstumpf gestalteten Kolbenstange verbunden ist, die als Antriebskörper 2 ausgebildet ist und welcher seinerseits die zentral und koaxial mit diesem angeordnete Abtriebswelle 4 umfaßt.The swirl piston engine consists of a motor housing 6, the Combustion chamber by an annular one used for air or water cooling Cooling space 7 can be surrounded and forms a classic cylinder head known per se. Inside the motor housing is a short piston 1, which with a is connected as a hollow shaft stub designed piston rod, which acts as a drive body 2 is formed and which in turn is arranged centrally and coaxially with this Output shaft 4 includes.

An der Abtriebsseite der Abtriebswelle 4 sind Abtriebszahnräder 8, für den Antrieb der Verbrauchseinrichtungen vorgesehen, sowie Steuerräder für die Nebenantriebe.On the output side of the output shaft 4 are output gears 8, intended for the drive of the consumer devices, as well as steering wheels for the Power take-offs.

Gemäß diesem ersten, in Fig. 1, dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Antriebskörper 2 an seiner Außenseite mit Kugeldralläufen 5 versehen, wobei die in diese eingreifenden und während des Arbeitshubes in diesen abrollenden Drallkugeln 10 in einem an der Innenwandung des Motorgehäuses, etwa in axialer Mitte desselben angeordneten Kugellagerungsring 9 in in diesem vorgesEhenen Kugelpfannenförmigen Vertiefungen drehbar gelagert sind, so daß eine axiale Verschiebungsbewegung des mit dem Kolben 1 verbundenen Antriebskörpers 2 durch diese, in den Drallkugelläufen 5 des Antriebskörpers 2 abrollenden Drallkugeln 10 in Drehbewegung umgesetzt wird, wobei an den Innenflächen des hohlen wellenstumpfförmig gestalteten Antriebskörpers axial verlaufende Laufrillen 11 angeordnet sind, in welche in kuyelpfannenförmige Vertiefungen der Abtriebswelle 4 lagernde Laufkugeln 12 derart eingreifen, daß der mit dem Kolben 1 verbundene und durch die Drallkugeln 10 in Drehbewegung versetzte Antriebskörper 2 in Drehmitnahmeverbindung mit der Abtriebswelle 4 steht, jedoch gegenüber dieser axial verschiebbar ist, indem die Laufkugeln 12 in den Kugellaufrillen 11 hin- und zurück ablaufen können.According to this first embodiment shown in FIG. 1 the drive body 2 is provided on its outside with spherical swirl barrels 5, wherein the swirl balls engaging in them and rolling in them during the working stroke 10 in one on the inner wall of the motor housing, approximately in the axial center of the same arranged ball bearing ring 9 in this provided ball socket-shaped Wells are rotatably mounted so that an axial displacement movement of the with the piston 1 connected drive body 2 through this, in the twist ball barrels 5 of the drive body 2 rolling swirl balls 10 is converted into rotary motion, wherein on the inner surfaces of the hollow drive body designed in the shape of a truncated shaft axially extending Running grooves 11 are arranged in which in Kuyelpfannen-shaped recesses of the output shaft 4 bearing running balls 12 in this way intervene that the connected to the piston 1 and through the swirl balls 10 in Rotary movement offset drive body 2 in rotary driving connection with the output shaft 4, but is axially displaceable with respect to this, in that the running balls 12 can run back and forth in the ball grooves 11.

Gemäß einem anderen, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der zylindrische Antriebskörper 2' auf seiner Innenfläche Drallkugelnläufe 5' auf, wobei der Antnebskörper 2 einen größeren Außendurchmesser als der Kolben 1 aufweist und für längere Hubraum vorgesehen ist. Dieser Antriebskörper 2' liegt als feststehender Teil, an der Innenwandung des Motorgehäuses an. Der Kolben in längerer Ausführung gestaltbar 1' ist über eine in Form eines hohlen Wellenstumpfes gestaltete Kolben stange mit einem Antriebslagerring 13 fest verbunden. An der Außenfläche dieses Antriebslagerringes sind in kugelpfannenförmigen Vertiefungen Drallkugeln 10' gelagert, welche in in den Drallkugellauf 5' des diesen Antriebslagerring 13 umfassenden Antriebskörpers 2' eingreifen. Im Antriebslagerring 13 können drei bzw. vier Drallkugeln 10' vorgesehen sein. Diese Drallkugeln 10 laufen bei axialer Verschiebung des mit dem Antriebslagerring 13 verbundenen Kolbens 1 in den Drallkugelläufen 5' des Antriebskörpers 2' ab und versetzen den Kolben in eine Drehbewegung.According to another embodiment shown in FIG the cylindrical drive body 2 'on its inner surface swirl ball courses 5', the antenna body 2 having a larger outer diameter than the piston 1 and is intended for longer displacement. This drive body 2 'lies as a fixed one Part, on the inner wall of the motor housing. The piston in a longer version 1 'can be designed by means of a piston designed in the form of a hollow stub shaft rod with a drive bearing ring 13 firmly connected. On the outer surface of this The drive bearing ring is mounted in spherical socket-shaped depressions, swirl balls 10 ', which in the twist ball race 5 'of this drive bearing ring 13 comprehensive drive body 2 'intervene. Three or four swirl balls 10 'can be provided in the drive bearing ring 13 be. These swirl balls 10 run with the axial displacement of the drive bearing ring 13 connected piston 1 in the twist ball barrels 5 'of the drive body 2' from and set the piston in a rotary motion.

Im Inneren der als hohler Wellenstumpf gestalteten, mit dem Antriebslagerring 13 verbundenen Kolbenstange verläuft die sich zentral in diesen erstreckende Abtriebswelle 4', welche mit axial verlaufenden Kugellaufrillen 11' versehen ist, in welche ihrerseits in kugelpfannenförmigen Vertiefungen der Innenfläche des Antriebslagerringes 13 gelagerte Laufkugeln 12' eingreifen, welche die Drehbewegung des Kolbens 1' auf die Abtriebswelle 4' übertragen und gleichzeitig eine Axialverschiebung des mit dem Kolben 1' verbundenen Antriebslagerringes 13 ermöglichen.Inside, designed as a hollow stub shaft, with the Drive bearing ring 13 connected piston rod runs centrally in this extending output shaft 4 ', which is provided with axially running ball grooves 11', in which in turn in spherical socket-shaped depressions in the inner surface of the drive bearing ring 13 mounted running balls 12 'engage, which the rotary movement of the piston 1' on the output shaft 4 'transmitted and at the same time an axial displacement of the with the piston 1 'connected drive bearing ring 13 allow.

Diese Ausführungsform kann sowohl für kurz gestaltete als auch für langgestaltete Hubräume Verwendung finden, wobei diese Ausführungsart besonders für Verbrennungsmotoren und insbesondere für Dieselmotoren geeignet ist.This embodiment can be used both for short and for Long displacements are used, with this type of construction particularly is suitable for internal combustion engines and especially for diesel engines.

Auch ist diese Ausführuntsform insofern günstiger, als die Abtriebswelle 4' einen stärkeren Durchmesser aufweisen kann und mehrere Kugellaufrillen 11' angeordnet werden können.This embodiment is also more favorable than the output shaft 4 'can have a larger diameter and a plurality of ball running grooves 11' are arranged can be.

Der Antriebslagerring 13 kann an seinem Außenumfang größere Drallkugeln 10' und in seinem Innern eine größere Anzahl von Laufkugeln 12' aufnehmen.The drive bearing ring 13 can have larger swirl balls on its outer circumference 10 'and accommodate a larger number of running balls 12' in its interior.

Für den in Fig. 1 dargestellten, eine erste Ausführungsform betreffenden Antriebskörper 2 sowie für den eine zweite Ausführungsform betreffenden, in Fig. 2 dargestellten Antriebskörper 2' sind mehrere Ausführungsarten der Gestaltung der Drallkugelläufe 5 bzw 5' möglich: 1. Bei Verwendung von vier Drallkugeln 10, 10' macht der Kolben 1 bzw. 1' bei einem Hin- und Herhub und die Antriebswelle 4, 4' eine volle Umdrehung, wobei jede der Drallkugeln 10, 10' gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 bei einem Hin- und Herhub 12 Laufkreuzungen überkreuzt.For the one shown in FIG. 1, a first embodiment is concerned Drive body 2 as well as for the one relating to a second embodiment, shown in FIG. 2 illustrated drive body 2 'are several embodiments of the design of the Swirl ball runs 5 or 5 'possible: 1. When using four swirl balls 10, 10' makes the piston 1 or 1 'with a back and forth stroke and the drive shaft 4, 4' one full revolution, with each of the swirl balls 10, 10 'according to the exemplary embodiment after 13, during a back and forth stroke, 12 crossing crossings are crossed.

2. Bei Verwendung von drei Drallkugeln 10, 10' macht bei einem Hin- und Herhub der Kolben 1 bzw. 1' und die Abtriebswelle 4 bzw. 4' eine volle Umdrehung, wobei jede der Drallkugeln 10, 10' bei diesem Hin- und Herhub sechs Laufkreuzungen überkreuzt (Fiy. 15).2. When using three swirl balls 10, 10 ', and upward stroke of the piston 1 or 1 'and the output shaft 4 or 4' one full revolution, each of the swirl balls 10, 10 'having six crossings during this back and forth stroke crossed over (Fiy. 15).

3. Bei Verwendung von drei Drallkugeln 10, bzw. 10' macht der Kolben bei einem Hin- und Herhub zusammen mit der Abtriebswelle eine 2 Umdrehung, wobei jede der Drallkugeln 3 10 bzw. 10' bei diesem Hin- und Herhub drei Laufkreuzungen überläuft.3. When using three swirl balls 10 or 10 'the piston makes with a back and forth stroke together with the output shaft a 2 turn, whereby each of the swirl balls 3 10 or 10 'three crossings during this back and forth stroke overflows.

Um ein falsches Einlaufen der Drallkugeln 10 bzw. 10' auf dem Todpunkt der Kreuzungen der Drallkugelläufe 5, bzw. 5' zu vermeiden, werden die Drallkugeln mit Gleitsteinen geführt.To prevent the swirl balls 10 or 10 'from running into the dead center to avoid the intersections of the twist ball barrels 5 or 5 ', the twist balls guided with sliding blocks.

Es sind drei Ausführungsarten von Gleitsteinen vorgesehen: 1. Es ist ein aus einem Kugelfangring 16 und einem zu diesem senkrecht verlaufenden Haltebügel 17 bestehender, im Ganzen mit dem Bezugszeichen 14 bzw. 14' bezeichneter Kugelkorb vorgesehen (siehe Fig. 16), wobei ein Gleitstein 15 im Scheitelpunkt des Haltebügels 17 angeordnet ist, der sich zusammen mit dem Kugelkorb 14 um die Drallkugel 10 bzw. 10' dreht, wobei der Kugelfangring 16 im Abstandsspalt zwischen dem Antriebskörper 2 bzw. 2' und den Antriebslagerring 13 bzw. dem Kugellagerring 9 geführt wird.There are three types of sliding blocks provided: 1. It is one from a ball catch ring 16 and a holding bracket extending perpendicular to this 17 existing ball cage designated as a whole by the reference numerals 14 or 14 ' provided (see Fig. 16), with a sliding block 15 in the apex of the retaining bracket 17 is arranged, which together with the ball cage 14 around the swirl ball 10 or 10 'rotates, the ball catch ring 16 in the spacing gap between the drive body 2 or 2 'and the drive bearing ring 13 or the ball bearing ring 9 is guided.

Nach einem anderen, in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drallkuyel 10 bzw. 10' in einem Achsstumpf 19 gelagert, wobei die Drallkugel 10 bzw. 10' einstückig mit einem Gleitring 18 versehen ist, wobei der Achsstumpf 19 sich beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 im Kugellagerring 9 und beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 im Antriebslagerring 13 in einer Buchse 20 dreht (siehe Fig. 10 und 11), der für die Lagerung der Drallkugeln 10 dienende Achsstumpf 19' bildet zusammen mit einem Haltebügel 25 und einem im Scheitel desselben angeordneten Gleitstein 15 einen einheitlichen Teil.According to another embodiment shown in FIGS the swirl ball 10 or 10 'is mounted in a stub axle 19, the swirl ball 10 or 10 'is provided in one piece with a sliding ring 18, the stub axle 19 in the embodiment according to FIG. 1 in the ball bearing ring 9 and in the embodiment 2 rotates in the drive bearing ring 13 in a bushing 20 (see FIGS. 10 and 11), the stub axle 19 'serving for the storage of the swirl balls 10 together with a retaining bracket 25 and a sliding block arranged in the apex of the same 15 a unified part.

Die Kolbenringe 21 (Fig. 1 und 2) des Drallhubkolbenmotors weisen zwei sich gegenüberliegende runde Zapfen 22 auf, die im Kolben 1 bzw. 1' in Bohrungen eingelassen sind.The piston rings 21 (Fig. 1 and 2) of the swirl piston engine have two opposing round pins 22, which are in the piston 1 and 1 'in bores are let in.

Die Gleitlager 23 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Eg. 1 im Kugellagerring 9 als Lagerschalen eingelegt und beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 im Antriebslager 13 angeordnet.The slide bearings 23 are in the embodiment according to Eg. 1 in Ball bearing ring 9 inserted as bearing shells and in the embodiment according to FIG. 2 arranged in the drive bearing 13.

Um ein sicheres überlaufen der Kreuzungen der Drallkugelläufe 15 bzw. 15' zu gewährleisten, ohne hierbei Gleitsteine verwenden zu müssen, können nach einem in der Zeichnung nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel je zwei Drallkugeln auf je einem gemeinsamen Achsstumpf 19 gemeinsam gelagert sein, wobei sich der Vorteil ergibt, daß sich jeweils eine der Drallkugeln neben der Kreuzung der Drallkugelläufe befindet, während die andere in die Kreuzung eintritt, wobei diese von der neben der Kreuzung befindlichen zweiten Drallkugel sicher über de Kreuzung geführt wird.In order to safely cross the intersections of the twist ball barrels 15 or 15 'to ensure without having to use sliding blocks, can after a further embodiment not shown in the drawing, two each Swirl balls each be mounted on a common stub axle 19, wherein there is the advantage that there is one of the swirl balls next to the intersection the swirl ball barrel is located while the other enters the intersection, with this from the next the second swirl ball located at the intersection is safely guided across the intersection.

Der Drallhubkolbenmotor kann auch so gestaltet sein, daß an beiden Enden des Antriebskörpers 2 je ein Kolben angeordnet sein kann, wobei sich eine durchgehende Abtriebswelle 4 durch den gesamten Motorblock und Zylinderkopf hindurcherstreckt.The swirl piston engine can also be designed so that on both Ends of the drive body 2 can each be arranged a piston, with one continuous output shaft 4 extends through the entire engine block and cylinder head.

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Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Swirl piston engine, with an in a cylinder bore arranged in a motor housing, one axially displaceable in this, reciprocating piston which can be acted upon by combustion gases, d a d u r c h g e k e k e n n n e i c h e t that the piston rod rigidly connected to the piston (1) as, the output shaft (4) is designed coaxially encompassing hollow shaft stub, on the one hand with the motor housing via a drive body (2, 2 ') with in to his Circumference sinusoidally extending swirl ball races (5.5 ') engaging the piston swirl balls (10, 10 ') which set them in rotary motion interacts during the axial working stroke, and on the other hand by means of running balls (12, 12 ') engaging in axial running grooves with the output shaft <4,4 ') rotatable and connected to this axially displaceable is.

2. Swirl piston engine according to claim 1, characterized in that designed as a hollow stub shaft piston rod (Fig. 1) the drive body (2) and the swirl balls (iC2, in a ball bearing ring (9) firmly connected to the motor housing spherical socket-shaped recess are rotatably mounted.

3. Swirl piston engine after Claim 1, characterized in that the drive body (2 ') is fixed to the inner wall of the cylinder is connected and which cooperate with the twist ball barrels (5 ') of the same Swirl balls (10 ') in one, in one with the butt-shaped hollow shafts Piston rod rigidly connected drive bearing ring (13) arranged spherical socket-shaped Well are rotatably mounted.

4. Swirl piston engine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that when using 4 swirl balls (10, 10 ') on the drive body (2, 2 ') four swirl ball runs (5,5') running sinusoidally are provided (Fig. 13).

5. Swirl piston engine according to one of claims 1-3, characterized in that that when using three swirl balls (10,10 ') on the drive body (2,2') three sinusoidal curves running, intersecting twist ball barrels (5.5 ') are provided.

6. Swirl piston engine according to one of claims 1-3, characterized in that that when using three swirl balls (10,10 ') on the drive body (2,2') three sinusoidal curves extending, intersecting only in the cross-section center of the drive body (2, 2 ') Swirl ball barrels (5.5 ') are provided.

7. Swirl piston engine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the center of the longitudinal axis of the twist ball barrels (5.5 ') with one, the Swirl balls (10,10 ') leading projection (15,18) cooperating grooves (24) are provided.

8. Swirl piston engine according to claim 7, characterized in that that the projections are formed by sliding blocks (15) leading to the swirl balls (10, 10 ') are (Figs. 10, 11).

9. swirl piston engine according to claim 7, characterized in that the projections by sliding rings which are integrally connected to the swirl ball (10, 10 ') (18) are formed (Figs. 8 and 9).

10. Swirl piston engine according to claim 8, characterized in that the sliding blocks (15) forming the projections, the apex of one with a Ball catch ring (16, 16 ') at right angles connecting retaining bracket (17) are formed (Fig. 16).

11. Swirl piston engine according to claim 8, characterized in that the sliding blocks (15) connected by the apex of a stub axle (19) Retaining bracket (25) are formed (Fig. 10, 11).

12. Swirl piston engine according to one of claims 7 to 11 thereby characterized in that the sliding blocks (15) have one, in the axial longitudinal section of the running grooves (24) have guided cut lenticular shape. (Fig. 12).

13. Swirl piston engine according to one of claims 1 to 3> thereby characterized that on a stub axle, two, in the longitudinal direction of the swirl ball barrel (5.5 ') twist balls (10.10') lying one behind the other are arranged.