DE3528276A1 - Reciprocating piston engine - Google Patents

Reciprocating piston engine

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/04Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/26Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Abstract

In a reciprocating piston engine, the piston 16 is connected to the drive cams 24, which are axially guided by guide sections 26 in guide slots 32 of the cylinder 10 and with radially projecting journal sections 42 run in a periodic cam groove 40, which is recessed into the inner surface of a drive cup 34. The latter is supported both axially and radially so that the reciprocating movement of the piston 16 is converted into rotary movement of an engine shaft 44 connected to the drive cup 34. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei derartigen bekannten Hub­ kolbenmaschinen erfolgt das Umsetzen der axialen Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung unter Verwen­ dung von Pleuelstangen und einer Kurbelwelle. Die Verwen­ dung dieser Elemente bedingt eine verhältnismäßig große Ab­ messung in Axialrichtung des Kolbens; außerdem ist die Be­ arbeitung der Kurbelwelle und das Montieren der Pleuel auf­ wendig.The invention relates to a reciprocating piston machine according to the Preamble of claim 1. In such known hub piston machines the axial back and forth is implemented Movement of the piston in a rotary motion using connecting rods and a crankshaft. The use These elements require a relatively large decrease measurement in the axial direction of the piston; besides, the Be working on the crankshaft and assembling the connecting rods agile.

Insbesondere für kleine Hubkolbenmaschinen, wie sie in Hand getragenen Werkzeugen und kleinen Stromgeneratoren zum Einsatz kommen, ist ein besonders kompakter Aufbau der Hubkolbenmaschine von Interesse. Auch sollen derartige Hub­ kolbenmaschinen, welche in der Regel nur kurzfristig be­ trieben werden, besonders einfachen Aufbau haben, damit sie preiswert produziert werden können.Especially for small reciprocating piston machines like those in Hand-held tools and small power generators are used, is a particularly compact structure of the Reciprocating piston engine of interest. Such hub should also piston machines, which are usually only for a short time be driven, have a particularly simple structure, so they can be produced inexpensively.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Hubkolben­ maschine geschaffen werden, welche besonders kompakt baut und einfach zu montieren ist.The present invention is therefore intended to be a reciprocating piston machine that is particularly compact and is easy to assemble.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Hub­ kolbenmaschine gemäß Anspruch 1.This object is achieved by a hub piston machine according to claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine ist das Umform­ getriebe radial außerhalb des Zylinders in Form eines mit einer Nockennut versehenen Antriebsbechers vorgesehen, und in dieser Nockennut laufen direkt mit dem Kolben mitbewegte Antriebsnocken. Da der Kolben erfindungsgemäß gegen Verdrehen im Zylinder gesichert ist, andererseits der Antriebsbecher axial abgestützt ist, führt so eine Hin- und Herbewegung des Kolbens direkt zu einer Drehbewegung des Antriebsbechers und einer mit diesem verbundenen Motorwelle.In the reciprocating piston machine according to the invention, this is forming gearbox radially outside the cylinder in the form of a provided a cam groove drive cup, and in this cam groove run directly with the piston Drive cams. Since the piston against twisting according to the invention is secured in the cylinder, on the other hand the drive cup is axially supported, so a back and forth movement of the Piston directly to a rotary movement of the drive cup  and a motor shaft connected to it.

Der Antriebsbecher kann zugleich die Schwungmasse für den Motor darstellen. Diese Schwungmasse ist besonders wirksam, da ihr weitaus überwiegender Teil durchgehend großen Abstand von der Drehachse aufweist, während es bei den üblichen Schwungscheiben auch der Drehachse benachbarte Teile der Schwungmasse gibt.The drive cup can also be the flywheel for the Represent engine. This flywheel is particularly effective since the vast majority of them are consistently large distances from the axis of rotation, while it is at the usual Flywheels also include parts of the axis of rotation Inertia there.

Bei der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine kann auch schon direkt im Umformgetriebe eine Bewegungsuntersetzung erfol­ gen, wenn man die in Umfangsrichtung geschlossene Nockennut mit einer Mehrzahl von Perioden versieht. Auch bei Hubkolben­ maschinen mit kleinem Durchmesser der Zylinderbohrung läßt sich so mindestens eine Untersetzung um den Faktor 2 erzie­ len. Dies ist insbesondere bei Hubkolbenmaschinen mit klei­ nem Hubraum von Interesse, welche ihre Leistung überwiegend aus der Drehzahl holen.In the reciprocating piston machine according to the invention can already A reduction in motion takes place directly in the forming gear conditions if you have the cam groove closed in the circumferential direction provided with a plurality of periods. Even with reciprocating pistons machines with a small diameter of the cylinder bore so at least one reduction by a factor of 2 is formed len. This is especially the case with small piston machines a cubic capacity of interest, which predominantly their performance get out of speed.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran­ sprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unteran sayings.

Bei einer Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 2 stellen die An­ triebsnocken des Umformgetriebes zugleich einen Teil der Kolbenverdrehsicherung dar, was im Hinblick auf einfachen Aufbau von Vorteil ist.In a reciprocating piston machine according to claim 2, the drive cam of the forming gear also part of the Piston rotation lock represents what in terms of simple Construction is an advantage.

Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 3 und 5 dienen der Verschleißminderung im Umformgetriebe.The developments of the invention according to claims 3 and 5 serve to reduce wear in the forming gear.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hin­ blick auf eine einfache Montage der Antriebsnocken an den Kolben von Vorteil.The development of the invention according to claim 4 is in the Hin look at a simple mounting of the drive cams on the Pistons are an advantage.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird erreicht, daß vom Umformgetriebe auf den Kolben keine Kipp­ momente ausgeübt werden.With the development of the invention according to claim 7  achieved that no tilting from the forming gear to the piston moments are exercised.

Bei einer Hubkolbenmaschine, bei welcher die Umsetzung der Axialbewegung in eine Drehbewegung unter Verwendung einer Kurbelwelle erfolgt, hat man für die Hin- und Herbewegung des Kolbens exakt die gleiche Bewegungscharakteristik. Bei einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine kann man gemäß Anspruch 8 die Umformcharakteristik für den Arbeitshub und den Rückhub des Kolbens unterschiedlich wählen und so z. B. individuell an den Kompressionstakt bzw. den Verbrennungs­ takt anpassen.In a reciprocating machine, in which the implementation of the Axial movement into a rotary movement using a Crankshaft takes place, you have for the back and forth movement exactly the same movement characteristic of the piston. At A reciprocating piston machine according to the invention can be according to Claim 8 the forming characteristic for the working stroke and choose the return stroke of the piston differently and so z. B. individually to the compression stroke or the combustion adjust the clock.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird erreicht, daß zur Montage notwendige Einführabschnitte der Nockennut im Betrieb der Hubkolbenmaschine nicht stark me­ chanisch beansprucht werden. Aufgrund der angegebenen Aus­ bildung der Einführabschnitte haben in deren Öffnungsbereich die Antriebsnocken schon verschwindende Axialbewegung und werden durch die in ihrer Bewegungsrichtung gesehen hintere der schräg geneigten Wände des Einführungsabschnittes zuver­ lässig wieder in Arbeitsrichtung bewegt.With the development of the invention according to claim 9 achieved that necessary for the insertion sections Cam groove in the operation of the reciprocating machine is not very strong can be claimed Because of the specified off Formation of the insertion sections have in their opening area the drive cams already disappearing axial movement and are seen by the rear in their direction of movement the inclined walls of the insertion section casually moved again in the working direction.

Bei einer Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 10 ist auch im Bereich der Einführabschnitte eine durchgehend zwangsläufige Führung der Antriebsnocken gewährleistet.In a reciprocating machine according to claim 10 is also in Area of the insertion sections a continuously inevitable Guidance of the drive cams guaranteed.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist auf einfache Weise eine groß dimensionierte Entlüftung der Kolbenrückseite gewährleistet.With the development of the invention according to claim 11 large-scale ventilation of the Back of the piston guaranteed.

Bei einer Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 13 und 14 erfolgt wie bei einer herkömmlichen Zweitakt-Brennkraftmaschine ein Ansaugen und Verdichten des Gemisches im Inneren des Gehäuses des Bewegungs-Umformgetriebes. In a reciprocating piston machine according to claims 13 and 14 as in a conventional two-stroke internal combustion engine Sucking and compressing the mixture inside the housing of the motion forming gear.  

Da bei einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine die Winkel­ stellung des Antriebsbechers direkt der Phase im Arbeits­ zyklus zugeordnet ist, kann gemäß Anspruch 15 die freie Stirnfläche des Antriebsbechers so profiliert werden, daß sie direkt zur Ventilsteuerung verwendet werden kann. Eine gesonderte Nockenwelle kann somit entfallen.Since the angles in a reciprocating piston machine according to the invention Position of the drive cup directly in the work phase cycle is assigned, the free according to claim 15 End face of the drive cup are profiled so that it can be used directly for valve control. A separate camshaft can thus be omitted.

Ähnlich kann man gemäß Anspruch 16 oder 17 von der Bewegung des Antriebsbechers gleichzeitig zur Zwangssteuerung von Druckmittelströmen zum und/oder vom Zylinderinneren Gebrauch machen, wobei die zusammenarbeitenden Steueröffnungen in in Umfangsrichtung verlaufenden Flächen oder in senkrecht auf der Kolbenachse stehenden Flächen liegen können.Similarly one can move according to claim 16 or 17 of the drive cup for the forced control of Pressure medium flows to and / or from inside the cylinder make, the cooperating tax openings in in the circumferential direction or in vertical surfaces standing on the piston axis can lie.

Erfindungsgemäß lassen sich auch leicht die Bewegungen einer Mehrzahl von Kolben koppeln, ohne daß ein durchgehendes mechanisches Element verwendet werden müßte. Man hat somit Hubkolbenmaschinen mit hoher Modularität des Aufbaus, wobei über die zur Kopplung der Abtriebsbewegungen vorgesehenen Zahnkränze zugleich auch die erforderliche Synchronisierung der verschiedenen Kolben/Zylindereinheiten gewährleistet ist. Bei herkömmlichen Hubkolbenmaschinen müssen dagegen Kurbel- und Nockenwellen hergestellt werden, welche sich über sämtliche Kolben/Zylindereinheiten hinweg erstrecken und kompliziert herzustellen und daher teuer sind.According to the invention, the movements of one can also be easily Coupling a plurality of pistons without a continuous mechanical element would have to be used. So you have Reciprocating machines with high modularity of structure, being via those provided for coupling the output movements Sprockets also have the necessary synchronization of the various piston / cylinder units guaranteed is. In contrast, with conventional reciprocating piston machines Crankshafts and camshafts are manufactured, which are extend across all piston / cylinder units and complicated to manufacture and therefore expensive.

Da bei den erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschinen die Achse der Motorwelle mit der Kolbenachse zusammenfällt, eignen sich derartige Hubkolbenmaschinen insbesondere für liegenden Einbau. Sieht man entsprechend gemäß Anspruch 19 vor, daß eine Ölwanne im Bereich einer Umfangswand des Getriebege­ häuses vorgesehen ist, so kann man über die Bodenwand dieses Gehäuses unbehindert brennbares Gemisch oder unter Druck stehendes Arbeitsströmungsmittel zuführen. Since the axis in the reciprocating piston machines according to the invention the motor shaft coincides with the piston axis such reciprocating piston machines in particular for lying Installation. According to claim 19 provides that an oil pan in the area of a peripheral wall of the gearbox is provided, so you can on the bottom wall of this Housing freely combustible mixture or under pressure supply standing working fluid.  

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 ist im Hinblick auf eine sichere, verkippungsfreie Lagerung des Antriebsbechers von Vorteil.The development of the invention according to claim 20 is in With regard to safe, tilt-free storage of the Drive cups an advantage.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will now be described with reference to embodiments play explained with reference to the drawing. In this show:

Fig. 1: einen axialen Schnitt durch eine Zweitakt-Brenn­ kraftmaschine, bei welcher die Achsen von Kolben und Motorwelle zusammenfallen; Fig. 1: an axial section through a two-stroke internal combustion engine, in which the axes of the piston and motor shaft coincide;

Fig. 2: eine Aufsicht auf die in Abwicklung wiedergegebene Innenfläche eines Antriebsbechers der Brennkraft­ maschine nach Fig. 1 in verkleinertem Maßstab; Fig. 2 is a plan view of the inner surface of a drive cup of the internal combustion engine shown in Figure 1 in a reduced scale;

Fig. 3: einen vertikalen Schnitt durch einen Antriebs­ nocken und einen Führungsabschnitt desselben längs der Schnittlinie III-III von Fig. 1; Fig. 3: a vertical section through a drive cam and a guide section thereof along the section line III-III of Fig. 1;

Fig. 4: einen Schnitt durch einen Antriebsnocken und einen Teil einer mit diesem zusammenarbeitenden Nocken­ nut längs der Schnittlinie IV-IV von Fig. 1; Fig. 4 is a section on the line IV-IV nut longitudinally by a drive cam and a part of a co-operating with this cam of FIG. 1;

Fig. 5: einen axialen Teilschnitt durch eine Zweizylinder- Viertakt-Brennkraftmaschine mit einem Nockengetriebe zum Umsetzen der Axialbewegung der Kolben in eine Drehbewegung; FIG. 5 shows a partial axial section through a two-cylinder four-stroke internal combustion engine comprising a cam gear for converting the axial movement of the piston into a rotary motion;

Fig. 6: eine Aufsicht auf einen Teil der in Abwicklung wiedergegebenen Umfangswand des Antriebsbechers der Brennkraftmaschine nach Fig. 5; . FIG. 6 is a plan view of a portion of the reproduced processing in the peripheral wall of the drive cup of the internal combustion engine according to Fig 5;

Fig. 7: eine Aufsicht auf eine Stirnfläche der Brennkraft­ maschine nach Fig. 5 in verkleinertem Maßstab; Fig. 7 is a plan view of an end face of the engine of Figure 5 in a reduced scale;.

Fig. 8: einen axialen Schnitt durch einen Druckluftmotor mit einem Nockengetriebe zur Umsetzung der Axial­ bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung längs der abgewinkelten Schnittlinie VIII-VIII von Fig. 9; und FIG. 8 shows an axial section through an air motor with a cam mechanism for converting the axial movement of the piston into a rotary movement along the angled section line VIII-VIII of FIG. 9; and

Fig. 9: einen transversalen Schnitt durch den Druckluft­ motor nach Fig. 8 längs der dortigen Schnittlinie IX-IX. Fig. 9: a transverse section through the compressed air motor according to Fig. 8 along the section line IX-IX.

Die in Fig. 1 gezeigte Zweitakt-Brennkraftmaschine hat einen Zylinderblock 10 mit einer Zylinderbohrung 12, welche durch einen Zylinderkopf 14 verschlossen ist. In der Zylinderboh­ rung 12 läuft ein Kolben 16.The two-stroke internal combustion engine shown in FIG. 1 has a cylinder block 10 with a cylinder bore 12 , which is closed by a cylinder head 14 . In the cylinder bore 12 , a piston 16 runs .

Eine Antriebsstange 18 durchquert einander diametral gegen­ überliegende Öffnungen 20, 22 in der Kolbenumfangswand und ist dort im Preßsitz festgelegt. Auf die Enden der Antriebs­ stange 18 sind identisch aufgebaute Antriebsnocken 24 aufge­ setzt, an welche ein prismatischer Führungsabschnitt 26 an­ geformt ist. Die Seitenflächen der Führungsabschnitte 26 laufen im Gleitspiel zwischen den Wänden axialer Führungs­ schlitze 28, 30, die einander diametral gegenüberliegend in axialer Richtung verlaufend und in Fig. 1 nach unten offen in einem herabhängenden Schürzenabschnitt 32 des Zylinder­ blockes 10 ausgebildet sind.A drive rod 18 crosses each other diametrically against opposite openings 20 , 22 in the piston peripheral wall and is fixed there in an interference fit. On the ends of the drive rod 18 are identically constructed drive cams 24 is set, to which a prismatic guide portion 26 is formed. The side surfaces of the guide portions 26 run in the sliding play between the walls of the axial guide slots 28 , 30 which are diametrically opposite to each other in the axial direction and in Fig. 1 open down in a depending skirt portion 32 of the cylinder block 10 are formed.

Der Schürzenabschnitt 32 wird unter Spiel von einem insge­ samt mit 34 bezeichneten Antriebsbecher umgeben, welcher eine Umfangswand 36 und eine Bodenwand 38 hat. In der Um­ fangswand 36 ist eine sinusähnliche Nockennut 40 vorgesehen, welche in sich geschlossen ist und über den Umfang verteilt zwei Perioden hat. In dieser Nockennut läuft ein Zapfenab­ schnitt 42 der Antriebsnocken 24 im Gleitspiel. The apron section 32 is surrounded with play by a total designated 34 drive cup, which has a peripheral wall 36 and a bottom wall 38 . In order to the peripheral wall 36 a sine-like cam groove 40 is provided which is self-contained and has two periods distributed over the circumference. In this cam groove runs a Zapfenab section 42 of the drive cam 24 in sliding play.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an den Antriebsbecher 34 eine Motorwelle 44 angeformt.As seen from Fig. 1, a motor shaft 44 is integrally formed on the drive cup 34.

Ein becherförmiges Getriebegehäuse 46 umgibt den Antriebs­ becher 34 unter Abstand und ist an einem Flansch des Zylin­ derblocks 10 befestigt. Es hat eine Umfangswand 48 sowie eine Bodenwand 50.A cup-shaped gear housing 46 surrounds the drive cup 34 at a distance and is attached to a flange of the Zylin derblocks 10 . It has a peripheral wall 48 and a bottom wall 50 .

Der Antriebsbecher 34 ist beim freien Ende seiner Umfangs­ wand 36 über ein Lager 52 am Getriebegehäuse 46 gelagert und über eine Lagerhülse 54 bei der Mitte des Bodens 50 des Ge­ triebegehäuses 46 gelagert. Das Lager 52 und die Lagerhülse 54 positionieren zusammen den Antriebsbecher 34 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung.The drive cup 34 is mounted at the free end of its circumference wall 36 via a bearing 52 on the gear housing 46 and via a bearing sleeve 54 at the center of the bottom 50 of the Ge gear housing 46 is mounted. The bearing 52 and the bearing sleeve 54 together position the drive cup 34 both in the radial and in the axial direction.

In der Bodenwand 38 des Antriebsbechers 34 sind mehrere große Durchbrechungen 56 vorgesehen, über welche das Innere des Antriebsbechers mit dem Inneren des Getriebegehäuses 46 in Verbindung steht. An letzteres ist über ein schematisch an­ gedeutetes Rückschlagventil 58 eine Gemischtleitung 60 ange­ schlossen, welcher von einem nicht näher gezeigten Vergaser zündfähiges Gemisch zugeführt wird.A plurality of large openings 56 are provided in the bottom wall 38 of the drive cup 34 , via which the interior of the drive cup communicates with the interior of the gear housing 46 . At the latter, a mixed line 60 is connected via a check valve 58 , which is indicated schematically, and which is supplied by an ignitable mixture from a carburetor, not shown in any more detail.

In der dem oberen Ende des Schürzenabschnittes 32 benachbar­ ten Unterseite des Zylinderblockes 10 ist eine Ringnut 62 eingestochen, von welcher ein Einlaßkanal 64 zum Arbeits­ raum 66 der Brennkraftmaschine führt.In the upper end of the skirt portion 32 adjacent th underside of the cylinder block 10 , an annular groove 62 is inserted, from which an inlet channel 64 leads to the working space 66 of the internal combustion engine.

Bewegt sich der Kolben 16 aus dem in Fig. 1 gezeigten Totpunkt nach oben, so wird ein Auslaßkanal 68 verschlossen und im Arbeitsraum 66 befindliches Gemisch komprimiert. Gleichzei­ tig wird über das Rückschlagventil 58 neues zündfähiges Ge­ misch angesaugt. In der Nachbarschaft des oberen Kolbentot­ punktes wird durch eine Zündkerze 70 das komprimierte Ge­ misch zur Zündung gebracht, wodurch der Kolben 16 nach unten bewegt wird. Hierbei wird das zuvor angesaugte Gemisch auf der Kolbenunterseite komprimiert. Sowie der Auslaßkanal 68 durch den Kolben 16 freigegeben wird, strömen die Abgase ab, während nach Freigabe des Einlaßkanals 64 komprimiertes zündfähiges Gemisch aus dem Inneren des Getriebegehäuses 46 in den Arbeitsraum 66 einströmt.If the piston 16 moves upward from the dead center shown in FIG. 1, an outlet channel 68 is closed and the mixture located in the working space 66 is compressed. At the same time 58 new ignitable mixture is sucked in via the check valve. In the vicinity of the upper piston dead point, the compressed mixture is brought to ignition by a spark plug 70 , whereby the piston 16 is moved downward. The mixture previously sucked in is compressed on the underside of the piston. As soon as the outlet channel 68 is released by the piston 16 , the exhaust gases flow off, while after the inlet channel 64 has been released, compressed ignitable mixture flows from the interior of the transmission housing 46 into the working space 66 .

Bei seiner Axialbewegung ist der Kolben 16 durch die Füh­ rungsabschnitte 26 der Antriebsnocken 24 verdrehsicher ge­ führt. Nachdem zudem der Antriebsbecher 34 axial und radial festgelegt ist, führt die der Kolbenbewegung entsprechende axiale Bewegung der Zapfenabschnitte 42 der Antriebsnocken 24 zwangsläufig zu einer Drehbewegung des Antriebsbechers 34. Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen zweiperiodigen Aus­ bildung der Nockennut 40 erhält man für zwei Kolben-Arbeits­ zyklen eine Umdrehung der Motorwelle 44. Diese läuft somit nur halb so schnell wie bei einer eine Kurbelwelle aufwei­ senden Zweitakt-Brennkraftmaschine.In its axial movement, the piston 16 is through the Füh approximately sections 26 of the drive cam 24 leads against rotation ge. After the drive cup 34 is also fixed axially and radially, the axial movement of the pin sections 42 of the drive cams 24 corresponding to the piston movement inevitably leads to a rotary movement of the drive cup 34 . In the two-period formation shown in FIG. 2 from the cam groove 40 , one revolution of the motor shaft 44 is obtained for two piston working cycles. This therefore runs only half as fast as with a two-stroke internal combustion engine having a crankshaft.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hat die Nockennut 40 zwei einan­ der diametral gegenüberliegende Einführabschnitte 72, 74, durch welche die einander gegenüberliegenden Zapfenabschnitte 42 der auf den Kolben 16 aufgesetzten Antriebsnocken 24 vom freien Rand des Antriebsbechers 34 her in die Nockennut 40 eingeführt werden können. Die Einführabschnitte 72, 74 stel­ len eine geradlinige Verlängerung der in Bewegungsrichtung gesehen abfallenden Wendeabschnitte der Nockennut 40 dar und sind durch Verschlußstopfen 76 nach dem Einführen der Zapfenabschnitte 42 verschlossen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, haben die Verschlußstopfen 76 eine Stirnfläche, welche den fehlenden Teil der oberen Wand der Nockennut 40 gleichwertig ersetzt. Durch diese Anordnung und Anstellung der Einführ­ abschnitte 72, 74 ist gewährleistet, daß auf die Verschluß­ stopfen 76 nur eine geringe in Stopfenlängsrichtung wirksame Kraft ausgeübt wird, da die beim Heranlaufen eines in Fig. 2 gestrichelt angedeuteten Zapfenabschnittes 42 erzeugten Kräfte im wesentlichen senkrecht zur Stopfenachse verlaufen und somit durch die Wand des zugehörigen Einführabschnittes sicher aufgenommen werden kann. Nimmt man einen geringfügig "eckigeren" Bewegungsablauf des Antriebsbechers 34 in Kauf, so kann man die Verschlußstopfen 76 auch weglassen, wenn Vorkehrungen getroffen werden, welche ein Anlaufen der Brenn­ kraftmaschine in der falschen Drehrichtung verhindern (Um­ fangswand 36 läuft in Fig. 2 entgegen Pfeil 78 von links nach rechts, so daß der Wendeabschnitt der Nockennut 40, an den sich ein Einführabschnitt anschließt, ein ansteigen­ der und kein abfallender Wendeabschnitt ist).As can be seen from FIG. 2, the cam groove 40 has two insertion sections 72 , 74 which are diametrically opposite one another, through which the opposite pin sections 42 of the drive cams 24 placed on the piston 16 can be inserted into the cam groove 40 from the free edge of the drive cup 34 . The insertion sections 72 , 74 represent a linear extension of the turning sections of the cam groove 40 which drop in the direction of movement and are closed by sealing plugs 76 after the insertion of the pin sections 42 . As can be seen from FIG. 2, the sealing plugs 76 have an end face which replaces the missing part of the upper wall of the cam groove 40 on an equivalent basis. This arrangement and employment of the insertion sections 72 , 74 ensures that only a small force acting in the plug longitudinal direction is exerted on the plug 76 , since the forces generated when approaching a pin section 42 indicated by the broken line in FIG. 2 are essentially perpendicular to the plug axis run and can thus be safely received through the wall of the associated insertion section. If you accept a slightly "angular" sequence of movements of the drive cup 34 , you can also omit the sealing plug 76 if precautions are taken which prevent the internal combustion engine from starting in the wrong direction of rotation (to start wall 36 in FIG. 2 runs counter to arrow 78 from left to right, so that the turning section of the cam groove 40 , which is adjoined by an insertion section, rises and is not a falling turning section).

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 3 und 4 eine Zwangsschmierung für die verschiedenen in Gleitbe­ rührung stehenden Teile des oben beschriebenen Nocken-Bewe­ gungsumformgetriebes beschrieben:Next, referring to Figures 1, 3 and 4, a forced lubrication for the various stirring in Gleitbe projecting parts of the cam BEWE gungsumformgetriebes above described.:

In dem herabhängenden Schürzenabschnitt 32 des Zylinder­ blockes 10 sind in der Nachbarschaft der Seitenflächen der Führungsschlitze 28, 30 Schmiermittelkanäle 80 ausgebildet, deren Einlaßende in nicht näher gezeigter Weise mit dem Aus­ laß einer Schmiermittelpumpe verbunden ist. Die Schmiermit­ telkanäle 80 münden an einer Stelle in die Führungsflächen der Führungsschlitze 28, 30 aus, welche ständig von einem Abschnitt der Seitenflächen der Führungsabschnitte 26 über­ deckt ist. Bei keiner Stellung des Kolbens 16 kann somit Schmiermittel den Schmiermittelkanal 80 unbehindert verlas­ sen.In the depending skirt portion 32 of the cylinder block 10 are formed in the vicinity of the side surfaces of the guide slots 28 , 30 lubricant channels 80 , the inlet end of which is connected in a manner not shown with the outlet from a lubricant pump. The lubricant channels 80 open at a point in the guide surfaces of the guide slots 28 , 30 , which is constantly covered by a portion of the side surfaces of the guide portions 26 . With no position of the piston 16 , lubricant can leave the lubricant channel 80 without hindrance.

In den Seitenflächen der Führungsabschnitte 26 sind in Längs­ richtung verlaufende Schmiermittelnuten 88 ausgebildet, wel­ che zum einen das Schmiermittel über die zugeordnete Lauf­ fläche des Führungsabschnittes 26 verteilen. Außerdem gehen von der Mitte der Schmiermittelnuten 88 Bohrungen 90 aus, welche zu einer mittigen Bohrung 92 des Antriebsnockens 24 führen, in welcher das zugeordnete Ende der Antriebsstange 18 Aufnahme findet.In the side surfaces of the guide portions 26 extending lubricant grooves 88 are formed in the longitudinal direction, wel che for a lubricant on the associated running surface of the guide portion distribute 26th In addition, bores 90 extend from the center of the lubricant grooves 88 , which lead to a central bore 92 of the drive cam 24 , in which the associated end of the drive rod 18 is received.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat der in der Bohrung 92 ein­ sitzende Abschnitt der Antriebsstange 18 eine größere axiale Erstreckung aufweisende Verbindungsnut 94, die am anderen Ende mit radialen Schmiermittelbohrungen 96 in Verbindung steht, welche zur Umfangsfläche des zugeordneten Zapfenab­ schnittes 42 führen.As can be seen from Fig. 1, the seated portion of the drive rod 18 in the bore 92 has a larger axial extent connecting groove 94 which is connected at the other end with radial lubricant holes 96 , which lead to the peripheral surface of the associated Zapfenab section 42 .

Durch Beaufschlagung der Schmiermittelkanäle 80 erhält man somit sowohl eine Schmierung zwischen den Führungsabschnit­ ten 26 und den Führungsschlitzen 28, 30 als auch eine Schmie­ rung zwischen den Zapfenabschnitten 42 der Antriebsnocken 24 und der Nockennut 40.By loading the lubricant channels 80 , both lubrication between the guide sections 26 and the guide slots 28 , 30 and lubrication between the pin sections 42 of the drive cams 24 and the cam groove 40 are thus obtained.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen Teile einer Viertakt-Brennkraft­ maschine, bei welcher die Umsetzung der axialen Kolbenbewe­ gung in die Drehbewegung der Motorwelle unter Verwendung eines ähnlichen Umformgetriebes erfolgt, wie es obenstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde. Maschinenteile, welche obenstehend schon unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläuterten Maschinenteilen entspre­ chen, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nachstehend nicht mehr im einzelnen beschrieben. Figs. 5 to 7 show parts of a four-stroke internal combustion engine, in which the reaction of the axial Kolbenbewe supply into the rotary motion of the motor shaft using a similar Umformgetriebes takes place, as described above with reference to FIGS. 1 to 4. Machine parts, which correspond to machine parts already explained above with reference to FIGS . 1 to 4, are again provided with the same reference numerals and are no longer described in detail below.

Die in den Fig. 5 bis 7 beschriebene Brennkraftmaschine hat zwei im Zylinderblock 10 ausgebildete Zylinderbohrungen 12 und 12′, in denen Kolben 16 und 16′ im Gegentakt laufen. Auch weitere äquivalente Teile der zweiten Kolben/Zylinder­ einheit sind mit Bezugszeichen versehen, welche sich aus den entsprechenden Bezugszeichen der ersten Einheit durch Anhängen eines Beistriches ergeben. The internal combustion engine described in FIGS . 5 to 7 has two cylinder bores 12 and 12 'formed in the cylinder block 10 , in which pistons 16 and 16 ' run in push-pull. Also other equivalent parts of the second piston / cylinder unit are provided with reference numerals, which result from the corresponding reference numerals of the first unit by adding a comma.

Die verschiedenen Bauteile der beiden Kolben/Zylinderein­ heiten sind identisch, wobei die Gegenphase der Kolbenbe­ wegung durch eine entsprechende Winkelphase der beiden An­ triebsbecher 34 und 34′ gewährleistet ist. Hierzu tragen die Antriebsbecher an ihren unteren Enden Zahnkränze 98, 98′, welche miteinander kämmen. Über die kämmenden Zahn­ kränze wird zugleich das von der zweiten Kolben/Zylinder­ einheit erzeugte Drehmoment auf die Motorwelle 44 übertra­ gen.The different components of the two piston / cylinder units are identical, the opposite phase of the piston movement being ensured by a corresponding angular phase of the two drive cups 34 and 34 '. For this purpose, the drive cups have gear rings 98 , 98 ' at their lower ends, which mesh with one another. About the meshing toothed rings, the torque generated by the second piston / cylinder unit is transmitted to the motor shaft 44 .

Man erkennt, daß man analog unter Verwendung identischer Antriebsbecher 34 auch Motoren mit mehr als zwei Kolben/ Zylindereinheiten aufbauen kann. Man braucht keine auf die jeweilige Zylinderzahl der Brennkraftmaschine abgestimmten Kurbelwellen. Gleiches gilt für den Wegfall von Nockenwel­ len, da die Ventilsteuerung für eine betrachtete Kolben/ Zylindereinheit in sich autark ist.It can be seen that you can also build engines with more than two piston / cylinder units analog using identical drive cups 34 . You do not need crankshafts matched to the number of cylinders in the internal combustion engine. The same applies to the elimination of camshafts since the valve control for a piston / cylinder unit under consideration is self-sufficient.

Hierzu ist der freie Rand der Antriebsbecher 34 mit einer Auslaßventil-Steuerfläche 100 und einer in diese eingesto­ chenen, axial versetzten Einlaßventil-Steuerfläche 102 ver­ sehen.For this purpose, the free edge of the drive cup 34 is seen with an exhaust valve control surface 100 and an axially offset, axially offset intake valve control surface 102 .

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, läuft auf der Einlaßventil- Steuerfläche 102 das untere Ende eines Ventilstößels 104, dessen oberes Ende auf einen Kipphebel 106 arbeitet. Letz­ terer betätigt ein Einlaßventil 108, welches durch eine Feder 110 in den Schließzustand vorgespannt ist, in welchem es an einem Ventilsitz 112 anliegt.As seen from Fig. 5, runs on the intake valve cam 102, the lower end of a valve plunger 104, the upper end of a rocker arm works on 106th Latter ter operated an inlet valve 108 which is biased by a spring 110 in the closed state in which it rests on a valve seat 112 .

Die Einrichtung zum Betätigen des Einlaßventiles 108 ist in Fig. 5 der besseren Übersichtlichkeit halber als in der axialen Schnittebene liegend wiedergegeben, liegt in Wirk­ lichkeit jedoch entsprechend dem Durchmesser des Einlaßven­ tiles 108 hinter der Zeichenebene. Symmetrisch hierzu vor der Zeichenebene liegt ein nicht wiedergegebenes Auslaß­ ventil mit einem zugeordneten Kipphebel und Stößel, wobei letzterer ein verbreitertes unteres Ende hat, welches auf der Auslaßventil-Steuerfläche 100 läuft.The device for actuating the inlet valve 108 is shown in Fig. 5 for the sake of clarity than lying in the axial section plane, but in reality lies according to the diameter of the Einlaßven tiles 108 behind the plane of the drawing. Symmetrically to this in front of the plane of the drawing is an unillustrated exhaust valve with an associated rocker arm and tappet, the latter having a widened lower end which runs on the exhaust valve control surface 100 .

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt aus der Nockennut 40, welche zwei volle Perioden (oder ein ganzzahliges Vielfaches hier­ von) umfaßt. In der Zeichnung sind ansteigende Abschnitte sowohl der Auslaßventil-Steuerfläche 100 als auch der Ein­ laßventil-Steuerfläche 102 zur Veranschaulichung der axialen Verschachtelung dieser Steuerflächen nebeneinanderliegend wiedergegeben, obwohl diese Steuerflächen sich in der Praxis natürlich nicht überlappen und gemäß dem Ablauf der ver­ schiedenen Takte des Arbeitszyklus in Winkelrichtung gegen­ einander versetzt sind. Diese Versetzung ist für die Ein­ laßventil-Steuerfläche 102 in Fig. 6 schematisch durch den Winkelabstand x angedeutet. FIG. 6 shows a section of the cam groove 40 , which comprises two full periods (or an integer multiple here of). In the drawing, rising portions of both the exhaust valve control surface 100 and the inlet valve control surface 102 are shown side by side to illustrate the axial nesting of these control surfaces, although these control surfaces do not overlap in practice and in accordance with the course of the various cycles of the working cycle are offset from each other in the angular direction. This offset is indicated schematically by an angular distance x for the inlet valve control surface 102 in FIG. 6.

In Fig. 5 ist bei 114 schematisch ein gemeinsamer Ansaug­ kanal 114 gezeigt; ein Auspuffkrümmer ist ähnlich an den über der Zeichenebene zu denkenden Auslaßventilen ange­ bracht.In Fig. 5 a common suction channel 114 is shown schematically at 114 ; An exhaust manifold is similarly introduced to the exhaust valves to be considered above the drawing level.

Bei der eine gerade Zylinderzahl aufweisenden Brennkraft­ maschine nach Fig. 5 wird die unter einem abwärts bewegten Kolben weggeschobene Luft über die großen Durchbrechungen 56 der Antriebsbecher 34 unter die Unterseite desjenigen Kolbens gedrückt, welcher sich im Gegentakt nach oben be­ wegt. Um diesen Gasaustausch bei eng um die Antriebsbecher 34 herumgezogenem Getriebegehäuse 46 nicht zu behindern, ist eine Ölwanne 116 an die Umfangswand des Getriebegehäu­ ses 46 angeformt, wie aus Fig. 7 ersichtlich. In der in Fig. 7 gezeigten Betriebslage der Brennkraftmaschine ver­ läuft dann auch die Motorwelle 44 in horizontaler Richtung, wie in der Regel für Antriebszwecke erwünscht. When an even number of cylinders having the internal combustion engine of FIG. 5, the weggeschobene at a downward moving piston air is forced through the large apertures 56 of the drive cup 34 of that under the bottom of the piston which moves in the push-pull upward be. In order not to obstruct this gas exchange with tight wrap-around to the driving cup 34 transmission case 46, an oil pan is formed 116 on the peripheral wall of Getriebegehäu ses 46, as shown in FIG. 7 can be seen. In the operating position of the internal combustion engine shown in FIG. 7, the motor shaft 44 then also runs in the horizontal direction, as is generally desired for drive purposes.

Eine Schmierung der verschiedenen Gleitflächen kann bei der Brennkraftmaschine nach den Fig. 5 bis 7 ähnlich erfolgen wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrie­ ben.Lubrication of the various sliding surfaces can be carried out in the internal combustion engine according to FIGS. 5 to 7 in a manner similar to that described above with reference to FIGS. 1 to 4.

Auch bei dem in den Fig. 8 und 9 gezeigten Druckluftmotor sind Teile, welche von der Funktion her mit Teilen der oben beschriebenen Hubkolbenmaschinen übereinstimmen, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn sie sich in geo­ metrischen Einzelheiten unterscheiden.Also in the compressed air motor shown in FIGS. 8 and 9, parts which correspond in function to parts of the above-described reciprocating piston engines are again provided with the same reference numerals, even if they differ in geometric details.

Der Zylinderblock 10 besteht aus einem oberen Plattenabschnitt 118, an welchem der den ganzen Zylinder vorgebende Schürzen­ abschnitt 32 hängt. Der Schürzenabschnitt 32 ist am oberen und am unteren Ende mit einem radial überstehenden Bund 120 bzw. 122 versehen, dessen Außenfläche geschliffen ist. Mit den Bunden 120, 122 des Schürzenabschnittes 32 arbeiten Bunde 124, 126 zusammen, welche von der Innenfläche des Antriebs­ bechers 34 überstehen und ebenfalls geschliffen sind. Die Bundpaare 120, 124 bzw. 122, 126 bilden Radiallager, über welche der den Schürzenabschnitt 32 axial voll übergreifende Antriebsbecher 34 auf dem Schürzenabschnitt gelagert ist. Die freie Stirnfläche des Antriebsbechers 34 ist ebenfalls geschliffen und läuft auf der geschliffenen Unterseite des Plattenabschnittes 118.The cylinder block 10 consists of an upper plate section 118 , on which the apron specifying the entire cylinder section 32 hangs. The apron section 32 is provided at the upper and lower ends with a radially projecting collar 120 and 122 , the outer surface of which is ground. With the collars 120 , 122 of the apron section 32 collars 124 , 126 work together, which protrude from the inner surface of the drive cup 34 and are also ground. The collar pairs 120 , 124 and 122 , 126 form radial bearings, by means of which the drive cup 34 , which completely axially overlaps the skirt section 32 , is mounted on the skirt section. The free end face of the drive cup 34 is also ground and runs on the ground underside of the plate section 118 .

Auch die Unterseite der Bodenwand 38 des Antriebsbechers 34 ist geschliffen und läuft auf der geschliffenen Oberseite des Bodens 50 des Getriebegehäuses 46. Die axialen Abmessun­ gen von Antriebsbecher 34 und Getriebegehäuse 46 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Antriebsbecher 34 im axialen Gleitspiel zwischen dem Plattenabschnitt 118 und dem Boden 50 gelagert ist.The underside of the bottom wall 38 of the drive cup 34 is also ground and runs on the ground top of the bottom 50 of the gear housing 46 . The axial dimensions of drive cup 34 and gear housing 46 are coordinated so that the drive cup 34 is mounted in the axial sliding play between the plate portion 118 and the bottom 50 .

In dem Boden 50 des Getriebegehäuses 46 ist eine Druckluft­ anschlußöffnung 128 vorgesehen, welche über eine Leitung 130 beaufschlagt ist. In die Unterseite des Antriebsbechers 34 ist eine gleichen Achsabstand wie die Druckluftanschluß­ öffnung 128 aufweisende Ringnut 132 eingestochen, von wel­ cher zwei achsparallele Druckluftspeisekanäle 134 ausgehen, die einander diametral gegenüberliegen.In the bottom 50 of the gear housing 46 , a compressed air connection opening 128 is provided, which is acted upon via a line 130 . In the underside of the drive cup 34 is the same center distance as the compressed air connection opening 128 having annular groove 132 , wel cher two axially parallel compressed air supply channels 134 which are diametrically opposed to each other.

Die oberen Enden der Druckluftspeisekanäle 134 stehen mit Speisenuten 136 in Verbindung, welche von der Innenfläche des Bundes 124 zurückspringen und sich über einen Winkelbe­ reich von etwas weniger als 90° erstrecken. Ähnlich sind im unteren Bund 126 axial fluchtend Speisekanäle 138 vorge­ sehen, welche sich somit ebenfalls über etwas weniger als 90° erstrecken.The upper ends of the compressed air feed channels 134 communicate with feed grooves 136 , which spring back from the inner surface of the collar 124 and extend over a Winkelbe range of slightly less than 90 °. Similarly, in the lower collar 126 axially aligned feed channels 138 are easily seen, which thus also extend over a little less than 90 °.

In den dazwischen liegenden Winkelbereichen sind die Bunde 124, 126 mit sich ebenfalls über etwas weniger als 90° er­ streckenden Abluftnuten 140, 158 versehen, welche über radiale Bohrungen 142, 159 mit dem zwischen Getriebegehäuse 46 und An­ triebsbecher 34 liegenden Ringraum in Verbindung stehen. Letzterer steht über Auslaßschlitze 144 des Getriebegehäuses 46 mit der Umgebung in Verbindung. Hinter den Auslaßschlitzen 144 liegt ein feines Gitter 146, welches das Eindringen von Verunreinigungen aus dem Außenraum verhindert.In the intermediate angular ranges, the collars 124 , 126 are also provided with exhaust air grooves 140 , 158 extending over a little less than 90 °, which are connected via radial bores 142 , 159 to the annular space between the transmission housing 46 and the drive cup 34 . The latter communicates with the environment via outlet slots 144 of the gear housing 46 . Behind the outlet slots 144 there is a fine grid 146 which prevents the ingress of contaminants from the outside.

Wie Fig. 8 zeigt, ist der Kolben 16 am unteren Ende durch einen Deckel 148 verschlossen und begrenzt so in der Zylin­ derbohrung 12 neben dem oberen Arbeitsraum 66 noch einen unteren Arbeitsraum 150.As Fig. 8 shows, the piston 16 is closed at the bottom by a lid 148 and so limited in the Zylin the bore 12 adjacent to the upper working space 66 nor a lower working space 150.

Vom oberen Arbeitsraum 66 führt eine obere Arbeitsöffnung 152 in die Umfangsfläche des Bundes 120. Ähnlich führt vom unteren Arbeitsraum 150 eine Arbeitsöffnung 154 zur Umfangs­ fläche des Bundes 122. Die Arbeitsöffnung 154 liegt der Ar­ beitsöffnung 152 diametral gegenüber. An upper working opening 152 leads from the upper working space 66 into the peripheral surface of the collar 120 . Similarly, a work opening 154 leads from the lower work space 150 to the circumferential surface of the federal government 122 . The working opening 154 is diametrically opposite the working opening 152 .

Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Winkelstellung des Antriebsbechers 34 steht die Arbeitsöffnung 154 mit dem Druckluftspeisekanal 134 in Verbindung, während die obere Arbeitsöffnung 152 über eine Abluftnut 140 und die Bohrung 142 sowie die Auslaßschlitze 144 mit der Umgebung verbunden ist. Der Kolben 60 bewegt sich somit nach oben, wobei der Antriebsbecher 34 aufgrund des oben im einzelnen beschrie­ benen Nockengetriebes mit den Antriebsnocken 24 und der Nockennut 40 zwangsläufig in Drehung versetzt wird. Bei An­ näherung an die obere Totlage des Kolbens 16 läuft nun ein Steg 156, durch welchen die Speisenut 138 von einer nach­ folgenden unteren Abluftnut 158 getrennt ist, über die Ar­ beitsöffnung 154 hinweg und bei weiterer Drehung des An­ triebsbechers 34 infolge Trägheit wird die Arbeitsöffnung 154 mit der nachfolgenden Abluftnut 158 in Verbindung ge­ bracht und damit ist der untere Arbeitsraum 150 entlüftet.In the angular position of the drive cup 34 shown in the drawing, the working opening 154 communicates with the compressed air supply duct 134 , while the upper working opening 152 is connected to the surroundings via an exhaust air groove 140 and the bore 142 and the outlet slots 144 . The piston 60 thus moves upwardly with the drive cup 34 is necessarily made to rotate due to the above beschrie in detail enclosed cam gear with the drive cam 24 and the cam groove 40th At approaching the top dead center of the piston 16 now runs a web 156 , through which the feed groove 138 is separated from a subsequent lower exhaust air groove 158 , over the work opening 154 Ar and with further rotation of the drive cup 34 due to inertia, the working opening 154 connected with the following exhaust air groove 158 and thus the lower working space 150 is vented.

Parallel zu dem soeben beschriebenen Umschalten des unteren Arbeitsraumes 150 von Druckbeaufschlagung auf Entlüftung wird der obere Arbeitsraum 66 zunächst durch einen Steg 156 verschlossen und dann mit einer der oberen Speisenuten 136 verbunden. Nunmehr wird der Kolben 16 nach unten bewegt, wo­ bei der Antriebsbecher 34 wieder über das Nocken-Bewegungs­ umformgetriebe in Drehung versetzt wird.In parallel to the switching of the lower working space 150 from pressurization to ventilation, which has just been described, the upper working space 66 is first closed by a web 156 and then connected to one of the upper food grooves 136 . Now, the piston 16 is moved downwards, where it is caused to rotate in the drive cup 34 again via the cam motion umformgetriebe.

Man erkennt, daß bei dem Druckluftmotor nach Fig. 8 der An­ triebsbecher 34 bei kompaktem Aufbau des Motors eine sehr wirksame Schwungmasse darstellt, da die insgesamt zur Ver­ fügung stehende Masse sehr großen Abstand von der Drehachse aufweist.It can be seen that in the compressed air motor according to FIG. 8, the drive cup 34 represents a very effective flywheel in a compact construction of the motor, since the total mass available is very large distance from the axis of rotation.

Falls gewünscht, kann man die Steuerung der Druckmittelzufuhr und die Entlüftung für den unteren Arbeitsraum 150 auch über ein Drehschieberventil bewerkstelligen, welches durch in den einander gegenüberliegenden Stirnflächen von Antriebsbecher 34 und Getriebegehäuse 46 vorgesehene Steuermittel gebildet wird. Diese Variante ist in Fig. 8 in dem strichpunktierten Kreis 160 angedeutet. Die Druckluftanschlußöffnung 128 steht mit einem in die Unterseite des Antriebsbechers 34 einge­ stochenen Speisenut 162 in Verbindung, welche sich ähnlich wie die Speisenuten 136, 138 über einen Winkelbereich von etwas weniger als 90° erstreckt und mit dem Arbeitsraum 150 in Verbindung steht.If desired, the control of the pressure medium supply and the ventilation for the lower work space 150 can also be accomplished via a rotary slide valve, which is formed by control means provided in the opposite end faces of the drive cup 34 and the gear housing 46 . This variant is indicated in FIG. 8 in the dash-dotted circle 160 . The compressed air connection port 128 communicates with an inserted into the underside of the drive cup 34 stochenen Speisenut 162 in compound which is similar to the Speisenuten 136, 138 less extends over an angular range of about 90 ° and is in communication with the working chamber 150th

Ähnlich fluchtet mit einer in dem Boden 50 vorgesehenen Ab­ luftöffnung 164 eine Abluftnut 166, welche sich ebenfalls über einen Winkelbereich von etwas weniger als 90° erstreckt und zur Speisenut 162 um 90° versetzt ist. Die Abluftnut 166 steht ebenfalls mit dem Arbeitsraum 150 in Verbindung, wie gestrichelt angedeutet ist. Der Speisenut 162 und der Abluft­ nut 166 diametral gegenüberliegend ist eine spiegelbildliche weitere Speisenut und Abluftnut vorgesehen.Similarly, with an air opening 164 provided in the bottom 50 , an exhaust air groove 166 , which likewise extends over an angular range of somewhat less than 90 ° and is offset from the food groove 162 by 90 °. The exhaust air groove 166 is also connected to the working space 150 , as indicated by dashed lines. The feed groove 162 and the exhaust air groove 166 diametrically opposite a mirror-image further feed groove and exhaust air groove is provided.

Den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen war gemeinsam, daß am Kolben 16 jeweils zwei einander diametral gegenüber­ liegende Antriebsnocken 24 angeordnet waren. Dies ist im Hinblick auf das Fernhalten von Kippmomenten auf den Kolben aber auch im Hinblick auf einen statisch ausgewuchteten An­ triebsbecher 34 von Vorteil. Diese Anordnung bringt zwangs­ läufig mit sich, daß die Nockennut 40 zwei volle Perioden aufweisen muß, so daß man für zwei Hin- und Herbewegungen des Kolbens 16 maximal eine Umdrehung der Motorwelle 44 er­ hält.The exemplary embodiments described above had in common that two diametrically opposite drive cams 24 were arranged on the piston 16 . This is advantageous in terms of keeping tilting moments away from the piston but also in terms of a statically balanced drive cup 34 . This arrangement inevitably brings with it that the cam groove 40 must have two full periods, so that for two reciprocating movements of the piston 16 it holds a maximum of one revolution of the motor shaft 44 .

Von der Umformung der Axialbewegung des Kolbens in eine Dreh­ bewegung der Motorwelle her gesehen ist es aber auch möglich, am Kolben nur einen einzigen Antriebsnocken 24 vorzusehen. In diesem Falle braucht dann die Antriebsnut 40 nur eine ein­ zige Periode zu haben, so daß man für jede Hin- und Herbewe­ gung des Kolbens 16 eine volle Umdrehung der Motorwelle 44 erhält. Mit einem einzigen Antriebsnocken 24 kann man auch Nockennuten 40 vorsehen, welche eine beliebige ganze Zahl von Perioden aufweist, insbesondere ungerade Anzahlen. Ent­ sprechend erhält man an der Motorwelle 44 für jede, jede zweite, jede dritte usw. Hin- und Herbewegung des Kolbens 16 eine volle Umdrehung.From the deformation of the axial movement of the piston into a rotary movement of the motor shaft, it is also possible to provide only a single drive cam 24 on the piston. In this case, the drive groove 40 then only needs to have a single period, so that one obtains a full revolution of the motor shaft 44 for each reciprocation of the piston 16 . With a single drive cam 24 , it is also possible to provide cam grooves 40 which have any integer number of periods, in particular odd numbers. Accordingly, one receives on the motor shaft 44 for every, every second, every third, etc. reciprocating movement of the piston 16 a full revolution.

Trägt der Kolben 16 dagegen zwei gegenüberliegende Antriebs­ nocken 24, so sind nur solche Nockennuten 40 möglich, welche für jede zweite, vierte, sechste usw. Hin- und Herbewegung des Kolbens 16 zu einer vollen Umdrehung der Motorwelle 40 führen.However, the piston 16 carries two opposing drive cams 24 , so only those cam grooves 40 are possible, which lead to a full rotation of the motor shaft 40 for every second, fourth, sixth etc. reciprocating movement of the piston 16 .

Claims (20)

1. Hubkolbenmaschine mit einem Zylinder und einem in die­ sem laufenden Kolben sowie einem Umformgetriebe zum Um­ setzen der Axialbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) fest mit min­ destens einem radial von seiner Mantelfläche überstehenden Antriebsnocken (24) verbunden ist; daß in einem um die Kol­ benachse umlaufenden, axial und radial gelagerten Antriebs­ becher (34) eine in Umfangsrichtung geschlossene Nockennut (40) ausgebildet ist, in welcher die Antriebsnocken (24) laufen; und daß der Kolben (16) gegen Verdrehen um seine Achse gesichert (26 bis 30) ist.1. Reciprocating machine with a cylinder and a piston running in the sem as well as a forming gear to set the axial movement of the piston into a rotary movement, characterized in that the piston ( 16 ) is fixed with at least one radially projecting drive cam ( 24 ) from its outer surface. connected is; that in a rotating around the Kol benachse, axially and radially mounted drive cup ( 34 ) is a circumferentially closed cam groove ( 40 ) is formed, in which the drive cams ( 24 ) run; and that the piston ( 16 ) is secured against rotation about its axis ( 26 to 30 ). 2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebsnocken (24) jeweils einen Führungs­ abschnitt (26) aufweisen, welcher zur Verdrehsicherung des Kolbens (16) in einem Führungsschlitz (28, 30) des Zylinders (32) geführt ist.2. Reciprocating piston engine according to claim 1, characterized in that the drive cams ( 24 ) each have a guide section ( 26 ) which is guided to prevent rotation of the piston ( 16 ) in a guide slot ( 28 , 30 ) of the cylinder ( 32 ). 3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in die Führungsflächen der Führungsschlitze (28, 30) Ölversorgungskanäle (80) an einer Stelle ausmünden, welche in allen Stellungen des Kolbens (16) vom Führungs­ abschnitt (26) des zugeordneten Antriebsnockens (24) über­ deckt sind.3. Reciprocating machine according to claim 2, characterized in that in the guide surfaces of the guide slots ( 28 , 30 ) oil supply channels ( 80 ) open at a point which in all positions of the piston ( 16 ) from the guide section ( 26 ) of the associated drive cam ( 24 ) are covered. 4. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebsnocken (24) über eine durch sie und den Kolben (16) hindurchgesteckte An­ triebsstange (18) mit dem Kolben (16) verbunden sind.4. Reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive cams ( 24 ) via a through them and the piston ( 16 ) to drive rod ( 18 ) are connected to the piston ( 16 ). 5. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 4 in Verbindung mit An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens einer der Gleitflächen der Führungsabschnitte (26) ein Kanal (90) zu einer Stabaufnahmebohrung (92) des Antriebs­ nockens (24) verläuft, ein benachbarter äußerer Stabbereich mit einer axiale Erstreckung aufweisenden Verbindungsnut (94) versehen ist und letztere mit mindestens einem in der Nockenfläche des betrachteten Antriebsnockens (24) ausmün­ denden Kanal (96) in Verbindung steht.5. Reciprocating machine according to claim 4 in conjunction with claim 3, characterized in that at least one of the sliding surfaces of the guide sections ( 26 ) has a channel ( 90 ) to a rod receiving bore ( 92 ) of the drive cam ( 24 ), an adjacent outer rod area is provided with an axial extension having a connecting groove ( 94 ) and the latter is connected to at least one channel ( 96 ) opening into the cam surface of the drive cam ( 24 ) under consideration. 6. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche der Antriebsnocken (24) aus einem Gleitwerkstoff wie Lagerbronze besteht.6. Reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least the surface of the drive cams ( 24 ) consists of a sliding material such as bearing bronze. 7. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) zwei einander diametral gegenüberliegende gleiche Antriebsnocken (24) trägt und die Nockennut (40) eine geradzahlige Anzahl von Perioden aufweist.7. reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the piston ( 16 ) carries two diametrically opposite identical drive cams ( 24 ) and the cam groove ( 40 ) has an even number of periods. 8. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß diejenigen Abschnitte der Nockennut (40), welche unterschiedlichen Takten der Hubkol­ benmaschine zugeordnet sind, unterschiedliche Anstiegscharak­ teristik aufweisen.8. reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that those portions of the cam groove ( 40 ) which are assigned to different strokes of the reciprocating piston machine, have different rise characteristics. 9. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß für jeden der Antriebsnocken (24) in der Nockennut (40) ein zugeordneter Einführabschnitt (72, 74) vorgesehen ist, welcher eine glatte Fortsetzung eines Nockennutabschnittes größter Steigung darstellt und in die Stirnfläche des Antriebsbechers (34) ausmündet.9. Reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that for each of the drive cams ( 24 ) in the cam groove ( 40 ) an associated insertion section ( 72 , 74 ) is provided, which represents a smooth continuation of a cam groove section of the greatest slope and opens into the end face of the drive cup ( 34 ). 10. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß in die Einführungsabschnitte (72, 74) Verschluß­ teile (76) bündig eingesetzt sind, deren Stirnflächen eine glatte Fortsetzung der unterbrochenen Wand der Nockennut (40) darstellen. 10. Reciprocating engine according to claim 9, characterized in that in the insertion sections ( 72 , 74 ) closure parts ( 76 ) are inserted flush, the end faces of which are a smooth continuation of the interrupted wall of the cam groove ( 40 ). 11. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand (38) des An­ triebsbechers (34) mit mindestens einer großen Durchbre­ chung (56) versehen ist.11. Reciprocating machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the bottom wall ( 38 ) of the drive cup ( 34 ) is provided with at least one large opening ( 56 ). 12. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsbecher (34) von einem fest mit dem Zylinder (10) verbundenen Getriebe­ gehäuse (46) umgeben ist.12. Reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 11, characterized in that the drive cup ( 34 ) by a fixed to the cylinder ( 10 ) connected gear housing ( 46 ) is surrounded. 13. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 12, insbesondere in Ver­ bindung mit Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (46) über ein Rückschlagventil (58) mit einer Zuführleitung (60) für zündfähiges Gemisch in Verbin­ dung steht.13. Reciprocating engine according to claim 12, in particular in connection with claim 11, characterized in that the gear housing ( 46 ) via a check valve ( 58 ) with a feed line ( 60 ) for ignitable mixture in connec tion. 14. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innenraum des Getriebegehäuses (46) mit einem in die Zylinderwand ausmündenden Gemischeinlaßkanal (64) in Verbindung steht.14. Reciprocating piston engine according to claim 13, characterized in that the interior of the gear housing ( 46 ) is in communication with a mixture opening channel ( 64 ) opening into the cylinder wall. 15. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche des An­ triebsbechers (34) zwei geschlossene Ventilsteuerflächen (100, 102) ausgebildet sind, auf welchen eine Ventilsteuer­ stange (104) für ein Einlaßventil (108) bzw. ein Auslaßven­ til läuft.15. Reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the end face of the drive cup ( 34 ) two closed valve control surfaces ( 100 , 102 ) are formed, on which a valve control rod ( 104 ) for an inlet valve ( 108 ) or an outlet valve runs. 16. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ringabschnitt (124, 126) der Umfangswand (36) des Antriebsbechers (34) in dichtem Gleitsitz auf einem gegenüberliegenden Ringabschnitt (120, 122) des Zylinders (10) läuft und in diesen gegenüber­ liegenden Ringabschnitten zusammenarbeitende Strömungssteuer­ mittel (136, 140, 152) vorgesehen sind, deren maximale Win­ kelüberlappung jeweils einem Arbeitstakt der Hubkolbenma­ schine zugeordnet ist.16. Reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least one ring section ( 124 , 126 ) of the peripheral wall ( 36 ) of the drive cup ( 34 ) in a tight sliding fit on an opposite ring section ( 120 , 122 ) of the cylinder ( 10 ) runs and in these opposite ring sections cooperating flow control means ( 136 , 140 , 152 ) are provided, the maximum Win kellapplapping is assigned to one stroke of the reciprocating machine. 17. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 12 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Bodenabschnitt des Antriebsbechers (34) in dichtem Gleitsitz auf einem gegenüberliegenden Boden­ abschnitt des Getriebegehäuses (46) läuft und in diesen einander gegenüberliegenden Bodenabschnitt zusammenarbei­ tende Strömungssteuermittel (128, 162 bis 166) vorgesehen sind, deren maximaler Winkelüberlappungsbereich jeweils einem Arbeitstakt der Hubkolbenmaschine zugeordnet ist.17. Reciprocating piston engine according to claim 12 or 16, characterized in that a bottom portion of the drive cup ( 34 ) in tight sliding fit on an opposite bottom portion of the transmission housing ( 46 ) runs and in this opposing bottom portion cooperating flow control means ( 128 , 162 to 166 ) are provided, the maximum angular overlap area of which is assigned to one working cycle of the reciprocating piston machine. 18. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Antriebs­ bechern (34, 34′) vorgesehen ist, von denen jeweils einer einem einer Mehrzahl von Kolben (16, 16′) zugeordnet ist, und daß an die Antriebsbecher (34, 34′) Zahnkränze (98, 98′) angeformt sind, wobei die Zahnkränze (98, 98′) benachbarter Antriebsbecher miteinander kämmen und um einen Winkel ge­ geneinander versetzt sind, welcher der gewünschten Kolben­ phasenverschiebung benachbarter Kolben entspricht.18. Reciprocating piston machine according to one of claims 1 to 17, characterized in that a plurality of drive cups ( 34 , 34 ') is provided, one of which is assigned to a plurality of pistons ( 16 , 16 '), and that on the drive cups ( 34 , 34 ') sprockets ( 98 , 98 ') are integrally formed, the sprockets ( 98 , 98 ') of adjacent drive cups meshing with one another and being offset by an angle ge which corresponds to the desired piston phase shift of adjacent pistons. 19. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ölwanne (116) an das Getriebegehäuse (46) angeformt ist, vorzugsweise im Bereich seiner Umfangswand (48).19. Reciprocating piston machine according to one of claims 12 to 18, characterized in that an oil pan ( 116 ) is integrally formed on the gear housing ( 46 ), preferably in the region of its peripheral wall ( 48 ). 20. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antriebsbecher (34) über Lager (52, 54) sowohl bei seinem freien Rand als auch in der Nachbarschaft seines Bodens (38) gelagert ist.20. Reciprocating machine according to one of claims 1 to 19, characterized in that the drive cup ( 34 ) via bearings ( 52 , 54 ) is mounted both at its free edge and in the vicinity of its bottom ( 38 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19718575A1 (en) * 1997-05-04 1998-11-05 Estebanez Eva Garcia Reciprocating engine with in=line pistons

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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