DE4228639A1 - Zylinderläufermaschine - Google Patents

Zylinderläufermaschine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderläufermaschine und insbesondere eine Zweitakt-Brennkraftmaschine oder einen Verdichter vom Zylinderläufertyp.
Aus der US-A-3 739 756 ist eine Zweitakt-Brennkraftma­ schine vom Zylinderläufertyp bekannt. Diese Brennkraftma­ schine umfaßt einen Zylinderläufer mit einer Vielzahl in gleichen Winkelabständen um die Drehachse des Zylinder­ läufers herum angeordneten Zylindern. Die in den Zylin­ dern radial verschiebbaren Kolben sind über Gelenk-Pleu­ elstangen an einem einzigen, gemeinsamen Exzenterlager einer fest mit einem den Zylinderläufer umschließenden Gehäuse verbundenen Kurbelwelle abgestützt. Für den Gaswechsel sind in den Zylindern Einlaß- und Auslaß- Gaswechselschlitze vorgesehen, die, wie bei Zweitakt- Brennkraftmaschinen üblich, von der radial äußeren Kante der Kolben gesteuert, d. h. geöffnet und geschlossen werden. Axial beiderseits des Zylinderläufers sind in den Seitenwänden des Gehäuses stationäre Gaswech­ selkanäle vorgesehen, an welchen sich zylinderseitige, mit ihrem einen Ende an den Gaswechselschlitzen endende Gaswechselkanäle mit ihrem jeweils anderen Ende ähnlich einer Drehschiebersteuerung im Verlauf der Rotation des Zylinderläufers vorbeibewegen.
Die aus US-A-3 739 756 bekannte Zweitakt-Brennkraftma­ schine unterscheidet sich von herkömmlichen Motoren der Sternbauweise, bei welchen die in sternförmig radial, jedoch stationär angeordneten Zylindern verschiebbaren Kolben auf eine rotierende Kurbelwelle arbeiten, im wesentlichen dadurch, daß bei der Brennkraftmaschine der US-A-3 739 756 die Kurbelwelle stationär ist und statt dessen die Zylinder rotieren. Bei Brennkraftmaschinen dieses Typs ist die Hublänge bezogen auf den Durchmesser der Kolben vergleichsweise groß, mit der Folge, daß beim Gaswechsel in Hubrichtung vergleichsweise hohe Brennräume gespült und gefüllt werden müssen. Es ist vergleichsweise schwierig, eine ausreichende Spülung der Brennräume sicherzustellen, insbesondere, da die für die Unterbrin­ gung von Gaswechselschlitzen zur Verfügung stehende Umfangsfläche der Zylinder begrenzt ist. Hinzukommt, daß die Kinematik des dort benutzten Kurbelwellengetriebes Unsymmetrien der Hubbewegung bedingt, was sich auch auf die für den Gaswechsel zur Verfügung stehenden Steuerwin­ kel bzw. Steuerzeiten auswirkt. Schließlich bewirkt die Kinematik gelenkiger Pleuelstangen, daß die Radialschub­ kraft der Kolben nicht optimal in ein auf den Zylinder­ läufer wirkendes Drehmoment umgesetzt werden kann, wo­ durch sich die Kraftausnutzung verschlechtert.
Aus der internationalen Anmeldung WO90/15918 ist eine weitere als Brennkraftmaschine oder als Verdichter ver­ wendbare Zylinderläufermaschine bekannt. Die Maschine hat eine um eine erste Drehachse rotierenden Zylinderläufer, der drei um 120° gegeneinander versetzte Zylinderpaare umfaßt. Die radial zur ersten Drehachse verlaufenden Zylinder jedes Paars sind gleichachsig angeordnet und durch eine gemeinsame Kolbenstange starr miteinander verbunden. Den Zylinderläufer umschließt ein stationäres Gehäuse, in welchem eine von den Zylindern umschlossene Kurbelwelle um eine zweite, zur ersten Drehachse mit vorbestimmter Exzentrizität angeordnete Drehachse drehbar gelagert ist. Die Kolbenstangen jedes Kolbenpaars sind an je einem Exzenterlager der Kurbelwelle drehbar geführt, dessen Exzenterscheibe fest mit der Kurbelwelle verbunden ist. Die Exzenterlager definieren um 120° gegeneinander um die zweite Drehachse winkelversetzte dritte Drehach­ sen, deren radialer Abstand von der zweiten Drehachse ebenfalls gleich der vorbestimmten Exzentrizität ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß jedes Kolbenpaar selbst dann relativ zu der Exzenterachse drehfest an dem Zylin­ derläufer abgestützt ist, wenn seine Exzenterachse mit der Drehachse des Zylinderläufers momentan zusammenfällt. Die Abstützung erfolgt ausschließlich über die beiden anderen Kolbenpaare, ohne daß der Zylinderläufer zusätz­ lich über ein Zahnradgetriebe oder dergleichen mit Kur­ belwelle drehmomentfest gekuppelt sein müßte. Da die Exzenterlager relativ zur Kurbelwelle feststehende Dreh­ achsen definieren, müssen die Kolbenstangen nicht über Doppellager sowohl am Kolben als auch an der Kurbelwelle gelenkig geführt werden. Die bekannte Zylinderläuferma­ schine kann, bezogen auf ihre Leistung, verhältnismäßig klein gebaut werden.
Bei der aus WO90/15918 bekannten Zylinderläufermaschine sind die Zylinder zum Umfang des Zylinderläufers hin offen und werden von dem Gehäuse, welches den Zylinder­ läufer eng umschließt, nach außen abgeschlossen. Im Mantelbereich des Gehäuses sind in einem Teil des Dreh­ wegs der Zylinderöffnungen überlappende Gaswechselöffnun­ gen vorgesehen. Bei einer solchen Bauart muß zur Vermei­ dung von Druckverlusten das den Zylinderläufer um­ schließende Gehäuse mit einem minimalen Ringspalt tole­ riert sein, oder aber es müssen Dichtelemente eingesetzt sein. Eine zuverlässige Abdichtung mittels eines eng tolerierten Ringspalts ist wegen unterschiedlicher Wärme­ dehnungen insbesondere bei Ausbildung als Brennkraftma­ schine schwer zu verwirklichen, und auch eine zuverlässi­ ge Abdichtung mit Dichtleisten oder dergleichen führt aufgrund der am Außenumfang gegebenen hohen Gleitge­ schwindigkeiten zu Problemen.
Es ist ein erstes Ziel der Erfindung, eine als Zweitakt- Brennkraftmaschine ausgebildete Zylinderläufermaschine zu schaffen, die bei vergleichsweise kleinen Abmessungen eine hohe Leistung hat.
Das vorstehend erläuterte Ziel der Erfindung läßt sich unter verschiedenen Aspekten erreichen. Sämtlichen Aspek­ ten liegt die Überlegung zugrunde, daß sich die Abdich­ tungsprobleme der aus WO90/15918 bekannten Zylinder­ läufer-Brennkraftmaschine, die sich aus den zur Gaswech­ selsteuerung radial außen offenen Zylindern des Zylinder­ läufers ergeben, vermieden werden können, ohne daß das vorteilhafte Bauraum-Leistungs-Verhältnis dieser bekann­ ten Brennkraftmaschine verschlechtert werden muß, wenn die Brennkraftmaschine als Zweitakt-Brennkraftmaschine mit durch Zylinderdächer fest verschlossenen Zylindern ausgebildet wird, die Gaswechselsteuerung also durch Kolbenkanten gesteuerte Gaswechselschlitze in der Seiten­ wand der Zylinder erfolgt.
Die Erfindung geht hierbei von einer als Zweitakt-Brenn­ kraftmaschine ausgebildeten Zylinderläufermaschine aus, die folgende Merkmale umfaßt:
ein Gehäuse,
eine Kurbelwelle in dem Gehäuse,
wenigstens einen in dem Gehäuse um eine erste Drehachse drehbar gelagerten Zylinderläufer mit mehreren, in glei­ chen Winkelabständen um die erste Drehachse und die Kurbelwelle herum mit radial zur ersten Drehachse verlau­ fenden Zylinderachsen angeordneten, radial außen von fest mit dem Zylinderläufer verbundenen Zylinderdächern ver­ schlossenen Zylindern,
einen radial zur ersten Drehachse verschiebbaren Kolben in jedem Zylinder, der zusammen mit seinem Zylinderdach und den Kolben einen Brennraum begrenzt, wobei die Kolben über Kolbenstangen mit Exzenterlagern der Kurbelwelle verbunden sind, und
eine Gaswechselsteuerung mit separat den einzelnen Zylin­ dern zugeordneten Einlaß- bzw. Auslaß-Gaswechselkanälen, die mit ihrem einen Ende in dem Zylinder in jeweils wenigstens einem Gaswechselschlitz münden, der von der bezogen auf die erste Drehachse radial äußeren Kante des Kolbens steuerbar ist.
Unter einem ersten Aspekt der Erfindung ist zusätzlich zur Schlitzsteuerung des Gaswechsels noch eine mit dem Zylinderläufer synchron rotierende Drehschiebersteueran­ ordnung zwischen zumindest einem bezogen auf das Gehäuse stationären Gaswechselkanal und den schlitzfernen Enden der zylinderseitigen Einlaß-Gaswechselkanäle und/oder Auslaß-Gaswechselkanäle vorgesehen. Das prinzipielle Konzept der Erfindung wird hierbei dadurch verwirklicht, daß der Zylinderläufer drei um 120° gegeneinander winkel­ versetzte Paare gleichachsig angeordneter Zylinder um­ faßt, deren Kolben ebenfalls paarweise mittels der Kol­ benstangen starr miteinander verbunden sind, daß die Kurbelwelle um eine zur ersten Drehachse mit einer vorbe­ stimmten Exzentrizität achsparallel versetzte zweite Drehachse drehbar gelagert ist und die Exzenterlager um 120° um die zweite Drehachse winkelversetzte und um die vorbestimmte Exzentrizität achsparallel gegen die zweite Drehachse versetzte dritte Drehachsen für die Kolbenstan­ gen von Kolbenpaaren definieren.
Zweitakt-Brennkraftmaschinen des erfindungsgemäßen Zylin­ derläufertyps haben einen vergleichsweise kleinen Hub bei vergleichsweise großem Hubraum der einzelnen Brennraume. Der geringe Hub erschwert die exakte Bemessung der Öff­ nungs- und Schließwinkel. Darüber hinaus sind, wie bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen üblich, die Öffnungs- und Schließwinkel der Einlaßschlitze und Auslaßschlitze symmetrisch zu der radial inneren Totpunktlage bzw. der radial äußeren Totpunktlage des Kolbens. Aufgrund der Symmetrie kann es zu Spülverlusten, d. h. zum Abströmen von nicht genutztem Brennstoff oder unzureichender Spü­ lung bzw. nicht hinreichender Frischgasfüllung kommen. Unter dem ersten Aspekt der Erfindung ist es weiterhin Aufgabe der Erfindung, das vorstehend genannte Ziel der Erfindung bei optimaler Gaswechselsteuerung zu erreichen. Hierzu ist vorgesehen, daß die vorstehend erwähnte Dreh­ schiebersteueranordnung ebenfalls den Gaswechsel der einzelnen Zylinder steuert und den auf die Drehung des Zylinderläufers bezogenen, resultierenden Öffnungs-Steuer­ winkel des Einlaß- und/oder Auslaß-Gaswechselkanals ver­ glichen mit dem Öffnungs-Steuerwinkel des zugehörigen zylinderseitigen Gaswechselschlitzes verändert, insbeson­ dere verringert. Die Drehschiebersteueranordnung, die sowohl im Weg der Einlaßkanäle als auch der Auslaßkanäle sowie in beiden Kanälen vorgesehen sein kann, übernimmt die Gaswechselsteuerung zusammen mit den kolbengesteuer­ ten Schlitzen. Der Abstand der Drehschiebersteueranord­ nung von den Gaswechselschlitzen sorgt für eine Minderung des Gasdrucks, insbesondere auf der Auslaßseite, so daß die Drehschiebersteueranordnung nur begrenzten Dichtungs­ anforderungen genügen muß. Insbesondere ermöglicht es die Drehschiebersteueranordnung jedoch, Einlaßbeginn und Einlaßende unabhängig von Auslaßbeginn und Auslaßende festlegen zu können, so daß der Gaswechsel optimiert werden kann.
Die Drehschiebersteueranordnung umfaßt in einer bevorzug­ ten Ausgestaltung ein in Umfangsrichtung des Zylinderläu­ fers relativ zu diesem bewegbares Schieberteil mit einer Steueröffnung, die während des Gaswechsels das schlitzfer­ ne Ende des zylinderseitigen Gaswechselkanals mit dem stationären Gaswechselkanal verbindet. Das Schieberteil, bei dem es sich beispielsweise um einen die Kurbelwelle umschließenden Ring handelt, erlaubt eine Justierung des Gaswechsels, zweckmäßigerweise in der Form, daß ein An­ triebsmechanismus eine Verstellung des Schieberteils bei rotierendem Zylinderläufer, d. h. während des Motorbe­ triebs, erlaubt.
Die Drehschiebersteueranordnung kann unter Ausnutzung von integral durch den Zylinderläufer bzw. das Gehäuse gebil­ deten Seitenflächen realisiert sein. Bevorzugt umfaßt die Drehschiebersteueranordnung jedoch axial seitlich des Zylinderläufers angeordnete Paare dichtend aneinanderlie­ gender und insbesondere federnd axial gegeneinander vorge­ spannter, ringförmiger Dichtscheiben, von denen zweckmäßi­ gerweise zumindest eine aus Keramikmaterial besteht. Die federnde Vorspannung sorgt für hinreichende Dichtkräfte. Vorzugsweise weisen die Dichtscheiben jedoch auf einander gegenüberliegenden Seiten zueinander koaxiale, ringförmi­ ge, ineinandergreifende Vorsprünge auf, die zwischen den Dichtscheiben ein Dichtlabyrinth bilden. Auf diese Weise läßt sich mit geringem Konstruktionsmittelaufwand eine betriebssichere Drehschiebersteueranordnung erreichen. Die schlitzfernen Enden der zylinderseitigen Gaswechsel­ kanäle haben bevorzugt einen kleineren Abstand von der ersten Drehachse als die zugehörigen Gaswechselschlitze. In dieser Anordnung verlaufen die zylinderseitigen Gas­ wechselkanäle auf die Drehachse des Zylinderläufers zu, so daß der Durchmesser der Drehschiebersteueranordnung und damit die Relativgeschwindigkeit der gegeneinander sich bewegenden Dichtflächen klein gehalten werden kann.
Soweit die Drehschiebersteueranordnung auf der Einlaßsei­ te vorgesehen ist, kann ohne großen technischen Aufwand eine Schichtladung erreicht werden. Hierzu ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß die den Einlaß- Gaswechselkanälen zugeordnete Drehschiebersteueranordnung die Einlaß-Gaswechselkanäle nacheinander mit einem bezo­ gen auf das Gehäuse stationären Einlaßkanal für Frisch­ luft und einem gleichfalls stationären Einlaßkanal für Luft-Brennstoff-Gemisch verbindet. Durch diese zweiteili­ ge Ausgestaltung des Gaseinlasses kann beim Gaswechsel der Spülvorgang des Hubraums zur Vermeidung von Spülver­ lusten ausschließlich mit Frischluft begonnen werden, um im Drehfortgang nachfolgend Gemisch zuzuführen.
Bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen vom Zylinderläufer­ typ sind sowohl auf der Einlaßseite als auf der Auslaß­ seite drehschieberähnliche Steuerungen vorgesehen. Wenn­ gleich derartige Drehschiebersteueranordnungen im Rahmen der Erfindung zusätzlich zu Gaswechselsteuerungen mit kolbengesteuerten Gaswechselschlitzen eingesetzt werden, kann es von Vorteil sein, die Zahl erforderlicher Dreh­ schieber zu verringern. Unter einem zweiten Aspekt ist es Aufgabe der Erfindung, die Abdichtung eines Zylinderläu­ fers gegenüber dem ihn umgebenden Gehäuse auf einfache Weise zu erleichtern.
Ausgehend von der eingangs erläuterten Zweitakt-Brenn­ kraftmaschine wird dies dadurch erreicht, daß der Zylin­ derläufer eine zentrale, die Kurbelwelle enthaltende Kur­ belwellenkammer umschließt, von der die Zylinder ausge­ hen, daß die Einlaß-Gaswechselkanäle als zur Kurbelwel­ lenkammer offene Überströmkanäle ausgebildet sind und daß radial innerhalb eines den Zylinderläufer an dem Gehäuse drehbar lagernden Lagers ein bezogen auf das Gehäuse stationärer Gas-Einlaßkanal in die Kurbelwellenkammer hineingeführt ist.
Eine derartige Zylinderläufer-Brennkraftmaschine erfor­ dert keinen einlaßseitigen Drehschieber. Die Frischgase werden über einen stationär zum Gehäuse durch das Zylin­ derläuferlager hindurchgeführten Kanal in die Kurbelwel­ lenkammer geleitet, von wo sie über die Überströmkanäle kolbengesteuert in die Brennräume der Zylinder gelangen.
Auslaßseitig ist zweckmäßigerweise eine Drehschiebersteu­ eranordnung vorgesehen, die bevorzugt wiederum mit zur Gaswechselsteuerung ausgenutzt wird, alternativ aber auch nur zur gesteuerten Durchführung der Auspuffgase durch das Gehäuse herangezogen werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung dieses Aspekts der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kolben in axialer Rich­ tung des Zylinderläufers breiter sind, als in dessen Um­ fangsrichtung. Die Auslaß-Gaswechselschlitze sind hierbei jeweils in einem im wesentlichen in axialer Richtung des Zylinderläufers verlaufenden Wandbereich des Zylinders insbesondere zumindest annähernd in der Mitte dieses Wandbereichs vorgesehen, und in axialer Richtung des Zylinderläufers beiderseits des Auslaß-Gaswechselschlit­ zes sind Einlaß-Gaswechselschlitze vorgesehen. In einer solchen Konfiguration wird der Brennraum im Gegenstrom­ prinzip von Gasen durchströmt, wobei die Frischgase im Bereich der Längsenden des Brennraums eintreten, vorzugs­ weise so, daß sie im wesentlichen entlang der in Umfangs­ richtung verlaufenden Wandbereiche des Zylinders zum Zylinderdach strömen und von dort im Mittenbereich des Brennraums zu den Auslaß-Gaswechselschlitzen zurückströ­ men. Das Zylinderdach weist zur Unterstützung dieses Umkehreffekts zweckmäßigerweise zwei in axialer Richtung des Zylinderläufers nebeneinander liegende konkav ge­ krümmte Einwölbungen auf. Auch hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn dem Zylinder zwei Zündkerzen zuge­ ordnet sind, die jeweils in einer der beiden Einwölbungen arbeiten. Bevorzugt weisen die Zylinder ferner in Um­ fangsrichtung beiderseits der Kolben sowohl Auslaß-Gas­ wechselschlitze als auch Einlaß-Gaswechselschlitze auf. Diese durch die Kurbelkammerladung der Zylinder in beson­ ders einfacher Weise ermöglichte Ausgestaltung symmet­ riert die Gaswechselströmungen sowohl einlaßseitig als auch auslaßseitig, was der Optimierung des Gaswechsels zugute kommt.
Der Einsatz von Kolben, die in axialer Richtung des Zylinderläufers breiter sind als in dessen Umfangsrich­ tung, ist jedoch nicht nur bei Zweitakt-Brennkraftmaschi­ nen mit Kurbelkammerladung von Vorteil. Diese Kolbenge­ staltung erleichtert allgemein, also auch bei sonstigen als Brennkraftmaschine oder als Verdichter ausgebildeten Zylinderläufermaschinen, die Unterbringung der Zylinder im Zylinderläufer, da der Hubraum erhöht werden kann, ohne daß der Durchmesser des Zylinderläufers vergrößert werden müßte.
Soweit im Vorstehenden und auch nachfolgend von einer länglichen Kolbenform die Rede ist, handelt es sich um einen einteiligen Kolben mit in Draufsicht auf sein Dach in axialer Richtung des Zylinderläufers langgestreckter Form. In einer bevorzugten Ausgestaltung, die sich eben­ falls allgemein bei Zylinderläufermaschinen einsetzen läßt und hierbei einen bezogen auf den Durchmesser des Zylinderläufers günstig ausgenutzten Hubraum ermöglicht, ist vorgesehen, daß jeder Zylinder zwei in axialer Rich­ tung des Zylinderläufers nebeneinander angeordnete, kreiszylindrische Zylinderkammern umfaßt, die durch eine im Bereich des Zylinderdachs mit wenigstens einer Über­ strömöffnung versehene Trennwand voneinander getrennt sind, wobei jeweils eine der Zylinderkammern lediglich mit dem Einlaß-Gaswechselkanal und die andere Zylinder­ kammer lediglich mit dem Auslaß-Gaswechselkanal verbunden ist, und daß in jeder Zylinderkammer einer von zwei Teilkolben eines Doppelkolbens verschiebbar ist. Durch Anwendung des an sich bekannten Doppelkolbenprinzips auf eine Zylinderläufermaschine lassen sich im Unterschied zu länglichen Kolben zylindrische und damit vergleichsweise einfach abzudichtende Kolben verwenden.
Bei Anwendung des Doppelkolbenprinzips bei einer Brenn­ kraftmaschine sind bevorzugt in Umfangsrichtung des Zylinderläufers beiderseits der einen Zylinderkammer Überströmkanäle und in Umfangsrichtung des Zylinderläu­ fers beiderseits der anderen Zylinderkammer Auslaß-Gas­ wechselschlitze vorgesehen. Auf diese Weise läßt sich bei Ausbildung als Zweitaktmaschine das Spülverhalten verbes­ sern.
Zweckmäßigerweise sind die beiden Teilkolben jedes Dop­ pelkolbens durch gesonderte Kolbenstangen mit den beiden Teilkolben des, bezogen auf die erste Drehachse radial gegenüberliegenden Doppelkolbens, verbunden, wobei die beiden Kolbenstangen jedes Doppelkolbenpaars an zwei in Richtung der zweiten Drehachse im Abstand angeordneten Exzenterlagern geführt sind. Die Führung der Teilkolben an gesonderten Exzenterlagern erleichtert die Lagerung. Es versteht sich, daß auch bei länglichen Kolben der vor­ stehend erläuterten Art jede Kolbenstange aus zwei im Ab­ stand voneinander angeordneten Teilen bestehen kann, die wiederum an zwei gesonderten und im Abstand voneinander angeordneten Exzenterlagern geführt sind. Das Merkmal der Kolbenstange und des die Kolbenstange führenden Exzenter­ lagers soll auch mehrteilige und gegebenenfalls in axialem Abstand angeordnete Kolbenstangen und Exzenterlager umfassen.
Die vorstehend erläuterte, längliche Kolbenform hat jedoch auch unter einem zweiten, selbständigen Aspekt der Erfindung Bedeutung. Herkömmliche Brennkraftmaschinen vom Zylinderläufertyp haben üblicherweise zylindrische Kol­ ben, wobei die Einlaß-Gaswechselschlitze und Auslaß- Gaswechselschlitze auf diametral gegenüberliegenden Seiten der zugehörigen Zylinder vorgesehen sind. In Verbindung mit dem bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen vom Zylinderläufertyp üblichen langen Hub ist der Durch­ strömweg der Gase durch den Zylinder kurz. Dies kann zu Spülverlusten führen. Es ist deshalb eine weitere Aufgabe der Erfindung, bei einer Zweitakt-Brennkraftmaschine vom Zylinderläufertyp für einen verbrennungstechnisch günsti­ gen Hubraum zu sorgen.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Kolben in axialer Richtung des Zylinderläufers breiter sind als in dessen Umfangsrichtung und daß die Einlaß-Gaswechselschlitze einerseits und die Auslaß-Gaswechselschlitze andererseits auf in axialer Richtung des Zylinderläufers gegenüberlie­ genden Seiten der Zylinder vorgesehen sind. Insbesondere wenn die Kolben ein zumindest in axialer Richtung des Zylinderläufers konvex gewölbtes Kolbendach haben und das Zylinderdach zumindest in axialer Richtung des Zylinder­ läufers konkav gewölbt ist, kommt eine verbrennungstech­ nisch günstige Gleichstromspülung zustande. Vorzugsweise haben die Kolben in Umfangsrichtung des Zylinderläufers achsparallel zur ersten Drehachse verlaufende, im wesent­ lichen ebene Außenflächen, die an den Schmalseiten in halbzylindrische Außenflächen übergehen. Kolben dieser Gestaltung lassen sich vergleichsweise einfach abdichten und auch einfach herstellen. Von Vorteil ist auch, daß der Einström- und Ausströmbereich ohne wirbelbildende Ecken im Bereich der an den Schmalseiten vorgesehenen Schlitze der Zylinder gestaltet werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung, die speziell auch für die vorangegangen erläuterten Ausführungsformen der Zylinderläufermaschine mit in axialer Richtung länglichen Kolben oder Doppelkolben von Vorteil ist, ist der Wert der eingangs erläuterten vorbestimmten Exzentrizität der Kurbelwelle so bemessen, daß der vierfache Wert der Exzentrizität kleiner ist als die maximale Breite der Kolben in Umfangsrichtung des Zylinderläufers, bei axial langgestrecktem Kolben also kleiner als die Schmalseiten­ breite der Kolben. Diese Bemessungsregel wird zweckmäßi­ gerweise auch bei zylindrischen Kolben angewandt, da sie ein optimales Baugröße-Leistungsverhältnis ermöglicht.
Der vergleichsweise große Hubraum der einzelnen Zylinder insbesondere bei Verwendung axial langgestreckter Kolben ermöglicht unter einem dritten, selbständigen Aspekt der Erfindung eine Steuerung des Füllgrads der Zylinder an Frischgasen, wenn der Einlaß-Gaswechselkanal mit einem Gebläse verbunden ist, dessen Antrieb einen drehzahlsteu­ erbaren Motor, insbesondere einen Elektromotor, umfaßt. Durch Ändern der Drehzahl des Gebläses läßt sich dessen Förderleistung ändern und damit der Füllgrad der Zylinder der momentanen Drehzahl des Zylinderläufers anpassen.
Gegebenenfalls kann eine auf die Drehzahl des Zylinderläu­ fers ansprechende Drehzahlsteuerung für den Gebläsemotor vorgesehen sein. Auch unter diesem Aspekt der Erfindung kann damit eine Optimierung der Leistung der Zweitakt- Brennkraftmaschine erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der unter den ver­ schiedenen Aspekten erläuterten, erfindungsgemäßen Brenn­ kraftmaschine ist vorgesehen, daß das Gehäuse den Zylin­ derläufer vollständig umschließt und ein Gebläsegehäuse mit wenigstens einer Kühlluftansaugöffnung im Bereich seines Zentrums und wenigstens einer Abströmöffnung im Bereich seines Außenumfangs bildet. Die Zylinder können, wie bei luftgekühlten Motoren üblich, zur Bildung einer großen Temperaturtauschfläche mit Verrippungen versehen sein, die bei der genannten Anordnungsweise der Kühlluft­ öffnungen radial um zur Drehachse des Zylinderläufers umströmt werden. Die Luftförderung kann auch durch ein externes Kühlluftgebläse verstärkt werden. Bevorzugt befindet sich die Kühlluft-Ansaugöffnung im Bereich der Auslaß-Drehschiebersteueranordnung, so daß sie zu deren Kühlung mit ausgenutzt werden kann. Zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche wird die Kühlluftströmung zweckmäßiger­ weise über radial an der Drehschiebersteueranordnung vorbei laufende Kanäle in das Innere des Gebläsegehäuses geleitet.
Da der Zylinderläufer von dem Gebläsegehäuse umschlossen ist, wird zugleich eine beachtliche Minderung der Schall­ emission erreicht. Das Gebläsegehäuse kann hierzu gegebe­ nenfalls außen mit einer geeigneten, schallmindernden Beschichtung versehen sein.
Die geringe Baugröße der erfindungsgemäßen Zweitakt- Brennkraftmaschinen in Verbindung mit ihrer hohen Lei­ stung und der aufgrund der niedrigen Kolbengeschwindig­ keiten hohen Betriebssicherheit und Lebensdauer eröffnet eine Vielzahl Anwendungsgebiete. Spezielle Vorteile ergeben sich bei stationärer Betriebsweise, bei welcher die Brennkraftmaschine mit einer Arbeitsmaschine, insbe­ sondere einem elektrischen Generator oder dem Kompressor einer Wärmepumpe gekuppelt ist. Für diese Anwendungsge­ biete ist ein geringer Motorwartungsaufwand und eine hohe Betriebssicherheit und eine geringe Schallemission erfor­ derlich. Vorzugsweise ist auch der Auslaß-Gaswechselkanal der Brennkraftmaschine mit einem Wärmetauscher verbunden, so daß nicht nur die Wärmepumpe zur Wärmeerzeugung einer Gebäude-Heizanlage, sondern auch die Abwärme der Brenn­ kraftmaschine für Heizzwecke ausgenutzt werden kann. Da die Drehzahl der Kurbelwelle doppelt so groß ist, wie die Läuferdrehzahl, ergibt sich auch eine günstigere Antriebs­ drehzahl, beispielsweise für einen Drehstromgenerator, ohne daß ein Übersetzungsgetriebe erforderlich wäre.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine als Verdichter ausgebildete Zylinderläufermaschine. Aus der WO90/15918 ist ein Verdichter vom Zylinderläufertyp bekannt, dessen Kolben entsprechend den unter verschiede­ nen Aspekten erläuterten Brennkraftmaschinen vom Zylin­ derläufertyp paarweise über starre Kolbenstangen an Exzenterlagern einer in einem Gehäuse drehbaren Kurbel­ welle geführt sind. Die Kolben laufen in radialen Zylin­ dern eines exzentrisch zur Kolbenachse drehbaren Zylin­ derläufers. Die Zylinder werden nach radial außen durch eine Umfangswand des Gehäuses abgedichtet, die auch in Umfangsrichtung verlaufende Steuerschlitze für den Gas­ einlaß bzw. den Gasauslaß enthält. Zur Kurbelwelle hin sind die Zylinder durch Böden verschlossen, wobei die Kolbenstangen diese Böden verschiebbar durchdringen. Zusätzlich zwischen den Verdichterräumen zwischen der Umfangswand und der Außenseite der Kolben werden auf diese Weise zwischen der Innenseite der Kolben und den Böden weitere Verdichterräume gebildet, für deren Steue­ rung in den axial seitlichen Wänden des Zylinderläufers im Bereich der Böden Gaswechselkanäle vorgesehen sind, die mit bogenförmig die Drehachse des Zylinderläufers umschließenden Steuerschlitzen des Gehäuses kommunizie­ ren. Die axial seitlichen Steuerschlitze sind mit den in der Umfangswand des Gehäuses vorgesehenen Steuerschlitzen verbunden, so daß die inneren Verdichterräume einen Vor­ verdichter für die äußeren Verdichterräume bilden.
Wie bereits vorstehend für die Ausbildung der Zylinder­ läufermaschine als Brennkraftmaschine erläutert, muß zur Vermeidung von Druckverlusten das den Zylinderläufer umschließende Gehäuse mit einem wenn auch kleinen Ring­ spalt toleriert sein, oder aber es müssen Dichtelemente eingesetzt sein. Aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnung lassen sich jedoch hinreichend eng tolerierte Ringspalte nur schwer verwirklichen, und auch eine zuverlässige Abdichtung mit Dichtleisten oder dergleichen führt auf­ grund der am Außenumfang gegebenen hohen Gleitgeschwin­ digkeit zu Problemen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine als Verdichter ausge­ bildete Zylinderläufermaschine anzugeben, die auch für hohe Verdichterleistung dauerhaft abgedichtet ist.
Die Erfindung geht hierbei aus von einem Verdichter des aus WO90/15918 bekannten Typs, bei welchem der Zylinder­ läufer drei um 120° gegeneinander versetzte Kolbenpaare in radialen Zylindern seines Zylinderläufers enthält und bei welchem der Zylinderläufer exzentrisch zu einer über starre Kolbenstangen der Kolbenpaare verbundenen Kurbel­ welle angeordnet ist. Zur Lösung der vorstehend angegebe­ nen Aufgabe sind die Zylinder radial außen von fest mit dem Zylinderläufer verbundenen Zylinderdächern verschlos­ sen, und für den Gaswechsel ist anstelle der in der Umfangswand des den Zylinderläufer umschließenden Gehäu­ ses angeordneten Steuerschlitze zumindest auf axial einer Seite des Zylinderläufers eine Drehschiebersteuer­ anordnung zur Steuerung des Gaswechsels der einzelnen Zylinder vorgesehen. Die zusammen mit dem Zylinderläufer rotierenden Gaswechselkanäle der einzelnen Zylinder führen hierbei vom Bereich des Zylinderdachs zu einem radial weiter innen gelegenen, die Drehschiebersteueran­ ordnung enthaltenden Bereich der axial seitlichen Wand des Zylinderläufers. Da die Zylinder durch feste Zylin­ derdächer nach radial außen verschlossen sind, werden Dichtungsprobleme im Bereich des hohen Relativgeschwin­ digkeiten ausgesetzten Zylinderläuferumfangs vermieden. Vergleichsweise hohe Relativgeschwindigkeiten werden aber auch im Bereich der Drehschiebersteueranordnung vermied­ en, da die mit dem Zylinderläufer rotierenden Gaswechsel­ kanäle nach radial innen führen, womit die Dichtflächen der Drehschiebersteueranordnung auf einem vergleichsweise kleinen Radius angeordnet werden können.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Zweitakt-Brennkraft­ maschine erläutert, kann auch bei dem Verdichter die Drehschiebersteueranordnung unter Ausnutzung von integral durch den Zylinderläufer bzw. das Gehäuse gebildeten Seitenflächen realisiert sein. Auch hier umfaßt jedoch die Drehschiebersteueranordnung bevorzugt Paare von dichtend aneinanderliegenden und insbesondere federnd axial gegeneinander vorgespannten, ringförmigen Dicht­ scheiben, von denen zweckmäßigerweise zumindest eine aus Keramikmaterial besteht. Die federnde Vorspannung sorgt für hinreichende Dichtkräfte. In einer bevorzugten Ausge­ staltung sind jedoch die Dichtscheiben auf einander gegenüberliegenden Seiten mit zueinander koaxialen, ringformig ineinandergreifenden Vorsprüngen versehen, die zwischen den Dichtscheiben ein Dichtlabyrinth bilden, so daß bereits mit vergleichsweise geringen Anpreßkräften eine hinreichende Dichtwirkung erzielt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verdichters, die sich durch besonders geringen Strömungswiderstand im Bereich der Einlaß- und/oder Auslaß-Gaswechselkanäle auszeichnet, ist vorgesehen, daß in Richtung der ersten Drehachse beiderseits des Zylinderläufers Drehschieber­ steueranordnungen vorgesehen sind, die in beiden axial seitlichen Wänden des Zylinderläufers vorgesehene rotie­ rende Gaswechselkanäle über bogenförmige Steuerschlitze wechselweise mit stationären Einlaß-Gaswechselkanälen und stationären Auslaß-Gaswechselkanälen verbinden. Die Einlaß-Gaswechselkanäle sind hierbei bevorzugt mit einer gemeinsamen Einlaßöffnung verbunden, zusätzlich oder alternativ können auch die Auslaß-Gaswechselkanäle mit einer gemeinsamen Auslaßöffnung verbunden sein.
Um die Herstellung des Gehäuses zu erleichtern, besteht das Gehäuse bevorzugt aus zwei zu einer senkrecht zur ersten Drehachse verlaufenden Teilungsebene spiegelsym­ metrischen Gehäusehälften. Die Teilungsebene verläuft zweckmäßigerweise durch die vorstehend erläuterten ge­ meinsamen Einlaß- und oder Auslaßöffnungen.
Sowohl bei als Brennkraftmaschine als auch bei als Ver­ dichter ausgebildeten Zylinderläufermaschinen wird die Herstellung des Zylinderläufers erleichtert, wenn dieser zwei die Zylinderwände bildende Läuferteile umfaßt, von denen ein erstes Läuferteil eine axial seitliche Wand des Zylinderläufers und eine die Zylinderdächer gemeinsam bildende Umfangswand bildet, und das zweite Läuferteil eine weitere axiale seitliche Wand bildet und in axialer Richtung vorstehende Vorsprünge trägt, die in Umfangs­ richtung zwischen sich die Zylinder begrenzen. Ein in dieser Weise hergestellter Zylinderläufer ist nicht nur stabil, sondern es sind auch die mit engen Toleranzen herzustellenden Flächen im wesentlichen hinterschnei­ dungsfrei zugänglich, so daß sie sich auf einfache Weise exakt bearbeiten lassen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 einen Axiallängsschnitt durch eine erste Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Zweitakt-Brenn­ kraftmaschine vom Zylinderläufertyp;
Fig. 2 einen Axialquerschnitt durch die Brennkraftmaschi­ ne;
Fig. 3 ein Steuerdiagramm der Brennkraftmaschine;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bei der Brennkraftmaschine der Fig. 1 und 2 verwendbaren Drehschiebersteueranordnung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Variante der Brennkraftmaschine aus Fig. 1 und 2;
Fig. 6 einen teilweisen Axiallängsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweitakt-Brennkraftmaschine vom Zylinderläufer­ typ;
Fig. 7 eine Schnittansicht der Brennkraftmaschine, gese­ hen entlang einer Linie VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 einen teilweisen Axiallängsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweitakt-Brennkraftmaschine;
Fig. 9 einen Axiallängsschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Verdichter vom Zylinderläufertyp, gesehen entlang einer Linie IX-IX in Fig. 10 und
Fig. 10 einen Axialquerschnitt durch den Verdichter, ge­ sehen entlang einer Linie X-X in Fig. 9.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zweitakt-Brennkraft­ maschine umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem im wesentlichen zylinderförmigen Innenraum 3, in welchem ein sternförmi­ ger Zylinderläufer 5 um eine Drehachse 7 drehbar angeord­ net ist. Der Zylinderläufer 5 ist über Wälzlager 9 an Lageransätzen 11 des Gehäuses 1 gelagert.
Der Zylinderläufer 5 enthält sechs Zylinder 13, in wel­ chen je ein Kolben 15 senkrecht zur Drehachse 7 ver­ schiebbar angeordnet ist. Die Zylinder 13 und Kolben 15 sind paarweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Drehachse 7 zueinander fluchtend, d. h. gleichachsig, angeordnet. Die Achsen der Zylinderpaare sind hierbei um 120° um die Drehachse 7 herum gegeneinander winkelver­ setzt und liegen vorzugsweise in derselben achsnormalen Ebene des Zylinderläufers. Die einander paarweise zuge­ ordneten Kolben 15 sind durch Kolbenstangen 17 starr miteinander verbunden.
In dem Gehäuse 1 ist in Wälzlagern 19 eine Kurbelwelle 21 um eine zur Drehachse 7 um eine Exzentrizität e (Fig. 1) achsparallel versetzte Drehachse 23 drehbar gelagert. Die Kurbelwelle 21 trägt feststehend drei axial nebeneinander angeordnete Exzenter-Kreisscheiben 25, die in Lageröff­ nungen 27 der Kolbenstangen 17 sitzen und die Kolbenstan­ gen 17 über Nadellager 29 führen. Die Exzenter-Kreis­ scheiben 25 definieren Exzenterlager mit zur Drehachse 23 der Kurbelwelle 21 achsparalleler, jedoch um den Wert der Exzentrizität e gegen die Drehachse 23 versetzten Exzen­ terdrehachsen 31. Die Exzenterdrehachsen 32 der drei Exzenter-Kreisscheiben 25 sind ebenfalls um 120° gegen­ einander um die Drehachse 23 herum winkelversetzt. Die Exzenterkreisscheiben 25 haben einen Radius, der größer ist als die Exzentrizität e und sind vorzugsweise aus­ schließlich in ihrem radialen Überlappungsbereich mitein­ ander verbunden.
Im Betrieb bewegen sich, wie dies im einzelnen auch in WO90/15918 beschrieben ist, die Kolben 15 bei der Rota­ tion des Zylinderläufers 5 um die Drehachse 7 längs einer Bahn, die die Drehachse 7 in einer achsnormalen Ebene schneidet. Auf dieser Bahn bewegt sich gleichfalls die mit der Mittelpunktsachse der Exzenter-Kreisscheibe 25 zusammenfallende Exzenter-Drehachse 32. Die drei Kolben­ paare werden ausschließlich über ihre Kolbenstangen 17 an der Kurbelwelle 21 geführt. Die Kurbelwelle 21 wird hierbei relativ zum Zylinderläufer 5 zwangsgedreht und zwar mit einer Winkelgeschwindigkeit, die doppelt so groß ist wie die Winkelgeschwindigkeit, mit der der Zylinder­ läufer um seine Drehachse 7 rotiert. Die Exzentrizität e ist, da der Kolbenhub gleich der vierfachen Exzentrizität e ist, in der Praxis vergleichsweise klein, beispielswei­ se in der Größenordnung von 10 bis 20 mm. Der Radius der Exzenter-Kreisscheiben 25 ist kleiner als der vierfache Wert der Exzentrizität e und liegt normalerweise bei etwa dem 2,5 bis 3fachen Wert der Exzentrizität e.
Der Zylinderläufer 5 hat ein an den Lagern 9 gelagertes, zentrales Kurbelgehäuse 31, an welchem die Zylinder 13 angeschraubt sind. Die Zylinder 13 sind kopfseitig durch fest mit ihnen verbundene Zylinderdächer 33 verschlossen und begrenzen zusammen mit dem Zylinderdach 33 und einem bei 35 dargestellten Kolbendach der Kolben 15 jeweils einen Brennraum 37, in welchem die auf einer Kreisbahn rotierenden Kolben 15 zwischen einer radial inneren Tot­ punktstellung und einer radial äußeren Totpunktstellung hin und her verschoben werden. 39 bezeichnet ein eventu­ ell an der Kurbelwelle 21 gehaltenes, die Rotation unter­ stützendes Schwungrad. Den Brennräumen 37 zugeordnet sind bei 41 angedeutete Zündkerzen, die in Mulden 43 des Kolbendachs 35 hineinragen. Die Mulden 43 bilden zugleich einen Kompressionsraum für das von der Zündkerze 41 zu zündende Luft-Brennstoff-Gemisch.
Für den Gaswechsel, d. h. die Zufuhr frischen Luft-Brenn­ stoff-Gemisches und das Abströmen der Abgase sind, bezo­ gen auf die Drehachse 23 auf axial gegenüberliegenden Seiten des Zylinderläufers 5 in den einzelnen Zylindern 13 Einlaßkanäle 45 und, bezogen auf die Zylinder 13, diametral gegenüberliegende Auslaßkanäle 47 vorgesehen. Die Einlaßkanäle 45 und Auslaßkanäle 47 münden in einer in der inneren Totpunktstellung der Kolben 15 von der radial äußeren Kante 49 des Kolbenhemds freigegebenen Stelle der Zylinderwand in zumindest einem Einlaßschlitz 51 bzw. wenigstens einem Auslaßschlitz 53. Die allgemein als Gaswechsel- oder Spülschlitze bezeichneten Schlitze 51, 53 werden für die Gaswechselsteuerung vom Kolben 15 im Verlauf von dessen Hubbewegung geöffnet bzw. geschlos­ sen. Die Schlitze 51, 53 können auf gleicher Höhe ange­ ordnet sein; zweckmäßigerweise öffnet der Auslaßschlitz 53 jedoch bei radial nach innen sich bewegendem Kolben 15 vor dem Einlaßschlitz 51.
Zwischen den axialen Wänden des Zylinderläufers 5 und den axial benachbarten Seitenwänden des Gehäuses 1 sind Dreh­ schieber-Steueranordnungen 55 bzw. 57 angeordnet, die die schlitzfernen Enden der Gaswechselkanäle 45, 47 mit einem gehäuseseitig vorgesehenen, stationären Einlaßkanal 59 bzw. einem stationär zum Gehäuse 1 angeordneten Auslaß­ kanal 61 in einer Stellung verbinden, in der die Schlitze 51, 53 geöffnet sind. Die Drehschieberanordnungen 55, 57 bilden jedoch nicht nur abdichtende Gehäusedurchführungen für die zylinderseitigen Einlaßkanäle 45 bzw. Auslaßkanä­ le 47, sondern steuern in Verbindung mit den Schlitzen 51, 53 den Gaswechsel, wobei der Drehschieber 55 die tatsächliche Einlaßöffnungszeit gegenüber der durch den Einlaßschlitz 51 festgelegten Öffnungszeit verkürzt, indem der Drehschieber 55 verglichen mit dem Einlaß­ schlitz 51 später öffnet und/oder früher schließt. In gleicher Weise steuert auch der Drehschieber 57 zusätz­ lich zum Auslaßschlitz 53 die Auslaß-Öffnungszeit, indem der Auslaßdrehschieber 57 später als der Auslaßschlitz 53 öffnet und/oder früher als der Auslaßschlitz 53 schließt.
Mit Hilfe der Drehschieber 55, 57 läßt sich der Gaswech­ sel zusätzlich zu den kolbengesteuerten Schlitzen 51, 53 beeinflussen und zur Vermeidung von Spülverlusten oder zur Verbesserung der Ladung des Brennraums mit Frischga­ sen optimieren. Fig. 3 zeigt ein Steuerdiagramm für einen der Zylinder. Mit AT ist der radial außen liegende Tot­ punkt und mit IT der innere Totpunkt des Kolbens bezeich­ net. Die Zündung erfolgt im äußeren Totpunkt. Das Steuer­ diagramm wird im Uhrzeigersinn durchlaufen, wobei der Steuerwinkel von 360° einer Umdrehung des Zylinderläufers 5 entspricht. Zum Zeitpunkt Aa öffnet der Auslaßschlitz 53, und gleichzeitig öffnet der Auslaßdrehschieber 57 (Zeitpunkt A′a). Damit beginnt die Auspuffphase. Zum Zeitpunkt Ea öffnet der Einlaßschlitz 51. Die Spülphase beginnt jedoch zeitlich danach mit dem Öffnen des Einlaß- Drehschiebers 55 zum Zeitpunkt E′a. Die Spülphase endet mit dem Schließen des Auslaß-Drehschiebers 57 (A′z). Da der Drehschieber 57 schließt, bevor gleichzeitig der Einlaßschlitz 51 (Zeitpunkt Ez) und der Einlaß-Drehschie­ ber 55 (Zeitpunkt E′z) schließt, werden Spülverluste vermieden. Der Auslaßschlitz 53 schließt zeitlich nach dem Einlaßschluß zum Zeitpunkt Az. Das Steuerdiagramm der Fig. 3 stellt lediglich ein Beispiel dar. Im Einzelfall dann es genügen, wenn lediglich die Einlaßzeiten oder die Auslaßzeiten variiert werden, und dementsprechend kann auch entweder der Einlaßdrehschieber 55 oder der Auslaß­ drehschieber 57 entfallen.
Die Drehschieber 55, 57 sind im wesentlichen gleich aufgebaut und umfassen jeweils zwei ringförmige, zur Drehachse 7 koaxiale Dichtscheiben 63, 65, die axial nebeneinander angeordnet und axial federnd gegeneinander gedrückt sind. Die dem Zylinderläufer 5 benachbarte Dichtscheibe 63 ist mit den schlitzfernen Enden der Gaswechselkanäle 45, 47 übereinstimmenden Löchern 67 versehen, während die dem Zylinderläufer 5 ferne Dicht­ scheibe 65 jeweils ein mit dem Gaswechselkanal 59 bzw. 61 übereinstimmendes Loch 69 hat. Die Dichtscheibe 63 ist drehfest mit dem Zylinderläufer 5 verbunden und kann, ebenso wie die drehfest mit dem Gehäuse 1 verbundene Dichtscheibe 65, aus Keramikmaterial bestehen. Um eine dynamische Abdichtung zu erreichen, sind die Dichtschei­ ben auf ihren axial aneinanderliegenden Flachseiten mit zueinander koaxialen, ringförmigen, wechselweise ineinan­ dergreifenden Vorsprüngen oder Rippen 71 versehen, die zusammen eine Labyrinthdichtung bilden. Die Drehschieber 55, 57 müssen keine allzu hohen Druckspitzen bewältigen, da die Schlitze 51, 53 die Vorsteuerung des Gaswechsels übernehmen. Da die zylinderseitigen Gaswechselkanäle 45, 47 von den Schlitzen 51, 53 ausgehend nach außen hin zur Drehachse 7 hin geneigt sind, kann der Durchmesser der Dichtscheiben 63, 65 verhältnismäßig klein gehalten werden, womit auch die Relativ-Gleitgeschwindigkeit zwischen den Dichtscheiben 63, 65 niedrig bleibt. Von Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch, daß die Läufer­ drehzahl verglichen mit herkömmlichen Brennkraftmaschinen vom Zylinderläufertyp nur halb so groß ist wie die Ab­ triebsdrehzahl der Kurbelwelle 21. Die Drehschieber 55, 57 können auch in anderer Weise ausgebildet sein und bei­ spielsweise anstatt der axial aneinander anliegenden Flä­ chen zylindrische Dichtflächen oder Kegeldichtflächen haben.
Wie der Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, sind die Kolben 15 in Umfangsrichtung des Zylinderläufers 5 schmäler als in Richtung seiner Drehachse 7. Die Breite der Kolben 15 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung des Zylinderläufers 5 ist größer als der Hub und damit größer als die vierfache Exzentrizität e. Damit ergeben sich zwischen Einlaßschlitz 51 und Auslaßschlitz 52 ver­ gleichsweise schmale, langgestreckte Brennräume 37, die zur Unterstützung der Gleichstromspülung durch konkave Krümmung des Zylinderdachs 33 und konvexe Krümmung des Kolbendachs 35 bogenförmig gelenkt wird. Die Kolben 15 können Rechteckquerschnitt haben oder aber, wie dies im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 dargestellt ist, ebene in Umfangsrichtung weisende Flachseiten haben, die an halb­ zylindrischen Schmalseiten ineinander übergehen. Insbe­ sondere lassen sich auf diese Weise wirbelbildende und verbrennungstechnisch ungünstige Ecken der Brennräume vermeiden, speziell dann, wenn die Einlaßschlitze 51, 53 angenähert tangential in die der Kolbenform entsprechend geformten Zylinderwände übergehen.
Die Dichtscheiben 63, 65 können unverstellbar am Zylin­ derläufer 5 bzw. dem Gehäuse 1 gehalten sein. Um gegebe­ nenfalls auch während des Betriebs die Einlaßsteuerzeiten oder Auslaßsteuerzeiten, insbesondere den Auslaßbeginn oder den Auslaßschluß unabhängig von den kolbengesteuer­ ten Schlitzen variieren zu können, ist im Ausführungsbei­ spiel der Fig. 4 die gehäuseseitige Steuerscheibe drehbar an dem Gehäuse 1 gelagert und auf einem Teil ihres Außen­ umfangs mit einer Verzahnung 73 versehen. Mittels eines mit der Verzahnung 73 kämmenden Steuerzahnrads 75 kann der Überlappungswinkel der Öffnung 69 relativ zum gehäu­ seseitigen Gaswechselkanal, beispielsweise dem Auslaßka­ nal 61 verstellt werden, womit sich abhängig von der Richtung der Verstellung der Auslaßbeginn oder das Aus­ laßende, bezogen auf die Auslaßkanäle 47, verschiebt. Die Drehung der Dichtscheibe 65 kann auch während des Motor­ betriebs erfolgen.
Fig. 5 zeigt in einer Radialansicht nochmals Einzelheiten der Drehschieber 55, 57 und der Querschnittsform des Kol­ bens 15. Der Kolben 15 hat in Umfangsrichtung verlaufen­ de, zueinander parallele, ebene Flachseiten 77, während die Schmalseitenflächen 79 des Kolbens die Form von Zylinderabschnitten mit Halbkreisquerschnitt haben. Die Einlaßkanäle 45 und Auslaßkanäle 47 erweitern sich zum Zylinder hin und münden angenähert tangential in die Schmalseitenflächen 79 ein. Die Spülrichtung des Brenn­ raums ist mit einem Pfeil 81; die Bewegungsrichtung des Zylinders 13 mit einem Pfeil 83 bezeichnet. Während die zylinderseitigen Dichtscheiben 63 fest am Zylinderläufer angebracht sind, sind die gehäuseseitigen Dichtscheiben 65 axial beweglich an diesem geführt und werden von Federn 85 zum Zylinderläufer hin vorgespannt.
Die Verbrennungsluft wird von einem Gebläse 87 verdich­ tet, bevor in einem Vergaser 89 oder einer Einspritzpumpe Brennstoff zugemischt wird und das Luft-Brennstoff-Ge­ misch über den Einlaßkanal 59 den Brennräumen zugeführt wird. Der Einlaß-Drehschieber 55 kann, wie Fig. 5 zeigt, zusätzlich oder auch alternativ zur Steuerung von Einlaß­ beginn oder Einlaßschluß auch zur Steuerung eines zweiten Einlaßkanals 91 ausgenutzt werden, der in Drehrichtung des Zylinderläufers vor dem Loch 69 der gehäuseseitigen Dichtscheibe 65 in einem weiteren Loch 93 dieser Dichtscheibe mündet. Auf diese Weise kann der Brennraum während jedes Arbeitszyklus zunächst mit Frischluft gespült werden, bevor Luft-Brennstoff-Gemisch in den Brennraum geladen wird. Auf diese Weise werden die spülbedingten Verluste an Brennstoff gemindert. Es versteht sich, daß anstelle des Gebläses 87 auch ein Kompressor oder eine Verdichter­ anordnung der in WO90/15918 beschriebenen Art mit doppelt ausgenutzten Kolben oder der nachfolgend anhand der Fig. 9 und 10 erläuterten Verdichter eingesetzt werden kann.
Der Zylinderläufer 5 ist von dem Gehäuse 1 im wesentli­ chen vollständig umschlossen. Da die Zylinder 13 jeweils für sich radial abstehen, wirkt der Zylinderläufer 5 als Radialgebläse. Zumindest auf der Seite des Auslaßdreh­ schiebers 57 mündet radial innerhalb des vom Auslaßdreh­ schieber 57 umschlossenen Zentrumsbereichs des Gehäuses 1 wenigstens ein Kühllufteinlaßkanal 95 (Fig. 1), der sich durch eine Vielzahl in Umfangsrichtung verteilter radia­ ler Kanäle 97 am Auslaßdrehschieber 57 vorbei in das Innere des Gehäuses 1 erstreckt. Im Bereich des Außenum­ fangs des Gehäuses sind ein oder mehrere Kühlluftauslässe 99 vorgesehen, über die die Kühlluft wieder austritt. Durch die Zuführung der Kühlluft im Bereich des Auslaß­ drehschiebers 57 wird dieser vorrangig gekühlt. Die Zylinder sind zur Verbesserung des Wärmeaustausches in üblicher Weise mit Kühlrippen versehen. Es versteht sich, daß dem Kühlluftkanal 95 ein Zusatzgebläse vorgeschaltet sein kann.
Die Zweitakt-Brennkraftmaschine eignet sich insbesondere auch für den stationären Betrieb, da sie verhältnismäßig geringe Abmessungen bei hoher Leistung hat und aufgrund der niedrigen Kolbengeschwindigkeit und des geringen Hubs langlebig ist. Die Ummantelung durch das Gehäuse 1 min­ dert die Geräuschemission. Das Gehäuse 1 kann auf seiner Außenseite zusätzlich mit einer bei 101 angedeuteten Schallisolierung versehen sein. Speziell eignet sich die Brennkraftmaschine für stationäre Anwendungen in Verbin­ dung mit einer an die Kurbelwelle 21 angekuppelten Ar­ beitsmaschine 103, bei der es sich insbesondere um den Kompressor einer Wärmepumpenanlage oder einen elektri­ schen Generator, speziell einen Drehstromgenerator, handelt. Der Verwendung zum Antrieb eines Drehstromgene­ rators kommt die gegenüber der Läuferdrehzahl verdoppelte Kurbelwellendrehzahl entgegen. Die Wärmepumpenanlage ist zweckmäßigerweise Bestandteil einer Gebäudeheizungsanla­ ge, in die auch die Abgaswärme rückgeführt wird. Bei 105 ist ein hierfür vorgesehener Wärmetauscher in Fig. 1 angedeutet.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Variante der vorstehend er­ läuterten Zweitakt-Brennkraftmaschine, die sich von dieser Brennkraftmaschine in erster Linie durch die Art der Gasführung unterscheidet. Gleichwirkende Teile sind in Fig. 6 und 7 mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bis 5 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung der prinzipiellen Wirkungsweise dieser Kompo­ nenten wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 5 Bezug genommen. Die Komponenten 31, 32, 85, 89 und 101 sowie gegebenenfalls die Komponenten 73 und 75 sind vorhanden, jedoch in den Fig. 6 und 7 nicht dargestellt. Die Kompo­ nenten 55, 91, 93 sind nicht verwirklicht.
Der Zylinderläufer 5a der in den Fig. 6 und 7 dargestell­ ten Brennkraftmaschine bildet radial innerhalb des von den Kolben 15a begrenzten Raums eine Kurbelkammer 107, in die der das Luft-Brennstoff-Gemisch zuführende Einlaßka­ nal 59a mündet. Der Einlaßkanal 59a führt hierbei radial innerhalb des vom Lager 9a des Zylinderläufers 5a um­ schlossenen Bereichs durch das Gehäuse 1a hindurch. Die zu den Einlaßschlitzen 51a führenden zylinderseitigen Einlaßkanäle 51a sind als Überströmkanäle ausgebildet, die mit ihren radial inneren Enden auf der zur Kurbelwel­ le 21a gelegenen Seite außerhalb der inneren Totpunktlage des Kolbens 15a in der Kurbelkammer 107 münden. Die Kolben 15a sind in Umfangsrichtung des Zylinderläufers 5a schmäler als in axialer Richtung des Zylinderläufers 5a, wobei auch hier die Schmalseitenbreite größer ist als der vierfache Wert der Exzentrizität e der Kurbelwelle 21a. Die Kolben 15a haben zueinander parallel verlaufende, ebene Flachseiten 79a und Schmalseiten 79a in Form von Zylinderabschnitten mit Halbkreisquerschnitt. In der Axialmitte der Flachseiten 77a sind auf in Umfangsrich­ tung einander gegenüberliegenden Seiten der Kolben 15a Auslaßschlitze 53a vorgesehen, die durch gesonderte Auslaßkanäle 47a, mit dem ausschließlich auf der Auslaß­ seite vorgesehenen Drehschieber 57a verbunden sind. Mittels des Auslaßdrehschiebers 57a läßt sich, wie be­ reits vorangegangen erläutert, der Gaswechsel der im übrigen durch die Kolbenkante 49a und die Einlaßschlitze 51a bzw. die Auslaßschlitze 53a gesteuerten Brennkraftma­ schine optimieren.
Die Einlaßschlitze 51a wie auch die Überströmkanäle 45a sind im Bereich der halbzylindrischen Schmalseiten der Kolben angeordnet und so geformt, daß der Spülweg 81a, der über die Auslaßschlitze 51a in den Brennraum 37a eintretenden Frischgase entlang der Schmalseitenflächen des entsprechend dem Kolben 15a geformten Brennraums 37a zum Zylinderdach 33a strömt. Das Zylinderdach 33a enthält zwei in Kolbenlängsrichtung nebeneinander liegende Ein­ wölbungen 109, die den Frischgasstrom zu den mittig angeordneten Auslaßschlitzen 53a hin umlenken. Die lang­ gestreckte Form der Kolben 15a in Verbindung mit der erläuterten Anordnungsweise der Schlitze 51a, 53a erlaubt eine Umkehrspülung des Brennraums 37a. Die Brennkraftma­ schine umfaßt zwei jeweils einer der Einwölbungen 109 zugeordnete Zündkerzen 41a, die für eine symmetrische Zündung sorgen und über am Innenmantel des Gehäuses 1a angeordnete Funkenkontaktstrecken 111 mit einer nicht näher dargestellten Zündanlage verbunden sind.
Das die Frischluft fördernde Gebläse 87a wird durch einen Elektromotor 113 angetrieben, dessen Drehzahl über eine Steuerung 115 variiert werden kann. Die Steuerung 115, die gegebenenfalls mittels eines Drehzahlsensors 117 die aktuelle Drehzahl des Zylinderläufers 5a oder der Kurbel­ welle 21a erfaßt, steuert über die Drehzahl des Elektro­ motors 113 den Ladedruck und damit den Füllgrad der Brennräume 37a. Durch geeignete Einstellung des Füllgrads kann erreicht werden, daß ein Teil der Abgase im Brenn­ raum 37a verbleibt und damit zur Minderung der Schadstoff­ emission der Brennkraftmaschine im nächsten Arbeitszyklus erneut der Verbrennung zugeführt wird. Eine Abgasrückfüh­ rung erübrigt sich auf diese Weise. Anstelle des Elektro­ motors 113 kann auch ein anderer drehzahlvariabler Motor benutzt werden, beispielsweise ein Hydraulikmotor oder dergleichen. Die Komponenten 113 bis 117 können auch bei einer Brennkraftmaschine der Fig. 1 bis 5 eingesetzt werden. Andererseits kann auch die Brennkraftmaschine der Fig. 6 und 7 durch die Komponenten 103, 105 ergänzt werden. Die anhand der Fig. 1 bis 5 erläuterten Ausge­ staltungen der Drehschieber lassen sich auch bei der Brennkraftmaschine der Fig. 6, 7 einsetzen. Entsprechen­ des gilt für die Gestaltung der Maschinenkühlung.
Fig. 8 zeigt eine Variante der Zweitakt-Brennkraftmaschi­ ne der Fig. 6 und 7. Auch hier sind gleichwirkende Teile mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bis 7 und zur Unterschei­ dung mit dem Buchstaben b versehen. Zur Erläuterung dieser Komponenten wird auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 5 und insbesondere der Fig. 6 und 7 Bezug genommen.
Die Zweitakt-Brennkraftmaschine gemäß Fig. 8 unterschei­ det sich von der Brennkraftmaschine der Fig. 6 und 7 in erster Linie dadurch, daß anstelle eines einzigen, in axialer Richtung des Zylinderläufers langgestreckten Kolbens pro Zylinder ein aus zwei Teilkolben 15b′ und 15b′′ bestehender Doppelkolben vorgesehen ist. Die Teil­ kolben 15b′ und 15b′′ haben kreiszylindrischen Querschnitt und sind zueinander achsparallel in zwei in axialer Richtung des Zylinderläufers 5b nebeneinander angeordne­ ten Zylinderkammern 13b′ und 13b′′ verschiebbar angeord­ net. Die Zylinderkammern 13b′ und 13b′′ sind durch eine Trennwand 119 voneinander abgeteilt, die im Bereich des gemeinsamen Zylinderdachs 33b mit wenigstens einer die beiden Brennräume 37b verbindenden Überströmöffnung 121 versehen ist. Das Zylinderdach 33b ist den Brennräumen 37b zugewandt und jeweils mit Einwölbungen 109b zur Aufnahme der Zündkerzen 41b versehen. Die kreiszylindri­ sche Form der Zylinderkammern 13b′, 13b′′ sowie der Teil­ kolben 15b′, 15b′′ der Doppelkolbenanordnung erleichtert die Abdichtung, ohne daß der im Zylinderläufer 5b unter­ bringbare Hubraum verkleinert oder der Durchmesser des Zylinderläufers 5b vergrößert werden müßte.
Das über den Einlaßkanal 59b zugeführte Luft-Brennstoff- Gemisch strömt über die Kurbelkammer 107b und eine Viel­ zahl in Umfangsrichtung des Zylinderläufers 5b beider­ seits eines der beiden Teilkolben, hier des Teilkolbens 15b′, angeordnete Überströmkanäle 45b in den Brennraum 37b dieses Teilkolbens. Der Teilkolben 15b′ steuert mit seiner radial äußeren Kolbenkante 49b die Einlaßschlitze 51b der zugeordneten Zylinderkammer 13b′.
Der andere Teilkolben 13b′′ wird ausschließlich zur Steue­ rung von Auslaßschlitzen 53b der anderen Zylinderkammer 13b′′ ausgenutzt. Die Auslaßschlitze 53b sind wiederum in Umfangsrichtung des Zylinderläufers 5b beiderseits des Kolbens 15b′′ angeordnet. Auslaß-Gaswechselkanäle 47b verbin­ den die Auslaßschlitze 53b mit dem ausschließlich auf der Auslaßseite vorgesehenen Drehschieber 57b und damit mit einem gehäuseseitigen, stationären Auslaßkanal 61b, wie dies anhand der Fig. 6 und 7 im einzelnen erläutert ist.
Im Unterschied zu den Brennkraftmaschinen der Fig. 1 bis 7 sind auch den Teilkolben 15b′ und 15b′′ jeweils geson­ derte Kolbenstangen 17b′ und 17b′′ zugeordnet. Die beiden Kolbenstangen 17b′ und 17b′′ des Doppelkolbens sind in Achs­ richtung des Zylinderläufers 5b im Abstand voneinander an­ geordnet und an ebenfalls im Abstand voneinander angeordne­ ten Exzenter-Kreisscheiben 25b′ und 25b′′ geführt. Die Exzenter-Kreisscheiben 25b′ und 25b′′ sitzen wiederum in Nadellagern 29b in Lageröffnungen 27b der Kolbenstangen. Analog zu den Brennkraftmaschinen der Fig. 1 bis 7 ist jeder der Teilkolben 15b′ als auch 15b′′ mit einem entspre­ chenden Teilkolben des auf der gegenüberliegenden Seite der Drehachse 7b des Zylinderläufers 5b angeordneten Doppelkolbens starr verbunden. Die durch die Exzenter- Kreisscheiben 25b′ und 25b′′ des Doppelkolbenpaars definier­ ten Exzenter-Drehachsen verlaufen hierbei gleichachsig.
Die im Zusammenhang mit Fig. 6 und 7 erläuterten Varian­ ten der Brennkraftmaschine können auch bei der Brenn­ kraftmaschine der Fig. 8 vorgesehen sein. Es versteht sich, daß das Doppelkolbenprinzip auch bei der Brenn­ kraftmaschine der Fig. 1 bis 5 eingesetzt werden kann.
Die Fig. 9 und 10 zeigen einen Verdichter vom Zylinder­ läufertyp, bei welchem die Anordnung der Zylinder und Kolben und die Kinematikbewegung entsprechend den Zylin­ derläufermaschinen der Fig. 1 bis 8 gewählt ist. Zur Er­ läuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise insbesondere der Komponenten mit den Bezugszahlen 1 bis 37 wird auf die Beschreibung dieser Figuren, insbesondere der Fig. 1 bis 5, Bezug genommen, wobei zur Unterscheidung die Bezugszahlen zusätzlich mit dem Buchstaben c versehen sind. Komponen­ ten, die für Brennkraftmaschinen spezifisch sind, wie zum Beispiel Zündkerzen oder dergleichen, entfallen, und anstelle von Verbrennungsräumen begrenzen die Kolben und Zylinder Verdichterraume. Die Kolben 15c sind als in axialer Richtung des Zylinderläufers 5c langgestreckte Kolben, im Querschnitt vorzugsweise geradlinig begrenzt rechteckförmige Kolben, ausgebildet; anstelle solcher Kolben kann auch die Doppelkolbenanordnung gemäß Fig. 8 Verwendung finden.
Der Zylinderläufer 5c umfaßt auf axial gegenüberliegenden Seiten jeweils ein oder mehrere, den einzelnen Zylindern 13c zugeordnete Gaswechselkanäle 125, die über Schlitze 127 nahe dem fest mit dem einzelnen Zylinder 13c verbun­ denen Zylinderdach 33c in dem durch den Zylinder 13c und den Kolben 15c begrenzten Verdichterraum 37c münden. Die Gaswechselkanäle 125 verlaufen in den Wänden des Zylin­ derläufers 5c und enden an einer bezogen auf die Schlitze 127 radial weiter innen gelegenen Stelle in Öffnungen 129 von Dichtscheiben 131, die mit drehfest senkrecht zur Drehachse 7c verlaufenden Seitenwänden 133 des Zylinder­ läufers 5c verbunden sind. Jede der beiden Dichtscheiben 131 bildet zusammen mit einer drehfest mit dem Gehäuse 1c verbundenen weiteren Dichtscheibe 135 einen allgemein mit 137 bezeichneten Drehschieber, der den Gaseinlaß und den Gasauslaß des Verdichters bei Drehung des Zylinderläufers 5c relativ zum Gehäuse 1c steuert. Die Dichtscheibe 135 bildet, gegebenenfalls zusammen mit der ihr benachbarten Seitenwand des Gehäuses 1c, zwei kreisbogenförmig die Drehachse 7c umschließende Steuerschlitze 139 bzw. 141 (Fig. 10), von denen jeweils einer, hier der Steuer­ schlitz 139, einen Einlaßsteuerschlitz bildet und die Öffnung 129 mit einer gemeinsamen Einlaßöffnung 143 verbindet, während der andere Steuerschlitz 141 einen Auslaßsteuerschlitz bildet und die Öffnungen 129 mit einer gemeinsamen Auslaßöffnung 145 verbindet. Der im Verlauf der Rotation des Zylinderläufers 5c überstrichene Überlappungsbereich zwischen den Öffnungen 129 einerseits und den Steuerschlitzen 139, 141 andererseits bestimmt die Ansaugphase und die Ausschubphase des Verdichters.
Wie Fig. 9 für die Steuerschlitze 141 zeigt, sind diese über Kanäle 147 gemeinsam zu der Auslaßöffnung 145 ge­ führt. Entsprechend sind auch die Steuerschlitze 139 mit der gemeinsamen Einlaßöffnung 143 verbunden. Die Öffnun­ gen 143, 145 liegen hierbei in einer zur Drehachse 7c senkrechten Ebene, entlang der das Gehäuse 1c in zwei zu der Ebene spiegelsymmetrische Gehäusehälften geteilt ist. Die Führung der Kanäle ist hierbei so gewählt, daß die Öffnungen 143, 145 eng beieinander liegen.
Die vorstehende Gestaltung des Gehäuses 1c erleichtert dessen Herstellung. D 02000 00070 552 001000280000000200012000285910188900040 0002004228639 00004 01881a die Gaswechselkanäle 125 vom Bereich der Zylinderdächer 33c nach radial innen geführt sind, können die Drehschieber 137 auf einem vergleichs­ weise geringen Durchmesser angeordnet werden, was die Relativdrehgeschwindigkeit der beiden Dichtscheiben 131, 135 verringert. Die Dichtscheiben sind an ihren aneinan­ der anliegenden Flächen mit ineinandergreifenden, kon­ zentrischen Rippen bzw. Rillen 149 versehen, die gemein­ sam eine Labyrinthdichtung bilden. Da die Dichtscheiben 131, 135 entweder aufgrund ihrer Eigenelastizität oder durch Vorspannung axial wirkender Federn gegeneinander gespannt sind, läßt sich eine hinreichende Abdichtung der Verdichterräume 37c erreichen. Von Vorteil ist insbeson­ dere, daß infolge der fest mit dem Zylinderläufer verbun­ denen Zylinderdächern 33c keine Dichtungen am Außenumfang des Zylinderläufers 5c erforderlich sind.
Der Zylinderläufer 5c ist im wesentlichen aus zwei Bau­ teilen zusammengesetzt, von denen eines eine der Seiten­ wände 133 und die zugleich die Zylinderdächer 33c bilden­ de Umfangswand und die andere Komponente die jeweils andere Seitenwand 133 sowie von dieser vorstehende Vor­ sprünge 151 umfaßt, welche die in Umfangsrichtung gelege­ nen Wände der Zylinder 13c bilden. Bauteile dieser Art lassen sich vergleichsweise einfach und exakt herstellen, da sie im wesentlichen keine Hinterschneidungen haben.
Der vorstehend erläuterte Verdichter kann von einer beliebigen Antriebsmaschine angetrieben werden, wird aber bevorzugt mit einer Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 1 bis 8 gekuppelt und zur Vorverdichtung der Luft und/oder des Luft-Brennstoff-Gemischs ausgenutzt.

Claims (40)

1. Als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildete Zylinderläufermaschine, umfassend
  • - ein Gehäuse (1),
  • - eine Kurbelwelle (21) in dem Gehäuse (1),
  • - wenigstens einen in dem Gehäuse (1) um eine erste Drehachse (7) drehbar gelagerten Zylinderläufer (5) mit mehreren, in gleichen Winkelabständen um die erste Drehachse (7) und die Kurbelwelle (21) herum mit radial zur ersten Drehachse (7) verlaufenden Zylinderachsen angeordneten, radial außen von fest mit dem Zylinderläufer (5) verbundenen Zylinderdä­ chern (33) verschlossenen Zylindern (13),
  • - einen radial zur ersten Drehachse (7) verschiebbaren Kolben (15) in jedem Zylinder (13), der zusammen mit seinem Zylinderdach (33) und dem Kolben (15) einen Brennraum (37) begrenzt, wobei die Kolben (15) über Kolbenstangen (17) mit Exzenterlagern (29) der Kurbelwelle (21) verbunden sind,
  • - eine Gaswechselsteueranordnung (49, 51, 53) mit separat den einzelnen Zylindern (13) zugeordneten Einlaß- bzw. Auslaß-Gaswechselkanälen (45, 47), die mit ihrem einen Ende in dem Zylinder (13) in jeweils wenigstens einem Gaswechselschlitz (51, 53) münden, der von der bezogen auf die erste Drehachse (7) radial äußeren Kante (49) des Kolbens (15) steuerbar ist, und
  • - eine mit dem Zylinderläufer (5) synchron rotierende Drehschiebersteueranordnung (55, 57) zwischen zumin­ dest einem bezogen auf das Gehäuse (1) stationären Gaswechselkanal (59, 61) und den schlitzfernen Enden der zylinderseitigen Einlaß-Gaswechselkanäle (45) und/oder Auslaß-Gaswechselkanäle (47),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinderläufer (5) drei um 120° gegeneinander winkelversetzte Paare gleichachsig angeordneter Zylin­ der (13) umfaßt, deren Kolben (15) ebenfalls paarweise mittels der Kolbenstangen (17) im wesentlichen starr miteinander verbunden sind,
daß die Kurbelwelle (21) um eine zur erste Drehachse mit einer vorbestimmten Exzentrizität (e) achsparallel versetzte zweite Drehachse (23) drehbar gelagert ist und die Exzenterlager (29) um 120° um die zweite Dreh­ achse (23) winkelversetzte und um die vorbestimmte Exzentrizität (e) achsparallel gegen die zweite Dreh­ achse (23) versetzte, dritte Drehachsen (32) für die Kolbenstangen (17) von Kolbenpaaren definieren
und daß die Drehschiebersteueranordnung (55, 57) eben­ falls den Gaswechsel der einzelnen Zylinder (13) steu­ ert und den auf die Drehung des Zylinderläufers (5) bezogenen resultierenden Öffnungssteuerwinkel des Ein­ laß- und/oder Auslaß-Gaswechselkanals (45, 47), ver­ glichen mit dem Öffnungssteuerwinkel des zugehörigen zylinderseitigen Gaswechselschlitzes (51, 53) verän­ dert, insbesondere verringert.
2. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehschiebersteueranordnung (55, 57) ein in Umfangsrichtung des Zylinderläufers (5) relativ zu diesem bewegbares Schieberteil (65) mit einer Steueröffnung (69) umfaßt, die während des Gaswechsels das schlitzferne Ende des zylinderseitigen Gaswechselkanals (47) mit dem stationären Gaswechsel­ kanal (61) verbindet.
3. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Schieberteil (65) ein Antriebs­ mechanismus (73, 75) zugeordnet ist, der eine Verstel­ lung des Schieberteils (65) bei rotierendem Zylinder­ läufer (5) erlaubt.
4. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschiebersteuer­ anordnung (55, 57) zumindest ein axial seitlich des Zylinderläufers (5) angeordnetes Paar dichtend anein­ anderliegender und insbesondere federnd axial gegen­ einander vorgespannter, ringförmiger Dichtscheiben (63, 65) umfaßt.
5. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtscheiben (63, 65) auf einander gegenüberliegenden Seiten zueinander koaxia­ le, ringförmige, in Form eines Dichtlabyrinths inein­ andergreifende Vorsprünge (71) aufweisen.
6. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzfernen Enden der zylinderseitigen Gaswechselkanäle (45, 47) einen kleineren Abstand von der ersten Drehachse (7) haben als die zugehörigen Gaswechselschlitze (51, 53).
7. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Einlaß-Gaswech­ selkanälen (45) zugeordnete Drehschiebersteueranord­ nung (55) die Einlaß-Gaswechselkanäle (45) nacheinan­ der mit einem bezogen auf das Gehäuse (1) stationären Einlaßkanal (91) für Frischluft und einem gleichfalls stationären Einlaßkanal (59) für das Luft-Brennstoff- Gemisch verbindet.
8. Als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildete Zylinder­ läufermaschine, umfassend
  • - ein Gehäuse (1a; 1b),
  • - eine Kurbelwelle (21a; 21b) in dem Gehäuse (1a; 1b),
  • - wenigstens einen in dem Gehäuse (1a; 1b) um eine erste Drehachse (7a; 7b) drehbar gelagerten Zylin­ derläufer (5a; 5b) mit mehreren, in gleichen Winkel­ abständen um die erste Drehachse (7a; 7b) und die Kurbelwelle (21a; 21b) herum mit radial zur ersten Drehachse (7a; 7b) verlaufenden Zylinderachsen angeordneten, radial außen von fest mit dem Zylin­ derläufer (5a; 5b) verbundenen Zylinderdächern (33a; 33b) verschlossenen Zylindern (13a; 13b),
  • - einen radial zur ersten Drehachse (7a; 7b) ver­ schiebbaren Kolben (15a; 15b) in jedem Zylinder (13a; 13b), der zusammen mit seinem Zylinderdach (33a; 33b) und dem Kolben (15a; 15b) einen Brennraum (37a; 37b) begrenzt, wobei die Kolben (15a; 15b) über Kolbenstangen (17a; 17b) mit Exzenterlagern (29a; 29b) der Kurbelwelle (21a; 21b) verbunden sind,
  • - eine Gaswechselsteueranordnung (49a, 51a, 53a; 49b; 51b, 53b) mit separat den einzelnen Zylindern (13a; 13b) zugeordneten Einlaß- bzw. Auslaß-Gaswechselka­ nälen (45a, 47a; 45b, 47b), die mit ihrem einen Ende in dem Zylinder (13a; 13b) in jeweils wenigstens einem Gaswechselschlitz (51a, 53a; 51b, 53b) münden, der von der bezogen auf die erste Drehachse (7a; 7b) radial äußeren Kante (49a; 49b) des Kolbens (15a; 15b) steuerbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinderläufer (5a; 5b) drei um 120° gegeneinan­ der winkelversetzte Paare gleichachsig angeordneter Zylinder (13a) umfaßt, deren Kolben (15a; 15b) ebenfalls paarweise mittels der Kolbenstangen (17a; 17b) im wesentlichen starr miteinander verbunden sind,
daß die Kurbelwelle (21a; 21b) um eine zur erste Drehachse mit einer vorbestimmten Exzentrizität (e) achsparallel versetzte zweite Drehachse (23a; 23b) drehbar gelagert ist und die Exzenterlager (29a; 29b) um 120° um die zweite Drehachse (23a; 23b) winkelver­ setzte und um die vorbestimmte Exzentrizität (e) achsparallel gegen die zweite Drehachse (23a; 23b) versetzte, dritte Drehachsen für die Kolbenstangen (17a; 17b) von Kolbenpaaren definieren, daß der Zylin­ derläufer (5a; 5b) eine zentrale, die Kurbelwelle enthaltende Kurbelwellenkammer (107; 107b) umschließt, von der die Zylinder (13a; 13b) ausgehen und
daß die Einlaß-Gaswechselkanäle (45a; 45b) als zur Kurbelwellenkammer (107; 107b) offene Überströmkanäle ausgebildet sind und daß radial innerhalb eines den Zylinderläufer (5a; 5b) an dem Gehäuse (1a; 1b) dreh­ bar lagernden Lagers (9a; 9b) ein bezogen auf das Gehäuse (1a; 1b) stationärer Gas-Einlaßkanal (59a; 59b) in die Kurbelwellenkammer (107; 107b) hinein­ geführt ist.
9. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen einem bezogen auf das Gehäuse (1a; 1b) stationären Auslaß-Gaswechselkanal (61a; 61b) und dem zylinderseitigen Auslaß-Gaswechsel­ kanal (47a; 17b) eine synchron mit dem Zylinderläufer (5a; 5b) rotierende Drehschiebersteueranordnung (57a; 57b) vorgesehen ist, und insbesondere eine ebenfalls den Gaswechsel steuernde, synchron mit dem Zylinder­ läufer (5a; 5b) rotierende Drehschiebersteuerung (57a; 57b), die den auf die Drehung des Zylinderläufers (5a; 5b) bezogenen resultierenden Auslaßöffnungssteuer­ winkel des zylinderseitigen Auslaß-Gaswechselkanals (47a; 47b) verglichen mit dem Auslaßöffnungssteuerwin­ kel der zylinderseitigen Auslaß-Gaswechselschlitze (53a; 53b) verringert, vorgesehen ist.
10. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolben (15a) in axialer Richtung des Zylinderläufers (5a) breiter sind als in dessen Umfangsrichtung, daß die Auslaß-Gaswechselschlitze (53a) jeweils in einem im wesentlichen in axialer Richtung des Zylin­ derläufers (5a) verlaufenden Wandbereich des Zylin­ ders (13a), insbesondere zumindest annähernd in der Mitte dieses Wandbereichs, vorgesehen sind und daß in axialer Richtung des Zylinderläufers (5a) beiderseits des Auslaß-Gaswechselschlitzes (53a) Einlaß-Gaswech­ selschlitze (51a) vorgesehen sind.
11. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderseitigen Einlaß- Gaswechselkanäle (51a) so angeordnet sind, daß die Einlaßgase im Bereich der im wesentlichen in Umfangs­ richtung des Zylinderläufers (5a) verlaufenden Wand­ bereiche des Zylinders (13a) zum Zylinderdach (33a) strömen.
12. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderdach (33a) zwei in axialer Richtung des Zylinderläufers (5a) nebeneinan­ der liegende konkav gekrümmte Einwölbungen (109) aufweist.
13. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (13a) in Um­ fangsrichtung des Zylinderläufers (5a) beiderseits der Kolben (15a) sowohl Auslaß-Gaswechselschlitze (53a) als auch Einlaß-Gaswechselschlitze (51a) aufweisen.
14. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder zwei in axialer Richtung des Zylinderläufers (5b) nebeneinan­ der angeordnete, kreiszylindrische Zylinderkammern (13b′, 13b′′) umfaßt, die durch eine im Bereich des Zylinderdachs (33b) mit wenigstens einer Überström­ öffnung (121) versehene Trennwand (119) voneinander getrennt sind, wobei jeweils eine (13b′) der beiden Zylinderkammern (13b′, 13b′′) lediglich mit dem Einlaß- Gaswechselkanal (45b) und die andere Zylinderkammer (13b′′) lediglich mit dem Auslaß-Gaswechselkanal (47b) verbunden ist, und daß in jeder Zylinderkammer (13b′, 13b′′) einer von zwei Teilkolben (15b′, 15b′′) eines Doppelkolbens verschiebbar ist.
15. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung des Zylinder­ läufers (5b) beiderseits der einen Zylinderkammer (13b′) Überströmkanäle (45b) und in Umfangsrichtung des Zylinderläufers (5b) beiderseits der anderen Zylinderkammer (13b′′) Auslaß-Gaswechselschlitze (53b) vorgesehen sind.
16. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilkolben (15b′, 15b′′) jedes Doppelkolbens durch gesonderte Teilkolbenstangen (17b′, 17b′′) mit den beiden Teil­ kolben (15b′, 15b′′) des bezogen auf die erste Dreh­ achse (7b) radial gegenüberliegenden Doppelkolbens verbunden sind, wobei die beiden Teilkolbenstangen (17b′, 17b′′) jedes Doppelkolbenpaars an zwei in Richtung der zweiten Drehachse (23b) im Abstand angeordneten Exzenterlagern (25b′, 25b′′) geführt sind.
17. Zylinderläufermaschine, umfassend
  • - ein Gehäuse (1b),
  • - wenigstens einen in dem Gehäuse (1b) um eine erste Drehachse (7b) drehbar gelagerten Zylinderläufer (5b), der drei um die erste Drehachse (7b) herum gegeneinander um 120° winkelversetzte Paare von gleichachsig, jedoch auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Drehachse (7b) angeordnete Zylinder (13b) aufweist,
  • - einen radial zur ersten Drehachse (7b) verschiebba­ ren Kolben (15b) in jedem Zylinder (13b), der zusammen mit dem Zylinder (13b) eine Zylinderkammer (37b) begrenzt, wobei radial sich gegenüberliegende Kolben (15b) paarweise durch eine Kolbenstange (17b) im wesentlichen starr miteinander verbunden sind,
  • - eine um eine zweite, zur ersten Drehachse (7b) um eine vorbestimmte Exzentrizität (e) achsparallel versetzte Drehachse (23b) drehbar in dem Gehäuse (1b) gelagerte Kurbelwelle (21b), an der die Kol­ benstangen (17b) der Kolbenpaare mittels Exzenter­ lager (25b) geführt sind, die gegeneinander um 120° um die zweite Drehachse (23b) herum winkelversetz­ te, relativ zur Kurbelwelle (21b) insbesondere feststehende, dritte Drehachsen (32b) definieren, von denen jede um die vorbestimmte Exzentrizität (e) achsparallel gegen die zweite Drehachse (23b) versetzt ist,
  • - von den Zylindern (13b) ausgehende und zusammen mit diesen rotierende Gaswechselkanäle (47b), die in einer axial seitlichen Wand des Zylinderläufers (5b) enden,
  • - wenigstens ein stationärer Einlaß-Gaswechselkanal (59b) und wenigstens ein stationärer Auslaß-Gas­ wechselkanal (61b) in dem Gehäuse (1b), von denen wenigstens der Auslaß-Gaswechselkanal (61b) in dem Gehäuse (1b) vor der axial seitlichen Wand des Zylinderläufers (5b) endet,
  • - wenigstens eine mit dem Zylinderläufer (5b) synchron arbeitende Drehschiebersteueranordnung (57b) mit zumindest einem bogenförmig die erste Drehachse (7b) umschließenden Steuerschlitz (69b) zur Verbindung des stationären Gaswechselkanals (61b) in einem vorgegebenen Drehwinkelbereich mit den rotierenden Gaswechselkanälen (47b), insbeson­ dere nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zylinder (13b) radial außen von fest mit dem Zylinderläufer (5b) verbundenen Zylinderdächern (33b) verschlossen sind,
daß jeder Zylinder zwei in axialer Richtung des Zylinderläufers (5b) nebeneinander angeordnete, kreiszylindrische Zylinderkammern (13b′, 13b′′) um­ faßt, die durch eine im Bereich des Zylinderdachs (33b) mit wenigstens einer Überströmöffnung (121) versehene Trennwand (119) voneinander getrennt sind, wobei jeweils eine der beiden Zylinderkammern (13b′, 13b′′) lediglich mit dem Einlaß-Gaswechselkanal (45b) und die andere Zylinderkammer (13b′′) lediglich mit dem Auslaß-Gaswechselkanal (47b) verbunden ist,
und daß in jeder Zylinderkammer (13b′, 13b′′) einer von zwei Teilkolben (15b′, 15b′′) eines Doppelkolbens verschiebbar ist.
18. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilkolben (15b′, 15b′′) jedes Doppelkolbens durch gesonderte Teilkol­ benstangen (17b′, 17b′′) mit den beiden Teilkolben (15b′, 15b′′) des, bezogen auf die erste Drehachse (7b) radial gegenüberliegenden Doppelkolbens verbun­ den sind, wobei die beiden Teilkolbenstangen (17b′, 17b′′) jedes Doppelkolbenpaars an zwei in Richtung der zweiten Drehachse (23b) im Abstand angeordneten Exzenterlagern (25b′, 25b′′) geführt sind.
19. Als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildete Zylin­ derläufermaschine, umfassend
  • - ein Gehäuse (1),
  • - eine Kurbelwelle (21) in dem Gehäuse (1),
  • - wenigstens einen in dem Gehäuse (1) um eine erste Drehachse (7) drehbar gelagerten Zylinderläufer (5) mit mehreren, in gleichen Winkelabständen um die erste Drehachse (7) und die Kurbelwelle (21) herum mit radial zur ersten Drehachse (7) verlaufenden Zylinderachsen angeordneten, radial außen von fest mit dem Zylinderläufer (5) verbundenen Zylinderdä­ chern (33) verschlossenen Zylindern (13),
  • - einen radial zur ersten Drehachse (7) verschiebba­ ren Kolben (15) in jedem Zylinder (13), der zusam­ men mit seinem Zylinderdach (33) und dem Kolben (15) einen Brennraum (37) begrenzt, wobei die Kolben (15) über Kolbenstangen (17) mit Exzenterla­ gern (29) der Kurbelwelle (21) verbunden sind,
  • - eine Gaswechselsteueranordnung (49, 51, 53) mit separat den einzelnen Zylindern (13) zugeordneten Einlaß- bzw. Auslaß-Gaswechselkanälen (45, 47), die mit ihrem einen Ende in dem Zylinder (13) in je­ weils wenigstens einem Gaswechselschlitz (51, 53) münden, der von der bezogen auf die erste Drehachse (7) radial äußeren Kante (49) des Kolbens (15) steuerbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinderläufer (5) drei um 120° gegeneinander winkelversetzte Paare gleichachsig angeordneter Zylin­ der (13) umfaßt, deren Kolben (15) ebenfalls paarweise mittels der Kolbenstangen (17) im wesentlichen starr miteinander verbunden sind,
daß die Kurbelwelle (21) um eine zur erste Drehachse mit einer vorbestimmten Exzentrizität (e) achsparal­ lel versetzte zweite Drehachse (23) drehbar gelagert ist und die Exzenterlager (29) um 120° um die zweite Drehachse (23) winkelversetzte und um die vorbestimm­ te Exzentrizität (e) achsparallel gegen die zweite Drehachse (23) versetzte, dritte Drehachsen (32) für die Kolbenstangen (17) von Kolbenpaaren definieren,
daß die Kolben (15) in axialer Richtung des Zylinder­ läufers (5) breiter sind als in dessen Umfangsrich­ tung und
daß die Einlaß-Gaswechselschlitze (45) einerseits und die Auslaß-Gaswechselschlitze (47) andererseits auf in axialer Richtung des Zylinderläufers (5) gegen­ überliegenden Seiten der Zylinder (13) vorgesehen sind.
20. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (15) in Umfangsrich­ tung des Zylinderläufers (5) achsparallel zur ersten Drehachse (7) verlaufende, im wesentlichen ebene Außenflächen (77) haben, die an den Schmalseiten in halbzylindrische Außenflächen (79) übergehen.
21. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (15) ein zumindest in axialer Richtung des Zylinderläufers (5) konvex gewölbtes Kolbendach (35) haben und daß das Zylinderdach (33) zumindest in axialer Richtung des Zylinderläufers (5) konkav gewölbt ist.
22. Als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgebildete Zylinderläufermaschine, umfassend
  • - ein Gehäuse (1a),
  • - eine Kurbelwelle (21) in dem Gehäuse (1a),
  • - wenigstens einen in dem Gehäuse (1a) um eine erste Drehachse (7a) drehbar gelagerten Zylinderläufer (5a) mit mehreren, in gleichen Winkelabständen um die erste Drehachse (7a) und die Kurbelwelle (21a) herum mit radial zur ersten Drehachse (7a) verlau­ fenden Zylinderachsen angeordneten, radial außen von fest mit dem Zylinderläufer (5a) verbundenen Zylinderdächern (33a) verschlossenen Zylindern (13a),
  • - einen radial zur ersten Drehachse (7a) verschiebba­ ren Kolben (15a) in jedem Zylinder (13a), der zusammen mit seinem Zylinderdach (33a) und dem Kolben (15a) einen Brennraum (37a) begrenzt, wobei die Kolben (15a) über Kolbenstangen (17a) mit Exzenterlagern (29a) der Kurbelwelle (21) verbunden sind,
  • - eine Gaswechselsteueranordnung (49a, 51a, 53a) mit separat den einzelnen Zylindern (13a) zugeordneten Einlaß- bzw. Auslaß-Gaswechselkanälen (45a, 47a), die mit ihrem einen Ende in dem Zylinder (13a) in jeweils wenigstens einem Gaswechselschlitz (51a, 53a) münden, der von der bezogen auf die erste Drehachse (7a) radial äußeren Kante (49a) des Kolbens (15a) steuerbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinderläufer (5a) drei um 120° gegeneinander winkelversetzte Paare gleichachsig angeordneter Zylinder (13a) umfaßt, deren Kolben (15a) ebenfalls paarweise mittels der Kolbenstangen (17a) im we­ sentlichen starr miteinander verbunden sind,
daß die Kurbelwelle (21a) um eine zur erste Drehachse mit einer vorbestimmten Exzentrizität (e) achsparal­ lel versetzte zweite Drehachse (23a) drehbar gelagert ist und die Exzenterlager (29a) um 120° um die zweite Drehachse (23a) winkelversetzte und um die vorbe­ stimmte Exzentrizität (e) achsparallel gegen die zweite Drehachse (23a) versetzte, dritte Drehachsen für die Kolbenstangen (17) von Kolbenpaaren definie­ ren
und daß der Einlaß-Gaswechselkanal (45a) mit einem Gebläse (87a) verbunden ist, dessen Antrieb einen drehzahlsteuerbaren Motor (113), insbesondere einen Elektromotor, umfaßt.
23. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der vierfache Wert der vorbestimmten Exzentrizität (e) kleiner ist als die maximale Breite der Kolben (15; 15a) in Umfangs­ richtung des Zylinderläufers (5; 5a).
24. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1; 1a) den Zylinderläufer vollständig umschließt und ein Gebläsegehäuse mit wenigstens einer Kühlluftansaug­ öffnung (95; 95a) im Bereich seines Zentrums und wenigstens einer Abströmöffnung (99; 99a) im Bereich seines Außenumfangs bildet.
25. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem bezogen auf das Gebläsegehäuse stationären Auslaß-Gaswechselkanal (61; 61a) und den zylinderseitigen Auslaß-Gaswechsel­ kanälen (47; 49a) eine synchron mit dem Zylinderläu­ fer (5; 5a) rotierende Drehschiebersteueranordnung (57; 55a) vorgesehen ist und daß zumindest eine Kühlluft-Ansaugöffnung (95; 95a) über im Bereich der Drehschiebersteueranordnung (57; 57a) radial an dieser vorbei verlaufende Kanäle (97; 97a) mit dem Inneren des Gebläsegehäuses verbunden ist.
26. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kurbelwelle (21; 21a) eine Arbeitsmaschine (103; 103a), insbeson­ dere ein Kompressor einer Wärmepumpe oder ein elek­ trischer Generator gekuppelt ist.
27. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß-Gaswechselkanal (47; 47a) mit einem Wärmetauscher (105; 105a), insbesonde­ re einer Gebäude-Heizanlage, verbunden ist.
28. Als Verdichter ausgebildete Zylinderläufermaschine, umfassend
  • - ein Gehäuse (1c),
  • - wenigstens einen in dem Gehäuse (1c) um eine erste Drehachse (7c) drehbar gelagerten Zylinderläufer (5c), der drei um die erste Drehachse (7) herum gegeneinander um 120° winkelversetzte Paare von gleichachsig, jedoch auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Drehachse (7c) angeordnete Zylinder (13c) aufweist,
  • - einen radial zur ersten Drehachse (7c) verschiebba­ ren Kolben (15c) in jedem Zylinder (13c), der zusammen mit dem Zylinder (13c) einen Verdichter­ raum (37c) begrenzt, wobei radial sich gegenüber­ liegende Kolben (15c) paarweise durch eine Kolben­ stange (17c) im wesentlichen starr miteinander verbunden sind,
  • - eine um eine zweite, zur ersten Drehachse (7c) um eine vorbestimmte Exzentrizität (e) achsparallel versetzte Drehachse (23c) drehbar in dem Gehäuse (1c) gelagerte Kurbelwelle (21c), an der die Kol­ benstangen (17c) der Kolbenpaare mittels Exzenter­ lager (25c) geführt sind, die gegeneinander um 120° um die zweite Drehachse (23c) herum winkelversetz­ te, relativ zur Kurbelwelle (21c) insbesondere feststehende, dritte Drehachsen (32c) definieren, von denen jede um die vorbestimmte Exzentrizität (e) achsparallel gegen die zweite Drehachse (23c) versetzt ist,
  • - von den Zylindern (13c) ausgehende und zusammen mit diesen rotierende Gaswechselkanäle (125), die in einer axial seitlichen Wand (133) des Zylinderläu­ fers (5c) enden,
  • - stationäre Einlaß- bzw. Auslaß-Gaswechselkanäle (143, 145, 147) in dem Gehäuse (1c), die in dem Gehäuse (1c) vor der axial seitlichen Wand (133) des Zylinderläufers (5c) enden,
  • - wenigstens eine mit dem Zylinderläufer (5c) synchron arbeitende Drehschiebersteueranordnung (137) mit zumindest einem bogenförmig die erste Drehachse (7c) umschließenden Steuerschlitz (139, 141) zur Verbindung des stationären Gaswechselkanals (143, 145, 147) in einem vorgegebenen Drehwinkelbereich des Zylinderläufers (5c) mit den rotierenden Gas­ wechselkanälen (125), insbesondere nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zylinder (13c) radial außen von fest mit dem Zylinderläufer (5c) verbundenen Zylinderdächern (33c) verschlossen sind
und daß die rotierenden Gaswechselkanäle (125) vom Bereich des Zylinderdachs (33c) zu einem radial weiter innen gelegenen, die Drehschiebersteueranord­ nung (137) enthaltenden Bereich der axial seitlichen Wand (133) des Zylinderläufers (5c) führen.
29. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschiebersteueranordnung (137) zumindest ein axial seitlich des Zylinder­ läufers (5c) angeordnetes Paar dichtend aneinander­ liegender und insbesondere federnd axial gegeneinan­ der vorgespannter, ringförmiger Dichtscheiben (131, 135) umfaßt.
30. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheiben (131, 135) auf einander gegenüberliegenden Seiten zueinander koaxi­ ale, ringförmige, in Form eines Dichtlabyrinths ineinandergreifende Vorsprünge (149) aufweisen.
31. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der ersten Drehachse (7c) beiderseits des Zylinderläufers (5c) Drehschiebersteueranordnungen (137) vorgesehen sind, die in beiden axial seitlichen Wänden (133) des Zylinderläufers (5c) vorgesehene rotierende Gaswech­ selkanäle (125) über bogenförmige Steuerschlitze (139, 141) wechselweise mit stationären Einlaß-Gas­ wechselkanälen (143) und stationären Auslaß-Gaswech­ selkanälen (145, 147) verbinden.
32. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß-Gaswechselkanäle mit einer gemeinsamen Einlaßöffnung (143) und/oder die Auslaß-Gaswechselkanäle (145, 147) mit einer gemein­ samen Auslaßöffnung (145) verbunden sind.
33. Zylinderläufermaschine nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1c) aus zwei zu einer senkrecht zur ersten Drehachse verlaufenden Teilungsebene spiegelsymmetrischen Gehäusehälften besteht.
34. Zylinderläufermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderläufer (5c) zwei die Zylinderwände (133) bildende Läufertei­ le aufweist, von denen ein erstes Läuferteil eine axial seitliche Wand (133) des Zylinderläufers und eine die Zylinderdächer (33c) gemeinsam bildende Umfangswand umfaßt, und das zweite Läuferteil eine weitere axial seitliche Wand (133) umfaßt und in axialer Richtung vorstehende Vorsprünge (151) trägt, die in Umfangsrichtung zwischen sich die Zylinder (15c) begrenzen.
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