DE4231301C1 - Hubkolbenmaschine mit beweglichem Zylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenmaschine mit be­ weglichem Zylinder, insbesondere Verbrennungsmotor mit Zylinder und darin axial beweglichem Kolben, bei der Zylinder und Kolben in je einem stationär an einem Achspunkt gelagerten Kurbeltrieb drehbar an einem Anlenkpunkt angelenkt sind, wobei beide Kurbel­ triebe schlupffrei mit gleicher Drehzahl derart drehen, daß die beiden Anlenkpunkte von Kolben und Zylinder sich stets im wesent­ lichen auf der gleichen Seite der Verbindungslinie der Achspunkte befinden.

Eine Maschine gemäß den obigen Angaben ist in der deutschen Patent­ schrift 5 07 584 beschrieben. Bei der bekannten Maschine ist ein Zylinder mit einem daran axial beweglichen Kolben (Kolben-Zylinder-Einheit) zwischen zwei Kurbeltrieben angeordnet, wobei an dem einen Kurbeltrieb der Zylinder und an dem anderen Kurbeltrieb der Kolben über seine Kolbenstange angelenkt ist. Jener Kurbeltrieb ist Bestandteil eines Zahn­ rades, das direkt in das zu dem anderen Kurbeltrieb gehörende Zahnrad eingreift, so daß infolge dieses Kraftschlusses beide Kurbeltriebe sich gegensinnig drehen. Da beide Zahnräder die gleiche Zähnezahl aufwei­ sen, drehen sich beide Kurbeltriebe auch mit gleicher Drehzahl. Auf­ grund dieser Anordnung führen die Anlenkpunkte der Kurbeltriebe Drehbewegungen aus, in deren Verlauf sich die Anlenkpunkte einander annähern und wieder entfernen usf., was in eine entsprechende Relativbe­ wegung von Zylinder und Kolben umgesetzt wird. Dabei besteht ein fester, unveränderlicher Zusammenhang zwischen dem Hub der Kolben- Zylinder-Einheit und dem Radius der Kurbeltriebe, und zwar derart, daß der Kurbelradius ¼ des Hubes der Kolben-Zylinder-Einheit beträgt, der meist durch die gewünschte Wirksamkeit der betreffenden Kolben-Zylin­ der-Einheit vorgegeben ist. Der sich dabei zwangsläufig ergebende, relativ kurze Radius des Kurbeltriebs ist für viele Anwendungsfälle nachteilig. Im Falle der Verwendung der bekannten Maschine als Verbrennungs­ motor ergeben sich außerdem ungünstige Winkelstellungen der Kurbeln zum Zeitpunkt der Zündung eines Verbrennungsgemisches.

Es ist weiterhin in der PCT-Veröffentlichung WO 92/16727 eine Hubkol­ benmaschine mit beweglichem Zylinder beschrieben und in ihren Fig. 8, 9 und 11 dargestellt, bei der an gleichsinnig drehenden parallelen Achsen Kurbeltriebe zur Bewegung eines Zylinders und eines zugehörigen Kol­ bens angeordnet sind, die um 180° zueinander versetzt sind, was zur Folge hat, daß sich die betreffenden Anlenkpunkte der Kurbeltriebe für die Kolbenstange und den Zylinder auf unterschiedlichen Seiten der Verbindungslinie der Achspunkte der Kurbeltriebe befinden, abgesehen von dem momentanen Durchlauf durch den oberen bzw. unteren Tot­ punkt. Durch diese Versetzung um 180° ergibt sich bei Drehung der Achsen eine Relativbewegung zwischen Zylinder und Kolben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Ma­ schine dahingehend zu verbessern, daß bei ihr der Radius des Kurbel­ triebes nicht zwangsläufig durch den Hub gegeben ist, insofern also ein Freiheitsgrad existiert.

Zur Lösung dieses Problems werden zwei miteinander verwandte Lösun­ gen vorgeschlagen. Gemäß der einen Lösung sind beide Kurbeltriebe derart miteinander gekoppelt sind, daß sie sich gleichsinnig drehen, wobei die Kurbeltriebe gleiche Radien aufweisen und bei ihrer Drehung im Sinne einer Vor- bzw. Nacheilung einen Phasenwinkel zueinander ein­ halten. Eine verwandte Lösung besteht darin, daß beide Kurbeltriebe derart miteinander gekoppelt sind, daß sie sich gleichsinnig drehen, wobei die Kurbeltriebe unterschiedliche Kurbelradien aufweisen.

Aufgrund der gleichsinnigen Drehung beider Kurbeltriebe und der Ein­ haltung eines Phasenwinkels bzw. der Verwendung unterschiedlicher Kurbelradien ergeben sich Relativbewegungen in der Kolben-Zylinder- Einheit nur aufgrund des gewählten Phasenwinkels bzw. der Differenz der Kurbelradien, so daß für einen bestimmten vorgegebenen Hub wesentlich längere Kurbelradien möglich sind, als dies bei der oben beschriebenen bekannten Maschine gegeben ist, bei der, wie gesagt, Hub- und Kurbelra­ dius in einer unveränderbaren Beziehung stehen. Die vorliegende Erfin­ dung liefert hinsichtlich der Wahl des jeweils gewünschten Kurbelradius und unabhängig davon für die Wahl des gewünschten Hubes den not­ wendigen Freiheitsgrad. Infolgedessen lassen sich die auf die Kurbel­ achsen wirkenden Drehmomente an die jeweils gegebenen Verhältnisse anpassen, insbesondere bei kurzen Hüben, die zu niedriger Kolbenge­ schwindigkeit führen.

Im Falle der Gestaltung der Maschine in dem Sinne, daß die Kurbel­ triebe bei ihrer Drehung eine Vor- bzw. Nacheilung aufweisen, ergibt sich der weitere Vorteil, daß beim Durchlaufen eines Totpunktes wegen entsprechender Winkelstellungen der Kurbeltriebe die tangentialen Kräfte ihr maximales Drehmoment ausüben können.

Die vorstehend erläuterten Vorteile ergeben sich auch in bezug auf den heute fast ausschließlich gebräuchlichen Hubkolbenmotor. Darüber hinaus wird der Nachteil der oszillierenden Massen beim Hubkolbenmotor mit festem Zylinder vermieden, da bei der erfindungsgemäßen Maschine nur Drehbewegungen und gegenläufige Kolben- und Zylinderbewegungen auftreten.

Die Gestaltung der Maschine kann auch so erfolgen, daß in ihr das Prinzip der Verwendung einer Vor- bzw. Nacheilung und der Verwen­ dung unterschiedlicher Kurbelradien kombiniert wird. In diesem Falle halten die Kurbeltriebe einen Phasenwinkel ein, außerdem weisen sie unterschiedliche Kurbelradien auf. Mit dieser Gestaltung lassen sich besondere konstruktive Notwendigkeiten günstig berücksichtigen.

Die vorliegende Erfindung läßt auch eine Mehrfachanordnung von ent­ sprechend gelagerten Kolben-Zylinder-Einheiten zu. Insbesondere kann man sie so gestalten, daß mindestens drei Kurbeltriebe, von denen jeweils zwei nebeneinanderliegende ungleiche Radien aufweisen, so angeordnet sind, daß die Achspunkte auf einer ersten Geraden in glei­ chen Abständen liegen und sich der Radius eines jeden Kurbeltriebes aus der Distanz zwischen seinem Achspunkt und dem Anlenkpunkt für Kolben bzw. Zylinder ergibt, wenn die Anlenkpunkte auf einer zur ersten Geraden parallel verlaufenden zweiten Geraden liegen, wobei die untereinander gleichen Abstände der Anlenkpunkte gleich sind den ebenfalls untereinander gleichen Abständen der Achspunkte zuzüglich bzw. abzüglich des halben Hubes. Bei dieser Gestaltung ergibt sich der konstruktive Vorteil, daß alle Kolbenstangen als gerades, durchgehendes Bauteil ausgebildet sein können.

Zwecks Anordnung einer weiteren Maschine kann man vorteilhaft so vorgehen, daß einer ersten Maschine mindestens eine weitere Maschine in einer anderen Ebene zugeordnet ist, wobei beide Maschinen kraftschlüssig verbunden sind und damit eine Einheit bilden.

Zweckmäßig werden gegenüber den Anlenkpunkten von Kolben und Zylinder Gegengewichte an den Kurbeltrieben angeordnet, die der von den Anlenkpunkten aufgefangenen Masse entsprechen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen

Fig. 1a-1e die Maschine mit einer einzigen Kolben-Zylinder-Einheit zwischen zwei einen Phasenwinkel einhaltenden Kurbeltrie­ ben gleichen Durchmessers in mehreren Betriebsphasen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufs in der Maschine gemäß Fig. 1,

Fig. 3a-3d die Maschine mit einer Kolben-Zylinder-Einheit und zwei Kurbeltrieben mit unterschiedlichen Kurbelradien in verschiedenen Betriebsphasen,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufes in der Maschine gemäß Fig. 3,

Fig. 5a-5e eine Maschine mit zwei miteinander gekoppelten Kol­ ben-Zylinder-Einheiten, deren Anlenkpunkte auf einer Gera­ den liegen,

Fig. 6 in schematischer Darstellung der Bewegungsablauf in der Maschine gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine Maschine mit zwei Kolben-Zylindereinheiten in sche­ matischer Darstellung als Maschineneinheit,

Fig. 8 eine Maschine mit vier Kolbenzylindereinheiten als Maschi­ neneinheit,

Fig. 9 eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 7.

In den Fig. 1a-1e ist die Maschine mit einer einzigen Kolben-Zylinder- Einheit in verschiedenen Betriebsphasen dargestellt, wobei in Fig. 1a von einem Phasenwinkel von 0° bezüglich eines Kurbeltriebes ausgegangen wird.

Die Maschine weist den Zylinder 1 auf, in dem axial beweglich der Kolben 2 angeordnet ist. Zylinder 1 und Kolben 2 bilden eine Kolben- Zylinder-Einheit. Aus dem Kolben 2 ragt nach rechts hin die Kolben­ stange 3 heraus, die bis zu dem Differenzgewicht 4 reicht. An der Kolbenstange 3 ist der Anlenkpunkt 5 für den Kurbeltrieb 6 angebracht. Der Kurbeltrieb 6 dreht sich um eine den Achspunkt 7 durchsetzende Achse. Der Kurbeltrieb 6 ist bis zu dem Gegengewicht 8 verlängert.

Der Zylinder 1 ist nach links hin durch den Tragarm 9 verlängert, an dem der Anlenkpunkt 10 angeordnet ist. An dem Anlenkpunkt 10 setzt der Kurbeltrieb 11 an, der bis zu dem Gegengewicht 12 verlängert ist. Der Kurbeltrieb 11 ist auf einer den Achspunkt 13 durchsetzenden Achse drehbar gelagert. Der Zylinder 1 besitzt an seinen beiden Stirnseiten die Büchsen 14 und 15 zur Lagerung einerseits der Kolbenstange 3 und andererseits einer Kolbenverlängerung 16. Damit nun die über den Anlenkpunkt 10 hinausragende Kolbenverlängerung 16 sich frei gegenüber dem Anlenkpunkt 10 bewegen kann, besitzt die Kolbenverlängerung 16 das Langloch 17, in dem sich der Anlenkpunkt 10 frei hin- und herbe­ wegen kann.

Die beiden Kurbeltriebe 6 und 11 sind starr mit den beiden Zahnrädern 18 und 19 verbunden, die über das Zahnrad 20 miteinander schlupffrei gekoppelt sind. Die drei Zahnräder 18, 19 und 20 besitzen jeweils die gleiche Zähnezahl, so daß bei Drehung des Zahnrades 18 die beiden Zahnräder 19 und 20 jeweils um den gleichen Winkel mitdrehen, wobei die beiden Zahnräder 18 und 19 sich gleichsinnig drehen.

Bei Drehung der Zahnräder 18, 19 und 20 in der eingezeichneten Drehrichtung wandert die aus Zylinder 1 und Kolben 2 bestehende Kolben-Zylinder-Einheit gemäß den fortschreitenden Drehwinkeln des Kurbeltriebs 11 (Fig. 1b 45°, Fig. 1c 90°, Fig. 1d 135°, Fig. 1e 180° usw.) in aufeinanderfolgende Positionen, wie sie in den Fig. 1a-1e dargestellt sind, wobei sich eine Verschiebung des Kolbens 2 gegenüber dem Zylin­ der 1 in der Weise ergibt, daß der Kolben 2 von der Seite des Kurbel­ triebs 11 in Richtung auf den Kurbeltrieb 6 wandert, woraufhin bei fortschreitender Drehung der Kolben 2 wieder in die in der Fig. 1a gezeigten Lage gelangt. Es ergibt sich damit also ein Hub des Kolbens 2 gegen­ über dem Zylinder 1, der im Sinne der Wirkung eines Verbrennungs­ motors, Verdichters usw. ausgenutzt werden kann. Auf die hierzu erfor­ derlichen Ventile, Zündmechanismen und dergleichen wird hier nicht weiter eingegangen, da es sich hierbei um bekannte Bauelemente handelt, die je nach deren gewünschten Funktion der Kolben-Zylinder-Einheit an dieser in bekannter Weise angebracht werden können. Dabei sei noch darauf hingewiesen, daß sich bei dem Hub des Kolbens 2 gegenüber dem Zylinder 1 auf den beiden Stirnseiten des Kolbens 2 jeweils der entgegengesetzte Effekt ergibt, nämlich auf der einen Seite eine Raum­ verkleinerung, auf der anderen Seite eine Raumvergrößerung. Beide Innenräume 21 und 22 (siehe Fig. 1a und 1e) können also im Sinne der gewünschten Wirkung der Kolben-Zylinder-Einheit ausgenutzt werden.

In der Fig. 2 ist die Vergrößerung des Innenraumes 22 im Ablauf der Betriebsphasen gemäß den Fig. 1a-1e dargestellt, wobei die beiden Zahnräder 18 und 19 aus Raumgründen enger aneinander gerückt ge­ zeichnet sind. Auf den Zahnrädern 18 und 19 sind auch die Anlenkpunk­ te 5 und 10 eingezeichnet. Der Innenraum 22 ist dabei durch die ver­ stärkte Linienführung längs der Verbindungslinien 83, 84, 85, 86 und 87 dargestellt, die die Achse des Kolbens 2 symbolisieren. Aus Fig. 2 geht deutlich hervor, daß der Innenraum 22 bis zu der in Fig. 1e dargestell­ ten Betriebsphase sich ständig vergrößert, so daß also die Länge der verstärkten Linie 88 den Hub des Kolbens 2 symbolisiert.

Die Fig. 3a-d zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine, bei der Kurbeltriebe mit unterschiedlichen Kurbelradien ver­ wendet werden.

Die Fig. 3a-3d zeigen die Maschine mit dem Zylinder 23, dem Kolben 24 und den Kurbeltrieben 25 und 26. Der Anlenkpunkt 27 des Kurbeltriebes 25 bewegt sich auf einem Kreis 28, der kleiner ist als der Kreis 29, auf dem sich der Anlenkpunkt 30 des Kurbeltriebs 26 bewegt. Aufgrund dieser unterschiedlichen Kurbelradien ergibt sich in der durch den Zylinder 23 und dem Kolben 24 gebildeten Kolben-Zylinder-Einheit eine Relativbewegung, deren Funktion als Motor oder dergleichen ver­ wendet werden kann. Dabei zeigt Fig. 3a die Maschine in einer Be­ triebsphase, in der sich der Kolben 24 in dem einen Totpunkt befindet (Winkel 0 Grad). Fig. 3b zeigt die Maschine, nachdem die Kurbeltriebe 25 und 26 den Winkel 60° erreicht haben. In dieser Betriebsphase hat sich der Kolben 24 von dem vorher eingenommenen Totpunkt entfernt. Im weiteren Verlauf der Relativbewegung nähert sich der Kolben dem anderen Totpunkt an (Fig. 3c), bis er schließlich in den entgegengesetz­ ten Totpunkt (180°) gem. Fig. 3d gelangt.

Die Maschine gem. den Fig. 3a-3d weist gegenüber der Maschine gem. den Fig. 1a-1e noch die Besonderheit auf, daß der Anlenkpunkt 30 für den Zylinder 23 mit dessen Schwerpunkt im wesentlichen zusammenfällt. Der Achspunkt 31 des Kurbeltriebes 25 und der Achspunkt 32 des Kurbeltriebs 26 liegen auf einer Geraden 33, die durch den Lagerpunkt 34 verläuft. Die Achspunkte 31 und 32 sowie der Lagerpunkt 34 sind stationär angeordnet, die Abstände zwischen dem Lagerpunkt 34 und dem Achspunkt 31 einerseits und zwischen dem Achspunkt 31 und dem Achspunkt 32 andererseits sind gleich. Durch den Lagerpunkt 34 wird für die Kolbenstange eine besondere Führung gegeben, und zwar dadurch, daß der Lagerpunkt 34 stiftartig in das Langloch 36 in der Kolbenstange 35 eingreift und damit der Kolbenstange 35 eine zusätzliche Führung gibt.

Zum Auswuchten der Massen der Kurbeltriebe 25 und 26 sind die Gegengewichte 37 und 38 vorgesehen.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die aus Zylinder 23 und Kolben 24 bestehende Kolben-Zylinder-Einheit nach Art eines bekannten Zwei­ taktmotors gestaltet ist, wozu der Zylinder mit dem Überströmkanal 39 und dem durch den Kolben 24 geöffneten und geschlossenen Schlitz 40 versehen ist.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß natürlich auch bei der Maschine gem. den Fig. 3a-3d eine schlupffreie Verbindung zwischen den beiden Kurbeltrieben 25 und 26 vorgesehen sein muß, wozu z. B., wie bei der Maschine gem. den Fig. 1a-1e, drei gleich große Zahnräder verwendet werden können. Im übrigen sei hier auch darauf hingewiesen, daß natür­ lich eine schlupffreie Verbindung auch durch einen zwei Zahnräder umschlingenden Zahnriemen gestaltet werden kann.

In Fig. 4 ist in schematischer Darstellung die Vergrößerung des Innen­ raumes 41 gezeichnet, wobei (wie bei der Darstellung gem. Fig. 2) die verstärkte Linienführung längs der Kolbenstange 35 diesen Innenraum 41 repräsentiert. Über die Betriebsphase von Fig. 3a zur Fig. 3b vergrößert sich der Innenraum 41 ständig, was durch die Verlängerung der ver­ stärkten Linienführung auf der Kolbenstange 35 dargestellt ist. Nach Durchlaufen des in Fig. 3d dargestellten Totpunktes wandert der Kolben 24 dann wieder zu der in Fig. 3a dargestellten Betriebsposition, wobei die Kolbenstange 35 symmetrisch zu der Darstellung in den Fig. 3a-3d in diesen Figuren nicht dargestellte Betriebspositionen durchwandert, die spiegelbildlich zu den betreffenden Betriebsphasen bezogen auf die Gerade 33 liegen.

In den Fig. 5a-5e sind die aufeinanderfolgenden Betriebsphasen einer Maschine dargestellt, die aus zwei miteinander gekoppelten Kolben- Zylinder-Einheiten aufgebaut ist. Es handelt sich dabei um den Kolben 42 mit dem Zylinder 43 und den Kolben 44 mit dem Zylinder 45. Die Achspunkte 49, 50 und 51 der zugehörigen Kurbeltriebe 46, 47 und 48 liegen dabei auf einer Geraden, und zwar der Geraden 52. Die An­ lenkpunkte 53, 54 und 55 liegen in jeder Betriebsphase der Maschine ebenfalls auf einer Geraden, und zwar der Geraden 56, die lediglich bei einer Drehung der Kurbeltriebe 46, 47 und 48 aus ihrer Lage parallel zur Geraden 52 gem. Fig. 5a eine Winkellage durchläuft, bis sie wieder, wie Fig. 5e zeigt, in eine Parallellage zur Geraden 52 gelangt. Diese Zwangsläufigkeit ergibt sich dadurch, daß die Radien der Kurbeltriebe 46 und 48 gleich sind, während der Radius des mittleren Kurbeltriebes 47 denen gegenüber kürzer ist.

Wie die Fig. 5a-5e deutlich zeigen, wandern die Kolben 42 und 44 aus ihrem in Fig. 5a gezeigten äußeren Totpunkt zu dem inneren Totpunkt gem. Fig. 5e hin, von wo aus dann analog zu den in den Fig. 5b, 5c und 5d dargestellten Betriebsphasen schließlich wieder die Betriebsphase gem. Fig. 5a erreicht wird.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Kurbeltriebe 46 und 48 mit den beiden Zylindern 43 und 45 verbunden sind, wogegen der Kurbeltrieb 47 mit der gemeinsamen Kolbenstange 57 verbunden ist, und zwar im Anlenkpunkt 54. Die Anlenkpunkte 53, 54 und 55 fallen dabei jeweils im wesentlichen mit dem Schwerpunkt des betreffenden Organs zusammen. Außerdem sind die Kurbeltriebe 46, 47 und 48 mit den Gegengewichten 58, 59 und 60 versehen.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel gem. den Fig. 1a-1e weist die Maschi­ ne gem. den Fig. 5a-5e ebenfalls jeweils auf beiden Seiten ihrer Kolben 42 und 44 Innenräume auf, die sich jeweils vergrößern bzw. verkleinern und somit für eine Druckerzeugung ausgenutzt werden können. Dabei wurde wie schon bei dem Ausführungsbeispiel gem. den Fig. 1a-1e auf die Darstellung irgendwelcher Ventile verzichtet, da es sich hierbei um übliche bekannte Anordnungen handelt, die je nach Betriebsart der betreffenden Maschine zu wählen und anzuordnen sind.

Auch bei der Darstellung in den Fig. 5a-5e wurde auf die Mittel für die kraftschlüssige Verbindung zwischen den drei Kurbeltrieben 46, 47 und 48 aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung verzichtet. Es können für diese Maßnahme z. B. die gleichen Mittel verwendet werden, wie sie in den Fig. 1a-1e dargestellt sind.

In Fig. 6 ist in schematischer Darstellung die Vergrößerung und Ver­ kleinerung der Innenräume in den Zylindern 43 und 45 gem. den Fig. 5a-5e gezeichnet, wobei auf die diesbezüglichen Erläuterungen zu den Fig. 2 und 4 verwiesen werden kann.

Aus Fig. 6 geht noch hervor, daß zu den drei symbolisch dargestellten Kurbeltrieben nach außen hin weitere Kurbeltriebe und damit weitere Kolben-Zylinder-Einheiten angeschlossen werden können, für die dann entsprechend größere Radien zu wählen sind, damit die Bedingung eingehalten wird, daß die jeweils durchgehende Kolbenstange 57 stets eine Gerade bildet.

In der Fig. 7 ist eine Vervielfachung der Maschine gemäß Fig. 1 darge­ stellt. Es handelt sich um eine Maschineneinheit mit zwei Kolben-Zy­ linder-Einheiten, die beide jeweils der Anordnung gemäß Fig. 1 entspre­ chen. Demgemäß sind für die eine (obere) dargestellte Kolben-Zylinder- Einheit die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in der Fig. 1. Bei der Anordnung gemäß Fig. 7 werden die Kurbeltriebe 6 und 11 doppelt ausgenutzt, nämlich einerseits zur Verbindung mit dem Zylinder 1 und dem Kolben 2 über die Anlenkpunkte 5 und 10 und andererseits zur Verbindung mit dem Zylinder 61 und dem Kolben 62 über die Anlenk­ punkte 63 und 64. Aufgrund der Anordnung der Anlenkpunkte 5, 10, 63 und 64 auf den durchgehend geraden Kurbeltrieben 6 und 11 ergibt sich bei der Drehung der beiden Kurbeltriebe gemäß den eingezeichneten Pfeilen eine Gegenläufigkeit der Bewegung der Kolben 2 und 62 sowie der Zylinder 1 und 61, wodurch sich ein entsprechender Massenausgleich ergibt. Damit sich bei der kreisenden Bewegung der Zylinder 1 und 61 diese nicht gegenseitig stören, sind sie in verschiedenen parallelen Ebe­ nen angebracht, wobei die beiden Ebenen den notwendigen Abstand voneinander aufweisen.

Bei Verwendung der Anordnung gemäß Fig. 7 als Verbrennungsmotor wählt man die Zündfolge in den beiden Zylindern 1 und 61 zweckmäßig so, daß diese zyklisch aufeinander folgen, d. h. es erfolgt eine Zündung nach jeweils 180° Drehung eines Kurbeltriebes 6 bzw. 11.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung mit vier Kolben-Zylinder-Einheiten 65, 66, 67 und 68, bei der ähnlich der Anordnung gemäß Fig. 7 die Kolben-Zy­ linder-Einheiten in zwei parallelen Ebenen angeordnet sind, nämlich die Kolben-Zylinder-Einheiten 65 und 66 in der einen Ebene und die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 67 und 68 in der andern Ebene. Jeweils zwei Kolben-Zylinder-Einheiten sind so miteinander verbunden, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist. Die kraftschlüssige Verbindung der Kolben-Zylinder- Einheiten 65/66 und der Kolben-Zylinder-Einheiten 67/68 erfolgt über den Kurbeltrieb 69, der gemeinsam für die Kolben-Zylinder-Einheiten 66 und 67 vorgesehen ist. Dies geschieht dadurch, daß der Kurbeltrieb 69 mit seinem Anlenkpunkt 70 an dem Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 67 hängt, während der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 66 über den Anlenkpunkt 71 mit dem Kurbeltrieb 69 verbunden ist. Bei Drehung des Kurbeltriebes 69 in der Richtung des eingezeichneten Pfeils werden dementsprechend die Zylinder 66 und 67 entsprechend der durch den Kurbeltrieb 69 definierten Kreisbahn bewegt, wobei es dann zu der anhand der Fig. 5 beschriebenen Relativbewegung innerhalb aller Kolben- Zylinder-Einheiten kommt.

Es ergibt sich bei der Anordnung gemäß Fig. 8 eine Art V-Form, die für besondere Einbauweisen von Vorteil ist.

Hinsichtlich ihrer jeweiligen Phasenlage unterscheiden sich die Kolben-Zy­ linder-Einheiten 65/66 und 67/68 jeweils um 90°, so daß bei dieser Anordnung im Falle der Verwendung als Verbrennungsmotor eine Zünd­ folge möglich ist, bei der jeweils nach 90° eine Zündung erfolgt, bezogen auf sämtliche Kolben-Zylinder-Einheiten, so daß also bei einer vollständi­ gen Umdrehung des Kurbeltriebes 69 vier Zündungen erfolgen.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 9 handelt es sich um eine Variante zur Ausführungsform gemäß Fig. 7. Fig. 9 zeigt die beiden Kolben-Zylinder- Einheiten 72 und 73, die zusammen mit ihren Kurbeltrieben 6 und 11 so aufgebaut sind, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Entsprechendes gilt für die Kolben-Zylinder-Einheit 73. Die beiden Kolben-Zylinder- Einheiten 72 und 73 sind in zwei parallelen Ebenen angeordnet, so daß sich die Kolben-Zylinder-Einheiten bei ihrer Drehbewegung gegenseitig nicht stören. Die kraftschlüssige Verbindung der beiden Kolben-Zylinder- Einheiten 72 und 73 erfolgt hier dadurch, daß ihre Kurbeltriebe 6 und 11 bzw. 78 und 79 auf ein gemeinsames Zahnrad 82 wirken. Die Kurbel­ triebe 6, 11, 78 und 79 sind nämlich mit Zahnrädern 74, 75, 76 und 77 starr verbunden, die in das gemeinsame Zahnrad 82 eingreifen und dieses antreiben. Die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 72 und 73 sind hinsichtlich der Achsverbindungslinien 80 und 81 ihrer Kurbeltriebe 78/79 bzw. 6/11 senkrecht zueinander angeordnet. Es ist natürlich auch eine in einem andern Winkel zueinanderstehende Anordnung möglich.

Wenn die in den beiden Ebenen erfolgenden Nebeneinanderanordnung der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 72 und 73 dazu führt, daß hinsicht­ lich des Eingriffs in das gemeinsame Zahnrad 78 ein gewisser Abstand erforderlich ist, so kann man natürlich das gemeinsame Zahnrad 82 in zwei parallele Zahnräder mit gemeinsamer starrer Achse aufteilen.

Die Anordnung gemäß Fig. 9 eignet sich besonders für einen Mehrfach­ aufbau in hintereinanderliegenden Ebenen, wobei also eine größere Anzahl von Kolbenzylindereinheiten auf eine gemeinsame Achse wirkt, die dann das Zahnrad 82 und die zugehörigen Zahnräder abtragen würde.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 9 können die Eingriffswinkel der einzel­ nen Zahnräder 74, 75, 76 und 77 in das gemeinsame Zahnrad 82 belie­ big gewählt werden, so daß im Falle der Verwendung bei einem Ver­ brennungsmotor beliebige Zündfolgen möglich sind.

Es wird darauf hingewiesen, daß selbstverständlich alle vorstehend be­ schriebenen Anordnungen mehrfach vorgesehen sein können, so daß sich eine entsprechende Vervielfachung der Wirkung der betreffenden Kolben­ zylindereinheiten ergibt.

Die vorstehend beschriebene Maschine kann als Verbrennungsmotor, Verdichter, Pumpe oder dergleichen verwendet werden.

Claims (6)

1. Hubkolbenmaschine mit beweglichem Zylinder, insbesondere Ver­ brennungsmotor, mit Zylinder (1) und daran axial beweglichem Kolben (2), bei der Zylinder (1) und Kolben (2) in je einem statio­ när an einem Achspunkt (7, 13) gelagerten Kurbeltrieb (6, 11) drehbar an einem Anlenkpunkt (5, 10) angelenkt sind, wobei beide Kurbeltriebe schlupffrei mit gleicher Drehzahl derart drehen, daß die beiden Anlenkpunkte von Kolben und Zylinder sich stets im wesentlichen auf der gleichen Seite der Verbindungslinie der Achspunkte befin­ den, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kurbeltriebe (6, 11) derart miteinander gekoppelt sind, daß sie sich gleichsinnig drehen, wobei die Kurbeltriebe (6, 11) gleiche Radien aufweisen und bei ihrer Drehung im Sinne einer Vor- bzw. Nacheilung einen Phasenwinkel zueinander einhalten (Fig. 1, 2).

2. Hubkolbenmaschine mit beweglichem Zylinder, insbesondere Ver­ brennungsmotor, mit Zylinder (23) und darin axial beweglichem Kolben (24), bei der Zylinder (23) und Kolben (24) in je einem stationär an einem Achspunkt (31, 32) gelagerten Kurbeltrieb (25, 26) drehbar an einem Anlenkpunkt angelenkt sind, wobei beide Kurbel­ triebe (25, 26) schlupffrei mit gleicher Drehzahl derart drehen, daß die beiden Anlenkpunkte von Kolben (24) und Zylinder (23) sich stets im wesentlichen auf der gleichen Seite der Verbindungslinie der Achspunkte (31, 32) befinden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kurbeltriebe (25, 26) derart miteinander gekoppelt sind, daß sie sich gleichsinnig drehen, wobei die Kurbeltriebe (25, 26) unterschiedliche Kurbelradien aufweisen (Fig. 3, 4).

3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbeltriebe (6, 11; 25, 26) sowohl einen Pha­ senwinkel einhalten als auch unterschiedliche Kurbelradien aufweisen.

4. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Kurbeltriebe (46, 47, 48), von denen jeweils zwei nebeneinanderliegende ungleiche Radien aufweisen, so angeordnet sind, daß die Achspunkte (49, 50, 51) auf einer ersten Geraden (52) in gleichen Abständen liegen und sich der Radius eines jeden Kurbeltriebes aus der Distanz zwischen seinem Achspunkt (49, 50, 51) und dem Anlenkpunkt (53, 54, 55) für Kolben (42, 44) bzw. Zylinder (43, 45) ergibt, wenn die Anlenkpunkte (53, 54, 55) auf einer zur ersten Geraden parallel verlaufenden zweiten Geraden (56) liegen, wobei die untereinander gleichen Abstände der Anlenkpunkte (53, 54, 55) gleich sind den ebenfalls untereinander gleichen Abständen der Achspunkte (49, 50, 51) zuzüglich bzw. ab­ züglich des halben Hubes (Fig. 5, 6).

5. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer ersten Kreiskolbenmaschine (1, 2) mindestens eine weitere Kreiskolbenmaschine (61, 62) in einer ande­ ren Ebene zugeordnet ist, wobei beide Maschinen kraftschlüssig verbunden sind und damit eine Einheit bilden.

6. Hubkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber den Anlenkpunkten (5, 10) von Kolben (2) und Zylinder (1) Gegengewichte (8, 12) an den Kurbeltrieben (6, 11) angeordnet sind, die der von den Anlenkpunk­ ten (5, 10) aufgefangenen Masse entsprechen.