DE4337668C1

DE4337668C1 - Piston machine

Info

Publication number: DE4337668C1
Application number: DE19934337668
Authority: DE
Inventors: Max Liebich
Original assignee: Individual
Current assignee: HAMMERL SABINE ERIKA 94315 STRAUBING DE
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: EP0727014A1; WO1995012754A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a piston machine in the Preamble of claim 1 Art.

Derartige Kolbenmaschinen mit umlaufenden Zylindern, insbesondere in Form von Verbrennungsmotoren, sind seit langer Zeit bekannt (DE-PS 1 94 107). Bei derartigen Kolbenmaschinen läuft der Zylinder, der beispielsweise einen oder mehrere Brennräume umfassen kann, um eine erste Achse um, während der oder die in dem Zylinder angeordneten Kolben um eine zweite Achse umlaufen, die parallel zur ersten Achse verläuft, jedoch gegenüber dieser um einem gewissen Betrag versetzt ist. Ein Problem bei derartigen Kolbenmaschinen ist offensichtlich in der Tatsache zu sehen, daß die Kraftübertragung von den Kolben auf das Kurbelgetriebe nicht zu einer gleichförmig übereinstimmenden Winkelgeschwindigkeit dieses Kurbelgetriebes und der umlaufenden Kolben führt. Aus diesem Grunde wurde bereits versucht, durch eine Art Differentialgetriebe hier Abhilfe zu schaffen, was jedoch sehr aufwendig ist und seitliche, auf den oder die Kolben einwirkende Kräfte nicht vollständig verhindern kann. Ein weiteres Problem bei derartigen Kolbenmaschinen mit umlaufenden Zylindern besteht einerseits in der hier verwendeten Ventilsteuerung und der Zu- und Abfuhr des Verbrennungsgemisches bzw. der Abgase.Such piston machines with revolving cylinders, especially in the form of internal combustion engines, have been around for a long time Time known (DE-PS 1 94 107). In such piston machines runs the cylinder, for example one or more Combustion chambers can include around a first axis during which or the pistons arranged in the cylinder by a second one Rotate axis that runs parallel to the first axis, however is offset by a certain amount. A The problem with such piston machines is evident in the Seeing the fact that the power transmission from the pistons is on the crank mechanism does not become a uniform match Angular speed of this crank mechanism and the revolving piston leads. For this reason, has already been tries to remedy this with a kind of differential gear create what is very complex and lateral, on the or do not completely prevent the pistons from acting can. Another problem with such piston machines revolving cylinders consists in the one used here Valve control and the supply and discharge of the combustion mixture or the exhaust gases.

Aus der DE-A1-40 39 372 ist weiterhin eine Kolbenmaschine der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Kolben mit einem Kolbenträger verbunden ist, der in an dem Zylinder angeordneten Gleitschienen geführt ist, wobei dieser Kolbenträger mit einem Ende eines Kurbelarmes gelenkig verbunden ist, der an seinem anderen Ende um eine zur Drehachse der Zylinder exzentrische Achse umläuft. Der Abtrieb erfolgt hierbei durch ein auf dem Kurbelarm angebrachtes Zahnrad. Auch hierbei treten während der Drehung des Zylinders erhebliche seitliche Kräfte zwischen dem Kolben und dem Zylinder bzw. in der Gleitführung zwischen diesen Teilen ein, wobei sich weiterhin aufgrund der durch den Wellenversatz bedingten ungleichmäßigen Kolbenbewegungen und Kolbengeschwindigkeiten kein schwingungsfreier ruhiger Lauf, insbesondere bei hohen Drehzahlen erzielen läßt. Weiterhin ist die Zuführung des Verbrennungsgemisches in den Drehzylinder sowie die Abführung der Abgase aus dem Drehzylinder schwierig.From DE-A1-40 39 372 is still a piston machine known type, in which the piston with a Piston carrier is connected, which is arranged in on the cylinder Slide rails is guided, this piston carrier with a End of a crank arm is articulated on its the other end about an eccentric to the axis of rotation of the cylinder Axis revolves. The output takes place by a on the Gear mounted crank arm. Here, too, occur during the Rotation of the cylinder caused significant lateral forces between the Piston and the cylinder or in the sliding guide between these parts, whereby due to the Shaft misalignment caused uneven piston movements and Piston speeds no vibration-free smooth running, can be achieved especially at high speeds. Still is the feeding of the combustion mixture into the rotating cylinder and the removal of the exhaust gases from the rotary cylinder difficult.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau einen Ausgleich der Massenkräfte und die Be seitigung von zwischen Kolben und Zylinder wirkenden Querkräften ermöglicht.The present invention has for its object a To create piston engine of the type mentioned, which at simple structure balancing the mass forces and the loading lateral forces acting between the piston and cylinder enables.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the specified in claim 1 Features resolved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention result from the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kolbenmaschine ergibt sich eine einfache Ausgestaltung des Kurbeltriebs, ohne daß seitliche Kräfte auf den oder die Kolben ausgeübt werden.By designing the piston machine according to the invention there is a simple design of the crank mechanism without that lateral forces are exerted on the piston or pistons.

Dadurch, daß Zylinder und Kolben eine exakte Kreisbewegung beschreiben, ohne daß irgendwelche unausgeglichenen Massenkräfte auftreten, werden wesentlich höhere Drehzahlen möglich, als dies bei bekannten Kolbenmaschinen der Fall ist. Hierdurch lassen sich bei geringem Hubraum hohe Leistungen erzielen.Because the cylinder and piston have an exact circular movement describe without any unbalanced mass forces occur, much higher speeds are possible than this is the case with known piston engines. Let her through high performance is achieved with a small displacement.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Welle, um die der Zylinder umläuft, zumindestens teilweise als mit dem Zylinder verbundene Hohlwelle ausgebildet, in der die Einlaß- und Auslaßleitung des Zylinders verläuft und die zusammen mit einem stationären Mantelrohr eine Drehschieber- Ventilanordnung bildet. Die Einlaß- und Auslaßleitungen weisen entsprechend radiale Abschnitte in der Hohlwelle auf, die am Außenumfang der Hohlwelle münden und mit Öffnungen in dem Mantelrohr während der Drehung zu vorgegebenen Zeiten des Arbeitstaktes in Ausrichtung kommen. According to a preferred embodiment of the invention Shaft around which the cylinder rotates, at least partially as formed with the cylinder hollow shaft in which the The inlet and outlet line of the cylinder runs and the together with a stationary jacket pipe a rotary valve Valve arrangement forms. The inlet and outlet lines point corresponding radial sections in the hollow shaft on Open outer periphery of the hollow shaft and with openings in the Jacket tube during the rotation at predetermined times Align the work cycle.

Hierdurch ergibt sich eine weitere Steuerungsmöglichkeit für die Einlaß- und Auslaßzeiten, so daß diese nicht nur durch die Kolbenbewegung gesteuert sind, sondern durch eine Kombination der Kolbenbewegung und der Drehung der Drehschieber- Ventilanordnung, die entsprechend aneinander anpaßbar sind.This provides another control option for the inlet and outlet times, so that these not only by the Piston movement are controlled, but by a combination the piston movement and the rotation of the rotary valve Valve arrangement which are adaptable to each other accordingly.

Auf diese Weise ist es möglich, die Steuerung so zu wählen, daß zu Beginn der Freigabe der Abgas-Auslaßöffnung des Zylinders durch den Kolben die Auslaßöffnung in der Drehschieber- Ventilanordnung bereits vollständig geöffnet ist, so daß das Abgas ungehindert entweichen kann. Wenn sich die Auslaßöffnung in dem Zylinder zu schließen beginnt, das heißt bei Beginn des neuen Verdichtungshubes, ist die Auslaßöffnung in der Drehschieber-Ventilanordnung bereits vollständig geschlossen.In this way it is possible to choose the control so that at the beginning of the release of the exhaust gas outlet opening of the cylinder through the piston the outlet opening in the rotary valve Valve arrangement is already fully open, so that Exhaust gas can escape unhindered. If the outlet opening starts to close in the cylinder, i.e. at the beginning of the new compression stroke, the outlet opening is in the Rotary slide valve arrangement already completely closed.

Zur Abdichtung zwischen der Hohlwelle und dem Mantelrohr sind vorzugsweise unter einem Winkel zur Längsachse des Hohlrohres in entsprechenden Nuten in dem Hohlrohr angeordnete Dichtungsringe nach Art von Kolbenringen vorgesehen. Durch die Schräglage der Dichtungsringe gleiten diese überschneidend über die gesamte Innenfläche des feststehenden Mantelrohres und trennen gleichzeitig die am Außenumfang der Hohlwelle mündenden Öffnung gut abgedichtet voneinander.For sealing between the hollow shaft and the casing tube preferably at an angle to the longitudinal axis of the hollow tube arranged in corresponding grooves in the hollow tube Sealing rings in the manner of piston rings are provided. Through the The sealing rings slant overlap the entire inner surface of the fixed jacket tube and at the same time separate those that open on the outer circumference of the hollow shaft Opening well sealed from each other.

Bei dieser Konstruktion ist es möglich, die Zuführung und die Ableitung des Verbrennungsgemisches bzw. der Abgase in einfacher Weise durchzuführen, ohne daß hierzu kompliziert ausgebildete Ventilanordnungen und/oder zugehörige Betätigungsmechanismen erforderlich sind.With this construction it is possible to use the feeder and the Derivation of the combustion mixture or the exhaust gases in simple Way to perform without complicated training Valve arrangements and / or associated actuation mechanisms required are.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Zylinder in drei Räume unterteilt, von denen die beiden außen liegenden Arbeitsräume bilden, während der mittlere Raum einen Laderraum bildet. Diese Konstruktion stellt insofern eine Verdoppelung des mit einem stationären Zylinder arbeitenden Verbrennungsmotors nach den Grundsätzen dar, wie sie in der Patentanmeldung P 43 37 670.3 beschrieben sind. According to a preferred embodiment of the invention Cylinder divided into three rooms, the two of which are outside lying work spaces form, while the middle space one Load space forms. In this respect, this construction represents a Doubling that with a stationary cylinder Internal combustion engine according to the principles as shown in the Patent application P 43 37 670.3 are described.

Da der Laderkolben einen größeren Durchmesser aufweist, kann er über eine außermittig angeordnete weitere Kolbenstange, die sich mit ihren Enden aus dem Zylinder heraus erstreckt, mit dem Kurbelgetriebe verbunden sein.Because the loader piston is one has a larger diameter, it can be off-center arranged further piston rod, which ends out extends out of the cylinder, connected to the crank mechanism his.

Gemäß einer weiteren vereinfachten Ausgestaltung der Erfindung bildet der Zylinder einen einzigen Arbeitsraum, in dem ein an seinen beiden Enden verschlossener Kolben angeordnet ist, der den Arbeitsraum in einem Verbrennungsraum und einen Ansaug- und Vorverdichtungsraum unterteilt.According to a further simplified embodiment of the invention the cylinder forms a single work space in which a at both ends of the closed piston is arranged the work space in a combustion chamber and an intake and Pre-compression space divided.

Hierdurch ergibt sich ein sehr einfach aufgebauter Verbrennungsmotor, der aufgrund des Fehlens unausgeglichener Massenkräfte mit hoher Drehzahl umlaufen kann und eine verglichen mit seinem Raumbedarf hohe Arbeitsabgabe aufweist.This results in a very simple structure Internal combustion engine, which due to the lack of unbalanced Mass forces can rotate at high speed and a has a high workload compared to its space requirements.

Der Zylinder kann in diesem Fall, jedoch auch im Fall der Verwendung von zwei Arbeitskolben und einem Laderkolben, einen sich durch seine Mantelwand erstreckenden Schlitz aufweisen, der in jeder Position des Kolbens oder eines der Kolben durch diesen abgedeckt ist, und durch diesen Schlitz erstreckt sich ein Kolbenbolzen, der mit einer außerhalb des Zylinders angeordneten Kolbenstange verbunden ist, deren Enden mit dem Kurbelgetriebe in Verbindung stehen.The cylinder can in this case, but also in the case of Use of two working pistons and one loading piston, one have slot extending through its jacket wall, the in any position of the piston or one of the pistons through it is covered, and extends through this slot Piston pin, which is arranged with an outside of the cylinder Piston rod is connected, the ends of which are connected to the crank mechanism keep in touch.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden um folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.Embodiments of the invention are based on the following of the drawings explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform der Kolbenmaschine in Form eines Verbrennungsmotors, Fig. 1 is a schematic sectional view through a first embodiment of the piston engine in the form of an internal combustion engine,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Gleitverbindung zwischen der Kolbenstange und der Schwungscheibe des Kurbelgetriebes, Fig. 3 shows a first embodiment of the sliding connection between the piston rod and of the flywheel of the crank mechanism,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Gleitverbindung zwischen der Kolbenstange und der Schwungscheibe des Kurbelgetriebes, Fig. 4 shows another embodiment of a sliding connection between the piston rod and of the flywheel of the crank mechanism,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Kolbenmaschine in Form eines Verbrennungsmotors mit einem einzigen Zylinder. Fig. 5 shows a second embodiment of the piston engine in the form of an internal combustion engine with a single cylinder.

In den Fig. 1 und 5 sind eine erste bzw. zweite Ausführungsform der Kolbenmaschine mit umlaufendem Zylinder dargestellt, wobei die Ausführungsform nach Fig. 5 eine vereinfachte Ausführungsform hinsichtlich der Kolben- Zylinderanordnung darstellt und eine weitere Ausführungsform des Abtriebs von dem Kolben zum Kurbeltrieb zeigt, die auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 Anwendung finden kann.In FIGS. 1 and 5, a first and second embodiment of the piston engine are illustrated with revolving cylinder, the embodiment of Figure 5 illustrates, a simplified embodiment with respect to the piston-cylinder assembly, and a further embodiment of the power take-off points from the piston to the crank drive, which can also be used in the embodiment according to FIG. 1.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der insgesamt mit 2 bezeichnete Zylinder in einen ersten und zweiten Arbeitsraum 21 bzw. 22 und einen dazwischen angeordneten Laderraum 23 unterteilt, in denen ein erster bzw. zweiter Arbeitskolben 31 bzw. 32 und ein Laderkolben 33 verschiebbar angeordnet sind, die miteinander über eine gemeinsame Kolbenstange 34 verbunden sind. Der Laderraum 23 und damit der Laderkolben sind exzentrisch zu den Arbeitsräumen 21, 22 bzw. den Arbeitskolben 31, 32 angeordnet und weist größere Abmessungen derart auf, daß sich eine weitere Kolbenstange 41, die mit dem Laderkolben 33 verbunden ist, außerhalb des Zylinders 2 im Bereich der Arbeitsräume 21, 22 erstrecken kann. Die Kolbenstange 34 ist ebenso wie die Kolbenstange 41 in die einzelnen Räume des Zylinders voneinander trennenden Wänden 24, 25 unter Abdichtung gleitend geführt, wobei die sich außerhalb des Laderraumes 23 erstreckenden Enden der weiteren Kolbenstange 41 in einer die Abdichtung verbessernden Hülse geführt sein können, wie dies anhand der Ausführungsform nach Fig. 5 zu erkennen ist. In the embodiment according to FIG. 1, the cylinder designated overall by 2 is subdivided into first and second working spaces 21 and 22 and a loading space 23 arranged between them, in which first and second working pistons 31 and 32 and a loading piston 33 are arranged displaceably are connected to each other via a common piston rod 34 . The loader space 23 and thus the loader piston are arranged eccentrically to the work spaces 21 , 22 and the work pistons 31 , 32 and have larger dimensions such that a further piston rod 41 , which is connected to the loader piston 33 , is located outside the cylinder 2 in Area of the work spaces 21 , 22 can extend. The piston rod 34 , like the piston rod 41 , is slidably guided into the individual spaces of the cylinder, walls 24 , 25 which separate from one another, with sealing, the ends of the further piston rod 41 extending outside the loading space 23 being able to be guided in a sleeve which improves the sealing, such as this can be seen from the embodiment according to FIG. 5.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Enden der weiteren Kolbenstange 41 über sich in Axialrichtung des Motors erstreckende Bügel 46 mit einer Zwangsführung des Kurbelgetriebes 4 verbunden, die bei der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsform aus einer Schwalbenschwanznut 45 in einem Abtriebselement 42 und einem Schwalbenschwanzkeil 44 besteht, der an den Enden der Bügel 46 befestigt ist. Auf diese Weise kann sich die weitere Kolbenstange 41 relativ zu dem Abtriebselement 42 bei einer Drehung der Zylinderanordnung zu beiden Seiten einer Ebene E (Fig. 3) verschieben, die durch die Achse B des Kurbelgetriebes verläuft und sich senkrecht zu diesen Zwangsführungen 44, 45 erstreckt. Auf diese Weise wird eine absolute Parallelführung der weiteren Kolbenstange 41 parallel zu dieser Ebene und zusammen mit dem Abtriebselement 42 des Kurbelgetriebes erreicht.In the embodiment shown in Fig. 1, the ends of the further piston rod 41 are connected via brackets 46 extending in the axial direction of the engine with a positive guide of the crank mechanism 4 , which in the embodiment shown in Figs. 1 and 3 from a dovetail groove 45 in one Output element 42 and a dovetail wedge 44 , which is attached to the ends of the bracket 46 . In this way, the further piston rod 41 can move relative to the output element 42 when the cylinder arrangement rotates on both sides of a plane E ( FIG. 3) which runs through the axis B of the crank mechanism and extends perpendicular to these positive guides 44 , 45 . In this way, an absolute parallel guidance of the further piston rod 41 is achieved parallel to this plane and together with the output element 42 of the crank mechanism.

Dieses Abtriebselement 42 kann durch eine Schwungscheibe gebildet sein, und es ist um die Achse B mit Hilfe einer Abtriebswelle 43 in einem stationären Gehäuse 1 gelagert, das in Fig. 1 lediglich in Form eines Ständers dargestellt ist, jedoch ein vollständig geschlossenes Gehäuse bilden kann.This output element 42 can be formed by a flywheel, and it is mounted about the axis B with the aid of an output shaft 43 in a stationary housing 1 , which is only shown in the form of a stand in FIG. 1, but can form a completely closed housing.

Die insgesamt mit 2 bezeichnete Zylinderanordnung ist ihrerseits um eine Achse A mit Hilfe einer Welle 21 drehbar, die zumindestens teilweise im Bereich einer Ventilanordnung 5 als Hohlwelle 51 ausgebildet ist, die in einem Mantelrohr 52 drehbar ist, das stationär mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. In der Hohlwelle 51 verlaufen Verbrennungsgemisch- und Abgaskanäle, die in Abhängigkeit von der Drehstellung der Zylinderanordnung 2 mit entsprechendem Stutzen 57, 58, 59 des Mantelrohres 52 verbindbar sind, wie dies insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist. Die Ansaugstutzen 57 können mit entsprechenden Gemischaufbereitungseinrichtungen verbunden sein, während die Stutzen 58, 59 mit einem Auspuffkanal verbunden sind.The cylinder arrangement, designated as a whole by 2 , is in turn rotatable about an axis A with the aid of a shaft 21 , which is at least partially formed in the area of a valve arrangement 5 as a hollow shaft 51 , which is rotatable in a casing tube 52 , which is connected to the housing 1 in a stationary manner. Combustion mixture and exhaust gas passages run in the hollow shaft 51 and, depending on the rotational position of the cylinder arrangement 2, can be connected to the corresponding connecting piece 57 , 58 , 59 of the casing tube 52 , as can be seen in particular from FIG. 2. The intake ports 57 can be connected to corresponding mixture preparation devices, while the ports 58 , 59 are connected to an exhaust duct.

Zwischen den einzelnen, mit den Stutzen 57, 58, 59 ausrichtbaren Öffnungen in der Umfangsfläche des Hohlzylinders 51 sind vorzugsweise Dichtringe 60 nach Art von Kolbenringen zur Längsachse des Hohlzylinders 51 schrägliegend angeordnet, obwohl bei entsprechend enger Passung von Hohlrohr 51 und Mantelrohr 52 nach Art eines Gleitlagers diese Dichtungsringe gegebenenfalls entfallen können und das Mantelrohr 52 unmittelbar zur Lagerung der Zylinderanordnung 2 über das Hohlrohr 51 dienen kann.Between the individual, with the nozzle 57 , 58 , 59 alignable openings in the circumferential surface of the hollow cylinder 51 , sealing rings 60 are preferably arranged obliquely in the manner of piston rings to the longitudinal axis of the hollow cylinder 51 , although with a correspondingly close fit of the hollow tube 51 and jacket tube 52 in the manner of a Plain bearing these sealing rings can be omitted if necessary and the jacket tube 52 can serve directly for mounting the cylinder arrangement 2 via the hollow tube 51 .

Durch die Schräglage der Dichtringe 60 gleiten diese überschneidend über die gesamte Innenfläche des feststehenden Mantelrohres 52 und trennen die Öffnungen in der Umfangsfläche des Hohlzylinders 51 gut abgedichtet voneinander.Due to the inclined position of the sealing rings 60, they slide overlapping over the entire inner surface of the fixed casing tube 52 and separate the openings in the peripheral surface of the hollow cylinder 51 in a well-sealed manner.

Die Einlaßstutzen 57 sind in den entsprechenden Drehstellungen der Zylinderanordnung mit einer Einlaßleitung 53 verbunden, die gemäß Fig. 1 mit einem Einlaßschlitz 26 im Bereich des Laderraumes 23 in Verbindung steht. Dieser Einlaßschlitz 26 wird lediglich in den jeweiligen Endlagen des Laderkolbens 33 zum Laderraum 23 hin freigegeben, so daß beispielsweise bei der ausgehend von Fig. 1 nach unten gerichteten Bewegung des Laderkolbens oberhalb dieses Laderkolbens ein Unterdruck erzeugt wird, der bei Freigeben des Einlaßschlitzes 26 zu einem schlagartigen Einströmen des Verbrennungsgemisches in diesen Teil des Laderraumes 23 führt. Bei der nachfolgend nach oben gerichteten Bewegung des Laderkolbens 33 wird das oberhalb dieses Laderkolbens befindliche Verbrennungsgemisch komprimiert und strömt nach Freigabe des Überströmkanals des Arbeitsraums 22 durch dessen Arbeitskolben 32 in diesen Arbeitsraum 22 ein.In the corresponding rotational positions of the cylinder arrangement, the inlet connections 57 are connected to an inlet line 53 which, according to FIG. 1, is connected to an inlet slot 26 in the region of the cargo space 23 . This inlet slot 26 is only released in the respective end positions of the loader piston 33 towards the loader chamber 23 , so that, for example in the downward movement of the loader piston starting from FIG. 1, a negative pressure is generated above this loader piston which, when the inlet slot 26 is released, becomes one abrupt inflow of the combustion mixture into this part of the cargo space 23 leads. During the subsequent upward movement of the supercharger piston 33 , the combustion mixture located above this supercharger piston is compressed and flows into the working chamber 22 through its working piston 32 after the overflow channel of the working chamber 22 has been released .

Bei dieser nach oben gerichteten Bewegung der Kolben 31, 32, 33 werden weiterhin zu einem bestimmten Zeitpunkt Lufteinlaßöffnungen L in der Zylinderanordnung durch die jeweiligen Kolben 31, 32 freigegeben, so daß Luft in den benachbart zu dem Laderraum 23 befindlichen Abschnitt des Arbeitsraumes 21, 22 einströmen kann, die nachfolgend bei einer Bewegung der Kolben 31, 32 in Richtung auf den Laderraum nach Verschließen dieser Öffnungen L komprimiert wird und bei Erreichen der jeweils unteren (dem Laderraum 23 benachbarten) Position der Arbeitskolben über Überströmkanäle 29 in den Verbrennungsraum überströmen kann. Gleichzeitig mit der Freigabe dieses Überströmkanales 29 wird auch der Abgas-Auslaßschlitz freigegeben, der zu dem jeweiligen Abgasrohr 54 bzw. 55 führte so daß zunächst eine Spülung des Verbrennungsraumes mit der vorher unterhalb des jeweiligen Arbeitskolben verdichteten Luft und dann erst das Überströmen des in dem Laderraum vorverdichteten Verbrennungsgemisches in diesen Verbrennungsraum erfolgt.During this upward movement of the pistons 31 , 32 , 33 , air inlet openings L in the cylinder arrangement are further opened at a certain point in time by the respective pistons 31 , 32 , so that air flows into the section of the working space 21 , 22 located adjacent to the loading space 23 can flow in, which is subsequently compressed when the pistons 31 , 32 move in the direction of the cargo space after these openings L have been closed, and can flow into the combustion space via overflow channels 29 when the working piston reaches the lower (adjacent to the cargo space 23 ) position. Simultaneously with the release of this overflow channel 29 , the exhaust gas outlet slot is also released, which led to the respective exhaust pipe 54 or 55 , so that first a flushing of the combustion chamber with the air previously compressed below the respective working piston and then only the overflow of the in the cargo space pre-compressed combustion mixture takes place in this combustion chamber.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, verlaufen die Abgasrohre 54, 55 zunächst etwa in Längsrichtung der Zylinderanordnung 2 zur Hohlwelle 51 und dann axial zu dieser Hohlwelle, worauf sie einen entsprechend radial gerichteten Abschnitt aufweisen, der zu Öffnungen in der Umfangsfläche des Hohlzylinders führt, die mit den Stutzen 57, 58, 59 ausrichtbar sind.As can be seen from FIG. 2, the exhaust pipes 54 , 55 initially run approximately in the longitudinal direction of the cylinder arrangement 2 to the hollow shaft 51 and then axially to this hollow shaft, whereupon they have a correspondingly radially directed section which leads to openings in the peripheral surface of the hollow cylinder that can be aligned with the sockets 57 , 58 , 59 .

Bei dem beschriebenen Verbrennungsmotor werden die Einlaß- und Auslaßöffnungen in der Zylinderwand durch den Kolben verschlossen und geöffnet. Von diesen Öffnungen führen Kanäle in das Drehschieberventil und werden dort nochmals verschlossen und geöffnet.In the internal combustion engine described, the intake and Exhaust openings in the cylinder wall through the piston closed and opened. Channels lead in from these openings the rotary slide valve and are closed again there and open.

Durch diese Doppelfunktion ist eine optimale Abdichtung im Ansaug- und Ausstoß-Bereich gegeben.This double function ensures an optimal seal in the Intake and discharge area given.

Bei normalen Zweitaktmotoren werden durch den Kolben vor dem unteren Totpunkt die Abgas- und Einlaß-Öffnungen frei gegeben. Das Abgas verläßt den Brennraum, während gleichzeitig das frische Gemisch einströmt. Somit wird ein Teil des unverbrannten Gemisches mit ausgestoßen, was zu schlechten Abgaswerten führt.In normal two-stroke engines, the piston in front of the bottom dead center released the exhaust and inlet openings. The exhaust gas leaves the combustion chamber while the fresh mixture flows in. Thus, part of the unburned Mixture with expelled, which leads to poor exhaust gas values.

Durch die beschriebene Ausführungsform wird der bisherige Nachteil behoben, indem zum Beispiel die Ausstoßöffnung für die Abgase im Drehschieberventil so gelegt sind, daß diese bereits schließt, wenn der Kolben seinen Tiefststand erreicht hat und die Öffnung für das frische Gemisch freigegeben ist. Die in der Abgasleitung zwischen Zylinder und Drehschieberventil verbleibende Abgassäule verhütet, daß das frische Gemisch in die Abgasleitung eindringen kann. Zusätzlich erfolgt die Frischluft- Spülung, die in den Brennraum zwischen Abgasen und frischem Gemisch gepreßt wird und somit als "Trennwand" wirkt.Through the described embodiment, the previous one Fixed disadvantage, for example, the discharge opening for the Exhaust gases in the rotary valve are placed so that they already closes when the piston has reached its low and the opening for the fresh mixture is cleared. The in the Exhaust pipe between cylinder and rotary valve remaining exhaust gas column prevents that the fresh mixture in the Exhaust pipe can penetrate. In addition, the fresh air Flushing in the combustion chamber between exhaust gases and fresh Mixture is pressed and thus acts as a "partition".

Genauso öffnet sich die Abgasöffnung im Drehschieberventil früher, als die Öffnung im Arbeitszylinder. Die verbleibende Abgassäule in der Abgasleitung kann entweichen bevor das neue Abgas aus dem Zylinder ausgestoßen wird. Somit ist eine präzise "Steuerung" des Strömungsablaufes möglich, was zu guten Abgaswerten führt, was bisher bei normalen Zweitaktmotoren nicht möglich war.The exhaust opening in the rotary slide valve opens in the same way earlier than the opening in the working cylinder. The remaining one Exhaust column in the exhaust pipe can escape before the new one Exhaust gas is expelled from the cylinder. It is therefore precise "Control" of the flow sequence possible, which is good Exhaust emissions results, which has not been the case with normal two-stroke engines was possible.

Wie bereits erwähnt, ist als Beispiel für die Zwangsführung in den Fig. 1 und 3 eine Schwalbenschwanzführung dargestellt. Für die Ausgestaltung dieser Zwangsführung ist eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar, wobei eine weitere Ausführungsform in Fig. 4 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform besteht die Zwangsführung aus Führungstangen 45A, auf denen mit den Enden des Bügels 46 verbundene Gleitbüchsen 44A gleiten.As already mentioned, a dovetail guide is shown as an example of the forced guidance in FIGS. 1 and 3. A large number of possibilities are conceivable for the configuration of this forced guidance, a further embodiment being shown in FIG. 4. In this embodiment, the positive guidance consists of guide rods 45 A, on which slide bushes 44 A connected to the ends of the bracket 46 slide.

Das Wesentliche dieser Zwangsführung und damit der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß diese Zwangsführung zwar eine Relativverschiebung zwischen dem Abtriebselement 42, beispielsweise einer Schwungscheibe, und der Kolbenstange 41 ermöglicht, die jedoch lediglich eine Parallelverschiebung zwischen dieser Kolbenstange und dem Abtriebselement parallel zu der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ebene E sein kann.The essence of this positive guidance and thus the basic idea of the present invention is that this positive guidance allows a relative displacement between the output element 42 , for example a flywheel, and the piston rod 41 , but only a parallel displacement between this piston rod and the output element parallel to that in FIG may be FIGS. 3 and e plane shown. 4

Auf diese Weise werden Kippkräfte zwischen Zylinder und Kolben aufgefangen und die Lagerung des Zylinders entlastet.In this way, tilting forces between the cylinder and piston caught and relieved the bearing of the cylinder.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Kolbenmaschine in Form eines Verbrennungsmotors dargestellt, bei dem die Zylinderanordnung einen einzigen Zylinder 120 bildet, in dem ein an seinen Enden verschlossener Kolben 130 angeordnet ist. Der Zylinder 120 weist in dem auf das Kurbelgetriebe 4 gerichteten Bereich seiner Mantelwand einen Schlitz 123 auf, in dem ein Kolbenbolzen 134 verschiebbar geführt ist, der im wesentlichen mittig mit dem Kolben 130 verbunden ist. Der Kolbenbolzen 134 ist in einem Hülsenansatz 121 der Zylinderanordnung 121 geführt, um die Abdichtung zu verbessern, obwohl der Kolben 130 eine derartige Abmessung aufweist, daß er unabhängig von seinen Arbeitsstellungen den Schlitz 123 immer verschließt.In Fig. 5 a further embodiment of the piston engine shown in the form of an internal combustion engine, wherein the cylinder assembly forms a single cylinder 120 in which a sealed at its ends, piston 130 is disposed. The cylinder 120 has a slot 123 in the region of its jacket wall facing the crank mechanism 4 , in which a piston pin 134 is slidably guided and is connected essentially centrally to the piston 130 . The piston pin 134 is guided in a sleeve extension 121 of the cylinder arrangement 121 in order to improve the seal, although the piston 130 has such a dimension that it always closes the slot 123 regardless of its working positions.

Die Enden der Kolbenstange 141 sind über eine Zwangsführung der in Fig. 4 gezeigten Art mit einem Abtriebselement 142 in Form einer Schwungscheibe 142 verbunden, die über eine Welle 143 um die Achse B drehbar ist.The ends of the piston rod 141 are connected via a positive guide of the type shown in FIG. 4 to an output element 142 in the form of a flywheel 142 which can be rotated about the axis B via a shaft 143 .

Die Zylinderanordnung ist durch den Kolben 130 in einen mit einem Stern bezeichneten Verbrennungsraum und einen entgegengesetzt angeordneten Vorverdichtungs- und Ansaugraum unterteilt, wobei diese Räume über einen Überströmkanal 129 miteinander verbunden sind, der zum unteren Totpunkt des Kolbens 130 durch diesen freigegeben wird. Gleichzeitig wird zu diesem Zeitpunkt ein Abgas-Auslaßkanal 126 durch den Kolben freigegeben, so daß das verbrannte Verbrennungsgemisch in die Ventilanordnung 5 strömen kann, die ähnlich der in den Fig. 1 und 2 ausgebildet ist.The cylinder assembly is divided by the piston 130 in a with an asterisk denoted the combustion chamber and an oppositely disposed precompacting and intake chamber, which chambers are connected to one another via an overflow channel 129 which is the bottom dead center of the piston is released by this 130th At the same time, an exhaust gas outlet channel 126 is released by the piston at this point in time, so that the burned combustion mixture can flow into the valve arrangement 5 , which is similar to that in FIGS. 1 and 2.

Von dieser Ventilanordnung 5 geht weiterhin ein Ansaugkanal 153 aus, der in einen Einlaßschlitz in den Vorverdichtungsraum mündet.From this valve arrangement 5 continues an intake duct 153 which opens into an inlet slot in the precompression chamber.

Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung der Verbindung zwischen dem Kolben und Kurbeltrieb kann auch bei entsprechender Anpassung bei der Ausführungsform nach Fig. 1 Verwendung finden. The arrangement of the connection between the piston and crank mechanism shown in FIG. 5 can also be used in the embodiment according to FIG. 1 with a corresponding adaptation.

Insbesondere die Ausführungsform nach Fig. 5 ergibt eine sehr einfache raumsparende Konstruktion, die im Hinblick auf die hohen, aufgrund der fehlenden unausgeglichenen Massenkräfte möglichen Drehzahlen eine sehr hohe Leistungsabgabe haben kann.In particular, the embodiment according to FIG. 5 results in a very simple, space-saving construction which, in view of the high speeds that are possible due to the lack of unbalanced mass forces, can have a very high power output.

Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 kann eine Frischluft- Spülung vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann der Hülsenansatz 121 so ausgebildet sein, daß die Kolbenstange 141 ein in einem Zylinderabschnitt des Hülsenansatzes 121 gleitendes Ende aufweist, so daß eine Art von Luftpumpe gebildet wird, die angesaugte Außenluft über einen in dem Zylinder 120 ausgebildeten Einlaßschlitz einpreßt, der so angeordnet ist, daß er bei am unteren Totpunkt befindlichem Kolben freigegeben wird.A fresh air purge can also be provided in the embodiment according to FIG. 5. For this purpose, the sleeve extension 121 can be designed such that the piston rod 141 has an end sliding in a cylinder section of the sleeve extension 121 , so that a type of air pump is formed which injects the outside air drawn in via an inlet slot formed in the cylinder 120 , which is so is arranged that it is released when the piston is at bottom dead center.

Claims

1. Piston machine with at least one cylinder rotating around a first shaft and a piston which can reciprocate in a straight line and is connected to a crank mechanism that has an operating element rotating around a second shaft, the first and second shafts running parallel to one another, However, they have mutually offset axes, characterized in that the piston ( 3 ; 130 ) is connected to a piston rod ( 41 ; 141 ) which extends outside the cylinder ( 4 ; 120 ) in the direction of movement of the piston ( 3 ; 130 ) and which is connected via a constraining guide (44, 45; 144, 145) with the output shaft is connected, and that the forced positioning (44,45; 144, 145);; rotating the crank mechanism (4) operating member (142 42) (43 143) only a relative displacement between the operating element ( 42 ; 142 ) and the piston rod ( 41 ; 143 ) in directions transverse to their longitudinal axis and thus a parallel displacement he through the axis (B) of the output shaft ( 43 , 143 ) of the crank mechanism ( 4 ) and the direction of displacement of the positive guides at a right angle intersecting plane (E).

2. Piston machine according to claim 1, characterized in that the positive guide ( 44 , 45 ) between the piston rod ( 41 ) and around the shaft ( 43 ) of the crank mechanism element ( 42 ) is formed by a dovetail guide.

3. Piston machine according to claim 1, characterized in that the positive guide ( 44 , 45 ) between the piston rod ( 41 ) and the rotating element around the shaft ( 43 ) of the crank mechanism ( 42 ) is formed by guide rods on which sliding bushes slide.

4. Piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder ( 2 ) forms a first and a second working space ( 21 and 22 ) and a loading space ( 23 ) arranged between them, which are separated from one another by partition walls ( 24 , 25 ) in which a connecting rod ( 34 ) is slidably guided with a seal, the first piston ( 31 ) displaceable in the first working chamber ( 21 ), a second piston ( 32 ) displaceable in the second working chamber ( 22 ) and an intermediate piston this arranged supercharger piston ( 33 ) connects to one another, and that the supercharger piston ( 33 ) has a larger diameter than the other two pistons ( 31 , 32 ) and is connected to the piston rod ( 41 ) extending outside the cylinder ( 2 ) and connected to the crank mechanism ( 4 ) is connected.

5. Piston machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cylinder ( 120 ) has a slot facing the crank mechanism ( 123 ) which is always covered by the outer wall of a piston sliding in the cylinder ( 130 ) regardless of its position , and that the piston ( 130 ) is connected via a piston pin ( 134 ) which extends perpendicular to the axial direction of the piston ( 130 ) through the slot ( 123 ) to the piston rod ( 141 ) extending in the direction of movement of the piston ( 130 ) , which is guided under sealing in a sleeve ( 121 ) and the ends of which are connected via the positive guides ( 144 , 145 ) to the operating element ( 142 ) rotating around the shaft ( 143 ) of the crank mechanism.

6. Piston machine according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 21 ) around which the cylinder ( 2 ) rotates, on the side of the cylinder facing away from the crank mechanism at least partially formed as a hollow shaft ( 51 ) connected to the cylinder is in which the inlet and outlet line of the cylinder extends, and which forms a rotary valve valve arrangement together with a stationary casing tube ( 52 ).

7. Piston machine according to claim 6, characterized in that the jacket tube ( 52 ) is provided at predetermined points on its circumference with suction and outlet ports ( 57 , 58 , 59 ) which have openings through the wall of the jacket tube that the inlet and Outlet lines ( 53 , 54 , 55 ) of the cylinder in the hollow shaft ( 51 ) extend partially in the axial direction thereof and then have a radially directed section which leads to openings in the peripheral surface of the hollow shaft ( 51 ) and which the openings in the peripheral surface of the Hollow shaft ( 51 ) in predetermined angular positions with respect to the casing tube ( 52 ) can be aligned with the openings formed therein.

8. Piston machine according to claim 6 or 7, characterized in that in the circumferential surface of the hollow shaft ( 51 ) at an angle to the longitudinal axis of the oblique grooves are formed for receiving sealing rings, which seals in this circumferential surface opening openings of the inlet and outlet lines separate from each other.