EP0644981B1

EP0644981B1 - Kolbenmaschine

Info

Publication number: EP0644981B1
Application number: EP93912894A
Authority: EP
Inventors: Manfred Max Rapp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: ES2109503T3; AU4323193A; DE59307216D1; DE4218847A1; EP0644981A1; US5681156A; WO1993025801A1; ATE157426T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
Eine ältere Kolbenmaschine ist aus der US-PS 18 64 699 bekannt. Die die Arbeitskammern begrenzenden Kammerflächen an der Umfangswand und am Kolben sind bei dieser Konstruktion jeweils aus mit einem Dichtelement in Form einer Dichtleiste in Eingriff stehenden zylinderabschnittförmigen Laufflächen und aus größeren ebenen Flächen zusammengesetzt. Bei Eingriff der Dichtleisten ergeben sich Kammern mit sehr großen Flächen, die im wesentlichen von den ebenen Flächenteilen bestimmt sind. Die Konstruktion ähnelt einer Hubkolbenmaschine ohne Pleuelstange.
Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist das wegen der Verwendung als Dampfmaschine angestrebte sehr große Verhältnis von Kammeroberlläche zu Kammervolumen, das für die Verwendung als Brennkraftmaschine oder Kompressor thermodynamisch außerordentlich ungünstig wirkt. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion auch der Verlauf der auf den Kolben wirkenden Kraft bei unterschiedlichen Kurbelwinkeln. Da sich die Kolbenfläche bei unterschiedlichen Kurbelwinkeln nur wenig ändert, bleibt die auf den Kolben wirkende Kraft fast konstant. Dies ist sowohl bei Verwendung als Brennkraftmaschine als auch insbesondere bei der Verwendung als Kompressor ungünstig, da die Kolbenbelastung extrem hoch wird. Ferner nachteilig ist der Winkel, in dem die resultierende auf den Kolben wirkende Kraft an der Kurbelwelle angreift. Günstig wären Winkel im Bereich 90°, die bei geringen Lagerbelastungen hohes Drehmoment erzielen. Bei der bekannten Konstruktion verläuft dieser Kraftangriffswinkel aber stets im wesentlichen senkrecht zu der größeren ebenen Fläche des Kolbens. Die Verhältnisse ähneln denen bei einem Hubkolben, bei dem die Kraft nur über einen sehr kleinen Kurbelwinkelbereich unter günstigem Angriffswinkel auf die Kurbel übertragen werden kann.
Aus der DE-A-1 551 119 ist eine gattungsgemäße Kolbenmaschine bekannt.
Bei dieser Konstruktion läuft bei kleiner werdender Kammer das die Kammer begrenzende Dichtelement des Kolbens über das die Kammer begrenzende Dichtelement der Umfangswand. Wenn die Kammer mit ihrem Volumen gegen Null läuft, laufen also auch ihre Oberflächen gegen Null. Daraus resultiert ein im wesentlichen konstantes Verhältnis von Kammeroberfläche zu Kammervolumen mit sehr guten thermodynamischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Wärmeverluste an den Oberflächen bei kleinem Kammervolumen, also bei maximaler Kompression. Es resultiert hieraus auch eine im wesentlichen konstante in den Kolben eingeleitete Kraft, da bei zunehmendem Kompressionsdruck die belastete Kolbenfläche immer kleiner wird. Überlastungen der Maschine auch bei höchster Kompression werden vermieden. Es lassen sich extrem hoch verdichtende Brennkraftmaschinen oder Kompressoren verwirklichen. Die auf den Kolben resultierende Kraft steht im wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Verbindungslinie der die Kammer begrenzenden Dichtelemente. Diese ändert ihren Winkel derart, daß die Richtung der resultierenden Kraft über einen sehr großen Kurbelwinkelbereich im wesentlichen senkrecht zur Kurbel steht, und zwar insbesondere bei größerem Kammervolumen. Daraus resultiert ein sehr ruhiger, gleichförmiger Lauf und bei Brennkraftmaschinen ein hohes Drehmoment. Durch die kompaktere Ausbildung der gebildeten Arbeitskammern wird außerdem eine kompaktere Ausbildung der Kolbenmaschine ermöglicht. Diese Vorteile addieren sich zu den Vorteilen dieser Konstruktionsart, die aufgrund des Parallelrotationsprinzipes schwingungsarm läuft und aufgrund der Möglichkeit der kompakten Anordnung mehrerer Kammern eine hohe Leistungsdichte und günstige Baukosten ermöglicht. Die Kolbenmaschine ist je nach Ausbildung als Saugpumpe, z.B. Vakuumpumpe, Kompressor oder als Expansionsmaschine verwendbar. Als Expansionsmaschine kann sie mit äußerer Verbrennung, z.B. als Dampfmaschine, oder mit innerer Verbrennung als Otto- oder Dieselmotor verwendet werden.
Nachteilig bei dieser Konstruktion ist die hier zwingend vorgeschriebene Lagerung der Kurbelzapfen in den "Köpfen", also konzentrisch innerhalb der Dichtelemente des Kolbens. Hierdurch werden zum einen die konstruktiven Möglichkeiten extrem eingeschränkt. Andere Ausbildungen als die dargestellte Vierkammerausbildung sind nicht oder nur unter erheblichen Problemen konstruierbar. Ferner zwingt die Lage der Kurbelzapfen in den "Köpfen" dazu, die Kurbelwellen in den Kammern anzuordnen. Dies führt zu erheblichen Abdichtungsproblemen. Die Kurbelwellen müssen in den Parallelwänden des Maschinengehäuses als Exzenterscheiben vorgesehen werden, die vom Kolben überlaufen werden. Neben den erheblichen Dichtungsproblemen ergeben sich auch Probleme mit der hohen thermischen Belastung der Dichtungen und der Lager, da die Kammern sowohl bei Verwendung als Expansionskammern einer Brennkraftmaschine als auch bei Verwendung als Kompressionskammern erhebliche Wärmemengen erzeugen, die diese eng benachbarten Dichtungs- und Lagerstellen belasten. Zu den Einschränkungen der Konstruktionsmöglichkeiten zählt insbesondere auch, daß die Dichtflächenradien stets größer sein müssen als der Kurbelzapfenradius. Dadurch ergeben sich wesentliche Einschränkungen hinsichtlich der Konstruktionsmöglichkeiten der Kammergeometrien. Bestimmte Verdichtungsverhältnisse lassen sich überhaupt nicht erreichen. Auch hinsichtlich der Konstruktion der Dichtelemente bestehen starke Beschränkungen. So sind diese lediglich, wie der Druckschrift entnehmbar, starr mit dem Kolben verbunden - nämlich als Kurbelzapfenlager - ausführbar. Abgefederte Dichtelemente, wie sie aus Gründen besserer Abdichtung zum Erreichen höherer Kompression erforderlich sind, sind hier nicht vorsehbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Kolbenmaschine zu schaffen, die bei verbesserten Konstruktionsmöglichkeiten insbesondere das Vorsehen wirkungsvollerer Dichtelemente ermöglicht und bei der thermische Belastungen bei Dicht- und Lagerstellen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind die Lagerzapfen im Kolben in einem zentralen Bereich angeordnet, in dem viel Platz zur Verfügung steht und die Lagerungen der Kurbelzapfen in weitgehend freier Konstruktionsgestaltung auch hinsichtlich der Anzahl der Kurbelzapfen - und somit der Kurbelwellen - angeordnet werden können. Dabei bleibt insbesondere im Bereich des anderen Endes der Lauffläche des Kolbens der angrenzende Teil des Kolbens frei von Kurbelwellen. Dort kann also der Kolben unabhängig von der Anbringungsnotwendigkeit von Kurbelzapien gestaltet werden. Die Lauffläche kann hier in beliebiger Weise enden und der die Lauffläche begrenzende Kolbenteil kann hier sehr schmal gestaltet werden, was der Konstruktion des den Kolben aufnehmenden Laufraumes zugute kommt. Insbesondere von Vorteil ist die Möglichkeit, an diesem Ende der Lauffläche ein Dichtelement vorzusehen, das unabhängig von einer hier nach dem Stand der Technik anzubringenden Kurbelzapfenlagerung gestaltet werden kann. Es sind daher sehr kleine Radien des Dichtelementes möglich und insbesondere auch die Ausbildung als abgefederte Dichtleiste zur Erhöhung der Gasdichtigkeit. Vorzugsweise ist der Kolben an beiden Enden der Lauffläche in der erfindungsgemäßen Weise frei von Kurbelzapfenlagern, so daß an beiden Enden der Lauffläche die Dichtelemente optimal frei gestaltbar und der Kolben sehr schmal konstruierbar ist. Die Verlagerung der Kurbelwellen gegenüber der gattungsgemäßen bekannten Konstruktion aus dem Bereich der Kammern hinaus ergibt sich aus der Verlagerung der Kurbelzapfen im Kolben, um deren Lagerung im Kolben an von den Enden der Laufllächen entfernter Stelle zu ermöglichen. Diese Verlagerung der Kurbelwellen aus den Kammern hinaus schafft den Vorteil, daß die Kurbelwellen nicht mehr vom Kolben überlaufen werden wie bei der bekannten Konstruktion. Sie müssen daher auch nicht als Exzenterscheiben ausgebildet sein, sondern können in üblicher Weise mit Kurbelarmen konstruiert sein. Abdichtungsprobleme und thermische Probleme bei der Kurbelwellenlagerung und bei der Kurbelzapfenlagerung werden wirksam vermieden. Darüber hinaus schafft die erfindungsgemäße Anordnung der Kurbelzapfen und der Kurbelwellen, wie die Ausführungsbeispiele zeigen, eine gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik, die nur für eine Vierkammeranordnung sinnvoll verwendbar ist, die Möglichkeit einer erheblichen Gestaltungsvielfalt mit einer weitgehend beliebigen und weitgehend beliebig anordenbaren Anzahl von Kammern in Einzel- und Doppelanordnung.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Diese Konstruktionsmöglichkeit erlaubt bei zylinderförmigen Laufflächen und zylinderförmigen Oberflächen der Dichtelemente besonders einfache Herstellbarkeit. Die vergrößerte Oberfläche der Dichtelemente führt unter anderem auch zu geringerem Verschleiß.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Die Variationsmöglichkeiten bei den Oberflächen der Dichtelemente sind überraschend vielfältig. Die Oberfläche eines Dichtelementes kann sehr klein sein, so daß das Dichtelement immer nahezu auf derselben Linie an seiner Gegenlauffläche anliegt. Die Oberflächen können vergrößert werden. Dann ergibt sich eine verbesserte, weil über die Oberfläche des Dichtelementes verteilte Laufabnutzung. Da bei vergrößerter Oberlläche des Dichtelementes sich die Gegenlauffläche entsprechend vergrößert, resultiert auch eine größere Kammer. Die Oberflächen der Dichtelemente können nach Anspruch 2 in ihrem Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein, jedoch sind auch andere gebogene Oberflächenausbildungen, insbesondere elliptische Formen möglich. Die bei Parallelrotation abfahrbaren Gegenlaufllächen eines solchen Dichtelementes weichen dann entsprechend der Exzentrizität der Oberfläche des Dichtelementes von der Kreisform ab. Ist die Oberfläche des Dichtelementes elliptisch, so ist auch die Gegenlauffläche elliptisch. Auf diese Weise sind vielfältige Kammerausbildungen möglich, die dem individuellen Zweck anpaßbar sind, beispielsweise als Expansionskammer, als Pumpenkammer oder als Kammer eines Niederdruck- bzw. Hochdruckkompressors. Die zu beiden Seiten eine Kammer begrenzenden Dichtelemente können von unterschiedlicher Größe oder auch von unterschiedlicher Formgebung sein. Beispielsweise kann eine Kammer so ausgebildet sein, daß sie auf einer Seite von einer sehr kleinen Dichtleiste mit Kreisquerschnittsoberfläche begrenzt wird, deren Gegenlauffläche im Querschnitt kreisförmig mit einem Radius ausgebildet ist, der nur etwas größer ist als der Kurbelradius. Die Dichtleiste auf der anderen Seite der Kammer kann elliptisch mit sehr großen Abmessungen ausgebildet sein und läuft auf einer elliptischen Gegenlauffläche, die nur unwesentlich größer ist als die Oberfläche des Dichtelementes. Auf diese Weise lassen sich eine große Vielzahl sehr unterschiedlicher Kammern ausbilden, die unterschiedlichen Zwecken angepaßt sind.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Die Dichtelemente können mit ihrer Symmetrieebene parallel zur Symmetrieebene der ihr benachbarten Lauffläche liegen, von dieser Winkelstellung aber auch abweichen. Sind sie, wie in Anspruch 4 angegeben, nach außen gekippt angeordnet, so ergibt sich eine Verlängerung der Gegenlauffläche und somit ein größeres maximales Kammervolumen bzw. ein größeres Kompressionsverhältnis.
Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Die Abdichtung der Kammern kann über Dichtelemente erfolgen, die als starre integrale Teile des Kolbens bzw. des Motorgehäuses ausgebildet sind. Dann können die Dichtelemente unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen aber nur in einem Spaltabstand zu ihrer Gegenlauffläche geführt werden, woraus sich Undichtigkeiten ergeben, die beispielsweise den maximalen Kompressionsdruck einer Kompressionskammer begrenzen. Für Niederdruckkompressoren kann dies aber ausreichen. Durch die Ausbildung der Dichtelemente als abgefederte Dichtleisten, wie dies aus dem Motorenbau allgemein bekannt ist, lassen sich höhere Dichtigkeitswerte und somit höhere Kompressionsdrücke erreichen.
Dabei sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen. Hiermit wird erreicht, daß die Dichtleisten allein oder zusätzlich zu Federkraft vom Gasdruck in der Kammer rückwärtig beaufschlagt werden. Die Dichtkraft der Dichtleisten hängt damit vom Kammerdruck ab und ist somit ständig dem erforderlichen Maß angepaßt.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen. Auf diese Weise kann das Springen bzw. Rattern der Dichtleisten besser unterdrückt werden.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 8 vorgesehen. Aus der benachbarten druckbeaufschlagten Kammer können unter Hochdruck stehende Gase unter den pilzförmig verbreiterten Teil der Dichtleiste greifen, um eine den Andruck erhöhende Kraftkomponente auf die Dichtleiste auszuüben. Dadurch werden die Dichtleisten mit erhöhtem Andruck, und zwar abhängig vom abzudichtenden Gasdruck angepreßt, wodurch ihre Dichtigkeit verbessert wird.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 9 vorgesehen. Überraschenderweise ergibt sich aus der Parallelrotation des Kolbens diese Möglichkeit eine am Kolben vorgesehene Lauffläche gleichzeitig mit zwei benachbarten Laufflächen der Umfangswand in Eingriff zu bringen. Es werden also gleichzeitig mit beiden Laufflächen der Umfangswand Kammern ausgebildet, von denen je nach Laufrichtung die eine als Kompressionskammer und die andere als Expansionskammer arbeitet. Hierdurch ergibt sich z.B. die Möglichkeit, eine selbstkomprimierende Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der stets die eine Kammer Luft komprimiert, die nach externer oder interner Gemischbildung in der anderen Kammer verbrannt werden kann. Die bei einer solchen Brennkraftmaschine vorgesehene Trennung zwischen Kompressionskammer und Expansionskammer ergibt kühltechnische Vorteile mit besseren Teilwirkungsgraden des Motors. Nach Ende der Expansion öffnet sich der Brennraum, und die heißen Gase werden sofort mit Frischluft in den Niederdruckauslaß geblasen. Durch diesen Spülvorgang werden die Restkohlenwasserstoffe nachverbrannt, so daß die Schadstoffemission erheblich geringer ist als bei anderen Verbrennungsmotoren. Die Expansionskammer kann auch als Saugpumpe, z.B. als Vakuumpumpe verwendet werden. Es entsteht eine Kolbenmaschine, bei der die Kompressionskammer Druckluft liefert, während die Expansionskammer als Vakuumpumpe arbeitet. Eine solche Kolbenmaschine kann bei bestimmten Fertigungsprozessen vorteilhaft sein, bei denen gleichzeitig Druckluft und Vakuum erforderlich ist.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 10 vorgesehen. In weitgehend beliebigen, im wesentlichen nur vom Platzbedarf bestimmten Winkeln können über den Umfang eines größeren Motors verteilt mehrere Kammeranordnungen vorgesehen sein, jeweils mit einer am Kolben vorgesehenen Lauffläche und ein oder zwei an der Umfangswand vorgesehenen Laufflächen. Damit läßt sich beispielsweise ein Kompressor mit mehreren parallel arbeitenden Kammern oder eine Brennkraftmaschine mit mehreren Expansionskammern oder mit einer beispielsweise gleichen Anzahl von Expansions- und Kompressionskammern vorsehen. Eine nur beispielsweise hervorgehobene interessante Möglichkeit besteht in der Vorsehung eines selbstangetriebenen Kompressors mit beispielsweise einer als Brennkraftmaschine arbeitenden Expansionskammer und mehreren von dieser angetriebenen Kompressionskammern.
Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 11 vorgesehen. Auf diese Weise läßt sich in beispielsweise von Wankelmotoren her bekannter Weise durch Mehrscheibenausbildung der Maschine die Leistung entsprechend der Anzahl paralleler Scheiben erhöhen. Durch Winkelversatz der Kurbeln und/oder Winkelversatz der Laufflächen in den Scheiben läßt sich der Gleichförmigkeitsgrad der Maschine verbessern und lassen sich Möglichkeiten schaffen, bei Ausbildung als Brennkraftmaschine unter Ausnutzung des Winkelversatzes zwischen den Scheiben Kompressionskammern der einen Scheibe unmittelbar, und zwar ohne Druckzwischenspeicherung, Expansionskammern der anderen Scheibe beaufschlagen zu lassen.
Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 12 vorgesehen. Bei dem gattungsgemäßen Konstruktionsprinzip, bei dem die Kammern stets nur entweder als Kompressionskammer oder als Expansionskammer arbeiten, sind in den Hochdruckkanälen stets Ventile erforderlich. Diese können vorteilhaft als synchron zum Kolbenlauf gesteuerte Ventile ausgebildet sein, beispielsweise in Form von Hubventilen oder in Form von Drehschiebern.
Vorteilhaft können die Ventile von Kompressionskammern gemäß Anspruch 13 auch als Einwegventile, beispielsweise als federbelastete Flatterventile ausgebildet sein, wobei ihre Federbelastung den gewünschten Maximaldruck vorgibt.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 14 vorgesehen. Die gemeinsame Lagerung zweier Kurbelwellen am Kolben ergibt bereits eine Winkelsynchronisierung, die aber sehr spielempfindlich ist und zum Verklemmen führen kann. Die Spielabhängigkeit hängt aber von der Anzahl der Kurbelwellen ab, so daß bei mehr als zwei Kurbelwellen diese Synchronisierung allein ausreichen kann. Eine vollständig exakte Synchronisierung ergibt sich bei äußerer Koppelung der Kurbelwellen über Getriebesätze, so daß dann zwei Kurbelwellen zur Lagerung eines Kolbens ausreichen, ohne daß Klemmgefahr besteht.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 15 vorgesehen. Ein derartig gestalteter Kolben wird bei seiner Bewegung durch Kontakt mit dem im Laufraum befindlichen Gas gekühlt. Der Kolben kann zu diesem Zweck mit Rippen oder mit von Gas durchspülten Durchbrechungen versehen sein.
Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 16 vorgesehen. Da der Kolben auf mindestens zwei Kurbeln gelagert ist, reicht eine einseitige Lagerung unter Umständen aus und führt zu wesentlicher Konstruktionsvereinfachung und kompakterer Ausbildung der Maschine.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: im Schnitt in der Achse einer der Kurbelwellen gemäß Linie 1 - 1 in Fig. 2 eine erfindungsgemäße Zweischeibenbrennkraftmaschine,
Fig. 2: einen Schnitt nach Linie 2 - 2 in Fig. 1,
Fig. 3 - 9: Darstellungen gemäß Fig. 2 in aufeinanderfolgenden Winkelstellungen des Kolbens,
Fig. 10 - 15: in Ansicht entsprechend Fig. 2 unterschiedliche Kolbenvarianten verschiedener Ausführungsformen,
Fig. 16: eine zur Verdeutlichung vergrößerte Darstellung des oberen Teiles der Fig. 2,
Fig. 17: eine Darstellung entsprechend Fig. 16 einer Ausführungsvariante mit unterschiedlich großen Dichtleisten,
Fig. 18: eine Darstellung entsprechend Fig. 17 mit schräggestellter Dichtleiste,
Fig. 19: einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine Kolbenmaschine mit zwei kleineren und einer sehr großen Kammer,
Fig. 20: im Schnitt gemäß Fig. 2 eine weitere Variante einer Kolbenmaschine mit zylinderförmigen und elliptischen Laufflächen.

Anhand der Fig. 1, 2 und 3 sowie insbesondere der vergrößerten Darstellung der Fig. 16 wird zunächst die Grundkonstruktion des dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es handelt sich dabei um eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse 1, das aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung einstückig dargestellt ist, das in praktischer Ausführung aber zu Montagezwecken mehrstückig, beispielsweise scheibenartig geteilt auszuführen ist. In dem Gehäuse sind zwei parallele identische Kurbelwellen 2, 2' gelagert, von denen die Kurbelwelle 2' in Fig. 3 sichtbar ist. Die Kurbelwellen durchsetzen zwei scheibenartig hintereinander angeordnete Laufräume 3, 3', von denen der Laufraum 3 im Schnitt der Fig. 2 geöffnet zu sehen ist.
Die Kurbelwellen 2, 2' weisen in jedem Laufraum Kurbeln 4 auf, auf deren Kurbelzapfen 5 in jedem der Laufräume 3, 3' ein Kolben 6, 6' gelagert ist.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Kurbelwellen 2, 2' hinsichtlich ihrer Kurbeln für den dargestellten Kolben 6 identisch ausgebildet, und zwar insbesondere mit gleichem Kurbelradius und auch mit identischer Winkelstellung. Die Kurbelwellen laufen also winkelsynchron um. Dazu sind an einem oder beiden Kurbelwellenenden entsprechende, mit Zahnrädern versehene Getriebesätze 7, 7' vorgesehen. Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Kurbelwelle 2 an ihrem am Getriebesatz 7 liegenden Ende die Stirnwand des Gehäuses 1 durchsetzt und dort eine beispielsweise vorgesehene Triebscheibe 8 trägt. Der Getriebesatz 7' treibt eine Abtriebswelle 8'.
Die Fig. 2 bis 9 zeigen, daß durch die Lagerung des Kolbens 6 auf den Kurbelzapfen 5 der beiden winkelsynchron gekoppelten Kurbelwellen 2, 2' der Kolben eine Umlaufbahn ausführt, die, wie in mehreren aufeinanderfolgenden Umlaufphasen in den Fig. 2 bis 9 dargestellt, als Parallelrotation bezeichnet werden kann. Der Kolben steht in allen Winkelstellungen der Kurbelwellen parallel zu seinen übrigen Stellungen. Jeder Punkt des Kolbens vollführt dabei eine Rotation mit dem Radius der Kurbeln 4, jedoch jeweils um einen eigenen Mittelpunkt. Es können daher auch mehr als zwei Kurbelwellen zur Lagerung eines Kolbens dienen, wie Fig. 13 in einer Ausführungsvariante eines Kolbens zeigt, der auf den Kurbelzapfen dreier winkelsynchron gekoppelter Kurbelwellen läuft.
Anhand von Fig. 2 wird zunächst die Konstruktion weiter erläutert. Der Laufraum 3 ist von Parallelflächen 9, die senkrecht zu den Kurbelwellen 2, 2' stehen, sowie von einer Umfangswand 10 begrenzt, welche überall senkrecht zu den Parallelwänden 9 steht.
In der Umfangswand 10 ist eine Lauffläche 11 vorgesehen, die in Form eines Halbzylinders ausgebildet ist im Schnitt der Fig. 2, also halbkreisförmig. An einer Stelle des Kolbens 6 ist als Dichtelement eine Dichtleiste 12 angeordnet, die bei der Parallelrotation des Kolbens 6, wie dies die Fig. 2 bis 9 zeigen, einen Kreis beschreibt, auf dessen oberer Hälfte sie in Kontakt mit der Lauffläche 11 gleitet.
An dem in Fig. 2 rechts gelegenen Ende der Lauffläche 11 ist an der Umfangswand 10 als weiteres Dichtelement eine Dichtleiste 13 angeordnet. Dieser zugeordnet ist eine Lauflläche 14 im Kolben 6, die ebenfalls Halbzylinderform aufweist mit demselben Radius der Lauffläche 11. Zieht man gedachte Verbindungslinien durch die Endpunkte der Lauffläche 11 sowie durch die Endpunkte der Lauffläche 14 und vergleicht diese Verbindungslinien in den Umlaufphasen der Fig. 2 bis 9, so ist zu erkennen, daß diese Verbindungslinien stets zueinander parallel stehen.
Durch Vergleich der aufeinanderfolgenden Phasen der Fig. 2 bis 9 sieht man ferner, daß in der Kurbelwinkelstellung der Fig. 8 gleichzeitig die Dichtleiste 12 des Kolbens 6 mit dem in den Figuren links liegenden Beginn der Lauflläche 11 der Umfangswand in Eingriff kommt und die Dichtleiste 13 mit der am Kolben ausgebildeten Lauffläche 14 in Eingriff gelangt. Die Dichtleisten 12, 13 gleiten sodann (Fig. 9, 2, 3) an ihren Gegenlaufflächen 11, 14 bis zum jeweils gegenüberliegenden Ende der Lauffläche, bis sie, wie Fig. 4 zeigt, aneinander laufen. Sodann gelangen die Dichtflächen außer Eingriff, wie die Fig. 5 bis 7 zeigen. Bei Fig. 8 beginnt ein erneuter Eingriff.
Zwischen den Laufflächen 11 und 14 bildet sich also eine allseitig umschlossene Kammer aus, die begrenzt wird von den Parallelflächen 9 sowie den Laufflächen 11 und 14. Diese Kammer wird von den Dichtleisten 12 und 13 abgedichtet sowie zusätzlich von in den Seitenflächen des Kolbens 6 vorgesehenen kreisförmig angeordneten Seitendichtstreifen 15, die gegenüber den Parallelflächen 9 abdichten.
Diese durch Eingriff der Laufflächen 11 und 14 gebildete Kammer, die im folgenden als Kammer 11.14 bezeichnet wird, verändert bei Umlauf der Kurbelwellen 2, 2' gemäß Abfolge der Fig. 2 bis 9, also im Uhrzeigersinn, ihr Volumen. In Fig. 7 ist die Kammer 11.14 offen. Sie schließt sich bei Fig. 8 mit maximalem Volumen, das sich errechnet aus dem Abstand der Parallelflächen 9 sowie im wesentlichen einem Kreisquerschnitt mit dem Umlaufradius der Kurbelzapfen 5. Folgt man den Fig. 9, 2, 3 und 4, so sieht man, daß sich die Kammer 11.14 bis im wesentlichen auf Null verkleinert und sodann, wie Fig. 5 zeigt, wieder öffnet, um sich bei Fig. 8 wieder zu schließen.
Bei der Kammer 11.14 handelt es sich bei der dargestellten Umlaufrichtung der Kurbelwellen im Uhrzeigersinn um eine Kompressionskammer. In geöffneter Stellung (Fig. 5 bis 7) steht sie mit dem Laufraum 3 in Verbindung und kann Gas geringen Druckes aufnehmen, das beispielsweise durch einen Niederdruckeinlaßkanal 16 im Gehäuse 1 zuströmt. Beim Umlauf gemäß den Fig. 8, 9, 2 und 3 wird das Gas in der Kammer 11.14 komprimiert und schließlich durch einen Hochdruckauslaßkanal 17, dessen Öffnung in der Parallelwand in den Fig. 2 bis 9 dargestellt ist, mit stark erhöhtem Druck ausgestoßen.
Wie die Fig. 2 bis 9 zeigen, ist seitlich neben der bisher beschriebenen Lauffläche 11 in der Umfangswand 10 eine weitere Lauflläche 18 angeordnet, die spiegelsymmetrisch zur Dichtleiste 13 identisch mit der Lauffläche 11 ausgebildet ist. Die linken und rechten Endpunkte der Laufflächen 11 und 18 und der gemeinsame mittlere Endpunkt liegen auf einer Linie. An dem der Dichtleiste 12 gegenüberliegenden Ende der Lauffläche 14 des Kolbens 6 befindet sich eine weitere identische Dichtleiste 19.
Vergleicht man die Umlaufphasen des Kolbens 6 gemäß den Fig. 2 bis 9, so erkennt man, daß immer dann, wenn in der Kammer 11.14 die Dichtleiste 12 auf der Lauffläche 11 läuft und gleichzeitig die Dichtleiste 13 auf der Lauffläche 14 läuft, auch die Dichtleiste 19 in Eingriff mit der Lauflläche 18 auf dieser abläuft. Gleichzeitig zur Kammer 11.14 wird also auch eine bei gleicher Terminologie als Kammer 18.14 bezeichnete Kammer gebildet, die jedoch eine Volumenveränderung in umgekehrter Richtung wie die Kammer 11.14 erfährt. Wenn die Kammer 11.14 beim Umlauf des Kolbens 6 ihr Volumen verringert, wird gleichzeitig bei der Kammer 18.14 das Volumen vergrößert. Die Kammer 18.14 bildet daher eine Expansionskammer, die zunächst (Fig. 5 bis 7) geöffnet ist, bei Fig. 8 mit Minimalvolumen beginnt und sodann bis Fig. 4 ihr Volumen zum maximalen Volumen vergrößert, um dann (Fig. 5) zu öffnen und bei Fig. 8 erneut zu schließen.
In der Kammer 18.14 mündet ebenfalls ein Hochdruckeinlaßkanal 20, der im Gegensatz zum Hochdruckauslaßkanal 17 jedoch nicht zum Auslaß komprimierten Gases, sondern zum Einlaß komprimierten Gases vorgesehen ist, das beim Arbeitsspiel der Kammer 18.14 entspannt wird.
Die insoweit beschriebene Konstruktion kann als Brennkraftmaschine verwendet werden, die ersichtlich nach dem Eintaktprinzip arbeitet, da sie für ein komplettes Arbeitsspiel nur 180° Kurbelwellenwinkel benötigt.
In der Kammer 11.14 wird durch den Niederdruckeinlaßkanal 16 einströmende Luft eingeschlossen, komprimiert und durch den Hochdruckauslaßkanal 17 einem nicht dargestellten Druckspeicher zugeführt. Aus diesem wird die komprimierte Luft durch den Hochdruckeinlaßkanal 20 zu einem Zeitpunkt geringen Kammervolumens der Kammer 18.14 oder durch den Hochdruckeinlaßkanal 20' der Kammer 18'.14' zugeführt und dort zur Explosion gebracht. Dazu wird Brennmittel, z.B. Benzin oder Dieselkraftstoff mit nicht dargestellten Einspritzeinrichtungen zugeführt, z.B. in Form einer Saugrohreinspritzung in den Hochdruckeinlaßkanal oder in Form einer Direkteinspritzung direkt in die Kammer. Es kann in der dargestellten Stufenbohrung 21 eine Zündkerze oder Einspritzdüse angeordnet sein. Nach Expansion und Öffnen der Kammer 18.14 kann das verbrannte Gas aus einem dem Niederdruckeinlaßkanal 16 gegenüberliegenden Niederdruckauslaßkanal 22 entweichen.
Abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Anordnung kann beispielsweise in einer einfacheren Ausführung die Expansionskammer 18.14 und die Kompressionskammer 11'.14' weggelassen werden. Es sind dann immer noch eine Kompressionskammer 11.14 und eine Expansionskammer 18'.14' vorhanden, die in der zuvor beschriebenen Weise zusammenarbeiten können.
Die Brennkraftmaschine kann auch nach dem Dieselprinzip arbeiten. Dann ist in der Stufenbohrung 21 eine Einspritzdüse vorzusehen, die komprimiert der Kammer 18.14 zugeführter Luft zum Zeitpunkt geringen Kammervolumens Brennstoff einspritzt. Da mit den dargestellten Kammern 11.14 und 18.14 sehr große Volumenveränderungen erreichbar sind, kann mit der Kammer 11.14 ohne weiteres Luft auf den erforderlichen Druck von beispielsweise 30 - 60 bar gebracht werden.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Hochdruckkanäle 17 und 20 in unmittelbarer Umgebung der zwischen den Kammern 11.14 und 18.14 liegenden, an der Umfangswand 10 vorgesehenen Dichtleiste 13 angeordnet, also im Bereich jeweils minimalen Kammervolumens.
Die Niederdruckkanäle 16 und 22, die zum Einlaß und Auslaß dienen, liegen gegenüber jeweils in dem Bereich, in dem die zugehörigen Kammern 11.14 und 18.14 Gas aufnehmen bzw. abgeben sollen. Durch die Rotation des Kolbens 6 im Uhrzeigersinne wird eine Spülung vom Niederdruckeinlaßkanal 16 zum Niederdruckauslaßkanal 22 begünstigt, so daß Vermischungen von Frisch- und Abgas vermieden werden.
Die Hochdruckkanäle 17 und 20 müssen Ventile aufweisen, die im Falle der Kompressionskammer 11.14 bei maximaler Kompression zum Auslaß des hochgespannten Gases geöffnet und im Falle der Expansionskammer 18.14 nach Einlaß des hochgespannten Gases schließen müssen. Es können dazu synchron zum Umlauf der Kurbelwellen 2, 2' gesteuerte Ventile vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 1 Drehschieber 23, 23' die vom jeweiligen Getriebesatz 7, 7' synchron zu den Kurbelwellen angetrieben sind und die Hochdruckkanäle, die im Schnitt der Fig. 1 nicht zu sehen sind, steuern. Im Falle einer Kompressionskammer können dazu auch jeweils in Gasrichtung durchlässige Einwegventile vorgesehen sein, die beispielsweise als federbelastete Flatterventile ausgebildet sind.
Anhand der Fig. 3 und insbesondere Fig. 16 sollen die Dichtleisten 12, 13 und 19 in ihrem Aufbau beschrieben werden. Sie sind im wesentlichen identisch ausgebildet und werden am Beispiel der Dichtleiste 13 im einzelnen beschrieben.
Die Dichtleiste 13 besitzt eine im Querschnitt kreisförmige Oberfläche 24, deren Mittelpunkt 25 auf einem Radius zum Mittelpunkt 26 der Lauffläche 11 steht, der dem Radius der Kurbelzapfen 5 der Kurbelwellen 2, 2' entspricht. Der Radius der Oberfläche 24 der Dichtleiste 13, bezogen auf ihren Mittelpunkt 25, muß zum Umlaufradius der Kurbelzapfen 5 addiert werden, um den Radius der Lauffläche 11, bezogen auf ihren Mittelpunkt 26, zu ergeben. Der Radius der Lauffläche 14 des Kolbens ist identisch mit dem der Lauffläche 11. Das gleiche gilt für die bereits beschriebene Lauffläche 18. Beim Gleiten der Dichtleisten auf ihren jeweiligen Gegenlaufflächen, also Dichtleiste 12 auf Gegenlauffläche 11, Dichtleiste 13 auf Gegenlauffläche 14 und Dichtleiste 19 auf Gegenlauffläche 18, sieht man im Ablauf der Fig. 2 bis 9, daß die Dichtleisten mit sich ständig ändernder Anlagelinie an den Gegenlaufflächen ablaufen, die sich jeweils als Hüllkurve des Umlaufes einer Dichtleiste bei Parallelrotation des Kolbens 6 ergeben.
Die untereinander im wesentlichen identisch ausgebildeten Dichtleisten 12, 13 und 19 sind, wie in Fig. 3 und 16 am Beispiel der Dichtleiste 13 erläutert, mit einem Schieber 27 in einer Schiebeführung verschiebbar gelagert und bilden an ihrem der Oberfläche 14 gegenüberliegenden Ende einen Kolben 28 aus, der in einem Zylinder mit Räumen 29 und 30 gleitet. In beiden Räumen 29 und 30 sind den Kolben 28 von oben und unten beaufschlagende Federn vorgesehen (in Fig. 16 schematisch mit Wellenlinien angedeutet), die die Dichtleiste in definierter Mittelstellung halten. Der außerhalb des Kolbens 28 gelegene Raum 30 kann in bevorzugter Ausführungsform mit einer nicht dargestellten Bohrung mit einer der benachbarten Kammern verbunden sein, um von dieser mit Hochdruckgas beaufschlagt zu werden, welches die Dichtleiste mit zusätzlicher Vorspannung zur dichtenden Anlage an ihre Lauffläche drückt. In Fig. 17 ist eine solche Bohrung 100 gestrichelt dargestellt. Sie dient zur Gasbeaufschlagung der Dichtleiste 120.
Die insoweit beschriebene Konstruktion ist als Brennkraftmaschine mit Kompressionskammer 11.14 und Expansionskammer 18.14 lauffähig. In den Fig. 1 bis 9 ist jedoch ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem diese Kammeranordnung doppelt in symmetrischer Lage zu den Kurbelwellen 2, 2' vorgesehen ist. Symmetrisch gegenüberliegend zu den Kurbelwellen 2, 2' sind zu den bereits erläuterten Kammern 11.14 und 18.14 zwei Kammern vorgesehen, die mit identischen Bezugszeichen, jeweils mit Beistrich versehen, bezeichnet sind. Die Lage der Laufflächen 11' und 18' ist, wie Fig. 2 zeigt, gegenüber den Laufflächen 11 und 18 vertauscht, da entsprechend der Umlaufrichtung des Kolbens 6 im Uhrzeigersinn die Kammer 11'.14' eine Kompressionskammer entsprechend der Kammer 11.14 ist, während die Kammer 18'.14' eine Expansionskammer ist. Entsprechend ist auch die Läge der zu- und abführenden Niederdruckkanäle 16', 22' sowie der Hochdruckkanäle 17'und 20' vertauscht.
Die insgesamt in den Fig. 1 bis 9 dargestellte Konstruktion bildet also eine Brennkraftmaschine aus, die pro Scheibe zwei Kompressionskammern und zwei Expansionskammern, insgesamt also vier Kompressions- und vier Expansionskammern aufweist. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Kurbeln 4 der Kurbelwellen in den Laufräumen 3 und 3' zueinander winkelversetzt. Die Kolben 6, 6' laufen also mit Phasenversatz. Dadurch ist beispielsweise erreichbar, daß die Kompressionskammern der einen Scheibe zu einem Zeitpunkt Hochdruckgas abgeben, in dem die Expansionskammern der anderen Scheibe Hochdruckgas benötigen.
In nicht dargestellter Ausführung kann eine Brennkraftmaschine auch mehr als die zwei dargestellten Scheiben aufweisen.
In nicht dargestellter Ausführung kann auch in einer Scheibe beispielsweise nur eine Doppelkammeranordnung mit Kammern 11.14 und 18.14 vorgesehen sein. Ein entsprechender Kolben mit nur einer Lauffläche 14 ist in Fig. 10 dargestellt. In weiter vereinfachter Ausführung kann für den in Fig. 10 dargestellten Kolben mit nur einer Lauffläche 14 auch nur eine Gegenlauffläche, beispielsweise die Lauffläche 11 in der Umfangswand 10 vorgesehen sein. Es handelt sich dann um einen reinen Kompressor, der fremd angetrieben werden muß und der pro Scheibe nur eine Kompressionskammer aufweist. In entsprechender Ausführung, wie in Fig. 2 gezeigt, kann ein solcher reiner Kompressor pro Scheibe auch zwei Kompressionskammern (jedoch keine Expansionskammern) aufweisen.
In anderer Ausführungsform können beispielsweise in einer Scheibe nur Expansionskammern und in einer anderen Scheibe nur Kompressionskammern vorgesehen sein. Wie diese wenigen Beispiele zeigen, bietet die Erfindung einen erheblichen Variationsspielraum.
So kann beispielsweise ein Kompressor mit Eigenantrieb derart ausgebildet sein, daß beispielsweise in den in Fig. 1 dargestellten zwei Scheiben nur in einer Scheibe eine Expansionskammer vorgesehen ist, die den Kompressor nach dem Brennkraftprinzip antreibt, jede Scheibe aber zwei Kompressionskammern aufweist. Wie Berechnungen zeigen, reicht eine Expansionskammer zum Antrieb von vier Kompressionskammern aus.
Am Umfang eines Laufraumes können auch mehr als zwei Kammeranordnungen vorgesehen sein, die jeweils entweder aus einer Expansionskammer oder einer Kompressionskammer oder einer Expansions- und einer Kompressionskammer bestehen können. Dies zeigen die Darstellungen der Figuren 10 bis 15.
Fig. 10 zeigt einen Kolben mit nur einer Lauffläche 14, mit dem eine Einfach- oder Doppelkammeranordnung vorsehbar ist. Fig. 13 zeigt einen Kolben mit drei Laufflächen für drei derartige Kammeranordnungen. Fig. 11 zeigt zum Vergleich den in den Fig. 1 bis 9 beschriebenen Kolben für zwei derartige Kammeranordnungen.
Fig. 12 zeigt einen Kolben mit zwei Laufflächen, die jedoch, wenn man mit Fig. 11 vergleicht, schräg zur Verbindungslinie der Kurbelwellen angeordnet sind. Die Fig. 14 und 15 zeigen auf, daß ohne weiteres größere Zahlen von Kammeranordnungen möglich sind. Die geometrischen Verhältnisse müssen lediglich vom Platzbedarf her berücksichtigt werden. Die Parallelrotationsbewegung des Kolbens macht eine weitgehend beliebig große Anzahl von Kammeranordnungen pro Kolben möglich.
In Fig. 10 ist in der Lauffläche 14 des dargestellten Kolbens der Mittelpunkt der Lauffläche als Kreuzung der in diesem Punkt angelegten Tangente T und der dazu Senkrechten S markiert. Die beiden Linien T und S bilden die vier mit den römischen Ziffern I, II, III und IV bezeichneten Quadranten. Wie Fig. 10 zeigt, liegen die beiden Kurbelzapfen 5 im Kolben von der durch die Lauffläche 14 bildbaren Kammer entfernt auf der anderen Seite der Linie T, also im zentralen Teil des Kolbens. An beiden Enden der Lauflläche 14 läßt sich der Kolben, wie dargestellt, sehr schmal ausbilden und mit abgefedert gelagerten Dichtleisten mit kleinen Dichtleistenradien. Auf etwa hier anzuordnende Kurbelzapfeulager braucht bei der Konstruktion des Kolbens im Bereich der beiden Enden der Lauffläche 14 keine Rücksicht genommen zu werden.
Die Ausführungsvarianten der Fig. 11 bis 15 zeigen erkennbar für jede der bei diesen vorhandene Lauffläche 14 dieselben geometrischen Verhältnisse in bezug auf die Anordnung der Lagerungen der Kurbelzapfen 5. Diese geometrischen Verhältnisse gelten auch für die übrigen in den Fig. 1 bis 18 dargestellten Kolbenkonstruktionen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 12 ist noch zu beachten, daß bei dieser die von den Laufflächen 14, 14' des Kolbens auf die Kurbelzapfen 5 ausgeübten Kräfte in anderem Winkel als bei der Ausführungsform der Fig. 2 bis 9 und 11 einwirken. Dies kann auch auf andere Weise erreicht werden.
So kann bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform die Kammeranordnung mit den Kammern 11.14 und 18.14 zur Verbindungslinie der Kurbelwellen 2, 2' schräg gekippt angeordnet sein. Die Verbindungslinie der Dichtleisten 12 und 19 des Kolbens 6 liegt dann also schräg zur Verbindungslinie der Kurbelwellen 2, 2'. Entsprechend sind die Laufflächen 11 und 14 derart schräg gekippt anzuordnen, daß die Verbindungslinie ihrer Endpunkte parallel zur Verbindungslinie der Dichtleisten 12 und 19 des Kolbens 6 steht. Auch auf diese Weise läßt sich die Einleitung der in den Kammern entstehenden Kräfte in die Kurbeln unter optimierten Winkeln gestalten. Derselbe Effekt günstigerer Krafteinleitung in die Kurbeln läßt sich auch durch Vergrößerung des Kurbelwellenabstandes bei ansonsten gleichbleibender Geometrie der Kammern erreichen.
Fig. 17 zeigt eine Ausführungsvariante, deren Unterschiede zur vorbeschriebenen Konstruktion im Vergleich mit Fig. 16 zu erken nen sind. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Abweichend von der in Fig. 16 dargestellten Ausführungsform ist die am linken Ende der Lauffläche 14 des Kolbens 6 sitzende Dichtleiste 120 stark vergrößert, wie der Vergleich mit der Dichtleiste 12 der Konstruktion gemäß Fig. 16 zeigt. Im Ausführungsbeispiel ist sie in ihrem Radius, also in ihren Gesamtabmessungen, verdoppelt.
Entsprechend ist die linke stationäre Lauffläche 110 gegenüber der gestrichelt dargestellten Lauffläche 11, die derjenigen der Konstruktion der Fig. 16 entspricht, vergrößert. Der Mittelpunkt der ursprünglichen Lauffläche 11 lag bei 26. Der Mittelpunkt der neuen Lauffläche 110 liegt bei 260. Ersichtlich ist die Vergrößerung nach links asymetrisch, wie die seitliche Verschiebung der Mittelpunkte 26 bzw. 260 zeigt. Dies ergibt sich daraus, daß die Dichtleiste 120 nicht nur in ihrem Radius verdoppelt, sondern auch entsprechend mit ihrem Mittelpunkt von 25 nach 250 seitlich versetzt ist. Daraus ergibt sich eine Form der neuen Lauffläche 110, die nach links und oben erweitert ist, am rechten Ende zur Dichtleiste 13 hin aber in die ursprüngliche Lauffläche 11 übergeht.
Ansonsten ist die Konstruktion völlig unverändert, also insbesondere hinsichtlich der gesamten Geometrie der Kurbelwellen, des Kolbens 6, dessen Lauffläche 14 und der Lauffläche 18 der rechts gelegenen stationären Kammer 18.14.
Die neu gebildete vergrößerte Kammer 110.14 zeichnet sich gegenüber der ursprünglichen Konstruktion gemäß Fig. 16 durch ein um im Ausführungsbeispiel 25 % vergrößertes maximales Volumen und entsprechend vergrößertes maximales Kompressionsverhältnis aus. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Gesamtkonstruktion unverändert. Der Ablauf in den einzelnen Phasen entsprechend den Fig. 2 bis 9 ist unverändert.
Die vergrößerte Dichtleiste 120 kann auch mit anderen Maßen abweichend von den Dichtleisten 13 und 19 gestaltet sein, beispielsweise noch größer oder etwas kleiner. Die neue Lauffläche 110 ist in ihrem Umfang entsprechend anzupassen.
Mit dieser Konstruktion ist es möglich, ohne Veränderung der sonstigen Geometrie bei der Doppelkammeranordnung 18.14, 110.14 die beiden Kammern unterschiedlich groß zu gestalten. Sieht man die Anordnung spiegelsymmetrisch rechts/links vertauscht vor, also mit vergrößerter Dichtleiste 19, so wäre die rechte Kammer größer als die linke. Es ist natürlich auch möglich, beide Dichtleisten 120 und 19 des Kolbens 6 abweichend von der an der Umfangswand 10 stationär vorgesehenen Dichtleiste 13 auszubilden, entweder beide gleich oder auch untereinander unterschiedlich. Dann würde die Lauffläche 14 des Kolbens unverändert bleiben. Beide stationären Laufflächen 11 und 18 wären aber entsprechend zu verändern.
Fig. 18 zeigt eine Variante der Konstruktion der Fig. 17 in gleicher Darstellung. Übereinstimmende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Bezugszeichen geänderter Teile wurden ebenfalls beibehalten, jedoch mit einem Beistrich versehen.
Wie man sofort sieht, bezieht sich die Änderung auf die am linken Ende der Kammer 110'.14, also am linken Ende der Lauffläche 14 des Kolbens 6 gelegene Dichtleiste 120'.
Betrachtet man zum Vergleich noch einmal die vergrößerte Dichtleiste 120 der Fig. 17, so sieht man, daß diese ebenso wie die am rechten Ende der Lauffläche 14 des Kolbens gelegene Dichtleiste 19 mit ihrer Symmetrieebene genau parallel zur Symmetrieebene der ihr benachbarten Lauffläche 14 liegt. Daraus ergibt sich, wie Fig. 17 zeigt, ein maximaler Umfangswinkel der Gegenlauffläche 110 der Kammer von etwa 180°. Auch bei der gestrichelt dargestellten kleineren Dichtleiste 12 kann die entsprechende kleinere Gegenlauffläche 11 nur über etwa 180° befahren werden. Dadurch ist die maximale Kammergröße, die in Fig. 17 dargestellt ist, beschränkt.
In Fig. 18 ist dargestellt, daß dort die vergrößerte Dichtleiste 120' mit ihrer strichpunktiert dargestellten Symmetrieebene unter einem Schrägwinkel α gegenüber der ebenfalls mit strichpunktierter Linie dargestellten Symmetrieebene der ihr benachbarten Lauffläche 14 angeordnet ist. Zusätzlich ergibt der Vergleich mit Fig. 17, daß die Kreissektoroberfläche der Dichtleiste 120' über einen etwas größeren Winkelbereich ausgebildet ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Dichtleiste 120' über einen ebenfalls um a vergrößerten Winkelbereich über 180° hinaus in Anlage an der entsprechend verlängerten Gegenlauffläche 110' zu führen. Dadurch kann das maximale Kammervolumen, wie der Vergleich der Fig. 17 und 18 zeigt, noch einmal erheblich vergrößert werden ohne Änderung der Kurbelwellen.
Insbesondere kann, wie Fig. 18 zeigt, wiederum die linke Kammer 110'.14 stark vergrößert werden, während die rechte Kammer 18.14 klein gehalten ist, da bei ihr die Dichtleiste 19 unter 90° angeordnet ist und außerdem eine wesentlich kleinere Oberfläche ihres Kreissektors aufweist.
In Fig. 18 ist innerhalb der vergrößerten Dichtleiste 120' auch die kleinere Dichtleiste 12' unter demselben Winkel dargestellt (gestrichelt). Auch hier ergibt sich durch die andere Winkelanordnung eine entsprechend vergrößerte Gegenlauftläche 11' mit entsprechender Kammervergrößerung.
Die Dichtigkeit einer Dichtleiste kann verbessert werden, beispielsweise bei der Dichtleiste 120 der Fig. 17, wenn das Abheben verhindert wird. Zum Abheben kommt es zumeist, wenn bei Störungen des glatten Laufes die Dichtleiste in ihrer federnden Lagerung schwingt bzw. rattert. Solche Schwingungsbewegungen können durch Stoßdämpfung unterbunden werden. Dazu können in der federnden Lagerungsaufnahme einer Dichtleiste stoßdämpfende Einrichtungen vorgesehen sein, z. B. hydraulische Dämpfungseinrichtungen nach Art konventioneller hydraulischer Kolbenstoßdämpfer.
Bei Kolbenmaschinen mit thermisch hoch belasteten Kammern kann für Wärmeabfuhr Sorge getragen werden, beispielsweise durch Wasserkühlkanäle im Gehäuse in der Nähe der dort vorgesehenen Laufflächen sowie durch Flüssigkeitskühlung des Kolbens, die beispielsweise mit Ölkanälen im Kolben erfolgen kann, die an die beiden Kurbelwellen über die Lager angeschlossen sind. Es ist aber auch Luftkühlung beim Gehäuse möglich, beispielsweise durch eine äußere Verrippung. Auch der Kolben kann mit Gaskühlung allein ausreichend gekühlt werden.
Betrachtet man beispielsweise in Fig. 2 den dort dargestellten Kolben 6, so sieht man, daß dieser im Laufraum ständig umläuft und dabei in intensivem Gaskontakt mit dem ständig zuströmenden kühlen Frischgas steht. Wird der Kolben außerhalb seiner Laufflächen 14 und 14' beispielsweise in seiner Oberfläche stark verrippt, so kann dadurch ausreichende Gaskühlung des Kolbens bewirkt werden. Der Kolben kann auch mit Durchbrechungen versehen werden, beispielsweise (siehe Fig. 2) einer Durchbrechung, die etwa in gedachter Linie zwischen den Öffnungen 16 und 22 des Gehäuses 1 verlaufend im oberen Teil des Kolbens 6 zwischen seiner Lauffläche 14 und den Lagerungen auf den Kurbelzapfen 5 hindurchgeht und die beim Umlauf des Kolbens luftdurchströmt wird.
In den Fig. 1 - 18 sind die Dichtelemente, die eine Kammer begrenzen, stets wesentlich kleiner als der Kurbelradius des Kolbens dargestellt. Bei der Ausführungsform der Fig. 17 haben beispielsweise die Dichtleisten 13 und 19 einen Oberflächenradius, der etwa ein Viertel des Kurbelradius beträgt. Die größere Dichtleiste 120 hat einen Oberflächenradius, der etwa halb so groß ist wie der Kurbelradius. Die Dichtleisten sind in den bisher beschriebenen Ausführungsformen stets abgefedert gelagert, wie dies auch die Fig. 17 zeigt.
Abweichend von diesen Ausführungsformen können die Dichtelemente mit wesentlich größeren Oberflächen, verglichen mit dem Kurbelradius, ausgebildet sein, und sie können auch ohne Federung als starre Teile des Kolbens oder der Gehäusewand ausgebildet sein. Dies ist in einem Beispiel in Fig. 19 erläutert.
Fig. 19 zeigt im Schnitt quer zu den Kurbelwellen ein Gehäuse 501, in dem auf Kurbelzapfen 505 dreier Kurbelwellen ein Kolben 506 zur Parallelrotation gelagert ist. An der Umfangswand des dargestellten Laufraumes ist eine sehr große Lauffläche 530 ausgebildet, die im Querschnitt die Form eines Kreisabschnittes aufweist und an deren einem Ende eine Dichtleiste 531 kleinen Querschnittes gehäuseseitig angeordnet ist. Am Kolben 506 ist eine als Gegenlauffläche für die Dichtleiste 531 dienende Lauffläche 532 vorgesehen. Diese erstreckt sich von der Ecke am Ort der Dichtleiste 531 bis zu der mit einem Strich 533 markierten Umfangsstelle, also über knapp 180°. Es schließt ein im Querschnitt kreisförmig ausgebildeter Teil des Kolbens 506 an, und zwar zwischen dem Markierungsstrich 533 und der Ecke 534. Dieser im Querschnitt kreisförmige Oberflächenteil des Kolbens bildet das Dichtelement 535 aus, das bei der Parallelrotation des Kolbens 506 auf der Lauffläche 530 abläuft, und zwar bei Parallelrotation des Kolbens 506 im Uhrzeigersinne zwischen dem Beginn der Lauffläche 530 bei dem Niederdruckeinlaßkanal 516 bis zum Ende der Lauflläche 530 bei der Dichtleiste 531.
Es ist hiermit eine Arbeitskammer 530.532 gebildet, die durch die Laufflächen 530 und 532 sowie die Dichtelemente 531 und 535 begrenzt ist. Während der Parallelrotation läuft unter Kammerbildung das Dichtelement 535 auf der Lauffläche 530 ab, während die Dichtleiste 531 auf der Lauflläche 532 abläuft. Es liegen hierbei dieselben Kammerbildungsverhältnisse vor, wie sie bei den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben sind. Im Unterschied dazu ist hier lediglich das Verhältnis der Oberflächen der Dichtelemente sehr groß gewählt, und es weist das Dichtelement 535 einen Oberflächenradius auf, der sehr viel größer ist als der Kurbelradius. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform das Dichtelement 535 nicht abgefedert. Es kann also nur mit einem spielbedingt erforderlichen Spalt gegenüber seiner Gegenlauffläche 530 abdichten. Die Kammer 530.532 ist also im wesentlichen nur als Niederdruckkompressionskammer verwendbar, weist allerdings ein sehr großes Kammervolumen auf und kann somit zur Kompression großer Luftmengen auf niedrige Drücke verwendet werden.
Bei Verwendung dieser Kammer 530.532 als Kompressionskammer kann das komprimierte Gas durch einen Auslaßkanal 536 mit Ventil 537 gewonnen werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 19 st die Kammer 530.532 kombiniert mit den beiden Kammern 110.14 und 18.14 der Ausführungsform der Fig. 18. Dazu ist am Kolben 506 die Lauffläche 14 vorgesehen, an deren beiden Enden die Dichtleiten 19 und 120' sitzen. Das Gehäuse 501 bildet hier die Laufflächen 110' sowie 18 aus. Einzelheiten dieser beiden Kammern sind der zeichnerischen Vereinfachung wegen fortgelassen.
Bei entsprechender Konstruktion der Gasführungskanäle, die im einzelnen nicht näher erläutert ist, kann die Kammer 530.532 als Niederdruckkompressionskammer verwendet werden, während das Kammerpaar 110'.14, 18.14 in der oben beschriebenen Weise eine Brennkraftmaschine bildet, die den Kompressor antreibt. Die Niederdruckkompressionskammer 530.532 kann aber auch als Vorkompressionskammer dienen, wobei das in ihr vorkomprimierte Gas zur Nachkompression in geeigneter Weise der Kompressionskammer 110'.14 zugeführt wird. Es ergäbe sich ein Zweistufenkompressor, der sehr hohe Ausgangsdrücke erreichen kann. Bei Verwendung als fremdgetriebener Kompressor könnte die Expansionskammer 18.14 entfallen.
Fig. 19 zeigt ein weiteres Konstruktionsdetail, das bei Verwendung als Brennkraftmaschine zur Vermeidung von Spülverlusten von großem Vorteil ist. Bei der dargestellten Konstruktion bildet bei der angegebenen Laufrichtung des Kolbens im Uhrzeigersinn die Kammer 18.14 die Expansionskammer. Nach Öffnen dieser Kammer soll in der in Fig. 19 dargestellten Stellung des Kolbens 506 das verbrannte Abgas die Maschine durch den Niederdruckauslaßkanal 522 verlassen, und zwar nach Möglichkeit, ohne sich mit dem Frischgas des Niederdruckeinlaßkanales 516 zu vermischen. Zu diesem Zweck ist an dem Trennsteg zwischen den Niederdruckkanälen 516 und 522 eine Lauffläche 540 ausgebildet und an einer Nase 541 des Kolbens 506 ein Dichtelement 542, das während des kritischen Kurbelwinkelbereiches, bei dem sich die Expansionskammer 18.14 öffnet, dichtend an der Lauffläche 540 läuft und eine Gasabdichtung zwischen den Niederdruckkanälen 522 und 516 schafft, so daß in diesem kritischen Zeitbereich eine Vermischung von Abgas und Frischgas vermieden wird.
In den bisher geschilderten Ausführungsvarianten sind die Dichtelemente bzw. Dichtleisten stets mit im Querschnitt kreisförmigen Oberflächen ausgebildet. Entsprechend ergeben sich die Laufflächen als beim Parallelrotationsumlauf von diesen Dichtelementen bestrichene im Querschnitt kreisförmige Flächen.
Es sind allerdings auch andere Oberllächeuformeu möglich, wie insbesondere Kegelschnitte, also z.B. Abschnitte von Kreisen, Ellipsen und Parabeln, aber auch Spiralabschnitte. Die Gegenlaufflächen, die von solchen Dichielementiormen bestrichen werden, sind dabei der Oberflächenform des Dichtelementes ähnlich. Sie ergeben sich in einfacher Konstruktion durch Verlängerung der von einem gemeinsamen Punkt ausgehenden Strahlen um den Kurbelradius über die Oberfläche des Dichtelementes hinaus. Wie bereits an den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen deutlich geworden, ergeben sich bei kreisförmiger Oberfläche des Dichtelementes im Querschnitt kreisförmige Laufflächen. Bei elliptischer Oberfläche des Dichtelementes ergibt sich eine elliptische Lauffläche. Ein solches Beispiel mit elliptischen Flächen ist in Fig. 20 erläutert.
Fig. 20 zeigt einen einfachen Niederdruckkompressor mit zwei symmetrisch angeordneten identischen Kammern.
Der Kompressor weist ein Gehäuse 601 auf, in dem auf drei Kurbelzapfen 605 ein Kolben 606 im Uhrzeigersinn umläuft. Die Umlaufkurven der Kurbelmittelpunkte sind mit Kreisen dargestellt.
An der Unterseite des dargestellten Kolbens bildet dieser mit im Querschnitt elliptischer Oberlläche ein Dichtelement 635 aus, das von dem Markierungsstrich 633 bis zum Markierungsstrich 634 reicht. Es schließt bei 633 eine kreisquerschnittsförmige Lauffläche 632 an. An der Umfangswand des Gehäuses 601 ist eine Dichtleiste 631 kleinen Kreisquerschnittes angeordnet, die auf der Laufiläche 632 des Kolbens abläuft. An der Umfangswand ist anschließend an die Dichtleiste 631 eine Lauffläche 630 ausgebildet, die von der Dichtleiste 631 bis zu einem Niederdruckeinlaßkanal 616 reicht.
Bei der Parallelrotation des Kolbens 606 im Uhrzeigersinne läuft das als Ellipsenabschnitt ausgebildete Dichtelement 635 von der in Fig. 20 dargestellten Winkelstellung, bei der es in ersten Kontakt mit der Lauffläche kommt, bis zum Kontakt mit der Dichtleiste 631 ab und bildet die abdichtende Begrenzung der Kammer 630.632. An ihrem anderen Ende wird diese Kammer durch die Dichtleiste 631 in Kontakt mit der Lauflläche 632 abgedichtet.
Hochdruckgas aus dieser Kammer wird in Pfeilrichtung durch einen Auslaßkanal 636 mit Ventil 637 abgelassen.
Auf der Oberseite des Kolbens 606 ist symmetrisch eine zweite Kammer 630'.632' vorgesehen, die beim Umlauf des Kolbens 606 abwechselnd mit der zuerst beschriebenen Kammer 630.632 arbeitet.
In den Ausführungsformen der Fig. 19 und 20 bilden die Dichtelemente 535 und 635, die im Verhältnis zum Kurbelradius sehr große Abmessungen aufweisen, einen erheblichen Umfangsteil des Kolbens 506 bzw. 606. Diese Dichtelemente 535, 635 sind daher als starr mit dem Kolben verbundene Oberflächen ausgebildet und können nur mit einer Spaltdichtung gegenüber ihrer Gegenlauffläche dichten.
Es wäre natürlich wünschenswert, auch diese Dichtelemente als abgefederte Dichtleisten auszubilden, die eine bessere Dichtwirkung erzielen. Bei so großen Oberflächen eines Dichtelementes ist dies aber schwierig, wenn auch technisch möglich.
Auch in den Fig. 19 und 20 ist entsprechend der Darstellung der Fig. 10 die geometrische Anordnung der Kurbelzapfen im Kolben erläutert.
In Fig. 19 ist jeweils an den beiden am Kolben 506 vorgesehenen Laufflächen 14 und 532 die Lage der Quadranten I - IV mit den Hilfslinien T und S, die sich in Laufflächenmitte rechtwinklig kreuzen, dargestellt. Man kann erkennen, daß im Falle der Lauffläche 14 die Kurbelzapfen 505 des Kolbens außerhalb der Quadranten I und IV liegen. Im Falle der Lauffläche 532 gilt dies nur für den Quadranten I. An diesem, dem Dichtelement 532 gegenüberliegenden Ende der Lauffläche 532 ist kein Kurbelzapfen gelagert. Es kann hier also frei konstruiert werden, im dargestellten Ausführungsbeispiel geht die Lauflläche 532 rechtwinklig in eine angrenzende Fläche über. Kurbelzapfen sind in diesem Bereich nicht vorgesehen.
In Fig. 20 ist bei der Lauffläche 632' die Quadrantenanordnung eingezeichnet, die in entsprechender Weise auch für die Lauffläche 632, die völlig symmetrisch angeordnet ist, gilt. Man sieht, daß zwar im Quadranten IV ein Kurbelzapfen 605 angeordnet werden kann, nicht jedoch im Quadranten I, in dem die Lauffläche 632' in sehr schmaler Ausbildung durch den Kolben 606 begrenzt wird, was der eng angepaßten Ausbildung des den Kolben umgebenden Laufraumes zugute kommt.
In allen dargestellten Ausführungsformen der Fig. 1 bis 20 ist erkennbar, daß Kurbelwellen stets außerhalb der bei Kammereingriff der Dichtelemente mit den Laufflächen gebildeten Kammern liegen. Im Falle der Fig. 20 befindet sich die Lauffläche 632' nicht im Kammereingriff. Die Lauffläche 632 befindet sich aber in Eingriff mit maximaler Kammergröße mit der Lauffläche 630. Alle Kurbelwellen, die in dieser Darstellung im Zentrum der dargestellten Umlaufkreise der Kurbelzapfen 605 liegen, liegen außerhalb der Kammer 630.632 und somit vor Wärmeangriff und vor Angriff komprimierter Gase geschützt.

Claims

Kolbenmaschine als Expansionsmaschine, Saugpumpe oder Kompressor für kompressible Medien, mit wenigstens einem Kolben (6, 6'; 506; 606), der in einem von zwei Parallelwänden (9) und einer diese verbindenden, senkrecht zu den Parallelwänden stehenden Umfangswand (10) gebildeten Laufraum auf Kurbelzapfen (5; 505; 605) wenigstens zweier identischer, senkrecht zu den Parallelwänden stehend drehbar gelagerter winkelsynchron gekoppelter Kurbelwellen (2) gelagert ist, wobei der Kolben an dem in bezug auf die Laufrichtung einen Ende einer an ihm ausgebildeten Kammerfläche und die Umfangswand an dem in bezug auf die Laufrichtung anderen Ende einer an ihr ausgebildeten Kammerfläche jeweils ein lotrecht zu den Parallelwänden ausgerichtetes Dichtelement (12, 13, 19; 120, 13, 19; 120', 13, 19; 531, 535; 631, 635) aufweisen, mit denen sie bei kammerbildendem Eingriff auf Laufflächen (11, 14, 18; 110, 14, 18; 110', 14, 18; 532, 530; 632, 630) aneinander gleiten, die als bei der Parallelrotation der Dichtelemente von diesen abfahrbare Flächen ausgebildet sind, sowie mit einem mit einem Ventil versehenen Hochdruckgaskanal (17, 20; 537; 637), der in der Kammer mündet, und mit wenigstens einem Niederdruckkanal (16, 16', 22, 22'; 516, 522; 616), der außerhalb der Kammer in den Laufraum mündet, wobei die Kammerflächen vollständig als Laufflächen (11, 14, 18; 110, 14, 18; 110', 14, 18; 532, 530; 632, 630) ausgebildet sind, an deren einen Enden die Dichtelemente (12, 13, 19; 120, 13, 19; 120', 13, 19; 531, 535; 631, 635) angeordnet sind, wobei der Hochdruckgaskanal (17, 20; 537; 637) jeweils in der Nähe der am Ende der Lauffläche (11, 18; 110, 18; 110', 18; 530; 630) der Umfangswand (10) vorgesehenen Dichtelemente (13; 531; 631) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelzapfen (5) in einem zentralen Bereich des Kolbens (6, 506, 606) liegen außerhalb wenigstens desjenigen der, durch die im Mittelpunkt der Lauffläche (14, 532, 632) des Kolbens (6, 506, 606) diese berührende Tangente (T) und die im Mittelpunkt dazu Senkrechte (S) gebildeten, außerhalb der Tangente (T) liegenden Quadranten (I, IV), in dem (I) das in bezug auf die Laufrichtung andere Ende der Lauflläche (14, 532, 632) liegt, und daß die Kurbelwellen (2, 2') außerhalb der bei Eingriff der Dichtelemente mit den Laufflächen gebildeten Kammern (11.14, 18.14, 11'.14', 18'.14', 530.532, 630.632) angeordnet sind.
Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (12, 120) zum Gleiteingriff bestimmte Oberflächen aufweisen, die im Querschnitt kreissektorförmig ausgebildet sind mit einem Mittelpunkt (25; 250) des Kreissektors, der im Abstand des Kurbelradius zur Zylinderachse (26; 260) der Gegenlauffläche (11, 110) liegt, wobei der Radius der Gegenlauffläche (10, 110) gleich dem Kurbelradius zuzüglich dem Radius der Oberfläche (24) des Dichtelementes (12, 120) beträgt.
Kolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Dichtelemente (120, 13, 19; 531, 535; 631, 635) unterschiedlich sind bei entsprechend angepaßter Form ihrer Gegenlaufflächen (110, 14, 18; 532, 530; 632, 630).
Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines (12', 120') der am Kolben (6) angeordneten Dichtelemente (12', 120', 19) mit der Symmetrieebene ihrer seiner Oberfläche in einem Winkel α größer als 0° zu der Symmetrieebene der ihr benachbarten Lauffläche (14) steht, wobei seine Gegenlauffläche (11', 110') entsprechend verlängert ist.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (12, 13, 19) als abgefedert gelagerte Dichtleisten (12, 13, 19; 120) ausgebildet sind.
Kolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten mit einem Kolben (28) in als Zylinder (29, 30) dienenden Nuten geführt sind, die über Kanäle mit der zugehörigen Lauflläche (11, 18) in Verbindung stehen.
Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen der Dichtleisten mit stoßdämpfenden Einrichtungen versehen sind.
Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (12, 13, 19; 120) im wesentlichen pilzförmig verbreitert gegenüber ihrem in der Lauffläche geführten Teil (27) ausgebildet sind.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang (10) des Laufraumes (3, 3') zwei Laufflächen (11, 18) mit gemeinsamem mittleren Dichtelement (13) vorgesehen sind, die mit einer an beiden Enden mit Dichtelementen (12, 19) versehenen Lauffläche (14) des Kolbens (6) zwei benachbarte Kammern (11.14, 18.14) bilden, von denen beim Kolbenumlauf gleichzeitig die eine als Kompressionskammer (11.14) und die andere als Expansionskammer (18.14) arbeitet.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang beabstandet mehrere Kammeranordnungen (11.14, 18.14, 11'.14', 18'.14', 530.532, 630.632) vorgesehen sind.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in parallelen Laufräumen (3, 3') auf denselben Kurbelwellen (2, 2') mit gegebenenfalls zwischen den Laufräumen winkelversetzten Kurbelzapfenn (5) und/oder Laufflächen Kolben (6, 6') vorgesehen sind.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (23, 23') synchron zum Kolbenlauf gesteuert ist.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einer Kompressionskammer als Einwegventil ausgebildet ist.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwellen (2, 2') durch Getriebesätze (7, 7') gekoppelt sind.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) außerhalb seiner Lauffläche (14) mit einer Oberflächengestaltung versehen ist, die bei seiner Bewegung den Luflkontakt verbessert.
Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben nur einseitig gelagert ist.