EP1034356A1 - Vorrichtung für die förderung eines mediums oder zum antrieb durch ein medium - Google Patents

Vorrichtung für die förderung eines mediums oder zum antrieb durch ein medium

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EP1034356A1
EP1034356A1 EP98959808A EP98959808A EP1034356A1 EP 1034356 A1 EP1034356 A1 EP 1034356A1 EP 98959808 A EP98959808 A EP 98959808A EP 98959808 A EP98959808 A EP 98959808A EP 1034356 A1 EP1034356 A1 EP 1034356A1
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EP
European Patent Office
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piston
cylinder
movement
combustion chamber
wall
Prior art date
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EP98959808A
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EP1034356B1 (de
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Ernst Beck
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Individual
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/002—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines

Definitions

  • the invention relates to a device for conveying a liquid or gaseous medium or for driving through a medium according to the preamble of claim 1.
  • Such devices are known for example as compressors.
  • the known compressor has a piston-X cylinder unit, in which the piston is moved up and down by means of a piston rod and a crank mechanism.
  • a valve arrangement which consists of two check valves, which are assigned to the cylinder unit, ensures that ambient air is sucked into the cylinder chamber when the piston U moves downward and that the suctioned-in air is expelled as conveying air during the subsequent upward movement of the piston.
  • One valve operates during the suction process and the other valve functions during the exhaust process.
  • the up and down movement of the piston is realized by driving the crank mechanism by means of a drive unit, for example an electric motor.
  • the invention has for its object to provide a device of the type mentioned, which does not have these disadvantages.
  • This object is achieved in that the movement of the piston is guided by means of a bearing and that the bearing is located outside the cylinder. Due to this construction, it is possible to optimally guide the piston in the bearing so that it runs through a precisely defined and exact path of movement.
  • the bearing can be designed in any way. It is not a problem if the bearing contains a lubricant, for example bearing grease or the like, since it is arranged outside the cylinder and consequently no residues of the lubricant or the like can get into the cylinder and thus into the pumped medium. Since the piston thus has a separate bearing, unlike in the prior art, it does not have to guide itself in the cylinder, so that friction of the piston on the inner wall of the Cylinder is completely avoided.
  • the piston can be guided so precisely that it runs without lubricant in the cylinder and maintains an extremely small distance from the inner wall of the cylinder, the distance being so small that leakage losses are largely avoided.
  • Additional sealing means for example disks made of metal, as are used in known conveying devices and which are arranged in the gap between the piston and the inner wall of the cylinder, can be dispensed with.
  • the piston performs a partial circular movement about a pivot point.
  • the piston is formed on a rotating part so that it can carry out the above-mentioned partial circular movement.
  • the mentioned rotating part has the bearing, the piston being radially offset from the pivot point.
  • the rotary part therefore carries out an oscillating movement for the reciprocating movement of the piston, the piston, which is offset radially outward relative to the pivot point of the rotary part, runs through a partial circular path. Since the rotating part is precisely guided by means of the bearing arranged outside the cylinder, the piston moves along an exact, defined path, which prevents inadmissible frictional forces from occurring against the inner wall of the cylinder.
  • a first cylinder wall facing a first end face of the piston is penetrated by at least one check valve.
  • a first cylinder wall facing a first end face of the piston it is also possible for a first cylinder wall facing a first end face of the piston to be penetrated by at least two non-return valves which have opposite flow directions.
  • the check valve ensures that this allows the medium to be sucked into the cylinder space by opening the piston by means of a corresponding piston movement.
  • the piston is then moved back, preferably having at least one check valve passing through it, so that the pumped medium flows through the piston and then - with a further piston stroke - exits through a further check valve.
  • this further check valve passes through a second cylinder wall facing the other, second end face of the piston.
  • a device for driving through a medium in particular a two-stroke internal combustion engine, is also proposed with the features of claim 13.
  • This is characterized in that the movement of the piston is guided by means of a bearing and that the bearing is arranged outside the combustion chamber. Due to this construction, it is possible to optimally guide the piston in the bearing so that it runs through a precisely defined and exact path of movement.
  • the bearing can be designed in any way. It is not a problem if the bearing contains a lubricant, for example bearing grease or the like, since it is arranged outside the combustion chamber and consequently no residues of the lubricant or the like can get into the combustion chamber and thus into the exhaust gases of the internal combustion engine.
  • the piston thus has a separate bearing, unlike in the known internal combustion engines, it does not have to lead itself in the combustion chamber formed by a recess, bore or the like, so that friction of the piston on the combustion chamber wall is preferably complete, but at least largely is avoided. Due to the bearing, the piston can be guided so precisely that it runs in the combustion chamber without lubricant and thereby an extremely small NEN distance to the combustion chamber wall, the distance is so small that leakage losses are largely avoided.
  • An embodiment of the internal combustion engine is particularly preferred, which is characterized in that the piston is guided in the combustion chamber without a seal relative to the combustion chamber wall. Additional sealants, for example sealing rings, such as are provided in the known internal combustion engines for sealing the gap between the piston and the combustion chamber wall, are not required.
  • the gap between the side surface of the piston and the combustion chamber wall is extremely thin, so that leakage losses alone and / or due to a relatively large length of the side surface of the piston can be avoided.
  • FIG. 1 shows a perspective view (obliquely from above) of a conveyor device
  • FIG. 2 shows a perspective view obliquely on the underside of the conveyor
  • FIG. 3 shows a side view of the conveyor device (partly in section)
  • FIG. 10 shows a side view of an exemplary embodiment of an internal combustion engine (partly in section),
  • FIG. 11 each shows a plan view of a piston component arranged in and 12 a combustion chamber in different piston positions
  • FIG. 13 shows a plan view of an exemplary embodiment of a first printing plate
  • Figure 14 is a side view of an embodiment of a connection plate.
  • FIG. 1 shows a conveyor device 1 which, in accordance with the exemplary embodiment here, is designed as a compressor. It has a housing 2 and a piston / cylinder unit 3.
  • a drive shaft 4 is rotatably mounted in the housing 2, to which a drive unit (not shown), for example an electric motor, can be coupled.
  • a crank disc 5 is rotatably arranged so that an eccentric 6 ( Figure 2) is formed.
  • a fork piece 8 is pivotally mounted in an eccentrically located receiving recess 7, the fork arms 9 of which are pivotably connected to a block piece 11 about an axis 10 which runs horizontally in FIG.
  • the block piece 11 is rotatably connected to a piston shaft 12.
  • the piston / cylinder unit 3 has a cylinder 14 which has a circular-hollow cylindrical lower part 15 and a cylinder cover 16.
  • the cylinder cover 16 is designed as a circular plate which is screwed to the pot-shaped lower part 15 using suitable means, for example with machine screws.
  • a precision bearing 17 (FIG. 3) is arranged in the housing 2 and rotates the piston shaft 12 exactly and also in the exact axial position.
  • the piston component 18 of the piston / cylinder unit 3 is rotatably guided around the piston shaft 12 along a partial circular movement.
  • the piston component 18 has a first piston 19 and a second piston 20, both of which are offset radially outward from the pivot point 21 of the piston component 18.
  • the fulcrum 21 lies on the axis of rotation of the piston shaft 12.
  • the piston component 18 has a circular central part 22, from which the first and the second pistons 19, 20 extend radially outward in a wing-like manner, the respective pistons 19, 20 extending to the inside 23 of the cylinder 14 extends.
  • the side surface 24 of the respective piston 19, 20 is therefore convexly curved in accordance with the inner curvature of the inside 23.
  • the inside 23 faces the side surface 24 without contact with extremely little play, such that a seal is created there.
  • no separate sealing means are provided in this area because they are not required.
  • the sealing of the gap between the side tenflache 24 of the respective piston 19, 20 and the inner wall of the cylinder 14 takes place exclusively with the help of the small play between the two components and the relatively large arc length of the side surface 24, which is formed in a circular section in this embodiment.
  • Inside the piston / cylinder unit 3 there are cylinder walls 25, 26, 27 and 28 which are arranged in a stationary manner.
  • the cylinder walls 25 to 28 are pressure-tightly connected to the bottom 29 of the lower part 15 and also pressure-tight to the inside 23.
  • each piston 19, 20 is arranged opposite to the inside of the bottom 29 and the inside of the cylinder cover 16 with only very little play, so that overall the situation arises that the two pistons 19 and 20 due to the bearing of the piston component 18 by means of of the precision bearing 17 can be moved in a contact-free but sealing manner in the respective cylinder space 32, 33.
  • the cylinder space 32 lies between the cylinder walls 25 and 26; the cylinder space 33 is located between the cylinder walls 27 and 28. Due to the extremely thin gap between the side surface 24 of the respective piston 19, 20 and the outer periphery 31 of the central part 22, the cylinder derraum 32, 33 separated by the pistons 19 and 20 from each other.
  • FIGS. 4 to 6 It can also be seen from FIGS. 4 to 6 that the cylinder walls 25 to 28 are penetrated by bores 34 in which there are check valves 35, 36, 37 and 38 provided with helical springs. As an alternative, tongue or diaphragm valves or the like can also be used. Furthermore, the two pistons 19 and 20 are penetrated by through holes 39 in which check valves 40, 41, 42 and 43 are arranged. According to FIG. 1, the cylinder cover 16 is penetrated by a medium inlet opening 44 and by a medium outlet opening 45. For the sake of clarity, these two openings can also be seen with a broken line in FIGS. 4 to 6.
  • the medium inlet opening 44 is located between the two cylinder walls 25 and 27 and the medium outlet opening 45 between the two cylinder walls 26 and 28 and in each case between the outer periphery 31 and the inside 23 of the circular-hollow cylindrical lower part 15. Chambers are therefore formed in these areas, the chamber associated with the medium inlet opening 44 forming a suction chamber 46 and the chamber associated with the medium outlet opening 45 forming an ejection chamber 47.
  • the fork piece 8 also acts as an eccentric, whereby the block piece 11 is set into an oscillating back-and-forth movement, that is, the piston component 18 carries out an oscillating movement around the piston shaft 12, that is to say about the pivot point 21 .
  • the respective piston 19 or 20 is displaced within the cylinder space 32 or 33 such that, starting from FIG. 4-, for example, the piston 19 first lies opposite the cylinder wall 25, then moves in the direction of the cylinder wall 26 (FIG. 5 ) and finally opposite the cylinder wall 26 with only a very small distance (FIG. 6). The further movement then takes place in the reverse manner, that is to say the piston 19 moves back in the direction of the cylinder wall 25.
  • the suction phase is complete and the piston 19 moves back in such a way that the intake air located in the cylinder chamber 32 is slightly compressed, in such a way that the two check valves 40 and 41 in the piston 19 open automatically due to the inertia, which essentially moves the air volume to the other side of the piston, that is, it flows through the through-hole tion 39. If the piston 19 is moved again in the direction of the cylinder wall 26 during the next piston stroke, the air volume is conveyed into the discharge chamber 47 by opening the check valve 36 and from there to the medium outlet opening 45. In the case of the latter conveying movement, a suction process takes place simultaneously on the other side of the piston 19.
  • check valves 40, 41 in the piston also automatically close again with the aid of inertia.
  • the conveyor device 1 is able to deliver a high delivery rate due to the two pistons 19 and 20.
  • FIGS. 7 to 9 show a further exemplary embodiment of a conveying device which differs from the above-mentioned exemplary embodiment only in terms of the arrangement of the check valves, so that only this change will be discussed below.
  • the cylinder walls 25 to 28 are each penetrated by two bores 34, in which check valves 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 and 58 are arranged.
  • the check valves 51 and 52 or 53 and 54 or 55 and 56 or 57 and 58 lie with opposite flow directions to one another, so that the one check valve forms an intake valve and the other check valve forms a pressure valve.
  • the same parts - as far as can be seen - as in Figures 1 to 6 with the same Provide reference numerals. In this respect, reference can be made to their description.
  • the check valve 51 opens, so that air is sucked into the cylinder chamber 32 from the suction chamber 46. If the piston 19 then moves clockwise, the sucked-in air is fed through the non-return valve 52 to a pressure line 59 connected there, indicated only by dashed lines, which leads to the medium outlet opening 45.
  • the respective suction takes place via the medium inlet opening 44 and the respective discharge to the medium outlet opening 45, corresponding suction or pressure lines not shown in the figures being used.
  • each piston 19 and 20 with its associated cylinder space each form a separate unit.
  • the respective cylinder spaces 32 and 33 are then each assigned a medium inlet opening 44 and a medium outlet opening 45. It is also easily possible to provide more than two pistons. Overall, depending on the number of pistons, the same Number of media to be funded.
  • the conveying device in which it has a plurality of pistons, it is provided that the amount of medium conveyed by pivoting the individual pistons is of the same size.
  • the conveying device can advantageously also be used as a metering pump, for example for filling liquid foods, for example milk.
  • the through holes 39 also serve to cool the pistons. If a medium flows from the suction chamber 46 through the through bores, the respective piston 19 or 20 is cooled by this medium sucked in.
  • FIGS. 4 and 6 it can also be seen that between the pistons 19 and 20 and its associated cylinder walls 26 to 28, provided that the pistons 19 and 20 are in their end positions, there is no so-called harmful space. This means that the piston is in its end position at a very short distance from the respective cylinder wall. This ensures that the conveyed medium is completely pushed out of the conveying device 1 or during the suction process a volume of a medium is sucked in which corresponds to the volume of the space which is formed between an end face of the piston and the opposite cylinder wall.
  • the delivery device 1 can be used particularly advantageously for liquids without self-lubrication, such as gasoline, which is known to have essentially no lubrication properties.
  • pistons 19 and / or 20 and the associated cylinder walls are also possible to design the pistons 19 and / or 20 and the associated cylinder walls to run obliquely. This means that when the piston is viewed from above, it has a parallelogram or diamond-shaped contour. The end faces of the piston are thus enlarged, so that there are larger through bores in cross section and thus larger check valves can be used.
  • crank disk 5, fork piece 8 and block piece 11 it should also be mentioned that it is also possible to drive the drive, consisting of crank disk 5, fork piece 8 and block piece 11, by a known crank drive, as used, for example, in the case of a windshield wiper drive. is used to replace.
  • a known crank drive as used, for example, in the case of a windshield wiper drive. is used to replace.
  • at least two piston / cylinder units 3 are arranged one above the other. They are driven jointly via the drive shaft 4.
  • the piston shaft 12 of the two piston / cylinder units 3 is designed to be continuous. A piston shaft 12 is therefore provided, on which two piston components are arranged one above the other.
  • the conveyor 1 it is also easily possible to operate the conveyor 1 as a motor. It is preferably provided that the cylinder spaces 32 and 33 each comprise an ignition device, so that an internal combustion engine is formed, the driving force generated can be tapped off on the drive shaft 4.
  • the medium to be conveyed is sucked into the cylinder spaces 32, 33 with a corresponding piston movement via at least one medium inlet opening in each case.
  • the medium inlet openings can either be made in the pot-shaped lower part 15 of the cylinder 14 or in the cylinder cover 16 and open into the respective cylinder space.
  • at least one medium outlet opening is assigned to each cylinder chamber, the medium outlet openings likewise are arranged either in the lower part 15 or in the cylinder cover 16 of the cylinder 14.
  • a check valve is provided in each of the medium inlet and outlet openings in order to determine the direction of flow of the medium in one direction.
  • the arrangement of the medium inlet and outlet openings in the side walls of the cylinder, i.e. in the lower part and in the cylinder cover, is particularly advantageous when using the conveying device described in FIGS. 1 to 9 in a modified form as an internal combustion engine, since valves can be dispensed with because here the piston clears the inlet and outlet opening (s) in the cylinder cover or in the lower part of the cylinder during its back and forth movement.
  • the respective outlet opening through which the medium is expressed from the cylinder space by a corresponding piston movement can be connected to a pressure line leading directly to the consumer.
  • All embodiments of the conveyor device have in common that due to the extremely small distances between the side surface of the respective piston and the inner wall of the cylinder and between the outer periphery of the central part, to which the at least one piston is connected, and the inside 30 of the respective cylinder wall 25 to 28 a seal is created without the need to use separate sealants.
  • the precise movement of the piston with the aid of the precision bearing 17 can ensure that the piston or the pistons do not touch the inner wall of the cylinder and / or the inside of the respective cylinder wall during operation of the conveying device, so that lubrication of these areas can be dispensed with .
  • the medium is conveyed by the piston and only one valve has to be installed per surface, so that large valve surfaces can be realized, which in turn reduces the flow losses of the conveying device can. Since the direction of flow of the medium in the working space in which the respective piston is moving does not have to be reversed, this also has an advantageous effect on resonance charging.
  • FIG. 10 shows a side view of an exemplary embodiment of a device for driving through a medium, hereinafter referred to as internal combustion engine 101, which has a housing 102 and a working unit 103.
  • An output shaft 104 is rotatably mounted in the housing 102, on which a torque generated by the working unit 103 can be tapped.
  • a crank disk 105 is connected to the output shaft in a rotationally fixed manner.
  • a fork piece 107 is pivotally mounted in a recessed recess, not shown in FIG.
  • the working unit 103 comprises a pot-shaped lower part 113 and a cover 115 which is designed as a circular plate which is screwed to the lower part 113 using suitable fastening means, for example with machine screws.
  • a precision bearing 117 is arranged in the housing 102 and rotates the piston shaft 112 exactly and also in the exact axial position.
  • In the interior of the circular hollow cylindrical lower part 113 of the working unit 103 are a pressure plate 119, a Housing block 121 and a connecting plate 123 are arranged which are stacked on top of one another, the housing block 121 being arranged between the pressure plate 119 arranged on the bottom of the pot-shaped lower part 113 and the connecting plate 123.
  • FIG. 11 shows a plan view of a schematic diagram of an exemplary embodiment of a housing block 121, in which an edge-open recess 125 is made, in which a piston component 127 is rotatably guided about the longitudinal central axis of the piston shaft 112 along a partial circular movement.
  • the piston component 127 which is non-rotatably connected to the piston shaft 112, has a first piston 129 and a second piston 131, both of which are offset radially outward from the pivot point 133 of the piston component 127.
  • the fulcrum 133 lies on the axis of rotation (longitudinal center axis) of the piston shaft 112.
  • the piston component 127 has a circular middle part 135, from which the first and the second pistons 129, 131 extend radially outward in a wing-like manner, the respective pistons 129, 131 to extends to a side wall 137 of the recess 125.
  • the side wall 137 is curved, the curvature corresponding to that of an imaginary circle with the pivot point 133 as the center and the radius r.
  • the side surface 139 of the respective piston 129, 131 is designed in accordance with the inner curvature of the side wall 137 and is therefore convexly curved.
  • the side wall 137 of the recess 125 faces the side surface 139 of the piston without contact with extremely little play, such that there quasi a seal is created. Because of the very thin gap between the side surface 124 of the piston 129, 131 and the side wall 137 of the recess 125 and the relatively long length of the side surface 139, as seen in the direction of movement of the pistons, separate sealing means, for example sealing washers, rings or the like, are not here required.
  • the side walls 141 of the recess 125 which face the central part 135 of the piston component 127 at an extremely short distance, are adapted to the outer periphery 143 of the central part 135, so that movement of the piston component 127 about the pivot point 133 can occur, but between the mentioned Surfaces a seal is formed. Due to the very small gap height, additional seals or sealants can also be dispensed with here.
  • the regions of the recess 125 in which the pistons 129 and 131 are moved back and forth are designed in the manner of a circular cutout.
  • These working areas in the form of a circular section, in each of which one of the pistons 129, 131 is located, are divided by the pistons 129, 131 into a suction chamber 144 or 146 and into a combustion chamber 145 or 147, respectively.
  • the combustion chamber 145 is reduced by a displacement of the piston 129 and at the same time the suction chamber 144 is enlarged, while the combustion chamber 147 is enlarged by the displacement of the piston 131 and the suction chamber interacting with the combustion chamber 147 146 can be reduced.
  • an intake duct 151 and an exhaust duct 153 leading to the exhaust pipe are each introduced in the area of the working spaces for the pistons 129, 131.
  • the intake channels 151 are circular in their mouth area and the outlet channels 153 are square.
  • the outlet ducts 153 can be kidney-shaped in their area opening into the combustion chambers 145, 147.
  • the internal combustion engine 101 also has an ignition device 155, which in each case comprises a spark plug 157 for each of the combustion chambers 145, 147.
  • the spark plugs 157 arranged in the blind bores 159 in the housing block 121 are screwed into threaded bores and protrude into the respective combustion chamber 145 or 147, so that a compressed fuel-air mixture located in the combustion chambers 15, 147 can be ignited.
  • the structure and function of an ignition device for an internal combustion engine is generally known, so that its structure is not described in detail.
  • FIG. 14 shows a side view of the connection plate 123 described with reference to FIG. 10, in which intake ducts 151 'and outlet ducts 153' are introduced, which open into an intake chamber 161 or discharge chamber 163 shown with a broken line.
  • the suction chamber 161 is provided with a fuel or fuel-air mixture supply line, not shown, and the exhaust valve 163 comes with an exhaust pipe (exhaust). connected.
  • the connection plate 123 rests with its flat contact surface 165 on the flat rear side of the housing block 121, i.e.
  • a check valve not shown in the figures, which allows passage from the intake chamber 161 into the intake chamber 144 or 146 and a backflow of the fuel-air mixture drawn from the intake chamber 161 prevented from the suction chamber 144 or 146 into the suction chamber 161.
  • FIG. 13 shows a plan view of an exemplary embodiment of a pressure plate 119 of the working unit 103, which is formed by a flat plate.
  • a through hole 167 is provided in the center of the pressure plate 119, through which the piston shaft 112 is inserted.
  • two overflow channels 169 and 171, respectively are arranged radially offset to the center of the pressure plate 119, depending on their function will be discussed in more detail below.
  • the arrangement and configuration of the overflow channels 169, 171 which are open at the edge in this exemplary embodiment and which are formed here by elongated depressions can be varied.
  • the overflow channels 169, 171 are designed as through openings which at least partially penetrate the pressure plate 119.
  • the through openings In the assembled state of the pressure plate 119, the through openings must be closed on their side facing away from the front of the housing block.
  • a cover plate can be attached to the pressure plate, for example screwed on.
  • FIG. 12 shows a plan view of the exemplary embodiment of the housing block 121 described with reference to FIG. 11.
  • the piston component 127 is arranged here in an end position, which it assumes by rotating clockwise around the pivot point 133. In the position of the piston component 127 shown in FIG. 11, it is in its other end position, which it assumes by rotating it counterclockwise.
  • the internal combustion engine 101 described with reference to FIGS. 10 to 14 is a two-stroke internal combustion engine for, for example, gasoline and / or diesel operation.
  • the internal combustion engine 101 can also be operated with other fuels, for example methane.
  • the piston shaft 112 and thus the block piece 111 attached to it in a rotationally fixed manner is caused by an oscillating back and forth movement of the piston part 127 vibrated. Characterized the fork piece 107 is moved in a corresponding manner, whereby a rotation of the crank disk 105 is initiated.
  • the torque transmitted in the process can, as said, be taken off on the rotating output shaft 104.
  • it is provided that it operates in four-stroke mode and accordingly has a correspondingly modified construction.
  • the first cycle of the piston 129 begins by an oscillating movement of the piston component 127 about the pivot point 133 in a clockwise direction.
  • a fuel-air mixture is drawn from the suction chamber 161 into the suction chamber 144 assigned to the combustion chamber 145 via the suction channels 151, 151 '.
  • the fuel-air mixture located in the combustion chamber 145 is compressed from the moment in which the piston 129 has passed over the outlet channel 153 and has thus been covered, that is to say closed.
  • the piston 129 has reached a certain position, for example the position shown in FIG.
  • the fuel-air mixture in the combustion chamber 145 is ignited with the aid of the ignition device 155.
  • the further movement of the piston 129, that is to say the second cycle, then takes place in the reverse manner, that is to say the piston 129 now moves counterclockwise back into the position shown in FIG. 11.
  • the outlet channel 153 is first opened before the fuel-air mixture compressed in the suction chamber 144 by pivoting the piston 129 counterclockwise through the overflow channel 169 can get into the combustion chamber 145.
  • the internal combustion engine 101 can also comprise only one piston or more than two pistons, for example three or four pistons. It remains to be noted that the pistons 129, 131 in their end positions shown in FIGS. 11 and 12 do not rest on a side surface of the recess 25, but are preferably located at a very short distance from the latter.
  • the drive of piston component 127 is designed in such a way that output shaft 104 rotates through 90 ° when pistons 129, 131 each pass half the piston path. A sinusoidal drive is therefore provided here, as a result of which the internal combustion engine can run smoothly.
  • crank drive As is used, for example, in a windshield wiper drive.
  • crank drive a known crank drive
  • at least two working units 103 are arranged one above the other. They are driven together via the output shaft 104.
  • the piston shaft 112 of the two working units 103 is designed to be continuous.
  • only one piston shaft 112 is provided, on which two piston components, each having at least one piston, are arranged one above the other.
  • the internal combustion engine can advantageously be used in combination with a delivery device for a liquid or gaseous medium.
  • the conveying device comprises at least one piston component which can be pivoted about an axis and has at least one piston attached to it, the piston component of the conveying device being connected in a rotationally fixed manner to the piston shaft 112 of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine and conveyor unit formed is characterized by a simple, compact and inexpensive structure. It is also advantageous that the swiveling movement of the piston shaft 112 generated by the internal combustion engine does not have to be converted into a rotary movement in order to drive the conveying device, but that the drive torque introduced into the piston shaft 112 can thus be used directly by us with little loss.
  • the output shaft 104 shown in FIG. 10 is preferably only required as a pacemaker and as a stroke limiter for the piston component of the internal combustion engine and that of the delivery device. Because the internal combustion engine and the conveying device are arranged to the left and right of the block piece 111 and the crank disk 105, the influence of the heat radiated by both devices on the remaining parts is reduced to an innocuous degree.
  • the defined guidance of the piston movement outside the combustion chamber with the aid of at least one bearing enables the movement path of the at least one piston of the internal combustion engine to be guided so precisely that contact with the piston with one of the walls delimiting the combustion chamber can be ruled out.
  • Sealing the combustion chamber, in particular the gap between the side surface 139 of the piston and the side wall 137 (combustion chamber wall) of the respective combustion chamber is possible solely because of the small distance between these two surfaces. This means that there are no separate seals such as those known from the prior art Internal combustion engines are needed. Furthermore, there is no need to lubricate the piston since it does not slide on the combustion chamber wall.
  • the internal combustion engine 1 is also characterized by a simple and therefore inexpensive construction. Due to the configuration described above, sliding friction between the piston or pistons of the internal combustion engine and the combustion chamber wall is avoided, so that the internal combustion engine can be started with low forces, preferably even in the cold.

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Description

Vorrichtung für die Förderung eines Mediums oder zum Antrieb durch ein Medium
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Förderung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums oder zum Antrieb durch ein Medium gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise als Kompressoren bekannt. Der bekannte Kompressor weist eine KolbenXZylindereinheit auf, bei der der Kolben mittels einer Kolbenstange und eines Kurbeltriebs auf- und abbewegt wird. Eine Ventilanordnung, die aus zwei Rückschlagventilen besteht, welche der Zylindereinheit zugeordnet sind, sorgt dafür, daß bei der Abwärtsbewegung des Kolbens U ge- bungsluft in den Zylinderraum eingesaugt wird und daß bei der nachfolgenden Aufwärtsbewegung des Kolbens die angesaugte Luft als Förderluft ausgestoßen wird. Beim Ansaugvorgang tritt das eine Ventil und beim Ausstoßvorgang das andere Ventil in Funktion. Die Auf- und Abbewegung des Kolbens wird durch Antrieb des Kurbeltriebs mittels eines Antriebsaggregats, beispielsweise eines Elektromotors, realisiert. Bei der bekannten Anordnung besteht der Nachteil, daß zum Vermeiden eines Festfressens des Kolbens die Gleitfläche des Kolbens an der Innenwandung des Zylinders mit einem Schmiermittel, beispielsweise mit einem dünnen Ölfilm, versehen sein muß. Dies hat zur Folge, daß die Förderluft durch Ölrückstände verschmutzt werden kann, was besonders problematisch in der Lebensmittelindustrie ist, bei der die mittels des Kompressors erzeugte Preßluft Verwendung findet . Jedoch auch in anderen Industriezweigen ist es erforderlich, reine Förderluft zur Verfügung zu stellen, die keine Schmiermittelrückstände aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bewegung des Kolbens mittels eines Lagers geführt ist und daß sich das Lager außerhalb des Zylinders befindet. Aufgrund dieser Konstruktion ist es möglich, den Kolben im Lager optimal zu führen, so daß er eine genau definierte und exakte Bewegungsbahn durchläuft . Das Lager kann beliebig ausgestaltet sein. Es ist kein Problem, wenn das Lager ein Schmiermittel, beispielsweise Lagerfett oder dergleichen, enthält, da es außerhalb des Zylinders angeordnet ist und demzufolge keine Rückstände des Schmiermittels oder dergleichen in den Zylinder und damit in das Fördermedium gelangen können. Da der Kolben somit ein separates Lager aufweist, muß er sich -anders als beim Stand der Technik- nicht selbst in dem Zylinder führen, so daß eine Reibung des Kolbens an der Innenwand des Zylinders vollständig vermieden ist. Aufgrund des Lagers läßt sich der Kolben derart exakt führen, daß er ohne Schmiermittel im Zylinder läuft und dabei einen extrem kleinen Abstand zu der Innenwandung des Zylinders einhält, wobei der Abstand derart klein ist, daß Leckverluste weitestgehend vermieden sind. Auf zusätzliche Dichtmittel, zum Beispiel aus Metall bestehende Scheiben, wie sie bei bekannten Fördereinrichtungen eingesetzt werden und die in dem Spalt zwischen dem Kolben und der Innenwand des Zylinders angeordnet sind, kann verzichtet werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolben um einen Drehpunkt eine Teilkreisbewegung durchführt. Insbesondere ist vorgesehen, daß der Kolben an einem Drehteil ausgebildet ist, so daß er die vorstehend erwähnte Teilkreisbewegung durchführen kann.
Bevorzugt weist das erwähnte Drehteil das Lager auf, wobei der Kolben radial versetzt zum Drehpunkt liegt . Mithin führt das Drehteil zum Hin- und Herbewegen des Kolbens eine oszillierende Bewegung aus, wobei der gegenüber dem Drehpunkt des Drehteils radial nach außen versetzt liegende Kolben einen Teilkreisweg durchläuft. Da das Drehteil mittels des außerhalb des Zylinders angeordneten Lagers exakt geführt ist, bewegt sich der Kolben entlang einer exakten, definierten Bahn, die verhindert, daß unzulässige Reibungskräfte gegenüber der Innenwandung des Zylinders auftreten. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine einer ersten Stirnfläche des Kolbens zugewandte erste Zylinderwand von mindestens einem Rückschlagventil durchsetzt ist. Alternativ ist es auch möglich, daß eine einer ersten Stirnfläche des Kolbens zugewandte erste Zylinderwand von mindestens zwei Rückschlagventilen durchsetzt ist, die zueinander entgegengesetzte Durchlaßrichtungen aufweisen. Im erstgenannten Fall sorgt das Rückschlagventil dafür, daß dieses unter Öffnen eine Einsaugung des Mediums in den Zylinderraum durch eine entsprechende Kolbenbewegung gestattet. Nachfolgend wird dann der Kolben zurückbewegt, wobei er vorzugsweise mindestens von einem Rückschlagventil durchsetzt ist, so daß das geförderte Medium den Kolben durchströmt und dann -bei einem weiteren Kolbenhub- durch ein weiteres Rückschlagventil austritt. Dieses weitere Rückschlagventil durchsetzt -in einer Weiterbildung der Erfindung- eine der anderen, zweiten Stirnfläche des Kolbens zugewandte zweite Zylinderwand.
Bei der vorstehend erwähnten zweiten Möglichkeit, bei der zwei Rückschlagventile die Zylinderwand durchsetzen, wird bei einer ersten Kolbenbewegung das Medium durch eines der beiden Rückschlagventile angesaugt und bei der dann erfolgenden Kolbenrückbewegung wird das Medium durch das zweite Rückschlagventil hindurch einer Förderleitung zugeführt. Die beiden Rückschlagventile sorgen somit dafür, daß bei einem Kolbenhub ein Ansaugvorgang durch eine Ansaugleitung und ein Ausstoßvorgang durch eine Ausstoßleitung durchgeführt werden. Sofern beidseitig des Kolbens, also an seinen beiden Stirnwänden, entsprechende, mit jeweils zwei Rückschlagventilen versehene Zylinderwände liegen, kann bei einer Kolbenhin- und -herbewegung auf der einen Kolbenstirnseite ein Ansaug- und auf der anderen Kolbenstirnseite ein Ausstoßvorgang des Mediums durchgeführt werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Vorrichtung zum Antrieb durch ein Medium, insbesondere Zwei- taktbrennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Anspruchs 13 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß die Bewegung des Kolbens mittels eines Lagers geführt ist und daß das Lager außerhalb des Brennraums angeordnet ist . Aufgrund dieser Konstruktion ist es möglich, den Kolben im Lager optimal zu führen, so daß er eine genau definierte und exakte Bewegungsbahn durchläuft. Das Lager kann beliebig ausgestaltet sein. Es ist kein Problem, wenn das Lager ein Schmiermittel, beispielsweise Lagerfett oder dergleichen, enthält, da es außerhalb des Brennraums angeordnet ist und demzufolge keine Rückstände des Schmiermittels oder dergleichen in den Brennraum und somit in die Abgase der Brennkraftmaschine gelangen können. Da der Kolben somit ein separates Lager aufweist, muß er sich -anders als bei den bekannten Brennkraftmaschinen- nicht selbst in dem von einer Ausnehmung, Bohrung oder dergleichen gebildeten Brennraum führen, so daß eine Reibung des Kolbens an der Brennraumwand vorzugsweise vollständig, zumindest aber weitestgehend vermieden ist. Aufgrund des Lagers läßt sich der Kolben derart exakt führen, daß er ohne Schmiermittel im Brennraum läuft und dabei einen extrem klei- nen Abstand zur Brennraumwand einhält, wobei der Abstand derart klein ist, daß Leckverluste weitestgehend vermieden sind.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine, das sich dadurch auszeichnet, daß der Kolben dichtungsfrei gegenüber der Brennraumwand im Brennraum geführt ist. Auf zusätzliche Dichtmittel, zum Beispiel Dichtringe, wie sie bei den bekannten Brennkraftmaschinen zur Abdichtung des Spalts zwischen Kolben und der Brennraumwand vorgesehen sind, werden nicht benötigt. Der Spalt zwischen der Seitenfläche des Kolbens und der Brennraumwand ist extrem dünn, so daß allein schon dadurch und/oder durch eine relativ große Länge der Seitenfläche des Kolbens Leckverluste vermieden werden können.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, und zwar zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht (schräg von oben) auf eine Fördereinrichtung,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht schräg auf die Unterseite der Fördereinrichtung,
Figur 3 eine Seitenansicht der Fördereinrichtung (teilweise im Schnitt) ,
Figuren 4 Draufsichten auf eine Kolben-/Zylin- bis 9 dereinheit der Fördereinrichtung in verschiedenen Kolbenstellungen, Figur 10 eine Seitenansicht eines Ausfüh- rungsbeispiel einer Brennkraftmaschine (teilweise im Schnitt) ,
Figuren 11 jeweils eine Draufsicht auf ein in und 12 einem Brennraum angeordnetes Kolbenbauteil in verschiedenen Kolbenstellungen,
Figur 13 eine Draufsicht auf ein Ausführungs- beispiel einer ersten Druckplatte, und
Figur 14 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiel einer Anschlußplatte.
Die Figur 1 zeigt eine Fördereinrichtung 1 , die -gemäß dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel- als Kompressor ausgebildet ist. Sie weist ein Gehäuse 2 und eine Kolben-/Zylindereinheit 3 auf. Im Gehäuse 2 ist eine Antriebswelle 4 drehbar gelagert, an die eine nicht dargestellte Antriebseinheit, beispielsweise ein Elektromotor, koppelbar ist. Am freien Ende der Antriebswelle 4 ist eine Kurbelscheibe 5 drehfest angeordnet, so daß ein Exzenter 6 (Figur 2) ausgebildet wird. In einer exzentrisch liegenden Aufnahmevertiefung 7 ist schwenkbar ein Gabelstück 8 gelagert, dessen Gabelarme 9 um eine -in der Figur 2 horizontal verlaufende- Achse 10 schwenkbar mit einem Blockstück 11 verbunden sind. Das Blockstück 11 ist drehfest mit einer Kolbenwelle 12 verbunden. Die Kolben- /Zylindereinheit 3 weist einen Zylinder 14 auf, der ein kreishohlzylindrisches Unterteil 15 sowie einen Zylinderdeckel 16 besitzt. Der Zylinderdeckel 16 ist als kreisförmige Platte ausgebildet, die mit dem topffδrmigen Unterteil 15 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit Maschinenschrauben, verschraubt ist. Im Gehäuse 2 ist ein Präzisionslager 17 (Figur 3) angeordnet, das die Kolbenwelle 12 exakt drehbar und auch in exakter axialer Position führt.
Aus den Figuren 4 bis 6 ist ersichtlich, daß im Zylinder 14 das Kolbenbauteil 18 der Kolben-/ Zylindereinheit 3 drehbeweglich um die Kolbenwelle 12 entlang einer Teilkreisbewegung geführt ist. Dabei weist das Kolbenbauteil 18 einen ersten Kolben 19 und einen zweiten Kolben 20 auf, die beide radial nach außen versetzt zum Drehpunkt 21 des Kolbenbauteils 18 liegen. Der Drehpunkt 21 liegt auf der Drehachse der Kolbenwelle 12. Das Kolbenbauteil 18 weist ein kreisförmiges Mittelteil 22 auf, von dem der erste und der zweite Kolben 19, 20 flügelartig radial nach außen ausgehen, wobei sich der jeweilige Kolben 19, 20 bis zur Innenseite 23 des Zylinders 14 erstreckt. Die Seitenfläche 24 des jeweiligen Kolbens 19, 20 ist daher konvex gewölbt entsprechend der Innenkrümmung der Innenseite 23 ausgebildet. Die Innenseite 23 steht der Seitenfläche 24 mit extrem geringem Spiel berührungslos gegenüber, derart, daß dort quasi eine Dichtung geschaffen ist. Wie aus den Figuren 4 bis 6 ersichtlich, sind in diesem Bereich keine separaten Dichtmittel vorgesehen, weil sie nicht erforderlich sind. Die Abdichtung des Spalts zwischen der Sei- tenflache 24 des jeweiligen Kolbens 19, 20 und der Innenwand des Zylinders 14 erfolgt ausschließlich mit Hilfe des geringen Spiels zwischen den beiden Bauteilen und der relativ großen Bogenlänge der Seitenfläche 24, die bei diesem Ausführungsbeispiel kreisabschnittsförmig ausgebildet ist. Im Innern der Kolben-/Zylindereinheit 3 befinden sich Zylinderwandungen 25, 26, 27 und 28, die ortsfest angeordnet sind. Die Zylinderwandungen 25 bis 28 sind druckdicht mit dem Boden 29 des Unterteils 15 und auch druckdicht mit der Innenseite 23 verbunden. Die jeweilige Innenseite 30 jeder Zylinderwandung 25 bis 28 steht mit geringem Spiel beabstandet der Außenperipherie 31 des Mittelteils 22 gegenüber, so daß zwar eine Bewegung des Kolbenbauteils 18 um den Drehpunkt 21 erfolgen kann, jedoch zwischen den erwähnten Flächen eine Dichtung gebildet ist . Auch hier kann auf separate Dichtmittel verzichtet werden. In entsprechender Weise ist jeder Kolben 19, 20 mit nur sehr geringem Spiel der Innenseite des Bodens 29 und der Innenseite des Zylinderdeckels 16 gegenüberliegend angeordnet, so daß sich insgesamt die Situation einstellt, daß die beiden Kolben 19 und 20 aufgrund der Lagerung des Kolbenbauteils 18 mittels des Präzisionslagers 17 berührungsfrei, jedoch abdichtend in dem jeweiligen Zylinderraum 32, 33 bewegt werden können. Der Zylinderraum 32 liegt zwischen den Zylinderwänden 25 und 26; der Zylinderraum 33 befindet sich zwischen den Zylinderwänden 27 und 28. Aufgrund der durch den extrem dünnen Spalt zwischen der Seitenfläche 24 des jeweiligen Kolbens 19, 20 und der Außenperipherie 31 des Mittelteils 22 realisierten Dichtung werden die Zylin- derräume 32, 33 durch die Kolben 19 beziehungsweise 20 voneinander getrennt.
Den Figuren 4 bis 6 ist ferner zu entnehmen, daß die Zylinderwände 25 bis 28 von Bohrungen 34 durchsetzt sind, in denen sich mit Schraubenfedern versehene Rückschlagventile 35, 36, 37 und 38 befinden. Alternativ hierzu können auch Zungen- oder Membranventile oder dergleichen verwendet werden. Ferner werden die beiden Kolben 19 und 20 von Durchgangsbohrungen 39 durchsetzt, in denen Rückschlagventile 40, 41, 42 und 43 angeordnet sind. Gemäß Figur 1 wird der Zylinderdeckel 16 von einer Mediumeinlaßöffnung 44 und von einer Mediumauslaßöffnung 45 durchsetzt. Diese beiden Öffnungen sind -der Übersichtlichkeit halber- mit gestrichelter Linie auch in den Figuren 4 bis 6 erkennbar. Sie sind derart angeordnet, daß sich die Mediumeinlaßöffnung 44 zwischen den beiden Zylinderwänden 25 und 27 und die Mediumauslaßδffnung 45 zwischen den beiden Zylinderwänden 26 und 28 sowie jeweils zwischen der Außenperipherie 31 und der Innenseite 23 des kreishohlzylindrischen Unterteils 15 befinden. Mithin sind in diesen Bereichen Kammern ausgebildet, wobei die der Mediumeinlaßöffnung 44 zugeordnete Kammer eine Ansaugkammer 46 und die der Mediumauslaßöffnung 45 zugeordnete Kammer eine Ausstoßkammer 47 bildet.
Es ergibt sich folgende Funktion:
Wird die Antriebswelle 4 mittels eines geeigneten
Antriebs (nicht dargestellt) gemäß dem Pfeil 48
(Figur 4) gedreht, so nimmt die Kurbelscheibe 5 -als Exzenter wirkend- in entsprechender Art und Weise das Gabelstück 8 mit, wodurch das Blockstück 11 in eine oszillierende Hin- und Herdrehbewegung versetzt wird, das heißt, das Kolbenbauteil 18 führt eine Schwingbewegung um die Kolbenwelle 12, also um den Drehpunkt 21 , durch. Mithin verlagert sich bei dieser Bewegung der jeweilige Kolben 19 beziehungsweise 20 innerhalb des Zylinderraums 32 beziehungsweise 33 derart, daß -ausgehend von der Figur 4- beispielsweise der Kolben 19 zunächst der Zylinderwand 25 gegenüberliegt, dann sich in Richtung auf die Zylinderwand 26 bewegt (Figur 5) und schließlich der Zylinderwand 26 mit nur sehr geringem Abstand gegenüberliegt (Figur 6) . Die weitergehende Bewegung erfolgt dann in umgekehrter Weise, das heißt, der Kolben 19 bewegt sich zurück in Richtung auf die Zylinderwandung 25. Entsprechendes gilt für den Kolben 20, der sich zwischen den beiden Zylinderwandungen 27 und 28 hin- und herbewegt. Diese oszillierende Bewegung hat zur Folge, daß -ausgehend von der Darstellung der Figur 4- sich der Kolben 19 von der Zylinderwand 25 wegbewegt, wodurch er durch die Mediumeinlaßöffnung 44 und die Ansaugkammer 46 Luft in den Zylinderraum 32 unter Öffnung des Rückschlagventils 35 einsaugt. Erreicht der Kolben 19 die Stellung gemäß Figur 6, so ist die Ansaugphase abgeschlossen und der Kolben 19 bewegt sich zurück, derart, daß die sich im Zylinderraum 32 befindliche angesaugte Luft leicht komprimiert wird, derart, daß die beiden Rückschlagventile 40 und 41 im Kolben 19 sich durch die Massenträgheit selbsttätig öffnen, wodurch das Luftvolumen quasi auf die andere Seite des Kolbens bewegt wird, das heißt, es durchströmt die Durchgangsboh- rung 39. Wird nun der Kolben 19 beim nächsten Kolbenhub wieder in Richtung auf die Zylinderwand 26 bewegt, so wird das Luftvolumen unter Öffnung des Rückschlagventils 36 in die Ausstoßkammer 47 und von dort zur Mediumauslaßδffnung 45 gefördert. Bei der letztgenannten Förderbewegung erfolgt gleichzeitig -auf der anderen Seite des Kolbens 19- wiederum ein Ansaugvorgang. Es bleibt noch festzuhalten, daß sich die Rückschlagventile 40, 41 im Kolben mit Hilfe der Massenträgheit auch wieder selbsttätig schließen. Entsprechende Vorgänge spielen sich beim Kolben 20 ab, das heißt, die Fördereinrichtung 1 ist aufgrund der beiden Kolben 19 und 20 in der Lage, eine hohe Förderleistung zu liefern.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fördereinrichtung, die sich nur hinsichtlich der Anordnung der Rückschlagventile von dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel unterscheidet, so daß auch nur auf diese Änderung nachstehend eingegangen werden soll. Es ist erkennbar, daß die Zylinderwände 25 bis 28 jeweils von zwei Bohrungen 34 durchsetzt sind, in denen Rückschlagventile 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 und 58 angeordnet sind. Die Rückschlagventile 51 und 52 beziehungsweise 53 und 54 beziehungsweise 55 und 56 beziehungsweise 57 und 58 liegen mit entgegensetzten Durchströmungsrichtungen zueinander, so daß das jeweils eine Rückschlagventil ein Ansaugventil und das jeweils andere Rückschlagventil ein Druckventil bildet. Im übrigen sind gleiche Teile -soweit ersichtlich- wie in den Figuren 1 bis 6 mit denselben Bezugszeichen versehen. Insofern kann auf deren Beschreibung verwiesen werden.
Es ergibt sich gemäß Figuren 7 bis 9 folgende Funktion:
Führt der Kolben 19 eine Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn durch, so öffnet hierbei das Rückschlagventil 51 , so daß Luft aus der Ansaugkammer 46 in den Zylinderraum 32 eingesaugt wird. Bewegt sich der Kolben 19 anschließend im Uhrzeigersinn, so wird die angesaugte Luft durch das Rückschlagventil 52 einer dort angeschlossenen, nur gestrichelt angedeuteten Druckleitung 59 zugeführt, die zur Mediumauslaßöffnung 45 führt. Entsprechendes gilt für die weiteren Rückschlagventilpaare mit ihren zugeordneten Zylinderwänden 26, 27 und 28, so daß insgesamt quasi vier Zylinderräume gebildet werden. Die jeweilige Ansaugung erfolgt über die Mediumeinlaßöffnung 44 und der jeweilige Ausstoß zur Mediumauslaßöffnung 45, wobei entsprechende, nicht aus den Figuren zu entnehmende Saug- beziehungsweise Druckleitungen verwendet werden.
Schließlich sei noch angemerkt, daß es mit der Fördereinrichtung 1 möglich ist, mehrere, auch unterschiedliche Medien gleichzeitig zu fördern. Hierbei bildet jeder Kolben 19 und 20 mit seinem zugehörigen Zylinderraum jeweils eine separate Einheit. Den jeweiligen Zylinderräumen 32 und 33 sind dann jeweils eine Mediumeinlaßöffnung 44 und eine Mediumauslaßöffnung 45 zugeordnet. Ohne weiteres ist es auch möglich, mehr als zwei Kolben vorzusehen. Insgesamt können je nach Anzahl der Kolben die gleiche Anzahl von Medien gefördert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante der Fördereinrichtung, bei der diese mehrere Kolben aufweist, ist vorgesehen, daß die durch ein Verschwenken der einzelnen Kolben geförderte Mediummenge gleich groß ist. Dadurch ist die Fördereinrichtung in vorteilhafter Weise auch als Dosierpumpe einsetzbar, beispielsweise zur Abfüllung von flüssigen Lebensmitteln, zum Beispiel Milch.
Ferner wird deutlich, daß die Durchgangsbohrungen 39 auch zur Kühlung der Kolben dienen. Strömt ein Medium von der Ansaugkammer 46 durch die Durchgangsbohrungen hindurch, so wird der jeweilige Kolben 19 beziehungsweise 20 durch dieses angesaugte Medium gekühlt. In den Figuren 4 und 6 ist noch ersichtlich, daß zwischen dem Kolben 19 beziehungsweise 20 und seinen zugehörigen Zylinderwänden 26 bis 28 -sofern der Kolben 19 beziehungsweise 20 in seinen Endlagen liegt- kein sogenannter schädlicher Raum vorliegt. Das heißt, der Kolben liegt in seiner Endlage mit sehr geringem Abstand der jeweiligen Zylinderwand gegenüber. Dies gewährleistet, daß das geförderte Medium vollständig aus der Fördereinrichtung 1 gedrängt wird beziehungsweise beim Ansaugvorgang wird ein Volumen eines Mediums angesaugt, das dem Volumen des Raumes entspricht, der zwischen einer Stirnfläche des Kolbens und der gegenüberliegenden Zylinderwand gebildet wird. Dies verbessert einerseits den Wirkungsgrad der Fördereinrichtung. Andererseits können so hohe Drücke erzeugt werden, da das Medium vollständig aus dem Zylinderraum ausgetrieben wird. Insbesondere erfolgt der Antrieb des Kolbenbauteils 18 derart, daß bei einer 90° -Drehung der Antriebswelle der Kolben 19 und 20 jeweils den halben Kolbenweg durchläuft. Da die Kolben 19 und 20 am Mittelteil 22 fest angebracht sind, wird bei jeder Hin- und Herbewegung der Kolben 19 und 20 eine konstante Menge eines Mediums gefördert. Es ist hier also ein sinusförmiger Antrieb vorgesehen, wodurch ein harmonischer Lauf der Fördereinrichtung realisierbar ist.
Da die Kolben 19 und 20 gegenüber dem Zylinder 14 keine Schmierung benötigen, kann die Fördereinrichtung 1 besonders vorteilhaft für Flüssigkeiten ohne Eigenschmierung eingesetzt werden, wie zum Beispiel Benzin, das bekanntlich im wesentlichen keine Schmiereigenschaften besitzt.
Sollen große Volumina gefördert werden, ist es auch möglich, die Kolben 19 und/oder 20 und die dazugehörigen Zylinderwände schräg verlaufend auszubilden. Das heißt, bei einer Draufsicht auf den Kolben weist dieser eine parallelogramm- beziehungsweise rautenförmige Kontur auf. Damit werden die Stirnflächen des Kolbens vergrößert, so daß im Querschnitt größere Durchgangsbohrungen vorliegen und damit größere Rückschlagventile eingesetzt werden können .
Im Zusammenhang mit Figur 3 sei noch erwähnt, daß es auch möglich ist, den Antrieb, bestehend aus Kurbelscheibe 5, Gabelstück 8 und Blockstück 11, durch einen bekannten Kurbeltrieb, wie er beispielsweise bei einem Scheibenwischerantrieb ver- wendet wird, zu ersetzen. Dadurch ist es möglich, über die Antriebswelle 4 mehrere Fördereinrichtungen 1 anzutreiben, wobei dann vorzugsweise vorgesehen ist, daß für alle Fördereinrichtungen nur ein Kurbeltrieb vorgesehen ist, wobei die Fördereinrichtungen über eine Schubstange miteinander verbunden sind. Außerdem kann vorgesehen sein, daß zumindest zwei Kolben-/Zylindereinheiten 3 übereinander angeordnet sind. Ihr Antrieb erfolgt gemeinsam über die Antriebswelle 4. Hierzu ist vorgesehen, daß die Kolbenwelle 12 der beiden Kolben-/Zylindereinheiten 3 durchgehend ausgebildet ist. Es ist also eine Kolbenwelle 12 vorgesehen, an der zwei Kolbenbauteile übereinanderliegend angeordnet sind.
Schließlich sei noch angemerkt, daß es auch ohne weiteres möglich ist, die Fördereinrichtung 1 als Motor zu betreiben. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die Zylinderräume 32 und 33 jeweils eine Zündeinrichtung umfassen, so daß eine Brennkraftmaschine gebildet wird, deren erzeugte Antriebskraft an der Antriebswelle 4 abgreifbar ist.
Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Fördereinrichtung wird das zu fördernde Medium bei einer entsprechenden Kolbenbewegung über jeweils mindestens eine Mediumeinlaßöffnung in die Zylinderräume 32, 33 eingesaugt. Die Mediumeinlaßδffnungen können entweder im topfförmi- gen Unterteil 15 des Zylinders 14 oder im Zylinderdeckel 16 eingebracht sein und münden in den jeweiligen Zylinderraum. Des weiteren ist jedem Zylinderraum mindestens eine Mediumauslaßöffnung zugeordnet, wobei die Mediumauslaßöffnungen ebenfalls entweder im Unterteil 15 oder im Zylinderdeckel 16 des Zylinders 14 angeordnet sind. Bei Verwendung der Fördereinrichtung im Pumpen- oder Motorenbetrieb ist in jeder der Mediumeinlaß- und -auslaß- öffnungen jeweils ein Rückschlagventil vorgesehen, um die Strömungsrichtung des Mediums in einer Richtung festzulegen. Die Anordnung der Mediumeinlaß- und -auslaßöffnungen in den Seitenwänden des Zylinders, also im Unterteil und im Zylinderdeckel, ist insbesondere bei der Verwendung der anhand der Figuren 1 bis 9 beschriebenen Fördereinrichtung in modifizierter Form als Brennkraftmaschine vorteilhaft, da auf Ventile verzichtet werden kann, weil hier der Kolben bei seinem Hin- und Hergang die Einlaß- und Auslaßöffnung (en) im Zylinderdeckel beziehungsweise im Unterteil des Zylinders freigibt.
Bei allen Ausführungsbeispielen der Fördereinrichtung kann an die jeweilige Auslaßöffnung, durch die das Medium durch eine entsprechende Kolbenbewegung aus dem Zylinderraum ausgedrückt wird, mit einer direkt zum Verbraucher führenden Druckleitung verbunden sein. Bei dieser Ausführungsvariante wird auf eine anhand der Figuren 4 bis 9 beschriebene Ausstoßkammer 47, die innerhalb des Zylinders 14 angeordnet ist, verzichtet.
Allen Ausführungsbeispielen der Fördereinrichtung ist gemeinsam, daß aufgrund der extrem kleinen Abstände zwischen der Seitenfläche des jeweiligen Kolbens und der Innenwandung des Zylinders sowie zwischen der Außenperipherie des Mittelteils, mit dem der wenigstens eine Kolben verbunden ist, und der Innenseite 30 der jeweiligen Zylinderwandung 25 bis 28 eine Dichtung geschaffen ist, ohne daß dazu separate Dichtmittel eingesetzt werden müssen. Durch die präzise Bewegung des Kolbens mit Hilfe des Präzisionslagers 17 kann sichergestellt werden, daß der Kolben beziehungsweise die Kolben im Betrieb der Fördereinrichtung die Innenwandung des Zylinders und/oder die Innenseite der jeweiligen Zylinderwandung nicht berühren, so daß auf eine Schmierung dieser Bereiche verzichtet werden kann.
Besonders vorteilhaft bei einer anhand der vorangegangenen Figuren beschriebenen Fördereinrichtung ist, daß keine Gleitreibung entsteht und somit zur Verdichtung eines Mediums nahezu nur die reine Verdichtungsarbeit geleistet werden muß. Dadurch wird weniger Energie verbraucht, so daß auch weniger Wärme während des Betriebs der Fördereinrichtung als bei vergleichbaren, aus dem Stand der Technik bekannten Fördereinrichtungen entsteht. Dadurch, daß der Kolben beziehungsweise die Kolben die Zylinderwand nicht berühren, entsteht auch nicht ein sogenanntes Losbrechmoment. Das zum Starten der Fördereinrichtung aus dem Stillstand benötigte Drehmoment ist dadurch im Vergleich zu den bekannten Fördereinrichtungen nur gering. Vorteilhaft ist außerdem, daß durch den Abstand der Kolben zur Zylinderwandung keine Kontaktkorrosion zwischen den Kolben und der Zylinderwandung auch nach längerem Stillstand der Fördereinrichtung vermieden wird. Vorteilhaft ist ferner, daß das Medium durch den Kolben gefördert wird und nur ein Ventil pro Fläche eingebaut werden muß, so daß große Ventilflächen realisierbar sind, wodurch wiederum die Strömungsverluste der Fördereinrichtung verringert werden können. Da die Strδmungsrichtung des Mediums im Arbeitsraum, in dem sich der jeweilige Kolben bewegt, nicht umgekehrt werden muß, wirkt sich dies auch vorteilhaft bei Resonanzaufladung auf.
Figur 10 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Antrieb durch ein Medium, im folgenden kurz Brennkraftmaschine 101 genannt, die ein Gehäuse 102 und eine Arbeitseinheit 103 aufweist. Im Gehäuse 102 ist eine Abtriebswelle 104 drehbar gelagert, an der ein von der Arbeitseinheit 103 erzeugtes Drehmoment abgegriffen werden kann. Am freien Ende der Abtriebswelle 104 ist eine mit der Abtriebswelle drehfest verbundene Kurbelscheibe 105 angeordnet. In einer exzentrisch zur Längsmittelachse der Kurbelscheibe 105 beziehungsweise der Abtriebswelle 104 liegenden, in Figur 10 nicht dargestellten Aufnahmever- tiefung ist ein Gabelstück 107 schwenkbar gelagert, dessen Gabelarme 109 um eine in Figur 10 horizontal verlaufende Achse 110 schwenkbar mit einem Blockstück 111 verbunden sind. Das Blockstück 111 ist drehfest mit einer Kolbenwelle 112 verbunden.
Die Arbeitseinheit 103 umfaßt ein topfförmiges Unterteil 113 sowie einen Deckel 115, der als kreisförmige Platte ausgebildet ist, die mit dem Unterteil 113 mit geeigneten Befestigungsmitteln, beispielsweise mit Maschinenschrauben, verschraubt ist. Im Gehäuse 102 ist ein Präzisionslager 117 angeordnet, das die Kolbenwelle 112 exakt drehbar und auch in exakter axialer Position führt. Im Innenraum des kreishohlzylindrischen Unterteils 113 der Arbeitseinheit 103 sind eine Druckplatte 119, ein Gehäuseblock 121 sowie eine Anschlußplatte 123 angeordnet, die aufeinandergestapelt sind, wobei der Gehäuseblock 121 zwischen der am Boden des topfför- migen Unterteils 113 angeordneten Druckplatte 119 und der Anschlußplatte 123 angeordnet ist.
Figur 11 zeigt eine Draufsicht auf eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuseblocks 121, in dem eine randoffene Ausnehmung 125 eingebracht ist, in der ein Kolbenbauteil 127 drehbeweglich um die Längsmittelachse der Kolbenwelle 112 entlang einer Teilkreisbewegung geführt ist. Das drehfest mit der Kolbenwelle 112 verbundene Kolbenbauteil 127 weist einen ersten Kolben 129 und einen zweiten Kolben 131 auf, die beide radial nach außen versetzt zum Drehpunkt 133 des Kolbenbauteils 127 liegen. Der Drehpunkt 133 liegt auf der Drehachse (Längsmittelachse) der Kolbenwelle 112. Das Kolbenbauteil 127 weist ein kreisförmiges Mittelteil 135 auf, von dem der erste und der zweite Kolben 129, 131 flügelartig radial nach außen ausgehen, wobei sich der jeweilige Kolben 129, 131 bis zu einer Seitenwand 137 der Ausnehmung 125 erstreckt. Die Seitenwand 137 ist gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung der eines gedachten Kreises mit dem Drehpunkt 133 als Mittelpunkt und dem Radius r entspricht.
Die Seitenfläche 139 des jeweiligen Kolbens 129, 131 ist entsprechend der Innenkrümmung der Seitenwand 137 ausgebildet und ist daher konvex gewölbt. Die Seitenwand 137 der Ausnehmung 125 steht der Seitenfläche 139 der Kolben mit extrem geringen Spiel berührungslos gegenüber, derart, daß dort quasi eine Dichtung geschaffen ist. Aufgrund des sehr dünnen Spalts zwischen der Seitenfläche 124 des Kolbens 129, 131 und der Seitenwand 137 der Ausnehmung 125 sowie der -in Bewegungsrichtung der Kolben gesehen- relativ großen Länge der Seitenfläche 139 sind hier separate Dichtungsmittel, zum Beispiel Dichtscheiben, -ringe oder dergleichen nicht erforderlich. Die Seitenwände 141 der Ausnehmung 125, die dem Mittelteil 135 des Kolbenbauteils 127 in einem extrem geringen Abstand gegenüberstehen, sind an die Außenperipherie 143 des Mittelteils 135 angepaßt, so daß zwar eine Bewegung des Kolbenbauteils 127 um den Drehpunkt 133 erfolgen kann, jedoch zwischen den erwähnten Flächen eine Dichtung gebildet ist. Aufgrund der sehr kleinen Spalthöhe kann auch hier auf zusätzliche Dichtungen beziehungsweise Dichtmittel verzichtet werden.
Wie aus Figur 11 ersichtlich, sind die Bereiche der Ausnehmung 125, in denen die Kolben 129 und 131 hin und her bewegt werden, kreisringausschnittsför ig ausgebildet. Diese kreisringausschnittsfδmigen Arbeitsräume, in denen sich jeweils einer der Kolben 129, 131 befindet, werden durch die Kolben 129, 131 jeweils in eine Saugkammer 144 beziehungsweise 146 und in einen Brennraum 145 beziehungsweise 147 unterteilt. Bei einer Bewegung des Kolbenbauteils 127 um den Drehpunkt 133 im Uhrzeigersinn werden durch eine Verlagerung des Kolbens 129 der Brennraum 145 verkleinert und gleichzeitig die Saugkammer 144 vergrößert, während dabei der Brennraum 147 durch die Verlagerung des Kolbens 131 vergrößert und die mit dem Brennraum 147 zusammenwirkende Saugkammer 146 verkleinert werden. Im Grund 149 der Ausnehmung 125 sind im Bereich der Arbeitsräume für die Kolben 129, 131 jeweils ein Ansaugkanal 151 und ein zum Auspuff führender Auslaßkanal 153 eingebracht. Die Ansaugkanäle 151 sind hier in ihrem Mündungsbereich kreisförmig und die Auslaßkanäle 153 viereckig ausgebildet. Selbstverständlich ist deren Ausgestaltung variierbar; zum Beispiel können die Auslaßkanäle 153 in ihrem in die Brennräume 145, 147 mündenden Bereich nieren- förmig ausgebildet sein.
Die Brennkraftmaschine 101 weist des weiteren eine Zündeinrichtung 155 auf, die jeweils eine Zündkerze 157 für jeden der Brennräume 145, 147 umfaßt. Die in im Gehäuseblock 121 eingebrachten Sackbohrungen 159 angeordneten Zündkerzen 157 sind in Gewindebohrungen eingeschraubt und ragen bis in den jeweiligen Brennraum 145 beziehungsweise 147, so daß ein in den Brennräumen 1 5, 147 befindliches, komprimiertes Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet werden kann. Der Aufbau und die Funktion einer Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist allgemein bekannt, so daß deren Aufbau nicht näher beschrieben wird.
Figur 14 zeigt eine Seitenansicht der anhand von Figur 10 beschriebenen Anschlußplatte 123, in der Ansaugkanäle 151' und Auslaßkanäle 153' eingebracht sind, die in eine mit gestrichelter Linie dargestellte Ansaugkammer 161 beziehungsweise Ausstoßkammer 163 münden. Die Ansaugkammer 161 ist mit einer nicht dargestellten Kraftstoff- beziehungsweise Kraftstoff-Luft-Gemisch-Zuführungsleitung und die Ausstoßkam er 163 mit einem Abgasrohr (Auspuff) verbunden. Im zusammengebauten Zustand der Arbeitseinheit 103 liegt die Anschlußplatte 123 mit ihrer ebenen Anlagefläche 165 an der planen Rückseite des Gehäuseblocks 121, also an der der Ausnehmung 125 gegenüberliegenden Seite des Gehäuseblocks 121, an, wobei jeweils einer der Auslaßkanäle 151' in der Anschlußplatte 123 mit dem jeweiligen, in die Saugkammer 144 beziehungsweise 146 mündenden Ansaugkanal 151 fluchtet. In den Ansaugkanälen 151 und/oder Ansaugkanälen 151' befindet sich jeweils ein in den Figuren nicht dargestelltes Rückschlagventil, das einen Durchlaß von der Ansaugkammer 161 in die Saugkammer 144 beziehungsweise 146 ermöglicht und ein Zurückströmen des von aus der Ansaugkammer 161 angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemischs von der Saugkammer 144 beziehungsweise 146 in die Ansaugkammer 161 verhindert. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, die Brennkraftmaschine so auszubilden, daß keine Ventile, insbesondere Rückschlagventile notwendig sind.
Figur 13 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungs- beispiel einer Druckplatte 119 der Arbeitseinheit 103, die von einer ebenen Platte gebildet ist. In der Mitte der Druckplatte 119 ist eine Durchgangsbohrung 167 vorgesehen, durch die die Kolbenwelle 112 hindurchgesteckt wird. In die Anlagefläche 168 der Druckplatte 119, mit der sie im montierten Zustand der Arbeitseinheit 103 an der die Ausnehmung 125 aufweisende Vorderseite des Gehäuseblocks 121 anliegt, sind zwei radial zur Mitte der Druckplatte 119 nach außen versetzt angeordnete Überstrδmkanäle 169 beziehungsweise 171 eingebracht, auf deren Funktion im folgenden noch näher eingegangen wird. Die Anordnung und Ausgestaltung der bei diesem Aus- führungsbeispiel randoffenen Überstrδmkanäle 169, 171, die hier von langlochförmigen Vertiefungen gebildet sind, ist variierbar. Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante sind die Überströmkanäle 169, 171 als Durchgangsöffnungen ausgebildet, die die Druckplatte 119 zumindest teilweise durchdringen. Im montierten Zustand der Druckplatte 119 müssen die Durchgangsöffnungen auf ihrer der Vorderseite des Gehäuseblocks abgewandten Seite verschlossen sein. Hierzu kann beispielsweise eine Abdeckplatte an die Druckplatte angebracht, beispielsweise angeschraubt, werden.
Figur 12 zeigt eine Draufsicht auf das anhand von Figur 11 beschriebene Ausführungsbeispiel des Gehäuseblocks 121. Das Kolbenbauteil 127 ist hier in einer Endstellung angeordnet, die es durch eine Drehung im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 133 einnimmt. In der in Figur 11 dargestellten Position des Kolbenbauteils 127 befindet sich dieses in seiner anderen Endstellung, die es durch eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn einnimmt.
Die anhand der Figuren 10 bis 14 beschriebene Brennkraftmaschine 101 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Zweitaktbrennkraftmaschine für zum Beispiel Benzin- und/oder Dieselbetrieb. Selbstverständlich kann die Brennkraftmaschine 101 auch mit anderen Kraftstoffen, zum Beispiel Methan, betrieben werden. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 101 wird durch eine oszillierende Hin- und Herdrehbewegung des Kolbenteils 127 die Kolbenwelle 112 und somit das drehfest daran angebrachte Blockstück 111 in Schwingbewegung versetzt. Dadurch wird das Gabelstück 107 in entsprechender Weise bewegt, wodurch eine Rotation der Kurbelscheibe 105 initiiert wird. Das dabei übertragene Drehmoment kann, wie gesagt, an der rotierenden Abtriebswelle 104 abgenommen werden. Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Brennkraftmaschine 101 ist vorgesehen, daß diese im Vier-Takt-Betrieb arbeitet und demgemäß eine entsprechend modifizierte Konstruktion aufweist.
Im folgenden werden die beiden Arbeitstakte der Zweitaktbrennkraftmaschine näher erläutert : Ausgehend von der in Figur 11 dargestellten Stellung des Kolbenbauteils 127 beginnt der erste Takt des Kolbens 129 durch eine Schwingbewegung des Kolbenbauteils 127 um den Drehpunkt 133 im Uhrzeigersinn. Dabei wird über die Ansaugkanäle 151, 151' ein Kraftstoff-Luft-Gemisch aus der Ansaugkammer 161 in die dem Brennraum 145 zugeordneten Saugkammer 144 angesaugt. Das sich im Brennraum 145 befindliche Kraftstoff-Luft-Gemisch wird ab dem Moment verdichtet, in dem der Kolben 129 den Auslaßkanal 153 überfahren und somit abgedeckt, also verschlossen hat. Nachdem der Kolben 129 eine bestimmte, beispielsweise die in Figur 12 dargestellte Position erreicht hat, wird mit Hilfe der Zündeinrichtung 155 das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum 145 gezündet . Die weitergehende Bewegung des Kolbens 129, also der zweite Takt, erfolgt dann in umgekehrter Weise, das heißt, der Kolben 129 bewegt sich nun entgegen dem Uhrzeigersinn in die in Figur 11 dargestellte Position zurück. Aufgrund der Anordnung des Auslaßkanals 153 und der Ausgestaltung des in Figur 12 gestrichelt dargestellten Über- strömkanals 169 in der Druckplatte 119 wird zunächst der Auslaßkanal 153 geöffnet, bevor das durch eine Schwenkbewegung des Kolbens 129 um den Drehpunkt 133 entgegen dem Uhrzeigersinn in der Saugkammer 144 verdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch durch den Überstrδmkanal 169 in den Brennraum 145 gelangen kann. Nachdem der Kolben 129 mit der dem Brennraum 145 zugewandten Seitenfläche den rechten Endbereich des Überstrδmkanals 169 überfahren hat, strömt das in der Saugkammer 144 vorkomprimierte Gemisch durch den Überströmkanal 169 in den Brennraum 145, der dadurch gespült wird, das heißt, die sich noch im Brennraum 145 befindlichen Abgase werden durch den Auslaßkanal 153 vorzugsweise vollständig, zumindest aber weitestgehend hinausgedrückt. Entsprechende Vorgänge spielen sich beim Kolben 131 ab, wobei aufgrund der Anordnung und Ausgestaltung der Ansaug- und Auslaßkanäle im Gehäuseblock 121 das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch eine Kolbenbewegung in die Saugkammer 145 eingesaugt wird, während gleichzeitig der Kolben 131 das im Brennraum 147 befindliche Kraftstoff-Luft- Gemisch komprimiert .
Aus allem wird deutlich, daß die Brennkraftmaschine 101 auch nur einen Kolben oder mehr als zwei Kolben, zum Beispiel drei oder vier Kolben umfassen kann. Es bleibt noch festzuhalten, daß die Kolben 129, 131 in ihren in den Figuren 11 und 12 dargestellten Endpositionen nicht an einer Seitenfläche der Ausnehmung 25 anliegen, sondern sich vorzugsweise in einem sehr geringen Abstand zu dieser befinden. Bei dem anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 101 ist der Antrieb des Kolbenbauteils 127 derart gestaltet, daß die Abtriebswelle 104 sich um 90° dreht, wenn die Kolben 129, 131 jeweils den halben Kolbenweg durchlaufen. Es ist hier also ein sinusförmiger Antrieb vorgesehen, wodurch ein ruhiger Lauf der Brennkraftmaschine realisiert werden kann.
Im Zusammenhang mit Figur 10 sei noch erwähnt, daß es auch möglich ist, den Abtrieb, bestehend aus Blockstück 111, Gabelstück 107 und Kurbelscheibe 105 durch einen bekannten Kurbeltrieb, wie er beispielsweise bei einem Scheibenwischerantrieb verwendet wird, zu ersetzen. Außerdem kann vorgesehen sein, daß zumindest zwei Arbeitseinheiten 103 übereinander angeordnet sind. Ihr Abtrieb erfolgt gemeinsam über die Abtriebswelle 104. Hierzu ist vorgesehen, daß die Kolbenwelle 112 der beiden Arbeitseinheiten 103 durchgehend ausgebildet ist. Es ist also nur eine Kolbenwelle 112 vorgesehen, an der zwei, jeweils mindestens einen Kolben aufweisende Kolbenbauteile übereinanderliegend angeordnet sind.
Die Brennkraftmaschine ist in vorteilhafter Weise in Kombination mit einer Fördereinrichtung für ein flüssiges oder gasförmiges Medium einsetzbar. Bei einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die Fördereinrichtung mindestens ein um eine Achse schwenkbares Kolbenbauteil mit wenigstens einem daran angebrachten Kolben umfaßt, wobei das Kolbenbauteil der Fördereinrichtung drehfest mit der Kolbenwelle 112 der Brennkraftmaschine verbundenen ist. Die von Brennkraftmaschine und Fördereinrich- tung gebildete Einheit zeichnet sich durch einen einfachen und kompakten sowie kostengünstigen Aufbau aus. Vorteilhaft ist ferner, daß die von der Brennkraftmaschine erzeugte Schwenkbewegung der Kolbenwelle 112 nicht in eine Drehbewegung umgewandelt werden muß, um die Fördereinrichtung anzutreiben, sondern daß das in die Kolbenwelle 112 eingeleitete Antriebsmoment direkt uns somit verlustarm genutzt werden kann. Bei dieser Ausführungsvariante wird die in Figur 10 dargestellte Abtriebswelle 104 vorzugsweise lediglich als Schrittmacher und als Hubbegrenzer für das Kolbenbauteil der Brennkraftmaschine und das der Fördereinrichtung benötigt. Dadurch, daß die Brennkraftmaschine und die Fördereinrichtung links und rechts des Blockstücks 111 und der Kurbelscheibe 105 angeordnet sind, ist die Beeinflussung der von beiden Einrichtungen abgestrahlten Wärme auf die übrigen Teile auf ein unschädliches Maß reduziert.
Zusammenfassend ist festzuhalten, daß durch die definierte Führung der Kolbenbewegung außerhalb des Brennraums mit Hilfe mindestens eines Lagers die Bewegungsbahn des wenigstens einen Kolbens der Brennkraftmaschine so exakt geführt werden kann, daß eine Berührung des Kolbens mit einer der den Brennraum begrenzenden Wände ausgeschlossen werden kann. Die Abdichtung des Brennraums, insbesondere des Spalts zwischen der Seitenfläche 139 des Kolbens und der Seitenwand 137 (Brennraumwand) des jeweiligen Brennraums, ist allein aufgrund des geringen Abstands zwischen diesen beiden Flächen möglich. Das heißt, es werden keine separaten Dichtungen, wie sie bei den im Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinen verwendet werden, benötigt. Ferner kann auf eine Schmierung des Kolbens verzichtet werden, da dieser nicht an der Brennraumwand gleitet. Ein weiterer Vorteil, der sich daraus ergibt, daß der Kolben/die Kolben die Brennraumwand nicht berührt/berühren, ist, daß die Ausgestaltung der Überström-, Saug- und Auspuffkanäle beziehungsweise -schlitze praktisch beliebig ist. Die Brennkraftmaschine 1 zeichnet sich außerdem durch einen einfachen und somit kostengünstigen Aufbau aus. Aufgrund der oben beschriebenen Ausgestaltung ist eine Gleitreibung zwischen dem Kolben beziehungsweise den Kolben der Brennkraftmaschine und der Brennraumwand vermieden, so daß die Brennkraftmaschine, vorzugsweise auch bei Kälte, mit geringen Kräften gestartet werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung für die Förderung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums oder zum Antrieb durch ein Medium, mit einer Kolben-/Zylindereinheit , dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Kolbens mittels eines Lagers (Prazisionslager) geführt ist und daß sich das Lager (Präzisionslager) außerhalb des Zylinders (Zylinderraum, Brennraum) befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium mittels einer Kolbenbewegung angesaugt und mittels entgegengesetzter Kolbenbewegung sowie aufgrund der Funktion einer Ventileinrichtung gefördert wird.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19,20) um einen Drehpunkt (21) eine Teilkreisbewegung durchführt .
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19,20) an einem Drehteil (Kolbenbauteil 18) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (Kolbenbauteil 18) von dem Lager (Präzisionslager 17) geführt ist und daß der Kolben (19, 20) radial versetzt zum Drehpunkt (21) liegt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19, 20) eine oszillierende Bewegung durchführt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer ersten Stirnfläche des Kolbens (19, 20) zugewandte erste Zylinderwand (25 bis 28) von mindestens einem Rückschlagventil (35 bis 38, 51 bis 58) durchsetzt ist .
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer ersten Stirnfläche des Kolbens (19, 20) zugewandte erste Zylinderwand (25 bis 28) von mindestens zwei Rückschlagventilen (35 bis 38, 51 bis 58) durchsetzt ist, die zueinander entgegengesetzte Durchlaßrichtungen aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19, 20) von mindestens einem Rückschlagventil (40 bis 43) durchsetzt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der anderen, zweiten Stirnfläche des Kolbens (19, 20) zugewandte zweite Zylinderwand (25 bis 28) von mindestens einem Rückschlagventil (35 bis 38, 51 bis 58) durchsetzt ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Seitenfläche (24) des Kolbens (19,20) und der Innenwand (Innenseite (23) ) des Zylinders (14), insbesondere im Betrieb der Vorrichtung, extrem klein ist .
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19,20) dichtungsfrei gegenüber der Zylinderinnenwand im Zylinderraum (32,33), geführt ist.
13. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Brennraum und mindestens einen Kolben, wobei durch eine Kolbenbewegung der Brennraum verkleinert und durch eine entgegengesetzte Kolbenbewegung der Brennraum vergrößert wird.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben dichtungsfrei gegenüber der Brennraumwand (Seitenwand 137) im Brennraum (145, 147) geführt ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Seitenfläche (139) des Kolbens (129, 131) und die Brennraumwand (Seitenwand 137) in einem extrem geringen Abstand gegenüberstehen.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (129, 131) um einen Drehpunkt (133) eine Teilkreisbewegung durchführt .
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (129, 131) an einem Drehteil (Mittelteil 135), vorzugsweise einstückig, ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (Mittelteil 135) von dem Lager (Prazisionslager 117) geführt ist und daß der Kolben (129, 131) radial zum Drehpunkt (133) liegt.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (129, 131) eine oszillierende Bewegung durchführt.
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