JP2001521100A - 媒質の搬送又は媒質による駆動のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はピストン・シリンダユニットを有し、一方のピストン運動で媒質を吸入し、逆向きのピストン運動により、かつ弁装置の機能に基づき媒質を送り出す、媒質特にガス又は液体のための搬送装置に関する。ピストンの運動が軸受（精密軸受）によって案内され、軸受（精密軸受）がシリンダ（シリンダ室、燃焼室）の外部にあるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は請求項1の上位概念に基づく液状又はガス状媒質の搬送及び媒質による
駆動のための装置に関する。

【０００２】 この種の装置は例えば圧縮機として知られている。公知の圧縮機はピストン・
シリンダユニットを有し、そのピストンはピストン棒とクランク伝動装置によっ
て上下動させられる。シリンダユニットに配属された2個の逆止め弁からなる弁 装置が、ピストンの下降運動のときに大気をシリンダ室に吸入させ、続くピスト
ンの上昇運動のときに吸入された空気を輸送空気として吐き出させる。吸入過程
で一方の弁が、排出過程で他方の弁が機能する。ピストンの上下動は駆動装置例
えば電動機がクランク伝動装置を駆動することによって実現される。公知の装置
には、ピストンの焼きつきを回避するために、シリンダの内面に接するピストン
のすべり面が潤滑剤、例えば薄い油膜を備えなければならないという欠点がある
。その結果、輸送空気が油残留物で汚染される恐れがある。このことは圧縮機が
作る圧縮空気を使用する食品工業で特に問題である。しかし他の工業部門でも、
潤滑剤残留物がないきれいな輸送空気を使用することが必要である。

【０００３】 本発明の根底にある課題は、こうした欠点がない冒頭に挙げた種類の装置を提
供することである。

【０００４】 この課題は本発明に基づきピストンの運動が軸受によって案内され、軸受がシ
リンダの外部にあることによって解決される。この構造に基づきピストンが厳密
に確定された正確な運動軌道を通るように、ピストンを軸受で最適に案内するこ
とが可能である。軸受は任意に構成することができる。軸受が潤滑剤例えば軸受
用グリース等を含んでいても問題はない。なぜなら軸受はシリンダの外部に配設
されており、その結果潤滑剤等の残留物がシリンダ及び輸送媒質に入り込むこと
はあり得ないからである。こうしてピストンは別設の軸受を有するので、ピスト
ン自体を−先行技術と異なり−シリンダ内で案内しないでよいから、シリンダの
内面でのピストンの摩擦が完全に回避される。ピストンはシリンダ内で潤滑剤な
しで運動し、その際シリンダの内面に対して極めて小さな間隔を保つように、軸
受によって正確に案内される。この間隔は漏れ損失がほとんど回避されるほど小
さい。補助密封手段、例えば公知の搬送装置で使用され、ピストンとシリンダの
内面の間のギャップに配設される金属製のワッシャは省くことができる。

【０００５】 本発明の別の実施形態によれば、ピストンが回転中心の周りに円弧運動を行う
ように構成されている。特にピストンが上記の円弧運動を行うことができるよう
に、ピストンを回転部材に形成した構成になっている。

【０００６】 上記の回転部材は軸受を有し、ピストンが回転中心に対して半径方向にずらし
て配置されていることが好ましい。従って回転部材はピストンの往復運動のため
に揺動運動を行い、その際回転部材の回転中心に対して半径方向外側へずらして 配置されたピストンは円弧状の通路を通る。回転部材はシリンダの外部に配設さ
れた軸受によって正確に案内されるから、ピストンは正確な確定された軌道に沿 って運動する。この軌道はシリンダの内面に対して不当な摩擦力が生じることを
防止する。

【０００７】 本発明の別の実施形態によれば、ピストンの第1の端面に面した第1のシリンダ
壁を少なくとも1個の逆止め弁が貫通するように構成されている。代案としてピ ストンの第1の端面に面した第1のシリンダ壁を、互いに逆向きの通過方向を有す る少なくとも2個の逆止め弁が貫通することも可能である。前者の場合は逆止め 弁は開放とともに当該のピストン運動によりシリンダ室への媒質の吸入を行わせ
る。次にピストンが逆動させられる。その場合ピストンを少なくとも1個の逆止 め弁が貫通しており、搬送される媒質がピストンを貫流した後、−別のピストン
行程で−別の逆止め弁を経て流出することが好ましい。この別の逆止め弁は−本
発明の別の実施形態では−ピストンの他方の第2の端面に面した第2のシリンダ壁
を貫通する。

【０００８】 2個の逆止め弁がシリンダ壁を貫通する上記の第2の方式では、第1のピストン運
動で媒質が２つの逆止め弁の一方を経て吸入され、次に行われるピストンの逆動 で媒質が第2の逆止め弁を通って送り出し管へ送られる。こうして2つの逆止め弁
は、1回のピストン行程で吸入管による吸入操作と排出管による排出操作を行わ せる。

【０００９】 ピストンの両側に、即ちピストンの両方の端面に面して、夫々２個の逆止め弁
を備えた対応するシリンダ壁があるならば、ピストンの往復運動の際に一方のピ
ストン端面側で吸入操作を、他方のピストン端面側で排出操作を行うことができ る。

【００１０】 また課題の解決のために、請求項13の特徴を有する媒質による駆動のための装 置、特に２行程内燃機関を提案する。この装置は、ピストンの運動が軸受によって
案内され、軸受がシリンダの外部にあることを特徴とする。この構造に基づきピ ストンが厳密に確定された正確な運動軌道を通るように、ピストンを軸受で案内 することが可能である。軸受は任意に構成することができる。軸受が潤滑剤例え
ば軸受用グリース等を含んでいても問題はない。というのは軸受が燃焼室の外部
に配設され、従って潤滑剤等の残留物が燃焼室及び内燃機関の排気ガスに入り込 むことはないからである。こうしてピストンは別設の軸受を有するので、ピスト
ン自体を−公知の内燃機関と異なり−空洞部、穴等からなる燃焼室で案内しなく てもよいから、燃焼室壁でのピストンの摩擦が完全に、又は少なくともほとんど回
避される。軸受によりピストンは燃焼室内で潤滑剤なしで運動し、その際燃焼室 の壁面に対して極めて小さな間隔を保つように、正確に案内される。その場合こ の間隔は漏れ損失がほとんど回避されるほど小さい。

【００１１】 ピストンが燃焼室の燃焼室壁に対してシールなしで案内される内燃機関の実施
例が特に好適である。公知の内燃機関でピストンと燃焼室壁の間のギャップの密
封のために設けられる補助密封手段、例えばパッキンリングは不要である。ピス
トンの側面と燃焼室壁の間のギャップは極めて薄いから、それだけで及び／又は
ピストンの側面が比較的長くされていることによって漏れ損失を回避することが
できる。

【００１２】 図面は実施例に基づいて本発明を明示する。

【００１３】 図1は−本実施例によれば−圧縮機として構成された搬送装置1を示す。搬送装
置１はケーシング2とピストン・シリンダユニット3を有する。ケーシング2に駆 動軸4が回転自在に支持され、図示しない駆動装置例えば電動機を駆動軸4に連結
することができる。駆動軸４の自由端にクランクディスク5が遊転不能に固設さ れ、偏心輪6 （図2） が形成される。偏心の受け穴7に二又片8が回動可能に支持
され、その二又アーム９は−図2で水平に延びる−軸10の周りで回動し得るよう にブロック片11と連結されている。ブロック片11はピストン軸12に遊転不能に固
着されている。

【００１４】 ピストン・シリンダユニット3はシリンダ14を有する。シリンダ14は中空円筒 形の下部15とシリンダカバー16を有する。シリンダカバー16は円形の板として形
成され、適当な手段例えば小ねじでカップ形の下部15に螺着される。ケーシング
2の中に精密軸受17（図3）が配設され、ピストン軸12を正確に回転し得るように
、かつ正確な軸方向位置に案内する。

【００１５】 図4ないし6で明らかなように、シリンダ14の中でピストン・シリンダユニット
3のピストンユニット18はピストン軸12の周りに円弧運動に沿って回転運動し得 るように案内される。その場合ピストンユニット18は第1のピストン19と第2のピ
ストン20を有し、両者はピストンユニット18の回転中心21に対して半径方向外側
にずらして配置されている。回転中心21はピストン軸12の回転軸上にある。ピス
トンユニット18は円形の中央部22を有し、そこから第1及び第2のピストン19、20
が羽根状に半径方向外側へ出ており、夫々のピストン19、20はシリンダ14の内面
23まで伸張する。従って各ピストン19、20の側面24は、内面23の内側曲面に対応
して凸曲した構造になっている。内面23は側面24と極めて小さな遊隙で無接触で
相対するから、そこにいわば密封が作り出される。図4ないし6で明らかなように
、この区域に別設の密封手段は不要なので設けられていない。各ピストン19、20
の側面24とシリンダ14の内面の間のギャップの密封は、2つの部材の間の遊隙を 小さくし、本実施例で円弧形に形成された側面24の円弧長を比較的長くすること
のみによって行われる。ピストン・シリンダユニット3の内部には、固設された シリンダ壁25、26、27及び28がある。シリンダ壁25ないし28は下部15の底部29と
高圧密封状態で結合され、また内面23とも高圧密封状態で結合される。各シリン
ダ壁25ないし28の夫々の内面30は僅かな遊隙で隔てられて中央部22の外周31と相
対するから、回転中心21の周りのピストンユニット18の運動を行いつつ、なおか
つ上記の面の間に密封を形成することができる。ここでも別設の密封手段を省く
ことができる。同様に各ピストン19、20は極めて小さな遊隙で底部29及びシリン
ダカバー16の内面に対設されているから、全体として次のような事態が生じる。
即ちピストンユニット18を精密軸受17で支持したことにより、2つのピストン19 及び20を当該のシリンダ室32、33の中で無接触で、しかしながら密封して運動さ せることができる。シリンダ室32はシリンダ壁25及び26の間にあり、シリンダ室
33はシリンダ壁27及び28の間にある。各ピストン19、20の側面24及び中央部22の
外周31の間の極めて薄いギャップで密封を実現したことにより、シリンダ室32、3
3はピストン19又は20によって互いに隔離される。

【００１６】 またシリンダ壁25ないし28を穴34が貫き、コイルばねを備えた逆止め弁35、36
、37及び38がこの穴の中にあることが図4ないし６で分かる。代案としてすべり 弁又はダイヤフラム弁等を使用することもできる。また2つのピストン19及び20 を貫通孔39が貫通し、その中に逆止め弁40、41、42及び43が配設されている。図1
によればシリンダカバー16を媒質入口44及び媒質出口45が貫通する。これらの2 つの開口は−図示の便宜上−図4及び5でも破線で明らかである。これらの開口は
、媒質入口44が2つのシリンダ壁25及び27の間、媒質出口45が2つのシリンダ壁26 及び28の間、かつ夫々中空円筒形の下部15の外周31と内面23との間にあるように
、配設されている。従ってこれらの区域に隔室が形成され、媒質入口44に配属さ れた隔室は吸入室46、媒質出口に45に配属された隔室は排出室47をなす。

【００１７】 下記の機能が生ずる。

【００１８】 駆動軸4が適当な駆動装置（図示せず）によって矢印48（図4）に従って回転さ
れると、クランクディスク5−偏心輪として作用する−がそれに対応して二又片8 を駆動するから、ブロック片11が往復揺動運動をさせられる。即ちピストンユニ
ット18がピストン軸12の周り、即ち回転中心21の周りに揺動運動を行う。従って
各ピストン19又は20はシリンダ室32又は33の内部のこの運動で、例えばピストン
19が−図4に基づき−まずシリンダ壁25と相対し、次にシリンダ壁26の方向へ移 動し（図5）、最後にごく僅かな間隔でシリンダ壁26と相対する（図6）という具
合に変位させられる。それから先の運動は逆に行われる。即ちピストン19は逆に
シリンダ壁25の方向へ移動する。同じことが2つのシリンダ壁27及び28の間で往 復動するピストン20にも当てはまる。この揺動運動の結果−図4の図示に基づき −ピストン19はシリンダ壁25から遠ざかるから、逆止め弁35の開放とともに媒質
入口44及び吸入室46を経て空気をシリンダ室32に吸入する。ピストン19が図6の 位置に到達すると吸入段階が終了し、ピストン１９が逆動し、シリンダ室32の中
にある吸入された空気が僅かに圧縮され、ピストン19の2つの逆止め弁40及び41 が慣性質量によって自動的に開放されるから、空気量がピストンの他方の側へ移
動させられる。即ち貫通孔39を貫流する。そこでピストン19が次のピストン行程
で再びシリンダ壁26の方向へ移動すると、空気量が逆止め弁36の開放とともに排
出室47へ、そこから媒質出口45へ搬送される。後者の搬送運動と同時に−ピスト
ン19の他方の側で−再び吸入操作が行われる。ピストンの逆止め弁40、41が慣性
質量によって再び自動的に閉じることは言うまでもない。同様な操作がピストン
20でも行われる。即ち搬送装置1は2つのピストン19及び20により高い搬送能力を
発揮することができる。

【００１９】 図7ないし9は搬送装置の別の実施例を示す。この搬送装置は逆止め弁の配置だ
けが前述の実施例と相違するから、以下ではこの変更だけに触れることにする。
シリンダ壁25ないし28を夫々2個の穴34が貫通し、この穴の中に逆止め弁51、52 、53、54、55、56、57及び58が配設されていることが明らかである。逆止め弁51
と52又は53と54又は55と56又は５７と５８は逆の流れ方向で相対するから、夫々
一方の逆止め弁は吸入弁、他方の逆止め弁は吐出し弁をなす。なお同じ部材には
−明らかであれば−図1ないし6と同じ参照符号を付した。その点についてはこれ
らの図の説明を参照されたい。

【００２０】 図7ないし9により次の機能が生ずる。

【００２１】 ピストン19が反時計回りの運動を行えば、ここで逆止め弁51が開くから、空気
が吸入室46からシリンダ室32へ吸入される。続いてピストン１９が時計回りに運
動すれば、吸入された空気が逆止め弁52によって、そこに接続する破線で略示し
た吐出し管59へ送られる。吐出し管59は媒質出口45に通じている。同じことが別
の逆止め弁対と所属のシリンダ壁26、27及び２８にも当てはまるから、全体とし
て事実上4個のシリンダ室が形成される。夫々の吸入は媒質入口44を介して行わ れ、夫々の排出は媒質出口45へ行われる。その場合、図では分からないが、当該
の吸入管又は吐出し管が使用される。

【００２２】 最後にさらに搬送装置1によって複数の異なる媒質を同時に搬送することが可 能であることを付言しておこう。この場合各シリンダ19及び20と所属のシリンダ
室は夫々別個のユニットをなす。各シリンダ室32及び33に媒質入口44と媒質出口
45が夫々配属される。3個以上のピストンを設けることも容易に実施できる。全 体としてピストンの数に応じて同数の媒質を搬送することができる。複数個のピ
ストンを有する搬送装置の好適な実施態様においては、個々のピストンの回動に
よって搬送される媒質量が同量であるように構成されている。こうして搬送装置
を液状食品例えば牛乳の充填のための供給ポンプとしても有利に使用することが
できる。

【００２３】 さらに貫通孔39がピストンの冷却にも役立つことが明らかになる。媒質が吸入
室46から貫通孔を通って流れると、夫々のピストン19又は20はこの吸入された媒
質によって冷却される。図4ないし6でさらに明らかなように、ピストン19又は20
と所属のシリンダ壁26ないし28の間に−ピストン19又は20が末端位置にある限り
−いわゆるシリンダすき間がない。即ちピストンは末端位置で当該のシリンダ壁
と極めて僅かな間隔で相対する。このことは搬送される媒質が搬送装置1から完 全に排出され、又は吸入操作の場合はピストンの端面と相対するシリンダ壁との
間に形成される室の容積に相当する媒質量が吸入されることを保証する。これは
一方では搬送装置の効率を改善する。他方では媒質がシリンダ室から完全に押し
のけられるので、極めて高い圧力を発生することができる。

【００２４】 特に駆動軸の90°回転でピストン19及び20が夫々半ピストン行程を通過するよ
うに、ピストンユニット18の駆動が行われる。ピストン19及び20は中央部22に固
着されているから、ピストン19及び20の往復運動のつど一定量の媒質が搬送され
る。この場合正弦形駆動装置が設けられており、それによって搬送装置の調和運
動が実現される。

【００２５】 ピストン19及び20はシリンダ14に対して潤滑の必要がないから、搬送装置1は、
例えば周知のように潤滑性がないガソリンのように、自己潤滑作用のない液体に
特に有利に使用することができる。

【００２６】 大きな量を搬送しようとするときは、ピストン19及び／又は20と所属のシリン ダ壁を斜めに形成することも可能である。即ちピストンの平面図で、ピストンは 平行四辺形又はひし形の輪郭を有する。こうしてピストンの端面が拡大されるか
ら、横断面で大きな貫通孔が生じ、それによって大きな逆止め弁を使用すること ができる。

【００２７】 図3に関連してさらに付言すれば、クランクディスク5、二又片8及びブロック片1
1からなる駆動装置を、例えばウインドウオッシャー駆動装置で使用される公知 のクランク伝動装置に置き換えることも可能である。それによって駆動軸4で複 数個の搬送装置1を駆動することが可能である。その場合すべての搬送装置に対 してただ1個のクランク伝動装置を設け、搬送装置を1本の連接棒で互いに連結し た構成とすることが好ましい。また少なくとも2個のピストン・シリンダユニッ ト3が重なり合って配設された構成とすることができる。その駆動は共通して駆 動軸4によって行われる。このために2つのピストン・シリンダユニット3のピス トン軸12を連続して形成した構成とする。従って2個のピストンユニットを重設 したピストン軸12が設けられる。

【００２８】 最後に、搬送装置1を原動機として使用することも容易に実施できることを付 言しておこう。その場合シリンダ室32及び33が夫々点火装置を具備して内燃機関
を構成し、生じる駆動力を駆動軸4から取り出すように構成することが好ましい。

【００２９】 搬送装置の図示しない実施例では搬送される媒質が適当なピストン運動で夫々
少なくとも1個の媒質入口を経てシリンダ室32、33に吸入される。媒質 入口はシ
リンダ14のカップ形の下部15又はシリンダカバー16に穿設され、夫々の シリンダ
室に接続することができる。また各シリンダ室に少なくとも1個の媒質出口が配 属され、媒質出口もまた下部15又はシリンダ14のシリンダカバー16に配設される
。搬送装置をポンプ輸送又は原動機運転に使用する場合は媒質の流れ方向を1つ の方向に確定するために、各媒質入口及び出口に夫々逆止め弁を設ける。特に図1
ないし9に基づいて説明した改良型の搬送装置を内燃機関として使用するときは、
媒質入口及び出口をシリンダの側壁即ち下部及びシリンダカバーに配設すること
が好ましい。この場合はピストンが往復動作の際にシリンダカバー又はシリンダ
の下部の入口と出口を開放するので、弁を省くことができるからである。

【００３０】 搬送装置のすべての実施例で、適当なピストン運動により媒質をシリンダ室か ら押し出す各出口に、負荷機器に直接通じる吐出し管を連結することができる。
この実施態様では図4ないし9に基づいて説明した、シリンダ14に内設された排出
室４７を省略することができる。

【００３１】 搬送装置のすべての実施例に共通するのは、各ピストンの側面とシリンダの内 面の間及び少なくとも1個のピストンが連結された中央部の外周と各シリンダ壁2
5ないし28の内面30の間の極めて小さい間隔に基づき密封が作り出され、そのため
に別設の密封手段を使用しないでよいことである。精密軸受17によりピストンが
正確に運動することによって、搬送装置の運転中に単数個又は複数個のピストン がシリンダの内壁及び／又は夫々のシリンダ壁の内面に接触しないことが保証さ
れるから、この区域の潤滑手段を省略することができる。

【００３２】 前掲の図に基づいて説明した搬送装置で特に有利なのは、すべり摩擦が発生せ
ず、従って媒質の圧縮のために純圧縮仕事だけを行えばよいことである。このた めエネルギーの消費が少ないから、搬送装置の運転中の熱の発生が先行技術で公 知の比較可能な搬送装置より少ない。単数個又は複数個のピストンがシリンダ壁
に接触しないので、いわゆる剥離トルクも発生しない。このため停止状態から搬 送装置を始動するのに必要なトルクは、公知の搬送装置と比較してごく僅かであ る。またピストンとシリンダ壁との間隔によって搬送装置の長い停止の後でもピ
ストンとシリンダ壁の間の接触腐食が回避されることが好都合である。さらに媒
質がピストンによって搬送され、各面ごとにただ1個の弁を取り付ければよいので
、大きな弁面積が実現され、それによって一方では搬送装置の流れ損失を減少さ せることができる利点がある。各ピストンが運動する作動室で媒質の流れ方向を
反転しないでよいから、共振過給においてもこれが好都合である。

【００３３】 図10は媒質による駆動のための装置（以下内燃機関101と略称する）の側面図 を示す。装置はケーシング102と作動ユニット103を有する。ケーシング102に出 力軸104が回転自在に支持され、作動ユニット103が生み出したトルクを出力軸か
ら取り出すことができる。出力軸104の自由端には出力軸に遊転不能に固着され たクランクディスク105が配設されている。クランクディスク105又は出力軸104 の縦中心軸に対して偏心の、図10に図示しない受け穴に二又片107が回動可能に支
持され、その二又アーム109は図10で水平に延びる軸110の周りに回動し得るよう に、ブロック片111と連結されている。ブロック片111はピストン軸112に遊転不能
に固着されている。

【００３４】 作動ユニット103はカップ形の下部113と円形の板として形成されたカバー115 からなる。カバー115は適当な固定手段、例えば小ねじで下部113に螺着されてい
る。ケーシング102に精密軸受117が配設され、ピストン軸112を正確に回転し得る
ように、かつ正確な軸方向位置に案内する。作動ユニット103の中空円筒形の下 部113の内室に圧力板119、ケーシングブロック121及び接続板123が配設され、これ
らは上下に重設されている。ケーシングブロック121はカップ形の下部113の底部
に配設された圧力板119と接続板123の間に配設されている。

【００３５】 図11はケーシングブロック121の実施例の原理図の平面図を示す。縁端部が開 放した空洞部125がケーシングブロック121に穿設され、その中でピストンユニッ
ト127がピストン軸112の縦中心軸の周りに円弧運動に沿って回転運動可能に案内
される。ピストン軸112に遊転不能に固着されたピストンユニット127は第1のピ ストン129と第2のピストン131を有し、両者はピストンユニット127の回転中心133
に対して半径方向外側へずらして配置されている。回転中心133はピストン軸112
の回転軸（縦中心軸）にある。ピストンユニット127は円形の中央部135を有し、 そこから第1及び第2のピストン129、131が羽根状に半径方向外側へ出ており、各ピ
ストン129、131は空洞部125の側壁137まで伸張する。側壁137は曲線状に形成さ れ、曲線は中心点として回転中心133及び半径rを有する仮想の円に相当する。

【００３６】 各ピストン129、131の側面139は側壁137の内側曲面に対応して形成され、従っ て凸曲している。空洞部125の側壁137はピストンの側面139と極めて小さな遊隙 で無接触で相対し、そこにいわば密封が作り出される。ピストン129、131の側面12
4と空洞部125の側壁137との間の極めて薄い遊隙と、側面139が−ピストンの運動
方向に見て−比較的長くされていることにより、ここに別設の密封手段例えばシ ートガスケット、パッキンリング等は不要である。ピストンユニット127の中央部
135と極めて小さな間隔で相対する空洞部125の側壁141は中央部135の外周に整合
するから、回転中心133の周りにピストンユニット127の運動を行うことができ、 しかも上記の面の間には密封が形成される。ギャップの高さが極めて小さいため
、この場合もシール又は密封手段を省略することができる。

【００３７】 図11で明らかなように、ピストン129及び131が往復動させられる空洞部125の 区域は欠円環状に形成されている。中にピストン129、131の夫々一方があるこの
欠円環状の作動室は、ピストン129、131によって夫々吸入室144又は146と燃焼室
145又は147に仕切られている。ピストンユニット127が回転中心133の周りに時計
回りに回転すると、ピストン129の変位により燃焼室145が縮小され、同時に吸入
室144が拡大され、その際燃焼室147はピストン131の変位によって拡大され、燃 焼室147と連動する吸入室146が縮小される。

【００３８】 ピストン129、131の作動室の区域の空洞部125の底部149に夫々吸入路151と、 排気管に通じる排出路153が穿設されている。この場合吸入路151の開口区域は円
形に、排出路153は四角形に形成されている。もちろんその構造は種々変えるこ とができる。例えば排出路153の燃焼室145、147に接続する区域を腎臓形に形成 することができる。

【００３９】 また内燃機関101は点火装置155を有する。点火装置155は燃焼室145、147ごと に夫々点火プラグ157を具備する。ケーシングブロック121に穿設されためくら穴
159の中に配設された点火プラグ157はねじ穴にねじ込まれており、燃焼室145、1
47の中にある圧縮された燃料空気混合物を点火することができるように夫々の燃
焼室145又は147の中まで突出する。内燃機関の点火装置の構造と機能は周知のこ
とであるから、その構造は詳述しない。

【００４０】 図14は図10に基づいて説明した接続板123の側面図を示す。破線で示す吸入室1
61又は排出室163に接続する吸入路151’及び及び排出路153’ が接続板123に穿 設されている。吸入室161は図示しない燃料又は燃料空気混合物供給管と、また 排出室163は排気管（エキゾースト）と連絡する。作動ユニット103の組立状態で
接続板123の平坦な接触面165がケーシングブロック121の平坦な背面、即ちケー シングブロック121の空洞部125の反対側に接し、その際接続板123の排出路151’
の夫々一方が、吸入室144又は146に接続する当該の吸入路151と一線に並ぶ。吸 入路151及び／又は吸入路151’に図示しない逆止め弁が夫々あって、吸入室161 から吸入室144又は146への通過は許すが、吸入室161から吸入された燃料空気混 合物の吸入室144又は146から吸入室161への逆流は阻止する。代案として弁、特 に逆止め弁が不要であるように内燃機関を構成することももちろん可能である。

【００４１】 図13は平坦な板からなる作動ユニット103の圧力板119の実施例の平面図を示す
。圧力板119の中央に貫通孔167が設けてあり、ここにピストン軸112が貫挿され る。作動ユニット103の組立状態で、空洞部125を有するケーシングブロック121 の前側に接する圧力板119の接触面168に、圧力板119の中心に対して半径方向外 側へずらして配設したあふれ通路169又は171が穿設されている。その機能につい
ては以下でさらに詳しく触れる。

【００４２】 この場合スロット状の凹陥部として形成された、縁端部が開放したあふれ通路
169のこの実施例の配列と構造は変更可能である。別の図示しない実施態様では あふれ通路169、171は圧力板119を少なくとも部分的に貫通する貫通孔として形 成されている。圧力板119の組立状態で貫通孔はケーシングブロックの前面の反 対側が閉鎖されていなければならない。このために例えば圧力板にカバープレー
トを例えば螺着して取り付けることができる。

【００４３】 図12は図11に基づいて説明したケーシングブロック121の実施例の平面図を示 す。この場合ピストンユニット127は一方の末端位置に配置されている。ピスト ンユニットは回転中心133の周りの時計回り回転でこの位置をとる。図11に示し たピストンユニット127の位置では、ピストンユニット127は反時計回り回転でと
る他方の末端位置にある。

【００４４】 図10ないし14に基づいて説明した内燃機関101は、本実施例ではガソリン及び ／又はジーゼル式の2行程内燃機関である。もちろん内燃機関101を他の燃料例え
ばメタンで運転することもできる。内燃機関101の運転時にピストンユニット127
の往復揺動運動によりピストン軸112、それとともにピストン軸に遊転不能に固 着されたブロック片111が揺動運動させられる。それによって二又片107が同様に
運動させられるから、クランクディスク105の回転が起動される。そのとき伝達 されるトルクは、前述のように回転する出力軸104から取り出すことができる。 内燃機関101の図示しない別の実施形態では、内燃機関が4行程で動作し、それに
対応して改変された構造を有する構成になっている。

【００４５】 次に2行程内燃機関の2つの作動行程を詳述する。図11に示したピストンユニッ
ト127の位置から出発して、ピストン129の第1の行程はピストンユニット127の回
転中心133の周りの時計回り揺動運動で始まる。その際燃料空気混合物が吸入室1
61から吸入路151、151’を経て、燃焼室145に配属された吸入室144に吸入される
。燃焼室145の中にある燃料空気混合物は、ピストン129が排出路153の上を通り、
それによって上を覆い、即ち閉鎖することによって、この瞬時から圧縮される。ピ
ストン129が所定の、例えば図12に示す位置に到達した後、点火装置155によって 燃焼室145内の燃料空気混合物が着火される。次にピストン129のその後の運動、
即ち第２の行程は逆に行われる。即ちピストン129は今度は反時計回りに図１１ に示す位置へ逆動する。排出路153の配置と、図12に破線で示したあふれ通路169
を圧力板119に形成したことにより、まず排出路153が開放された上で、回転中心13
3の周りのピストン129の反時計回りの回動運動により吸入室144で圧縮された燃 料空気混合物があふれ通路169を経て燃焼室145に到達することができる。ピスト
ン129の燃焼室145に面した側面があふれ通路169の右端区域の上を通った後、吸入
室144で予備圧縮された混合物があふれ通路169を経て燃焼室145へ流れ、それによ
って燃焼室145が掃気される。即ちまだ燃焼室145内にある排気ガスが排出路153 を経て好ましくは完全に、少なくともほとんど押し出される。同様な操作がピス トン131でも行われ、その際ケーシングブロック121の吸入路と排出路の配置及び 構造に基づき燃料空気混合物はピストン運動により吸入室145に吸入され、同時に
ピストン131が燃焼室147内の燃料空気混合物を圧縮する。

【００４６】 とりわけ内燃機関101がただ1個のピストン又は3個以上のピストン、例えば3個 又は4個のピストンを具備し得ることは明らかである。ピストン129、131が図11及
び12に示す末端位置で空洞部25の側面に接しないで、好ましくは側面に対してご く僅かな間隔にあることは言うまでもない。

【００４７】 図に基づいて説明した内燃機関101の実施例でピストンユニット127の駆動は、 ピストン129、131が夫々半ピストン行程を通過すると駆動軸104が90°だけ回転す
るようにして行われる。従ってこの場合は正弦駆動装置が構成され、それによっ て内燃機関の静粛な動作を実現することができる。

【００４８】 図10に関連してさらにブロック片111、二又片107及びクランクディスク105から
なる従動側を例えばウインドウォッシャー駆動装置で使用される公知のクランク
伝動装置に置き換えることも可能であることを付言しておこう。 また少なくとも2個の作動ユニット103が上下に重設されるように構成することも
できる。それらの出力は出力軸104を共用して行われる。このために2つの作動ユ
ニット103のピストン軸112が連続して形成された構成とする。こうしてただ1つ のピストン軸112が設けられ、これに夫々少なくとも1個のピストンを有する2個の
ピストンユニットが配設される。

【００４９】 この内燃機関は液状又はガス状媒質の搬送装置と組み合わせて使用することが
好ましい。一実施態様では搬送装置が軸の周りに回動可能な少なくとも1個のピ ストンユニットとこれに取り付けられた少なくとも1個のピストンを具備し、搬送
装置のピストンユニットが内燃機関のピストン軸112に遊転不能に固着された構 成とする。内燃機関と搬送装置からなるユニットは簡単でコンパクトな、かつ安
価な構造を特徴とする。また内燃機関が生じるピストン軸112の回動運動を搬送 装置の駆動のために回転運動に変換する必要がなく、ピストン軸112に伝達された
駆動トルクを直接に、従って少ない損失で利用できる利点がある。この実施態様 で図10に示した出力軸104は、内燃機関及び搬送装置のピストンユニットのとり わけペースメーカー及び行程制限装置として必要とされるに過ぎない。内燃機関
と搬送装置をブロック片111及びクランクディスク105の左右に配設することによ
って、2つの装置から他の部材に放射される熱が無害な程度に減少される。

【００５０】 要約すれば、少なくとも1個の軸受により燃焼室の外部でピストン運動を確定 的に案内することによって内燃機関の少なくとも1個のピストンの運動軌道を極 めて正確に案内することができるから、ピストンと燃焼室を画定する壁部の1つと
の接触をなくすことができることが確認される。燃焼室の密封、特にピストンの
側面139と当該の燃焼室の側壁（燃焼室壁）の間のギャップの密封は、これらの2
つの面の間の小さな間隔だけで可能である。即ち先行技術で公知の内燃機関で使
用されるような別個のシールは不要である。またピストンが燃焼室壁に沿って摺
動しないから、ピストンの潤滑手段を省略することができる。単数個又は複数個 のピストンが燃焼室壁と接触しないことから生じるもう1つの利点は、あふれ、吸 入及び排出通路又はスロットの構造が事実上任意であることである。また内燃機
関1は簡単で安価な構造を特徴とする。上述の構成により内燃機関の単数個又は 複数個のピストンと燃焼室壁の間のすべり摩擦が回避されるから、とりわけ冷た
い状態でも内燃機関を僅かな力で始動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】 搬送装置の（上から斜めに見た）斜視図。

【図2】 搬送装置の下面に対して斜めに見た斜視図。

【図3】 搬送装置の側面図（一部断面図）。

【図4】 搬送装置のピストン・シリンダユニットのピストン位置の平面図。

【図5】 搬送装置のピストン・シリンダユニットのピストン位置の平面図。

【図6】 搬送装置のピストン・シリンダユニットのピストン位置の平面図。

【図7】 搬送装置のピストン・シリンダユニットのピストン位置の平面図。

【図8】 搬送装置のピストン・シリンダユニットのピストン位置の平面図。

【図9】 搬送装置のピストン・シリンダユニットのピストン位置の平面図。

【図10】 内燃機関の実施例の側面図（一部断面図）。

【図11】 燃焼室内に配設されたピストンユニットのピストン位置の平面図。

【図12】 燃焼室内に配設されたピストンユニットのピストン位置の平面図。

【図13】 第1の圧力板の実施例の平面図。

【図14】 接続板の実施例の側面図。

【符号の説明】

1 搬送装置 3 ピストン・シリンダユニット 14 シリンダ 17 軸受 19 ピストン 20 ピストン 32 シリンダ室 33 シリンダ室 145 燃焼室 147 燃焼室

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストン・シリンダユニットを備えた液状又はガス状媒質の搬送 又は媒質による駆動のための装置において、ピストンの運動が軸受（精密軸受） によって案内され、軸受（精密軸受）がシリンダ（シリンダ室、燃焼室）の外部 にあることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】媒質が一方のピストン運動によって吸入され、逆向きのピストン 運動により、かつ弁装置の機能に基づき送り出されることを特徴とする請求項1 に記載の装置。
3. 【請求項３】ピストン（19、20）が回転中心（21）の周りに円弧運動を行うこ とを特徴とする請求項1又は2に記載の装置。
4. 【請求項４】ピストン（19、20）が回転部材（ピストンユニット18）に形成さ れていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の装置。
5. 【請求項５】回転部材（ピストンユニット18）が軸受（精密軸受17）によって 案内され、ピストン（19、20）が回転中心（21）に対して半径方向にずらして配
   置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の装置。
6. 【請求項６】ピストン（19、20）が揺動運動を行うことを特徴とする請求項1か
   ら5のいずれか1つに記載の装置。
7. 【請求項7】ピストン（19、20）の第1の端面に面した第1のシリンダ壁（25ない
   し28）を少なくとも1個の逆止め弁（35ないし38、51ないし58）が貫通すること を特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の装置。
8. 【請求項８】ピストン（19、20）の第1の端面に面した第1のシリンダ壁（25な いし28）を、互いに逆向きの通過方向を有する少なくとも２個の逆止め弁（35な
   いし38、51ないし58）が貫通することを特徴とする請求項1から7のいずれか1つ に記載の装置。
9. 【請求項９】ピストン（19、20）を少なくとも1個の逆止め弁（40ないし43）が
   貫通することを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の装置。
10. 【請求項１０】ピストン（19、20）の他方の第2の端面に面した第2のシリンダ 壁（25ないし28）を少なくとも1個の逆止め弁（35ないし38、51ないし58）が貫 通することを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の装置。
11. 【請求項１１】ピストン（19、20）の側面（24）とシリンダ（14）の内壁（内 面（23））との間隔が特に装置の使用時に極めて小さいことを特徴とする請求項
    1から10のいずれか1つに記載の装置。
12. 【請求項１２】ピストン（19、20）がシリンダ室（32、33）のシリンダ内面に 対してシールなしで案内されることを特徴とする請求項1から11のいずれか1つに
    記載の装置。
13. 【請求項１３】少なくとも1個の燃焼室 と少なくとも1個のピストンを有し、一
    方のピストン運動によって燃焼室が縮小され、逆向きのピストン運動によって燃
    焼室が拡大される請求項1から12のいずれか1つに記載の装置、特に内燃機関。
14. 【請求項１４】ピストンが燃焼室（145、147）の燃焼室壁（側壁137）に対して
    シールなしで案内されることを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の
    装置。
15. 【請求項１５】ピストン（129、131）の側面（139）と燃焼室壁（側壁137）が 極めて僅かな間隔で相対することを特徴とする請求項1から14のいずれか1つに記
    載の装置。
16. 【請求項１６】ピストン（129、131）が回転中心（133）の周りに円弧運動を行
    うことを特徴とする請求項1から15のいずれか1つに記載の装置。
17. 【請求項１７】ピストン（129、131）が回転部材 （中央部135）に、好ましく は一体に形成されていることを特徴とする請求項1から16のいずれか1つに記載の
    装置。
18. 【請求項１８】回転部材（中央部135）が軸受（精密軸受117）によって案内さ れ 、ピストン（129、131）が回転中心（133）に対して半径方向にあることを特
    徴とする請求項1から17のいずれか1つに記載の装置。
19. 【請求項１９】ピストン（129、131）が揺動運動を行うことを特徴とする請求 項1から18のいずれか1つに記載の装置。