WO1993025801A1

WO1993025801A1 - Kolbenmaschine

Info

Publication number: WO1993025801A1
Application number: PCT/EP1993/001422
Authority: WO
Inventors: Manfred Max Rapp
Original assignee: Manfred Max Rapp
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1993-12-23
Also published as: DE4218847A1; DE59307216D1; US5681156A; EP0644981B1; ES2109503T3; AU4323193A; EP0644981A1; ATE157426T1

Abstract

Eine Kolbenmaschine, die als Expansionsmaschine, Saugpumpe oder Kompressor für kompressible Medien verwendbar ist, weist einen Kolben (6) auf, der auf Kurbelzapfen (5) wenigstens zweier identischer, senkrecht zu den Parallelwänden (6) stehend drehbar gelagerter winkelsynchron gekoppelter Kurbelwellen (2) gelagert ist, wobei die Kammerflächen vollständig als Laufflächen (11, 14, 18) ausgebildet sind, an deren Enden Dichtelemente (12, 13, 19) angeordnet sind, wobei der Hochdruckgaskanal (17, 20) jeweils in der Nähe des am Ende der Lauffläche der Umfangswand vorgesehenen Dichtelementes mündet.

Description

Kolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Eine solche Kolbenmaschine ist aus der US-PS 18 64 699 bekannt. Die die Arbeitskammern begrenzenden Kammerflächen an der Um- fangswand und am Kolben sind bei dieser Konstruktion jeweils aus mit einem Dichtelement in Form einer Dichtleiste in Eingriff ste¬ henden zylinderabschnittförmigen Laufflächen und aus größeren ebenen Flächen zusammengesetzt. Bei Eingriff der Dichtleisten er¬ geben sich Kammern mit sehr großen Flächen, die im wesentlichen von den ebenen Flächenteilen bestimmt sind. Die Konstruktion äh¬ nelt einer Hubkolbemnaschine ohne Pleuelstange.

Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist das wegen der Verwendung als Dampfmaschine angestrebte sehr große Verhältnis von Kammeroberfläche zu Kammervolumen, das für die Verwen¬ dung als Brennkraftmaschine oder Kompressor thermodynamisch außerordentlich ungünstig wirkt. Nachteilig ist bei dieser Konstruk¬ tion auch der Verlauf der auf den Kolben wirkenden Kraft bei un- terschiedlichen Kurbelwinkeln. Da sich die Kolbenfläche bei unter¬ schiedlichen Kurbelwinkeln nur wenig ändert, bleibt die auf den Kolben wirkende Kraft fast konstant. Dies ist sowohl bei Verwen¬ dung als Brennkraftmaschine als auch insbesondere bei der Ver¬ wendung als Kompressor ungünstig, da die Kolbenbelastung extrem hoch wird. Ferner nachteilig ist der Winkel, in dem die resultie¬ rende auf den Kolben wirkende Kraft an der Kurbelwelle angreift. Günstig wären Winkel im Bereich 90°, die bei geringen Lagerbelastungen hohes Drehmoment erzielen. Bei der bekannten Konstruktion verläuft dieser Kraftangriffswinkel aber stets im we¬ sentlichen senkrecht zu der größeren ebenen Fläche des Kolbens. Die Verhältnisse ähneln denen bei einem Hubkolben, bei dem die Kraft nur über einen sehr kleinen Kurbelwinkelbereich unter gün¬ stigem Angriffswinkel auf die Kurbel übertragen werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kol¬ benmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die thermo¬ dynamisch und hinsichtlich des Kraftverlaufes und des Kraftan¬ griffswinkels verbesserbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Bei dieser Konstruktion läuft bei kleiner werdender Kammer das die Kammer begrenzende Dichtelement des Kolbens über das die Kammer begrenzende Dichtelement der Umfangswand. Wenn die Kammer mit ihrem Volumen gegen Null läuft, laufen also auch ihre Oberflächen gegen Null. Daraus resultiert ein im wesentlichen kon¬ stantes Verhältnis von Kammeroberfläche zu Kammervolumen mit sehr guten thermodynamischen Eigenschaften, insbesondere hin¬ sichtlich der Wärmeverluste an den Oberflächen bei kleinem Kam¬ mervolumen, also bei maximaler Kompression. Es resultiert hieraus auch eine im wesentlichen konstante in den Kolben eingeleitete Kraft, da bei zunehmendem Kompressionsdruck die belastete Kol¬ benfläche immer kleiner wird. Überlastungen der Maschine auch bei höchster Kompression werden vermieden. Es lassen sich extrem hoch verdichtende Brennkraftmaschinen oder Kompressoren ver- wirklichen. Die auf den Kolben resultierende Kraft steht im we¬ sentlichen senkrecht zur jeweiligen Verbindungslinie der die Kam¬ mer begrenzenden Dichtelemente. Diese ändert ihren Winkel der¬ art, daß die Richtung der resultierenden Kraft über einen sehr großen Kurbelwinkelbereich im wesentlichen senkrecht zur Kurbel steht, und zwar insbesondere bei größerem Kammervolumen. Dar¬ aus resultiert ein sehr ruhiger, gleichförmiger Lauf und bei Brenn¬ kraftmaschinen ein hohes Drehmoment. Durch die kompaktere Ausbildung der gebildeten Arbeitskammern wird außerdem eine kompaktere Ausbildung der Kolbenmaschine ermöglicht. Diese Vorteile addieren sich zu den gattungsgemäßen Vorteilen dieser Konstruktionsart, die aufgrund des Parallelrotationsprinzipes schwingungsarm läuft und aufgrund der Möglichkeit der kompakten Anordnung mehrerer Kammern eine hohe Leistungsdichte und gün¬ stige Baukosten ermöglicht. Da ein komplettes Arbeitsspiel nur etwa 180° Kurbelwellenwinkel benötigt, die Kolbenmaschine also nach dem Eintaktprinzip arbeitet, ergibt sich die gegenüber anderen Motorsystemen erhöhte Leistungsdichte. Die Kolbenmaschine ist je nach Ausbildung als Saugpumpe, z.B. Vakuumpumpe, Kompressor oder als Expansionsmaschine verwendbar. Als Expansionsmaschine kann sie mit äußerer Verbrennung, z.B. als Dampfmaschine, oder mit innerer Verbrennung als Otto- oder Dieselmotor verwendet werden. Wie im folgenden näher ausgeführt, zeichnet sich diese Grundkonstruktion ferner durch überraschend vielseitige Variati- ons- und Kombinationsmöglichkeiten aus, die eine große Zahl sehr unterschiedlicher, individuellen Anforderungen angepaßter Varian¬ ten von Kolbenmaschinen ermöglichen.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Diese Konstruktionsmöglichkeit erlaubt bei zylinderförmigen Laufflächen und zylinderförmigen Oberflächen der Dichtelemente besonders einfache Herstellbarkeit. Die vergrößerte Oberfläche der Dichtele¬ mente führt unter anderem auch zu geringerem Verschleiß.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3 vorgesehen. Die Variationsmöglichkeiten bei den Oberflächen der Dichtelemente sind überraschend vielfältig. Die Oberfläche eines Dichtelementes kann sehr klein sein, so daß das Dichtelement immer nahezu auf derselben Linie an seiner Gegenlauffläche anliegt. Die Oberflächen können vergrößert werden. Dann ergibt sich eine verbesserte, weil über die Oberfläche des Dichtelementes verteilte Laufabnutzung. Da bei vergrößerter Oberfläche des Dichtelementes sich die Gegenlauffläche entsprechend vergrößert, resultiert auch eine größere Kammer. Die Oberflächen der Dichtelemente können nach Anspruch 2 in ihrem Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein, je¬ doch sind auch andere gebogene Oberflächenausbildungen, insbe¬ sondere elliptische Formen möglich. Die bei Parallelrotation ab¬ fahrbaren Gegenlaufflächen eines solchen Dichtelementes weichen dann entsprechend der Exzentrizität der Oberfläche des Dichtele¬ mentes von der Kreisform ab. Ist die Oberfläche des Dichtelemen¬ tes elliptisch, so ist auch die Gegenlauffläche elliptisch. Auf diese Weise sind vielfältige Kammerausbildungen möglich, die dem indi¬ viduellen Zweck anpaßbar sind, beispielsweise als Expansionskam¬ mer, als Pumpenkammer oder als Kammer eines Niederdruck- bzw. Hochdruckkompressors. Die zu beiden Seiten eine Kammer begren¬ zenden Dichtelemente können von unterschiedlicher Größe oder auch von unterschiedlicher Formgebung sein. Beispielsweise kann eine Kammer so ausgebildet sein, daß sie auf einer Seite von einer sehr kleinen Dichtleiste mit Kreisquerschnittsoberfläche begrenzt wird, deren Gegenlauffläche im Querschnitt kreisförmig mit einem Radius ausgebildet ist, der nur etwas größer ist als der Kurbelra¬ dius. Die Dichtleiste auf der anderen Seite der Kammer kann ellip¬ tisch mit sehr großen Abmessungen ausgebildet sein und läuft auf einer elliptischen Gegenlauffläche, die nur unwesentlich größer ist als die Oberfläche des Dichtelementes. Auf diese Weise lassen sich eine große Vielzahl sehr unterschiedlicher Kammern ausbilden, die unterschiedlichen Zwecken angepaßt sind.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen. Die Dichtelemente können mit ihrer Symmetrieebene parallel zur Sym¬ metrieebene der ihr benachbarten Lauffläche liegen, von dieser Winkelstellung aber auch abweichen. Sind sie, wie in Anspruch 4 angegeben, nach außen gekippt angeordnet, so ergibt sich eine Verlängerung der Gegenlauffläche und somit ein größeres maxima¬ les Kammervolumen bzw. ein größeres Kompressionsverhältnis.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Eine solches im Querschnitt mit gezahnter Oberfläche versehenes Dicht¬ element ergibt bei Undichtigkeiten, z.B. bei Abheben des Dichte¬ lementes, einen Spalt höheren Durchströmungswiderstandes, also eine höhere Gasdichtigkeit. Diese beruht auf gasdynamischen Ef¬ fekten beim Durchströmen des Spaltes, der auf dem Durchströ¬ mungsweg abwechselnd unterschiedliche Breite hat, was zu Turbu¬ lenzen und somit zu erhöhtem Strömungswiderstand führt.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 6 vorgese¬ hen. Die Abdichtung der Kammern kann über Dichtelemente erfol¬ gen, die als starre integrale Teile des Kolbens bzw. des Motorge¬ häuses ausgebildet sind. Dann können die Dichtelemente unter Be¬ rücksichtigung der Fertigungstoleranzen aber nur in einem Spaltab¬ stand zu ihrer Gegenlauffläche geführt werden, woraus sich Un¬ dichtigkeiten ergeben, die beispielsweise den maximalen Kompres¬ sionsdruck einer Kompressionskammer begrenzen. Für Nieder¬ druckkompressoren kann dies aber ausreichen. Durch die Ausbil¬ dung der Dichtelemente als abgefederte Dichtleisten, wie dies aus dem Motorenbau allgemein bekannt ist, lassen sich höhere Dichtig¬ keitswerte und somit höhere Kompressionsdrücke erreichen.

Dabei sind vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen. Hiermit wird erreicht, daß die Dichtleisten allein oder zusätzlich zu Federkraft vom Gasdruck in der Kammer rückwärtig beaufschlagt werden. Die Dichtkraft der Dichtleisten hängt damit vom Kammer¬ druck ab und ist somit ständig dem erforderlichen Maß angepaßt.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 8 vorgesehen. Auf diese Weise kann das Springen bzw. Rattern der Dichtleisten besser unterdrückt werden.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 9 vorgesehen. Aus der benachbarten druckbeaufschlagten Kammer können unter Hochdruck stehende Gase unter den pilzförmig verbreiterten Teil der Dichtleiste greifen, um eine den Andruck erhöhende Kraftkom¬ ponente auf die Dichtleiste auszuüben. Dadurch werden die Dicht¬ leisten mit erhöhtem Andruck, und zwar abhängig vom abzu¬ dichtenden Gasdruck angepreßt, wodurch ihre Dichtigkeit verbes¬ sert wird.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 10 vorgesehen. Überraschenderweise ergibt sich aus der Parallelrotation des Kol¬ bens diese Möglichkeit eine am Kolben vorgesehene Lauffläche gleichzeitig mit zwei benachbarten Laufflächen der Umfangswand in Eingriff zu bringen. Es werden also gleichzeitig mit beiden Lauf¬ flächen der Umfangswand Kammern ausgebildet, von denen je nach Laufrichtung die eine als Kompressionskammer und die andere als Expansionskammer arbeitet. Hierdurch ergibt sich z.B. die Mög¬ lichkeit, eine selbstkomprimierende Brennkraftmaschine zu schaf¬ fen, bei der stets die eine Kammer Luft komprimiert, die nach ex¬ terner oder interner Gemischbildung in der anderen Kammer ver¬ brannt werden kann. Die bei einer solchen Brennkraftmaschine vorgesehene Trennung zwischen Kompressionskammer und Expan¬ sionskammer ergibt kühltechnische Vorteile mit besseren Teilwir¬ kungsgraden des Motors. Nach Ende der Expansion öffnet sich der Brennraum, und die heißen Gase werden sofort mit Frischluft in den Niederdruckauslaß geblasen. Durch diesen Spülvorgang werden die Restkohlenwasserstoffe nachverbrannt, so daß die Schadstoffe¬ mission erheblich geringer ist als bei anderen Verbrennungsmoto¬ ren. Die Expansionskammer kann auch als Saugpumpe, z.B. als Vakuumpumpe verwendet werden. Es entsteht eine Kolbenma¬ schine, bei der die Kompressionskammer Druckluft liefert, während die Expansionskammer als Vakuumpumpe arbeitet. Eine solche Kolbenmaschine kann bei bestimmten Fertigungsprozessen vorteil¬ haft sein, bei denen gleichzeitig Druckluft und Vakuum erforderlich ist.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 11 vorgesehen. In weitgehend beliebigen, im wesentlichen nur vom Platzbedarf be¬ stimmten Winkeln können über den Umfang eines größeren Motors verteilt mehrere Kammeranordnungen vorgesehen sein, jeweils mit einer am Kolben vorgesehenen Lauffläche und ein oder zwei an der Umfangswand vorgesehenen Laufflächen. Damit läßt sich bei¬ spielsweise ein Kompressor mit mehreren parallel arbeitenden Kammern oder eine Brennkraftmaschine mit mehreren Expansions¬ kammern oder mit einer beispielsweise gleichen Anzahl von Expan- sions- und Kompressionskammern vorsehen. Eine nur beispiels¬ weise hervorgehobene interessante Möglichkeit besteht in der Vor¬ sehung eines selbstangetriebenen Kompressors mit beispielsweise einer als Brennkraftmaschine arbeitenden Expansionskammer und mehreren von dieser angetriebenen Kompressionskammern.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 12 vorge¬ sehen. Auf diese Weise läßt sich in beispielsweise von Wankelmo¬ toren her bekannter Weise durch Mehrscheibenausbildung der Ma¬ schine die Leistung entsprechend der Anzahl paralleler Scheiben erhöhen. Durch Winkelversatz der Kurbeln und/oder Winkelversatz der Laufflächen in den Scheiben läßt sich der Gleichförmigkeitsgrad der Maschine verbessern und lassen sich Möglichkeiten schaffen, bei Ausbildung als Brennkraftmaschine unter Ausnutzung des Win¬ kelversatzes zwischen den Scheiben Kompressionskammern der einen Scheibe unmittelbar, und zwar ohne Druckzwischenspeiche- rung, Expansionskammern der anderen Scheibe beaufschlagen zu lassen.

Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 13 vorge¬ sehen. Bei dem gattungsgemäßen Konstruktionsprinzip, bei dem die Kammern stets nur entweder als Kompressionskammer oder als Ex¬ pansionskammer arbeiten, sind in den Hochdruckkanälen stets Ven¬ tile erforderlich. Diese können vorteilhaft als synchron zum Kol¬ benlauf gesteuerte Ventile ausgebildet sein, beispielsweise in Form von Hubventilen oder in Form von Drehschiebern.

Vorteilhaft können die Ventile von Kompressionskammern gemäß Anspruch 14 auch als Einwegventile, beispielsweise als fe¬ derbelastete Flatterventile ausgebildet sein, wobei ihre Federbela¬ stung den gewünschten Maximaldruck vorgibt. Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 15 vorgesehen. Die gemeinsame Lagerung zweier Kurbelwellen am Kolben ergibt be¬ reits eine Winkelsynchronisierung, die aber sehr spielempfindlich ist und zum Verklemmen führen kann. Die Spielabhängigkeit hängt aber von der Anzahl der Kurbelwellen ab, so daß bei mehr als zwei Kurbelwellen diese Synchronisierung allein ausreichen kann. Eine vollständig exakte Synchronisierung ergibt sich bei äußerer Koppe¬ lung der Kurbelwellen über Getriebesätze, so daß dann zwei Kur¬ belwellen zur Lagerung eines Kolbens ausreichen, ohne daß Klemmgefahr besteht.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 16 vorgesehen. Ein derartig gestalteter Kolben wird bei seiner Bewegung durch Kontakt mit dem im Laufraum befindlichen Gas gekühlt. Der Kolben kann zu diesem Zweck mit Rippen oder mit von Gas durchspülten Durchbrechungen versehen sein.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 17 vorgesehen. Bei dieser Konstruktionsweise wird der Wärmeübergang aus den insbe¬ sondere bei einer Brennkraftmaschine oder bei einem hochverdich¬ teten Kompressor stark wärmebelasteten Kammern bzw. dem Lauf¬ raum zu den Lagern behindert, so daß die Lager kühl bleiben und die Möglichkeit gegeben ist, die Lager in einfacher Ausführung, ohne Kühlung, beispielsweise mit Dauerschmierung auszubilden. Die den Wärmedurchgang behindernden Teile können als Teile mit langem Weg und zwischengeschalteter Kühlung, z. B. Luftrippen, ausgebildet sein oder mit wärmeisolierenden Zwischenschichten.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 18 vorgesehen. Da der Kolben auf mindestens zwei Kurbeln gelagert ist, reicht eine einseitige Lagerung unter Umständen aus und führt zu wesentlicher Konstruktionsvereinfachung und kompakterer Ausbildung der Ma¬ schine.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schema¬ tisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 im Schnitt in der Achse einer der Kurbelwellen gemäß

Linie 1 - 1 in Fig. 2 eine erfindungsgemäße Zweischeibenbrennkraftmaschine ,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2 - 2 in Fig. 1,

Fig. 3 - 9 Darstellungen gemäß Fig. 2 in aufeinanderfolgenden Winkelstellungen des Kolbens,

Fig. 10 - 15 in Ansicht entsprechend Fig. 2 unterschiedliche Kol¬ benvarianten verschiedener Ausführungsformen,

Fig. 16 eine zur Verdeutlichung vergrößerte Darstellung des oberen Teiles der Fig. 2,

Fig. 17 eine Darstellung entsprechend Fig. 16 einer Ausfüh¬ rungsvariante mit unterschiedlich großen Dichtleisten,

Fig. 18 eine Darstellung entsprechend Fig. 17 mit schrägge¬ stellter Dichtleiste,

Fig. 19 einen schematischen Schnitt durch eine Dichtleiste mit gezahnter Oberfläche in Anlage an ihrer Gegenlaufflä¬ che,

Fig. 20 einen Schnitt in Schnittrichtung der Fig. 1 durch eine

Ausführungsvariante einer Kolbenmaschine mit einem eine Kammeranordnung aufweisenden Laufraum und thermischer Isolierung zu den Kurbelwellenlagern,

Fig. 21 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine Kolben- maschine mit zwei kleineren und einer sehr großen Kammer,

Fig. 22 - 27 Darstellungen gemäß Fig. 2 in aufeinanderfolgenden Winkelstellungen des Kolbens, Fig. 28 im Schnitt gemäß Fig. 2 eine weitere Variante einer

Kolbenmaschine mit zylinderförmigen und elliptischen Laufflächen und

Fig. 29 eine Darstellung des unteren Teiles der Fig. 21 in ei¬ ner Variante mit mehreren Dichtleisten.

Anhand der Fig. 1, 2 und 3 sowie insbesondere der vergrößerten Darstellung der Fig. 16 wird zunächst die Grundkonstruktion des dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es handelt sich dabei um eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse 1, das aus Grün¬ den der zeichnerischen Vereinfachung einstückig dargestellt ist, das in praktischer Ausführung aber zu Montagezwecken mehrstückig, beispielsweise scheibenartig geteilt auszuführen ist. In dem Gehäuse sind zwei parallele identische Kurbelwellen 2, 2' gelagert, von denen die Kurbelwelle 2' in Fig. 3 sichtbar ist. Die Kurbelwellen durchsetzen zwei scheibenartig hintereinander angeordnete Lauf¬ räume 3, 3', von denen der Laufraum 3 im Schnitt der Fig. 2 ge¬ öffnet zu sehen ist.

Die Kurbelwellen 2, 2' weisen in jedem Laufraum Kurbeln 4 auf, auf deren Kurbelzapfen 5 in jedem der Laufräume 3, 3' ein Kolben 6, 6' gelagert ist.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Kurbelwellen 2, 2' hinsichtlich ihrer Kurbeln für den dargestellten Kolben 6 identisch ausgebildet, und zwar insbesondere mit gleichem Kurbelradius und auch mit identi¬ scher Winkelstellung. Die Kurbelwellen laufen also winkelsynchron um. Dazu sind an einem oder beiden Kurbelwellenenden entspre¬ chende, mit Zahnrädern versehene Getriebesätze 7, 7' vorgesehen. Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Kurbelwelle 2 an ihrem am Ge¬ triebesatz 7 liegenden Ende die Stirnwand des Gehäuses 1 durch¬ setzt und. dort eine beispielsweise vorgesehene Triebscheibe 8 trägt. Der Getriebesatz 7' treibt eine Abtriebswelle 8'. Die Fig. 2 bis 9 zeigen, daß durch die Lagerung des Kolbens 6 auf den Kurbelzapfen 5 der beiden winkelsynchron gekoppelten Kur¬ belwellen 2, 2' der Kolben eine Umlaufbahn ausführt, die, wie in mehreren aufeinanderfolgenden Umlaufphasen in den Fig. 2 bis 9 dargestellt, als Parallelrotation bezeichnet werden kann. Der Kol¬ ben steht in allen Winkelstellungen der Kurbelwellen parallel zu seinen übrigen Stellungen. Jeder Punkt des Kolbens vollführt dabei eine Rotation mit dem Radius der Kurbeln 4, jedoch jeweils um einen eigenen Mittelpunkt. Es können daher auch mehr als zwei Kurbelwellen zur Lagerung eines Kolbens dienen, wie Fig. 13 in einer Ausführungsvariante eines Kolbens zeigt, der auf den Kurbel¬ zapfen dreier winkelsynchron gekoppelter Kurbelwellen läuft.

Anhand von Fig. 2 wird zunächst die Konstruktion weiter erläutert. Der Laufraum 3 ist von Parallelflächen 9, die senkrecht zu den Kurbelwellen 2, 2' stehen, sowie von einer Umfangswand 10 be¬ grenzt, welche überall senkrecht zu den Parallelwänden 9 steht.

In der Umfangswand 10 ist eine Lauffläche 11 vorgesehen, die in Form eines Halbzylinders ausgebildet ist im Schnitt der Fig. 2, also halbkreisförmig. An einer Stelle des Kolbens 6 ist als Dichtelement eine Dichtleiste 12 angeordnet, die bei der Parallelrotation des Kol¬ bens 6, wie dies die Fig. 2 bis 9 zeigen, einen Kreis beschreibt, auf dessen oberer Hälfte sie in Kontakt mit der Lauffläche 11 gleitet.

An dem in Fig. 2 rechts gelegenen Ende der Lauffläche 11 ist an der Umfangswand 10 als weiteres Dichtelement eine Dichtleiste 13 angeordnet. Dieser zugeordnet ist eine Lauffläche 14 im Kolben 6, die ebenfalls Halbzylinderform aufweist mit demselben Radius der Lauffläche 11. Zieht man gedachte Verbindungslinien durch die Endpunkte der Lauffläche 11 sowie durch die Endpunkte der Lauf¬ fläche 14 und vergleicht diese Verbindungslinien in den Umlauf¬ phasen der Fig. 2 bis 9, so ist zu erkennen, daß diese Verbindungs¬ linien stets zueinander parallel stehen.

Durch Vergleich der aufeinanderfolgenden Phasen der Fig. 2 bis 9 sieht man ferner, daß in der Kurbelwinkelstellung der Fig. 8 gleichzeitig die Dichtleiste 12 des Kolbens 6 mit dem in den Figu¬ ren links liegenden Beginn der Lauffläche 11 der Umfangswand in Eingriff kommt und die Dichtleiste 13 mit der am Kolben ausgebil¬ deten Lauffläche 14 in Eingriff gelangt. Die Dichtleisten 12, 13 gleiten sodann (Fig. 9, 2, 3) an ihren Gegenlaufflächen 11, 14 bis zum jeweils gegenüberliegenden Ende der Lauffläche, bis sie, wie Fig. 4 zeigt, aneinander laufen. Sodann gelangen die Dichtflächen außer Eingriff, wie die Fig. 5 bis 7 zeigen. Bei Fig. 8 beginnt ein erneuter Eingriff.

Zwischen den Laufflächen 11 und 14 bildet sich also eine allseitig umschlossene Kammer aus, die begrenzt wird von den Parallelflä¬ chen 9 sowie den Laufflächen 11 und 14. Diese Kammer wird von den Dichtleisten 12 und 13 abgedichtet sowie zusätzlich von in den Seitenflächen des Kolbens 6 vorgesehenen kreisförmig angeordne¬ ten Seitendichtstreifen 15, die gegenüber den Parallelflächen 9 ab¬ dichten.

Diese durch Eingriff der Laufflächen 11 und 14 gebildete Kammer, die im folgenden als Kammer 11.14 bezeichnet wird, verändert bei Umlauf der Kurbelwellen 2, 2' gemäß Abfolge der Fig. 2 bis 9, also im Uhrzeigersinn, ihr Volumen. In Fig. 7 ist die Kammer 11.14 offen. Sie schließt sich bei Fig. 8 mit maximalem Volumen, das sich errechnet aus dem Abstand der Parallelflächen 9 sowie im wesentlichen einem Kreisquerschnitt mit dem Umlaufradius der Kurbeln 5. Folgt man den Fig. 9, 2, 3 und 4, so sieht man, daß sich die Kammer 11.14 bis im wesentlichen auf Null verkleinert und sodann, wie Fig. 5 zeigt, wieder öffnet, um sich bei Fig. 8 wieder zu schließen.

Bei der Kammer 11.14 handelt es sich bei der dargestellten Um- laufrichtung der Kurbelwellen im Uhrzeigersinn um eine Kompres¬ sionskammer. In geöffneter Stellung (Fig. 5 bis 7) steht sie mit dem Laufraum 3 in Verbindung und kann Gas geringen Druckes auf¬ nehmen, das beispielsweise durch einen Niederdruckeinlaßkanal 16 im Gehäuse 1 zuströmt. Beim Umlauf gemäß den Fig. 8, 9, 2 und 3 wird das Gas in der Kammer 11.14 komprimiert und schließlich durch einen Hochdruckauslaßkanal 17, dessen Öffnung in der Par¬ allelwand in den Fig. 2 bis 9 dargestellt ist, mit stark erhöhtem Druck ausgestoßen.

Wie die Fig. 2 bis 9 zeigen, ist seitlich neben der bisher beschrie¬ benen Lauffläche 11 in der Umfangswand 10 eine weitere Laufflä¬ che 18 angeordnet, die spiegelsymmetrisch zur Dichtleiste 13 iden¬ tisch mit der Lauffläche 11 ausgebildet ist. Die linken und rechten Endpunkte der Laufflächen 11 und 18 und der gemeinsame mittlere Endpunkt liegen auf einer Linie. An dem der Dichtleiste 12 gegen¬ überliegenden Ende der Lauffläche 14 des Kolbens 6 befindet sich eine weitere identische Dichtleiste 19.

Vergleicht man die Umlaufphasen des Kolbens 6 gemäß den Fig. 2 bis 9, so erkennt man, daß immer dann, wenn in der Kammer 11.14 die Dichtleiste 12 auf der Lauffläche 11 läuft und gleichzeitig die Dichtleiste 13 auf der Lauffläche 14 läuft, auch die Dichtleiste 19 in Eingriff mit der Lauffläche 18 auf dieser abläuft. Gleichzeitig zur Kammer 11.14 wird also auch eine bei gleicher Terminologie als Kammer 18.14 bezeichnete Kammer gebildet, die jedoch eine Volumenveränderung in umgekehrter Richtung wie die Kammer 11.14 erfährt. Wenn die Kammer 11.14 beim Umlauf des Kolbens 6 ihr Volumen verringert, wird gleichzeitig bei der Kammer 18.14 das Volumen vergrößert. Die Kammer 18.14 bildet daher eine Ex¬ pansionskammer, die zunächst (Fig. 5 bis 7) geöffnet ist, bei Fig. 8 mit Minimalvolumen beginnt und sodann bis Fig. 4 ihr Volumen zum maximalen Volumen vergrößert, um dann (Fig. 5) zu öffnen und bei Fig. 8 erneut zu schließen.

In der Kammer 18.14 mündet ebenfalls ein Hochdruckeinlaßkanal 20, der im Gegensatz zum Hochdruckauslaßkanal 17 jedoch nicht zum Auslaß komprimier! n Gases, sondern zum Einlaß kompri¬ mierten Gases vorgesehen ist, das beim Arbeitsspiel der Kammer 18.14 entspannt wird.

Die insoweit beschriebene Konstruktion kann als Brennkraft¬ maschine verwendet werden, die ersichtlich nach dem Eintaktprin- zip arbeitet, da sie für ein komplettes Arbeitsspiel nur 180° Kur¬ belwellenwinkel benötigt.

In der Kammer 11.14 wird durch den Niederdruckeinlaßkanal 16 einströmende Luft eingeschlossen, komprimiert und durch den Hochdruckauslaßkanal 17 einem nicht dargestellten Druckspeicher zugeführt. Aus diesem wird die komprimierte Luft durch den Hochdruckeinlaßkanal 20 zu einem Zeitpunkt geringen Kammer¬ volumens der Kammer 18.14 oder durch den Hochdruckeinlaßkanal 20' der Kammer 18'.14' zugeführt und dort zur Explosion ge¬ bracht. Dazu wird Brennmittel, z.B. Benzin oder Dieselkraftstoff mit nicht dargestellten Einspritzeinrichtungen zugeführt, z.B. in Form einer Saugrohreinspritzung in den Hochdruckeinlaßkanal oder in Form einer Direkteinspritzung direkt in die Kammer. Es kann in der dargestellten Stufenbohrung 21 eine Zündkerze oder Einspritz¬ düse angeordnet sein. Nach Expansion und Öffnen der Kammer 18.14 kann das verbrannte Gas aus einem dem Niederdruckeinlaß¬ kanal 16 gegenüberliegenden Niederdruckauslaßkanal 22 entwei¬ chen.

Abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Anordnung kann bei¬ spielsweise in einer einfacheren Ausführung die Expansionskammer 18.14 und die Kompressionskammer 11 M4' weggelassen werden. Es sind dann immer noch eine Kompressionskammer 11.14 und eine Expansionskammer 18 '.14' vorhanden, die in der zuvor be¬ schriebenen Weise zusammenarbeiten können.

Die Brennkraftmaschine kann auch nach dem Dieselprinzip ar¬ beiten. Dann ist in der Stufenbohrung 21 eine Einspritzdüse vorzu¬ sehen, die komprimiert der Kammer 18.14 zugeführter Luft zum Zeitpunkt geringen Kammervolumens Brennstoff einspritzt. Da mit den dargestellten Kammern 11.14 und 18.14 sehr große Volumen¬ veränderungen erreichbar sind, kann mit der Kammer 11.14 ohne weiteres Luft auf den erforderlichen Druck von beispielsweise 30 - 60 bar gebracht werden. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Hochdruckkanäle 17 und 20 in un¬ mittelbarer Umgebung der zwischen den Kammern 11.14 und 18.14 liegenden, an der Umfangswand 10 vorgesehenen Dichtleiste 13 angeordnet, also im Bereich jeweils minimalen Kammervolumens. Die Niederdruckkanäle 16 und 22, die zum Einlaß und Auslaß die¬ nen, liegen gegenüber jeweils in dem Bereich, in dem die zugehöri¬ gen Kammern 11.14 und 18.14 Gas aufnehmen bzw. abgeben sol¬ len. Durch die Rotation des Kolbens 6 im Uhrzeigersinne wird eine Spülung vom Niederdruckeinlaßkanal 16 zum Niederdruckauslaß¬ kanal 22 begünstigt, so daß Vermischungen von Frisch- und Abgas vermieden werden.

Die Hochdruckkanäle 17 und 20 müssen Ventile aufweisen, die im Falle der Kompressionskammer 11.14 bei maximaler Kompression zum Auslaß des hochgespannten Gases geöffnet und im Falle der Expansionskammer 18.14 nach Einlaß des hochgespannten Gases schließen müssen. Es können dazu synchron zum Umlauf der Kur¬ belwellen 2, 2' gesteuerte Ventile vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 1 Drehschieber 23, 23' die vom jeweiligen Getriebesatz 7, 7' synchron zu den Kurbelwellen ange¬ trieben sind und die Hochdruckkanäle, die im Schnitt der Fig. 1 nicht zu sehen sind, steuern. Im Falle einer Kompressionskammer können dazu auch jeweils in Gasrichtung durchlässige Einwegven¬ tile vorgesehen sein, die beispielsweise als federbelastete Flatter¬ ventile ausgebildet sind.

Anhand der Fig. 3 und insbesondere Fig. 16 sollen die Dichtleisten 12, 13 und 19 in ihrem Aufbau beschrieben werden. Sie sind im wesentlichen identisch ausgebildet und werden am Beispiel der Dichtleiste 13 im einzelnen beschrieben.

Die Dichtleiste 13 besitzt eine im Querschnitt kreisförmige Oberflä¬ che 24, deren Mittelpunkt 25 auf einem Radius zum Mittelpunkt 26 der Lauffläche 11 steht, der dem Radius der Kurbeln 5 der Kurbel¬ wellen 2, 2' entspricht. Der Radius der Oberfläche 24 der Dichtlei¬ ste 13, bezogen auf ihren Mittelpunkt 25, muß zum Umlaufradius der Kurbeln 5 addiert werden, um den Radius der Lauffläche 11, bezogen auf ihren Mittelpunkt 26, zu ergeben. Der Radius der Lauffläche 14 des Kolbens ist identisch mit dem der Lauffläche 11. Das gleiche gilt für die bereits beschriebene Lauffläche 18. Beim Gleiten der Dichtleisten auf ihren jeweiligen Gegenlaufflächen, also Dichtleiste 12 auf Gegenlauffläche 11, Dichtleiste 13 auf Gegen¬ lauffläche 14 und Dichtleiste 19 auf Gegenlauffläche 18, sieht man im Ablauf der Fig. 2 bis 9, daß die Dichtleisten mit sich ständig ändernder Anlagelinie an den Gegenlaufflächen ablaufen, die sich jeweils als Hüllkurve des Umlaufes einer Dichtleiste bei Parallelro¬ tation des Kolbens 6 ergeben.

Die untereinander im wesentlichen identisch ausgebildeten Dichtlei¬ sten 12, 13 und 19 sind, wie in Fig. 3 und 16 am Beispiel der Dichtleiste 13 erläutert, mit einem Schieber 27 in einer Schiebefüh¬ rung verschiebbar gelagert und bilden an ihrem der Oberfläche 14 gegenüberliegenden Ende einen Kolben 28 aus, der in einem Zylin¬ der mit Räumen 29 und 30 gleitet. In beiden Räumen 29 und 30 sind den Kolben 28 von oben und unten beaufschlagende Federn vorgesehen (in Fig. 16 schematisch mit Wellenlinien angedeutet), die die Dichtleiste in definierter Mittelstellung halten. Der außer¬ halb des Kolbens 28 gelegene Raum 30 kann in bevorzugter Ausführungsform mit einer nicht dargestellten Bohrung mit einer der benachbarten Kammern verbunden sein, um von dieser mit Hochdruckgas beaufschlagt zu werden, welches die Dichtleiste mit zusätzlicher Vorspannung zur dichtenden Anlage an ihre Lauffläche drückt. In Fig. 17 ist eine solche Bohrung 100 gestrichelt darge¬ stellt. Sie dient zur Gasbeaufschlagung der Dichtleiste 120.

Die insoweit beschriebene Konstruktion ist als Brennkraftmaschine mit Kompressionskammer 11.14 und Expansionskammer 18.14 lauffähig. In den Fig. 1 bis 9 ist jedoch ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem diese Kammeranordnung doppelt in symmetri¬ scher Lage zu den Kurbelwellen 2, 2' vorgesehen ist. Symmetrisch gegenüberliegend zu den Kurbelwellen 2, 2' sind zu den bereits er¬ läuterten Kammern 11.14 und 18.14 zwei Kammern vorgesehen, die mit identischen Bezugszeichen, jeweils mit Beistrich versehen, bezeichnet sind. Die Lage der Laufflächen 11' und 18' ist, wie Fig. 2 zeigt, gegenüber den Laufflächen 11 und 18 vertauscht, da ent¬ sprechend der Umlaufrichtung des Kolbens 6 im Uhrzeigersinn die Kammer 11 '.14' eine Kompressionskammer entsprechend der Kammer 11.14 ist, während die Kammer 18 '.14' eine Expansions¬ kammer ist. Entsprechend ist auch die Lage der zu- und abführen¬ den Niederdruckkanäle 16', 22' sowie der Hochdruckkanäle 17'und 20' vertauscht.

Die insgesamt in den Fig. 1 bis 9 dargestellte Konstruktion bildet also eine Brennkraftmaschine aus, die pro Scheibe zwei Kompressi¬ onskammern und zwei Expansionskammern, insgesamt also vier Kompressions- und vier Expansionskammern aufweist. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Kurbeln 4 der Kurbelwellen in den Laufräumen 3 und 3' zueinander winkelversetzt. Die Kolben 6, 6' laufen also mit Phasenversatz. Dadurch ist beispielsweise erreichbar, daß die Kompressionskammern der einen Scheibe zu einem Zeitpunkt Hochdruckgas abgeben, in dem die Expansionskammern der ande¬ ren Scheibe Hochdruckgas benötigen.

In nicht dargestellter Ausführung kann eine Brennkraftmaschine auch mehr als die zwei dargestellten Scheiben aufweisen.

In nicht dargestellter Ausführung kann auch in einer Scheibe bei¬ spielsweise nur eine Doppelkammeranordnung mit Kammern 11.14 und 18.14 vorgesehen sein. Ein entsprechender Kolben mit nur ei¬ ner Lauffläche 14 ist in Fig. 10 dargestellt. In weiter vereinfachter Ausführung kann für den in Fig. 10 dargestellten Kolben mit nur einer Lauffläche 14 auch nur eine Gegenlauffläche, beispielsweise die Lauffläche 11 in der Umfangswand 10 vorgesehen sein. Es han¬ delt sich dann um einen reinen Kompressor, der fremd angetrieben werden muß und der pro Scheibe nur eine Kompressionskammer aufweist. In entsprechender Ausführung, wie in Fig. 2 gezeigt, kann ein solcher reiner Kompressor pro Scheibe auch zwei Kom¬ pressionskammern (jedoch keine Expansionskammern) aufweisen.

In anderer Ausführungsform können beispielsweise in einer Scheibe nur Expansionskammern und in einer anderen Scheibe nur Kom- pressionskammern vorgesehen sein. Wie diese wenigen Beispiele zeigen, bietet die Erfindung einen erheblichen Variationsspielraum.

So kann beispielsweise ein Kompressor mit Eigenantrieb derart ausgebildet sein, daß beispielsweise in den in Fig. 1 dargestellten zwei Scheiben nur in einer Scheibe eine Expansionskammer vorge¬ sehen ist, die den Kompressor nach dem Brennkraftprinzip antreibt, jede Scheibe aber zwei Kompressionskammern aufweist. Wie Be¬ rechnungen zeigen, reicht eine Expansionskammer zum Antrieb von vier Kompressionskammern aus.

Am Umfang eines Laufraumes können auch mehr als zwei Kam¬ meranordnungen vorgesehen sein, die jeweils entweder aus einer Expansionskammer oder einer Kompressionskammer oder einer Expansions- und einer Kompressionskammer bestehen können. Dies zeigen die Darstellungen der Figuren 10 bis 15.

Fig. 10 zeigt einen Kolben mit nur einer Lauffläche 14, mit dem eine Einfach- oder Doppelkammeranordnung vorsehbar ist. Fig. 13 zeigt einen Kolben mit drei Laufflächen für drei derartige Kamme¬ ranordnungen. Fig. 11 zeigt zum Vergleich den in den Fig. 1 bis 9 beschriebenen Kolben für zwei derartige Kammeranordnungen.

Fig. 12 zeigt einen Kolben mit zwei Laufflächen, die jedoch, wenn man mit Fig. 11 vergleicht, schräg zur Verbindungslinie der Kur¬ belwellen angeordnet sind. Die Fig. 14 und 15 zeigen auf, daß ohne weiteres größere Zahlen von Kammeranordnungen möglich sind. Die geometrischen Verhältnisse müssen lediglich vom Platzbedarf her berücksichtigt werden. Die Parallelrotationsbewegung des Kol¬ bens macht eine weitgehend beliebig große Anzahl von Kammeran¬ ordnungen pro Kolben möglich.

Bei der Ausführungsform der Fig. 12 ist noch zu beachten, daß bei dieser die von den Laufflächen 14, 14' des Kolbens auf die Kurbel¬ zapfen 5 ausgeübten Kräfte in anderem Winkel als bei der Ausfüh¬ rungsform der Fig. 2 bis 9 und 11 einwirken. Dies kann auch auf andere Weise erreicht werden. So kann bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform die Kam¬ meranordnung mit den Kammern 11.14 und 18.14 zur Verbin¬ dungslinie der Kurbelwellen 2, 2' schräg gekippt angeordnet sein. Die Verbindungslinie der Dichtleisten 12 und 19 des Kolbens 6 liegt dann also schräg zur Verbindungslinie der Kurbelwellen 2, 2'. Entsprechend sind die Laufflächen 11 und 14 derart schräg gekippt anzuordnen, daß die Verbindungslinie ihrer Endpunkte parallel zur Verbindungslinie der Dichtleisten 12 und 19 des Kolbens 6 steht. Auch auf diese Weise läßt sich die Einleitung der in den Kammern entstehenden Kräfte in die Kurbeln unter optimierten Winkeln ge¬ stalten.

Derselbe Effekt günstigerer Krafteinleitung in die Kurbeln läßt sich auch durch Vergrößerung des Kurbelwellenabstandes bei ansonsten gleichbleibender Geometrie der Kammern erreichen.

Fig. 17 zeigt eine Ausführungsvariante, deren Unterschiede zur vorbeschriebenen Konstruktion im Vergleich mit Fig. 16 zu erken¬ nen sind. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Abweichend von der in Fig. 16 dargestellten Ausführungsform ist die am linken Ende der Lauffläche 14 des Kolbens 6 sitzende Dichtleiste 120 stark vergrößert, wie der Vergleich mit der Dicht¬ leiste 12 der Konstruktion gemäß Fig. 16 zeigt. Im Ausführungsbei¬ spiel ist sie in ihrem Radius, also in ihren Gesamtabmessungen, verdoppelt.

Entsprechend ist die linke stationäre Lauffläche 110 gegenüber der gestrichelt dargestellten Lauffläche 11, die derjenigen der Kon¬ struktion der Fig. 16 entspricht, vergrößert. Der Mittelpunkt der ursprünglichen Lauffläche 11 lag bei 26. Der Mittelpunkt der neuen Lauffläche 110 liegt bei 260. Ersichtlich ist die Vergrößerung nach links asymetrisch, wie die seitliche Verschiebung der Mittelpunkte 26 bzw. 260 zeigt. Dies ergibt sich daraus, daß die Dichtleiste 120 nicht nur in ihrem Radius verdoppelt, sondern auch entsprechend mit ihrem Mittelpunkt von 25 nach 250 seitlich versetzt ist. Daraus ergibt sich eine Form der neuen Lauffläche 110, die nach links und oben erweitert ist, am rechten Ende zur Dichtleiste 13 hin aber in die ursprüngliche Lauffläche 11 übergeht.

Ansonsten ist die Konstruktion völlig unverändert, also insbeson¬ dere hinsichtlich der gesamten Geometrie der Kurbelwellen, des Kolbens 6, dessen Lauffläche 14 und der Lauffläche 18 der rechts gelegenen stationären Kammer 18.14.

Die neu gebildete vergrößerte Kammer 110.14 zeichnet sich gegen¬ über der ursprünglichen Konstruktion gemäß Fig. 16 durch ein um im Ausführungsbeispiel 25 % vergrößertes maximales Volumen und entsprechend vergrößertes maximales Kompressionsverhältnis aus. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Gesamtkonstruktion un¬ verändert. Der Ablauf in den einzelnen Phasen entsprechend den Fig. 2 bis 9 ist unverändert.

Die vergrößerte Dichtleiste 120 kann auch mit anderen Maßen ab¬ weichend von den Dichtleisten 13 und 19 gestaltet sein, beispiels¬ weise noch größer oder etwas kleiner. Die neue Lauffläche 110 ist in ihrem Umfang entsprechend anzupassen.

Mit dieser Konstruktion ist es möglich, ohne Veränderung der son¬ stigen Geometrie bei der Doppelkammeranordnung 18.14, 110.14 die beiden Kammern unterschiedlich groß zu gestalten. Sieht man die Anordnung spiegelsymmetrisch rechts/links vertauscht vor, also mit vergrößerter Dichtleiste 19, so wäre die rechte Kammer größer als die linke. Es ist natürlich auch möglich, beide Dichtleisten 120 und 19 des Kolbens 6 abweichend von der an der Umfangswand 10 stationär vorgesehenen Dichtleiste 13 auszubilden, entweder beide gleich oder auch untereinander unterschiedlich. Dann würde die Dichtfläche 14 des Kolbens unverändert bleiben. Beide stationären Dichtflächen 11 und 18 wären aber entsprechend zu verändern.

Fig. 18 zeigt eine Variante der Konstruktion der Fig. 17 in gleicher Darstellung. Übereinstimmende Teile sind mit denselben Bezugs¬ zeichen versehen. Die Bezugszeichen geänderter Teile wurden ebenfalls beibehalten, jedoch mit einem Beistrich versehen.

Wie man sofort sieht, bezieht sich die Änderung auf die am linken Ende der Kammer 110'.14, also am linken Ende der Lauffläche 14 des Kolbens 6 gelegene Dichtleiste 120'.

Betrachtet man zum Vergleich noch einmal die vergrößerte Dicht¬ leiste 120 der Fig. 17, so sieht man, daß diese ebenso wie die am rechten Ende der Lauffläche 14 des Kolbens gelegene Dichtleiste 25 mit ihrer Symmetrieebene genau parallel zur Symmetrieebene der ihr benachbarten Lauffläche 14 liegt. Daraus ergibt sich, wie Fig. 17 zeigt, ein maximaler Umfangswinkel der Gegenlauffläche 110 der Kammer von etwa 180° . Auch bei der gestrichelt dargestellten kleineren Dichtleiste 12 kann die entsprechende kleinere Gegenlauf¬ fläche 11 nur über etwa 180° befahren werden. Dadurch ist die maximale Kammergröße, die in Fig. 17 dargestellt ist, beschränkt.

In Fig. 18 ist dargestellt, daß dort die vergrößerte Dichtleiste 120' mit ihrer strichpunktiert dargestellten Symmetrieebene unter einem Schrägwinkel a gegenüber der ebenfalls mit strichpunktierter Linie dargestellten Symmetrieebene der ihr benachbarten Lauffläche 14 angeordnet ist. Zusätzlich ergibt der Vergleich mit Fig. 17, daß die Kreissektoroberfläche der Dichtleiste 120' über einen etwas größe¬ ren Winkelbereich ausgebildet ist. Damit ergibt sich die Möglich¬ keit, die Dichtleiste 120' über einen ebenfalls um a vergrößerten Winkelbereich über 180° hinaus in Anlage an der entsprechend verlängerten Gegenlauffläche 110' zu führen. Dadurch kann das maximale Kammervolumen, wie der Vergleich der Fig. 17 und 18 zeigt, noch einmal erheblich vergrößert werden ohne Änderung der Kurbelwellen.

Insbesondere kann, wie Fig. 18 zeigt, wiederum die linke Kammer 110'.14 stark vergrößert werden, während die rechte Kammer 18.14 klein gehalten ist, da bei ihr die Dichtleiste 25 unter 90° an¬ geordnet ist und außerdem eine wesentlich kleinere Oberfläche ihres Kreissektors aufweist. In Fig. 18 ist innerhalb der vergrößerten Dichtleiste 120' auch die kleinere Dichtleiste 12' unter demselben Winkel dargestellt (gestrichelt). Auch hier ergibt sich durch die andere Winkela¬ nordnung eine entsprechend vergrößerte Gegenlauffläche 11' mit entsprechender Kammervergrößerung.

Fig. 19 zeigt im Schnitt eine Dichtleiste 300, die in ihrer Grund¬ konstruktion der Ausführung der Dichtleisten 12 oder 120 ent¬ spricht. Ihre Oberfläche ist jedoch gerippt ausgebildet, wobei diese Rippungen sich in Längsrichtung der Dichtleiste 300 erstrecken und mehr oder weniger fein bei entsprechender Rippenanzahl ausgebil¬ det sein können. Die Dichtleiste 300 läuft an ihrer Gegenlauffläche 301.

Im dargestellten Fall befindet sich links von der Dichtleiste 300 eine Kammer höheren Druckes. Bei Undichtigkeiten, beispielsweise beim Abheben der Dichtleiste 300 von der Gegenlauffläche 301, strömt also Gas in Richtung der dargestellten Pfeile durch einen Spalt zwischen der Dichtleiste 300 und der Gegenlauffläche 301 hindurch. Dadurch kommt es zu Kompressionsverlusten.

Durch die gerippte Oberfläche der Dichtleiste 300 wird der in Pfeil¬ richtung strömende Leckgasstrom jedoch stark behindert, da er auf¬ grund der gerippten Oberfläche über Täler und Berge der Rippun¬ gen hinweg strömen muß. Es kommt zu Verwirbelungen in den Tälern und somit zu einer Bremsung des Gasstromes, folglich zu einer Erhöhung des Strömungswiderstandes des sich zwischen der Dichtleiste 300 und der Gegenlauffläche 301 bildenden Spaltes. Da¬ durch wird die Dichtigkeit bei abhebender Dichtleiste verbessert.

Zusätzlich oder alternativ kann die Dichtigkeit einer Dichtleiste auch dadurch verbessert werden, und zwar insbesondere auch bei Dichtleisten mit glatter Oberfläche, also beispielsweise der Dicht¬ leiste 120 der Fig. 17, wenn das Abheben auf andere Weise verhin¬ dert wird. Zum Abheben kommt es zumeist, wenn bei Störungen des glatten Laufes die Dichtleiste in ihrer federnden Lagerung schwingt bzw. rattert. Solche Schwingungsbewegungen können durch Stoßdämpfung unterbunden werden. Dazu können in der fe¬ dernden Lagerungsaufnahme einer Dichtleiste stoßdämpfende Ein¬ richtungen vorgesehen sein, z. B. hydraulische Dämpfungseinrich¬ tungen nach Art konventioneller hydraulischer Kolbenstoßdämpfer.

Fig. 20 zeigt eine Konstruktionsvariante einer Kolbenmaschine, de¬ ren Grundkonstruktion zunächst im Vergleich mit der Konstruktion gemäß den Fig. 1 und 2 beschrieben wird.

Die in Fig. 20 dargestellte Konstruktion ist im Längsschnitt, also im Schnitt entsprechend Fig. 1 dargestellt. Die Konstruktion weist nur einen Laufraum auf mit einem Kolben 406 mit Lauffläche 414 und Dichtleiste 412 (vergleiche Fig. 2). Am Umfang des Laufraumes ist im Schnitt der Teil einer Lauffläche 418 mit stationärer Dichtleiste 413 erkennbar. Die Kammer ist geöffnet. Der Kolben steht also etwa in der Stellung gemäß Fig. 5. Im Gegensatz zum Kolben der Fig. 1 und 2 bildet der Kolben 406 der Konstruktion der Fig. 20 nur auf seiner Oberseite eine Lauffläche aus (wie der Kolben der Fig. 10). Es sind aber auch alle anderen Kolbenformen, wie z.B. die der Fig. 11 - 15 möglich.

Der Kolben 406 läuft zwischen den Parallelwänden 409 des Lauf¬ raumes in einem Gehäuse 401. Dieses weist, jeweils im Abstand zum Laufraum angeordnet, Lagerungen für Kurbelwellen 402 auf, welche über Kurbeln 404 verbundene Kurbelzapfen 405 aufweisen, auf denen der Kolben 406 mit im Abstand angeordneten Teilen ge¬ lagert ist.

Die Konstruktion entspricht im wesentlichen der Grundkonstruktion der Fig. 1 in einscheibiger Ausführung, also mit nur einem Lauf¬ raum und nur einem Kolben. Die Lagerungen der Kurbelwelle im Gehäuse 401 und des Kolbens 406 auf den Kurbelzapfen 405 sind aber jeweils im Abstand zum Laufraum und zum Kolben vorgese¬ hen.

Das Gehäuse 401 weist zwischen dem Laufraum 418, 413, 409 und den Lagerungen auf der Kurbelwelle 402 zwischengeschaltete Teile 420 auf, durch die im Laufraum entstehende Wärme geleitet wer¬ den muß, um zu den Kurbelwellenlagern zu gelangen. Diese Teile 420 können, wie die Fig. 2 zeigt, sehr lang ausgebildet sein, wo¬ durch der Wärmefluß behindert wird. Es können an dieser Stelle Kühleinrichtungen, wie beispielsweise innere Kühlkanäle vorgese¬ hen sein oder zur Luftkühlung dienende Kühlrippen auf der Ober¬ fläche, um auf diese Weise den Wärmeübergang vom Lauf räum zu den Lagern zu verringern. Ferner können die Teile 420 beispiels¬ weise wärmeisolierend ausgebildet sein. Mit einer oder mehrerer dieser Möglichkeiten kann der Wärmeübergang vom wärmebela¬ steten Laufraum zu den Kurbelwellenlagern drastisch verringert werden. Diese können also als einfache Kugellager mit Dauer¬ schmierung vorgesehen sein, die keiner besonderen Kühlung bedür¬ fen, wie dies sonst bei Kurbelwellenlagern von Brenn¬ kraftmaschinen oder Kompressoren aus Wärmebelastungsgründen erforderlich ist.

Diese Überlegungen gelten auch für die Lagerungen des Kolbens 406 auf den Kurbelzapfen 405. Auch hier sind zwischen dem Kol¬ ben 406 und seinen Lagerstellen zwischengeschaltete Teile 421 vor¬ gesehen, durch die die Wärme von wärmebelasteten Kolben 406, also von seiner wärmebelasteten Lauffläche 414 zu den Lagerstellen auf den Kurbelzapfen 405 geleitet wird. Diese zwischengeschalteten Teile 421 können entsprechend wie die Teile 420 des Motorgehäu¬ ses 401 mit Kühleinrichtungen versehen sein, beispielsweise mit luftgekühlten Rippen oder wärmedämmend. Dann können auch Ku¬ gellager auf den Kurbelzapfen 405 ohne übliche Schn-rierrnittelküh- lung vorgesehen sein. Durch Einsparung eines entsprechenden Kühlkreislaufes läßt sich die Motorkonstruktion erheblich vereinfa¬ chen.

Bei Kolbenmaschinen mit thermisch hoch belasteten Kammern kann natürlich auch auf andere Weise für Wärmeabfuhr Sorge getragen werden, beispielsweise durch Wasserkühlkanäle im Gehäuse in der Nähe der dort vorgesehenen Laufflächen sowie durch Flüssigkeits¬ kühlung des Kolbens, die beispielsweise mit Ölkanälen im Kolben erfolgen kann, die an die beiden Kurbelwellen über die Lager ange- schlössen sind. Es ist aber auch Luftkühlung beim Gehäuse mög¬ lich, beispielsweise durch eine äußere Verrippung. Auch der Kol¬ ben kann mit Gaskühlung allein ausreichend gekühlt werden.

Betrachtet man beispielsweise in Fig. 2 den dort dargestellten Kol¬ ben 6, so sieht man, daß dieser im Laufraum ständig umläuft und dabei in intensivem Gaskontakt mit dem ständig zuströmenden kühlen Frischgas steht. Wird der Kolben außerhalb seiner Laufflä¬ chen 14 und 14' beispielsweise in seiner Oberfläche stark verrippt, so kann dadurch ausreichende Gaskühlung des Kolbens bewirkt werden. Der Kolben kann auch mit Durchbrechungen versehen werden, beispielsweise (siehe Fig. 2) einer Durchbrechung, die etwa in gedachter Linie zwischen den Öffnungen 16 und 22 des Ge¬ häuses 1 verlaufend im oberen Teil des Kolbens 6 zwischen seiner Lauffläche 14 und den Lagerungen auf den Kurbeln 5 hindurchgeht und die beim Umlauf des Kolbens luftdurchströmt wird.

Anhand von Fig. 20 soll eine weitere Möglichkeit zur Konstrukti¬ onsvereinfachung dargestellt werden. Wird die in der Fig. 20 rechts dargestellte Kurbelwelle 402 komplett weggelassen, so ist der Kol¬ ben 406 gegenüber dem Gehäuse 401 nur noch auf der links darge¬ stellten Kurbelwelle 402 gelagert. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß nach dem Konstruktionsprinzip dieser Kolbenmaschine, wie die Darstellungen der Fig. 10 bis 15 zeigen, der Kolben auf jeder Seite stets auf zwei oder mehr Kurbeln gel ert ist, von denen im Schnitt der Fig. 20 nur eine dargestellt ist. Eine einseitige Lagerung auf zwei oder mehr Kurbeln kann unter Umständen aber zur exakten Lagerung des Kolbens ausreichen, wodurch die Konstruktion we¬ sentlich vereinfacht werden kann.

Dazu ist aber besser der Abstand zwischen dem Kolben und seiner Lagerung auf dem Kurbelzapfen möglichst kurz zu halten bzw. der Kolben unmittelbar auf dem Kurbelzapfen zu lagern, und es sollte der Kolben ausreichende seitliche Führung an den Parallelflächen seines Laufraumes haben, wie dies die Fig. 1 zeigt. Wird die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion in der Schnittlinie 2 - 2 getrennt, so könnte der im auf der linken Seite verbleibenden Teil der Kon- struktion befindliche Kolben 6' auch bei einseitiger Lagerung auf zwei Kurbelwellen mit ausreichend exakter Führung laufen.

In den Fig. 1 - 19 sind die Dichtelemente, die eine Kammer be¬ grenzen, stets wesentlich kleiner als der Kurbelradius des Kolbens dargestellt. Bei der Ausfuhrungsform der Fig. 17 haben beispiels¬ weise die Dichtleisten 13 und 19 einen Oberflächenradius, der etwa ein Viertel des Kurbelradius beträgt. Die größere Dichtleiste 120 hat einen Oberflächenradius, der etwa halb so groß ist wie der Kur¬ belradius. Die Dichtleisten sind in den bisher beschriebenen Aus- führungsformen stets abgefedert gelagert, wie dies auch die Fig. 17 zeigt.

Abweichend von diesen Ausführungsformen können die Dichtele¬ mente mit wesentlich größeren Oberflächen, verglichen mit dem Kurbelradius, ausgebildet sein, und sie können auch ohne Federung als starre Teile des Kolbens oder der Gehäusewand ausgebildet sein. Dies ist in einem Beispiel in Fig. 21 erläutert.

Fig. 21 zeigt im Schnitt quer zu den Kurbelwellen ein Gehäuse 501, in dem auf Kurbelzapfen 505 dreier Kurbelwellen ein Kolben 506 zur Parallelrotation gelagert ist. An der Umfangswand des darge¬ stellten Laufraumes ist eine sehr große Lauffläche 530 ausgebildet, die im Querschnitt die Form eines Kreisabschnittes aufweist und an deren einem Ende eine Dichtleiste 531 kleinen Querschnittes gehäuseseitig angeordnet ist. Am Kolben 506 ist eine als Gegenlauffläche für die Dichtleiste 531 dienende Lauffläche 532 vorgesehen. Diese erstreckt sich von der Ecke am Ort der Dichtleiste 531 bis zu der mit einem Strich 533 markierten Um- fangsstelle, also über knapp 180°. Es schließt ein im Querschnitt kreisförmig ausgebildeter Teil des Kolbens 506 an, und zwar zwi¬ schen dem Markierungsstrich 533 und der Ecke 534. Dieser im Querschnitt kreisförmige Oberflächenteil des Kolbens bildet das Dichtelement 535 aus, das bei der Parallelrotation des Kolbens 506 auf der Lauffläche 530 abläuft, und zwar bei Parallelrotation des Kolbens 506 im Uhrzeigersinne zwischen dem Beginn der Lauffläche 530 bei dem Niederdruckeinlaßkanal 516 bis zum Ende der Lauffläche 530 bei der Dichtleiste 531.

Es ist hiermit eine Arbeitskammer 530.532 gebildet, die durch die Laufflächen 530 und 532 sowie die Dichtelemente 531 und 535 be¬ grenzt ist. Während der Parallelrotation läuft unter Kammerbildung das Dichtelement 535 auf der Lauffläche 530 ab, während die Dichtleiste 531 auf der Lauffläche 532 abläuft. Es liegen hierbei dieselben Kammerbildungsverhältnisse vor, wie sie bei den vorher¬ gehenden Ausfuhrungsformen beschrieben sind. Im Unterschied dazu ist hier lediglich das Verhältnis der Oberflächen der Dichtele¬ mente sehr groß gewählt, und es weist das Dichtelement 535 einen Oberflächenradius auf, der sein viel größer ist als der Kurbelradius. Außerdem ist bei dieser Ausfαhrungsform das Dichtelement 535 nicht abgefedert. Es kann also nur mit einem spielbedingt erforder¬ lichen Spalt gegenüber seiner Gegenlauffläche 530 abdichten. Die Kammer 530.532 ist also im wesentlichen nur als Niederdruck¬ kompressionskammer verwendbar, weist allerdings ein sehr großes Kammervolumen auf und kann somit zur Kompression großer Luft¬ mengen auf niedrige Drücke verwendet werden.

Bei Verwendung dieser Kammer 530.532 als Kompressionskammer kann das komprimierte Gas durch einen Auslaßkanal 536 mit Ventil 537 gewonnen werden.

Bei der Ausführungsform der Fig. 21 ist die Kammer 530.532 kombiniert mit den beiden Kammern 110.14 und 18.14 der Ausfüh¬ rungsform der Fig. 18. Dazu ist am Kolben 506 die Lauffläche 14 vorgesehen, an deren beiden Enden die Dichtleiten 19 und 120' sit¬ zen. Das Gehäuse 501 bildet hier die Laufflächen 110' sowie 18 aus. Einzelheiten dieser beiden Kammern sind der zeichnerischen Vereinfachung wegen fortgelassen.

Bei entsprechender Konstruktion der Gasführungskanäle, die im einzelnen nicht näher erläutert ist, kann die Kammer 530.532 als Niederdruckkompressionskammer verwendet werden, während das Kammerpaar 110'.14, 18.14 in der oben beschriebenen Weise eine Brennkraftmaschine bildet, die den Kompressor antreibt. Die Nie¬ derdruckkompressionskammer 530.532 kann aber auch als Vor¬ kompressionskammer dienen, wobei das in ihr vorkomprimierte Gas zur Nachkompression in geeigneter Weise der Kompressions¬ kammer 110'.14 zugeführt wird. Es ergäbe sich ein Zweistufen¬ kompressor, der sehr hohe Ausgangsdrücke erreichen kann. Bei Verwendung als fremdgetriebener Kompressor könnte die Expan¬ sionskammer 18.14 entfallen.

Fig. 21 zeigt ein weiteres Konstruktionsdetail, das bei Verwendung als Brennkraftmaschine zur Vermeidung von Spülverlusten von großem Vorteil ist. Bei der dargestellten Konstruktion bildet bei der angegebenen Laufrichtung des Kolbens im Uhrzeigersinn die Kam¬ mer 18.14 die Expansionskammer. Nach Öffnen dieser Kammer soll in der in Fig. 21 dargestellten Stellung des Kolbens 506 das verbrannte Abgas die Maschine durch den Niederdruckauslaßkanal 522 verlassen, und zwar nach Möglichkeit, ohne sich mit dem Frischgas des Niederdruckeinlaßkanales 516 zu vermischen. Zu diesem Zweck ist an dem Trennsteg zwischen den Nie¬ derdruckkanälen 516 und 522 eine Lauffläche 540 ausgebildet und an einer Nase 541 des Kolbens 506 ein Dichtelement 542, das wäh¬ rend des kritischen Kurbelwinkelbereiches, bei dem sich die Expan¬ sionskammer 18.14 öffnet, dichtend an der Lauffläche 540 läuft und eine Gasabdichtung zwischen den Niederdruckkanälen 522 und 516 schafft, so daß in diesem kritischen Zeitbereich eine Vermischung von Abgas und Frischgas vermieden wird.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der in Fig. 21 darge¬ stellten Konstruktion sind in den Fig. 22 - 27 mehrere Phasen eines Arbeitstaktes dargestellt. Zur zeichnerischen Vereinfachung sind die Bezugszeichen weggelassen. Diese ergeben sich aus Fig. 21.

In der Stellung der Fig. 25 gelangt das große Dichtelement 535 des Kolbens 506 in Eingriff mit der Lauffläche 530 und beginnt, Frischgas im Uhrzeigersinn zu pumpen. In der Winkelstellung ge¬ mäß Fig. 26 schließt sich die große Kammer 530.532 und beginnt mit der Verdichtung über die Stellung der Fig. 27 hin bis zur Stel- lung der Fig. 22 mit Gasauslaß aus dem Auslaßkanal 536. Das Gas wird der Hochdruckkompressionskammer 110 '.14 zugeführt, die sich zu diesem Zeitpunkt gerade geschlossen hat, und von dieser nachverdichtet. Die Hochdruckkompressionskammer 110'.14 erhält aber auch ohne Hilfe der Niederdruckkompressionskammer Frisch¬ gas, so daß die Niederdruckkompressionskammer auch zu anderen Zwecken verwendet werden kann.

Die Expansionskammer 18.14 beginnt bei Stellung gemäß Fig. 22 mit der Expansion und expandiert bis zur Stellung der Fig. 24. Jetzt gelangt die Nase 541 mit ihrem Dichtelement 542 in dichtenden Eingriff mit der Lauffläche 540 und sperrt die Niederdruckkanäle 522 und 516 gegeneinander. Bei der nun erfolgenden Öffnung der Expansionskammer 18.14 strömt Abgas als ohne Vermischung mit dem Frischgas aus dem Niederdruckauslaßkanal 522. Das Ausspü¬ len des Abgases wird in den Stellungen gemäß Fig. 25 und Fig. 26 dadurch unterstützt, daß der Kolben mit seinem großen Dichtele¬ ment 535 bereits Frischgas im Uhrzeigersinn umpumpt.

In den bisher geschilderten Ausführungsvarianten sind die Dichte¬ lemente bzw. Dichtleisten stets mit im Querschnitt kreisförmigen Oberflächen ausgebildet. Entsprechend ergeben sich die Laufflä¬ chen als beim Parallelrotationsumlauf von diesen Dichtelementen bestrichene im Querschnitt kreisförmige Flächen.

Es sind allerdings auch andere Oberflächenformen möglich, wie insbesondere Kegelschnitte, also z.B. Abschnitte von Kreisen, Ellipsen und Parabeln, aber auch Spiralabschnitte. Die Gegenlauf¬ flächen, die von solchen Dichtelementformen bestrichen werden, sind dabei der Oberflächenform des Dichtelementes ähnlich. Sie ergeben sich in einfacher Konstruktion durch Verlängerung der von einem gemeinsamen Punkt ausgehenden Strahlen um den Kurbel¬ radius über die Oberfläche des Dichtelementes hinaus. Wie bereits an den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen deutlich gewor¬ den, ergeben sich bei kreisförmiger Oberfläche des Dichtelementes im Querschnitt kreisförmige Laufflächen. Bei elliptischer Ober¬ fläche des Dichtelementes ergibt sich eine elliptische Lauffläche. Ein solches Beispiel mit elliptischen Flächen ist in Fig. 28 erläutert.

Fig. 28 zeigt einen einfachen Niederdruckkompressor mit zwei symmetrisch angeordneten identischen Kammern.

Der Kompressor weist ein Gehäuse 601 auf, in dem auf drei Kur¬ beln 605 ein Kolben 606 im Uhrzeigersinn umläuft. Die Umlauf¬ kurven der Kurbelmittelpunkte sind mit Kreisen dargestellt.

An der Unterseite des dargestellten Kolbens bildet dieser mit im Querschnitt elliptischer Oberfläche ein Dichtelement 635 aus, das von dem Markierungsstrich 633 bis zum Markierungsstrich 634 reicht. Es schließt bei 633 eine kreisquerschnittsförmige Lauffläche 632 an. An der Umfangswand des Gehäuses 601 ist eine Dichtleiste

631 kleinen Kreisquerschnittes angeordnet, die auf der Lauffläche

632 des Kolbens abläuft. An der Umfangswand ist anschließend an die Dichtleiste 631 eine Lauffläche 630 ausgebildet, die von der Dichtleiste 631 bis zu einem Niederdruckeinlaßkanal 616 reicht.

Bei der Parallelrotation des Kolbens 606 im Uhrzeigersinne läuft das als Ellipsenabschnitt ausgebildete Dichtelement 635 von der in Fig. 28 dargestellten Winkelstellung, bei der es in ersten Kontakt mit der Lauffläche kommt, bis zum Kontakt mit der Dichtleiste 631 ab und bildet die abdichtende Begrenzung der Kammer 630.632. An ihrem anderen Ende wird diese Kammer durch die Dichtleiste 631 in Kontakt mit der Lauffläche 632 abgedichtet.

Hochdruckgas aus dieser Kammer wird in Pfeilrichtung durch einen Auslaßkanal 636 mit Ventil 637 abgelassen.

Auf der Oberseite des Kolbens 606 ist symmetrisch eine zweite Kammer 630'.632' vorgesehen, die beim Umlauf des Kolbens 606 abwechselnd mit der zuerst beschriebenen Kammer 630.632 arbei¬ tet. In den Ausführungsformen der Fig. 21 und 28 bilden die Dichtele¬ mente 535 und 635, die im Verhältnis zum Kurbelradius sehr große Abmessungen aufweisen, einen erheblichen Umfangsteil des Kol¬ bens 506 bzw. 606. Diese Dichtelemente 535, 635 sind daher als starr mit dem Kolben verbundene Oberflächen ausgebildet und kön¬ nen nur mit einer Spaltdichtung gegenüber ihrer Gegenlauffläche dichten.

Es wäre natürlich wünschenswert, auch diese Dichtelemente als ab¬ gefederte Dichtleisten auszubilden, die eine bessere Dichtwirkung erzielen. Bei so großen Oberflächen eines Dichtelementes ist dies aber schwierig, wenn auch technisch möglich.

Eine vorteilhafte Lösung dieses Problemes zeigt die Fig. 29, die in einem Ausschnitt den unteren Teil der Fig. 21 in einer Variante zeigt. Es werden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 21 verwen¬ det. .

Zur Erreichung einer besseren Abdichtung des kreisbogenförmigen Dichtelementes 535 auf der Lauffläche 530 sind in der Oberfläche des Dichtelementes 535 Dichtleisten 745 federnd gelagert, und zwar im dargestellten Beispiel drei Dichtleisten.

Die Dichtleisten 745 sind federnd derart gelagert, daß sie etwas über die Oberfläche des Dichtelementes 535 vorstehen und in gut dichtenden Kontakt mit der Lauffläche 530 gelangen, während die dazwischenliegenden Oberflächenbereiche des Dichtelementes 535 im Spaltabstand bleiben. Die Dichtleisten 745 gelangen beim Um¬ lauf nacheinander in Eingriff, und zwar bei der Parallelrotation des Kolbens 506 im Uhrzeigersinn zunächst die dem Niederdruckein¬ laßkanal 516 benachbarte Dichtleiste, und als letztes die in Fig. 29 der stationären Dichtleiste 531 benachbarte Dichtleiste. Auf diese Weise läßt sich eine Kompressionskammer schaffen, die ein sehr großes Volumen aufweist, trotzdem aber sehr hoch komprimieren kann. Eine entsprechende Ausbildung mit der Anordnung mehrerer Dichtleisten im Dichtelement 635 ist auch bei der Ausfuhrungsform der Fig. 28 möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kolbenmaschine als Expansionsmaschine, Saugpumpe oder Kompressor für kompressible Medien, mit wenigstens einem Kolben (6, 6'; 406; 506; 606), der in einem von zwei Paral¬ lelwänden (9; 409) und einer diese verbindenden, senkrecht zu den Parallelwänden stehenden Umfangswand (10) gebil¬ deten Lauf räum auf Kurbelzapfen (5; 405; 505; 605) wenig¬ stens zweier identischer, senkrecht zu den Parallelwänden stehend drehbar gelagerter winkelsynchron gekoppelter Kur¬ belwellen (2; 402) gelagert ist, wobei der Kolben an dem in bezug auf die Laufrichtung einen Ende einer an ihm ausge¬ bildeten Kammerfläche und die Umfangswand an dem in be¬ zug auf die Laufrichtung anderen Ende einer an ihr ausgebil¬ deten Kammerfläche jeweils ein lotrecht zu den Par¬ allelwänden ausgerichtetes Dichtelement (12, 13, 19; 120, 13, 19; 120', 13, 19; 300; 412, 413; 531, 535; 631, 635) aufweisen, mit denen sie bei kammerbildendem Eingriff auf Laufflächen (11, 14, 18; 110, 14, 18; 110', 14, 18; 414, 418; 532, 530; 632, 630) aneinander gleiten, die als bei der Parallelrotation der Dichtelemente von diesen abfahrbare Flächen ausgebildet sind, sowie mit einem mit einem Ventil versehenen Hochdruckgaskanal (17, 20; 537; 637), der in der Kammer mündet, und mit wenigstens einem Nieder¬ druckkanal (16, 16", 22, 22'; 516, 522; 616), der außerhalb der Kammer in den Lauf räum mündet, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Kammerflächen vollständig als Laufflächen (11, 14, 18; 110, 14, 18; 110', 14, 18; 414, 418; 532, 530; 632, 630) ausgebildet sind, an deren Enden die Dichtele¬ mente (12, 13, 19; 120, 13, 19; 120', 13, 19; 300; 412, 413;

531, 535; 631, 635) angeordnet sind, wobei der Hoch¬ druckgaskanal (17, 20; 537; 637) jeweils in der Nähe der am Ende der Lauffläche (11, 18; 110, 18; 110', 18; 418; 530; 630) der Umfangswand (10) vorgesehenen Dichtelemente (13; 413; 531; 631) mündet.

2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Dichtelemente (12, 120) zum Gleiteingriff be¬ stimmte Oberflächen aufweisen, die im Querschnitt kreissek- torförmig ausgebildet sind mit einem Mittelpunkt (25; 250) des Kreissektors, der im Abstand des Kurbelradius zur Zylinderachse (26; 260) der Gegenlauffläche (11, 110) liegt, wobei der Radius der Gegenlauffläche (10, 110) gleich dem Kurbelradius zuzüglich dem Radius der Oberfläche (24) des Dichtelementes (12, 120) beträgt.

3. Kolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Oberflächen der Dichtelemente (120, 13, 19; 531, 535; 631, 635) unterschiedlich sind bei entspre¬ chend angepaßter Form ihrer Gegenlaufflächen (110, 14, 18;

532, 530; 632, 630).

4. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da¬ durch gekennzeichnet, daß wenigstens eines (12', 120') der am Kolben (6) angeordneten Dichtelemente (12', 120', 19) mit der Symmetrieebene ihrer seiner Oberfläche in einem Winkel α größer als 0° zu der Symmetrieebene der ihr be¬ nachbarten Lauffläche (14) steht, wobei seine Gegenlaufflä¬ che (11', 110') entsprechend verlängert ist.

5. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Dichte- lemente (300) mit einer achsparallel verlaufenden Zahnung versehen sind.

6. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (12, 13, 19) als abgefedert gelagerte Dichtleisten (12, 13, 19; 120) ausgebildet sind.

7. Kolbenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Dichtleisten mit einem Kolben (28) in als Zylin¬ der (29, 30) dienenden Nuten geführt sind, die über Kanäle mit der zugehörigen Lauffläche (11, 18) in Verbindung ste¬ hen.

8. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7. da¬ durch gekennzeichnet, daß die Lagerungen der Dichtleisten mit stoßdämpfenden Einrichtungen versehen sind.

9. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (12, 13, 19; 120) im wesentlichen pilzförmig verbreitert gegenüber ihrem in der Lauffläche geführten Teil (27) ausgebildet sind.

10. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang (10) des Lauf¬ raumes (3, 3') zwei Laufflächen (11, 18) mit gemeinsamem mittleren Dichtelement (13) vorgesehen sind, die mit einer an beiden Enden mit Dichtelementen (12, 19) versehenen Lauffläche (14) des Kolbens (6) zwei benachbarte Kammern (11.14, 18.14) bilden, von denen beim Kolbenumlauf gleich¬ zeitig die eine als Kompressionskammer (11.14) und die an¬ dere als Expansionskammer (18.14) arbeitet.

11. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang beabstandet mehrere Kammeranordnungen (11.14, 18.14 sowie 11 '.14', 18 '.14') vorgesehen sind.

12. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in parallelen Laufräumen (3, 3') auf denselben Kurbelwellen (2, 2') mit gegebenenfalls zwischen den Laufräumen winkelversetzten Kurbeln (5) und/oder Laufflächen Kolben (6, 6') vorgesehen sind.

13. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (23, 23') synchron zum Kolbenlauf gesteuert ist.

14. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einer Kompressi¬ onskammer als Einwegventil ausgebildet ist.

15. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwellen (2, 2') durch Getriebesätze (7, 7') gekoppelt sind.

16. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) außerhalb sei¬ ner Lauffläche (14) mit einer Oberflächengestaltung versehen ist, die bei seiner Bewegung den Luftkontakt verbessert.

17. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager der Kurbelwellen (402) gegenüber dem Kolben (406) und den stationären Tei¬ len (418) des Laufraumes über den Wärmedurchgang behin¬ dernde Teile (421, 420) verbunden sind.

18. Kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben nur einseitig gela¬ gert ist.