WO2012013462A1 - Piston engine drivable using a steam power process - Google Patents

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WO2012013462A1
WO2012013462A1 PCT/EP2011/061409 EP2011061409W WO2012013462A1 WO 2012013462 A1 WO2012013462 A1 WO 2012013462A1 EP 2011061409 W EP2011061409 W EP 2011061409W WO 2012013462 A1 WO2012013462 A1 WO 2012013462A1
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WO
WIPO (PCT)
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piston
rod
cylinder
cylinder bore
crankshaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/061409
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nadja Eisenmenger
Hans-Christoph Magel
Andreas Wengert
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/02Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
    • F01B9/023Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft of Bourke-type or Scotch yoke

Definitions

  • the invention relates to a drivable via a steam power piston engine. Specifically, the invention relates to a piston engine which can be driven by a steam power process and serves to utilize the waste heat of an internal combustion engine.
  • the piston engine according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an advantageous operation of the piston engine is also possible when using water or other, poorly lubricating working fluids. This has an effect, inter alia, on improved efficiency and a longer service life of the piston engine.
  • the piston engine can be combined with an internal combustion engine to convert the waste heat of the internal combustion engine into additional drive energy.
  • Such a combination for waste heat utilization is particularly efficient in a commercial vehicle, since here the internal combustion engine gives off a large power and thus a large amount of heat for steam generation is available. As a result, the fuel consumption can be reduced.
  • Piston engine as can be achieved for the internal combustion engine and thus the mechanical energy emitted by the piston engine directly to the crankshaft of the
  • Diesel engine or gas engine are delivered.
  • a piston engine can be conveniently mounted in a limited space on an internal combustion engine.
  • the steam process can be configured as an ORC process (Organic Rankine Cycle Process).
  • ORC process Organic Rankine Cycle Process
  • the thermal energy of the waste heat is converted into mechanical energy via the ORC process.
  • the waste heat from an exhaust gas of the internal combustion engine or an exhaust gas recirculation can be transmitted via a heat exchanger to the working fluid of the ORC process in an advantageous manner.
  • the working fluid may in this case be based at least essentially on water, alcohol or a mixture of the two.
  • the working fluid can be evaporated.
  • This steam can then be expanded in the piston machine serving as an expansion machine, whereby the mechanical energy is recovered.
  • the working fluid is then cooled in a condenser and fed to a pump.
  • the working fluid can thereby be compressed in the liquid phase by the pump to the pressure level for re-evaporation at the heat exchanger. As a result, the cycle is closed.
  • crankshaft space is guided and that the bearing between the cylinder bore and the crankshaft space is arranged.
  • the crankshaft space can in this case be filled at least partially with an oil serving as a lubricant. About the oil from the crankshaft space a certain lubrication of the bearing is possible.
  • the bearing point advantageously adjoins the crankshaft space.
  • at least one sealing element is provided, which is arranged at the bearing point, and that the sealing element forms a seal between the bearing point and the cylinder bore.
  • a seal against the lubricant from the crankshaft space which also lubricates the bearing, be formed.
  • the cylinder piston limits the working space and on the other hand a pressure-relieved space, that the rod extends through the pressure-relieved space and that the bearing point with the lubricating oil from the crankshaft space is lubricated.
  • the pressure-relieved room is a further separation of the working space and thus provided in the work space
  • vaporous working fluid and the crankshaft space and thus the lubricating oil possible.
  • the under a certain pressure, vaporous working fluid is not performed directly to the bearing or provided in front of the bearing seal when it escapes due to leakage or the like on the cylinder piston from the working space.
  • the media separation between the working fluid and the lubricating oil can be further improved. This is also an intrusion of
  • the bearing is formed by a bearing bush and that guided out of the cylinder bore rod is guided through the bearing bush.
  • the bearing bush can be formed from a suitable material.
  • Bearing bush can be reduced advantageously occurring lateral forces on the cylinder piston. Thus, improved storage and reduced wear can be achieved.
  • the rod is on the one hand connected to the cylinder piston and on the other hand at least indirectly connected to a crankshaft, wherein the rod forms a frictional connection between the cylinder piston and the crankshaft.
  • the bearing point is advantageously configured such that it at least substantially absorbs transverse forces transmitted by the crankshaft to the rod.
  • a scotch yoke drive for the piston engine can thus take place an advantageous storage of a crank loop of the scotch yoke drive.
  • the bearing is lubricated with oil, as is possible for the rest of the crank mechanism.
  • This oil-lubricated is particularly advantageous
  • At least one further cylinder bore, another cylinder piston arranged in the cylinder bore has a cylinder bore in the cylinder bore
  • Cylinder bore with respect to a rotation axis of the crankshaft are arranged opposite to each other and wherein the crankshaft on the one hand at least indirectly connected to the rod and on the other hand at least indirectly connected to the other rod. It is also advantageous that a crank loop is provided, that a arranged on the crankshaft sliding block is provided, which is inserted into a slot-shaped recess of the crank loop, on the one hand, the rod connecting the cylinder piston with the crank loop and on the other hand, the other Stake the rest
  • Fig. 1 shows a piston machine in a schematic sectional view according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a piston machine in a schematic sectional view according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a piston engine 1 in a schematic representation according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the piston engine 1 is driven by a steam power process.
  • the piston engine 1 can be used especially in an internal combustion engine of a motor vehicle to use the waste heat of the internal combustion engine.
  • the piston engine 1 then converts the waste heat into mechanical energy, which can serve, for example, as additional drive energy or for driving an auxiliary aggregate, in particular an electric generator.
  • the piston engine 1 according to the invention is also suitable for others
  • the piston engine 1 has a housing part 2 and cylinders 3, 4 connected to the housing part 2.
  • the cylinder 3 has a cylinder bore 5 in which a
  • Cylinder piston 6 is arranged.
  • the cylinder piston 6 limited in the cylinder bore 5 on the one hand a working space 7 and on the other hand, a space 8.
  • the space 8 can serve as a working space or as a pressure-relieved space.
  • a valve-controlled inlet 9 and a valve-controlled outlet 10 are provided for the working space 7. Via the inlet 9 compressed, gaseous working fluid, in particular water vapor, can be guided into the working space 7.
  • gaseous working fluid in particular water vapor
  • an actuating force is exerted on the cylinder piston 6, which acts in a direction 1 1.
  • the cylinder piston 6 is connected via a rod 12 indirectly with a crankshaft journal 13 of a crankshaft 14. As a result, the force can be transmitted from the cylinder piston 6 to the crankshaft journal 13.
  • a valve-controlled inlet 15 and a valve-controlled outlet 16 may be provided for the space 8.
  • compressed, gaseous working fluid can also be introduced into the space 8 in order to relax it and thereby actuate the cylinder piston 6 counter to the direction 1 1.
  • the control of the intake valves 9, 15 and the exhaust valves 10, 16 can in this case be carried out in a suitable manner to achieve an alternate actuation of the cylinder piston 6.
  • the rod 12 is mounted on a bearing 17.
  • the bearing 17 is formed by a bearing bush 18 which is inserted into a housing part 19 and connected thereto.
  • the rod 12 extends through both the space 8 and through the bearing bush 18 at the bearing point 17.
  • the rod 12 extends into a crankshaft space 20 in the housing part 2, in which the crankshaft 14 is arranged.
  • a lubricant in particular an oil.
  • the crankshaft space 20 may be connected to a lubricant circuit. From the crankshaft space 20 ago some lubrication of the bearing bush 18 is possible to supply the storage of the rod 12 in the bearing bush 18 with the oil. As a result, frictional forces between the bearing bush 18 and the rod 12 are reduced.
  • a crank loop 21 is arranged in this embodiment, which has a slot-shaped recess 22.
  • a sliding block 23 is inserted, which is slidably mounted in the recess 22.
  • the sliding block 23 is in this case arranged on the crankshaft journal 13 of the crankshaft 14 in order to enable an operative connection between the crankshaft journal 13 and the crank loop 21.
  • a connection of the rod 12 via the crank loop 21 and the sliding block 23 is formed with the crankshaft journal 13.
  • the further cylinder 4 is designed according to the cylinder 3.
  • the further cylinder 4 has a further cylinder bore 5 ', a further cylinder piston 6' arranged in the cylinder bore 5 ', a further working space 7' delimited by the cylinder piston 6 and a further space 8 'bounded by the cylinder piston 6.
  • a valve-controlled inlet 9 'and a valve-controlled outlet 10' are provided for the further working space T.
  • Working space T introduced compressed, gaseous pressurized fluid is an actuation of the cylinder piston 6 'against the direction of 1 1'. Since the cylinder piston 6 'via another rod 12' is also connected to the crank loop 21, the work
  • a piston machine 1 can be realized with a Scotch-Yoke crank mechanism, in which serving as a transmission rods rods 12, 12 'at the bearings 17, 17' are mounted.
  • the cylinder pistons 6, 6 ' are arranged opposite one another and transmit their force to the crankshaft 14 via the crank-wheel drive.
  • the crank loop 21 is mounted on the rods 12, 12 'at the bearings 17, 17'.
  • This mounting of the crank loop 21 is particularly with a designed as a two-cylinder steam engine piston engine 1 with opposite
  • Crank loop 21 can be well supported.
  • Fig. 2 shows the piston machine 1 shown in Fig. 1 according to a second embodiment.
  • the bearings 17, 17 'for supporting the rods 12, 12' are formed directly on the housing parts 19, 19 '. Separate bushings, as provided in the embodiment shown in FIG. 1, can be omitted hereby.
  • the sealing elements 24, 25 and the sealing elements 24 ', 25' are designed annular, which on the one hand surround the rod 12 and on the other hand the rod 12 'on its outer side.
  • the sealing elements 24, 25 form a seal between the space 8 and the bearing 17.
  • According to the sealing elements 24 ', 25' form a seal between the space 8 'and the bearing 17'. This is a
  • the spaces 8, 8 'in this embodiment are designed as pressure-relieved spaces. Inlets for the spaces 8, 8 ', as they are formed in FIG. 1 by inlets 15, 15', are omitted here.
  • the outlets 16, 16 ' are here with a Low pressure range of the steam circuit connected to due due to leakage from the working spaces 7, 7 'in the spaces 8, 8' reaching working fluid returned to the steam circuit.
  • the pressure-relieved spaces 8, 8 ' the media separation is further improved. Because between the working spaces 7, 7 ', through which the vaporous
  • the bearings 17, 17 ' are located specifically in this embodiment in the oil area and it can be a particularly good lubrication with oil.
  • the sealing elements 24, 25, 24 ', 25' for separating the lubricating oil from the working fluid in the spaces 8, 8 ' are preferably arranged directly after the bearings 17, 17' on the rods 12, 12 'and have a smaller inner diameter than the cylinder piston 6, 6 'on. This reduces the frictional losses on the sealing elements 24, 25, 24 ', 25'.
  • one or more sealing elements 24, 25, 24 ', 25' can be provided in each case.

Abstract

A piston engine (1) that can be driven using a steam power process and is used in particular for utilizing the waste heat from an internal combustion engine comprises a cylinder bore (5), a cylinder piston (6) which is arranged in the cylinder bore (5) and delimits an operating space (7) in the cylinder bore (5), and a rod (12) which is connected to the cylinder piston (6) and is guided out of the cylinder bore (5). A bearing point (17) is provided on which the rod (12) that is guided out of the cylinder bore (5) is mounted. The rod (12) can connect the cylinder piston (6) to a crankshaft (14) located in a crankshaft space (20). The fact that the rod (12) is mounted on the bearing point (17) reduces transverse forces acting on the cylinder piston (6), thus making it possible to reduce wear and increase service life.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Über einen Dampfkraftprozess antreibbare Kolbenmaschine Stand der Technik  About a steam power process drivable piston engine prior art
Die Erfindung betrifft eine über einen Dampfkraftprozess antreibbare Kolbenmaschine. Speziell betrifft die Erfindung eine Kolbenmaschine, die über einen Dampfkraftprozess antreibbar ist und zur Nutzung der Abwärme einer Brennkraftmaschine dient. The invention relates to a drivable via a steam power piston engine. Specifically, the invention relates to a piston engine which can be driven by a steam power process and serves to utilize the waste heat of an internal combustion engine.
Brennkraftmaschinen wandeln die Energie des Brennstoffs in mechanische Energie zum Antrieb von Fahrzeugen und dergleichen um. Dadurch wird jedoch ein erheblicher Teil der Energie als Abwärme freigesetzt, die durch das Kühlsystem oder im Abgas von der Brennkraftmaschine weggeleitet wird. Um diese Wärmeenergie zu nutzen, ist es denkbar, dass ein Dampfkraftprozess mit der Brennkraftmaschine gekoppelt wird. Hierdurch kann die Wärmeenergie aus der Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Dampf genutzt werden, der in einer Expansionsmaschine entspannt wird und somit weitere Energie bereitstellt, die zum Antrieb des Fahrzeugs oder zur Erzeugung von Hilfsenergien genutzt werden kann. Hierbei ergibt sich allerdings das Problem, dass der Dampfmotor mit Wasserdampf oder dergleichen aus dem Dampfkraftprozess angetrieben ist, der keine Schmierfähigkeit aufweist, wodurch ein Verschleiß des Dampfmotors begünstigt wird. Internal combustion engines convert the energy of the fuel into mechanical energy for driving vehicles and the like. As a result, however, a significant portion of the energy is released as waste heat, which is led away by the cooling system or in the exhaust gas from the internal combustion engine. To use this heat energy, it is conceivable that a steam power process is coupled to the internal combustion engine. In this way, the heat energy from the internal combustion engine can be used to generate steam, which is expanded in an expansion engine and thus provides further energy that can be used to drive the vehicle or to generate auxiliary energy. Here, however, there is the problem that the steam engine is driven by steam or the like from the steam power process, which has no lubricity, whereby a wear of the steam engine is promoted.
Offenbarung der Erfindung Die erfindungsgemäße Kolbenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein vorteilhafter Betrieb der Kolbenmaschine auch beim Einsatz von Wasser oder anderen, schlecht schmierenden Arbeitsfluiden möglich ist. Dies wirkt sich unter anderem in einem verbesserten Wirkungsgrad und einer längeren Lebensdauer der Kolbenmaschine aus. DISCLOSURE OF THE INVENTION The piston engine according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an advantageous operation of the piston engine is also possible when using water or other, poorly lubricating working fluids. This has an effect, inter alia, on improved efficiency and a longer service life of the piston engine.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte The measures listed in the dependent claims are advantageous
Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Kolbenmaschine möglich. In vorteilhafter Weise kann die Kolbenmaschine mit einer Brennkraftmaschine kombiniert werden, um die Abwärme der Brennkraftmaschine in zusätzliche Antriebsenergie umzuwandeln. Besonders effizient ist solch eine Kombination zur Abwärmenutzung bei einem Nutzkraftwagen, da hier die Brennkraftmaschine eine große Leistung abgibt und somit eine große Wärmemenge zur Dampferzeugung zur Verfügung steht. Hierdurch kann der Brennstoffverbrauch reduziert werden. Further developments of the piston machine specified in claim 1 possible. Advantageously, the piston engine can be combined with an internal combustion engine to convert the waste heat of the internal combustion engine into additional drive energy. Such a combination for waste heat utilization is particularly efficient in a commercial vehicle, since here the internal combustion engine gives off a large power and thus a large amount of heat for steam generation is available. As a result, the fuel consumption can be reduced.
Gerade für den Einsatz bei Nutzkraftwagen mit Dieselmotor oder Gasmotor ist dabei eine als Hubkolben-Dampfmotor ausgestaltete Kolbenmaschine mit Scotch-Yoke-Kurbeltrieb von besonderem Vorteil. Hierdurch kann in etwa der gleiche Drehzahlbereich für die Especially for use in commercial vehicles with diesel engine or gas engine is designed as a reciprocating steam engine piston engine with Scotch-yoke crank mechanism of particular advantage. This can be about the same speed range for the
Kolbenmaschine wie für die Brennkraftmaschine erzielt werden und somit kann die von der Kolbenmaschine abgegebene mechanische Energie direkt an die Kurbelwelle des  Piston engine as can be achieved for the internal combustion engine and thus the mechanical energy emitted by the piston engine directly to the crankshaft of the
Dieselmotors beziehungsweise Gasmotors abgegeben werden. Zudem kann solch eine Kolbenmaschine im begrenzten Bauraum an einer Brennkraftmaschine günstig angebracht werden. Diesel engine or gas engine are delivered. In addition, such a piston engine can be conveniently mounted in a limited space on an internal combustion engine.
In vorteilhafter Weise kann der Dampfprozess als ORC-Prozess (Organic Rankine Cycle Process) ausgestaltet werden. Hierbei wird die thermische Energie der Abwärme über den ORC-Prozess in mechanische Energie umgesetzt. Hierbei kann in vorteilhafter Weise die Abwärme aus einem Abgas der Brennkraftmaschine oder einer Abgasrückführung über einen Wärmetauscher an das Arbeitsfluid des ORC-Prozesses übertragen werden. Das Arbeitsfluid kann hierbei zumindest im Wesentlichen auf Wasser, Alkohol oder einer Mischung aus beiden basieren. An dem Wärmetauscher kann das Arbeitsfluid verdampft werden. Dieser Dampf kann anschließend in der als Expansionsmaschine dienenden Kolbenmaschine entspannt werden, wobei die mechanische Energie gewonnen wird. Das Arbeitsfluid wird anschließend in einem Kondensator abgekühlt und einer Pumpe zugeführt. Das Arbeitsfluid kann dadurch in der flüssigen Phase von der Pumpe auf das Druckniveau für die erneute Verdampfung am Wärmetauscher komprimiert werden. Hierdurch ist der Kreislauf geschlossen. Advantageously, the steam process can be configured as an ORC process (Organic Rankine Cycle Process). The thermal energy of the waste heat is converted into mechanical energy via the ORC process. In this case, the waste heat from an exhaust gas of the internal combustion engine or an exhaust gas recirculation can be transmitted via a heat exchanger to the working fluid of the ORC process in an advantageous manner. The working fluid may in this case be based at least essentially on water, alcohol or a mixture of the two. At the heat exchanger, the working fluid can be evaporated. This steam can then be expanded in the piston machine serving as an expansion machine, whereby the mechanical energy is recovered. The working fluid is then cooled in a condenser and fed to a pump. The working fluid can thereby be compressed in the liquid phase by the pump to the pressure level for re-evaporation at the heat exchanger. As a result, the cycle is closed.
Vorteilhaft ist es, dass die mit dem Zylinderkolben verbundene Stange in einen It is advantageous that the rod connected to the cylinder piston in a
Kurbelwellenraum geführt ist und dass die Lagerstelle zwischen der Zylinderbohrung und dem Kurbelwellenraum angeordnet ist. Der Kurbelwellenraum kann hierbei zumindest teilweise mit einem als Schmiermittel dienenden Öl gefüllt sein. Über das Öl aus dem Kurbelwellenraum ist eine gewisse Schmierung der Lagerstelle möglich. Hierbei grenzt die Lagerstelle in vorteilhafter Weise an den Kurbelwellenraum an. Vorteilhaft ist es auch, dass zumindest ein Dichtelement vorgesehen ist, das an der Lagerstelle angeordnet ist, und dass das Dichtelement eine Abdichtung zwischen der Lagerstelle und der Zylinderbohrung bildet. Hierdurch kann eine Medientrennung zwischen dem Arbeitsfluid des Dampfkraftprozesses und dem Schmiermittel für die Lagerstelle gebildet sein. Speziell kann eine Abdichtung gegenüber dem Schmiermittel aus dem Kurbelwellenraum, das auch die Lagerstelle schmiert, gebildet sein. Somit ist eine vorteilhafte Trennung einerseits des Arbeitsfluids und andererseits des Schmiermittels möglich. Vorteilhaft ist es hierbei ferner, dass der Zylinderkolben einerseits den Arbeitsraum und andererseits einen druckentlasteten Raum begrenzt, dass sich die Stange durch den druckentlasteten Raum erstreckt und dass die Lagerstelle mit dem Schmieröl aus dem Kurbelwellenraum schmierbar ist. Durch den druckentlasteten Raum ist eine weitere Trennung des Arbeitsraums und somit des in dem Arbeitsraum vorgesehenen, Crankshaft space is guided and that the bearing between the cylinder bore and the crankshaft space is arranged. The crankshaft space can in this case be filled at least partially with an oil serving as a lubricant. About the oil from the crankshaft space a certain lubrication of the bearing is possible. In this case, the bearing point advantageously adjoins the crankshaft space. It is also advantageous that at least one sealing element is provided, which is arranged at the bearing point, and that the sealing element forms a seal between the bearing point and the cylinder bore. As a result, a media separation between the working fluid of the steam power process and the lubricant for the bearing can be formed. Specifically, a seal against the lubricant from the crankshaft space, which also lubricates the bearing, be formed. Thus, an advantageous separation on the one hand of the working fluid and on the other hand the lubricant is possible. It is also advantageous in this case that the cylinder piston on the one hand limits the working space and on the other hand a pressure-relieved space, that the rod extends through the pressure-relieved space and that the bearing point with the lubricating oil from the crankshaft space is lubricated. The pressure-relieved room is a further separation of the working space and thus provided in the work space,
dampfförmigen Arbeitsfluids und dem Kurbelwellenraum und somit dem Schmieröl möglich. Speziell wird das unter einem gewissen Druck stehende, dampfförmige Arbeitsfluid nicht unmittelbar an die Lagerstelle beziehungsweise eine vor der Lagerstelle vorgesehene Abdichtung geführt, wenn es auf Grund einer Leckage oder dergleichen am Zylinderkolben aus dem Arbeitsraum entweicht. Somit kann die Medientrennung zwischen dem Arbeitsfluid und dem Schmieröl weiter verbessert werden. Hierbei wird auch ein Eindringen vonvaporous working fluid and the crankshaft space and thus the lubricating oil possible. Specifically, the under a certain pressure, vaporous working fluid is not performed directly to the bearing or provided in front of the bearing seal when it escapes due to leakage or the like on the cylinder piston from the working space. Thus, the media separation between the working fluid and the lubricating oil can be further improved. This is also an intrusion of
Wasserdampf an die Lagerstelle verhindert oder zumindest verringert. Andererseits wird auch ein Eindringen des Schmieröls in den Arbeitsraum verhindert oder zumindest vermieden. Vorteilhaft ist es auch, dass die Lagerstelle durch eine Lagerbuchse gebildet ist und dass die aus der Zylinderbohrung geführte Stange durch die Lagerbuchse geführt ist. Die Lagerbuchse kann hierbei aus einem geeigneten Material gebildet sein. Durch die Water vapor prevented or at least reduced to the bearing. On the other hand, penetration of the lubricating oil is prevented in the working space or at least avoided. It is also advantageous that the bearing is formed by a bearing bush and that guided out of the cylinder bore rod is guided through the bearing bush. The bearing bush can be formed from a suitable material. By the
Lagerbuchse können in vorteilhafter Weise auftretende Querkräfte auf den Zylinderkolben reduziert werden. Somit kann eine verbesserte Lagerung und ein verminderter Verschleiß erreicht werden. Bearing bush can be reduced advantageously occurring lateral forces on the cylinder piston. Thus, improved storage and reduced wear can be achieved.
In vorteilhafter Weise ist die Stange einerseits mit dem Zylinderkolben und andererseits zumindest mittelbar mit einer Kurbelwelle verbunden, wobei die Stange einen Kraftschluss zwischen dem Zylinderkolben und der Kurbelwelle bildet. Hierbei ist die Lagerstelle in vorteilhafter Weise derart ausgestaltet, dass diese von der Kurbelwelle auf die Stange übertragene Querkräfte zumindest im Wesentlichen aufnimmt. Insbesondere beim Einsatz eines Scotch-Yoke-Antriebs für die Kolbenmaschine kann somit eine vorteilhafte Lagerung einer Kurbelschleife des Scotch-Yoke-Antriebs erfolgen. Da der Zylinderkolben mit einem schlecht schmierenden Arbeitsfluid arbeitet, insbesondere mit Wasserdampf, der keine Schmierfähigkeit aufweist, ist eine Lagerung der Kurbelschleife über den Zylinderkolben kritisch, speziell in Bezug auf auftretende Reibungskräfte und den damit verbundenen Verschleiß, was sich ungünstig auf den Wirkungsgrad und die Lebensdauer auswirkt. Somit ist die Lagerung der Kurbelschleife an der Lagerstelle, insbesondere einer Lagerbuchse, und somit nicht direkt am Zylinderkolben von besonderem Vorteil. Hierbei erfolgt die Lagerung an der Stange vom Zylinderkolben zur Kurbelschleife. Durch diese Lagerung werden die Querkräfte auf den Zylinderkolben reduziert und somit die Lebensdauer erhöht. Bei der Lagerung an der Stange können zudem einfache Lagerbuchsen aus einem geeigneten Material eingesetzt werden, um damit eine verbesserte Lagerung und einen verminderten Verschleiß zu erreichen. Advantageously, the rod is on the one hand connected to the cylinder piston and on the other hand at least indirectly connected to a crankshaft, wherein the rod forms a frictional connection between the cylinder piston and the crankshaft. In this case, the bearing point is advantageously configured such that it at least substantially absorbs transverse forces transmitted by the crankshaft to the rod. In particular, when using a scotch yoke drive for the piston engine can thus take place an advantageous storage of a crank loop of the scotch yoke drive. Since the cylinder piston with a poorly lubricating working fluid works, especially with water vapor, which has no lubricity, a bearing of the crank loop on the cylinder piston is critical, especially with respect to friction forces occurring and the associated wear, which adversely affects the efficiency and the life. Thus, the storage of the crank loop at the bearing, in particular a bearing bush, and thus not directly on the cylinder piston of particular advantage. Here, the storage on the rod from the cylinder piston to the crank loop. By this storage, the lateral forces are reduced to the cylinder piston and thus increases the life. When mounted on the rod also simple bushings made of a suitable material can be used in order to achieve improved storage and reduced wear.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Lagerstelle mit Öl geschmiert wird, wie es auch für den restlichen Kurbeltrieb möglich ist. Besonders vorteilhaft ist diese ölgeschmierte In particular, it is advantageous if the bearing is lubricated with oil, as is possible for the rest of the crank mechanism. This oil-lubricated is particularly advantageous
Lagerung an der als Übertragungsstange dienenden Stange in Kombination mit einer Medientrennung, die über die direkt an der Lagerstelle angeordnete Dichtung möglich ist. Damit kann bei solch einer Kolbenmaschine eine gute, ölgeschmierte Lagerung des Kurbelschleifenantriebs realisiert werden. Vorteilhaft ist es auch, dass zumindest eine weitere Zylinderbohrung, ein weiterer in der Zylinderbohrung angeordneter Zylinderkolben, der in der Zylinderbohrung einen Storage on the rod used as a transmission rod in combination with a media separation, which is possible via the arranged directly at the bearing seal. This can be realized in such a piston engine a good oil-lubricated storage of the crank grinding. It is also advantageous that at least one further cylinder bore, another cylinder piston arranged in the cylinder bore, has a cylinder bore in the cylinder bore
Arbeitsraum begrenzt, eine weitere Stange, die zumindest mittelbar mit dem weiteren Zylinderkolben verbunden ist, und zumindest eine weitere Lagerstelle vorgesehen sind, wobei die weitere Stange aus der weiteren Zylinderbohrung geführt ist, wobei die aus der weiteren Zylinderbohrung geführte Stange an der weiteren Lagerstelle gelagert ist, wobei eine Kurbelwelle vorgesehen ist, wobei die Zylinderbohrung und die weitere Working space limited, another rod which is at least indirectly connected to the other cylinder piston, and at least one further bearing point are provided, wherein the further rod is guided from the further cylinder bore, wherein the guided from the further cylinder bore rod is mounted at the further bearing point , wherein a crankshaft is provided, wherein the cylinder bore and the other
Zylinderbohrung bezüglich einer Drehachse der Kurbelwelle gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und wobei die Kurbelwelle einerseits zumindest mittelbar mit der Stange und andererseits zumindest mittelbar mit der weiteren Stange verbunden ist. Hierbei ist es auch von Vorteil, dass eine Kurbelschleife vorgesehen ist, dass ein an der Kurbelwelle angeordneter Kulissenstein vorgesehen ist, der in eine Langloch-förmige Ausnehmung der Kurbelschleife eingesetzt ist, dass einerseits die Stange den Zylinderkolben mit der Kurbelschleife verbindet und dass andererseits die weitere Stange den weiteren Cylinder bore with respect to a rotation axis of the crankshaft are arranged opposite to each other and wherein the crankshaft on the one hand at least indirectly connected to the rod and on the other hand at least indirectly connected to the other rod. It is also advantageous that a crank loop is provided, that a arranged on the crankshaft sliding block is provided, which is inserted into a slot-shaped recess of the crank loop, on the one hand, the rod connecting the cylinder piston with the crank loop and on the other hand, the other Stake the rest
Zylinderkolben mit der Kurbelschleife verbindet. Hierdurch kann eine vorteilhafte Cylinder piston with the crank loop connects. This can be an advantageous
Kraftübertragung auf die Kurbelwelle und eine wechselweise Betätigung der beiden Zylinderkolben erzielt werden. Außerdem kann bei einer kompakten Ausgestaltung der Kolbenmaschine eine vorteilhafte Energierückgewinnung ermöglicht werden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Power transmission to the crankshaft and an alternate operation of the two cylinder pistons are achieved. In addition, in a compact embodiment of the reciprocating engine, an advantageous energy recovery can be made possible. Brief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Preferred embodiments of the invention are described in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding
Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt: Elements are provided with matching reference numerals, explained in more detail. It shows:
Fig. 1 eine Kolbenmaschine in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 2 eine Kolbenmaschine in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 1 shows a piston machine in a schematic sectional view according to a first embodiment of the invention and Fig. 2 shows a piston machine in a schematic sectional view according to a second embodiment of the invention.
Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 zeigt eine Kolbenmaschine 1 in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Kolbenmaschine 1 wird über einen Dampfkraftprozess angetrieben. Hierbei kann die Kolbenmaschine 1 speziell bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen, um die Abwärme der Brennkraftmaschine zu nutzen. Die Kolbenmaschine 1 wandelt die Abwärme dann in mechanische Energie um, die beispielsweise als zusätzliche Antriebsenergie oder zum Antreiben eines Hilfsaggregats, insbesondere eines elektrischen Generators, dienen kann. Die erfindungsgemäße Kolbenmaschine 1 eignet sich jedoch auch für andere EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 shows a piston engine 1 in a schematic representation according to a first exemplary embodiment of the invention. The piston engine 1 is driven by a steam power process. Here, the piston engine 1 can be used especially in an internal combustion engine of a motor vehicle to use the waste heat of the internal combustion engine. The piston engine 1 then converts the waste heat into mechanical energy, which can serve, for example, as additional drive energy or for driving an auxiliary aggregate, in particular an electric generator. However, the piston engine 1 according to the invention is also suitable for others
Anwendungsfälle. Die Kolbenmaschine 1 weist ein Gehäuseteil 2 und mit dem Gehäuseteil 2 verbundene Zylinder 3, 4 auf. Hierbei weist der Zylinder 3 eine Zylinderbohrung 5 auf, in der ein Use cases. The piston engine 1 has a housing part 2 and cylinders 3, 4 connected to the housing part 2. Here, the cylinder 3 has a cylinder bore 5 in which a
Zylinderkolben 6 angeordnet ist. Der Zylinderkolben 6 begrenzt in der Zylinderbohrung 5 einerseits einen Arbeitsraum 7 und andererseits einen Raum 8. Der Raum 8 kann als Arbeitsraum oder als druckentlasteter Raum dienen. Cylinder piston 6 is arranged. The cylinder piston 6 limited in the cylinder bore 5 on the one hand a working space 7 and on the other hand, a space 8. The space 8 can serve as a working space or as a pressure-relieved space.
An dem Zylinder 3 sind ein ventilgesteuerter Einlass 9 und ein ventilgesteuerter Auslass 10 für den Arbeitsraum 7 vorgesehen. Über den Einlass 9 kann komprimiertes, gasförmiges Arbeitsfluid, insbesondere Wasserdampf, in den Arbeitsraum 7 geführt werden. Beim Entspannen des gasförmigen Arbeitsfluids im Arbeitsraum 7 wird eine Betätigungskraft auf den Zylinderkolben 6 ausgeübt, die in einer Richtung 1 1 wirkt. Der Zylinderkolben 6 ist über eine Stange 12 mittelbar mit einem Kurbelwellenzapfen 13 einer Kurbelwelle 14 verbunden. Hierdurch kann die Kraft von dem Zylinderkolben 6 auf den Kurbelwellenzapfen 13 übertragen werden. Außerdem können ein ventilgesteuerter Einlass 15 und ein ventilgesteuerter Auslass 16 für den Raum 8 vorgesehen sein. Bei dieser Ausgestaltung kann auch in den Raum 8 komprimiertes, gasförmiges Arbeitsfluid eingeleitet werden, um dieses zu entspannen und hierbei den Zylinderkolben 6 entgegen der Richtung 1 1 zu betätigen. Die Ansteuerung der Einlassventile 9, 15 sowie der Auslassventile 10, 16 kann hierbei auf geeignete Weise erfolgen, um eine wechselweise Betätigung des Zylinderkolbens 6 zu erzielen. On the cylinder 3, a valve-controlled inlet 9 and a valve-controlled outlet 10 are provided for the working space 7. Via the inlet 9 compressed, gaseous working fluid, in particular water vapor, can be guided into the working space 7. When relaxing the gaseous working fluid in the working chamber 7, an actuating force is exerted on the cylinder piston 6, which acts in a direction 1 1. The cylinder piston 6 is connected via a rod 12 indirectly with a crankshaft journal 13 of a crankshaft 14. As a result, the force can be transmitted from the cylinder piston 6 to the crankshaft journal 13. In addition, a valve-controlled inlet 15 and a valve-controlled outlet 16 may be provided for the space 8. In this embodiment, compressed, gaseous working fluid can also be introduced into the space 8 in order to relax it and thereby actuate the cylinder piston 6 counter to the direction 1 1. The control of the intake valves 9, 15 and the exhaust valves 10, 16 can in this case be carried out in a suitable manner to achieve an alternate actuation of the cylinder piston 6.
Die Stange 12 ist an einer Lagerstelle 17 gelagert. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Lagerstelle 17 durch eine Lagerbuchse 18 gebildet, die in ein Gehäuseteil 19 eingesetzt und mit diesem verbunden ist. Die Stange 12 erstreckt sich sowohl durch den Raum 8 als auch durch die Lagerbuchse 18 an der Lagerstelle 17. Hierbei erstreckt sich die Stange 12 in einen Kurbelwellenraum 20 im Gehäuseteil 2, in dem die Kurbelwelle 14 angeordnet ist. Im Betrieb befindet sich im Kurbelwellenraum 20 ein Schmiermittel, insbesondere ein Öl. Hierbei kann der Kurbelwellenraum 20 an einen Schmiermittelkreislauf angeschlossen sein. Von dem Kurbelwellenraum 20 her ist eine gewisse Schmierung der Lagerbuchse 18 möglich, um die Lagerung der Stange 12 in der Lagerbuchse 18 mit dem Öl zu versorgen. Hierdurch sind Reibungskräfte zwischen der Lagerbuchse 18 und der Stange 12 verringert. In dem Kurbelwellenraum 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Kurbelschleife 21 angeordnet, die eine Langloch-förmige Ausnehmung 22 aufweist. In diese Ausnehmung 22 ist ein Kulissenstein 23 eingefügt, der in der Ausnehmung 22 verschiebbar gelagert ist. Der Kulissenstein 23 ist hierbei an dem Kurbelwellenzapfen 13 der Kurbelwelle 14 angeordnet, um eine Wirkverbindung zwischen dem Kurbelwellenzapfen 13 und der Kurbelschleife 21 zu ermöglichen. Dadurch ist eine Verbindung der Stange 12 über die Kurbelschleife 21 und den Kulissenstein 23 mit dem Kurbelwellenzapfen 13 gebildet. The rod 12 is mounted on a bearing 17. In this embodiment, the bearing 17 is formed by a bearing bush 18 which is inserted into a housing part 19 and connected thereto. The rod 12 extends through both the space 8 and through the bearing bush 18 at the bearing point 17. Here, the rod 12 extends into a crankshaft space 20 in the housing part 2, in which the crankshaft 14 is arranged. In operation is located in the crankshaft space 20, a lubricant, in particular an oil. Here, the crankshaft space 20 may be connected to a lubricant circuit. From the crankshaft space 20 ago some lubrication of the bearing bush 18 is possible to supply the storage of the rod 12 in the bearing bush 18 with the oil. As a result, frictional forces between the bearing bush 18 and the rod 12 are reduced. In the crankshaft space 20, a crank loop 21 is arranged in this embodiment, which has a slot-shaped recess 22. In this recess 22, a sliding block 23 is inserted, which is slidably mounted in the recess 22. The sliding block 23 is in this case arranged on the crankshaft journal 13 of the crankshaft 14 in order to enable an operative connection between the crankshaft journal 13 and the crank loop 21. As a result, a connection of the rod 12 via the crank loop 21 and the sliding block 23 is formed with the crankshaft journal 13.
Der weitere Zylinder 4 ist entsprechend dem Zylinder 3 ausgestaltet. Hierbei weist der weitere Zylinder 4 eine weitere Zylinderbohrung 5', einen in der Zylinderbohrung 5' angeordneten weiteren Zylinderkolben 6', einen von dem Zylinderkolben 6 begrenzten weiteren Arbeitsraum 7' und einen von dem Zylinderkolben 6 begrenzten weiteren Raum 8' auf. Ferner sind für den weiteren Arbeitsraum T ein ventilgesteuerter Einlass 9' und ein ventilgesteuerter Auslass 10' vorgesehen. Beim Entspannen eines in den weiteren The further cylinder 4 is designed according to the cylinder 3. In this case, the further cylinder 4 has a further cylinder bore 5 ', a further cylinder piston 6' arranged in the cylinder bore 5 ', a further working space 7' delimited by the cylinder piston 6 and a further space 8 'bounded by the cylinder piston 6. Furthermore, a valve-controlled inlet 9 'and a valve-controlled outlet 10' are provided for the further working space T. When relaxing one in the other
Arbeitsraum T eingeführten komprimierten, gasförmigen Druckfluids erfolgt eine Betätigung des Zylinderkolbens 6' entgegen der Richtung 1 1 '. Da der Zylinderkolben 6' über eine weitere Stange 12' ebenfalls mit der Kurbelschleife 21 verbunden ist, arbeiten die Working space T introduced compressed, gaseous pressurized fluid is an actuation of the cylinder piston 6 'against the direction of 1 1'. Since the cylinder piston 6 'via another rod 12' is also connected to the crank loop 21, the work
Zylinderkolben 6, 6' dadurch gegeneinander. Ferner sind auch ein ventilgesteuerter Einlass 15' und ein ventilgesteuerter Auslass 16' für den Raum 8' vorgesehen. Die Stange 12' ist an einer Lagerstelle 17' in einer weiteren Lagerbuchse 18' gelagert. Die Lagerbuchse 18' ist hierbei in ein Gehäuseteil 19' eingesetzt und mit diesem verbunden. Somit kann eine Kolbenmaschine 1 mit einem Scotch-Yoke-Kurbeltrieb realisiert werden, bei der die als Übertragungsstangen dienenden Stangen 12, 12' an den Lagerstellen 17, 17' gelagert sind. Hierbei sind die Zylinderkolben 6, 6' einander gegenüberliegend angeordnet und leiten ihre Kraft über den Kurbelschleifentrieb auf die Kurbelwelle 14 ein. Durch den Kurbelschleifenantrieb mit der Kurbelschleife 21 und dem Kulissenstein 23, der auf dem Kurbelwellenzapfen 13 sitzt, wird die Hubkolbenbewegung der Zylinderkolben 6, 6' auf die Kurbelwelle 14 übertragen. Cylinder piston 6, 6 'thereby against each other. Furthermore, a valve-controlled inlet 15 'and a valve-controlled outlet 16' are provided for the space 8 '. The rod 12 'is mounted on a bearing 17' in a further bearing bush 18 '. The bearing bush 18 'is in this case inserted into a housing part 19' and connected thereto. Thus, a piston machine 1 can be realized with a Scotch-Yoke crank mechanism, in which serving as a transmission rods rods 12, 12 'at the bearings 17, 17' are mounted. In this case, the cylinder pistons 6, 6 'are arranged opposite one another and transmit their force to the crankshaft 14 via the crank-wheel drive. By the crank grinding with the crank loop 21 and the sliding block 23, which sits on the crankshaft journal 13, the reciprocating piston movement of the cylinder piston 6, 6 'is transmitted to the crankshaft 14.
Die Kurbelschleife 21 ist über die Stangen 12, 12' an den Lagerstellen 17, 17' gelagert. Hierbei werden in diesem Ausführungsbeispiel Lagerbuchsen 18, 18' verwendet. Es können auch jeweils mehrere Lagerbuchsen vorgesehen sein. Durch diese Lagerung werden die Querkräfte an den Zylinderkolben 6, 6' reduziert. Damit erhöht sich die Lebensdauer der Zylinderkolben 6, 6'. Diese Lagerung der Kurbelschleife 21 ist besonders bei einer als Zwei- Zylinder-Dampfmotor ausgestalteten Kolbenmaschine 1 mit gegenüberliegenden The crank loop 21 is mounted on the rods 12, 12 'at the bearings 17, 17'. In this case, bearing bushes 18, 18 'are used in this embodiment. It can also be provided in each case a plurality of bearing bushes. As a result of this mounting, the transverse forces on the cylinder pistons 6, 6 'are reduced. This increases the life of the cylinder piston 6, 6 '. This mounting of the crank loop 21 is particularly with a designed as a two-cylinder steam engine piston engine 1 with opposite
Zylinderkolben 6, 6' von Vorteil, da die hierbei auftretenden Drehmomente der Cylinder piston 6, 6 'of advantage, since the torques occurring in this case
Kurbelschleife 21 gut abgestützt werden können. Crank loop 21 can be well supported.
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Kolbenmaschine 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Lagerstellen 17, 17' zum Lagern der Stangen 12, 12' direkt an den Gehäuseteilen 19, 19' ausgebildet. Separate Lagerbuchsen, wie sie bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, können hierdurch entfallen. Ferner sind von dem Kurbelwellenraum 20 aus gesehen hinter den Lagerstellen 17, 17' jeweils zwei Dichtelemente 24, 25 beziehungsweise 24', 25' angeordnet. Die Dichtelemente 24, 25 sowie die Dichtelemente 24', 25' sind ringförmig ausgestaltet, wobei diese einerseits die Stange 12 und andererseits die Stange 12' an ihrer Außenseite umschließen. Die Dichtelemente 24, 25 bilden eine Abdichtung zwischen dem Raum 8 und der Lagerstelle 17. Entsprechend bilden die Dichtelemente 24', 25' eine Abdichtung zwischen dem Raum 8' und der Lagerstelle 17'. Hierdurch ist eine Fig. 2 shows the piston machine 1 shown in Fig. 1 according to a second embodiment. In this embodiment, the bearings 17, 17 'for supporting the rods 12, 12' are formed directly on the housing parts 19, 19 '. Separate bushings, as provided in the embodiment shown in FIG. 1, can be omitted hereby. Further, seen from the crankshaft space 20 from behind the bearings 17, 17 'are each two sealing elements 24, 25 and 24', 25 'are arranged. The sealing elements 24, 25 and the sealing elements 24 ', 25' are designed annular, which on the one hand surround the rod 12 and on the other hand the rod 12 'on its outer side. The sealing elements 24, 25 form a seal between the space 8 and the bearing 17. According to the sealing elements 24 ', 25' form a seal between the space 8 'and the bearing 17'. This is a
Medientrennung zwischen dem Schmieröl aus dem Kurbelwellenraum 20 und dem Media separation between the lubricating oil from the crankshaft space 20 and the
Arbeitsfluid, das gegebenenfalls in den Räumen 8, 8' vorgesehen ist, verbessert. Working fluid, which is optionally provided in the spaces 8, 8 ', improved.
Außerdem sind die Räume 8, 8' in diesem Ausführungsbeispiel als druckentlastete Räume ausgestaltet. Einlässe für die Räume 8, 8', wie sie in der Fig. 1 durch Einlässe 15, 15' gebildet sind, entfallen hierbei. Die Auslässe 16, 16' sind hierbei mit einem Niederdruckbereich des Dampfkreises verbunden, um auf Grund von Leckagen aus den Arbeitsräumen 7, 7' in die Räume 8, 8' gelangendes Arbeitsfluid in den Dampfkreis zurückzuführen. Durch die druckentlasteten Räume 8, 8' ist die Medientrennung weiter verbessert. Denn zwischen den Arbeitsräumen 7, 7', durch die das dampfförmige In addition, the spaces 8, 8 'in this embodiment are designed as pressure-relieved spaces. Inlets for the spaces 8, 8 ', as they are formed in FIG. 1 by inlets 15, 15', are omitted here. The outlets 16, 16 'are here with a Low pressure range of the steam circuit connected to due due to leakage from the working spaces 7, 7 'in the spaces 8, 8' reaching working fluid returned to the steam circuit. By the pressure-relieved spaces 8, 8 ', the media separation is further improved. Because between the working spaces 7, 7 ', through which the vaporous
Arbeitsfluid geführt wird, und dem Kurbelwellenraum 20 ist hierdurch eine mehrstufige Trennung gebildet, die die Lagerstellen 17, 17', die Dichtelemente 24, 25, 24', 25' und die Räume 8, 8' als Trennungsstufen aufweist. Working fluid is guided, and the crankshaft space 20 thereby a multi-stage separation is formed, which has the bearings 17, 17 ', the sealing elements 24, 25, 24', 25 'and the spaces 8, 8' as separation stages.
Somit können sich die Lagerstellen 17, 17' speziell in diesem Ausführungsbeispiel im Ölbereich befinden und es kann eine besonders gute Schmierung mit Öl erfolgen. Durch die direkt an die Lagerstellen 17, 17' anschließenden Dichtelemente 24, 25, 24', 25' wird eine vorteilhafte Abdichtung des Ölbereichs ermöglicht. Damit kann eine gute und Thus, the bearings 17, 17 'are located specifically in this embodiment in the oil area and it can be a particularly good lubrication with oil. By directly to the bearings 17, 17 'adjoining sealing elements 24, 25, 24', 25 'an advantageous sealing of the oil region is made possible. This can be a good and
verschleißarme Lagerung der Kurbelschleife 21 gewährleistet werden. Die Dichtelemente 24, 25, 24', 25' zur Trennung des Schmieröls vom Arbeitsfluid in den Räumen 8, 8' sind vorzugsweise direkt nach den Lagerstellen 17, 17' an den Stangen 12, 12' angeordnet und weisen einen geringeren Innendurchmesser als die Zylinderkolben 6, 6' auf. Damit werden die Reibverluste an den Dichtelementen 24, 25, 24', 25' verringert. low-wear storage of the crank loop 21 can be ensured. The sealing elements 24, 25, 24 ', 25' for separating the lubricating oil from the working fluid in the spaces 8, 8 'are preferably arranged directly after the bearings 17, 17' on the rods 12, 12 'and have a smaller inner diameter than the cylinder piston 6, 6 'on. This reduces the frictional losses on the sealing elements 24, 25, 24 ', 25'.
Hierbei können jeweils ein oder mehrere Dichtelemente 24, 25, 24', 25' vorgesehen sein. In this case, one or more sealing elements 24, 25, 24 ', 25' can be provided in each case.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. The invention is not limited to the described embodiments.

Claims

Ansprüche claims
1 . Kolbenmaschine (1 ), die über einen Dampfkraftprozess antreibbar ist, insbesondere zur Nutzung der Abwärme einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Zylinderbohrung (5), einem in der Zylinderbohrung (5) angeordneten Zylinderkolben (6), der in der 1 . Piston engine (1), which is drivable via a steam power process, in particular for utilizing the waste heat of an internal combustion engine, with at least one cylinder bore (5), in the cylinder bore (5) arranged in the cylinder piston (6) in the
Zylinderbohrung (5) einen Arbeitsraum (7) begrenzt, einer zumindest mittelbar mit dem Zylinderkolben (6) verbundenen Stange (12), die aus der Zylinderbohrung (5) geführt ist, und zumindest einer Lagerstelle (17), an der die aus der Zylinderbohrung (5) geführte Stange (12) gelagert ist, wobei eine Kurbelschleife (21 ) vorgesehen ist und wobei die Stange (21 ) den Zylinderkolben (6) mit der Kurbelschleife (21 ) verbindet. Cylinder bore (5) defines a working space (7), an at least indirectly with the cylinder piston (6) connected rod (12) which is guided out of the cylinder bore (5), and at least one bearing point (17), at which from the cylinder bore (5) guided rod (12) is mounted, wherein a crank loop (21) is provided and wherein the rod (21) connects the cylinder piston (6) with the crank loop (21).
2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 , 2. Piston engine according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die mit dem Zylinderkolben (6) verbundene Stange (12) in einen Kurbelwellenraum (20) geführt ist und dass die Lagerstelle (17) zwischen der Zylinderbohrung (5) und dem Kurbelwellenraum (20) angeordnet ist. in that the rod (12) connected to the cylinder piston (6) is guided into a crankshaft space (20) and that the bearing point (17) is arranged between the cylinder bore (5) and the crankshaft space (20).
3. Kolbenmaschine nach Anspruch 2, 3. piston machine according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Lagerstelle (17) mit einem Schmiermedium schmierbar ist. the bearing (17) can be lubricated with a lubricant.
4. Kolbenmaschine nach Anspruch 3, 4. piston machine according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Lagerstelle (17) mit einem Schmieröl aus dem Kurbelwellenraum (20) schmierbar ist. the bearing (17) can be lubricated with a lubricating oil from the crankshaft space (20).
5. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Piston machine according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zumindest ein Dichtelement (24, 25) vorgesehen ist, das an der Lagerstelle (17) angeordnet ist, und dass das Dichtelement (24, 25) eine Abdichtung zwischen der in that at least one sealing element (24, 25) is provided, which is arranged at the bearing point (17), and that the sealing element (24, 25) forms a seal between the
Lagerstelle (17) und der Zylinderbohrung (5) bildet. Bearing (17) and the cylinder bore (5) forms.
6. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Piston engine according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (17) durch eine Lagerbuchse (18) gebildet ist und dass die aus der Zylinderbohrung (5) geführte Stange (12) durch die Lagerbuchse (18) geführt ist. characterized, in that the bearing point (17) is formed by a bearing bush (18) and that the rod (12) guided out of the cylinder bore (5) is guided through the bearing bush (18).
7. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. Piston machine according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Stange (12) zumindest mittelbar mit einer Kurbelwelle (14) verbunden ist und dass die Stange (12) einen Kraftschluss zwischen dem Zylinderkolben (6) und der Kurbelwelle (14) bildet. in that the rod (12) is at least indirectly connected to a crankshaft (14) and that the rod (12) forms a frictional connection between the cylinder piston (6) and the crankshaft (14).
8. Kolbenmaschine nach Anspruch 7, 8. piston engine according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Lagerstelle (17) ausgestaltet ist, von der Kurbelwelle (14) auf die Stange (12) übertragene Querkräfte zumindest im Wesentlichen aufzunehmen. in that the bearing point (17) is designed to at least substantially absorb transverse forces transmitted by the crankshaft (14) to the rod (12).
9. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Piston machine according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zumindest eine weitere Zylinderbohrung (5'), ein weiterer in der weiteren that at least one further cylinder bore (5 '), another in the other
Zylinderbohrung (5') angeordneter Zylinderkolben (6'), der in der weiteren Zylinderbohrung (5') einen weiteren Arbeitsraum (7') begrenzt, eine weitere Stange (12'), die zumindest mittelbar mit dem weiteren Zylinderkolben (6') verbunden ist, und zumindest eine weitere Lagerstelle (17') vorgesehen sind, wobei die weitere Stange (12') aus der weiteren Cylinder bore (5 ') arranged cylinder piston (6'), in the further cylinder bore (5 ') defines a further working space (7'), another rod (12 '), at least indirectly connected to the other cylinder piston (6') is, and at least one further bearing point (17 ') are provided, wherein the further rod (12') from the other
Zylinderbohrung (5') geführt ist, wobei die aus der weiteren Zylinderbohrung (5') geführte Stange (12') an der weiteren Lagerstelle (17') gelagert ist, wobei eine Kurbelwelle (14) vorgesehen ist, wobei die Zylinderbohrung (5) und die weitere Zylinderbohrung (5') bezüglich der Kurbelwelle (14) gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und wobei die Kurbelwelle (14) einerseits zumindest mittelbar mit der Stange (12) und andererseits zumindest mittelbar mit der weiteren Stange (12') verbunden ist. Cylinder bore (5 ') is guided, wherein the out of the further cylinder bore (5') guided rod (12 ') at the further bearing point (17') is mounted, wherein a crankshaft (14) is provided, wherein the cylinder bore (5) and the further cylinder bore (5 ') with respect to the crankshaft (14) are arranged opposite to each other and wherein the crankshaft (14) on the one hand at least indirectly with the rod (12) and on the other hand at least indirectly connected to the further rod (12').
10. Kolbenmaschine nach Anspruch 9, 10. piston engine according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein an der Kurbelwelle (14) angeordneter Kulissenstein (23) vorgesehen ist, der in eine Langloch-förmige Ausnehmung (22) der Kurbelschleife (21 ) eingesetzt ist, dass einerseits die Stange (12) den Zylinderkolben (6) mit der Kurbelschleife (21 ) verbindet und dass andererseits die weitere Stange (12') den weiteren Zylinderkolben (6') mit der Kurbelschleife (21 ) verbindet. in that a sliding block (23) arranged on the crankshaft (14) is provided, which is inserted into a slot-shaped recess (22) of the crank loop (21) such that on the one hand the rod (12) engages the cylinder piston (6) with the crank loop ( 21) connects and that on the other hand, the further rod (12 ') connects the other cylinder piston (6') with the crank loop (21).
1 1. Kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 1 piston machine according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsfluid des Dampfkraftprozesses auf Wasser, Alkohol oder einer Mischung aus Wasser und Alkohol basiert, wobei dampfförmiges Arbeitsfluid zum Betätigen des Zylinderkolbens (6) in dem Arbeitsraum (7) entspannbar ist. characterized, a working fluid of the steam power process is based on water, alcohol or a mixture of water and alcohol, whereby vaporous working fluid for actuating the cylinder piston (6) in the working space (7) can be relaxed.
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