DE102012217045B3

DE102012217045B3 - Two-stroke swash plate motor for internal combustion engine, has cylinder with temporarily closeable inlet in region of suction chamber, where inlet is closable independent of piston position in cylinder

Info

Publication number: DE102012217045B3
Application number: DE201210217045
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Pavlovich Toskin
Original assignee: FORMTECH TECHNOLOGIES GmbH
Current assignee: FORMTECH TECHNOLOGIES GmbH
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2032-09-22

Abstract

The two-stroke swash plate motor has a housing (2), an output shaft (10) with an associated inclined plate (11) and a cylinder (12), which has a combustion chamber and an intake chamber. A piston (4) is arranged in the respective cylinder, where a piston rod (6) is provided for transmitting the driving force generated in the combustion chamber by the piston. The cylinder has a temporarily closeable inlet (21) in the region of a suction chamber, where the inlet is closable independent of the piston position in the cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitakt-Schrägscheibenmotor mit einem Gehäuse, einer Abtriebswelle mit einer damit verbundenen Schrägscheibe, wenigstens einem Zylinder, wobei der Zylinder wenigstens einen Brennraum aufweist, und mit wenigstens einem Kolben, der in dem jeweiligen Zylinder angeordnet ist, und sich in diesem reziprok im Wesentlichen parallel zur Abtriebswelle bewegt, einer Kolbenstange, zum Übertragen der im Brennraum erzeugten Antriebskraft vom Kolben auf die Schrägscheibe, wobei der Kolben als Hohlkolben ausgebildet ist, und der Kolben mit der Außenseite den Brennraum zumindest abschnittsweise begrenzt und mit der Innenseite den Ansaugraum zumindest abschnittsweise begrenzt, und im Bereich des Ansaugraumes der Zylinder wenigstens einen zeitweiligen Einlass aufweist, und einen Überströmkanal, der den Ansaugraum und den Brennraum zumindest zeitweilig verbindet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Zweitakt-Schrägscheibenmotors.The invention relates to a two-stroke swash plate motor having a housing, an output shaft with an associated swash plate, at least one cylinder, wherein the cylinder has at least one combustion chamber, and at least one piston which is arranged in the respective cylinder, and in this reciprocal moved substantially parallel to the output shaft, a piston rod, for transmitting the driving force generated in the combustion chamber from the piston to the swash plate, wherein the piston is designed as a hollow piston, and the piston with the outside of the combustion chamber at least partially limited and with the inside of the suction at least partially limited, and in the region of the suction chamber of the cylinder has at least one temporary inlet, and an overflow channel which connects the intake chamber and the combustion chamber, at least temporarily. Furthermore, the invention relates to a method for operating a two-stroke swash plate motor.

Zweitakt-Schrägscheibenmotoren sind im Stand der Technik bekannt. Die EP 2 423 484 A1 zeigt einen Schrägscheibenmotor, bei dem eine an der Abtriebswelle vorgesehene Schrägscheibe durch zwei Kolben mittels Kolbenstangen angetrieben wird. Dabei sind die Kolben radial um die Abtriebswelle verteilt angeordnet. Die Zylinder weisen eine Brennkammer auf, die über Überströmkanäle mit einem Vorverdichtungsraum unter dem Kolben verbunden sind, wenn der Kolben von seinem oberen in den unteren Totpunkt bewegt wird. Der Kolben weist eine Überströmöffnung in der Kolbenwand auf, die mit dem Überströmkanal im Zylinder in Überdeckung kommt, so dass beide miteinander kommunizieren. Dadurch wird das zuvor angesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch beim Verfahren des Kolbens vom oberen in den unteren Totpunkt zunächst unter dem Kolben verdichtet und anschließend durch die Überströmöffnung und den Überströmkanal in den Brennraum gepresst.Two-stroke swash plate motors are known in the art. The EP 2 423 484 A1 shows a swash plate motor in which a provided on the output shaft swash plate is driven by two pistons by means of piston rods. The pistons are distributed radially around the output shaft. The cylinders have a combustion chamber, which are connected via overflow with a Vorverdichtungsraum under the piston when the piston is moved from its upper to the bottom dead center. The piston has an overflow opening in the piston wall, which coincides with the overflow channel in the cylinder, so that both communicate with each other. As a result, the previously aspirated air-fuel mixture is compressed in the process of the piston from the top to the bottom dead center initially under the piston and then pressed through the overflow and the overflow into the combustion chamber.

Das Ansaugen findet statt, wenn der Kolben vom unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt bewegt wird. Dadurch entsteht im Ansaugraum, innerhalb des als Hohlkolben ausgebildeten Kolbens ein Unterdruck, durch den das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Ansaugraum gesaugt wird, wenn die Einlassöffnung frei liegt. Der Einlass wird durch die erneute Bewegung des Kolbens vom oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt wieder verschlossen, wodurch anschließend die Komprimierung erfolgt.The suction takes place when the piston is moved from bottom dead center to top dead center. This creates a negative pressure in the suction space, within the piston designed as a hollow piston, through which the air-fuel mixture is sucked into the suction space when the inlet opening is exposed. The inlet is reclosed by re-moving the piston from top dead center to bottom dead center, which then compresses.

Das Einströmen kann demnach nur in der Zeitspanne zwischen der Freigabe des Einlasses bei der Kolbenbewegung vom unteren in den oberen Totpunkt und dem Verschließen bei der Kolbenbewegung vom oberen in den unteren Totpunkt erfolgen. Dadurch ist das Befüllen des Zylinders zeitlich begrenzt.The inflow can therefore take place only in the period between the release of the inlet in the piston movement from the bottom to the top dead center and the closing in the piston movement from the top to the bottom dead center. As a result, the filling of the cylinder is limited in time.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zweitakt-Schrägscheibenmotor zur Verfügung zu stellen, welcher über eine längere Einströmphase verfügt und dadurch eine bessere Versorgung des Zylinders ermöglicht. Hierdurch kann die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches und die Leistungsabgabe des Zylinders verbessert und gesteigert werden. In Folge wird die Drehmomentabgabe des Motors gleichmäßiger und die Belastung der gesamten Konstruktion durch zu- und abnehmende Kräfte kann reduziert werden, wodurch die Lebensdauer verlängert wird.It is therefore the object of the present invention to provide a two-stroke swash plate motor which has a longer inflow phase and thereby enables a better supply of the cylinder. As a result, the combustion of the air-fuel mixture and the output of the cylinder can be improved and increased. As a result, the torque output of the engine becomes more uniform and the load on the entire structure by increasing and decreasing forces can be reduced, thereby extending the life.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach Anspruch 1, wobei der Einlass im Zylinder unabhängig von der Kolbenstellung verschließbar ist. Dadurch können der Arbeitstakt des Kolbens und der Einlasstakt des Luft-Kraftstoff-Gemisches voneinander abweichen und das Ansaugen kann je nach Betriebszustand, also etwa abhängig von der anliegenden Last und der Drehzahl variabel gestartet und gestoppt werden. Hierdurch können Strömungsverluste weiter reduziert werden.The object is achieved by a two-stroke swash plate engine according to claim 1, wherein the inlet in the cylinder is closed independently of the piston position. Thereby, the power stroke of the piston and the intake stroke of the air-fuel mixture may differ from each other and the suction can be started and stopped depending on the operating condition, ie, depending on the applied load and the speed variable. As a result, flow losses can be further reduced.

In einer bevorzugten Ausbildung ist der Einlass durch ein Ventil verschließbar. Dadurch kann je nach verwendetem Ventil eine kurze Ansprechzeit des Einlasses erreicht werden. Gerade bei höheren Drehzahlen laufen die Ladungswechsel des Motors, bestehend aus Ansaugen des Luft-Kraftstoff-Gemisches, Vorverdichten unter dem Kolben, Überleiten in den Brennraum, Verdichten, Expandieren und Ausstoßen des verbrannten Gemisches, innerhalb sehr kurzer Zeitspannen ab. Durch die Verwendung eines Ventils kann die Funktion des Einlasses sichergestellt werden.In a preferred embodiment, the inlet is closable by a valve. As a result, a short response time of the inlet can be achieved depending on the valve used. Especially at higher speeds, the charge of the engine change, consisting of suction of the air-fuel mixture, pre-compression under the piston, passing into the combustion chamber, compressing, expanding and expelling the combusted mixture, running within a very short time periods. By using a valve, the function of the inlet can be ensured.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Einlass gegenüberliegend zu einer Nabe der Kolbenstange angebracht, und der Kolben bewegt sich zeitweilig in den Bereich zwischen dem Einlass und der Nabe. Durch die Ausführung des Kolbens als Hohlkolben kann der Bereich im Inneren des Kolbens zur Vorverdichtung des Luft-Kraftstoff-Gemisches verwendet werden. Zu diesem Zweck ist die Nabe der Kolbenstange derart gestaltet, dass diese in den Innenraum des Kolbens dicht eintauchen kann, wenn sich der Kolben vom oberen in den dem unteren Totpunkt bewegt. Hierdurch kann eine Vorkomprimierung des Gemisches erfolgen. Der Einlass ist gegenüber der Nabe, am Außenumfang des Zylinders angebracht. Durch die Anbringung des Einlasses am unteren Ende des Zylinders kann das maximale Ansaugvolumen unter dem Zylinder vergrößert werden. Dadurch wird auch der Füllgrad des Brennraums weiter erhöht und die Leistung des Motors, bei gleicher Baugröße, wird gesteigert.In another preferred embodiment, the inlet is disposed opposite a hub of the piston rod, and the piston temporarily moves into the region between the inlet and the hub. By performing the piston as a hollow piston, the area inside the piston can be used for pre-compression of the air-fuel mixture. For this purpose, the hub of the piston rod is designed such that it can dive tightly into the interior of the piston when the piston moves from the top to the bottom dead center. This allows pre-compression of the mixture. The inlet is opposite the hub, attached to the outer circumference of the cylinder. By mounting the inlet at the bottom of the cylinder, the maximum suction volume under the cylinder can be increased. As a result, the degree of filling of the Combustion chamber further increased and the performance of the engine, with the same size, is increased.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Ventil ein Rückschlagventil. Dadurch kann das Ventil exakt verhindern, dass nach der Umkehrbewegung des Kolbens und der Bewegung vom oberen zum unteren Totpunkt das zuvor angesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch aus dem Zylinder gedrückt wird. Im Stand der Technik muss der Einlass durch die Kolbenwand verschlossen werden, bevor eine Vorkomprimierung erfolgen kann. Durch das Rückschlagventil ist sichergestellt, dass auch vor dem Verschließen des Einlasses durch den Kolben eine Vorkomprimierung durchgeführt wird. Dadurch wird das Ansaugvolumen optimal ausgenutzt und die Verluste innerhalb des Motors können weiter reduziert werden.In another embodiment, the valve is a check valve. As a result, the valve can prevent exactly that after the reversal movement of the piston and the movement from the top to the bottom dead center, the previously aspirated air-fuel mixture is forced out of the cylinder. In the prior art, the inlet must be closed by the piston wall before Vorkomprimierung can take place. The non-return valve ensures that precompression is also carried out before the inlet is closed by the piston. As a result, the intake volume is optimally utilized and the losses within the engine can be further reduced.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil druckgesteuert. Durch die Drucksteuerung kann der Einlass abhängig vom anliegenden Druck verschlossen werden. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens nimmt auch bei noch offenem Einlass der Druck des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu, so dass bei Erreichen eines bestimmten Druckniveaus das Ventil automatisch verschlossen wird. Durch das Verändern des Schließdruckes des Ventils ist es möglich das Volumen zu regeln, welches vorkomprimiert wird, um Anpassungen an die Betriebsparameter des Motors optimal vornehmen zu können.In a preferred embodiment, the valve is pressure controlled. By the pressure control, the inlet can be closed depending on the applied pressure. During the downward movement of the piston, the pressure of the air-fuel mixture increases even with the inlet still open, so that when a certain pressure level is reached, the valve is automatically closed. By changing the closing pressure of the valve, it is possible to control the volume which is precompressed in order to optimally make adjustments to the operating parameters of the engine.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Ventil durch eine Steuerung kontrolliert. Dadurch ist der Einlass geregelt öffen- und schließbar. Somit kann völlig unabhängig von der Kolbenstellung die Füllmenge des Luft-Kraftstoff-Gemisches geregelt werden. Durch die Steuerung ist eine Regelung realisierbar, welche die anliegende Last oder etwa die Drehzahl berücksichtigt, um den Einlass zu steuern.In another embodiment, the valve is controlled by a controller. As a result, the inlet is controlled openable and closable. Thus, the filling amount of the air-fuel mixture can be controlled completely independent of the piston position. By the controller, a control is realized, which takes into account the applied load or about the speed to control the inlet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kolbenstange über ein Kupplungsteil mit der Schrägscheibe verbunden. Dadurch kann die axial gerichtete Kraft der Kolbenstange auf die Schrägscheibe geleitet werden. Die Schrägscheibe weist dafür elliptische Laufbahnen zur Abstützung des Kupplungsteils auf und die Laufbahnen sind senkrecht zur Rotationsachse der Schrägscheibe ausgerichtet. Die Laufbahnen weisen im Wesentlichen eine Rinnenform auf, bevorzugt eine im Querschnitt gesehene Kreissegmentform. Durch die senkrechte Ausrichtung kann die Krafteinleitung von der Kolbenstange in die Schrägscheibe erfolgen, ohne Querkräfte zu erzeugen. Die Rinnenform dient dem Spurhalten des Kupplungsteils auf der Schrägscheibe beim Umlaufen. Durch die Querschnittsform in Gestalt einer Rinne oder eines Kreissegments kann das Kupplungsteil stets mittig in der Spur gehalten werden.In a preferred embodiment, the piston rod is connected via a coupling part with the swash plate. Thereby, the axially directed force of the piston rod can be passed to the swash plate. The swash plate has for elliptical raceways for supporting the coupling part and the raceways are aligned perpendicular to the axis of rotation of the swash plate. The raceways essentially have a channel shape, preferably a circle segment shape seen in cross-section. Due to the vertical orientation, the force can be introduced from the piston rod into the swash plate without generating lateral forces. The channel shape is used to keep track of the coupling part on the swash plate during rotation. Due to the cross-sectional shape in the form of a groove or a circle segment, the coupling part can always be kept in the middle of the track.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umgreift das Kupplungsteil die Schrägscheibe und weist Wälzkörper auf, die zwischen dem Kupplungsteil und der Schrägscheibe in den Laufbahnen gelagert sind, wobei die Wälzkörper mit Kompensatorfedern abgestützt sind und die Wälzkörper einen kleineren Radius aufweisen als die Laufbahnen, wobei der Radius der Wälzkörper bevorzugt um wenigstens einen Prozent kleiner ist. Durch das Umgreifen der Schrägscheibe ist eine optimale Abstützung der Kolbenstangen gegeben. Bei der Lagerung der Wälzkörper in den rinnenförmigen Laufbahnen ist gleichzeitig ein dauerhaftes Spurhalten ermöglicht. Mit Hilfe der Kompensatorfedern können Abmessungsschwankungen aufgrund von Wärmedehnung, Verschleiß oder Verschmutzung ausgeglichen werden und die Lärmerzeugung im Betrieb wird verringert. Da die Wälzkörper einen kleineren Radius aufweisen, kann ein Verformen durch den Betrieb, wie etwa durch Wärmeeinwirkung, Verschleiß, oder durch auftretende Kräfte, nicht zu einem Ausfall oder zu erhöhtem Verschleiß führen.In a further preferred embodiment, the coupling part surrounds the swash plate and has rolling elements which are mounted between the coupling part and the swash plate in the raceways, wherein the rolling elements are supported with Kompensatorfedern and the rolling elements have a smaller radius than the raceways, wherein the radius of the Rolling body is preferably smaller by at least one percent. By embracing the swash plate optimal support of the piston rods is given. When storing the rolling elements in the channel-shaped raceways, a permanent tracking is simultaneously possible. With the help of the compensator springs, dimensional variations due to thermal expansion, wear or contamination can be compensated and noise generation during operation is reduced. Since the rolling elements have a smaller radius, deformation by the operation, such as by heat, wear, or by occurring forces, can not lead to failure or increased wear.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kupplungsteil mit einer Kulissenführung, bevorzugt mit einer Kreuzkopfführung im Gehäuse verschieblich gelagert. Durch die Kulissenführung ist gewährleistet, dass im Betrieb auftretende Querkräfte in das Motorgehäuse geleitet werden. Dadurch ist das Kupplungsteil am Übergang zur Schrägscheibe ausschließlich mit Kräften beaufschlagt, die senkrecht zur Laufbahn ausgerichtet sind. Mit der senkrechten Kraftübertragung kann der Verschleiß an der Lagerstelle, besonders an den Flanken reduziert werden, wodurch sich das Betriebsgeräusch reduziert und die Lebensdauer verlängert.In a preferred embodiment, the coupling part is slidably mounted in the housing with a slide guide, preferably with a crosshead guide. Through the slotted guide ensures that occurring in operation lateral forces are passed into the motor housing. As a result, the coupling part is acted upon at the transition to the swash plate exclusively with forces that are aligned perpendicular to the raceway. With the vertical power transmission wear on the bearing, especially on the flanks can be reduced, which reduces the operating noise and extends the life.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Abtriebswelle radial und axial im Gehäuse gelagert, bevorzugt mittels Radial- und Axiallagern, wobei die Radiallager in axialer Richtung der Abtriebsachse von der Schrägscheibe ausgehend weiter außen vorgesehen sind als die Axiallager. Mit einer weiter zueinander beabstandeten Position der Radiallager können die auftretenden Radialkräfte bei gleichzeitiger genauer Lagerung abgeleitet werden. Durch die Abstützung kann die Abtriebswelle sehr genau gelagert werden, wobei nur ein geringes radiales Spiel der Welle sichergestellt ist.In a further embodiment, the output shaft is mounted radially and axially in the housing, preferably by means of radial and thrust bearings, wherein the radial bearings are provided in the axial direction of the output shaft from the swash plate further outward than the thrust bearings. With a further spaced position of the radial bearings, the radial forces occurring can be derived while accurate storage. By supporting the output shaft can be stored very accurately, with only a small radial clearance of the shaft is ensured.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Abstand der Kontaktpunkte der Wälzkörper mit der Schrägscheibe derart durch die Dicke der Schrägscheibe eingestellt, dass der in axialer Richtung gemessene Abstand der Wälzkörper zueinander konstant ist. Durch diese Ausbildung ist der Bewegungsablauf der Wälzkörper, welche durch die Kompensatorfedern in die Laufbahnen gedrückt werden, während der Rotation der Schrägscheibe gleichmäßig. Die Laufbahnen und die Wälzkörper erfahren dadurch nur geringe Schwankungen der Kontaktspannung an ihren berührenden Oberflächen, wodurch der Verschleiß verringert und das Betriebsgeräusch reduziert wird.In a preferred embodiment, the distance between the contact points of the rolling bodies with the swash plate is adjusted by the thickness of the swash plate such that the distance between the rolling elements measured in the axial direction is constant relative to one another. By this design, the movement of the rolling elements, which are pressed by the Kompensatorfedern in the raceways during the rotation of the swash plate is uniform. Experience the raceways and the rolling elements Thereby, only small variations of the contact stress on their contacting surfaces, whereby the wear is reduced and the operating noise is reduced.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Zweitaktmotor nach einem Verfahren betrieben, bei dem der Kolben im unteren Totpunkt den Einlass mit einem Bereich der Kolbenwand ververschließt, beim Bewegen vom unteren in den oberen Totpunkt durch die Hubbewegung ein Luft-Kraftstoff-Gemisch ansaugt, und unabhängig von der Kolbenstellung zwischen dem unteren und dem oberen Totpunkt der Einlass verschlossen wird, wobei der Kolben oberhalb des Einlasses ist, und durch die Bewegung vom oberen in den unteren Totpunkt das angesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch komprimiert und durch den Überströmkanal das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Brennraum strömt. Durch das Verfahren kann der Zweitaktmotor vorteilhaft an die Betriebsparameter angepasst werden. Durch das unabhängige Verschließen des Einlasses ist ein Rückströmen des Luft-Kraftstoff-Gemisches ausgeschlossen. Im Stand der Technik wird der Einlass von der Kolbenwand verschlossen, wenn der Kolben sich in den unteren Totpunkt bewegt. Konstruktiv wird der Einlass daher derart vorgesehen, dass dieser möglichst früh freigegeben wird, jedoch auch früh wieder verschlossen wird, da der Kolben ab dem Erreichen des oberen Totpunkts bis zum Verschließen des Einlasses das angesaugte Volumen wieder teilweise hinausdrückt. Durch das vorliegende Verfahren ist damit eine Vergrößerung des angesaugten Volumens ermöglicht. Des Weiteren kann dadurch die Position des Einlasses im Zylindergehäuse verändert und weiter in Richtung des unteren Totpunkts, bevorzugt an das untere Ende des Zylinders gelegt werden. Dadurch kann das Ansaugvolumen unter dem Kolben noch weiter vergrößert und eine Leistungssteigerung bei gleicher Baugröße erzielt werden.In another embodiment, the two-stroke engine is operated by a method in which the piston closes the inlet with a portion of the piston wall at bottom dead center, draws an air-fuel mixture when moving from the bottom to the top dead center by the lifting movement, and regardless of the piston position between the bottom and top dead center of the inlet is closed, the piston is above the inlet, and compressed by the movement from the top to the bottom dead center, the sucked air-fuel mixture and through the overflow the air-fuel mixture flows into the combustion chamber. By the method, the two-stroke engine can be advantageously adapted to the operating parameters. By the independent closing of the inlet, a return flow of the air-fuel mixture is excluded. In the prior art, the inlet is closed by the piston wall when the piston moves to the bottom dead center. In terms of design, the inlet is therefore provided in such a way that it is released as early as possible, but is also closed again early, since the piston partially forces out the sucked volume again from reaching top dead center until the inlet is closed. By the present method, thus an enlargement of the sucked volume is possible. Furthermore, this may change the position of the inlet in the cylinder housing and be placed further in the direction of bottom dead center, preferably at the lower end of the cylinder. As a result, the intake volume under the piston can be further increased and an increase in performance can be achieved with the same size.

Weiterhin wird beispielhaft ein Zweitakt-Schrägscheibenmotor, der eine Abtriebswelle mit einer damit verbundenen Schrägscheibe aufweist, beschrieben. Die Schrägscheibe ist über wenigstens eine Kolbenstange mit einem Kolben verbunden und überträgt die Antriebskräfte vom Kolben auf die Abtriebswelle. Zwischen der Kolbenstange und der Schrägscheibe ist ein Kupplungsteil angebracht, das die Schrägscheibe umgreift und das mit Wälzkörpern auf der Schrägscheibe gelagert ist.Furthermore, a two-stroke swash plate motor having an output shaft with a swash plate connected thereto will be described by way of example. The swash plate is connected via at least one piston rod with a piston and transmits the driving forces from the piston to the output shaft. Between the piston rod and the swash plate, a coupling part is mounted, which engages around the swash plate and which is mounted with rolling elements on the swash plate.

In einer bevorzugten Ausführungsform stimmt der Abstand zwischen den Laufbahnen der Schrägscheibe im Betrieb überein mit dem sich ändernden Abstand und Winkel der Kontaktpunkte der Wälzkörper zueinander. Hierdurch kann der Bewegungsablauf des Kupplungsteils optimiert werden. Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Motors rotiert die Schrägscheibe bei gleichzeitiger reziproker Bewegung des Kupplungsteils. Zusätzlich ändert sich je nach Stellung der Schrägscheibe ständig der Abstand der Wälzkörper zueinander, um den Winkelverlauf der Laufbahnen auszugleichen. Durch die Angleichung des Abstands zwischen den Laufbahnen kann die Ausgleichsbewegung minimiert werden. Dadurch sinken die Belastung und der Verschleiß der Wälzkörper und der Laufbahnen und das Betriebsgeräusch wird reduziert.In a preferred embodiment, the distance between the raceways of the swash plate in operation coincides with the changing distance and angle of the contact points of the rolling elements to each other. As a result, the movement of the coupling part can be optimized. During operation of the motor according to the invention, the swash plate rotates with simultaneous reciprocal movement of the coupling part. In addition, depending on the position of the swash plate constantly changing the distance between the rolling elements to each other to compensate for the angular course of the raceways. By adjusting the distance between the raceways, the compensatory movement can be minimized. This reduces the load and wear of the rolling elements and the raceways and the operating noise is reduced.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand der Laufbahnen auf der Schrägscheibe durch die Größe der Wälzkörper festgelegt nach der Formel L_pα = L₀ – 2[ r(1 – sinα) / sinα]. In a further preferred embodiment, the distance of the raceways on the swash plate is determined by the size of the rolling elements according to the formula L _pα = L ₀ - 2 [r (1-sinα) / sinα].

Dabei entspricht L_pα dem sich ändernden Abstand der Laufbahnen der Wälzlager in Abhängigkeit vom Winkel α der Laufbahn zur Achse der Abtriebswelle, L₀ dem maximalen Abstand der Laufbahnen bei einem Winkel von α mit 90°, r dem Radius der Wälzkörper und α dem Winkel der Laufbahnen zur Längsachse der Abtriebswelle bzw. zur Rotationsachse der Schrägscheibe. Durch die Formel ist sichergestellt, dass der Abstand der Wälzkörper parallel zur Achsrichtung der Abtriebswelle konstant gehalten wird. Dadurch kann die Belastung der Wälzkörper niedrig gehalten werden, wobei der Kontaktpunkt relativ zur Achse während einer Umdrehung der Schrägscheibe bewegt wird. Durch den angepassten Abstand der Laufbahnen kann zum einen die relative Bewegung des Kontaktpunktes der Wälzkörper begrenzt werden, zum anderen wird die Geometrie der Laufbahnen derart festgelegt, dass die Bewegung der Wälzkörper, die durch die Kompensatorfedern gegen die Schrägscheibe gedrückt werden, in achsparalleler Richtung nur gering ist, was zu einem geringeren Verschleiß führt und zu einer verlängerten Lebensdauer.In this case, L _pα corresponds to the changing distance of the raceways of the rolling bearing as a function of the angle α of the track to the axis of the output shaft, L ₀ the maximum distance of the raceways at an angle of α with 90 °, r the radius of the rolling elements and α the angle of the Runways to the longitudinal axis of the output shaft or to the axis of rotation of the swash plate. The formula ensures that the distance between the rolling elements is kept constant parallel to the axial direction of the output shaft. Thereby, the load of the rolling elements can be kept low, wherein the contact point is moved relative to the axis during a rotation of the swash plate. Due to the adapted spacing of the raceways, on the one hand the relative movement of the contact point of the rolling elements can be limited, on the other hand, the geometry of the raceways is determined such that the movement of the rolling elements, which are pressed by the compensator springs against the swash plate, in the axis-parallel direction only small is, resulting in less wear and a longer life.

Im Folgenden werden Ausführungen der vorliegenden Anmeldung anhand der nachstehenden Figuren erläutert:In the following, embodiments of the present application will be explained with reference to the following figures:

1 zeigt ein kinematisches Schema eines Längsschnitts eines Motors mit Wälzkörpern des hin- und hergehenden Kupplungsteils. In 1a ist ein Längsschnitt eines Verbrennungsmotors mit einseitiger Zylinderanordnung abgebildet. 1 shows a kinematic diagram of a longitudinal section of a motor with rolling elements of the reciprocating coupling part. In 1a is a longitudinal section of an internal combustion engine with one-sided cylinder arrangement shown.

2 zeigt eine Seitenansicht der 1 mit der Anordnung der Zylinder um die zentrale Abtriebswelle. 2 shows a side view of 1 with the arrangement of the cylinders around the central output shaft.

In 3 ist ein Längsschnitt durch den Anmeldungsgegenstand gezeigt mit einer Anordnung der Zylindergruppen auf beiden Seiten der Schrägscheibe.In 3 is a longitudinal section through the subject of the application shown with an arrangement of the cylinder groups on both sides of the swash plate.

4 zeigt ein zylindrisches Motorgehäuse mit der Anordnung der Führungsnuten und eine Seitenansicht auf das Motorgehäuse. 4 shows a cylindrical motor housing with the arrangement of the guide grooves and a side view of the motor housing.

In 5 ist die Abtriebswelle gezeigt.In 5 the output shaft is shown.

6 zeigt ein ringförmiges Lager des hin- und hergehenden Kupplungsteils in zwei Projektionen. 6 shows an annular bearing of the reciprocating coupling part in two projections.

In 7 ist die Schrägscheibe in Draufsicht und in einer Seitenansicht gezeigt.In 7 the swash plate is shown in plan view and in a side view.

8 zeigt eine Kolbenstange in Draufsicht und in zwei Schnittansichten. 8th shows a piston rod in plan view and in two sectional views.

In 9 ist eine zusammengesetzte Kolbenstange in Draufsicht und zwei Schnittansichten gezeigt.In 9 a composite piston rod is shown in plan view and two sectional views.

10 zeigt die Kompensatorfeder für das Kupplungsteil. 10 shows the compensator spring for the coupling part.

In 11 ist das hin- und hergehende Kupplungsteil in einer Draufsicht und in zwei Schnittansichten gezeigt.In 11 the reciprocating coupling part is shown in a plan view and in two sectional views.

12 zeigt den Arbeitsablauf einer linken Zylindergruppe. 12 shows the workflow of a left cylinder group.

13 zeigt den Arbeitsablauf einer rechten Zylindergruppe. 13 shows the workflow of a right cylinder group.

14 zeigt einen Längsschnitt des Motors mit hin- und hergehenden Kupplungsteilen mit den Wälzkörpern und der Anordnung auf der Schrägscheibe. 14 shows a longitudinal section of the motor with reciprocating coupling parts with the rolling elements and the arrangement on the swash plate.

In 15 ist ein Kolbenscharnier in einer Draufsicht und in zwei Seitenansichten abgebildet.In 15 a piston hinge is shown in a plan view and in two side views.

16 zeigt den Kompressionskonzentrator unterhalb des Kolbens des Motors, welcher die Nabe für die Kolbenstange ist. 16 shows the Kompressionskonzentrator below the piston of the engine, which is the hub for the piston rod.

In 17 ist das Schema der Abhängigkeit der Breite der Schrägscheibe von der Größe der Radien der Wälzkörper und vom Neigungswinkel der Laufbahnen des Rotors gegenüber den Längsachsen der Kolbenstangen abgebildet.In 17 the scheme of the dependence of the width of the swash plate on the size of the radii of the rolling elements and the inclination angle of the raceways of the rotor with respect to the longitudinal axes of the piston rods is shown.

Der Motorblock stützt oder enthält sämtliche Komponenten des Antriebs (siehe 1, 1a, 2, 3). Innerhalb sind die Komponenten der Schrägscheibe 11, der Kolbenstange 6, 7 und des Kupplungsteils 8 untergebracht. Der Motorblock weist ein zylindrisches Gehäuse 2 auf, das an den Stirnseiten durch die Deckel 1, 3 abgeschlossen ist. Auf den Stirnseiten der Deckel 1, 3 sind die Zylindergruppen 12, 13 angeordnet, sowie die Halterungen 37, 38 zum Befestigen des Antriebs. In den Deckeln 1, 3 sind die Lager 19, 20 der Abtriebswelle 10, sowie Buchsen 39, 40 als Naben der Kolbenstangen 6,7 und die Konzentratornabe 53 angebracht. Die Kolbenstangen 6, 7 dienen zur Verbindung der Kolben 4 der Zylindergruppen 12, 13, die entlang des Umfangs an den Stirnseiten 1, 3 des zylindrischen Gehäuses 2 angeordnet sind, und dienen der Kraftübertragung von den Kolben 4 über die Kolbenscharniere 35 (siehe 1, 8, 9), die Kupplungsteile 8 und die Wälzkörper 9 mit den elliptischen Laufbahnen 15, 16 zur Schrägscheibe 11. Die Abtriebswelle 10 (siehe 1, 3, 5) mit der Schrägscheibe 11 nimmt das erzeugte Drehmoment von den elliptischen Laufbahnen 15, 16 der Schrägscheibe 11 auf und überträgt es zu einem externen Antrieb und umgekehrt.The engine block supports or contains all components of the drive (see 1 . 1a . 2 . 3 ). Inside are the components of the swash plate 11 , the piston rod 6 . 7 and the coupling part 8th accommodated. The engine block has a cylindrical housing 2 on, at the end faces through the covers 1 . 3 is completed. On the front sides of the lid 1 . 3 are the cylinder groups 12 . 13 arranged, as well as the brackets 37 . 38 for fixing the drive. In the covers 1 . 3 are the bearings 19 . 20 the output shaft 10 , as well as jacks 39 . 40 as hubs of the piston rods 6 . 7 and the concentrator hub 53 appropriate. The piston rods 6 . 7 serve to connect the pistons 4 the cylinder groups 12 . 13 that run along the perimeter at the front ends 1 . 3 of the cylindrical housing 2 are arranged, and serve to transmit power from the piston 4 over the piston hinges 35 (please refer 1 . 8th . 9 ), the coupling parts 8th and the rolling elements 9 with the elliptical tracks 15 . 16 to the swash plate 11 , The output shaft 10 (please refer 1 . 3 . 5 ) with the swash plate 11 takes the generated torque from the elliptical tracks 15 . 16 the swash plate 11 and transfers it to an external drive and vice versa.

Die hin- und hergehenden Kupplungsteile 8 (siehe 1, 3, 11) halten die Wälzkörper der Lager 9 in Anlage an die Schrägscheibe 11 und an die Laufbahnen 15, 16 und übertragen die Kraft von den Kolbenstangen 6, 7 an die Lager oder umgekehrt. Die Kupplungsteile 8 sind im Gehäuse 2 des Motors angeordnet und kinematisch mit diesem durch Führungsnuten 41 verbunden. Durch die Lagerung der Kupplungsteile 8 in den Führungsnuten 41 werden seitliche Kräfte direkt in das Gehäuse 2 geleitet. Somit wird verhindert, dass die Kupplungsteile 8 an den Wälzkörpern der Lager 9 ein Drehmoment aufweisen und sich die Kupplungsteile 8 um die Achse der Kolbenstangen 6, 7 drehen. Durch die Ableitung von seitlichen Kräften wird auch die Einleitung von Querkräften in die Lagerstelle der Lager 9 verhindert.The reciprocating coupling parts 8th (please refer 1 . 3 . 11 ) keep the rolling elements of the bearings 9 in contact with the swash plate 11 and to the careers 15 . 16 and transmit the power from the piston rods 6 . 7 to the bearings or vice versa. The coupling parts 8th are in the case 2 the motor is arranged and kinematically with this by guide grooves 41 connected. By the storage of the coupling parts 8th in the guide grooves 41 lateral forces are directly in the housing 2 directed. This will prevent the coupling parts 8th on the rolling elements of the bearings 9 have a torque and the coupling parts 8th around the axis of the piston rods 6 . 7 rotate. By the derivation of lateral forces is also the introduction of shear forces in the bearing of the camp 9 prevented.

Die Lager 9 (siehe 1, 3 und 6) sind für die Übertragung der Belastungen vorgesehen, die im Prozess des Anlassens und des Betriebs des Motors zwischen den hin- und hergehenden Kupplungsteilen 8 und den elliptischen Laufbahnen 15, 16 der Schrägscheibe 11 auftreten.Camps 9 (please refer 1 . 3 and 6 ) are intended for the transmission of loads in the process of starting and operating the engine between the reciprocating coupling parts 8th and the elliptical tracks 15 . 16 the swash plate 11 occur.

Die Kompensatorfedern 42 (siehe 9, 10) dienen als Kompensatoren von thermisch bedingten Längenänderungen, die beim Arbeitsprozess zwischen den Lagern 9 und den elliptischen Bahnen 15, 16 der Schrägscheibe 11 auftreten. Die Kompensatorfedern 42 sind zwischen den Teilungsbereichen 43, 44 der Kolbenstangen 6, 7, 45 der Zylindergruppen 12, 13 angeordnet.The compensator springs 42 (please refer 9 . 10 ) serve as compensators of thermally induced changes in length, during the working process between the bearings 9 and the elliptical orbits 15 . 16 the swash plate 11 occur. The compensator springs 42 are between the division areas 43 . 44 the piston rods 6 . 7 . 45 the cylinder groups 12 . 13 arranged.

Die Kolbenscharniere 35 (siehe 1a, 15) gewährleisten eine flexible Verbindung der Kolben 4 mit den Kolbenstangen 6, 7, und begrenzen die Entstehung von Querkräften in den Kolbenstangen 6, 7 durch die Übertragung der Kräfte aus den Kolben 4. Dadurch erfolgt auch ein Ausgleich zwischen dem Kolben 4 und der Kolbenstange 6, 7, welcher besonders günstig Wärmedehnungen der Bauteile zueinander kompensiert, wodurch der Verschleiß an den Zylinderwänden reduziert wird.The piston hinges 35 (please refer 1a . 15 ) ensure a flexible connection of the pistons 4 with the piston rods 6 . 7 , and limit the formation of shear forces in the piston rods 6 . 7 by transferring the forces from the pistons 4 , This also causes a balance between the piston 4 and the piston rod 6 . 7 , which particularly favorable thermal expansions of Compensated components to each other, whereby the wear on the cylinder walls is reduced.

Die Abtriebswelle 10 ist in den Deckeln 1, 3 jeweils über Radiallager 20 und über Axiallager 19 drehbar abgestützt. Dabei sind die Radiallager 20 von der Schrägscheibe 11 ausgehend in einem größeren Abstand vorgesehen als die Axiallager 19. Durch den großen Abstand kann die Steifigkeit der Abtriebswelle 10 maximiert werden.The output shaft 10 is in the covers 1 . 3 each via radial bearings 20 and over thrust bearings 19 rotatably supported. Here are the radial bearings 20 from the swash plate 11 starting provided at a greater distance than the thrust bearings 19 , Due to the large distance, the rigidity of the output shaft 10 be maximized.

Der Motor besteht u. a. aus Komponenten, welche die Gasverteilung des Luft-Kraftstoff-Gemisches regeln. Dafür weist jede Zylindergruppe 12, 13 Einlässe 21, 32 mit Einlasskanälen 28, 29 auf, durch die das noch unverbrannte und unkomprimierte Gemisch angesaugt wird. Der Einlass 21, 32 ist durch ein Ventil 51 verschließbar und befindet sich im Bereich unter dem Kolben 4, welcher durch die Kolbenwand abgedeckt ist, wenn sich der Kolben 4 im unteren Totpunkt befindet. Der Kolben 4 ist als Hohlkolben ausgebildet und weist eine Kolbenwand auf, die zusammen mit der Zylinderwand, dem Deckel 1, 3 mit den Naben 39, 40 und der Nabe 53 einen Vorverdichtungsraum begrenzt. In der Zylinderwand ist ein Überströmkanal 23, 31 ausgebildet, der durch die untere Überströmöffnung 54 im Vorverdichtungsraum und durch die obere Überströmöffnung 52 im Brennraum das Luft-Kraftstoff-Gemisch leitet. Der Kolben 4 weist eine Überströmöffnung 50 auf, die mit dem Überströmkanal 23, 31 kommuniziert, wenn der Kolben im Bereich des unteren Totpunktes ist. Durch den Auslass 22, 33 und den Auslasskanal 26, 30 wird das verbrannte Gemisch ausgestoßen, wobei der Auslass 22, 33 näher am unteren Totpunkt liegt als die obere Überströmöffnung 52 des Überströmkanals 23, 31.The engine consists inter alia of components that regulate the gas distribution of the air-fuel mixture. This is indicated by each cylinder group 12 . 13 inlets 21 . 32 with inlet channels 28 . 29 on, through which the still unburned and uncompressed mixture is sucked. The inlet 21 . 32 is through a valve 51 lockable and located in the area under the piston 4 , which is covered by the piston wall when the piston 4 located at bottom dead center. The piston 4 is designed as a hollow piston and has a piston wall which, together with the cylinder wall, the lid 1 . 3 with the hubs 39 . 40 and the hub 53 limited a precompression space. In the cylinder wall is an overflow channel 23 . 31 formed by the lower overflow 54 in the precompression chamber and through the upper overflow opening 52 in the combustion chamber, the air-fuel mixture passes. The piston 4 has an overflow opening 50 on that with the overflow channel 23 . 31 communicates when the piston is in the area of bottom dead center. Through the outlet 22 . 33 and the outlet channel 26 . 30 the burned mixture is expelled, with the outlet 22 . 33 closer to bottom dead center than the upper overflow 52 the overflow channel 23 . 31 ,

Das Zündsystem muss die paarweise Zündung des komprimierten Brennstoffgemischs in den Zylindern 12, 13 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsablauf des Motors gewährleisten: (1z – 1·z) – (2z – 2·z) – (3z – 3·z); (4z – 4·z), (siehe 1, 12, 13), wobei 1z die Nummer eines Zylinders der rechten Gruppe ist, und 1·z die Nummer eines Zylinders der linken Gruppe, analog 2z – 2·z usw. Das Schmiersystem der Kolbengruppen erfolgt nach dem Prinzip von Zweitaktkolbenmotoren aufgrund des Gemischs von Öl mit Benzin im Verhältnis 1:25. Kolbenstangen 6, 7, Lager 9 der hin- und hergehenden Kupplungsteile 8 und die Lager 19, 20 der Abtriebswelle 10 werden durch teilweises Eintauchen der Schrägscheibe 11 in Öl geschmiert. Bei der Rotation der Abtriebswelle 10 wird das Öl von der Schrägscheibe 11 innerhalb des zylindrischen Gehäuses 2 des Motors zerstäubt. Das Kühlsystem arbeitet mit Luft (siehe 1, 2) mit Hilfe von Flügelrädern 24, 25, die auf der Abtriebswelle 10 angeordnet sind.The ignition system must be the pairwise ignition of the compressed fuel mixture in the cylinders 12 . 13 in accordance with the operation of the motor: (1z - 1 · z) - (2z - 2 · z) - (3z - 3 · z); (4z - 4 · z), (see 1 . 12 . 13 ), where 1z is the number of a cylinder of the right group, and 1 · z is the number of a cylinder of the left group, analogously 2z - 2 · z, etc. The lubrication system of the piston groups is based on the principle of two-piston engines due to the mixture of oil with gasoline in the ratio 1:25. piston rods 6 . 7 , Camp 9 the reciprocating coupling parts 8th and the camps 19 . 20 the output shaft 10 be by partial immersion of the swash plate 11 lubricated in oil. At the rotation of the output shaft 10 gets the oil from the swash plate 11 inside the cylindrical housing 2 of the engine atomized. The cooling system works with air (see 1 . 2 ) with the help of impellers 24 . 25 on the output shaft 10 are arranged.

Die Arbeitweise des Zweitaktmotors besteht aus Prozessen, welche gleichzeitig oberhalb des Kolbens im Brennraum und unterhalb des Kolbens im Vorverdichtungsraum stattfinden. Die Hauptprozesse in chronologischer Reihenfolge sind dabei das Ansaugen, das Vorverdichten, das Verdichten, das Verbrennen und das Ausstoßen.The mode of operation of the two-stroke engine consists of processes which take place simultaneously above the piston in the combustion chamber and below the piston in the precompression chamber. The main processes in chronological order are the suction, the pre-compaction, the compression, the burning and the ejection.

Das Ansaugen wird gesteuert durch die die Schrägscheibe 11, die durch ihre Rotation über die Lager 9, das Kupplungsteil 8, die Kolbenstange 6, 7 den Kolben 4 in Richtung des oberen Totpunkts bewegt. Dadurch entsteht unter dem Kolben 4 ein Unterdruck und frisches Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch das Einlassventil 51 in den Vorverdichtungsraum gesaugt.The suction is controlled by the swash plate 11 that through their rotation over the bearings 9 , the coupling part 8th , the piston rod 6 . 7 the piston 4 moved in the direction of top dead center. This creates under the piston 4 a vacuum and fresh air-fuel mixture is through the inlet valve 51 sucked into the precompression chamber.

Nach Erreichen des oberen Totpunkts des Kolbens 4 schließt das Ventil 51 den Einlass und die Abwärtsbewegung des Kolbens 4 in den unteren Totpunkt verdichtet gleichzeitig das Luft-Kraftstoff-Gemisch, wobei durch die Nabe 53 das Volumen unter dem Kolben 4 derart verkleinert ist, das ein hoher Vorverdichtungsdruck erreicht wird. Wenn die Überströmöffnung 50 im Kolben 4 mit dem Überströmkanal 23, 31 in Überdeckung kommt, wird dadurch das vorverdichtete Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Brennraum oberhalb des Kolbens 4 gepresst.After reaching the top dead center of the piston 4 closes the valve 51 the inlet and the downward movement of the piston 4 in the bottom dead center simultaneously compresses the air-fuel mixture, passing through the hub 53 the volume under the piston 4 is reduced such that a high precompression pressure is achieved. When the overflow opening 50 in the piston 4 with the overflow channel 23 . 31 overlaps, thereby the precompressed air-fuel mixture in the combustion chamber above the piston 4 pressed.

Bei der anschließenden Bewegung des Kolbens 4 in den oberen Totpunkt wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch verdichtet und gezündet, wodurch die Verbrennungsgase den Kolben 4 wieder in Richtung des unteren Totpunktes drücken und die Kraft durch die Kolbenstange 6, 7 und das Kupplungsteil 8 mit den Lagern 9 auf die Schrägscheibe 11 übertragen wird und diese zur Rotation anregt. Gleichzeitig beginnt unter dem Kolben 4 ein neuer Zyklus indem unter dem Kolben 4 neues Luft-Kraftstoff-Gemisch angesaugt wird.During the subsequent movement of the piston 4 in the top dead center, the air-fuel mixture is compressed and ignited, whereby the combustion gases the piston 4 push back towards the bottom dead center and the force through the piston rod 6 . 7 and the coupling part 8th with the camps 9 on the swash plate 11 is transmitted and this stimulates rotation. At the same time begins under the piston 4 a new cycle by under the piston 4 new air-fuel mixture is sucked.

Durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 4 wird neues Gemisch in den Brennraum gedrückt, wobei kurzzeitig die obere Überströmöffnung 52 zusammen mit dem Auslass 22, 33 kommunizieren kann und damit durch das Einströmen in den Brennraum gleichzeitig das verbrannte Gemisch durch den Auslass gedrückt wird.By the downward movement of the piston 4 new mixture is forced into the combustion chamber, where briefly the upper overflow 52 together with the outlet 22 . 33 can communicate and thus by the influx into the combustion chamber at the same time the burned mixture is forced through the outlet.

Die Prozesse laufen nacheinander in allen um die Abtriebswelle 10 angeordneten Zylindern ab, um eine gleichmäßige Belastung der Schrägscheibe 11 und eine gleichmäßige Drehmomentabgabe der Abtriebswelle 10 zu ermöglichen.The processes run sequentially in all around the output shaft 10 arranged cylinders to a uniform load of the swash plate 11 and a uniform torque output of the output shaft 10 to enable.

Mit dem Ventil 51 ist es somit möglich, das Ansaugvolumen relativ und absolut zu vergrößern. Die relative Vergrößerung ergibt sich durch den zeitlichen Gewinn, der entsteht, wenn der Einlass 21, 32 verschlossen wird, bevor die Kolbenwand den Einlass 21, 32 verschließt. Durch diesen Vorsprung kann das Gemisch bereits ab dem oberen Totpunkt des Kolbens 4 darin gehindert werden, wieder zurück in den Einlasskanal 28, 29 zu strömen, wodurch die verwendbare Gemischmenge vergrößert wird. Der absolute Volumengewinn ergibt sich daraus, dass der Einlass 21, 32 beliebig weit in Richtung des unteren Totpunktes verschoben werden kann. Der Einlass 21, 32 kann auch ganz an das Ende das Zylinders am unteren Totpunkt angebracht werden. Dadurch vergrößern sich das gesamte Ansaugvolumen und die Menge des angesaugten Luft-Kraftstoff-Gemisches, wodurch der Motor bei gleicher Baugröße eine größere Leistung aufweist.With the valve 51 Thus, it is possible to increase the intake volume relatively and absolutely. The relative magnification results from the time gain that arises when the inlet 21 . 32 is closed before the piston wall the inlet 21 . 32 closes. By this projection, the mixture can already from the top dead center of the piston 4 be prevented from getting back into the inlet duct 28 . 29 to flow, whereby the usable amount of mixture is increased. The absolute volume gain results from the fact that the inlet 21 . 32 can be moved arbitrarily far in the direction of the bottom dead center. The inlet 21 . 32 can also be attached to the very end of the cylinder at bottom dead center. This increases the total intake volume and the amount of air-fuel mixture sucked in, which means that the engine has greater performance with the same size.

Durch die Schrägscheibe 11, die einen veränderlichen Abstand zwischen den Laufbahnen 15, 16 aufweist, ist sichergestellt, dass bei den Laufbahnabschnitten, die senkrecht zur Abtriebswelle 10 verlaufen, der Abstand der Laufbahnen 15, 16 das Maximum beträgt. In den dazwischen liegenden Bereichen wird der Abstand dann verkleinert, um die parallel zur Abtriebswelle 10 gemessenen Abstände der Wälzkörper der Lager 9 konstant zu halten.Through the swash plate 11 which has a variable distance between the raceways 15 . 16 ensures that at the raceway sections, perpendicular to the output shaft 10 run, the distance of the raceways 15 . 16 the maximum is. In the intermediate areas of the distance is then reduced to the parallel to the output shaft 10 measured distances of the rolling elements of the bearings 9 to keep constant.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 31, 3: Deckelcover
22: Gehäusecasing
44: Kolbenpiston
55: Kolbenringpiston ring
6,76.7: Kolbenstangepiston rod
88th: Kupplungsteilcoupling part
99: Lager KupplungsteilBearing coupling part
1010: Abtriebswelleoutput shaft
1111: Schrägscheibeswash plate
12, 1312, 13: Zylindergruppecylinder group
1414: Lagersitzbearing seat
15, 1615, 16: Laufbahncareer
1717: Achse WälzkörperAxle rolling elements
1818: Nabe KolbenstangeHub piston rod
1919: Axiallager AbtriebswelleAxial bearing output shaft
2020: Radiallager AbtriebswelleRadial bearing output shaft
21, 3221, 32: Einlassinlet
22, 3322, 33: Auslassoutlet
23, 3123, 31: Überströmkanaloverflow
24, 2524, 25: Flügelradimpeller
26, 3026, 30: Auslasskanalexhaust port
2727: Zündkerzenspark
28, 2928, 29: Einlasskanalinlet channel
3535: Kolbenscharnierpiston hinge
3636: Entlüftungvent
37, 3837, 38: Halterungbracket
39, 4039, 40: Nabe KolbenstangeHub piston rod
4141: Führungsnutguide
4242: Kompensatorfedercompensator
43, 4443, 44: Teilungsbereichdivision area
4545: Kolbenstangepiston rod
46, 4746, 47: Nabehub
4848: Bohrungdrilling
4949: Nabe SchrägscheibeHub swash plate
5050: Überströmöffnungoverflow
5151: VentilValve
5252: Obere ÜberströmöffnungUpper overflow opening
5353: Konzentratorconcentrator
5454: Untere ÜberströmöffnungLower overflow opening

Claims

Zweitakt-Schrägscheibenmotor mit einem Gehäuse (2), einer Abtriebswelle (10) mit einer damit verbundenen Schrägscheibe (11), wenigstens einem Zylinder (12, 13), wobei der Zylinder (12, 13) wenigstens einen Brennraum und einen Ansaugraum aufweist, und mit wenigstens einem Kolben (4), der in dem jeweiligen Zylinder (12, 13) angeordnet ist, und sich in diesem reziprok bewegt, einer Kolbenstange (6, 7), zum Übertragen der im Brennraum erzeugten Antriebskraft vom Kolben (4) auf die Schrägscheibe (11), wobei der Kolben (4) als Hohlkolben ausgebildet ist, und der Kolben (4) mit der Außenseite den Brennraum zumindest abschnittsweise begrenzt und mit der Innenseite den Ansaugraum zumindest abschnittsweise begrenzt, und wobei der Zylinder (12, 13) im Bereich des Ansaugraumes wenigstens einen zeitweilig verschließbaren Einlass (21, 32) aufweist, und einen Überströmkanal (23, 31), durch den der Ansaugraum und der Brennraum zumindest zeitweilig verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (21, 32) unabhängig von der Kolbenstellung im Zylinder (12, 13) verschließbar ist.Two-stroke swash plate motor with a housing ( 2 ), an output shaft ( 10 ) with an associated swash plate ( 11 ), at least one cylinder ( 12 . 13 ), whereby the cylinder ( 12 . 13 ) has at least one combustion chamber and a suction space, and with at least one piston ( 4 ), which in the respective cylinder ( 12 . 13 ), and moves reciprocally in this, a piston rod ( 6 . 7 ), for transmitting the driving force generated in the combustion chamber from the piston ( 4 ) on the swash plate ( 11 ), the piston ( 4 ) is designed as a hollow piston, and the piston ( 4 ) with the outside of the combustion chamber at least partially limited and with the inside the suction space at least partially limited, and wherein the cylinder ( 12 . 13 ) in the region of the suction space at least one temporarily closable inlet ( 21 . 32 ), and an overflow channel ( 23 . 31 ), by which the suction space and the combustion chamber are at least temporarily connectable, characterized in that the inlet ( 21 . 32 ) regardless of the piston position in the cylinder ( 12 . 13 ) is closable.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (21, 32) durch ein Ventil (51) verschließbar ist.Two-stroke swash plate motor according to claim 1, characterized in that the inlet ( 21 . 32 ) through a valve ( 51 ) is closable.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (23, 31) im Zylinder gegenüberliegend zu einer Nabe (53) der Kolbenstange (6, 7) angebracht ist, und der Kolben (4) zeitweilig in den Bereich zwischen dem Einlass (23, 31) und der Nabe (53) bewegt wird.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet ( 23 . 31 ) in the cylinder opposite to a hub ( 53 ) of the piston rod ( 6 . 7 ), and the piston ( 4 ) temporarily into the area between the inlet ( 23 . 31 ) and the hub ( 53 ) is moved.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (51) ein Rückschlagventil ist.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 51 ) is a check valve.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (51) druckgesteuert ist.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the valve ( 51 ) is pressure controlled.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (51) von einer Steuerung kontrolliert ist.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 51 ) is controlled by a controller.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (6, 7) über ein Kupplungsteil (8) mit der Schrägscheibe (11) verbunden ist, und die Schrägscheibe (11) elliptische Laufbahnen (15, 16) zur Abstützung des Kupplungsteils (8) aufweist, die senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtet sind, wobei die Laufbahnen (15, 16) im Wesentlichen eine Rinnenform, bevorzugt im Querschnitt eine Kreissegmentform, aufweisen.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod ( 6 . 7 ) via a coupling part ( 8th ) with the swash plate ( 11 ), and the swash plate ( 11 elliptical tracks ( 15 . 16 ) for supporting the coupling part ( 8th ), which are aligned perpendicular to the axis of rotation, wherein the raceways ( 15 . 16 ) substantially a channel shape, preferably in cross-section a circular segment shape, have.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (8) die Schrägscheibe (11) umgreift, und Lager (9) aufweist, die zwischen dem Kupplungsteil (8) und der Schrägscheibe (11) in den Laufbahnen (15, 16) gelagert sind, wobei die Lager (9) mit Kompensatorfedern (42) abgestützt sind und die Lager (9) einen kleineren Radius aufweisen als die Laufbahnen (15, 16), wobei der Radius der Lager (9) bevorzugt um wenigstens einen Prozent kleiner ist.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling part ( 8th ) the swash plate ( 11 ), and bearings ( 9 ), which between the coupling part ( 8th ) and the swash plate ( 11 ) in the careers ( 15 . 16 ), the bearings ( 9 ) with compensator springs ( 42 ) and the bearings ( 9 ) have a smaller radius than the raceways ( 15 . 16 ), where the radius of the bearings ( 9 ) is preferably at least one percent smaller.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (8) mit einer Kulissenführung (41), bevorzugt mit einer Kreuzkopfführung im Gehäuse (2) verschieblich geführt ist.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling part ( 8th ) with a slotted guide ( 41 ), preferably with a crosshead guide in the housing ( 2 ) is guided displaceably.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (10) axial und radial im Gehäuse gelagert ist, bevorzugt mittels Radial- und Axiallagern, wobei die Radiallager (20) in axialer Richtung der Abtriebsachse (10) von der Schrägscheibe (11) ausgehend weiter außen vorgesehen sind als die Axiallager (19).Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft ( 10 ) is mounted axially and radially in the housing, preferably by means of radial and thrust bearings, wherein the radial bearings ( 20 ) in the axial direction of the output shaft ( 10 ) from the swash plate ( 11 ) are provided further outward than the thrust bearings ( 19 ).

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kontaktpunkte der Lager (9) mit der Schrägscheibe (11) derart durch die Dicke der Schrägscheibe (11) eingestellt wird, dass der in axialer Richtung gemessene Abstand der Lager (9) zueinander konstant ist.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the contact points of the bearings ( 9 ) with the swash plate ( 11 ) so by the thickness of the swash plate ( 11 ), that the distance of the bearings measured in the axial direction ( 9 ) is constant with each other.

Verfahren zum Betreiben eines Zweitakt-Schrägscheibenmotors nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) im unteren Totpunkt den Einlass (21, 32) mit einem Bereich der Kolbenwand verschließt, beim Bewegen vom unteren in den oberen Totpunkt durch die Hubbewegung ein Luft-Kraftstoff-Gemisch ansaugt, und unabhängig von der Kolbenstellung zwischen dem unteren und dem oberen Totpunkt der Einlass (21, 32) verschlossen wird, wobei der Kolben (4) oberhalb des Einlasses (21, 32) ist, und durch die Bewegung vom oberen zum unteren Totpunkt das angesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch komprimiert und im unteren Totpunkt durch den Überströmkanal (23, 31) das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Brennraum strömt.Method for operating a two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 4 ) at bottom dead center the inlet ( 21 . 32 ) with an area of the piston wall closes, when moving from the bottom to the top dead center by the lifting movement, an air-fuel mixture sucks, and regardless of the piston position between the bottom and top dead center of the inlet ( 21 . 32 ) is closed, the piston ( 4 ) above the inlet ( 21 . 32 ), and compressed by the movement from the top to the bottom dead center, the sucked air-fuel mixture and at the bottom dead center through the overflow channel ( 23 . 31 ) the air-fuel mixture flows into the combustion chamber.

Zweitakt-Schrägscheibenmotor mit einer Abtriebswelle (10) mit einer damit verbundenen Schrägscheibe (11), auf die Antriebskräfte aufgebracht werden, einem Kolben (4), und einer Kolbenstange (6, 7) zum Übertragen der erzeugten Antriebskraft auf die Schrägscheibe (11), einem Kupplungsteil (8) zwischen der Kolbenstange (6, 7) und der Schrägscheibe (11), wobei das Kupplungsteil (8) die Schrägscheibe (11) umgreift, und Lager (9) aufweist, die zwischen dem Kupplungsteil (8) und der Schrägscheibe (11) auf Laufbahnen (15, 16) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Laufbahnen (15, 16) der Schrägscheibe (11) angepasst wird an den sich im Betrieb ändernden Abstand zwischen den Kontaktpunkten der jeweiligen Lager (9) des Kupplungsteils (8).Two-stroke swash plate motor with an output shaft ( 10 ) with an associated swash plate ( 11 ), are applied to the driving forces, a piston ( 4 ), and a piston rod ( 6 . 7 ) for transmitting the generated driving force to the swash plate ( 11 ), a coupling part ( 8th ) between the piston rod ( 6 . 7 ) and the swash plate ( 11 ), wherein the coupling part ( 8th ) the swash plate ( 11 ), and bearings ( 9 ), which between the coupling part ( 8th ) and the swash plate ( 11 ) on careers ( 15 . 16 ), characterized in that the distance between the raceways ( 15 . 16 ) of the swash plate ( 11 ) is adjusted to the operating distance between the contact points of the respective bearings ( 9 ) of the coupling part ( 8th ).

Zweitakt-Schrägscheibenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Laufbahnen (15, 16) auf der Schrägscheibe (11) durch den sich einstellenden Abstand der Lager (9) zueinander festgelegt ist nach der Formel

L_pα = L₀ – 2[ r(1 – sinα) / sinα],

wobei L_pα der Abstand der Laufflächen (15, 16) parallel zur Abtriebswelle (10) ist, L₀ der Abstand der Laufflächen (15, 16) am oberen und unteren Totpunkt ist, r der Radius der Wälzkörper der Lager (9) ist und α der Winkel der Kontaktpunkte der Lager (9) gemessen zur Abtriebswelle (10) ist.Two-stroke swash plate motor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance of the raceways ( 15 . 16 ) on the swash plate ( 11 ) by the adjusting distance of the bearings ( 9 ) is fixed to each other according to the formula

L _pα = L ₀ - 2 [r (1-sin α) / sin α],

where L _{pα is} the distance of the running surfaces ( 15 . 16 ) parallel to the output shaft ( 10 ), L _{0 is} the distance of the running surfaces ( 15 . 16 ) at the top and bottom dead center, r is the radius of the rolling elements of the bearings ( 9 ) and α is the angle of the contact points of the bearings ( 9 ) measured to the output shaft ( 10 ).