DE4101839A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1, Patentanspruch 3 oder Patent­ anspruch 5.

Unter "Brennkraftmaschine" ist im Sinne der Erfindung eine Antriebsmaschine bzw. ein Antriebsmotor zu verstehen, der unter Verwendung eines Treibstoffes oder Treibstoff-Luft- Gemisches angetrieben wird. Brennkraftmaschinen in diesem Sinne sind insbesondere Expansionsmaschinen, die von einem unter Druck stehenden Gas (Heißgas) angetrieben werden, aber auch Verbrennungsmaschinen bzw. -motoren, wie Zweitakt­ motoren, Viertaktmotoren oder Dieselmotoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraft­ maschine aufzuzeigen, die bei relativ einfacher konstruktiver Ausbildung insbesondere hinsichtlich Wirkungsgrad, Abgasver­ halten und/oder Laufruhe eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Brennkraftmaschinen bringt.

Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in ihrer Form als Kolbenmotor entsprechend dem kennzeichnen­ den Teil der Patentansprüche 1 oder 3, oder aber als mehr­ stufige Brennkraftmaschine entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 5 ausgeführt, wobei in diesem Fall die die einzelnen Stufen der mehrstufigen Brennkraftmaschine (hubraumvariable Brennkraftmaschine) bildenden Motorelemente bevorzugt Kolbenmotoren mit um die erste Motorachse umlaufen­ den Zylinderblock entsprechend Patentanspruch 1 oder 3 sind.

In ihrer mehrstufigen Ausführung ist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine eine Expansionsmaschine bzw. ein Expan­ sionsmotor oder ein Verbrennungsmotor.

Gegenüber Gasturbinen haben als Kolbenmotoren ausgebildete Brennkraftmaschinen den Vorteil, daß auch bei relativ geringen Drehzahlen noch eine ausreichende Leistung bzw. ein ausreichendes Drehmoment erreicht wird. Problematisch ist jedoch bei Kolbenmotoren in ihrer Ausbildung als Verbren­ nungsmotor das Abgasverhalten sowie auch der Treibstoff­ verbrauch bzw. auch der Wirkungsgrad. Soll ein Treibstoff- Luft-Gemisch nämlich vollständig und sauber verbrannt werden, so genügt es nicht, für einen Luftüberschuß, d. h. für ein Lambda größer als 1 zu sorgen, sondern für eine saubere und vollständige Verbrennung ist es auch erforderlich, daß hierfür eine genügende Zeit zur Verfügung steht. Dies ist bei herkömmlichen Kolbenmotoren in der Regel nicht der Fall.

Schon bei Ausbildung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine als einstufiger Kolbenmotor, der einen um die erste Maschi­ nenachse umlaufenden Zylinderblock aufweist und bei dem trotz der sich in den Zylindern hin- und herbewegenden Kolben sämtliche Massen nur auf einer Kreisbahn umlaufen und im wesentlichen keine Bewegungsumkehr erfolgt, ist durch den Arbeitszylinder und durch den mit diesem zusammenwirkenden bzw. diesem vorgeschalteten Hilfszylinder eine saubere und ruhige Arbeitsweise bei hohem Wirkungsgrad möglich, und zwar insbesondere auch als Zweitakt-Benzin-Motor (auch als Einspritzer) oder als Zweitakt-Diesel-Motor. Der Hilfszy­ linder wirkt hierbei als Ladezylinder für den Arbeitszylinder und vermeidet insbesondere das bei herkömmlichen Zweitakt­ motoren notwendige Spülen des Arbeitszylinders sowie Zuführen des Gemisches in den Arbeitszylinder bei noch geöffnetem Auslaß. Der Hilfszylinder ist hierbei über einen im Zylinder­ block ausgebildeten Kanal mit dem Arbeitszylinder verbunden. Im Kanal ist ein Steuerventil vorzugsweise in Form eines Rückschlag- oder Überströmungsventils angeordnet, welches (Ventil) immer erst dann öffnet, wenn im Hilfszylinder ein vorgegebener Druck herrscht.

Auch bei einer Expansionsmaschine kann der wenigstens eine Hilfszylinder in vorteilhafter Weise als Lader verwendet werden. Durch die Lade-Funktion des Hilfszylinders wird bei Verbrennungsmotoren erreicht, daß der gesamte Kolbenhub für die Verbrennung und Expansion zur Verfügung steht, also eine saubere und vollständige Verbrennung stattfinden kann.

Bei Ausbildung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine als Stufen-Expansionsmaschine (hubraumvariable Expansionsmaschi­ ne) findet die Verbrennung nicht in den Zylindern der einzelnen Stufen statt, sondern in einer separaten, groß­ volumigen Brennkammer. Diese wird mittels eines Kompressors, beispielsweise mittels eines Turboladers oder aber durch Hilfszylinder der einzelnen Stufen mit unter Druck stehender Luft versorgt. In der Brennkammer wird in Abhängigkeit von der Leistung Treibstoff eingespritzt, und zwar bevorzugt derart, daß nach einer einmaligen anfänglichen Zündung eine Dauerverbrennung stattfindet. Der entsprechende Gasdruck wird in einer oder in mehreren Stufen entspannt und in Drehenergie umgesetzt. Die Brennkraftmaschine kann beispielsweise als Voll- oder Teilexpansions- oder Volldruckmaschine ausgelegt sein. Die Vollexpansionsmaschine wäre die sparsamste Form, aber nicht die leistungsfähigste. Um zu einer hohen Leistung zu gelangen, ist bevorzugt ein großes Hubraumvolumen vorge­ sehen, so daß bereits bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment erreicht wird und auch die maximale Leistung bei relativ niedrigen Drehzahlen, beispielsweise bei Drehzahlen von etwa 3 000 Umdrehungen/Minute erreicht werden kann. Dies bedeutet insbesondere auch, daß die Brennkraftmaschine als Langsamläufer ausgebildet werden kann. Durch das Stufen­ prinzip ist eine abgasarme und sparsame Brennkraftmaschine möglich. Die Brennkraftmaschine ist hierbei bevorzugt so ausgebildet, daß sie prinzipiell nur mit der ersten Stufe läuft. Diese ist dann z. B. so leistungsfähig ausgelegt, daß sie den Kompressor oder Lader für die der wenigstens einen Brennkammer zugeführten Druckluft antreiben kann und z. B. bei Verwendung der Brennkraftmaschine als Antrieb für ein Straßenfahrzeug noch eine Fortbewegung des Fahrzeugs mit niedriger Leistung (z. B. 20 bis 40 PS) ermöglicht. Dies genügt für eine langsame Fortbewegung im Stadtverkehr und im Stau. Selbstverständlich ist diese erste Stufe, wie auch alle übrigen Stufen der als Stufenmotor ausgebildeten Brennkraft­ maschine in der Leistung regelbar. Wird für ein schnelleres Fahren oder eine Beschleunigung eine mehrfach höhere Leistung benötigt, so wird durch Betätigen einer Steuereinrichtung (z. B. Gasventil) eine der höheren Leistung entsprechende Anzahl von Stufen zugeschaltet. Gleichzeitig wird durch eine Steuereinrichtung selbstverständlich auch die der Brennkammer zugeführte Treibstoffmenge erhöht. In dieser Form läßt sich die Leistung der Brennkraftmaschine stufenförmig durch Zu-und Abschalten einzelner Stufen erhöhen bzw. verringern und im Bereich jeder Leistungsstufe durch die Ventileinrichtung auch kontinuierlich im Sinne einer Feinregelung einstellen. Eine Besonderheit dieser als Stufenmotor ausgebildeten Brennkraft­ maschine besteht dann auch darin, daß die Motorelemente der abgeschalteten Stufen keine Bewegungen ausführen. Hierdurch ergeben sich nicht nur extrem günstige Verbrauchswerte und eine extreme Reduzierung der Abgasmenge, sondern es werden u. a. auch eine verbesserte Leistung durch Vermeidung von Reibungsverlusten, eine Verringerung des Verschleißes sowie vor allem auch eine Verbesserung der Laufruhe erreicht.

Mit den gleichen vorgenannten Vorteilen kann die erfindungs­ gemäße Brennkraftmaschine auch als Stufen-Verbrennungsmotor ausgebildet sein, d. h. die die einzelnen Stufen bildenden Motorelemente sind dann Verbrennungsmotoren, bevorzugt Kolbenmotoren mit um die erste Motorachse umlaufendem Zylinderblock durch Zu- und Abschalten einer der jeweils benötigten Leistung entsprechenden Anzahl von Motorelementen ist auch hier wiederum eine Regelung in der Form möglich, daß die jeweils eingeschalteten Motorelemente in einem Arbeits­ bereich betrieben werden, der einen optimalen Wirkungsgrad sicherstellt.

Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Schnittdarstellung einen Kolben- Motor gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I, allerdings bei zwei hinsichtlich der Kolbenstangenführung etwas abweichenden Varianten;

Fig. 3 in einer Schnittdarstellung ähnlich Fig. 1 zwei weitere Ausführungen des erfindungsgemäßen Kolben­ motors;

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II der Fig. 3;

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 eine weitere Ausführungsform;

Fig. 6 in schematischer Darstellung und im Längsschnitt eine als mehrstufige Expansionsmaschine ausgebildete Brennkraftmaschine mit mehreren Kolbenmotoren gemäß der Erfindung;

Fig. 7 und 8 in schematischer, vergrößerter Teildarstellung sowie in einem Schnitt ähnlich den Fig. 2 und 4 einen Zweitakt-bzw. Viertakt-Verbren­ nungsmotor gemäß der Erfindung;

Fig. 9 und 10 in einer Schnittdarstellung ähnlich Fig. 2 sowie in einer Seitenansicht ähnlich Fig. 1 eine weitere Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Kolbenmotors;

Fig. 13 und 14 in ähnlichen Darstellungen wie Fig. 9 und 10 ein weitere Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Kolbenmotors;

Fig. 11 und 12 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 9 und 10 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist 1 ein Kolbenmotor, der bei der dort dargestellten Ausführungsform im wesentlichen aus einem vier Zylinder 2 aufweisenden Zylinderblock 3 besteht, welcher auf einer Welle 4 vorgesehen und antriebsmäßig mit dieser Welle verbunden ist. Die Welle 4 bildet die Motorwelle des Kolbenmotors 1 und ist mit nicht näher dargestellten Lagern in einem Motorgehäuse drehbar gelagert, von dem in den Fig. 1 und 2 lediglich eine einen Hohlzylinder bildende Umfangswand 5 gezeigt ist. Die Zylinder 2 erstrecken sich mit ihrer jeweiligen Zylinderachse radial von der Achse der Welle 4 weg und sind in gleichmäßigen Winkelabständen um die Achse der Welle 4 verteilt vorgesehen, d. h. bei insgesamt vier Zylindern 2, wie sie bei der dargestellten Ausführungsform vorgesehen sind, sind die Zylinder 2 mit ihren Zylinderachsen jeweils um 90° um die Achse der Welle 4 versetzt vorgesehen.

Jedem Zylinder 2 ist ein Kolben 6 zugeordnet, der abgedichtet in diesem Zylinder in Richtung der Zylinderachse verschiebbar ist, und zwar entsprechend dem maximalen Hub H zwischen einer ersten Extremstellung, die der in der Fig. 1 mit "A" gekenn­ zeichneten Positionierung eines Zylinders 2 entspricht, und einer zweiten Extremstellung, die der mit "B" gekennzeich­ neten Positionierung eines Zylinders 2 entspricht. Mit "C" bzw. "D" sind in der Fig. 1 zwei Zwischenstellungen der Zylinder 2 bzw. der Kolben 6 angegeben. Die Kolben 6 bilden somit in dem jeweiligen Zylinder 2 einen Arbeitsraum 7 mit veränderbarem Volumen, der an der radial innen liegenden Seite des Zylinders 2 durch eine Bodenwand 8 und an der radial außen liegenden Seite durch die Kolbenfläche 9 des jeweiligen Kolbens 6 begrenzt ist.

Jeder Kolben 6 ist an einem Ende einer Kolbenstange 10 befestigt, die in ihrer Längserstreckung im wesentlichen radial zur Achse der Welle 4 verläuft und aus dem bezogen auf die Achse der Welle 4 radial außen liegenden, offenen Ende des betreffenden Zylinders vorsteht. Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist die jeweilige Kolbenstange 10 an ihrem radial außen liegenden Ende mit dem Jochabschnitt 11 eines U-förmigen bzw. bügelförmigen Kolbenstangenelementes 12 verbunden, welches zusätzlich zum Jochabschnitt 11 noch zwei, mit ihrer Längserstreckung ebenfalls jeweils radial zur Achse der Welle 4 verlaufende Schenkelabschnitte bzw. Führungsab­ schnitte aufweist, die in der Fig. 2 bei der dort in der linken Hälfte dargestellten Ausführungsform mit 13 und in der in der rechten Hälfte dargestellten Ausführungsform mit 13a bezeichnet sind. Die Führungsschenkel 13 bzw. 13a sind jeweils in Führungen, die an der Außenfläche des zugehörigen Zylinders 2 vorgesehen sind, formschlüssig geführt, und zwar derart, daß das Kolbenstangenelement 12 insgesamt im wesent­ lichen nur eine hin- und hergehende Bewegung radial zur Achse der Welle 2 ausführen kann und somit insbesondere auch der jeweilige Kolben 6 von Kräften quer zur Achse des jeweiligen Zylinders 2 entlastet ist, d. h. auf den jeweiligen Zylinder 2 durch den Kolben 6 keine quer zur Zylinderachse wirkende Kräfte ausgeübt werden.

Bei der in der Fig. 2 links dargestellten Ausführungsform ist an jedem Führungsschenkel 13 ein Vorsprung 13′ vorgesehen, an welchem jeweils eine Rolle 15 frei drehbar gelagert ist, und zwar um eine Achse parallel zur Achse der Welle 4. Die Anordnung ist weiterhin so getroffen, daß bei in der ersten Extremstellung befindlichem Kolben 6 (Position "A") sich die Drehachse der achsgleich miteinander angeordneten Rollen 15 des betreffenden Zylinders 2 der Achse der Welle 4 näherliegt als das offene Ende dieses Zylinders 2. Diese Ausführung hat den Vorteil einer kleinen und kompakten Ausführung des Kolbenmotors 1 (insbesondere hinsichtlich des Durchmessers des Motorgehäuses im Bereich der zylinderförmigen Umfangs­ wand) bei großem Hub H der Kolben 6 zwischen den beiden Extremstellungen. Die beiden Führungsschenkel 13 bzw. die zugehörigen Führungen 14 weisen bei dieser Ausführungsform einen Hinterschneidungen bildenden Querschnitt auf, bei­ spielsweise einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt.

Bei der in der Fig. 2 rechts dargestellten Ausführungsform ist der mit seiner Längserstreckung parallel zur Welle 4 liegende Jochabschnitt 11 an beiden Enden verlängert und geht an beiden Enden in einen Abschnitt 16 über, der mit seiner Längserstreckung radial zur Achse der Welle 6 nach innen verläuft. An jedem Abschnitt 16, der an der der Kolbenstange 10 abgewandten Seite eines Führungsschenkels 13a und von diesen beabstandet vorgesehen ist, ist wiederum eine Rolle 15 drehbar gelagert, und zwar um eine gemeinsame, parallel zur Achse der Welle 4 verlaufenden Achse. Die Führungen 14a für die Führungsschenkel 13a können als Kanäle ausgebildet sein, die die Führungsschenkel 13a an ihrem Umfang jeweils voll­ ständig umschließen.

Die Achse der Welle 4 ist parallel zur Mittelachse M der kreiszylinderförmigen Umfangswand 5 des Motorgehäuses angeordnet, gegenüber dieser Mittelachse M jedoch um einen Betrag versetzt, der dem halben, maximalen Hub H der Kolben 6 entspricht. An der Innenfläche der Umfangswand 5 sind zwei die Mittelachse M konzentrisch umschließende äußere Ringe 17 aus gehärtetem Stahl oder einer anderen, geeigneten harten Legierung oder aus einem anderen, geeigneten Material vorgesehen. Auf diesen äußeren Ringen 17 können sich die Rollen 15 abrollen, wobei die beiden äußeren Ringe 17 den gleichen Innendurchmesser aufweisen, der auch so gewählt ist, daß bei gegen die Ringe 17 anliegenden Rollen 16 die Kolben 6 in der Position "B" die zweite Extremstellung bei maximalen Volumen des Arbeitsraumes 7 einnehmen können.

In den Fig. 1 und 2 sind noch zwei innere Ringe 18 dargestellt, die an ihrer Außenseite jeweils eine die Mittelachse M konzentrisch umschließende ringförmige Abroll- Fläche für die Rollen 15 mit jeweils gleichem Durchmesser bilden. Die Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Ringe 17 und dem Außendurchmesser der Ringe 18 ist dabei gleich, vorzugsweise etwas größer als der doppelte Durchmesser der Rollen 15.

Wird der Kolbenmotor 1 in der nachfolgend noch näher be­ schriebenen Weise als Expansionsmaschine oder als Teil einer mehrstufigen Expansionsmaschine verwendet, so sind die inneren Ringe 18 bzw. die von diesen Ringen gebildeten inneren Laufflächen nicht unbedingt erforderlich. Benötigt werden die inneren Ringe 18 bzw. die von diesen Ringen gebildeten Laufflächen dann, wenn der Kolbenmotor 1 als Verbrennungsmotor, d. h. beispielsweise als Zweitakt- oder Viertakt-Motor betrieben wird. Es versteht sich, daß anstelle der Ringe 17 und 18 auch andere, die äußeren bzw. inneren Laufflächen bzw. Führungen für die Rollen 15 bildende Elemente vorgesehen sein können. Insbesondere ist es auch möglich, daß diese Laufflächen an Teilen des Motorgehäuses ausgebildet sind.

Die Arbeitsweise des Kolbenmotors 1 läßt sich beispielsweise, wie folgt, beschreiben:

Durch gesteuertes, periodisches Beaufschlagen der Arbeits­ räume 7 mit einem Druck, insbesondere Gasdruck, und Entspan­ nung dieser Arbeitsräume 7 wird der Zylinderblock 3 und mit diesem auch die Welle 4 um die Achse der Welle 4 beispiels­ weise in Richtung des Pfeiles E in Rotation versetzt. Hierfür wird immer dann, wenn ein Zylinder 2 gerade die Position "A" verlassen hat, der Arbeitsraum dieses Zylinders mit dem Druck beaufschlagt, der auf den Kolben 6 eine radial nach außen wirkende Kraft ausübt, die über die zugehörigen, gegen die äußeren Ringe 17 bzw. gegen die äußeren Laufflächen anlie­ genden Rollen 15 ein Drehmoment auf den Zylinderblock 3 in Richtung des Pfeiles E ausübt, bis der entsprechende Zylinder 2 die Position B erreicht hat. Immer dann, wenn ein Zylinder 2 in die Position "B" gelangt ist, wird der entsprechende Arbeitsraum 7 für ein Ausschieben des betreffenden Fluids geöffnet. Dieses Ausschieben erfolgt dann während der Bewegung des betreffenden Zylinders 2 von der Position "B" an die Position "A".

Die vorgenannte Steuerung erfolgt über wenigstens ein Ventil- oder Verteilerelement 19, welches im einfachsten Fall auf der Welle 4 gelagert und derart am Gehäuse des Kolbenmotors 1 vorgesehen ist, daß sich dieses Element 19 mit dem Zylinder­ block 3 nicht mitdreht. Das jeweilige Verteilerelement 19 liegt mit einer Fläche 20 gegen eine Gegenfläche 21 des Zylinderblocks 3 an. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Flächen 20 und 21 jeweils als Kegelflächen ausge­ bildet, wodurch sich eine Abdichtung zwischen den Flächen 20 und 21 besonders wirksam erzielen läßt. In dem jeweiligen Verteilerelement 19 sind an der Fläche 20 endende Kanäle ausgebildet, denen entsprechende, an die Arbeitsräume 7 der Zylinder 2 führende und an der Fläche 21 endende Kanäle zugeordnet sind. Wie die nachfolgenden Ausführungen noch zeigen, hängt die Ausbildung der Verteilerelemente 19 sowie die Ausbildung der dort und auch im Bereich 3′ vorgesehenen Kanäle im Detail von der Funktion des Kolbenmotors 1 ab.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere, mögliche Ausfüh­ rungen dargestellt, die sich von den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen nur dadurch unterscheiden, daß bei den in den Fig. 3 und 4 mit 1a bezeichneten Kolbenmotor für jeden Zylinder 2 bzw. den zugehörigen Kolben 6 ein mit der Kolbenstange 10 verbundenes Kolbenstangenele­ ment 12a vorgesehen ist, welches nur einen einzigen Füh­ rungsschenkel 13 mit einer einzigen Rolle 15 aufweist. Dementsprechend ist auch nur ein äußerer Ring 17 und gege­ benenfalls ein innerer Ring 18 vorgesehen. Zur Entlastung des Kolbens 6 bzw. der Kolbenstange 10 sind zusätzlich noch zwei Führungselemente 22 vorhanden.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 mit 1b bezeichneten Kolben­ motor ist jede Kolbenstange 10 an ihrem radial außen liegen­ den Ende um eine parallel zur Achse der Welle 4 verlaufende Achse schwenkbar an einem Arm 23, und zwar in der Mitte dieses Armes befestigt, der an seinen beiden äußeren Enden jeweils eine frei drehbare Rolle 15 trägt. Auch bei dieser Ausführung sind wiederum nur ein äußerer Ring 17 sowie gegebenenfalls ein innerer Ring 18 erforderlich.

Fig. 5 zeigt in sehr vereinfachter Darstellung ähnlich Fig. 2 einen Kolbenmotor 1c, bei dem die Zylinder 2 jeweils paar­ weise vorgesehen sind, d. h. der Zylinderblock 3 insgesamt acht Zylinder 2 aufweist, wobei die Paare der Zylinder 2 wiederum um die Achse der Welle 4 um 90° versetzt vorgesehen sind. Die Kolbenstangen 10 jedes Zylinderpaares sind durch eine Querstange 24 verbunden, an der dann eine Rolle 15 drehbar gelagert ist.

Fig. 6 zeigt in vereinfachter Darstellung und im Längsschnitt ein Antriebsaggregat bzw. eine Brennkraftmaschine in Form einer Expansionsmaschine 25, die aus insgesamt vier Kolben­ motoren 1c besteht, deren Zylinderblöcke 3 auf der gemeinsa­ men Welle 4 angeordnet sind, und zwar innerhalb eines Motorgehäuses 26, welches auch die hohlzylinderförmige Umfangswand 5 mit den an der Innenfläche dieser Umfangswand gebildeten äußeren Laufflächen für die Rollen 15 aufweist. Anstelle des Kolbenmotors 1c können selbstverständlich auch die Kolbenmotoren 1, 1a oder 1b verwendet werden.

Der Zylinderblock 3 des in der Fig. 6 linken Kolbenmotors 1c ist fest mit der Welle 4 verbunden. Die Zylinderblöcke 3 der übrigen Kolbenmotoren 1c sind jeweils über Freiläufe 27 mit der Welle 4 antriebsmäßig derart verbunden, daß diese Kolbenmotoren 1c im eingeschalteten Zustand über den jewei­ ligen Freilauf 27 ebenfalls zum Antrieb der Welle 4 beitra­ gen, durch den jeweiligen Freilauf 27 es jedoch möglich ist, den jeweiligen Kolbenmotor 1c abzuschalten, und zwar in der Weise, daß bei weiterlaufender Welle 4 der Zylinderblock 3 des abgeschalteten Kolbenmotors 1c stillsteht.

Im Inneren des Gehäuses 26 ist weiterhin eine Brennkammer 28 vorgesehen, in der durch Verbrennung eines geeigneten Treibstoffes ein unter Druck stehendes Gas (Heißgas) zum Antrieb der Kolbenmotoren 1c erzeugt wird.

Als Treibstoff eignet sich grundsätzlich jedes brennbare Medium, insbesondere gasförmige oder flüssige Medium, insbesondere auch minderwertige Treiböle und Bio-Treibstoffe, wie Methanol, Rapsöl usw.

Die Brennkammer 28 ist über eine Steuerventileinrichtung 29 und über jeweils eine Druckgasleitung 30 mit dem Verteiler­ element 19 jedes Kolbenmotors 1c verbunden. Die Kanäle in den Verteilerelementen 19 sowie die zugehörigen Kanäle in dem mittleren Bereich 3′ sind hierbei so ausgebildet, daß das jeweilige Verteilerelement 19 mit dem zugehörigen Abschnitt 3′ des jeweiligen Kolbenmotors 1c eine gesteuerte Drehver­ bindung in der Form bildet daß zu den beiden Zylindern 2 jedes Zylinderpaares während etwa einer halben Umdrehung, d. h. entsprechend der Fig. 1 etwa im Bereich zwischen den Positionen A und B jeweils eine Verbindung zu der zugehörigen Druckgasleitung 30 besteht und während einer weiteren, halben Umdrehung, d. h. entsprechend der Fig. 1 zwischen der Position "B" zurück an die Position "A" die Arbeitsräume 7 der beiden Zylinder 2 eines jeden Zylinderpaares über eine nicht dargestellte Auslaß- bzw. Auspuffleitung mit der Atmosphäre in Verbindung stehen.

Zur Kühlung der Kolbenmotoren 1c ist auf der Welle 4 ein Ventilator 31 angeordnet. Weiterhin befindet sich im Inneren des Motorgehäuses 26 ein Kompressor 32, der einen Teil der vom Ventilator 31 erzeugten und durch die Kolbenmotoren 1c erhitzten Kühlluft ansaugt, komprimiert und über eine Leitung 33 der Brennkammer 28 zuführt.

Bei der Expansionsmaschine 25 erfolgt die Verbrennung des Treibstoffes nicht in Kolbenzylindern, sondern in der großvolumigen Brennkammer 28, die über den Kompressor bzw. Turbolader 32 mit Luft versorgt wird. Nach einer einmaligen Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches findet in der Brenn­ kammer 28 eine Dauerverbrennung statt, und zwar solange die Expansionsmaschine 25 in Betrieb ist. Die Menge an einge­ spritztem Treibstoff wird in Abhängigkeit von der von der Expansionsmaschine 25 abzugebenden Leistung gesteuert. Der in der Verbrennungskammer 28 entstehende Gasdruck (Heißgas) wird dann in den Kolbenmotoren 1c entspannt. Die Expansionsmaschi­ ne 25 kann dabei wahlweise als Voll- bzw. Teilexpansions-oder Volldruckmaschine ausgelegt werden, wobei die Vollexpansions­ maschine die sparsamste Form, aber nicht die leistungsfähig­ ste ist.

Weiterhin kann der Hubraum der Zylinder 2 so dimensioniert werden, daß ein großes Drehmoment erreicht wird, so daß für die Expansionsmaschine bei hoher Leistung eine relativ niedrige Drehzahl (z. B. maximal 3000 U/Min) möglich ist.

Um trotz eines großen Hubraumes für die einzelnen Kolben­ motoren 1c dennoch eine besonders abgasarme, saubere und sparsame Arbeitsweise für die Expansionsmaschine 25 zu erreichen, ist diese als "Stufenmotor", d. h. als hubraum­ variabler Motor ausgebildet. Dies bedeutet, daß die Expan­ sionsmaschine 25 im Leerlauf oder bei geringem Leistungs­ bedarf nur mit einem Kolbenmotor 1c läuft, d. h. bei der gewählten Ausführungsform mit dem den Ventilator 31 be­ nachbarten Kolbenmotor 1c, dessen Zylinderblock 3 in der vorbeschriebenen Weise antriebsmäßig fest mit der Welle 4 verbunden ist. Diese erste Stufe, d. h. dieser erste Kolben­ motor 1c ist leistungsmäßig so ausgelegt, daß er den Kompres­ sor 32 antreibt und für die Fortbewegung beispielsweise eines mit der Expansionsmaschine 25 betriebenen Fahrzeugs noch eine bescheidene Leistung abgibt, die je nach Fahrzeuggröße und Fahrzeugart verschieden sein kann und beispielsweise im Bereich zwischen 20 und 40 PS liegt. Diese Leistung würde dann in den meisten Fällen für die Fortbewegung eines Fahrzeugs, z. B. im Stadtverkehr und im Stau genügen. Die Steuerung dieser ersten Stufe erfolgt mit der Ventileinrich­ tung 29.

Werden höhere Leistungen benötigt, so werden mit der Ventil­ einrichtung 29 je nach Leistungsbedarf weitere Kolbenmotoren 1c zugeschaltet. Bei einem Antrieb eines Fahrzeugs mit der Expansionsmaschine 25 erfolgt dieses Zuschalten weiterer Kolbenmotoren dann beim Beschleunigen und beim schnelleren Fahren, wobei insbesondere bei einer Beschleunigung eines mit dem Expansionsmotor 25 angetriebenen Fahrzeugs ein besonders hoher Leistungsbedarf besteht, so daß in einem solchen Fall beispielsweise kurzzeitig alle vier Kolbenmotoren 1c zuge­ schaltet sind, während nach Beendigung der Beschleunigungs­ phase der dann benötigten, verminderten Leistung entsprechend einer oder mehrere Kolbenmotoren 1c wieder abgeschaltet werden. Die abgeschalteten Kolbenmotoren 1c bzw. deren Zylinderblöcke 3 kommen schließlich zum Stillstand und unterliegen weder einem Verschleiß, noch verursachen die abgeschalteten Kolbenmotoren Reibungsverluste. Durch das Zu-und Wegschalten der Kolbenmotoren 1c entsprechend der jeweils erforderlichen Leistung ergeben sich extrem günstige Verbrauchswerte und ein geringer Schadstoffausstoß. Eine erhebliche Reduzierung schädlicher Abgase erfolgt bereits, wie schon erwähnt, durch die Verwendung der Brennkammer 28, in der eine optimale Verbrennung insbesondere auch in einer hierfür ausreichenden Zeit möglich ist.

Die wesentlichsten Vorteile des Kolbenmotors 1, 1a, 1b bzw. 1c sowie der Expansionsmaschine 25 lassen sich, wie folgt, zusammenfassen:

• 1. Der Kolbenmotor besitzt eine relativ einfache Konstruk­ tion, da inbesondere auch keine Ventile, Nockenwellen erforderlich sind.
• 2. Der Kolbenmotor besitzt einen ruhigen und vibrationsfreien Lauf, eine lange Lebensdauer und ist nahezu wartungsfrei. Dies ergibt sich insbesondere dadurch, daß bei einem Umlauf des Zylinderblocks 3 sich sämtliche, mit diesem Zylinderblock 3 fest verbundenen Teile, insbesondere auch die Zylinder 2 auf einer Kreisbahn bewegen, nämlich auf einer Kreisbahn um die Achse der Welle 4. Weiterhin bewegen sich bei umlaufenden Zylinderblock 2 auch die Kolben 6 und die mit diesen Kolben verbundenen Teile, insbesondere die Kolbenstangen 10, Kolbenstangenelemente 12, 12a, die Rollen 15 usw. auf einer Kreisbahn um die Mittelachse M der zylinderförmigen Umfangswand 5 bzw. der von den Ringen 17 und 18 gebildeten Laufflächen. Bei laufendem Kolbenmotor 1, 1a, 1b bzw. 1c existieren somit überhaupt keine Teile, die irgendwelche exzentrische Bewegungen bezüglich einer Achse ausführen, sondern sämtliche Teile bewegen sich auf einer Kreisbahn, und zwar trotz der sich relativ zu den Zylindern 2 bewegenden Kolben 6. Durch den Hub der Kolben 6 in den Zylindern 2 bedingte Bewegungsumkehrungen treten somit nicht auf. Der jeweilige Kolbenmotor arbeitet daher sehr ruhig, vibra­ tionsfrei und besitzt eine hohe Lebensdauer.
• 3. Speziell die Expansionsmaschine 25 besitzt den Vorteil, daß die unterschiedlichsten Treibstoffe verwendbar sind, und zwar im gesamten Spektrum zwischen minderwertigen Treibölen wie Kerosin, Diesel und auch biologischen Treibstoffen, wie Methanol, Rapsöl usw.
• Die Expansionsmaschine ist weiterhin im Verbrauch äußerst sparsam und liefert saubere Abgase in möglichst geringer Menge. Dies wird z. B. schon dadurch erreicht, daß in der Brennkammer 28 genügend Zeit für eine vollständige, optimale Verbrennung zur Verfügung steht. Weiterhin trägt auch die mögliche Zu- und Wegschaltung von Kolbenmotoren 1c in Abhängigkeit von der jeweils erforderlichen Leistung für einen sparsamen Betrieb bei geringem Schadstoffausstoß bei. Dies gilt insbesondere auch bei einem Betrieb mit niedriger Leistung, wie er beispielsweise beim Fahren mit einem Fahrzeug im Stadtbereich vorliegt.
• Neben dem besonderen Spareffekt der durch Zu- und Weg­ schalten der Kolbenmotoren 1c in Abhängigkeit von Lei­ stungsbedarf erreicht wird, ergibt sich ein weiterer Spareffekt auch dadurch, daß die Entspannung des von der Brennkammer 28 gelieferten Heißgases fast vollständig in Drehenergie umgesetzt wird.
• 4. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht auch noch in dem günstigen Leistungsgewicht des Kolbenmotors 1, 1a, 1b bzw. 1c sowie auch der Expansionsmaschine 25 insgesamt.

Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß bei der Expansions­ maschine 25 selbstverständlich anstelle der Kolbenmotoren 1c auch die Kolbenmotoren 1, 1a, 1b eingesetzt werden können, d. h. die vorstehend unter Bezugnahme auf den Kolbenmotor 1c genannten Vorteile gelten selbstverständlich auch für die Kolbenmotoren 1, 1a bzw. 1b.

In den Fig. 7 und 8 ist in vereinfachter Darstellung ein Kolbenmotor, beispielsweise der Kolbenmotor 1a in einer Ausbildung als Zweitakt-Motor bzw. als Viertakt-Motor dargestellt.

Bei dem als Zweitakt-Motor ausgebildeten Kolbenmotor 1 der Fig. 7 ist jeder Zylinder 2 im Bereich des Bodens 8 mit einer von einer Zündkerze 34 gebildeten Funkenstrecke versehen. Die elektrische Verbindung zu den Zündkerzen 34 erfolgt über nicht näher dargestellte Schleifringe. Der Zündstrom kann auch durch eine auf dem rotierenden Zylinderblock 3 ange­ brachte Induktionsspule erzeugt werden, die von einem nicht mitdrehenden Magneten erregt wird.

Weiterhin sind die beiden Verteilerelemente 19 sowie der Bereich 3′ bzw. die dortigen Kanäle so ausgebildet, daß bei einem vollen Umlauf des Zylinderblocks 3 dem Arbeitsraum 7 jedes Zylinders über eine Leitung 35 ein Luft-Treibstoff- Gemisch unter Druck bei gleichzeitigem Spülen des Arbeits­ raumes zugeführt, das Luft-Brennstoff-Gemisch anschließend komprimiert und dann gezündet wird, wobei dann zur Vorbe­ reitung des nächstfolgenden Arbeitstaktes dem jeweiligen Arbeitsraum 7 wiederum das Luft-Treibstoff-Gemisch zugeführt und dabei gleichzeitig auch im Arbeitsraum vorhandene Verbrennungsgase ausgeräumt werden, die über die Auspuff­ leitung 36 abgeführt werden. Den Druck für das über die Leitung 35 zugeführte Luft-Brennstoff-Gemisch wird entweder durch ein Gebläse oder Turbolader oder aber durch einen oder mehrere Zylinder des Zylinderblockes 3 erzeugt. Im letzten Fall sind die Zylinder 2 beispielsweise wiederum paarweise vorgesehen, und zwar in ähnlicher Weise wie bei dem Kolben­ motor 1c, wobei dann z. B. ein Zylinder jedes Zylinderpaares als Arbeitszylinder und ein Zylinder 2 jedes Zylinderpaares zur Erzeugung des Druckes für das Luft-Treibstoff-Gemisch dient.

Fig. 8 zeigt einen Kolbenmotor 1 in einer etwas abgewandelten Ausführung, d. h. in einer Ausbildung als Viertakt-Motor. Bei dieser Ausführung sind anstelle der Verteilerelemente 19 Verteilerelemente 19′ vorgesehen, die jeweils aus einem die Welle 4 umschließenden, allerdings feststehenden Gehäuse 37 und aus einem auf der Welle drehbar gelagerten Ventilelement 38 bestehen, welch letzteres in seiner Formgebung dem Ventil- bzw. Verteilerelement 19 entspricht und die mit Steuerkanälen im Abschnitt 3′ zusammenwirkenden Steuerkanäle aufweist. Mittels eines Planetengetriebes 39 ist jedes Element 38 durch die umlaufende Welle 4 so angetrieben, daß bei zwei vollen Umdrehungen der Welle 4 jedes Ventilelement 38 nur eine volle Umdrehung ausführt. Zum Zuführen des Luft-Treibstoff-Gemi­ sches an die einzelnen Zylinder 2 bzw. die Arbeitsräume 7 dienen wiederum die Leitungen 35 und zum Abführen der Verbrennungsgase aus den Arbeitsräumen 7 die Leitungen 36.

Ebenso wie die Verteilerelemente 19 sind auch die Elemente 38 durch entsprechende, nicht dargestellte Federmittel mit ihrer Kegelfläche gegen die jeweilige, am Abschnitt 3′ gebildete Kegelfläche dicht angepreßt. Die Steuerkanäle in dem mit der Welle 4 fest verbundenen Bereich 3′ sowie die Steuerkanäle in den Elementen 38 sind so ausgebildet, daß bei jeder ersten, vollen Umdrehung des Zylinderblockes 3 jeder Zylinder 2 das Luft-Brennstoff-Gemisch ansaugt und komprimiert, worauf dann während der nächsten vollen Umdrehung jedes Zylinders 2 das komprimierte Gemisch gezündet wird und expandiert und dann die Verbrennungsgase ausgeschoben werden.

In der Ausbildung als Viertakt-Motor kann der Kolbenmotor 1 auch als Viertakt-Diesel-Motor ausgeführt werden, mit dem Vorteil, daß ein Zünden des Gemisches durch Zündkerzen 34 nicht erforderlich ist. In diesem Fall muß dann allerdings der Treibstoff mit hohem Einspritzdruck in die Zylinder 2 bzw. Arbeitsräume 7 eingebracht werden, was erhöhte Anforde­ rungen an die Dichtheit zwischen den Elementen 38 und der jeweils zugeordneten Kegelfläche am Bereich 3′ bedeutet. Grundsätzlich ist es aber hier auch möglich, durch zusätz­ liche Hilfszylinder am Zylinderblock 3, die ähnlich den Arbeitszylindern 2 ausgebildet sind, den jeweiligen Ein­ spritzdruck für den Treibstoff zu erzeugen.

Vorstehend wurde bei der Beschreibung der Verbrennungsmotoren der Fig. 7 und 8 auf den Kolbenmotor 1 bezug genommen. Es versteht sich, daß auch der Kolbenmotor 1a, 1b bzw. 1c in gleicher Weise als Verbrennungsmotor ausgebildet sein kann. Wesentlich ist hier aber, daß die inneren Ringe 18 bzw. die von diesen Ringen gebildeten inneren Laufflächen erforderlich sind, insbes. auch bei der Ausbildung als Viertakt-Motor, damit das ordnungsgemäße Ansaugen des Luft-Kraftstoff-Ge­ misches (bei Viertakt-Otto-Motor) bzw. das ordnungsgemäße Ansaugen der Luft (bei Viertakt-Diesel-Motor) sichergestellt sind.

Die grundsätzlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Kolben­ motors bestehen auch bei seiner Ausbildung als Verbrennungs­ motor. Vorteile sind hier u. a.:

• 1. ruhiger, vibrationsfreier Lauf und hohe Lebensdauer;
• 2. einfache, kompakte und leichte Konstruktion;
• 3. kein Klopfen und Schütteln, kein Nachstellen von Ventilen;
• 4. Möglichkeit einer großvolumigen Ausführung der Zylinder, da eine große, von dem Zylinderblock 3 gebildete rotieren­ de Masse möglich ist, die durch Druckänderungen im jeweiligen Arbeitsraum 7 bedingte Stöße weitestgehend absorbiert und somit eine gleichmäßige Drehbewegung sicherstellt;
• 5. es sind keine Kurbelwelle, kein Motoröl, keine Flüssig­ keitskühlung erforderlich, da sich die mit Kühlflächen versehenen Zylinder 2 im Luftstrom drehen und somit selbst optimal kühlen;
• 6. hohe Leistungsabgabe und vibrationsfreier Lauf, da keine Massenumkehrbewegung erfolgt.

Auch in der Ausbildung als Verbrennungsmotor können mehrere Kolbenmotoren zu einem Stufenmotor zusammengefügt sein, bei dem die Einzel-Kolbenmotoren in Abhängigkeit von der jeweils benötigten Leistung an eine gemeinsame Welle an bzw. von dieser wieder abgeschaltet werden. Das An- und Abschalten an die gemeinsame Welle erfolgt durch entsprechende Kupplungen.

Die Fig. 9 und 10 zeigen einen als Zweitakt-Vergasermotor ausgebildeten Kolbenmotor 1d gemäß der Erfindung. Bei diesem Motor ist auf der Welle 4 ein Zylinderblock 3a drehbar gelagert, der vier jeweils um 90° um die Achse der Welle 4 gegeneinander versetzte Zylinderpaare aufweist, von denen jedes aus dem Zylinder 2, der den eigentlichen Arbeitszylin­ der bildet, sowie aus einem Hilfszylinder 40 besteht. Die beiden Zylinder 2 und 40 jedes Zylinderpaares sind mit ihren Zylinderachsen radial zur Achse der Welle 4 sowie in einer gemeinsamen, auch die Achse der Welle 4 einschließenden Ebene angeordnet. Die Zylinder 2 besitzen wiederum jeweils einen Kolben 6. Ein entsprechender Kolben 6′ ist in jedem Hilfs­ zylinder 40 vorgesehen. Die Kolben 6 sind mit einer Kolben­ stange 10 verbunden, von denen jede einstückig mit einem Kolbenstangenelement 42 in etwa bügelförmig ausgebildet ist. Das Kolbenstangenelement 42 jeder Kolbenstange 10 bildet einen Schenkel, der an der Außenfläche des zugehörigen Zylinders 2 radial zur Achse 4 verschiebbar geführt ist, wobei sich dieser Abschnitt jedes Kolbenstangenelementes 42 bezogen auf die Welle 4 radial nach innen erstreckt und an seinem am weitesten innen liegenden Ende eine Rolle 43 trägt, die um eine Achse parallel zur Achse der Welle 4 frei drehbar gelagert ist. Die Rollen 43 sämtlicher Kolbenstangen 10 bzw. Zylinder 2 befinden sich in einer gemeinsamen, die Achse der Welle 4 senkrecht schneidenden Ebene, die an der den Hilfs­ zylindern 40 abgewandten Seite der Zylinder 2 vorgesehen ist. Sämtliche Rollen 43 greifen von der Seite her in eine in sich geschlossene Führungsnut 44 ein, die eine gedachte, parallel zur Achse der Welle 4 verlaufende Mittelachse M konzentrisch umschließt, wobei diese Achse M gegenüber der Achse der Welle 4 versetzt ist.

In ähnlicher Weise sind die Kolbenstangen 41 der Kolben 6′ jeweils mit einem Kolbenstangenelement 46 versehen, welches mit einem geradlinigen Abschnitt an der Außenseite des jeweiligen Hilfszylinders 40 geführt ist und sich bezogen auf die Achse der Welle 4 radial nach innen erstreckt. An jedem Kolbenstangenelement 46 ist eine Rolle 47 wiederum um eine Achse parallel zur Achse der Welle 4 frei drehbar gelagert.

Die Rollen 47 greifen in eine der Führungsnut 44 entspre­ chende, in sich geschlossene Führungsnut 48 ein, die eine parallel zur Achse der Welle 4 verlaufende, gegenüber der Achse der Welle 4 jedoch versetzte gedachte Mittelachse M′ konzentrisch umschließt. Bei der dargestellten Ausführungs­ form sind die beiden Achsen M und M′ achsgleich. Es ist jedoch denkbar, daß bei bestimmten Anwendungen die beiden Achsen M und M′ auch nicht achsgleich zueinander vorgesehen sind.

Die Welle 4 ist entweder in den beiden Platten 45 und 49, die Teil eines nicht näher dargestellten Motorgehäuses sind, drehbar gelagert. Insbesondere dann, wenn der Kolbenmotor 1d Teil eines mehrstufigen Antriebs ist, können die Platten 45 und 49 auch Zwischenwände oder drehfest gehaltene Elemente dieser Mehrstufenantriebs sein. Von ihrer Funktion her entsprechen die Führungsnuten 44 und 48 der aus den beiden konzentrischen Ringen 17 und 18 bestehenden Führung. Der Vorteil der Platten 45 bzw. 49 mit den zugehörigen Führungs­ nuten 44 und 48 ist aber, daß auftretende Kräfte unmittelbar an die Welle 4 übertragen werden.

Der mittlere Bereich 3a′ des Zylinderblocks 3a wirkt wiederum beidseitig mit einem Verteiler- bzw. Ventilelement 50 bzw. 51 zusammen. Die Ventilelemente 50 und 51, die jeweils ortsfest vorgesehen bzw. an der benachbarten Platte 49 bzw. 45 gehalten sind, bilden mit ihren Kanälen bzw. Öffnungen in Verbindung mit Kanälen bzw. Öffnungen im Bereich 3a′ als Drehverteiler ausgeführte Ventile. An dem Ventilkörper 50 bzw. dessen Kanal ist eine Leitung 52 zum Ansaugen eines Luft-Brennstoffgemisches und an das Ventilelement 51 ist eine Leitung 53 (Auspuffleitung) zum Abführen der verbrannten Gase angeschlossen. Im Inneren des Zylinderblockes 3a sind weiterhin der Hilfszylinder 40 und der Zylinder 2 jedes Zylinderpaares über ein doppelt wirksames Überströmungs- bzw. Rückschlagventil 54 miteinander verbunden. Anstelle dieses Rückschlagventiles kann auch jeweils ein gesteuertes Ventil vorgesehen sein. Der in den Fig. 9 und 10 dargestellte Kolbenmotor kann als Zweitakt-Brennkraftmaschine so sauber und gründlich arbeiten wie ein Viertaktmotor, was u. a. bedeutet:

• 1. Während bei üblichen Zweitaktmotoren nur etwa der halbe Kolbenhub als Arbeitshub zur Wirkung kommt, kommt bei dem Kolbenmotor 1d der volle Kolbenhub zur Wirkung, was eine erhebliche Leistungssteigerung je Arbeitshub bedeutet. Durch längere Aufenthaltszeiten der Verbrennungsgase im Brennraum bzw. im Zylinder 2 ist eine vollständigere Verbrennung und nahezu vollständige Entspannung des Arbeitsmittels möglich, was auch einen geringeren Auspufflärm zur Folge hat.
• 2. Die Vermeidung des bei herkömmlichen Zweitaktmotoren typischen Spülungs- bzw. Ladevorgangs bei geöffnetem Auslaß. Bei herkömmlichen Zweitakt-Motoren führt dieses Spülen und Laden bei geöffnetem Auslaß nicht nur zu einer Erhöhung des Treibstoffverbrauchs, sondern ist auch aus Gründen des Umweltschutzes nicht zu vertreten.
• 3. Unter Berücksichtigung aller Faktoren, ist mit dem Kolbenmotor 1d eine Brennkraftmaschine geschaffen, die bei ca. 1/3 des Gewichts herkömmlicher Viertakt-Motoren mindestens etwa die doppelte Leistung abgibt, und zwar bei vergleichsweise gleicher Arbeitsdrehzahl.

Die Arbeitsweise des Kolbenmotors 1d läßt sich, wie folgt, beschreiben:

Bei jedem Arbeitszyklus werden die Kolben 6 und 6′ eines Zylinderpaares gleichzeitig radial nach außen geführt. Das von dem Ventilelement 50 gebildete Einlaßventil des Hilfs­ zylinders 40 ist geöffnet, wodurch das Treibstoff-Luft- Gemisch in den Hilfszylinder 40 strömt. Bei Erreichen des äußeren Totpunkts der Kolben 6 bzw. 6′ öffnet das von dem Ventilelement 50 gebildete Auslaßventil des Zylinders 2 und die weitestgehend entspannten Gase gelangen in die Leitung 53. Gleichzeitig schließt das Einlaßventil des Hilfszylinders 40. Das Auslaßventil des Zylinders 2 kann nun maximal bis zum halben Kolbenhub geöffnet bleiben, da das federbelastete Überström- bzw. Rückschlagventil 54 so eingestellt und konstruktiv ausgelegt ist, daß es ein frühzeitiges Einströmen des Gemisches in den Zylinder 2 verhindert. Bei dem nun beginnenden Verdichtungstakt wird das Einlaßventil des Hilfszylinders 40 geschlossen und beide Kolben 6 und 6′ bewegen sich radial nach innen in Richtung der Achse der Welle 4. Im Zylinder 2 wird ab dem Schließen des Auslaß­ ventils die in diesem Zylinder verbliebene Restluft ver­ dichtet. Der sich ebenfalls radial nach innen bewegende Kolben 6′ des Hilfszylinders 40 verdichtet das vorher angesaugte Gemisch und preßt es dann nahezu restlos über das Rückschlagventil 54 in den Zylinder 2, wo am inneren Tot­ punkt, d. h. dann, wenn sich der entsprechende Kolben 6 in seinem geringsten Abstand von der Welle 4 befindet, die Zündung des Gemisches erfolgt.

Die saubere Arbeitsweise des Kolbenmotors 1d als Zweitakt­ motor wird im wesentlichen durch folgende konstruktiv bedingte Betriebsabläufe erreicht:

• 1. Durch die Benutzung des gesamten Kolbenhubes bleibt das Treibstoff-Luft-Gemisch länger im Brennraum des Zylinders 2, wodurch eine nahezu vollständige Expansion und vollständige Verbrennung stattfindet, und zwar mit der Folge einer besseren Energieausbeute, einer Verringerung der Schadstoffe und des Auspuffgeräusches.
• 2. Es wird eine verbesserte Gemischaufbereitung durch den vorgeschalteten, als Ladezylinder wirkenden Hilfszylinder 40 erreicht. Insbesondere wird eine stets gleichmäßige Befüllung des Brennraumes des Zylinders 2 erzielt.
• 3. Ein ganz wesentliches Merkmal ist jedoch darin zu sehen, daß bei Beginn des Lade- und Verdichtungsvorgangs das Auslaßventil des Zylinders 2 (Ventilelement 51) bereits geschlossen ist und somit im Gegensatz zu herkömmlichen Zweitakt-Motoren unverbranntes Gemisch nicht ins Freie gelangen kann.
• 4. Da nach einem Arbeitstakt nur der noch übrige Gasdruck entlassen wird und keine Spülung des Arbeitszylinders stattfindet, entsteht automatisch beim Wiederverdichten der Effekt einer Abgasrückführung, welche mengenmäßig durch die Dauer der Öffnung des Auslaßventils bestimmt werden kann. Dieser Vorgang begünstigt ebenfalls die Eindämmung von Schadstoffemissionen von NO_x durch Senkung der Spitzentemperaturen.
• 5. Durch die gleichzeitige Verdichtungsarbeit von Arbeits­ zylinder und Ladezylinder können enorme Verdichtungs­ verhältnisse erzielt werden, und zwar bei einem großzügig dimensionierten Brennraum, welcher u. a. für eine optimale Verbrennung auch Vorkammern, Wirbelkammern, Kugelkalotten usw. aufweisen kann. Der Druckanstieg bei Einleitung der Verbrennung erfolgt dadurch nicht so heftig wie bei extrem gequetschten Brennräumen.
• Unter Verwendung von Hochdruck-Einzelpumpendüsen, die Einspritzdrücke von mehr als 1000 bar erbringen, und einer entsprechend langgezogenen, verstellbaren Steuer­ kurve ist eine ideale Gemischbildung und saubere Gleich­ druckverbrennung möglich, und zwar mit dem Ergebnis eines gleichmäßigen und hohen Drehmomentes.

Die Fig. 11 und 12 zeigen einen Kolbenmotor 1e, der mit dem Kolbenmotor 1d im wesentlichen identisch ist. Allerdings ist der Kolbenmotor 1e als Zweitakt-Benzin-Motor mit Benzin- Direkteinspritzung (Magermotor) oder als Zweitakt-Diesel- Motor ausgebildet. Für die Einspritzung des Kraftstoffes (Benzin oder Diesel) sind am Zylinderblock 3a als Pumpen wirkende Einspritzzylinder 55 bzw. 56 vorgesehen, und zwar jeweils wenigstens ein solcher Zylinder für jedes von einem Zylinder 2 und einem Hilfszylinder 40 gebildete Zylinderpaar. Die Einspritzkolben der Einspritzzylinder 55 wirken mit einer ortsfesten, verstellbaren Steuerkurve 57 zusammen, die immer dann, wenn sich ein Einspritzzylinder 55 vorbeibewegt, den Einspritzkolben dieses Zylinders nach innen drückt und dadurch eine bestimmte Treibstoffmenge in den zugehörigen Arbeitszylinder 2 einspritzt, wobei die eingespritzte Menge von der über ein Gaspedal oder einen Gashebel veränderbaren Stellung der Steuerkurve 57 abhängig ist. In ähnlicher Weise wirken auch die zwischen den Zylindern 2 und Hilfszylinder 40 vorgesehenen Einspritzzylinder 56 mit einer ortsfesten, d. h. mit dem Zylinderblock 3a nicht mitdrehenden, allerdings verstellbaren Steuerkurve 58 zusammen.

Wird der Kolbenmotor 1e als Zweitakt-Diesel betrieben, so ist dessen Arbeitsweise ähnlich der Arbeitsweise des Kolbenmotors 1d, allerdings mit dem Unterschied, daß am Beginn jedes Arbeitszykluses von dem Hilfszylinder 40 eines Zylinderpaares über die Leitung 52 kein Luft-Kraftstoff-Gemisch, sondern reine Luft angesaugt wird. Der Kraftstoff wird unter mäßigem Druck (ca. 1 bis 2 bar) beispielsweise über das Ventilelement 50 den Einspritzzylindern 55 bzw. 56 zugeführt. Die Ein­ spritzzylinder 55 bzw. 56 sind über die zugehörigen Steuer­ kurven 57 und 58 so gesteuert, daß jeweils am Ende der Kompressionsphase der Luft im Zylinder 2 das Einspritzen des Treibstoffes (Diesel) in diesem Zylinder 2 erfolgt. Der jeweilige Zylinder 40 wirkt als Lader entsprechend einem Turbo-Lader, allerdings mit dem Vorteil, daß der jeweilige Zylinder 40 als Lader auch bei sehr niedrigen Drehzahlen des Kolbenmotors 1e voll wirksam ist.

Die Verwendung von vier Einspritzzylindern 55 bzw. 56 hat gegenüber einer zentralen Einspritzanlage oder -pumpe den Vorteil, daß der Kraftstoff allenfalls nur mit geringem Druck an den rotierenden Zylinderblock 3a übertragen werden muß, wodurch Dichtungsprobleme entfallen. Weiterhin hat die Verwendung von vier Einspritzzylindern 55 bzw. 56 auch den Vorteil, daß bei einem eventuellen Defekt eines Einspritz­ zylinders nur der zugehörige Arbeitszylinder 2 ausfällt und nicht der gesamte Kolbenmotor 1e. Hierdurch ergibt sich eine hohe Betriebssicherheit, die beispielsweise insbesondere bei Flugzeugmotoren wichtig ist.

Das Abgasverhalten des Kolbenmotors 1e ist wiederum mit dem Abgasverhalten eines Viertaktmotors absolut gleichwertig. Besondere Emissionseinsparungen ergeben sich einerseits aus einem wegen des hohen Wirkungsgrades des Kolbenmotors 1e niedrigen Verbrauchs sowie andererseits aus einer sehr gründlichen und vollständigen Verwendung und Expansion des Kraftstoffes. Auch für den Kolbenmotor 1e gilt wiederum, daß der vollständige Kolbenhub genutzt wird und durch die im Vergleich zu Viertaktmotoren doppelte Anzahl von Arbeits­ takten die Leistung doppelt so groß ist wie bei einem Viertaktmotor herkömmlicher Ausbildung, und zwar bei jeweils gleichem Hubraum und gleicher Drehzahl. Durch den mit den Hilfszylindern 40 erzielten Lade-Effekt wird eine zusätzliche Leistungssteigerung um ca. 25% oder mehr erreicht. Weiterhin gilt für die Kolbenmotoren 1d und 1e, daß ein Ventilantrieb entfällt und daß sich sämtliche Massen im wesentlichen auf einer Kreisbahn bewegen, was ebenfalls zur Steigerung der Leistung sowie zur Erzielung eines ruhigen, gleichmäßigen Laufs beiträgt.

In den Fig. 13 und 14 ist schließlich noch ein Kolbenmotor 1f dargestellt, der hinsichtlich der Ausbildung des Zylinder­ blocks 3a dem Kolbenmotor 1d entspricht, wobei die Kolben­ stangen 10 und 41 jedes Zylinderpaares allerdings über eine eine Rolle 15 tragende Welle 59 miteinander verbunden sind. Jede Rolle 15 wirkt wiederum mit dem Ring 17 zusammen, der zusätzlich noch zwei Führungsnuten 60 besitzt, in die die Kolbenstangen 10 und 41 bzw. die entsprechenden Kolben­ stangenelemente mit Steuernocken 61 eingreifen, um eine formschlüssige Führung für die Kolbenstangen bzw. die Kolben 6 und 6′ zu gewährleisten und um seitliche Kräfte aufzunehmen sowie um auch in der Anlaufphase eine Bewegung der Kolben 6 und 6′ radial nach außen sicherzustellen. Der Kolbenmotor 1f bildet eine Expansionsmaschine mit integriertem Kolbenver­ dichter. Hier hat der Hilfszylinder 40 die Funktion eines Ladekompressors für eine externe Brennkammer. Dies hat den Vorteil, daß bei kleinen, z. B. ein- bis dreistufigen Antriebsaggregaten ein Turbokompressor als zusätzliches separates Bauteil entfällt. Ferner erzeugt bei Inbetriebnahme jede Stufe bzw. jeder Kolbenmotor 1f ihre eigene Ladeluft­ menge, so daß diesbezüglich keine besondere Regelung er­ forderlich ist. Die Steuerung der Zylinder 2 bzw. der Hilfszylinder 40 erfolgt wiederum durch die Ventilelemente 50 und 51.

Die beschriebenen Kolbenmotoren sind bevorzugt Bestandteil einer mehrstufigen Antriebseinheit, d. h. eines Stufenmotors, der den besonderen Vorteil eines variablen, an die jeweils benötigte Leistung angepaßten Hubraumes sowie auch den Vorteil bietet, daß durch Zu- und Abschalten einzelner Antriebsstufen auch bei ändernden Lastverhältnissen die arbeitenden, d. h. nicht stillgesetzten Stufen jeweils in einem möglichst idealen Lastbereich betrieben werden können.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrunde­ liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f Kolbenmotor
 2 Zylinder
 3, 3a Zylinderblock
 3′, 3a′ mittlerer Bereich
 4 Welle
 5 Umfangswand
 6, 6′ Kolben
 7 Arbeitsraum
 8 Boden
 9 Kolbenfläche
10 Kolbenstange
11 Jochabschnitt
12 Kolbenstangenelement
13, 13a Führungsschenkel
13′ Vorsprung
14, 14a Führung
15 Rolle
16 Abschnitt
17 Ring
18 Ring
19, 19′ Verteiler- bzw. Ventilelement
20 Fläche
21 Fläche
22 Führungselement
23 Arm
24 Querstange
25 Expansionsmaschine
26 Motorgehäuse
27 Freilauf
28 Brennkammer
29 Ventileinrichtung
30 Druckleitung
31 Ventilator
32 Kompressor
33 Druckleitung
34 Zündkerze
35 Leitung
36 Leitung
37 Gehäuse
38 Element
39 Planetengetriebe
40 Hilfszylinder
41 Kolbenstange
42 Kolbenstangenelement
43 Rolle
44 Führungsnut
45 Platte
46 Kolbenstangenelement
47 Rolle
48 Führungsnut
49 Platte
50 Ventilelement
51 Ventilelement
52 Leitung
53 Leitung
54 Rückschlagventil
55 Einspritzzylinder
56 Einspritzzylinder
57 Steuerkurve
58 Steuerkurve
59 Welle
60 Führungsnut
61 Steuernocken

Claims (30)

1. Brennkraftmaschine in Form eines Kolbenmotors, mit einer, von wenigstens zwei Zylindern (2, 40) und zwei Kolben (6, 6′) gebildeten Zylinderanordnung, deren Kolben im jeweiligen Zylinder (2, 40) einen Arbeitsraum mit veränderbarem Volumen bilden und hierfür relativ zum Zylinder (2, 40) in diesem in Richtung der Zylinderachse hin- und herbewegbar sind, sowie mit einer mit ihrem einen Ende mit dem jeweiligen Kolben (6, 6′) verbundenen Kolbenstange (10, 41), die aus einem Ende des Zylinders (2, 40) herausgeführt ist, wobei die wenigstens zwei Zylinder (2, 40) einen um eine erste Motorachse (4) drehbar gelagerten Zylinderblock (3, 3a) bilden und mit ihrer Zylinderachse radial zu der ersten Motorachse (4) angeordnet sind, wobei am anderen, aus dem wenigstens einen Zylinder (2, 40) vorstehenden Ende der Kolbenstange (10, 41) wenigstens ein Führungselement (15, 47, 43) vorgesehen ist, welchem wenigstens eine Führung (17, 18, 44, 48) zugeordnet ist, die eine parallel zur ersten Motorachse (4) verlaufende zweite Motorachse (M, M′) konzentrisch umschließt, und wobei die erste und zweite Motorachse einen Abstand (H/2) voneinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (2, 40) der Zylinderanordnung in Richtung der ersten Motorachse auf einander folgend vorgesehen sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zylinder (2, 40) der Zylinderanordnung wenigstens ein Arbeitszylinder und ein diesem zuge­ ordneter Hilfszylinder sind.

3. Brennkraftmaschine in Form eines Kolbenmotors, mit einer, von wenigstens zwei Zylindern (2, 40) und zwei Kolben (6, 6′) gebildeten Zylinderanordnung, deren Kolben im jeweiligen Zylinder (2, 40) einen Arbeitsraum mit veränderbarem Volumen bilden und hierfür relativ zum Zylinder (2, 40) in diesem in Richtung der Zylinderachse hin- und herbewegbar sind, sowie mit einer mit ihrem einen Ende mit dem jeweiligen Kolben (6, 6′) verbundenen Kolbenstange (10, 41), die aus einem Ende des Zylinders (2, 40) herausgeführt ist, wobei die wenigstens zwei Zylinder (2, 40) einen um eine erste Motorachse (4) drehbar gelagerten Zylinderblock (3, 3a) bilden und mit ihrer Zylinderachse radial zu der ersten Motorachse (4) angeordnet sind, wobei am anderen, aus dem wenigstens einen Zylinder (2, 40) vorstehenden Ende der Kolbenstange (10, 41) wenigstens ein Führungselement (15, 47, 43) vorgesehen ist, welchem wenigstens eine Führung (17, 18 44, 48) zugeordnet ist, die eine parallel zur ersten Motorachse (4) verlaufende zweite Motorachse (M, M′) konzentrisch umschließt, und wobei die erste und zweite Motorachse einen Abstand (H/2) voneinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (2, 40) der Zylinderanordnung wenigstens ein Arbeitszylinder und ein diesem zugeordneter Hilfszylinder sind.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zylinder (2, 40) der Zylinderanordnung in Richtung der ersten Motorachse auf einander folgend vorgesehen sind.

5. Brennkraftmaschine mit mehreren Motorelementen und einer von diesen antreibbaren Motorwelle (4), dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motorelemente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) wenigstens zwei Stufen bilden, und daß in Abhängig­ keit von der jeweils benötigten Leistung eine dieser Leistung entsprechende Anzahl von Stufen zum Antreiben der Motorwelle (4) einschaltbar ist, wobei die Motor­ elemente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) der abgeschalteten Stufen stillstehen.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motorelemente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) über wenigstens eine Steuereinrichtung (29) ein- und abschaltbar, vorzugsweise auch in ihrer Leistung regelbar sind.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorelemente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) über Kupplungen und/oder Freiläufe (27) mit der Motorwelle (4) verbunden sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorelemente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) Expansionsmotoren sind, die über wenig­ stens eine Ventileinrichtung (29) von wenigstens einer Brennkammer (28) mit einem Druckgas bzw. Heißgas versorgt werden.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß für jedes Motorelement (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) eine Brennkammer (28) vorgesehen ist.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für sämtliche Motorelemente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) eine gemeinsame Brennkammer (28) vorgesehen ist.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motorelement (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) antriebsmäßig fest mit der Motorwelle (4) verbunden ist, und daß die weiteren Motorelemente (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) jeweils über Kupplungen oder Frei­ läufe (27) mit der Motorwelle (4) antriebsmäßig ver­ bindbar sind.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Motorelement ein Kolbenmotor mit wenigstens einem Zylinder (2, 40) und einem Kolben (6, 6′) ist, der im Zylinder (2) einen Arbeitsraum mit veränderbarem Volumen bildet und hierfür relativ zum Zylinder (2, 40) in diesem in Richtung der Zylinderachse hin-und herbewegbar ist sowie mit einem Ende einer Kolbenstange (10, 41) verbunden ist, die aus einem Ende des Zylinders (2, 40) herausgeführt ist, daß der wenigstens eine Zylinder (2, 40) einen um eine erste Motorachse (4) drehbar gelagerten Zylinderblock (3, 3a) bildet, daß der wenigstens eine Zylinder (2) mit seiner Zylinderachse radial zu der ersten Motorachse (4) angeordnet ist, daß am anderen, aus dem wenigstens einen Zylinder (2, 40) vorstehenden Ende der Kolbenstange (10, 41) wenigstens ein Führungselement (15, 43, 47) vor­ gesehen ist, welchem wenigstens eine Führung (17, 18, 44, 48) zugeordnet ist, die eine parallel zur ersten Motor­ achse (4) verlaufende zweite Motorachse (M, M′) konzen­ trisch umschließt, und daß die erste und zweite Motor­ achse einen Abstand (H/2) voneinander aufweisen.

13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Motorelement ein Kolbenmotor mit einer, von wenigstens zwei Zylindern (2, 40) und zwei Kolben (6, 6′) gebildeten Zylinderanordnung ist, deren Kolben im jeweiligen Zylinder (2, 40) einen Arbeitsraum mit veränderbarem Volumen bilden und hierfür relativ zum Zylinder (2, 40) in diesem in Richtung der Zylinderachse hin- und herbewegbar sind, daß eine mit ihrem einen Ende mit dem jeweiligen Kolben (6, 6′) verbundenen Kolbenstange (10, 41) vorgesehen ist, die aus einem Ende des Zylinders (2, 40) herausgeführt ist, daß die wenigstens zwei Zylinder (2, 40) einen um eine erste Motorachse (4) drehbar gelagerten Zylinderblock (3, 3a) bilden und mit ihrer Zylinderachse radial zu der ersten Motorachse (4) angeordnet sind, daß am anderen, aus dem wenigstens einen Zylinder (2, 40) vorstehenden Ende der Kolbenstange (10, 41) wenigstens ein Führungselement (15, 47, 43) vorgesehen ist, welchem wenigstens eine Führung (17, 18, 44, 48) zugeordnet ist, die eine parallel zur ersten Motorachse (4) verlaufende zweite Motorachse (M, M′) konzentrisch umschließt, daß die erste und zweite Motorachse einen Abstand (H/2) voneinander aufweisen, und daß die Zylinder (2, 40) der Zylinderanordnung in Richtung der ersten Motorachse auf einander folgend vorgesehen sind.

14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Motorelement Kolben­ motor mit einer, von wenigstens zwei Zylindern (2, 40) und zwei Kolben (6, 6′) gebildeten Zylinderanordnung ist, deren Kolben im jeweiligen Zylinder (2, 40) einen Arbeitsraum mit veränderbarem Volumen bilden und hierfür relativ zum Zylinder (2, 40) in diesem in Richtung der Zylinderachse hin- und herbewegbar sind, daß eine mit ihrem einen Ende mit dem jeweiligen Kolben (6, 6′) verbundenen Kolbenstange (10, 41) vorgesehen ist, die aus einem Ende des Zylinders (2, 40) herausgeführt ist, daß die wenigstens zwei Zylinder (2, 40) einen um eine erste Motorachse (4) drehbar gelagerten Zylinderblock (3, 3a) bilden und mit ihrer Zylinderachse radial zu der ersten Motorachse (4) angeordnet sind, daß am anderen, aus dem wenigstens einen Zylinder (2, 40) vorstehenden Ende der Kolbenstange (10, 41) wenigstens ein Führungselement (15, 47, 43) vorgesehen ist, welchem wenigstens eine Führung (17, 18, 44, 48) zugeordnet ist, die eine parallel zur ersten Motorachse (4) verlaufende zweite Motorachse (M, M′) konzentrisch umschließt, daß die erste und zweite Motorachse einen Abstand (H/2) voneinander aufweisen, und daß die Zylinder (2, 40) der Zylinderanordnung wenigstens ein Arbeitszylinder und ein diesem zugeordneter Hilfs­ zylinder sind.

15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der ersten Motorachse (4) und der zweiten Motorachse (M, M′) dem halben maximalen Hub (H) des Kolbens (6, 6′) in dem wenigstens einen Zylinder (2, 40) entspricht.

16. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Führungs­ element von wenigstens einer Rolle (15, 43, 47) gebildet ist, die um eine parallel zu den Motorachsen (4, M, M′) verlaufende Achse frei drehbar vorgesehen ist.

17. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Führungs­ element (15, 43, 47) in der wenigstens einen Führung (17, 18, 44, 48) formschlüssig derart geführt ist, daß in bezug auf die zweite Motorachse (M, M′) ein radiales Verschieben des Führungselementes (15, 43, 47) beim Umlaufen des Zylinderblocks (3, 3a) um die erste Motor­ achse (4) nicht oder im wesentlichen nicht stattfindet.

18. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung von einer äußeren, die zweite Motorachse (M, M′) konzentrisch umschließenden und dieser Motorachse zugewandten Ring­ fläche (17) und einer inneren, die zweite Motorachse ebenfalls konzentrisch umschließenden, von dieser Motorachse aber abgewandten Ringfläche (18) oder von einer Führungsnut (44, 48) gebildet ist.

19. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kolbenstange (10, 41) Führungselemente (13, 13a) zugeordnet sind, die mit Führungen (21) am wenigstens einen Zylinder (2, 40) zusammenwirken.

20. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine Drehventil-oder Verteiler­ einrichtung, die von einem die erste Motorachse (4) umschließenden Bereich (3′, 3a′) des Zylinderblocks (3, 3a) und wenigstens einem gegen eine Fläche (21) dieses Bereichs anliegenden Verteiler- oder Ventilelement (19, 50, 51) gebildet ist.

21. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Ausbildung des Kolbenmotors als Expansions­ motor oder als Zweitakt-Verbrennungsmotor das Ventil­ element (19, 50, 51) gegenüber dem Zylinderblock (3, 3a) nicht mitdrehend vorgesehen ist.

22. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Ausbildung des Kolbenmotors als Viertakt-Verbrennungsmotor oder als Viertakt-Dieselmotor das Ventilelement (38) über ein Getriebe antriebsmäßig mit dem Zylinderblock (3) derart verbunden ist, daß bei einer Umdrehung des Ventilelementes (38) der Zylinder­ block (3) zwei volle Umdrehungen um die erste Motorachse (4) ausführt.

23. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Motorachse die Achse der Motorwelle (4) ist.

24. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Zylinder­ anordnung wenigstens eine Zylindergruppe bildet, die wenigstens zwei Zylinder (2, 40) aufweist und bei der die Zylinder mit ihrer Zylinderachse in einer gemeinsamen, auch die erste Motorachse (4) einschließenden Ebene vorgesehen sind.

25. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinder (2, 40) oder Zylindergruppen, vorzugsweise vier Zylinder oder Zylin­ dergruppen in gleichmäßigen Winkelabständen um die erste Motorachse (4) verteilt vorgesehen sind.

26. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Führungselement (43, 47) zugeordnete Führung (44, 48) an einem Element (45, 49) vorgesehen ist, in welchem eine die erste Motorachse bildende Welle (4) drehbar gelagert ist oder welches auf der die erste Motorachse bildende Welle (4) drehbar gelagert ist.

27. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 26, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Zweitakt-Ver­ brennungsmotor, wobei ein Zylinder der wenigstens einen Zylinderanordnung einen Arbeitszylinder (2) und wenig­ stens ein Hilfszylinder (40) einen Ladezylinder zum Laden des Arbeitszylinders mit Luft oder einem Luft-Brennstoff- Gemisch bildet.

28. Brennkraftmaschine nach Anspruch 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenraum des Hilfszylinders (40) und der Innenraum des Arbeitszylinders (2) über wenigstens einen im Zylinderblock (3a) ausgebildeten Kanal verbunden sind, in welchem ein Ventil, vorzugsweise ein Rückschlag- oder Überströmungsventil (45) angeordnet ist.

29. Brennkraftmaschine nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß an dem von der Zylinderanordnung gebildeten Zylinderblock (3a) wenigstens eine Einrichtung (55, 56) zum Einspritzen des Kraftstoffes in dem Arbeits­ zylinder (2) vorgesehen ist.

30. Brennkraftmaschine nach Anspruch 29, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zum Einspritzen des Kraftstoffes von mehreren Einspritzzylindern (55, 56) gebildet ist, von denen vorzugsweise jeweils einer jedem Arbeitszylinder (2) zugeordnet ist und die beim Umlaufen des Zylinderblocks (3) jeweils mit einer, vorzugsweise verstellbaren Steuerkurve (57, 58) zusammenwirken.