Kolbenmaschine

Abstract

 Im Zylinder einer Kolbenmaschine bewegt sich mindestens ein Kolben. An diesem ist eine Kupplung befestigt, die in einen äußeren Hohlzylinder hineinragt. Die Längsachse dieses Hohlzylinders erstreckt sich in Richtung einer durch den Zylinder hindurchlaufenden Mittelachse. Seine Mantelfläche weist mindestens eine bogenförmige Ausnehmung auf. Diese Ausnehmung verjüngt sich in Richtung des in den äußeren Hohlzylinders hineinfahrenden Kolbens von einer weiten Öffnung über zwei Gleitkanten zu einer engen Krümmung. In die Krümmung gehen die Gleitkanten stetig über, die im Bereich ihrer weiten Öffnung in eine dem Kolben zugewandte obere Kante des äußeren Hohlzylinders einlaufen. Auf dieser oberen Kante werden die auf den Gleitkanten geführten Kupplungen nach dem Verlassen der Ausnehmung bei sich um seine Längsachse drehendem äußeren Hohlzylinder geführt. Konzentrisch zum äußeren Hohlzylinder ist mindestens ein innerer Hohlzylinder angeordnet, der in den äußeren Hohlzylinder hineinragt. In der Mantelfläche des inneren Hohlzylinders ist mindestens eine der Ausnehmung des äußeren Hohlzylinders gleichgestaltete Ausnehmung vorgesehen. Der Kolben ist an alle Hohlzylinder angekuppelt. Jeweils zwei Hohlzylinder sind einander gegenläufig miteinander verbunden. Der äußere Hohlzylinder umgibt mit geringem Spiel den inneren Hohlzylinder.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kolbenmaschine mit mindestens einem in einem Zylinder beweglichen Kolben, an dem eine Kupplung befestigt ist, die in einen äußeren Hohlzylinder hineinragt, dessen Längsachse sich in Richtung einer durch den Zylinder hindurchlaufenden Mittelachse erstreckt und dessen Mantelfläche mindestens eine bogenförmige Ausnehmung aufweist, die sich in Richtung des in den äußeren Hohlzylinders hineinfahrenden Kolbens von einer weiten Öffnung über zwei Gleitkanten zu einer engen Krümmung verjüngt, in die die Gleitkanten stetig übergehen und die im Bereich ihrer weiten Öffnung in eine dem Kolben zugewandte obere Kante des äußeren Hohlzylinders übergeht, auf der die auf den Gleitkanten geführten Kupplungen nach dem Verlassen der Ausnehmung bei sich um seine Längsachse drehenden äußeren Hohlzylinder geführt wird.

[0002] Derartige Kolbenmaschinen haben sich in der Praxis als robuste Antriebsorgane bewährt. Sie liefern )bei relativ niedrigen Drehzahlen von etwa 1₀₀₀ U/min ein sehr hohes Drehmoment. Sie können darüber hinaus auf einfache Weise umgesteuert werden. Auf der Abtriebsseite können Getrieberäder, Wellen und andere Abtriebsmittel unmittelbar an den Hohlzylinder angekuppelt werden.

[0003] Die Voraussetzung für die Funktion dieser Kolbenmaschine ist die Führung des Kolbens innerhalb des Zylinders. Auf den Kolben wird von dem sich um seine Längsachse drehenden Hohlzylinder ein Drehmoment übertragen, das auf den Kolben im Sinne einer Rotationsbewegung einwirkt. Aufgrund dieses Drehmomentes würde der Kolben Drehungen um seine Längsachse durchführen, wenn er nicht in Führungsnuten geführt werden würde, die sich parallel zur Richtung der Kolbenbewegungen erstrecken. Diese Nuten werden von entsprechenden Vorsprüngen beaufschlagt, die am Kolben bzw. an der Kolbenstange befestigt sind. Die Vorsprünge erzeugen in den Nuten Reibungswärme, die bei der Nutzung der der Kolbenmaschine zugeführten Energie verlorengeht. Darüber hinaus unterliegen sowohl die Nuten als auch die Vorsprünge einem beachtlichen Verschleiß, wenn sie nicht in besonderer Weise darauf vorbereitet werden, die auf sie einwirkenden Kräfte aufzunehmen. Sowohl die Vorsprünge als auch die Nut müssen zu diesem Zwecke mindestens einer Oberflächenhärtung unterworfen werden.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kolbenmaschine der einleitend genannten Art zu schaffen, bei der die zur Führung des Kolbens notwendigen Kräfte wirtschaftlich genutzt werden können.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß konzentrisch zum äußeren Hohlzylinder mindestens ein innerer Hohlzylinder angeordnet ist, der in den äußeren Hohlzylinder hineinragt und in seiner Mantelfläche mindestens eine gleichgestaltete Ausnehmung wie der äußere Hohlzylinder aufweist und daß der Kolben an alle Hohlzylinder angekuppelt ist, von denen jeweils zwei einander gegenläufig miteinander verbunden sind.

[0006] Bei dieser Kolbenmaschine wird von dem einen Hohlzylinder ein Drehmoment in den Kolben eingeleitet, dem das von dem anderen Hohlzylinder erzeugte Drehmoment entgegenwirkt. Da die Drehmomente einander gleich groß sind, heben sich die in den Kolben eingeleiteten Drehmomente gegeneinander auf. Der Kolben bleibt theoretisch in Rotationsrichtung kraftlos, so daß lediglich wenig aufwendige vertikale Führungen notwendig sind, um ein gegebenenfalls aufgrund der praktischen Durchführung doch noch zurückbleibendes Restdrehmoment aufnehmen zu können. Durch die Kompensation der beiden Drehmomente wird die vorher von der Führungsnut aufgenommene Kraft für Antriebszwecke nutzbar gemacht. Das ohnehin vorhandene hohe Drehmoment der Kolbenmaschine wird auf diese Weise noch erhöht. Darüber hinaus verringert sich die in das Gehäuse eingeleitete Reibungswärme um denjenigen Betrag, der von der Reibung des Vorsprungs innerhalb der Führungsnut erzeugt wurde. Schließlich verringern sich die in der Führungsnut wirksamen Kräfte, so daß die Führungsnut nicht mehr wie bisher mit einer gehärteten Laufoberfläche hergestellt werden muß.

[0007] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgibt der äußere Hohlzylinder mit geringem Spiel den inneren Hohlzylinder. Auf diese Weise vergrößern sich die Abmaße der Kolbenmaschine nur sehr geringfügig. Außerdem kann bei geringen Größenunterschieden die Lagerung des inneren Hohlzylinders im äußeren Hohlzylinder auf einfache Weise durchgeführt werden. Der innere Hohlzylinder wird mit einem den Abmessungen des äußeren Hohlzylinders entsprechenden relativ großen Lager innerhalb des äußeren Hohlzylinders gelagert. Bei symmetrischer Einleitung der vom Kolben auf den Hohlzylinder übertragenen Kräfte wird darüber hinaus verhindert, daß die Lagerung des inneren Hohlzylinders asymmetrisch belastet wird. Auch auf diese Weise kann die vom Kolben erzeugte Kraft möglichst vollständig in ein Abtriebsdrehmoment umgesetzt werden. Schließlich ist der vom zweiten Hohlzylinder umschlossene Innenraum groß genug, um
den Kolben aufzunehmen. Diese weist einen für die Übertragung der auftretenden Kräfte ausreichenden Durchmesser auf, der unwesentlich kleiner als der Durchmesser des Hohlraums ist, der vom inneren Hohlzylinder umschlossen wird. Schließlich vermittelt der geringe Abstand des äußeren Hohlzylinders vom inneren Hohlzylinder die Möglichkeit, am Kolben eine für beide Hohlzylinder geeignete Kupplung vorzusehen. Der zwischen dem äußeren

[0008] Hohlzylinder und dem inneren Hohlzylinder liegende geringe Abstand verringert die Gefahr, daß die äußeren Abmessungen der Kupplung so groß werden, daß die in die Kupplung eingeleiteten Kräfte von dieser nicht mehr aufgenommen werden können, weil das in der Kupplung entstehende Drehmoment zu groß wird.

[0009] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

[0010] In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Eine räumliche Darstellung der wesentlichen Teile einer Kolbenmaschine als 3 Schemazeichnung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Kolbenmaschine entsprechend der Schnittlinie in Figur 1 und

Fig. 3 eine Schemazeichnung der Abrollung von Hohlzylindern.

[0011] Die in Figur 1 dargestellte Kolbenmaschine ist als Boxermotor mit zwei einander gegenläufigen Kolben 1, 2 ausgebildet. Die Kolben 1, 2 sind von Zylindern 3, 4 umgeben. Diese Zylinder 3, 4 sind mit Motorgehäusen 5, 6 über Schraubverbindungen 7, 8, 9, 10 fest verbunden.

[0012] In dem Motorgehäuse 5, 6 ist eine zylinderförmige Ausnehmung 11, 12 vorgesehen, die sich in Richtung einer Mittelachse 13 der Kolben 1, 2 erstreckt. Entsprechend dieser Mittelachse 13 sind auch die Zylinder 3, 4 ausgerichtet. In der Ausnehmung 11, 12 sind Hohlzylinder 14, 15 um die Mittelachse 13 drehbar gelagert. Die Lagerung erfolgt mit Hilfe von Kugellagern 16, 17, die in der Ausnehmung 11, 12 an ihrem dem Kolben 1, 2 abgewandten Ende 18, 19 befestigt sind. Durch diese Kugellager 16, 17 erstrecken sich Abtriebswellen 20, 21, die mit dem Hohlzylinder 14, 15 fest verbunden sind und in Richtung der Mittelachse 13 verlaufen. Die Abtriebswellen 20, 21 können an ihren den Hohlzylindern 14, 15 abgewandten Enden in ein Getriebe 27 hineinragen. Zwei Zahnräder 22, 28 bilden Teile dieses Getriebes 27 und sind auf je einer der Abtriebswellen 20, 21 befestigt.

[0013] Die Hohlzylinder 14, 15 sind als äußere Hohlzylinder ausgebildet, in deren Hohlraum 23, 24 innere Hohlzylinder 25, 26 angeordnet sind. Zwischen den äußeren Hohlzylindern 14, 15 und den inneren Hohlzylindern 25, 26 befindet sich ein geringes Spiel 29, das einerseits Berührungen zwischen den inneren Hohlzylindern 25, 26 und den äußeren Hohlzylindern 14, 15 ausschließt und andererseits den Hohlraum 23, 24, der innerhalb der äußeren Hohlzylinder 14, 15 vorgesehen ist, optimal zugunsten einer Lagerung des inneren Hohlzylinders 25, 26 nutzt. Die Lagerung der inneren Hohlzylinder 25, 26 erfolgt mit Hilfe von Kugellagern 30, 31, die innerhalb des Hohlraums 23, 24 befestigt sind. Durch die Kugellager 30, 31 erstrecken sich Abtriebswellen 32, 33, die durch die als Hohlwellen ausgebildeten Abtriebswellen 20, 21 in Richtung der Mittelachse 13 verlaufen. Die Abtriebswellen 32, 33 ragen aus den Abtriebswellen 20, 21 an deren dem Getriebe 27 zugewandten Enden 34, 35 um eine Länge 36, 37 heraus, die die Befestigung von Zahnrädern 38, 39, ermöglicht. Diese Zahnräder sind mit Zwischenzahnrädern 40, 41 im Eingriff, die ihrerseits mit Abtriebszahnrädern 42, 43 zusammenarbeiten. Diese Abtriebszahnräder 42, 43 sind auf einer Getriebewelle 44 befestigt, die aus dem Getriebe 27 herausführt und zum Antrieb von Antriebsaggregaten führt. Außer den Abtriebszahnrädern 42, 43 sind auf der Getriebewelle 44 auch Zahnräder 45, 46 befestigt, die ihrerseits mit den Zahnrädern 22, 28 im Eingriff sind.

[0014] Sowohl die äußeren Hohlzylinder 14, 15 als auch die inneren Hohlzylinder 25, 26 besitzen Mantelflächen 47, 48; 49, 50, in denen Ausnehmungen 51, 52; 53, 54 vorgesehen sind. Die Ausnehmungen 51, 53 der äußeren Hohlzylinder 14, 15 entsprechen in ihrer Gestaltung im wesentlichen den Ausnehmungen 52, 54 der inneren Hohlzylinder 25, 26. Diese Ausnehmungen 51, 52; 53, 54 sind in Form eines Bogens ausgebildet, der sich von einer weiten Öffnung 55 über gerade Gleitkanten 56, 57 in Richtung auf eine enge Krümmung 58 erstrecken. Diese enge Krümmung 58 befindet sich in einer Höhe der Mantelfläche 47, 48; 49, 50, die etwa ein Drittel der Gesamthöhe der Hohlzylinder 14, 15; 25, 26 von deren der Abtriebswelle 20, 21; 32, 33 zugewandten Ende ausmacht. Die Weite der Öffnung 55 richtet sich nach Anzahl der Ausnehmungen 51, 52; 53, 54, die in der Mantelfläche 47, 48; 49, 50 angeordnet sind. Bei einem großen Durchmesser der Hohlzylinder 14, 15; 25, 26 können eine Vielzahl von Ausnehmungen 51, 52; 53, 54 über die Mantelfläche 47, 48; 49, 50 verteilt sein. Dabei ist bei der Anordnung der Ausnehmungen 51, 52; 53, 54 darauf zu achten, daß die Gleitkanten 56, 57 einen nicht zu steilen Anstieg von der engen Krümmung 58 in Richtung auf die weite Öffnung 55 nehmen. Im Regelfall werden zwei Ausnehmungen auf den Umfang des Hohlzylinders 14, 15; 23, 24 verteilt sein. Zwischen diesen beiden Ausnehmungen 51, 51 a; 52, 52 a bzw. 53, 53 a; 54, 54 a befinden sich jeweils zwei schmale Umsteuerkanten 59, 59 a, in deren Bereich die Gleitkante 56 der einen Ausnehmung 51 in die dieser Gleitkante 56 benachbarte Gleitkante 57 der Ausnehmung 51 a übergeht.

[0015] Auf den Gleitkanten 56, 57 wird eine Kupplung 60 geführt. Diese ist als eine Rolle 61 ausgebildet, die drehbar auf einem Achsstumpf 62 gelagert ist. Dieser Achsstumpf 62 ist auf dem Kolben 1, 2 im Bereich seines Kolbenhemdes 63, 64 befestigt und ragt aus diesem in radialer Richtung heraus. Dabei wird der Achsstumpf 62 im Bereich eines Endes 65, 66 des Kolbens 1, 2 befestigt, das auch dann aus dem Zylinder 3, 4 herausragt, wenn der Kolben 1, 2 mit seinem dem Ende 65, 66 abgewandten Kolbenboden 67, 68 in den Zylinder 3, 4 hineinragt und seinen oberen Totpunkt erreicht. Die Rolle 61 ist mit mehreren verschiedenen Spuren 69, 70, 71, 72 versehen, die zur Führung der Kupplung 60 auf den Gleitkanten 56, 57 sowohl der äußeren Hohlzylinder 14, 15 als auch der inneren Hohlzylinder 25, 26 dienen.

[0016] Die Auslegung der Zahnräder 22, 28; 45, 46; 38, 39; 40, 41; 42, 43 erfolgt in der Weise, daß der äußere Hohlzylinder ₁₄,₁₅ Umdrehungen um seine eigene Achse ausführt, die mit der gleichen Drehzahl, aber in entgegengesetzter Drehrichtung erfolgen wie die Umdrehungen, die der innere Hohlzylinder 25, 26 ausführt. Dabei sind die Umdrehungen der beiden äußeren Hohlzylinder 14, 15 so auf die Umdrehungen der inneren Hohlzylinder 25, 26 abgestimnt , daß die Umsteuerkanten 59, 59 a in der oberen Totpunkt tage des Kolbens 1, 2 um einen Abstand von den Umsteuerkanten 59, 59 a der inneren Hohlzylinder 25, 26 entfernt sind, der in etwa dem Durchmesser der Rolle 61 entspricht. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Rolle 61 in der oberen Totpunktlage des Kolbens 1, 2 zwischen den Umsteuerkanten 59, 59 a des äußeren Hohlzylinders 14, 15 einerseits und des inneren Hohlzylinders 25, 26 andererseits eine für ihn geeignete Auflage findet.

[0017] In dieser Lage bewegt sich der Kolben 1, 2 in Richtung auf den Hohlzylinder 14, 15; 25, ₂₆ abwärts. Dabei beaufschlagen die Rollen 61 d^ieGleitkanten 56, 57 des äußeren Hohlzylinders 14, 15 einerseits und des inneren Hohlzylinders 25, 26 andererseits, die zwar auf verschiedenen Drehebenen verlaufen, deren Projektionen sich jedoch gegenseitig kreuzen. Auf diese Weise wird die Kupplung 60 in einem Keil 73 geführt, der einerseits von der Gleitkante 56 des äußeren Hohlzylinders 14, 15 und andererseits von der anderen Gleitkante 57 des inneren Hohlzylinders 25, 26 gebildet wird. Auf dem Weg des Kolbens 1, 2 aus seiner oberen Totpunktlage in seine untere Totpunktlage vergrößert sich dieser Keil 73. Dabei überträgt die Kupplung 60 die Kraft des Kolbens 1, 2 auf die Gleitkanten 56, 57. Diese Kraft erzeugt ein Drehmoment in den äußeren Hohlzylindern 14, 15 einerseits und den inneren Hohlzylindern 25, 26 andererseits, so daß diese sich in einander entgegengesetzte Richtungen drehen. Das Drehmoment der äußeren Hohlzylinder 14, 15 wird von der Abtriebswelle 20, 21, das Drehmoment des inneren Hohlzylinders 25, 26 von der Abtriebswelle 20, 21 in das Getriebe 27 übertragen. Die Zwischenzahnräder 40, 41 sorgen dafür, daß _dasAbtriebsdrehmoment der Abtriebswelle 20, 21 mit der gleichen Drehrichtung von der Getriebewelle 44 übernommen werden kann wie das Abtriebsdrehmoment der Abtriebswelle 32, 33.

[0018] Im unteren Totpunkt des Kolbens 1, 2 befinden sich die äußeren Hohlzylinder 14, 15 einerseits und die inneren Hohlzylinder 25, 26 andererseits in einer Lage, in der die Kupplung 60 die e enge Krümmung 58 beaufschlagt. Beim Rücklauf des Kolbens 1, 2 in seine obere Totpunktlage wird die Kupplung von den Gleitkanten 56, 57 des äußeren Hohlzylinders 14, 15 einerseits und des inneren Hohlzylinders 25, 26 andererseits beaufschlagt. Dabei bildet die Gleitkante 56 des äußeren Hohlzylinders 14, 15 mit der Gleitkante 57 des inneren Hohlzylinders 25, 26 ähnlich wie bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 1, 2 einen Keil 73, dessen von den Gleitkanten 56, 57 gebildeten Schenkel immer kürzer werden, je mehr sich der Kolben 1, 2 seiner oberen Totpunktlage annähert. Dabei wandert der Scheitel des Winkels, den die Gleitkanten 56, 57 bilden, immer weiter in Richtung auf die Umsteuerkante 59, 59 a und drückt dabei die Kupplung 60 vor sich her. Im Bereich der oberen Totpunktlage überspringt die Kupplung 60 die Umsteuerkante 59, 59 a und gelangt damit in den Bereich der nächsten Paarung von Gleitkanten 56, 57, deren Keil 73 sich vergrößert, je mehr sich der Kolben seiner unteren Totpunktlage wieder annähert.

[0019] Die Kolbenmaschine kann mit allen denkbaren Antriebsmitteln betrieben werden. Beispielsweise kann sie mit einem expandierenden Gas betrieben werden, das in die Zylinder 3, 4 eingeleitet wird und dort expandiert. Dabei treibt das expandierende Gas den Kolben 1, 2 in Richtung auf die untere Totpunktlage vor sich her. Während der Abwärtsbewegung vergrößert die Kupplung 60 den Keil 73 und übt dabei Kräfte auf die Gleitkanten 56, 57 aus. Diese Kräfte versetzen die Hohlzylinder 14, 15; 25. 26 in einander entgegengesetzte Drehbewegungen.

[0020] Die Einwirkung dieser Kräfte hört auf, sobald der Kolben 1, 2 seine untere Totpunktlage erreicht hat. Aufgrund des Beharrungsvermögens der sich in Bewegung befindlichen Massen drehen sich jedoch die Hohlzylinder 14, 15; 25, 26 weiter. Dadurch verschieben sich auch die Ausnehmungen 51 gegeneinander. Die Gleitkanten 56, 57 schieben die Rolle 61 vor sich her. Dadurch gleitet der Kolben 1, 2 in Richtung auf seine obere Totpunktlage und schiebt das expandierte Gas vor sich her, so daß dieses aus Auslaßöffnungen 74 aus dem Zylinder 3, 4 entweichen kann. Die Auslaßöffnungen 74 werden beispielsweise über nicht dargestellte Schieber gesteuert, die unmittelbar mit dem Kolben 1, 2 in Verbindung stehen können. Es ist jedoch auch denkbar, die Schieber über die Abtriebswelle zu steuern.

[0021] Die Kolbenmaschine kann auch als Verbrennungsmotor betrieben werden. In diesem Falle werden unverbrannte Gase in die Zylinder 3, 4 eingesteuert. Diese werden im Falle der Fremdzündung von Zündkerzen 75, 76 gezündet. Die Steuerung der Zündkerzen 75, 76 erfolgt von einem nicht dargestellten Zündverteiler, der je nach der Anordnung der Zylinder 3, 4 gesteuert wird. Beispielsweise ist es denkbar, die Kolbenmaschine nur mit einem Zylinder 3, 4 zu betreiben. Daneben ist die im Beispiel beschreibene Boxeranordnung für die Zylinder 3, 4 denkbar. Mehrere Boxeranordnungen können in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Zylinder 3, 4 in einem kreisförmigen Gehäuse anzuordnen, so daß die Mittelachsen 13 sämtlicher Kolben 1, 2 in Richtung auf einen Mittelpunkt verlaufen.

[0022] Die Steuerung des Ein- bzw. Auslasses der den Kolben 1, 2 beaufschlagenden Gase kann nach allen aus dem konventionellen Bereich des Kraftmaschinenbaus bekannten Gesichtspunkten erfolgen. Beispielsweise ist es denkbar, die Zufuhr von Frischgas zu beenden, bevor der Kolben 1, 2 seinen unteren Totpunkt erreicht hat. In diesem Falle wird die Expansionsenergie der im Zylinder 3, 4 befindlichen Gase genutzt.

[0023] Je nach der Anzahl der Ausnehmungen 11, 12, die in dem Hohlzylinder 14, 15; 25, 26 vorgesehen sind, können am Kolben 1, 2 als Kupplung 60 eine oder mehrere Rollen 61 drehbar gelagert sein. Bei einer zweckmäßigerweise anzustrebenden geraden Anzahl von Ausnehmungen 11, 12 sollten am Kolben 1, 2 eine entsprechende Anzahl von Paarungen für die Rolle 61 vorgesehen sein. Dabei ist es jedoch denkbar, daß auch nur eine Ausnehmung 11, 12 in einem Hohlzylinder 14, 15; 25, 26 vorgesehen ist. In diesem Falle ist nur eine Rolle 61 am Kolben 1, 2 drehbar gelagert. Diese Rolle gleitet über den der weiten Öffnung 55 benachbarten oberen Rand der Hohlzylinder 14, 15; 25, 26, wenn der Kolben 1, 2 seinen oberen Totpunkt erreicht hat.

[0024] Trotz weitgehender Kompensation der Drehmomente, die von den äußeren Hohlzylinder 14, 15 einerseits und den inneren Hohlzylindern 25, 26 andererseits in den Kolben 1, 2 eingeleitet werden, kann insbesondere aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten ein Restdrehmoment in den Kolben 1, 2 eingeleitet werden. In vielen Fällen ist dieses Restdrehmoment so klein, daß eine geringe Drehung des Kolbens 1, 2 die Funktionsfähigkeit der Kolbenmaschine nicht beeinträchtigt. Andererseits ist es jedoch denkbar, den Kolben 1, 2 aus Gründen zusätzlicher Sicherheit in Nuten 77, 78 zu führen, die sich innerhalb der Zylinder 3, 4 in Bewegungsrichtung des Kolbens 1, 2 erstrecken. In diesen Nuten 1, 2 können die Achsstümpfe 62 bzw. 1 Verlängerungen der Rollen 61 geführt werden.

Ansprüche

1. Kolbenmaschine mit mindestens einem in einem Zylinder beweglichen Kolben, an dem eine Kupplung befestigt ist, die in einen äußeren Hohlzylinder hineinragt, dessen Längsachse sich in Richtung einer durch den Zylinder hindurchlaufenden Mittelachse erstreckt und dessen Mantelfläche mindestens eine bogenförmige Ausnehmung aufweist, die sich in Richtung des in den äußeren Hohlzylinder hineinfahrenden Kolbens von einer weiten Öffnung über zwei Gleitkanten zu einer engen Krümmung verjüngt, in die die Gleitkanten stetig übergehen, und die im Bereich ihrer weiten Öffnung in eine dem Kolben zugewandte obere Kante des äußeren Hohlzylinders übergeht , auf der die auf den Gleitkanten geführten Kupplungen nach dem Verlassen der Ausnehmung bei sich um seine Längsachse drehenden äußeren Hohlzylinder geführt wird , dadurch gekennzeichnet , daß konzentrisch zum äußeren Hohlzylinder (14, 15) mindestens ein innerer Hohlzylinder (25, 26) angeordnet ist, der in den äußeren Hohlzylinder (14, 15) hineinragt und in seiner Mantelfläche (47, 48; 49, 50) mindestens eine gleichgestaltete Ausnehmung (51, 52; 53, 54) wie der äußere Hohlzylinder (14, 15) aufweist und daß der Kolben (1, 2) an alle Hohlzylinder (14, 15; 25, 26) angekuppelt ist, von denen jeweils zwei einander gegenläufig miteinader verbunden sind.

2. Kolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Hohlzylinder (14, 15) mit geringem Spiel (29) den inneren Hohlzylinder (25, 26) umgibt.

3. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (14, 15; 25, 26) an ihren von den weiten Öffnungen (55) abgewandten _En- den mit je einerAbtriebswelle (20, 21; 32, 33) versehen sind, dessen Mittelachse in Ridhtung der Mittelachse (13) des jeweiligen Hohlzylinders (14, 15; 25, 26) verläuft.

4. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (20, 21) des äußeren Hohlzylinders (14, 15) als Hohlwelle ausgebildet ist, durch die sich die Abtriebswelle (32, 33) des inneren Hohlzylinders (25, 26) erstreckt.

5. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abtriebswellen (20, 21; 32, 33) über entsprechende Zahnräder (22, 28; 38, 39; 40, 41; 42, 43; 45, 46) zu einem Getriebe (27) verbunden sind.

6. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlzylinder (25, 26) im äußeren Hohlzylinder (14, 15) drehbar gelagert ist.

7. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (60) als mindestens eine am Kolben (1, 2) drehbar gelagerte Rolle (61) ausgebildet ist, die mit den Gleitkanten (56, 57) der Ausnehmungen (51, 52; 53, 54) aller Hohlzylinder (14, 15; 25, 26) im Eingriff ist.

8. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei einander diametral auf den Mantelflächen (47, 48; 49, 50) der Hohlzylinder (14, 15; 25, 26) liegende Ausnehmungen (51, 52; 53, 54) an jedem der beiden Hohlzylinder (14, 15; 25, 26) vorgesehen sind.

9. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein gerades Vielfaches von Ausnehmungen (51, 52; 53, 54) in jedem der Hohlzylinder (14, 15; 25, 26) angeordnet ist und je zwei Ausnehmungen (51, 52; 53, 54) einander auf der Mantelfläche (47, 48; 49, 50) diametral liegen.

10. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander benachbarte Gleitkanten (56, 57) von nebeneinander angeordneten Ausnehmungen (51, 52; 53, 54) sich am weitesten in schmalen Umsteuerkanten (59, 59 a) annäheren.

11. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Totpunkt des Kolbens (1, 2) die Umsteuerkanten (59, 59 a) des äußeren Hohlzylinders (14, 15) um einen Abstand gegenüber den Umsteuerkanten (59, 59 a) des inneren Hohlzylinders (25, 26) verschoben sind.

12. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand im wesentlichen dem Durchmesser einer Rolle (61) entspricht.

13. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkanten (56, 57) des äußeren Hohlzylinders (14, 15) mit denjenigen des inneren Hohlzylinders (25, 26) wechselseitig einen Keil (73) bilden, dessen Scheitelpunkt eine Führung für die in Richtung einer Mittelachse (13) des Zylinders (3, 4) bewegte Rolle (61) bildet.

14. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rolle (61) eine der Anzahl von ineinander angeordneten Hohlzylindern (14, 15; 25, 26) entsprechende Anzahl von Spuren (69, 70, 71, 72) vorgesehen sind.

15. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abtriebswellen (20, 21; 32, 33) über Zahnräder (22, 28; 40, 41; 42, 43; 45, 46) mit einer gemeinsamen Getriebewelle (44) verbunden sind.

16. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer Abtriebswelle (20, 21) einer Paarung von Hohlzylindern (14, 15; 25, 26) ein deren Drehrichtung in die Drehrichtung der anderen Abtriebswelle (32, 33) umsetzendes Zwischenzahnrad (40, 41) zugeordnet ist.

17. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1, 2) eine zur Aufnahme eines in ihn von den Hohlzylindern (14, 15; 25, 26) eingeleiteten Restdrehmomentes geeignete Führung aufweist.

18. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung in Form von mindestens einer Nut (77, 78) ausgebildet ist, die sich in Richtung einer geradlinigen Längsverschiebung des Kolbens (1, 2) zum Hohlzylinder (14, 15; 25, 26) durch den Zylinder (3, 4) erstreckt und von einem am Kolben (1, 2) vorgesehenen Vorsprung beaufschlagt ist.

19. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorsprung eine am Kolben (1, 2) drehbar gelagerte Rolle (61) vorgesehen ist.

20. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollen (61) entsprechend der Anzahl von Ausnehmungen (11, 12) am Kolben (1, 2) einander diametral drehbar gelagert sind, von denen eine Paarung in Nuten (77, 78) geführt sind.

21. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (3, 4) Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen (74) für den Zustrom bzw. Abstrom eines Arbeitsmittels vorgesehen sind.

22. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen (74) von Verschlußorganen gesteuert sind, die mit der Getriebewelle im Eingriff sind.

23. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußorgange Schieber vorgesehen sind.

24. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußorgange Ventile vorgesehen sind.

25. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Expansionsmaschine darstellt.

26. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Verbrennungskraftmaschine darstellt.

27. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von ihnen einander in Form eines Boxermotors zugeordnet sind.

28. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Boxermotore in einer Reihe angeordnet sind.

29. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere auf einem Kreis einander zugeordnet sind und die Abtriebswellen (20, 21; 32, 33) in Richtung auf einen gemeinsamen Mittelpunkt weisen.

Zeichnung