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Title:
INTERNAL COMBUSTION ENGINE COMPRISING ROTARY VALVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/078805
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an internal combustion engine comprising at least one cylinder (3), one piston and one output shaft, which is coupled with a power transmission to the piston (4), and comprising at least one cylinder head (1). A cyclic relative motion ensues between the cylinder(s) (3) and the cylinder head(s) (1). A moving sealing element (5) that can rotate, in particular, in the plane defined between the cylinder (3) and the cylinder head (1) is provided between the cylinder (3) and the cylinder head (1). During operation, the sealing element can be pressed against the cylinder head (1), can be driven as to execute a motion, particularly a rotational motion, and interacts with a spherical sealing surface. A reseating process effected by the relative motion between the sealing element (5) and the cylinder head (1) ensues between the cylinder head (1) and the sealing element (5). This makes it possible to obtain, with a simple structural design, a reliable sealing between elements of the internal combustion engine that move relative to one another.

Inventors:
FREIHERR THOMAS (AT)
Application Number:
PCT/AT2003/000075
Publication Date:
September 25, 2003
Filing Date:
March 18, 2003
Export Citation:
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Assignee:
FREIHERR WEBER ENGINEERING OEG (AT)
FREIHERR THOMAS (AT)
International Classes:
F01L1/42; F01L7/02; F01L7/06; F01L7/08; F01L7/10; F01L7/16; (IPC1-7): F01L7/10; F01L1/42; F01L7/02; F01L7/06; F01L7/16
Foreign References:
US4782801A1988-11-08
DE3715847A11988-12-08
US5816203A1998-10-06
Attorney, Agent or Firm:
Miksovsky, Alexander (Währingerstrasse 3, Wien, AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder (3), einem Kolben (4) und einer Abtriebswelle, die mit einer Kraftübertragung an den Kolben (4) gekoppelt ist, und we nigstens einem Zylinderkopf (1, 28,44), wobei zwischen dem bzw. den Zylinder (n) (3) und dem bzw. den Zylinderkopf (köpfen) (1, 28,44) eine zyklische Relativbewegung aus führbar ist, wobei zwischen dem Zylinder (3) und dem Zylin derkopf (1, 28,44) ein bewegliches, insbesondere in der zwischen dem Zylinder (3) und dem Zylinderkopf (1, 28,44) definierten Ebene drehbares Dichtelement (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement im Be trieb gegen den Zylinderkopf (1, 28,44) andrückbar und zu einer Bewegung, insbesondere Drehbewegung, antreibbar ist, und mit einer kugelförmigen Dichtfläche zusammenwirkt, wo bei zwischen dem Zylinderkopf (1, 28,44) und dem Dichtele ment (5) ein Einschleifvorgang durch die Relativbewegung zwischen dem Dichtelement (5) und dem Zylinderkopf (1, 28, 44) vorgesehen ist.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Dichtelement (5) zusätzlich im wesentlichen in Längsrichtung der Zylinderachse verschieblich ist.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Dichtelement (5) zu einer Drehbewe gung zwischen dem Zylinder (3) und dem Zylinderkopf (1, 28, 44) antreibbar ist.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß unter dem Dichtelement (5) und/oder dem Federelement (43) ein Hohlraum vorgesehen ist, welcher über Öffnungen bzw. Kanäle (45) mit dem Brennraum in Verbindung steht.
5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Breite des Dichtelementes (5) breiter ist als die größte Öffnung des Zylinderkopfes (1, 28,44), die im Kompressionsbzw. im Arbeitstakt das Dichtelement (5) überstreicht.
6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß der Brennraum überwiegend im Kol ben bzw. Kolbenboden (30) ausgebildet ist.
7. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (9) und/oder der Kolbenboden (30) eine drallfördernde Form und/oder Oberflä che, beispielsweise Nuten und/oder Erhebungen (32,33) im Einlaßkanal (9) oder spiralförmige Nuten und/oder Erhe bungen auf der Quetschkante des Kolbenbodens (30) aufweist.
8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (1, 28,44) in Richtung der Zylinderachsen bewegbar und verstellbar ist und daß das Dichtelement (5) zwischen dem Zylinderkopf (1, 28,44) und dem Zylinder (3) längenveränderlich oder ver schieblich ist.
9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß bei paralleler Lage der Dreh achse (n) des (der) Dichtelements (e) zu der Drehachse oder der (den) Bewegungsachse (n) des Zylinderkopfes (1, 28,44) eine ebene Dichtfläche (24) auf dem Zylinderkopf (1, 28, 44) ausgebildet ist (Fig. 1, 8,9) und bei nicht paralleler Lage eine kugelförmige Dichtfläche mit konkaver oder konve xer Form ausgebildet ist (Fig. 5 und 7).
10. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (5) und/oder die Dichtfläche (24) des Zylinderkopfes (1, 28,44) mit einer Beschichtung aus einem verschleißfesten bzw. reibungsarmen Material, z. B. Keramikwerkstoff, versehen ist.
11. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (1, 28,44) die gesamte Zylinderbohrung abdeckt und in seinen Abmes sungen größer als die Zylinderbohrung ist und daß Teile mindestens eines Einlaßkanals (9) und mindestens eines Aus laßkanals (10) in den Zylinderkopf (1, 28,44) integriert sind, welche an einer zylinderseitigen Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche (24) des Zylinderkopfs (1, 28,44) mit der Zylinderbohrung in Verbindung zu bringen sind und an dem von dem Zylinder (3) abgewandten Ende mit einer Frischgas Zufuhrleitung (25) bzw. einer Abgasleitung (26) zu verbin den sind.
12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der lichte Querschnitt des Einlaßkanals (9) und/oder des Auslaßkanals (10) im Bereich der zum Zylinder (3) gewandten Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche (24) der gesamten Zylinderquerschnittsfläche entspricht.
13. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge kennzeichnet, daß im Zylinderkopf (1, 28,44) zumindest im Bereich des Einlaßkanals (9) Kühlkanäle (20) vorgesehen sind.
14. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (1, 28,44) mit einer Zündeinheit und/oder einem Einspritzsystem ausge bildet ist.
15. Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß das Einspritzelement im Zylinderkopf (1, 28, 44) durch ein PumpeDüseElement gebildet wird.
16. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf als Schieber (28) bzw. Drehschieber (1) ausgebildet ist.
17. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb der Relativbewegung zwischen Zylinderkopf (1, 28,44) und Zylinder (3) eine variable Übersetzung und/oder Servoelemente umfaßt.
18. Verbrennungsmotor nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge kennzeichnet, daß der Drehschieber (1) um eine zur Längs achse des Zylinders (3) parallele Achse (15) rotierbar ge lagert ist, welche bevorzugt mittig im Drehschieber (1) verläuft.
19. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Drehschieber (1) die Ein strömöffnung des Ansaugkanals (9) im wesentlichen mittig im Drehschieber (1) an eine FrischgasZufuhrleitung (25) an schließbar ist.
20. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal (10) auf kürze stem Wege durch den Drehschieber (1) geführt ist und in eine Abgasleitung (26) mündet, die in einem den Drehschie ber (1) umgebenden Gehäuse (2) angeordnet ist.
21. Verbrennungsmotor nach Anspruch 19 oder 20, dadurch ge kennzeichnet, daß Anschlüsse für eine Kühlmittelzufuhr (21) und eine Kühlmittelableitung (22) im Bereich der Dreh und/oder Antriebswelle (15) des Drehschiebers (1) vorge sehen sind und diese in die im Drehschieber (1) ausgebilde ten Kanäle (20) münden.
22. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axiallager (14) des Dreh schiebers (1) über dem Auslaßkanal angeordnet ist.
23. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kurbelwellen (6) mit einem Stirnradantrieb (40) gekoppelt sind, an dem eines der Zahn räder zweiteilig ausgebildet ist und die beiden Teile durch einen im Zahnrad integrierten Drehkolbenmotor gegeneinander verspannt sind.
24. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Kolben (4) und Zylindern (3) mit einer Schrägscheibe (41) zusammen wirkt, welche mit der Abtriebswelle (40) koppelbar ist, und daß die Zylinder (3) gemeinsam mit der Schrägscheibe (41) relativ zu dem Zylinderkopf (1, 44) drehbar sind.
25. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Block von mindestens einem Kolben (4) und Zylinder (3) mit einer Taumelscheibe (46) zusammenwirkt, und entweder der Zylinderblock oder die Tau melscheibe gegenüber dem Motorengehäuse eine Drehbewegung ausführt und mit der Abtriebswelle (40) gekoppelt ist.
26. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß gleichartige Motormodule durch sequentielle Aufreihung zu Vielzylindermotoren zusammenfüg bar sind.
Description:
VERBRENNUNGSMOTOR MIT ROTATIONSVENTILEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbren- nungsmotor mit mindestens einem Zylinder, einem Kolben und einer Abtriebswelle, die mit einer Kraftübertragung an den Kolben gekoppelt ist, und wenigstens einem Zylinderkopf, wobei zwischen dem bzw. den Zylinder (n) und dem bzw. den Zylinderkopf (-köpfen) eine zyklische Relativbewegung aus- führbar ist, wobei zwischen dem Zylinder und dem Zylinder- kopf ein bewegliches, insbesondere in der zwischen dem Zy- linder und dem Zylinderkopf definierten Ebene drehbares Dichtelement vorgesehen ist.

Verbrennungsmotoren finden breite Anwendung besonders zum Antrieb von Kraftfahrzeugen. Sie werden beispielsweise als Viertaktmotoren ausgebildet, bei denen ein Kurbeltrieb die durch Gasdruck hervorgerufene translatorische Bewegung der Kolben in eine rotatorische Bewegung einer Kurbelwelle um- setzt.

Die Steuerung der Ladungswechsel erfolgt meist durch Ven- tile, die im Zylinderkopf angeordnet sind und über eine oder mehrere Nockenwellen angetrieben werden. Das Schließen der Ventile erfolgt überwiegend durch Federkraft. Zusätz- lich werden die Ventile während des Verdichtungstaktes und während des Verbrennungstaktes durch den Druck im Brennraum gegen die Sitzflächen gedrückt und dichten damit sehr gut den Brennraum ab. Aufgrund der guten Dichteigenschaften sind Ventile zur Ladungswechselsteuerung bis heute geläu- fig.

Die Ausführung der Ladungswechselsteuerung mit Ventilen schränkt die Leistungsfähigkeit des Motors stark ein.

Dieses Steuerungsprinzip begrenzt : - die Maximaldrehzahl, die gewöhnlich durch das Abheben der Ventile vom Steuernocken begrenzt wird, wenn die Be- schleunigungskräfte größer werden als die Federkräfte, - den Füllgrad des Brennraumes durch die Strömungsver- luste, die sich im freien Querschnitt zwischen Ventil und Ventilsitzring beim Ladungswechselvorgang ergeben, und - den Wirkungsgrad des Motors, der durch die große Reibar- beit im Ventiltrieb besonders bei großen Drehzahlen vermin- dert wird.

Vorrangig mit dem Ziel der Drehzahlsteigerung werden abwei- chend von derartigen Ventilsteuerungen für Verbrennungs- motoren unter anderem ventillose Motorsteuerungen insbeson- dere unter Verwendung von Drehschiebern vorgeschlagen, wo- bei in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die DE-B 839 575, DE-A 197 15 888, DE-A 199 33 925, DE-A 175 15 06, DE-A 100 07 835, DE-A 100 11 321, US-A 5 052 349, US-A 5 967 108 oder US-A 5 878 707 verwiesen wird. Diese bekannten Ausfüh- rungsformen sehen allgemein walzen-, rohr-oder scheiben- förmige Drehschieber vor, welche jedoch im wesentlichen in feststehenden Zylinderköpfen in oder vor Kanalöffnungen arbeiten, deren Position relativ zum Zylinder unveränder- lich ist, wodurch jeweils nur ein Teil der Querschnittsflä- che des Zylinders für die Ladungswechselvorgänge freigege- ben wird.

Eine Ausbildung der eingangs genannten Art ist beispiels- weise der DE-A 43 24 263 zu entnehmen. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist jedoch, daß die Kanal- führung im Drehschieber gemäß diesem Stand der Technik nur

kleine Öffnungen für einen Ladungswechsel zuläßt, da der Schieber vor feststehenden Kanälen im Zylinderkopf ar- beitet, deren Lage relativ zum Zylinder nicht veränderbar ist.

Bei der US-A 2 224 688 sowie der US-A 5 474 036 ist vorge- sehen, daß jeweils ein Dichtelement konzentrisch zu einem Drehschieber angeordnet ist. Der US-A 6 155 205 ist eine Ausbildung zu entnehmen, bei welcher Dichtelemente nicht in einer Dichtebene drehbar gelagert sind. Sämtlichen dieser Literaturstellen ist gemeinsam, daß bei allen Dichtsystemen ein Punkt auf dem Drehschieber jeweils dieselbe Bahn auf der Gegenfläche bzw. Dichtfläche überstreicht, wobei dies, wie oben ausführlich erläutert, insbesondere in einem Dauerbetrieb zu Dichtproblemen führt, wenn Verschleißer- scheinungen einsetzen oder Fremdkörper eindringen, da der- artige eindringende Fremdkörper jeweils zu einer Ausbildung von tiefen Riefen bzw. Rillen führen.

Eine effektive Nutzung von Drehschiebervorteilen findet sich in den Schriften US-A 5 579 734, US-A 5 816 203 und US-A 6 155 215, in welchen ein Drehschiebermotor beschrie- ben ist, bei dem der Drehschieber den gesamten Zylinder- querschnitt abdeckt und damit auch die Funktion des Zylin- derkopfes beinhaltet (Zündquelle, Gemischaufbereitung, teilweise Brennraum). Dadurch wird es möglich, große Steuerquerschnitte bis hin zu 100 % der Zylinderquer- schnittsfläche für den Ladungswechsel freizugeben und damit auch ohne Aufladung des Motors gute Füllgrade zu erreichen.

Der beschriebene Motor hat jedoch bisher nicht Serienreife er. reicht, da : - das verwendete Dichtsystem aufgrund seiner Komplexität mit hohem Fertigungsaufwand verbunden ist,

- das Dichtsystem im Dauerbetrieb zu empfindlich auf Ände- rungen der Betriebsbedingungen reagiert, -das Dichtsystem zu große Reibmomente am Drehschieber er- zeugt oder aber große Schmiermittelmengen benötigt, die schlechte Abgaswerte hervorrufen, - die Ringbreite des Dichtelementes kleiner ist als die Öffnungen in der Dichtfläche des Drehschiebers, die den Dichtring in dem Kompressions-und dem Verbrennungstakt überstreichen, weshalb es zu Druckverlusten kommt, - die Gemischaufbereitung innerhalb des Drehschiebers er- folgt und die störfreie Signalübertragung der Steuersignale zu den Aktuatoren nur schwer sichergestellt werden kann, - die Aufladung durch die Luftschaufel am Drehschieber zu undefinierten, schwer meßbaren Luftmengen im Brennraum führt, und dadurch eine genaue Gemischzusammensetzung im Falle der Verbrennung von Ottokraftstoff erschwert wird, und - der Durchmesser der Drehschieberlagerung so groß ist, daß die Lagerung nicht genügend Drehzahlfestigkeit auf- weist.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Verbren- nungsmotor der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu- bilden, daß gegenüber derartigen bekannten Ausbildungen von Verbrennungsmotoren eine zuverlässige Abdichtung zwischen den relativ zueinander beweglichen Elementen, insbesondere dem bzw. den Zylinder (n) und dem Zylinderkopf des Verbren- nungsmotors zur Verfügung gestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist der erfindungsgemäße Ver- brennungsmotor ausgehend von einem Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeich- net, daß das Dichtelement im Betrieb gegen den Zylinderkopf

andrückbar und zu einer Bewegung, insbesondere Drehbewe- gung, antreibbar ist, und mit einer kugelförmigen Dichtflä- che zusammenwirkt, wobei zwischen dem Zylinderkopf und dem Dichtelement ein Einschleifvorgang durch die Relativbewe- gung zwischen dem Dichtelement und dem Zylinderkopf vorge- sehen ist. Da erfindungsgemäß zwischen dem bzw. jedem Zy- linder und dem Zylinderkopf ein bewegliches, insbesondere drehbares Dichtelement vorgesehen ist, wird eine zuverläs- sige Abdichtung zwischen den relativ zueinander beweglichen bzw. eine zyklische Relativbewegung ausführenden Elementen des Verbrennungsmotors, insbesondere des bzw. der Zylin- der (s) und des bzw. der Zylinderkopfs (-köpfe) erzielbar.

Die Bewegung des Dichtelements, welches gegen den Zylinder- kopf andrückbar ist und mit einer kugelförmigen Dichtfläche zusammenwirkt, kann hiebei im wesentlichen selbsttätig durch an unterschiedlichen Umfangsabschnitten des jeweili- gen Dichtelements jeweils unterschiedlichen Relativge- schwindigkeiten zwischen den einzelnen, relativ zueinander bewegbaren Elementen des Verbrennungsmotors bewirkt werden.

Durch die zyklische Relativbewegung ergibt sich insbeson- dere eine im wesentlichen drehende bzw. rotierende Bewegung des Dichtelements, so daß sich ein entsprechender Ein- schleifvorgang zur Erzielung entsprechend guter Dichtver- hältnisse erzielen läßt. Der erfindungsgemäß bewirkte Ein- schleifvorgang zwischen dem Zylinderkopf und dem Dichtele- ment führt hiebei zu besonders glatten Dichtflächen mit einem hohen Flächentraganteil. Die kugelförmige Dichtfläche ermöglicht insbesondere eine größere, konstruktive Freiheit in bezug auf die relative Anordnung bzw. Orientierung zwi- schen Zylinder und Zylinderkopf.

Zur Verbesserung der Dichtwirkung und zur Verbesserung der Anlage des Dichtelements, welches zum Beispiel in einer

entsprechenden Ausnehmung im Bereich des zum Zylinderkopf gewandten Endes des Zylinders aufgenommen ist, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Dichtelement zusätzlich im wesentlichen in Längs- richtung der Zylinderachse verschieblich ist.

Falls die durch eine Relativbewegung zwischen dem einzelnen Zylinder und dem Zylinderkopf bewirkte Drehbewegung bzw. allgemeine Bewegung des Dichtelements nicht für einen ord- nungsgemäßen Einschleifvorgang und eine damit verbundene, gute Dichtwirkung ausreichend sein sollte, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Dichtelement zu einer Drehbewegung zwischen dem Zylinder und dem Zylinderkopf antreibbar ist, wobei durch einen der- artigen gezielten Antrieb des Dichtelements relativ bei- spielsweise zur anliegenden Oberfläche bzw. Dichtfläche des Zylinderkopfs die Dichtwirkung entsprechend verbessert wer- den kann.

Zur Erzielung einer zusätzlichen Anpreßkraft des Dichtele- ments insbesondere in Arbeitstakten mit hohem Brennraum- druck an die Dichtfläche wird gemäß einer weiters bevorzug- ten Ausführungsform vorgeschlagen, daß unter dem Dichtele- ment und/oder dem Federelement ein Hohlraum vorgesehen ist, welcher über Öffnungen bzw. Kanäle mit dem Brennraum in Verbindung steht.

Unter Berücksichtigung der Relativbewegung zwischen einem einzelnen Zylinder und dem zugehörigen Zylinderkopf ist zur weiteren Verbesserung der Abdichtwirkung darüber hinaus vorgesehen, daß die Breite des Dichtelementes breiter ist als die größte Öffnung des Zylinderkopfes, die im Kompres- sions-bzw. im Arbeitstakt das Dichtelement überstreicht,

wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verbrennungsmotors entspricht.

Zur Verbesserung des Verbrennungsvorgangs im Zylinder bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Ab- dichtung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungs- form vorgeschlagen, daß der Brennraum überwiegend im Kolben bzw. Kolbenboden ausgebildet ist.

Für eine Verstärkung der Durchmischung des Frischgasge- misches aus Kraftstoff und Verbrennungsluft wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß der Einlaßkanal und/oder der Kolbenboden eine drallför- dernde Form und/oder Oberfläche, beispielsweise Nuten und/ oder Erhebungen im Einlaßkanal oder spiralförmige Nuten und/oder Erhebungen auf der Quetschkante des Kolbenbodens aufweist.

Zur Erzielung variabler Kompressionswerte unter Aufrechter- haltung der verbesserten Dichtwirkung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß der Zylinderkopf in Richtung der Zylinderachsen bewegbar und verstellbar ist und daß das Dichtelement zwischen dem Zy- linderkopf und dem Zylinder längenveränderlich oder ver- schieblich ist.

Wie oben ausgeführt, wird eine Abdichtung zwischen einem einzelnen Zylinder und einem Zylinderkopf über ein insbe- sondere kreisringförmiges Dichtelement erzielt, während jeweils ein Kolben und Zylinder in der üblichen Weise mit Kolbenringen abgedichtet sind. Zur Erzielung einer entspre- chenden Abdichtung bei unterschiedlicher, gegenseitiger Anordnung zwischen den Zylinderachsen bzw. Mittelachsen der

einzelnen Zylinder und der damit zusammenwirkenden bzw. relativ hiezu beweglichen Zylinderköpfe wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß bei paralleler Lage der Drehachse (n) des (der) Dichtelements (e) zu der Drehachse oder der (den) Bewegungsachse (n) des Zy- linderkopfes eine ebene Dichtfläche auf dem Zylinderkopf ausgebildet ist und bei nicht paralleler Lage eine kugel- förmige Dichtfläche mit konkaver oder konvexer Form ausge- bildet ist. Es ergibt sich wiederum, daß beispielsweise durch unterschiedlich große Relativgeschwindigkeiten zwi- schen einzelnen Umfangsabschnitten des Dichtelements und dem Zylinderkopf das Dichtelement insbesondere zu einer Drehbewegung angetrieben wird, so daß sich durch den erfin- dungsgemäß vorgesehenen Einschleifvorgang ideal glatte und formschlüssige Dichtflächen ergeben und eine dauerhaft gute Dichtwirkung erzielbar ist, wobei dies unabhängig von der relativen Lage zwischen den einzelnen Achsen der Zylinder und der Bewegungsbahn des Zylinderkopfs ist. Eine ebene Dichtfläche entspricht dem Grenzfall einer kugelförmigen Oberfläche mit unendlich großem Radius.

Zur Erzielung einer entsprechend guten Verschleißbeständig- keit der Dichtelemente zwischen den relativ zueinander be- weglichen Elementen des erfindungsgemäßen Verbrennungs- motors ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß das Dichtelement und/oder die Dichtfläche des Zylinderkopfes mit einer Beschichtung aus einem ver- schleißfesten bzw. reibungsarmen Material, z. B. Keramik- werkstoff, versehen ist.

Zur Erzielung entsprechend großer, lichter Querschnitte für Ladungswechselvorgänge bei Aufrechterhaltung einer ord- nungsgemäßen Abdichtung wird gemäß einer weiters bevorzug-

ten Ausführungsform vorgeschlagen, daß der Zylinderkopf die gesamte Zylinderbohrung abdeckt und in seinen Abmessungen größer als die Zylinderbohrung ist und daß Teile mindestens eines Einlaßkanals und mindestens eines Auslaßkanals in den Zylinderkopf integriert sind, welche an einer zylindersei- tigen Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche des Zylinderkopfs mit der Zylinderbohrung in Verbindung zu bringen sind und an dem von dem Zylinder abgewandten Ende mit einer Frisch- gas-Zufuhrleitung bzw. einer Abgasleitung zu verbinden sind.

Beispielsweise können an die erfindungsgemäß im Zylinder- kopf integrierten Teile bzw. Bereiche des Einlaßkanals bzw. des Auslaßkanals flexible Gasleitungen angeschlossen wer- den, welche somit in Übereinstimmung mit den für Ladungs- wechselvorgänge vorzunehmenden zyklischen Bewegungen des Zylinderkopfs ebenfalls zumindest im Bereich ihrer An- schlußstelle an dem Einlaßkanal sowie dem Auslaßkanal des Zylinderkopfs bewegbar sind.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vor- geschlagen, daß der lichte Querschnitt des Einlaßkanals und/oder des Auslaßkanals im Bereich der zum Zylinder ge- wandten Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche der gesamten Zylinderquerschnittsfläche entspricht, so daß ein wesent- lich rascheres Befüllen des Zylinders bzw. ein rascheres Ausbringen von Abgasen ermöglicht wird, wobei der Einlaß- und der Auslaßkanal erfindungsgemäß vorzugsweise so ausge- legt werden, daß sie den gesamten Zylinderquerschnitt frei- geben. Die Steuerzeiten werden durch die Zylinderbohrung, die Bewegungsbahn des Zylinderkopfs und die Anordnung der Steuerkanalöffnungen auf der Dichtfläche bestimmt.

Zur Kühlung des Zylinderkopfs wird gemäß einer weiters be- vorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß im Zylinder- kopf zumindest im Bereich des Einlaßkanals Kühlkanäle vor- gesehen sind.

Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform wird vorge- schlagen, daß der Zylinderkopf mit einer Zündeinheit und/oder einem Einspritzsystem ausgebildet ist.

Je nach Kraftstoffart ist beispielsweise für einen Otto- kraftstoff die Zündeinheit von einer Zündkerze gebildet, während für einen Dieselkraftstoff bevorzugt das Kraft- stoff-Einspritzelement von einem Pumpe-Düse-Element gebil- det ist. Für die Direkteinspritzung von Ottokraftstoff wird bevorzugt neben der Zündeinheit ein Kraftstoff-Einspritz- element, insbesondere ein Pumpe-Düse-Element, vorgesehen.

Zur Erzielung von relativ kleinen, bewegten Massen wird ge- mäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschla- gen, daß der Zylinderkopf als Schieber bzw. Drehschieber ausgebildet ist, so daß sich durch die geringen, bewegten Massen einfach eine ordnungsgemäße Dichtwirkung aufrecht erhalten läßt.

Zur Erzielung variabler Steuerzeiten durch eine vor-oder nacheilende Relativbewegung zwischen Zylinderkopf und Zylinder des Schiebers bzw. Drehschiebers wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß ein Antrieb der Relativbewegung zwischen Zylinderkopf und Zylinder eine variable Übersetzung und/oder Servoelemente umfaßt.

Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform ist erfin- dungsgemäß vorgesehen, daß der Drehschieber um eine zur Längsachse des Zylinders parallele Achse rotierbar gelagert ist, welche bevorzugt mittig im Drehschieber verläuft, wo- durch sich durch Vorsehen einer im wesentlichen ebenen, zum Zylinder gewandten Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche unter Verwendung von einfachen Dichtelementen die unterschied- lichen Drehstellungen zur Erzielung der gewünschten Motor- steuerung bewirken lassen.

Für eine Versorgung mit Kraftstoff/Luft-Gemisch bei Auf- rechterhaltung einer ordnungsgemäßen Abdichtung zwischen den relativ zueinander bewegbaren Teilen ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß im Drehschieber die Einströmöffnung des Ansaugkanals im we- sentlichen mittig im Drehschieber an eine Frischgas-Zufuhr- leitung anschließbar ist.

Zur Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Abdichtung zwi- schen den relativ zueinander bewegbaren Teilen, wobei auf eine minimale Erwärmung des Zylinderkopfs bzw. Drehschie- bers zur Vermeidung einer übermäßigen thermischen Bean- spruchung desselben und dessen Lagerung bzw. kleine, ther- mische Expansion der Frischgase abgezielt wird, ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Abgaskanal auf kürzestem Wege durch den Drehschieber geführt ist und in eine Abgasleitung mündet, die in einem den Drehschieber umgebenden Gehäuse angeordnet ist.

Im Zusammenhang mit der Kühlung des Drehschiebers bzw. des Zylinderkopfs wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausfüh- rungsform vorgeschlagen, daß Anschlüsse für eine Kühlmit- telzufuhr und eine Kühlmittelableitung im Bereich der Dreh-

und/oder Antriebswelle des Drehschiebers vorgesehen sind und diese in die im Drehschieber ausgebildeten Kanäle mün- den.

Zur Vermeidung einer übermäßigen Erwärmung des Drehschie- bers bzw. Zylinderkopfs und einer damit verbundenen, ver- einfachten Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Abdich- tung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß ein Axiallager des Drehschiebers über dem Auslaßkanal angeordnet ist. Durch Anordnung des Axial- lagers in diesem Bereich kann es darüber hinaus mit kleine- rem Durchmesser ausgeführt werden und es können durch die geringere Erwärmung auch größere Betriebsdrehzahlen ermög- licht werden.

Anstelle einer Relativbewegung eines Zylinderkopfs gegen- über wenigstens einem Zylinder, wie dies oben beschrieben wurde, wobei beispielsweise ein translatorisch bewegbarer Schieber oder ein Drehschieber Verwendung finden können, wird gemäß einer weiters abgewandelten Ausführungsform vor- geschlagen, daß eine Mehrzahl von Kolben und Zylindern mit einer Schrägscheibe zusammenwirkt, welche mit der Abtriebs- welle koppelbar ist, und daß die Zylinder gemeinsam mit der Schrägscheibe relativ zu dem Zylinderkopf drehbar sind. Bei Einsatz eines derartigen Verbrennungsmotors als Zweitakt- motor ist hiebei der Zylinderkopf feststehend ausgebildet, während sich wenigstens ein Zylinder mit der Schrägscheibe bewegt, während sich bei Einsatz eines derartigen Motors als Viertaktmotor der Zylinderkopf zusätzlich mit der halben Drehzahl der Drehzahl der sich mit der Schrägscheibe bewegenden Zylinder bewegt.

In einer weiters abgewandelten Ausführungsform erfolgt die Kraftübertragung zwischen Kolben und Abtriebswelle durch eine Taumelscheibe, wobei entweder der Block aus einem bzw. mehreren Zylinder (n) oder die Taumelscheibe gegenüber dem Motorgehäuse feststehend ausgebildet ist und der Schieber bzw. Drehschieber gemäß dem Arbeitsprinzip des Motors im Falle eines Viertaktmotors mit der halben Drehzahl der Drehzahl der Taumelscheibe bzw. des Zylinderblockes und im Falle eines Zweitaktmotors mit der Drehzahl der Drehzahl der Taumelscheibe bzw. des Zylinderblockes angetrieben ist.

Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, daß ein Block von mindestens einem Kolben und Zylinder mit einer Taumelscheibe zusammenwirkt, und entweder der Zylin- derblock oder die Taumelscheibe gegenüber dem Motorenge- häuse eine Drehbewegung ausführt und mit der Abtriebswelle gekoppelt ist.

Die Vorteile bzw. Vorzüge der erfindungsgemäßen Ausgestal- tung des Verbrennungsmotors gegenüber üblichen Motorkon- struktionen sind im wesentlichen folgende : 1. Verbesserung des Wirkungsgrades - Die großen Kanalquerschnitte verringern die Strömungs- verluste beim Ladungswechsel.

- Bei guter Lagerung des Schiebers bzw. Drehschiebers und bei geeigneter Materialpaarung mit dem Dichtelement sind die Reibungsverluste kleiner als die eines Ventiltriebes, besonders bei großen Drehzahlen. Darüber hinaus läßt sich zuverlässig die erforderliche Dichtwirkung erzielen.

- Die Brennraumform kann im Kolbenboden nahezu uneinge- schränkt gestaltet werden, da keine Ventiltaschen notwendig sind. Gleichzeitig ist eine hohe Oberflächengüte preiswert erzielbar. Dadurch wird ein klopffreier Betrieb des Motors

auch bei großen Kompressionswerten möglich, was den ther- mischen Wirkungsgrad erhöht.

- Durch spiralförmige Strukturen auf der Quetschkante des Kolbenbodens kann eine starke Drallwirkung im Brennraum hervorgerufen werden, die zu homogener Verbrennung bei ge- ringer Schadstoffkonzentration im Abgas führt.

- Ein Drehschieber fördert durch die fliehkraftbedingte Pumpwirkung die Ladungswechselvorgänge.

2. Vergrößerung des Arbeitsbereiches - Die Maximaldrehzahl wird nur mehr durch den Kurbeltrieb begrenzt, der bei entsprechender Auslegung wesentlich größere Drehzahlen zuläßt und damit größere Leistungen bei gleichem Hubraum ermöglicht.

- Durch die geringen Strömungsverluste beim Ladungswechsel wird der Füllgrad besonders bei großen Drehzahlen wesent- lich verbessert.

- Große Kompressionswerte ermöglichen größeres Drehmoment bei gleichem Hubraum.

3. Senkung der Herstellungs-und Betriebskosten - Die Fertigungskosten werden kleiner, da weniger Funk- tionsflächen mit kleinen Fertigungstoleranzen gefertigt werden müssen.

- Die Herstellungskosten werden reduziert, da weniger Ein- zelteile zu fertigen und zu montieren sind und damit auch ein reduzierter Inbetriebnahmeaufwand benötigt wird.

- Die reduzierte Einzelteileanzahl vermindert die Lager- haltungskosten und den Schulungsaufwand in Servicebetrie- ben.

- Die besonders im Falle eines Drehschiebers oder Schräg- bzw. Taumelscheiben-Zweitakters vereinfachte Mechanik mit weniger Einzelteilen hat bei geeigneter Ausführung eine kleinere Ausfallwahrscheinlichkeit.

Insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein erfindungsgemäßes Steuerelement in Form eines Schiebers bzw. Drehschiebers bzw. Zylinderkopfes im wesentlichen die Abmessungen eines Zylinders übersteigt, lassen sich bei entsprechender Anordnung des Steuerelementes von diesem eine Mehrzahl von Zylindern steuern, so daß unter Einsatz einer entsprechend verringerten Anzahl von Steuerelementen Mehrzylindermotoren ausgeführt werden können.

Gemäß einer ersten Ausführungsform eines derartigen mehrzy- lindrigen Verbrennungsmotors wird vorgeschlagen, daß ein Drehschieber mit einer Mehrzahl von im wesentlichen symmet- risch um die bzw. zu der Dreh-bzw. Antriebsachse des Dreh- schiebers angeordneten Zylindern zusammenwirkt, wobei in diesem Zusammenhang weiters vorgeschlagen wird, daß zwei Kurbelwellen mit einem Stirnradantrieb gekoppelt sind, an dem eines der Zahnräder zweiteilig ausgebildet ist und die beiden Teile durch einen im Zahnrad integrierten Drehkol- benmotor gegeneinander verspannt sind. Der Antrieb des Drehkolbenmotors erfolgt vorteilhaft mit der Druckölver- sorgung, die auch zur Schmierung des Kurbeltriebes dient.

Der symmetrische Aufbau und die gegenläufigen Kurbelwellen bewirken einen ruhigen Lauf aufgrund des Ausgleiches der Beschleunigungskräfte und-momente.

Zur Bereitstellung von sogenannten V-Motoren wird vorge- schlagen, daß die zu den Zylindern gewandte Begrenzungsflä- che bzw. Dichtfläche des Drehschiebers kalottenartig ausge- bildet ist und daß in räumlicher V-Anordnung angeordnete Zylinder mit dem Drehschieber zusammenwirken, wobei vor- zugsweise für den Antrieb der Kolben eine gemeinsame Kur- belwelle bzw. Schrägscheibe bzw. Taumelscheibe vorgesehen ist.

Allgemein ist durch die kompakte Gestaltung der obigen Motorbauvarianten die modulare Bauweise von Vielzylinder- motoren möglich, wobei in diesem Zusammenhang gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, daß gleichartige Motormodule durch sequentielle Aufreihung zu Vielzylindermotoren zusammenfügbar sind.

Mehrere gleichartige Motorenmodule lassen sich zur Lei- stungssteigerung und zur Verbesserung der Laufruhe sequen- tiell hintereinander anordnen und so können auf kostengün- stige Weise Motoren mit großen Zylinderanzahlen wie z. B.

8,12, 16 oder mehr Zylindern ausgeführt werden.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgeschla- gen, daß eine Mehrzahl von Zylindern und Drehschieberpaaren in einem ganzzahligen Vielfachen von jeweils acht Zylindern in Doppelreihen-Boxeranordnung ausgeführt bzw. angeordnet sind. Dabei kann vorgesehen sein, daß zwei Drehschieber mit jeweils vier kreissymmetrisch angeordneten Zylindern nach dem Boxerprinzip angeordnet sind und eine oder zwei Kur- belwellen antreiben. Durch sequentielle Aufreihung dieser Bauart lassen sich auf kostengünstige Weise Motoren mit großen Zylinderanzahlen, wie z. B. 16,24, 32 oder mehr Zy- lindern, ausführen.

Bei Mehrzylindermotoren ergeben sich zusätzlich folgende erfindungsgemäßen Vorteile gegenüber bekannten Bauweisen : 1. Bei allen Bauarten mit gegenläufigen Kurbelwellen ergibt sich eine besondere Laufruhe aufgrund des Ausgleichs der Massenkräfte und der Beschleunigungsmomente. Bauarten mit Schrägscheibe arbeiten besonders schwingungsarm, da keine translatorischen Bewegungen ausgeführt werden.

2. Die modulare Bauweise ermöglicht : - Kostengünstige Herstellung von Vielzylindermotoren, da wenige Einzelteile mit großer Stückzahl hergestellt werden können.

- Das Ersatzteilesortiment kann bei Modulbauweise mit wenigen Teilen für Motoren aller Leistungsklassen gehalten werden.

3. Bei Fahrzeugantrieben können auch bei begrenztem Rauman- gebot in der Karosserie Motoren mit großen Zylinderanzahlen untergebracht werden, die besondere Laufkultur ermöglichen.

Die erfindungsgemäß gestalteten Motoren können sowohl nach dem Viertaktprinzip als auch nach dem Zweitaktprinzip ar- beiten. Das Arbeitsprinzip wird durch das Übersetzungsver- hältnis zwischen Kurbelwelle bzw. Schrägscheibe bzw. Tau- melscheibe und Schieber bzw. Drehschieber bzw. Zylinderkopf bestimmt, das im Falle des Viertaktprinzips 1 : 2 und im Falle des Zweitaktprinzips 1 : 1 beträgt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegen- den Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispie- len näher erläutert. In dieser zeigen : Fig. l teilweise Schnittansichten eines erfindungsgemäßen Einzylindermotors mit schiefwinkeliger Lage zwischen der Zylinderachse und der Drehschieberachse, wobei in Fig. la ein Ansaugen dargestellt ist, in Fig. lb ein Zünden darge- stellt ist und in Fig. lc ein Ausstoßen dargestellt ist ; Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch einen erfindungs- gemäßen Zweizylinder-Zweitaktmotor in V-Anordnung, wobei zur Kraftübertragung zwischen Kolben und Antriebswelle eine Taumelscheibe vorgesehen ist ; Fig. 3 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung einen ab- gewandelten, erfindungsgemäßen Einzylindermotor mit einem

translatorisch bewegbaren Schieber, wobei in Fig. 3a ein Ansaugen dargestellt ist, in Fig. 3b ein Zünden dargestellt ist und in Fig. 3c ein Ausstoßen dargestellt ist ; Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform einer Konstruktion eines Zweitaktmotors, wobei eine Mehrzahl von Zylindern mit einer Schrägscheibe relativ zu einem feststehenden Zylin- derkopf bewegbar ist ; Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Verbrennungsmotors, wobei eine Mehrzahl von Zylin- dern mit einer Schrägscheibe zusammenwirkt und relativ zu einem als Drehschieber ausgebildeten Zylinderkopf bewegbar ist, um einen Viertaktmotor auszubilden ; Fig. 6 teilweise Schnittansichten ähnlich zu Fig. 1 einer weiters abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsge- mäßen Verbrennungsmotors mit einem Drehschieber, wobei in Fig. 6a ein Ansaugen gezeigt ist, in Fig. 6b ein Zünden ge- zeigt ist und in Fig. 6c ein Ausstoßen gezeigt ist ; Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch einen erfindungs- gemäßen Vierzylindermotor in 0-Anordnung ; Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf eine zum Zylinder gewandte Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche des Drehschie- bers gemäß Fig. 6 ; Fig. 9 in einer zu Fig. 8 ähnlichen Darstellung eine Drauf- sicht auf eine Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche eines Drehschiebers gemäß einer abgewandelten Ausführungsform ; und Fig. 10 einen schematischen Schnitt durch einen erfindungs- gemäßen Achtzylindermotor in Doppel-O-Boxer-Anordnung.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines Einzylinder- motors dargestellt, wobei der Drehschieber 1 eine relativ zum Zylinder 3 geneigte Achse aufweist, wobei in Fig. la ein Ansaugen über einen Einlaßkanal 9 dargestellt ist, in

Fig. lb ein Zündzeitpunkt in Zusammenwirken mit einem mit 8 angedeuteten Zündelement ersichtlich ist, während in Fig. lc der Ausstoßvorgang eines Ausbringens über den Auslaßka- nal 9 angedeutet ist. Ein Dichtelement 5 wirkt hiebei mit einer kugelförmigen Dichtfläche zusammen.

In Fig. 6 ist ebenso wie in Fig. 1 eine Ausführungsform eines Verbrennungsmotors dargestellt, wobei ein Zylinder- kopf in Form eines Drehschiebers 1 in einem Drehschieberge- häuse 2 relativ zu einem Zylinder 3 drehbar gelagert ist, in welchem ein Kolben 4 vorgesehen ist. Mit 5 ist ein be- wegbares, insbesondere drehbares Dichtelement zwischen dem Drehschieber 1 und der zum Drehschieber 1 gewandten Zylin- derbohrung bezeichnet, wobei der Kolben 4 als Kraftübertra- gung über eine Kurbelwelle 6 und ein Pleuel 7 zu einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben wird. Während mit 8 ein im Drehschieber 1 integriertes Zündelement, beispiels- weise eine Zündkerze für einen Ottomotor, bezeichnet ist, ist im Drehschieber 1 darüber hinaus ein gekrümmter Einlaß- kanal 9 vorgesehen, wie dies aus Fig. 6a ersichtlich ist.

Weiters ist im Drehschieber 1, welcher als Volumenkörper ausgebildet ist, ein Auslaßkanal 10 vorgesehen, wie dies aus Fig. 6c ersichtlich ist.

Das Dichtelement 5 ist beispielsweise bedingt durch die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten des als Dreh- schieber 1 ausgebildeten Zylinderkopfs in dem Bereich der Aufnahme am zum Drehschieber 1 gewandten Ende des Zylinders 3 bewegbar, wobei sich durch die Bewegung, insbesondere Drehbewegung, des Dichtelements ein Einschleifvorgang zwi- schen dem Dichtelement 5 und der zum Dichtelement 5 gewand- ten Oberfläche bzw. Dichtfläche 24 des Zylinderkopfs bzw.

Drehschiebers 1 ergibt, so daß eine entsprechende zuverläs-

sige und gute Abdichtung erzielbar ist. Nötigenfalls könnte auch ein entsprechender Antrieb für eine angetriebene Dreh- bewegung des Dichtelements 5 in der Aufnahmeöffnung des Zylinders 3 vorgesehen sein. Das Dichtelement 5 gemäß Fig.

6 stellt als ebenes Dichtelement den Grenzfall eines Dicht- elements dar, welches mit einer kugelförmigen Oberfläche mit unendlich großem Radius zusammenwirkt.

Zur Verbesserung der Dichtwirkung bzw. Anpressung des Dichtelements 5 an die damit zusammenwirkende Oberfläche bzw. Dichtfläche 24 des Zylinderkopfs bzw. Drehschiebers 1 kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß das Dichtelement 5 beispielsweise durch Vorsehen einer Feder in Anlage an die zusammenwirkende Fläche bzw. Dichtfläche 24 des Drehschie- bers 1 gebracht wird, wodurch sich die Dichtwirkung weiter erhöhen läßt, wie dies beispielsweise auch in Fig. 4 und 5 angedeutet ist.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß der Druck im Brennraum auch unter dem Dichtelement 5 wirkt, so daß eine zusätzliche Anpreßwirkung auf das Dichtelement 5 in Rich- tung zur zusammenwirkenden Oberfläche bzw. Dichtfläche 24 des Zylinderkopfs bzw. Drehschiebers 1 erzielbar ist.

In dem in Fig. la und 6a dargestellten Ansaughub erfolgt ein Einbringen eines Kraftstoff/Luft-Gemisches, dessen Zu- sammensetzung über eine gewöhnliche Gemischaufbereitung, beispielsweise eine Drosselklappe 11 sowie eine Einspritz- düse 12 im Einlaßkanal 9 dosiert wird, welcher unmittelbar in den Zylinder 3 mündet, wobei ersichtlich ist, daß der Querschnitt des Einlaßkanals 9 im wesentlichen der gesamten Zylinderbohrung des Zylinders 3 entspricht.

Zur Lagerung des Drehschiebers 1 im Drehschiebergehäuse 2 ist mit 13 eine Radiallagerung und mit 14 eine Axiallage- rung angedeutet, wobei der Antrieb des Drehschiebers 1 um eine zur Zylinderachse im wesentlichen parallele Achse durch eine Antriebswelle 15 erfolgt.

In Fig. 6 ist darüber hinaus mit 16 ein Schraubenradge- triebe angedeutet, das zum Antrieb des Drehschiebers 1 durch die Kurbelwelle 6 dient. Weiters ist mit 17 eine Elektrode mit Verteilerfunktion bezeichnet und 18 stellt eine Labyrinthdichtung im Bereich der von dem Zylinder ab- gewandten Begrenzungsfläche des Drehschiebers 1 dar, durch die die Räume für Frischgas bzw. Abgas voneinander getrennt werden.

Für eine Kühlung des Drehschiebers 1 sind in diesem eine Mehrzahl von mit 20 bezeichneten Kühlmittelkanälen vorge- sehen, wobei ein Kühlmittelzulauf mit 21 und ein Kühlmit- telablauf mit 22 angedeutet ist. Wie aus Fig. 6 ersicht- lich, sind hiebei der Kühlmittelzulauf 21 sowie der Kühl- mittelablauf 22 konzentrisch zur Antriebswelle 15 bzw. in einer doppelwandigen Antriebswelle 15 ausgebildet.

Darüber hinaus ist in Fig. 6 eine hydraulische Kompres- sionsverstellung mit Ringkolben mit 23 bezeichnet, wodurch es möglich wird, den Drehschieber 1 relativ zum Zylinder 3 in Längsrichtung der Antriebsachse bzw. -welle 15 zu ver- schieben, wodurch das Kompressionsverhältnis im Zylinder 3 entsprechend unterschiedlichen Arbeitsbedingungen beein- flußt bzw. verstellt werden kann.

Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 8 und 9 ersichtlich, ist wenigstens einer von dem Einlaßkanal 9 bzw. dem Auslaßkanal

10 im Bereich der mit 24 bezeichneten Begrenzungsfläche bzw. Dichtfläche des Drehschiebers 1 gegenüber dem Zylinder 3 mit einem der Zylinderbohrung entsprechenden, lichten' Querschnitt ausgebildet, so daß bei der Rotationsbewegung des Drehschiebers 1 für ein Ansaugen bzw. Ausstoßen der vollständige Querschnitt der Zylinderbohrung zur Verfügung gestellt werden kann.

In Fig. 9 ist der Auslaßkanal 10 mit einer Querschnittsver- ringerung angedeutet, so daß bei verlängerter Einlaßsteuer- zeit durch die Querschnittsverringerung des Auslaßkanals 10 eine Verkürzung der Auslaßsteuerzeit erzielbar ist.

Weiters ist in Fig. 8 und 9 das Zündelement wiederum mit 8 angedeutet.

Anstelle der Zündeinheit, insbesondere einer Zündkerze für den in Fig. 6 dargestellten Ottomotor, könnte bei Verwen- dung des Drehschiebers 1 für einen Dieselmotor ein entspre- chendes Pumpe-Düse-Element vorgesehen sein, dessen Kraft- stoffversorgung durch eine mehrwandige Antriebswelle 15 erfolgt.

Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, sind sowohl der Auslaßkanal 10 als auch der Einlaßkanal 9 entlang von ge- krümmten Wegen in dem als Volumenkörper ausgebildeten Zy- linderkopf bzw. Drehschieber 1 vorgesehen, so daß eine un- mittelbare Verbindung des Einlaßkanals 9 mit einer Frisch- gas-Zufuhrleitung 25 möglich wird, während in dem in Fig.

6c dargestellten Ausstoßvorgang ersichtlich ist, daß der Auslaßkanal 10 in eine Abgas-Abfuhrleitung 26 im Drehschie- bergehäuse 2 mündet.

Während in Fig. 6 ein Einzylindermotor zur Erläuterung des Grundprinzips dargestellt ist, zeigt Fig. 7 einen Vierzy- lindermotor in 0-Anordnung, wobei die Bezugszeichen der vorangehenden Figuren für gleiche Bauteile beibehalten wer- den. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß sich einer der Zylin- der 3 über den Einlaßkanal 9 in dem in Fig. la und 6a ge- zeigten Ansaugvorgang befindet, während ein zweiter Zylin- der 3 über den Auslaßkanal 10 mit der Abfuhrleitung 26 ähn- lich wie in Fig. lc und 6c verbunden ist, während sich zwei weitere, nicht dargestellte Zylinder in einer kreissymmet- rischen Anordnung um die wiederum schematisch mit 15 ange- deutete Antriebswelle für den Drehschieber 1 in den weite- ren Arbeitstakten eines Viertaktmotors befinden.

In Fig. 7 ist ersichtlich, daß zwei parallel angeordnete Kurbelwellen 6 vorgesehen sind, die über ein Stirnradge- triebe 27 miteinander gekoppelt sind.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform eines Ver- brennungsmotors dargestellt, wobei die Abtriebswelle 40 gleichzeitig auch als Antriebswelle des Drehschiebers 1 ausgeführt ist und geneigt zu den Achsen der Zylinder 3 verläuft, so daß sich eine räumliche V-Anordnung der Zylin- der ergibt. Zur Kraftübertragung zwischen den Kolben 3 und der Abtriebswelle 40 ist eine Taumelscheibe 46 vorgesehen, die durch Druckstangen 42 mit den Kolben 4 verbunden ist.

Ähnlich wie bei der Ausbildung gemäß Fig. 7 steht in der Darstellung gemäß Fig. 2 einer der Zylinder 3 in Verbindung mit dem Einlaßkanal 9, während ein weiterer Zylinder 3 in Verbindung mit dem Auslaßkanal 10 dargestellt ist.

Zur Ausbildung der V-Anordnung ist weiters ersichtlich, daß die zu den Zylindern gewandte Begrenzungsfläche bzw. Dicht-

fläche 24 des Drehschiebers 1 kalottenförmig ausgebildet ist.

In Fig. 10 ist ein Achtzylindermotor in Doppel-O-Boxer-An- ordnung dargestellt, wobei zwei Drehschieber 1 über eine gemeinsame Antriebswelle 15 gekoppelt sind und darüber hin- aus zwei Kurbelwellen 6 vorgesehen sind, welche mit wie- derum kreissymmetrisch relativ zu der Antriebswelle bzw.

Drehwelle 15 angeordneten Zylindern 3 zusammenwirken. Die weitere Funktionsweise ist ähnlich zu den vorgehenden Aus- führungsformen, so daß eine neuerliche Beschreibung nicht erforderlich ist.

In Fig. 3 ist wiederum in einer zu Fig. 1 ähnlichen Dar- stellung eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Einzylindermotors dargestellt, wobei ein translatorisch bzw. in einer Ebene entlang einer geschlossenen Bahn be- wegbarer Schieber 28 relativ zu dem Zylinder 3 bewegbar ist. Die Stellung des Schiebers 28 und seine Bewegungsbahn ist in den unteren Teilbildern skizziert. Der Schieber 28 beinhaltet wiederum Teile des Einlaßkanals 9 und des Aus- laßkanals 10, die mit dem Schieber 28 bewegt werden und deren vom Zylinder 3 abgewandte Seite mit ortsfesten Lei- tungen für Frischgaszufuhr 25 und Abgasabfuhr 26 durch nicht dargestellte flexible Schlauchleitungen verbunden sind, wobei in Fig. 3a gezeigt ist, wie der Einlaßkanal 9 mit dem Zylinder 3 verbunden ist, wobei im Zylinder 3 wie- derum ein Kolben 4 bewegbar ist. Der Kolben 4 wird über eine Kurbelwelle 6 und ein Pleuel 7 zu einer hin-und her- gehenden Bewegung im Zylinder 3 angetrieben.

In Fig. 3b ist wiederum ein Zündzeitpunkt im Zusammenwirken mit einem wiederum mit 8 bezeichneten Zündelement darge-

stellt, während in Fig. 3c der Ausstoßvorgang dargestellt ist, wobei die Zylinderbohrung mit dem Auslaßkanal 10 in Verbindung steht.

Im Bereich des durch die Oberseite des Kolbens 4 definier- ten Kolbenbodens 30 sind drallfördernde Oberflächenstruktu- ren 31 angedeutet. Zur Unterstützung der Verwirbelung bzw.

Durchmischung im Zylinder 3 können darüber hinaus auch im Einlaßkanal 9 schematisch angedeutete Erhebungen 32 vorge- sehen sein, um beispielsweise durch eine insgesamt spiral- förmige Anordnung derartiger Erhebungen 32 und dazwischen- liegender Nuten bzw. Vertiefungen 33 eine drallfördernde Wirkung zu erzielen.

Selbstverständlich können nicht nur Motoren nach dem Vier- taktprinzip, welche in den Figuren dargestellt sind, mit relativ zueinander bewegten Elementen der obengenannten Art arbeiten, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Relativbewegung und Kurbelwelle 6 bzw. Abtriebswelle 40 1 : 2 beträgt, sondern die Verwendung der Schiebersteuerung 1, 28,44 ist auch für Zweitaktmotoren geeignet, wobei dann das Übersetzungsverhältnis 1 : 1 beträgt.

In Fig. 5 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Verbrennungsmotors dargestellt, wobei wiederum ein als Drehschieber 1 ausgebildeter Zylinderkopf in einem Drehschiebergehäuse 2 drehbar aufgenommen ist. Im Gegensatz zu den vorangehenden Ausführungsformen sind bei der in Fig.

5 dargestellten Ausführungsform eine Mehrzahl von wiederum mit 3 bezeichneten Zylindern mit einer um eine Abtriebs- welle 40 rotierbaren Schrägscheibe 41 über Kolbenstangen 42 der Kolben 4 gekoppelt, so daß sich bei der in Fig. 5 ge- zeigten Ausführungsform die Zylinder 3 entsprechend ihren

unterschiedlichen Arbeitshüben gemeinsam mit der Schräg- scheibe 41 bewegen.

Für eine ordnungsgemäße Abdichtung zwischen den Zylindern 3 und dem als Drehschieber l ausgebildeten Zylinderkopf sind wiederum Dichtelemente 5 vorgesehen, die durch das mit 43 bezeichnete Federelement in Richtung zu der Dichtfläche des Zylinderkopfs bzw. Drehschiebers 1 gedrückt werden, um eine sichere Anlage zu gewährleisten und die Dichtwirkung zu verbessern. Durch die Kerben 45 auf der Unterseite des Dichtelementes 5 kann der Verbrennungsdruck auch unter dem Dichtelement 5 und unter dem Federelement 43 wirken und verstärkt somit die Anpreßkraft in Arbeitstakten mit großem Brennraumdruck.

Zur Erzielung eines Viertaktmotors mit der in Fig. 5 darge- stellten Ausführungsform ist darüber hinaus vorgesehen, daß der Drehschieber 1 relativ zu dem Drehschiebergehäuse 2 durch einen nicht näher dargestellten Antrieb mit der halben Drehzahl der Drehzahl der Abtriebswelle 40 und der Schrägscheibe 41 drehbar ist.

In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform eines Ver- brennungsmotors in einer zu Fig. 5 ähnlichen Darstellung gezeigt, wobei wiederum eine Mehrzahl von Zylindern 3 mit einer Schrägscheibe 41 gekoppelt ist, wobei im Gegensatz zu der Ausbildung gemäß Fig. 5 bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform die Zylinderkopfplatte 44 gegenüber dem Motorgehäuse feststehend ausgebildet ist, wodurch sich ein Motor ergibt, der nach dem Zweitaktprinzip arbeitet. Der Ladungswechsel wird hiebei durch eine nicht dargestellte gewöhnliche Ladehilfe, beispielsweise ein Gebläse oder einen Turbolader unterstützt.

Auch bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform finden ähnlich wie bei der Ausbildung gemäß Fig. 5 Dichtelemente 5 Verwendung, welche durch ein Federelement 43 an die Dicht- fläche des Zylinderkopfs 44 andrückbar sind und zusätzlich pneumatisch durch den Brennraumdruck angepreßt werden.

Die weiteren Elemente der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen entsprechen den in den vorangehenden Aus- führungsformen dargestellten Elementen und sind mit glei- chen Bezugszeichen bezeichnet, so daß eine detaillierte Erörterung bzw. Beschreibung unterbleiben kann.