Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehre¬ ren rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse angeord¬ neten Zylindern.

Aus den US-Patenten 1 839 592, 1 891 453, 2 369 002 und 4 129 102 sowie dem deutschen Gebrauchsmuster 6 753 008 sind Brennkraftmaschinen mit mehreren rotationssymmetrisch

zu einer Symmetrieachse angeordneten Zylindern bekannt, deren Zylinderachsen entweder parallel zur Symmetrieachse oder in einem Schnittpunkt sich schneidend schräg zur Symmetrieachse verlaufen. Die in den Zylindern verschieb- baren Hubkolben arbeiten über ein Taumelgetriebe auf eine Abtriebswelle.

Die bekannten Brennkraftmaschinen haben, bezogen auf ihre Leistung, vergleichsweise große Abmessungen. Zudem sind für den Gaswechsel vergleichsweise lange Einlaß- und Aus¬ laßkanäle erforderlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Brennkraf maschine an¬ zugeben, die bei vergleichsweise hoher Leistung kleine Ab- messungen hat und bei welcher der Gaswechsel durch kon¬ struktiv einfache Ventilanordnungen steuerbar ist.

Im Rahmen der Erfindung sind die Zylinderdächer der schräg zur Symmtrieachse sternförmig angeordneten Zylinder auf der zur Symmetrieachse gelegenen Seite angeordnet. Die Zylinderachsen verlaufen vorzugsweise etwa senkrecht zur Symmetrieachse, womit innerhalb des von den Zylinderdä¬ chern radial umschlossenen Raums eine Einlaß- und/oder Auslaßventilanordnung untergebracht werden kann, welche in den Zylinderdächern vorgesehene Einlaß- bzw. Auslaßöffnun¬ gen steuert. Die Einlaßöffnungen bzw. Auslaßöffnungen sind über die Ventilanordnung mit im Bereich der Symmetrieachse im wesentlichen zentrisch verlaufenden Kanälen für den Einlaß bzw. Auslaß der Brenngase verbunden.

Bei der radial innerhalb des von den Zylinderdächern um¬ schlossenen Bereichs angeordneten Ventilanordnung kann es sich um eine Einlaßventilanordnung oder eine Auslaßventil¬ anordnung handeln. Insbesondere bei Zweitaktmotoren wird die jeweils andere Ventilanordnung zweckmäßigerweise durch im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens in der Zylin¬ derwand vorgesehene, durch den Kolben gesteuerte Schlitze gebildet. Auf diese Weise lassen sich die Öffnungs- bzw.

Schließzeiten der Ventile problemlos vorgeben, und es wird mit geringem technischen Aufwand eine Längsspülung der Zy¬ linder erreicht.

Bei Viertaktmotoren sind vorzugsweise sowohl die Einla߬ ventile als auch die Auslaßventile in dem von den Zylinderdächern umgrenzten zentralen Bereich vorgesehen.

Bei der zentralen Ventilanordnung handelt es sich bevor- zugt um ein Drehschieberventil mit einem um die Symmetrie¬ achse rotierenden Ventilkörper. Der Ventilkörper hat zweckmäßigerweise Kegelstumpfform und wird federnd in einen komplementären, konischen Ventilsitz hinein vorge¬ spannt. Die Kupplung des Ventilkörpers mit der Abtriebs- welle erfolgt über eine AxialSchubanordnung, die bei einer Drehung des Ventilkörpers relativ zur Abtriebswelle auf¬ grund der Reibhemmung des Ventilkörpers im Ventilsitz den Ventilkörper gegen die Kraft der Vorspannfedern axial aus dem Verftilsitz herausbewegt und hierdurch die Reibhemmung mindert. Ein solches Drehschieberventil dichtet aufgrund der Konusform sicher ab, ohne zum Festfressen zu neigen.

In einer Variante umfaßt die zentrisch zwischen den Zylin¬ derdächern angeordnete Ventilanordnung mehrere längs der Symmetrieachse verschiebbar geführte Ventilschieber, die gegen von den Zylinderdächern gebildete Ventilsitze ab¬ dichten. Die Ventilschieber sind schräg zu den Ventilsit¬ zen geführt und werden nach Art eines Keilverschlusses von Federn in Schließrichtung vorgespannt. Die Schrägführungen verbessern hierbei die Abdichtung gegenüber den Ventilsit¬ zen. Die Ventilschieber werden von einer zur Symmetrieach¬ se gleichachsigen Axialnockenanordnung gegen die Kraft der Federn in Öffnungsrichtung gesteuert.

In einer weiteren Variante umfaßt die zentrisch angeordne¬ te Ventilanordnung Tellerventile, die von einer zur Sym¬ metrieachse gleichachsigen Radialnockenwelle gesteuert werden.

Sämtlichen vorstehend erläuterten Ausgestaltungen der zentrisch angeordneten Ventilanordnung ist gemeinsam, daß sie mit geringem konstruktiven Aufwand steuerbar sind und kurze Gaswechselwege zu dem im Bereich der Symmetrieachse vorzugsweise gleichachsig verlaufenden Einlaßkanal oder Auslaßkanal haben. Die aufgrund der sternförmigen Anord¬ nungsweise der Zylinder sich ergebenden kurzen Ausla߬ kanalwege erlauben das strδmungsverlustarme Betreiben einer Abgas-Nutzturbine, die gegebenenfalls über einen Freilauf mit der Abtriebswelle gekuppelt ist und eine Rückgewinnung der Strömungsenergie der Abgase erlaubt. Die Nutzturbine ist nicht nur bei zentralem Auslaßkanal einsetzbar, sondern auch bei Ausführungsformen, die zwar einen zentralen Einlaßkanal, aber mit radialem Abstand da- von angeordnete Auslaßδffnungen etwa im Bereich des unte¬ ren Kolbentotpunkts haben. In diesem Fall ist das Turbi¬ nenrad der Abgasturbine zweckmäßigerweise gleichachsig zur Symmetrieachse angeordnet, wobei sein Durchmesser so groß bemessen ist, daß die Turbinenschaufeln axial neben den Auslaßöffnungen rotieren und unmittelbar über die Aus¬ laßöffnungen von den ausströmenden Abgasen beaufschlagt werden.

Das die Kolben mit der Abtriebswelle kuppelnde Getriebe ist in einer insbesondere für den Zweitaktbetrieb geeig¬ neten Ausgestaltung als Kurbelgetriebe ausgebildet, des¬ sen um die Symmetrieachse drehbare Kurbel in Richtung der Symmetrieachse seitlich der Zylinder angeordnet und über seitlich außerhalb der Zylinder angeordnete Pleuelstangen mit der von der Symmetrieachse abgewandten Seite der

Kolben verbunden ist. Das kolbenseitige Gelenk der Pleuel¬ stange ist, um Schrägkräfte vom Kolben fernzuhalten und die Zylinderabdichtungen zu entlasten, zweckmäßigerweise in Hubrichtung der Kolben geradlinig verschiebbar geführt. Auch kann es zweckmäßig sein, die Zylinder zwischen zwei Kurbeln anzuordnen und die Pleuelstangen axial symmetrisch hierzu auszubilden, um die auf den Kolben wirkenden Kräfte zu symmetrieren.

Bei paarweise diametral und senkrecht zur Drechachse ange¬ ordneten Zylindern ist in einer bevorzugten Ausführungs¬ form ein seitlich der Zylinder angeordnetes Parsons-Ge- triebe zur Kupplung der Hubzylinder mit der Abtriebswelle vorgesehen. Das Parsons-Getriebe umfaßt für jedes Zylin¬ derpaar eine auf einer Kurbel der Abtriebswelle drehbar angeordnete zweite Kurbel gleicher Länge, die mit einer in Hubrichtung der Kolben verschiebbar geführten, die Kolben des Zylinderpaars miteinander verbindenden Kolbenstange drehbar verbunden ist. Die zweite Kurbel ist zweckmäßiger¬ weise als kreisförmige Exzenterscheibe ausgebildet, an de¬ ren Umfang ein mit der Kolbenstange verbundener Lagerring gelagert ist, wobei der Durchmesser der Exzenterscheibe größer als die Länge der ersten Kurbel ist, um die Kurbel- kräfte besser übertragen zu können. Wenn mehrere Zylinder¬ paare vorgesehen sind, sind die Hubrichtungen gegeneinan¬ der winkelversetzt, wobei die Exzenterscheiben zweckmäßi¬ gerweise fest miteinander verbunden sind.

Bei herkömmlichen, die Kolben mit der Abtriebswelle kup¬ pelnden Getrieben führen die Kolben pro Umdrehung der Ab¬ triebswelle einen einzigen Doppelhub, d.h. eine hin- und hergehende Hubbewegung aus. Bei Viertaktmotoren ist es je¬ doch wünschenswert, daß sämtliche vier Takte während einer einzigen Umdrehung der Abtriebswelle ausgeführt werden, da dies die Steuerung des Gaswechsels erleichtert. Ein weite¬ res Ziel der Erfindung ist es, eine Hubkolben-Brennkraft¬ maschine zu schaffen, deren Abtriebswelle für jeweils zwei Doppelhübe der Kolben eine Umdrehung ausführt.

Unter diesem Aspekt der Erfindung sind wiederum mehrere rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse angeordnete Zylin¬ der vorgesehen, deren Zylinderachsen zweckmäßigerweise nach Art eines Sternmotors im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse verlaufen. Dieser Aspekt der Erfindung ist jedoch nicht auf Zylinder beschränkt, deren Zylinderdach auf der zur Symmetrieachse gelegenen Seite der Zylinder vorgesehen ist, wie dies vorstehend erläutert ist. Das Zy-

linderdach kann auch auf der von der Symmetrieachse ent¬ fernt gelegenen Seite vorgesehen sein, wobei das die Kol¬ ben mit der Abtriebswelle verbindende Getriebe auch radial zwischen den Zylindern angeordnet sein kann.

Das die Kolben mit der Abtriebswelle kuppelnde Getriebe ist als Taumelgetriebe, beispielsweise als Taumelseheiben- getriebe oder als Schrägscheibengetriebe oder als Schräg¬ achsengetriebe ausgebildet. Während jedoch bei herkömmli- chen Taumelgetrieben dieser Art die Axialbewegungskompo- nente ausgenutzt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kolben über Schublenker abhängig von der Radialschub¬ komponente des Taumelgetriebes gesteuert werden. Die mit ihrem einen Ende am Taumelkörper des Taumelgetriebes ange- lenkten Schublenker sind mit ihrem anderen Ende über ein Gelenk mit dem Kolben direkt oder indirekt verbunden, wo¬ bei das Gelenk in einer zylinderfesten, gegebenenfalls ge¬ häusefesten Führung im wesentlichen senkrecht zur Symmet¬ rieachse im wesentlichen geradlinig bewegbar geführt ist. Das bewegbar geführte Gelenk des Schublenkers und damit der Kolbenführt aufgrund der RadialSchubkomponente des Taumelkörpers zwei Doppelhübe pro Umdrehung der Abtriebs¬ welle aus.

Bei Ausgestaltungen der Brennkraftmaschine mit zur Symmet- trieachse weisendem Zylinderdach können die Schublenker gelenkig mit abgewinkelten, in Hubrichtung geführten Kol- benstangen verbunden sein. In einer bevorzugten Ausgestal¬ tung ist zur Kupplung des Schublenkers mit dem Kolben je- doch ein um-eine zylinderfeste Achse schwenkbarer Doppel¬ hebel vorgesehen, der mit seinem einen Arm über eine Pleu¬ elstange mit dem Kolben und mit seinem anderen Arm gelen¬ kig mit der Schubstange verbunden ist. Dies hat den Vor¬ teil, daß durch Wahl des Armlängenverhältnisses der Kol- benhub relativ zum Radialhub des Taumelgetriebes variiert werden kann.

Der Taumelkδrper des Taumelgetriebes taumelt um einen Tau-

melpunkt, der entweder auf der Symmetrieachse gelegen ist, oder aber durch radialen Versatz der Abtriebswellenachse zur Symmetrieachse im Abstand von der Symmetrieachse ver¬ läuft. Im letztgenannten Fall kann durch Versatz des Tau- melpunkts in Ausschubrichtung der Kolben erreicht werden, daß die Kolben bis zum Zylinderdach geführt werden, wo¬ durch die Brenngase im wesentlichen vollständig aus dem Brennraum ausgeschoben werden können.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Axiallängsschnitt durch eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit vier sternförmig angeordneten Zylindern;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Brennkraftmaschine nach Fig. 1 im Axialquerschnitt;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer ^* Variante der Brenn- kraftmaschine nach Fig. 1 im Axiallängsschnitt; Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der Brennkraftmaschine nach Fig. 3 im Axialguerschnitt; Fig. 5 bis 7 schematische Axiallängsschnitte durch Vier- takt-Brennkraftmaschinen mit mehreren, sternförmig angeordneten Zylindern; Fig. 8 einen schematischen Axiallängsschnitt durch ein bei den Brennkraftmaschinen der Fig. 1 bis 7 ver¬ wendbares Schieberventil; Fig. 9 einen schematischen Axialquerschnitt durch das

Schieberventil der Fig. 8, gesehen entlang einer Linie IX-IX;

Fig. 10 eine Prinzipdarstellung einer Viertakt-Brennkraf ¬ maschine mit fünf sternförmig angeordneten, durch Tellerventile gesteuerten Zylindern und Fig. 11 einen schematischen Axiallängsschnitt durch die Tellerventilanordnung der Brennkraftmaschine nach

Fig. 10.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Zweitakt-Brennkraftmaschine

mit einem Gehäuse 1 und einer über Lager 5, 7 um eine Drehachse 9 drehbar in dem Gehäuse 1 gelagerten, das Ab¬ triebsorgan der Brennkraftmaschine bildenden Kurbelwelle 11. In Richtung der Drehachse 9 seitlich eines Kurbelzap- fens 13 der Kurbelwelle 11 sind mehrere Zylinder 15 rota¬ tionssymmetrisch zur Drehachse 9 angeordnet. Die bei 17 angedeuteten Zylinderachsen der Zylinder 15 liegen in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Drehachse 9 und sind um gleiche Winkelabstände, im vorliegenden Ausführungsbei- spiel bei vier Zylindern 15 um 90 , gegeneinander winkel¬ versetzt. Die Zylinder 15 sind auf ihrer der Drehachse 9 zugewandten Seite durch Zylinderdächer 19 begrenzt, die zusammen mit in den Zylindern 15 längs der Zylinderachse 17 längs der verschiebbaren Hubkolben 21 in den Zylindern 15 Brennräume 23 einschließen. Die Kolben 21 tragen auf ihrer der Drehachse 9 abgewandten Seite starre Kolben¬ stangen 25, die über Gelenke 27 mit Z-förmig gekröpften Winkel-Pleuelstangen 29 verbunden sind. Die Pleuelstangen 29 sind schwenkbar an einem gemeinsamen, über Lager 31 um eine Kurbelachse 33 drehbar an dem Kurbelzapfen 13 gela¬ gerten Lagerring 35 gelagert. Das kolbenseitige Ende jeder Pleuelstange 29 ist, um Schrägschubkräfte der Pleuelstan¬ ge 29 aufzunehmen und die Abdichtungen des Kolbens 21 zu entlasten, im Bereich des Gelenks 27 an zwei Gleitführun- gen 39, 41 in Hubrichtung des Kolbens 21 geradlinig ver¬ schiebbar geführt. Eine der beiden Gleitführungen 39 bzw. 41 kann gegebenenfalls entfallen.

Die vier Zylinder der Brennkraftmaschine durchlaufen in herkömmlicher Weise einen Zweitakt-Arbeitszyklus pro Um¬ drehung der Kurbelwelle 11. Bezogen auf die Drehung der Kurbelwelle 11 sind die Arbeitszyklen benachbarter Zylin¬ der um 90 versetzt. Für die Steuerung der Brennkraftma¬ schine sind im Bereich des unteren, d.h. dem Zylinderdach 19 entfernt gelegenen Totpunkts der Kolben 21 Ausla߬ schlitze 43 in den Wänden der Zylinder 15 vorgesehen. Die Auslaßschlitze 43 sind über Ringkanäle 45 jeweils mit einem Auslaßkanal 47 verbunden. Die Auslaßschlitze 43 wer-

den von der brennraumseitigen Kante der Kolben 21 gesteu¬ ert. Ein von der Kurbelwelle 11 angetriebenes, allgemein mit 49 bezeichnetes Drehschieberventil verbindet einen zentrischen Einlaßkanal 51 nacheinander mit in den Zylin- derdächern 19 der Zylinder 15 vorgesehenen Einlaßöffnungen 53. Das Drehschieberventil 49 hat einen zur Drehachse 9 gleichachsigen, kegelstumpffδrmigen Ventilkörper 55 mit einem Steuerkanal 57. Der Ventilkδrper 55 sitzt gering¬ fügig axial beweglich in einem konischen, von den Zylin- derdächern 19 gebildeten Ventilsitz 57 und wird von meh¬ reren Federn 59 in Richtung seines verjüngten Endes axial in dichte Anlage in den Ventilsitz 57 hineingetrieben. Der Drehantrieb des Ventilkörpers 55 erfolgt über eine Axial¬ schubanordnung 61, die bei einer Relativdrehung der Kur- beiwelle 11 und des Ventilkδrpers 55 diesen gegen die

Kraft der Federn 59 aus dem Ventilsitz 57 heraus, also in Richtung zum erweiterten Ende zu ziehen sucht. Die Axial¬ schubanordnung 61 verhindert das Festfressen des Schieb ^' er- ventils 49, da sie bei wachsender Reibhemmung des Ventil- körpers 55 diesen aus dem konischen Ventilsitz 57 zieht und so der Reibhemmung entgegenwirkt. Die Axialschubanord- nung 61 kann, wie in Fig. 1 dargestellt ist, als Steilke¬ gelgewinde ausgebildet sein. Da das Steilkegelgewinde le¬ diglich in einer Relativdrehrichtung wirksam ist, können alternativ auch gegensinnig geneigte Axialschubflächenpaare vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß der Ventilkörper 55 in jeder Drehrichtung der Kurbelwelle 11 aus dem Ven¬ tilsitz 57 ziehbar ist.

Die Brennkraftmaschine der Fig. 1 und 2 hat vergleichs¬ weise kurze Auslaßwege und eignet sich speziell für den Antrieb einer Abgas-Nutzturbine, deren Turbinenrad bei 63 schematisch dargestellt ist. Das Turbinenrad 63 ist zur Drehachse 9 gleichachsig gelagert und in nicht näher dar- gestellter Weise, gegebenenfalls über einen Freilauf, mit der Kurbelwelle 9 gekuppelt. Aufgrund der sternförmigen Anordnung der Zylinder 15 liegen die Auslaßkanäle 47 auf einem gemeinsamen Anordnungskreis und können das Turbinen-

rad 63 in Richtung der Drehachse 9 auf kürzestem Weg be¬ aufschlagen.

Die vorstehend erläuterte Brennkraftmaschine erlaubt durch geeignete Bemessung des Drehschieberventils 49 eine pro¬ blemlose Längsspülung der Zylinder 15 und gegebenenfalls eine Aufladung der Brennräume über eine an den Einlaßkanal 51 angeschlossene Ladepumpe. Alternativ zur vorstehend er¬ läuterten Ausführungsform können die Kanäle 47 auch als Einlaßkanäle ausgenutzt werden, während der Kanal 51 den gemeinsamen Auslaßkanal bildet. In diesem Fall verlaufen die Schlitze 43 zweckmäßigerweise etwa tangential, so daß eine gute Verwirbelung der Zylinderfüllung erreicht wird. Die Brennkraftmaschine arbeitet nach dem Otto-Prinzip, wo- bei zur Zündung des Gemischs Zündkerzen 65 vorgesehen sind. Der Betrieb nach dem Dieselprinzip ist jedoch alter¬ nativ möglich.

Die Kurbelwelle 11 ist nach Art einer Exzenterwelle ge- staltet, wobei der Radius des Kurbelzapfens 13 größer ist als die Exzentrizität, d.h. der Abstand der Kurbelachse 13 von der Drehachse 9. Der Lagerring 35 sitzt in einer den Kurbelzapfen 13 umgebenden, ringförmigen Aussparung 65, die an der Kurbelwelle 11 ein Gegengewicht 67 zur Auswuch- tung der Kurbelwelle 11 abteilt. Das dargestellte Ausfüh¬ rungsbeispiel umfaßt lediglich eine Kurbel. Alternativ können auch beiderseits der Zylinder 15 Kurbeln vorgesehen sein, die beide über Pleuelstangen symmetrisch auf die Kolben wirken.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Variante der Brennkraftma¬ schine der Fig. 1 und 2, die sich im wesentlichen nur durch die Gestaltung des Kurbelgetriebes unterscheidet. Gleichwirkende Teile sind deshalb mit gleichen Bezugs- zahlen und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a ver¬ sehen. Zur näheren Erläuterung wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 Bezug genommen.

Das Kurbelgetriebe der Brennkraftmaschine der Fig. 3 und 4 ist nach Art eines Parsons-Getriebe aufgebaut. Die Brenn¬ kraftmaschine umfaßt paarweise diametral zur Drehachse 9a der Kurbelwelle 11a einander gegenüberliegende, gleichach- sige Zylinder 15a, hier zwei Zylinderpaare. Für jedes Zylinderpaar ist an dem von der Kurbelwelle 11a gleich¬ achsig zur Drehachse 9a abstehenden Kurbelzapfen 13a eine Kreisscheibe 71 exzentrisch zu der jeweiligen Kreisachse 73 gelagert. Die Exzentrizität, d.h. der Abstand der Kreisachse 73 von der Kurbelachse 33a, ist gleich dem Ab¬ stand der Kurbelachse 33a von der Drehachse 9a der Kurbel¬ welle 11a bemessen. Die Kreisscheibe 71 bildet eine zweite Kurbel, deren Kurbelarmlänge gleich der Länge des Kurbel¬ arms der Kurbelwelle 11a ist. Der Durchmesser der beiden Kreisscheiben 71 ist größer als die Kurbelarmlänge der Kurbelwelle 11a, und die beiden Kreisscheiben 71 sind zweckmäßigerweise fest miteinander verbunden. An jeder der beiden Kreisscheiben 71 ist ein Lagerring 75 drehbar gelagert, von dem diametral gegenüberliegend Kolbenstan- gen 77 in Hubrichtung der Kolben 21a abstehen. Die Kolben¬ stangen 77 sind in gehäusefesten Führungen 41a verschieb¬ bar geführt und über Kolbenstangen 25a auf der zur Dreh¬ achse 9a abgewandten Seite der Kolben 21a mit diesen ver¬ bunden. Aufgrund der Exzentrizitätsabmessungen der Kreis- Scheiben 71 bewegen sich die Verbindungspunkte 79 der La¬ gerringe 75 und der Kolbenstangen 77 in Hubrichtung der Kolben 21a geradlinig auf einer die Drehachse 9a schnei¬ denden Bahn. Die Kreisscheiben 71 sind bei um 90° gegen¬ einander versetzten Zylinderpaaren um 180° gegeneinander gedreht. Ein Getriebe dieser Art arbeitet besonders er¬ schütterungsarm, da die Kolbenstangen 77 keine Schwenk¬ bewegung ausführen. Durch Verdoppelung der Zylinderzahl und gegenläufigen Antrieb über Parsons-Getriebe lassen sich auch Unwuchtkräfte der hin- und hergehenden Kolben- paare beherrschen.

Fig. 5 zeigt eine vorzugsweise im Viertaktbetrieb arbei¬ tende Brennkraftmaschine. In einem Gehäuse 101 ist in

Lagern 103, 105 eine Abtriebswelle 107 um eine Drehachse 109 drehbar und axial belastbar gelagert. Die Abtriebs¬ welle 107 ist über ein allgemein mit 111 bezeichnetes TaumelScheibengetriebe mit Kolben 113 verbunden, die in mehreren um die Drehachse 109 rotationssymmetrisch mit gleichen Winkelabständen voneinander angeordneten Zylin¬ dern 115 senkrecht zur Drehachse 109 verschiebbar sind. Die Zylinder 115 sind zur Drehachse 109 hin durch Zylin¬ derdächer 117 begrenzt, die zusammen mit den Kolben 113 in den Zylindern 115 Brennräume 119 umschließen.

Das Taumelscheibengetriebe 111 umfaßt einen Taumelzapfen 121, dessen Achse 123 die Drehachse 109 in einem Taumel¬ punkt 125 schneidet. An dem Taumelzapfen 121 ist über Lager 127, 129 ein Taumelring 131 drehbar und axial be¬ lastbar gelagert. Der Taumelring 131 trägt eine zur Tau¬ melachse 123 gleichachsige KegelVerzahnung 135, die an einer komplementären, zur Drehachse 109 gleichachsigen, gehäusefesten Kegelverzahnung 137 ^' bei der Rotation der Abtriebswelle 107 aufgrund der Taumelbewegung des Taumel¬ zapfens 121 abwälzt und den Taumelring 131 bezogen auf die Achse 123 drehfest führt.

Am Umfang des Taumelrings 131 sind Schublenker 139 über Gelenke 141 mit ihrem einen Ende angelenkt. Die anderen Enden der Schublenker 139 sind jeweils über Gelenke 143 mit einem Arm 145 eines doppelarmigen Hebels verbunden, dessen anderer Arm 147 über Pleuelstangen 149 an den Kol¬ ben 113 angelenkt ist. Die Doppelhebel sind an gehäusefe- sten Schwenklagern 151 schwenkbar gelagert und führen das kolbenseitige Gelenk 143 der Schublenker 139 auf einem im wesentlichen radial zur Drehachse 109 in Richtung der Zy¬ linderachse des zugehörigen Kolbens 113 verlaufenden, wenn auch kreisförmig gekrümmten Bahn. Die Bewegungsbahn ver- läuft im wesentlichen in einer den Taumelpunkt 125 enthal¬ tenden, senkrecht zur Drehachse 109 verlaufenden Ebene 153. Während der Drehbewegung der Abtriebswelle 107 wan¬ dern die Gelenke 141 des Taumelrings 131 auf einer bei 155

angedeuteten axialen Bahn hin und her, die im Bereich der Ebene 153 einen größeren Abstand von der Drehachse 109 hat, als in ihren beiden Umkehrpunkten. Das kolbenseitige Gelenk 143 jedes Schublenkers 139 und damit der zugehörige Kolben 113 führen entsprechend der elliptischen Taumelbe¬ wegung zwei vollständige Doppelhübe pro Umdrehung der Ab¬ triebswelle 107 aus.

Die Verdoppelung der Hubzahl der Kolben 113 pro Umdrehung der Abtriebswelle 107 erleichtert die GaswechselSteuerung der im Viertaktbetrieb arbeitenden Brennkraftmaschine. Für den Gaswechsel ist in dem von den Zylinderdächern 117 radial umgrenzten Bereich ein Drehschieberventil 157 vor¬ gesehen, dessen zur Drehachse 109 gleichachsiger Dreh- Schieber 159 über eine Steckwelle 161 drehfest mit der Ab¬ triebswelle 107 gekuppelt ist. Der Drehschieber 159 ent¬ hält einen Einlaßsteuerkanal 163, der einen Einlaßkanal 165 entsprechend der Viertaktfolge nacheinander mit in den Zylinderdächern 117 vorgesehenen Öffnungen 167 verbin- det. Über einen zusätzlichen Auslaßsteuerkanal 169 des

Drehschiebers 159 sind die Öffnungen 167 nacheinander mit einem Auslaßkanal 171 verbindbar. Der Einlaßkanal 165 und der Auslaßkanal 171 verlaufen zentrisch zur Drehachse 109. Die Öffnungen 167 sind in herkömmlicher Weise durch Dichtringe 173 zum Drehschieber 159 federnd und/oder gas¬ druckbelastet abgedichtet. Bei 175 sind Zündkerzen zur Zündung des Gemisches während des Arbeitstaktes vorgese¬ hen. Der Drehschieber 159 besteht zweckmäßigerweise aus Keramikmaterial, um der thermischen Belastung durch die Abgase standzuhalten. Die vorstehend erläuterte Ventilan¬ ordnung erlaubt auf engstem Raum bei geringem Konstruk¬ tionsaufwand die Gaswechselsteuerung der Brennräume 119 im Viertaktbetrieb.

Der Abgasweg ist für alle Zylinder 115 gleich und ver¬ gleichsweise kurz. An den Abgaskanal 171 ist deshalb be¬ vorzugt, wie bei 177 angedeutet, eine Abgas-Nutzturbine angeschlossen, die, gegebenenfalls über einen Freilauf,

unter .Ausnutzung der Strömungsenergie der Abgase auf die Abtriebswelle 107 arbeitet.

Die Drehachse 109 der Abtriebswelle 107 fällt bei der Brennkraftmaschine der Fig. 5 mit der Symmetrieachse der Zylinder 115 zusammen. Die Drehachse 109 kann jedoch auch gegen die Symmetrieachse quer zur Zeichenebene seitlich versetzt sein, wodurch der Ausschubtotpunkt der Kolben 113 zum Zylinderdach 117 hin versetzt wird und die Brenngase des Brennraums 119 weitergehender ausgeschoben werden. Die Steckwelle 161 muß in diesem Fall als Gelenkwelle gestal¬ tet sein. Und auch die Gelenke der Schubstangen 139 bzw. der Doppelhebel 145, 147 müssen die gewählte Versetzbewe- gung zulassen.

Fig. 6 zeigt eine Variante einer im Viertaktbetrieb arbei¬ tenden Brennkraftmaschine, bei welcher in einem Gehäuse 201 über Lager 203, 205 eine Abtriebswelle 207 um eine Drehachse 209 drehbar, aber axial belastbar, gelagert ist. In dem Gehäuse 201 ist ferner ein Rotor 211 um eine schräg zur Drehachse 209 verlaufende Drehachse 213 über Lager 215, 217 drehbar gelagert. Die Drehachsen 209, 213 schneiden sich in einem Schnittpunkt 219, wobei die Ab¬ triebswelle 207 und der Rotor 211 über Kegelräder 221, 223 drehfest miteinander gekuppelt sind und synchron rotieren.

Der Rotor weist mehrere Zylinder 225 auf, deren Zylinder¬ achsen radial zur Drehachse 213 in einer Ebene senkrecht zu dieser verlaufen und gleiche Winkelabstände voneinander haben. Die Zylinder 225 sind durch Zylinderdächer 227 zu der die Rotationssymmetrieachse des Rotors bildenden Dreh¬ achse 213 hin begrenzt. Die Zylinderdächer 227 umschließen zusammen mit in den Zylindern 225 verschiebbaren Hubkol- ben 229 Brennräume 231 in den Zylindern 225.

Die Kolben 229 arbeiten über eine mit der Abtriebswelle 207 rotierende Schrägscheibe 233 auf die Abtriebswelle

207. D-ie Schrägscheibe 233 bildet in Verbindung mit dem über die Kegelräder 221, 223 synchron rotierenden Rotor 211 ein Schrägachsengetriebe, welches die Hubbewegung der Kolben 229 steuert.

Am Außenumfang der Schrägscheibe 233 ist für jeden Kolben 229 ein Kreuzgelenk 235 vorgesehen, über das ein Schub¬ lenker 237 mit seinem einen Ende um eine senkrecht zur Drehachse 209 durch den Schnittpunkt 219 verlaufende Ra- dialachse 239 und eine in der Radialachsenebene tangential verlaufende Tangentialachse 241 schwenkbar gelagert ist. Der Schubhebel 237 ist mit seinem anderen Ende über ein Gelenk 243 mit einem ersten Arm 245 eines Doppelhebels ge¬ lenkig verbunden, dessen anderer Arm 247 über eine Pleuel- stange 249 gelenkig mit dem Kolben 229 gekuppelt ist. Der Doppelhebel 245, 247 ist um eine Schwenkachse 251 schwenk¬ bar an dem Rotor 211 gelagert.

Bei der Rotation der Schrägscheibe 233 bewegt sich das Kreuzgelenk 235 auf einer bei 253 angedeuteten, mit dem

Rotor 211 und der Schrägscheibe 233 mitrotierenden, insge¬ samt elliptischen Bahn. Der Arm 245 führt das Gelenk 243 des Schublenkers 237 auf einer im wesentlichen senkrecht zur Drehachse 213 verlaufenden, gekrümmten Bahn und führt während jeder Umdrehung der Abtriebswelle 207 entsprechend der Bewegung des Kolbens 229 zwei vollständige Doppelhübe aus. Die Teile 237 und 241 bis 251 entsprechen der Reihe nach den Teilen 139 bis 151 der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 5. Zur weiteren Erläuterung der Funktion und Wir- kungsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 5 Bezug ge¬ nommen.

Zur Steuerung des Gaswechsels ist ein Drehschieberventil 253 mit einem gehäusefesten zylindrischen Ventilkörper vorgesehen, der gegenüber einem durch die Zylinderdächer 227 gebildeten Ventilsitz durch federnd angedrückte Dicht¬ ringe 257 abgedichtet ist. Der Ventilkδrper 225 enthält im Bereich der Drehachse 213 einen Einlaßkanal 259, der bei

der Rotation des Rotors aufeinanderfolgend mit Öffnungen 261 in den Zylinderdächern 227 verbunden ist. Entsprechend dem Viertakt-Zyklus werden im Verlauf der Rotationsbewe¬ gung des Rotors 211 aufeinanderfolgend die Öffnungen 261 der Zylinder 225 mit einem Auslaßkanal 263 des Ventilkör¬ pers 255 verbunden. In Fig. 6 ist lediglich ein einziger Einlaßkanal 259 dargestellt. Es können auch mehrere in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Einlaßkanäle vorge¬ sehen sein, über die für eine Schichtladung der Brennräu- me 231 den Brennräumen nacheinander Gemisch mit unter¬ schiedlichem Mischungsverhältnis zugeführt werden kann. Der Ventilkörper 255 besteht zweckmäßigerweise aus Kera¬ mikmaterial, um der thermischen Belastung durch die Abga¬ se standzuhalten.

Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Kühlsystems der Brennkraft¬ maschine. Die Kühlflüssigkeit wird über einen zur Drehach¬ se 213 gleichachsigen Kanal 265 dem Rotor 211 zugeführt und strömt unter Ausnutzung des Zentrifugalpumpeffekts über Radialkanäle 267 in Ringkanäle 269, die die Zylinder umschließen. Die Ringkanäle sind zum Gehäuseinnenraum für den Rückfluß des Kühlmittels offen. Am Gehäuseinnenmantel vorgesehene Umfangsrippen 271 sowie am Gehäuseaußenmantel vorgesehene Axialrippen 273 sorgen für eine Konvektions- kühlung.

Die Abgase des Auslaßkanals 263 strömen über eine am Ge¬ häuse 201 gehaltene Abgas-Nutzturbine ab, deren Turbinen¬ rad 277 über ein Zahnriemengetriebe 279 eine drehbar an dem Gehäuse 201 gelagerte Vorgelegewelle 281 treibt. Auf der Vorgelegewelle 281 sitzt innerhalb des Gehäuses 201 unter Zwischenschaltung eines Freilaufs 283 ein Ritzel 285, welches ein mit dem Rotor 211 gleichachsig drehfest verbundenes Zahnrad 287 treibt. Die Abgasturbine 275 er- laubt aufgrund der kurzen Abgaswege die Rückgewinnung der Abgasstrδmungsenergien bei vergleichsweise gutem Wirkungs¬ grad. Der Freilauf 283 läßt zu, daß der Rotor 211 die von der Turbine drehfest angetriebene Vorgelegewelle 281 über-

holt . .

Fig. 7 zeigt eine Variante einer Brennkraftmaschine, die sich von der Brennkraftmaschine der Fig. 6 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Kolben über ein Schräg¬ scheibengetriebe mit gehäusefester Schrägscheibe für die Umsetzung der Hubbewegung in eine Drehbewegung gesteuert werden. Gleichwirkende Teile sind in Fig. 7 mit den Be¬ zugszahlen der Fig. 6 und zur Unterscheidung mit dem Buch- staben b versehen. Zur Erläuterung wird auf die Beschrei¬ bung der Fig. 6 Bezug genommen.

Die Drehachse 209b der Abtriebswelle 207b verläuft gleich¬ achsig zur Symmetrieachse des Rotors 211b, der drehfest mit der Abtriebswelle 207b verbunden ist. Die feststehend in dem Gehäuse 201b gehaltene Schrägscheibe 223b trägt um eine schräg zur Drehachse 209b verlaufende und die Dreh¬ achse 209b in einem Taumelpunkt 219b schneidende Drehachse drehbar einen axial belastbaren Lagerring 291, an dem über Gelenke 293 die kolbenfernen Enden der Schublenker 237b angelenkt sind. Die kolbenseitigen Gelenke 243b sind in Hubrichtung der Kolben 229b etwa senkrecht zur Drehachse 209b beweglich geführt und bewirken unter Ausnutzung der Radialschubkräfte des Lagerrings 291 die Hubsteuerung der Kolben 229b im Verlauf der Drehbewegung des Rotors 221b. Die Kolben 229b führen zwei vollständige Doppelhübe pro Umdrehung des Rotors und damit der Abtriebswelle 207b aus, womit in vorteilhaf er Weise die Gaswechselsteuerung der Viertakt-Brennkraftmaschine erleichtert wird.

Im folgenden sollen Varianten von Ventilanordnungen be¬ schrieben werden, die bei den vorstehend erläuterten Brennkraftmaschinen verwendbar sind. Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Schieberventilanordnung mit längs der Sy met- rieachse 301 der rotationssymmetrisch angeordneten Zylin¬ der 303 verschiebbaren Ventilschiebern 305. Die Ventil¬ schieber 305 steuern mit Schieberöffnungen 307 entspre¬ chende Öffnungen 309 im Dach 311 des Zylinders und sind

hierzu längs einem an dem Zylinderdach 311 angeformten, wie Fig. 9 im Querschnitt zeigt, zylindersegmentförmigen Ventilsitz 313 verschiebbar. Die Ventilschieber 305 ver¬ binden einen zentrischen Kanal 315, bei dem es sich um einen Einlaßkanal oder einen Auslaßkanal handelt, mit den Zylindern 303. Jeder der Ventilschieber 305 wird von einer Feder 317 in seine die Öffnungen 309 schließende Stellung gegen eine von der Abtriebswelle her in nicht näher dar¬ gestellter Weise um die Drehachse 301 rotierend angetrie- bene Axialnockenanordnung 319 gedrückt, die die Ventil¬ schieber 305 entsprechend dem Arbeitszyklus der Brenn¬ kraftmaschine öffnet bzw. schließt.

Um die Abdichtung der Ventilschieber 305 gegen die Ventil- sitze 313 zu verbessern, haben die Ventilschieber 305

Keilform, die sich zur Axialnockenanordnung 319 verjüngt. Dem Ventilsitz 313 gegenüberliegend sind die Ventilschie¬ ber 305 an zum Ventilsitz geneigt verlaufenden Schrägflä¬ chen 321 geführt, die die Ventilschieber 305 bei ihrer Schließbewegung von der Symmetrieachse 301 radial weg gegen die Ventilsitze 313 pressen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen am Beispiel einer Fünf-Zylinder- Viertakt-Brennkraftmaschine eine Tellerventilanordnung zur Steuerung des Gaswechsels. Die in den rotationssymmetrisch zu einer Drehachse 401 einer Abtriebswelle 403 angeordne¬ ten Zylinder 405 führen in einer Ebene senkrecht zur Dreh¬ achse 401 radial verschiebbare Kolben 407, die über Pleu¬ elstangen 409 ähnlich der Brennkraftmaschine der Fig. 1 auf ein mit der Abtriebswelle 403 verbundenes Kurbelge¬ triebe 411 arbeiten.

Die Zylinder 405 haben der Drehachse 401 zugewandte Zylin¬ derdächer 413, in welchen nebeneinander je ein Einlaßtel- lerventil 415 und ein Auslaßtellerventil 417 die Verbin¬ dung eines Einlaßkanals 419 bzw. eines Auslaßkanals 421 mit dem Zylinder steuert. Die Tellerventile 415, 417 haben radial zur Drehachse 401 vorstehende Schäfte 423, 425 und

werden- von Federn in üblicher Weise in ihre Schließstel¬ lung vorgespannt. An einer gehäusefesten Achse 427 sind zwei miteinander verbundene Radialnockenscheiben 429, 431 drehbar gelagert, die abhängig von ihrer Nockenform die Tellerventile 415, 417 entsprechend einem Viertaktzyklus in der Zylinderreihenfolge 1 - 3 - 5 - 2 - 4 steuern. Die Nockenscheiben 429, 431 werden hierzu über ein die Dreh¬ zahl vierfach untersetzendes Getriebe 433 mit gegenüber der Drehrichtung der Abtriebswelle 403 umgekehrter Dreh- richtung angetrieben. Das Getriebe 433 umfaßt ein Stufen¬ rad 435, welches aus einem Zapfen 437 gleichachsig zur Kurbelchse 439 des Kurbelgetriebes 411 drehbar gelagert ist. Die Teilkreisdurchmesser des Stufenrads 435 verhalten sich wie 2:1, wobei das durchmessergrδßere Rad mit einem fest auf der Achse 427 sitzenden Ritzel 441 und das durch¬ messerkleinere Rad mit einem mit den Nockenscheiben 429, 431 verbundenen Zahnrad 443 kämmt. Das Getriebe 433 sowie die Nockenräder 429, 431 sind im Kurbelgehäusebereich un¬ tergebracht, wodurch s ^' ich eine zusätzliche Schmierölver- sorgung erübrigt.