DE102007005511B3

DE102007005511B3 - Reciprocating engine, has working cylinder and working piston is firmly connected with opposite parts of continuous working piston rod

Info

Publication number: DE102007005511B3
Application number: DE200710005511
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schaeffer
Original assignee: LESA Maschinen GmbH
Current assignee: LESA MASCHINEN GMBH, 13599 BERLIN, DE
Priority date: 2007-02-03
Filing date: 2007-02-03
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-02-04
Also published as: WO2008095616A2; WO2008095616A3

Abstract

The reciprocating engine has a working cylinder (1). A working piston (1a) is firmly connected with opposite parts of a continuous working piston rod (2,2a). The working piston rod is guided on both sides out of the working cylinder, primary hydraulic pistons (3,4) are arranged on the opposite ends of the working piston rod, which move to and from in the primary hydraulic cylinders (5,6). The primary hydraulic cylinders are connected with secondary hydraulic cylinders (9,10) over hydraulic lines (7,8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenkraftmaschine, mit einem Arbeitszylinder, der über Einlassventile mit einem, aus einem Druckkessel kommenden gasförmigen Arbeitsmedium beaufschlagbar ist, und in dem Arbeitszylinder ein an einer Arbeitskolbenstange angeordneter Arbeitskolben hin und her bewegbar ist.The The present invention relates to a reciprocating internal combustion engine having a Working cylinder over Inlet valves with a, coming from a pressure vessel gaseous working fluid can be acted upon, and in the working cylinder on a working piston rod arranged working piston is movable back and forth.

Bei derartigen überwiegend langsam laufenden Kolbenkraftmaschinen, wie sie beispielsweise aus der DE 77 32 705 U1 bekannt sind, treten üblicherweise zwischen dem Kolben, dem Arbeitszylinder und der Umwandlung der Hin- und Herbewegung des Kolbens zur Arbeitsleistung in eine Drehbewegung mittels einer Kurbelwelle große Kräfte auf, die mit entsprechend stabilen und schweren Bauteilen übertragen werden müssen. An den Durchführungen der Kolbenstange aus dem Zylinderraum treten dabei bekanntermaßen Dichtprobleme auf. Eine völlige Abdichtung ist kaum oder nur mit sehr großem verlustreichem Aufwand zu erzielen. So ist beispielsweise aus der WO 02/066 806 A1 eine Leckausgleicheinrichtung bekannt, die durch die betroffene Kolbenanordnung auf mechanische Weise direkt betätigt werden kann. Dazu ist es aus der DE 21 31 038 A1 bekannt, dass die Kolbenstangen an ihrem dem Kolben abgewandten Ende eine Steuernut aufweisen. Sehr teure oder gesundheitsschädigende Arbeitsmedien, die nach der Entspannung sofort wieder komprimiert werden können, wie sie beispielswei se in der DE-PS 155 744 beschrieben sind, können deshalb nur sehr begrenzt eingesetzt werden.In such predominantly slow-running piston engines, as for example from the DE 77 32 705 U1 are known, usually occur between the piston, the working cylinder and the conversion of the reciprocating motion of the piston to work in a rotational movement by means of a crankshaft large forces that must be transmitted with correspondingly stable and heavy components. At the passages of the piston rod from the cylinder chamber occur known to sealing problems. A complete seal is hardly or only with very large lossy effort to achieve. For example, from the WO 02/066 806 A1 a leak compensation device known, which can be operated directly by the affected piston assembly in a mechanical manner. It is from the DE 21 31 038 A1 It is known that the piston rods have a control groove at their end remote from the piston. Very expensive or harmful working media, which can be compressed immediately after the relaxation, as beispielswei se in the DE-PS 155 744 Therefore, can be used only very limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kolbenkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der ein Entweichen des Arbeitsmediums verhindert wird und nach der Entspannung das Arbeitsmedium eine sofortige Rückkompression erfolgen kann.task The present invention is a piston engine of the to create the type described above, in which an escape of the Working medium is prevented and after the relaxation of the working medium an immediate recompression can be done.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by the features specified in the patent claim 1 solved. Advantageous embodiments The invention are the subject of the dependent claims.

Insbesondere wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Arbeitskolbenstange zweiteilig ausgebildet und einander gegenüberliegend fest mit dem Arbeitskolben verbunden ist, die Arbeitskolbenstangen durch die einander gegenüberliegenden Seiten aus dem Arbeitszylinder geführt sind, an den einander gegenüberliegenden Arbeitskolbenstangen endseitig primäre Hydraulikkolben angeordnet sind, die in primären Hydraulikzylindern hin und her bewegbar sind, die primären Hydraulikzylinder über Hydraulikleitungen mit sekundären Hydraulikzylindern verbunden sind, in denen sekundäre Hydraulikkolben angeordnet sind und die sekundären Hydraulikkolben über Pleuelstangen mit einer Kurbelwelle verbunden sind.Especially this task is solved by that the working piston rod formed in two parts and each other opposite firmly connected to the working piston, the working piston rods through the opposite ones Pages are led out of the working cylinder, at the opposite Working piston rods arranged at the end primary hydraulic piston are in primary Hydraulic cylinders are movable back and forth, the primary hydraulic cylinder via hydraulic lines with secondary Hydraulic cylinders are connected, in which secondary hydraulic pistons are arranged and the secondary Hydraulic piston over Connecting rods are connected to a crankshaft.

Zur bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es vorgesehen, dass das gasförmige Arbeitsmedium ein Mischdampf, vorzugsweise ein aus Wasser und Benzol bestehender Mischdampf, ist.to preferred embodiment the piston engine according to the invention it is envisaged that the gaseous Working medium a mixed steam, preferably one of water and benzene existing mixed steam is.

Durch diese Maßnahmen wird ein möglicherweise gesundheitschädliches, relativ teures Arbeitsmedium, beispielsweise ein Mischdampf aus Wasser und Benzol, aufgefangen und verlustfrei wieder in den Dampfkreislauf zurückgeführt.By these measures Maybe one will injurious to health, relatively expensive working medium, for example, a mixed steam Water and benzene, collected and lost again in the steam cycle recycled.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es vorgesehen, die Arbeitskolbenstangen in Kolbenstangendichtungen auf beiden Seiten aus dem Arbeitszylinder und durch sich anschließende Leckageräume zu führen.In a preferred embodiment the piston engine according to the invention it is envisaged the working piston rods in piston rod seals to lead on both sides of the cylinder and by subsequent leakage chambers.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Auslassventile des Arbeitszylinders über Sekundärleitungen mit dem Druckkessel verbunden.In a particularly preferred embodiment the invention, the exhaust valves of the working cylinder via secondary lines connected to the pressure vessel.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es vorgesehen, die Dampfleckageräume über Leckagerücklaufleitungen mit der Sekundärleitung zu verbinden, wobei der Sekundärleitung ein Nebelabscheider zugeordnet ist. Dadurch wird das nasse Arbeitsmedium trocken und kann wieder komprimiert werden.According to one further advantageous embodiment the piston engine according to the invention it is envisaged that the steam leakage chambers via leakage return lines with the secondary line to connect, the secondary line a mist separator is assigned. This will be the wet working medium dry and can be compressed again.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es vorgesehen, den zu den sekundären Hydraulikzylindern führenden Hydraulikleitungen Kompressionshydraulikzylinder nachzuordnen, in den Kompressionshydraulikzylindern Kompressionshydraulikkolben hin und her bewegbar anzuordnen und die Kompressionshydraulikkolben über Kompressionskolbenstangen mit in Kompressionszylindern hin und her bewegbaren Kompressionskolben zu verbinden.In a further advantageous embodiment of the piston engine according to the invention it provided, to the secondary Leading hydraulic cylinders Hydraulic lines Rearrange compression hydraulic cylinder, in the compression hydraulic cylinders compression hydraulic piston out and to arrange movable and the compression hydraulic pistons via compression piston rods with compression pistons reciprocated in compression cylinders connect to.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es vorgesehen, die Kompressionskolbenstangen starr mit den Kompressionshydraulikkolben und den Kompressionskolben zu verbinden. Dadurch wird die Anzahl der beweglichen Teile reduziert und ein Austreten von Arbeitsmedium verhindert.In a particularly preferred embodiment the piston engine according to the invention it is intended, the compression piston rods rigidly with the compression hydraulic piston and to connect the compression piston. This will reduce the number of reduces moving parts and leakage of working fluid prevented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es vorgesehen, die Kompressionszylinder über von einem Nebelabscheider kommende Sekundärleitungen mit entspanntem sekundären Arbeitsmedium zu beaufschlagen, das entspannte sekundäre Arbeitsmedium in den Kompressionszylindern zu komprimieren und komprimiert über Sekundärleitungen isobar an den Druckkessel zurückzuführen.According to an advantageous embodiment of the piston engine according to the invention, it is provided to the compression cylinder via coming from a mist separator secondary lines with relaxed secondary working fluid pressurize the expanded secondary working fluid in the compression cylinders and isobarically compressed via secondary conduits to the pressure vessel.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es dazu vorgesehen, die sekundären Hydraulikkolben an Kolbenstangen in den sekundären Hydraulikzylindern zu führen und die sekundären Hydraulikkolben über Knickhebel und Pleuelstangen auf eine Kurbelwelle zu führen.In a further advantageous embodiment of the piston engine according to the invention it provided the secondary To guide hydraulic piston to piston rods in the secondary hydraulic cylinders and the secondary ones Hydraulic piston over To lead articulated levers and connecting rods on a crankshaft.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist den Hydraulikleitungen eine Ausgleichsvorrichtung zugeordnet, über die über Ausgleichsventile Hydrauliköl aus einem Vorratsbehälter bei Leckage nachgespeist und bei Temperatur bedingter Ausdehnung abgespeist werden kann.In a further particularly advantageous embodiment of the piston engine according to the invention is assigned to the hydraulic lines, a compensation device, via the compensation valves hydraulic oil from a storage container Leakage fed and fed with temperature-related expansion can be.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Ausgleichsvorrichtung über Drosselventile mit der Hydraulikleitung verbunden ist.In a further particularly preferred embodiment, it is provided that the compensation device over Throttle valves is connected to the hydraulic line.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenkraftmaschine ist es vorgesehen, das Arbeitsmedium mit einem Arbeitsdruck (p1) über eine Primärleitung und Einlassventile wechselweise in primäre Arbeitsräume eines Arbeitszylinders einzuleiten und über Auslassventile mit einem entspannten Sekundärdruck (p2) über Sekundärleitungen und einen Nebelabscheider an Kompressionszylinder zu leiten, dort zu komprimieren und von dort isobar an den Druckkessel zurückzuführen.According to one another preferred embodiment the piston engine according to the invention it is provided, the working fluid with a working pressure (p1) on a primary line and intake valves alternately into primary working spaces of a working cylinder to initiate and over Exhaust valves with a relaxed secondary pressure (p2) via secondary pipes and direct a mist eliminator to compression cylinders, there to compress and from there isobar due to the pressure vessel.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, es zeigt:The Invention will be described below with reference to an exemplary embodiment with reference to the attached Drawing closer explains it shows:

1 die schematische Darstellung einer Kolbenkraftmaschine, mit in einem Arbeitszylinder mittels einer zweiseitigen hin und her bewegbaren Arbeitskolbenstange, mit hydraulischer Kraftübertragung zur Umwandlung der erzeugten Linearbewegung in eine Drehbewegung, wobei sich der Arbeitskolben in linker Ausgangsposition, der eine sekundäre Hydraulikkolben in seinem unteren Totpunkt (UT), der andere sekundäre Hydraulikkolben in seinem oberen Totpunkt (OT) und die Kompressionskolben in ihren unteren Totpunkten befinden; 1 the schematic representation of a reciprocating piston engine, with in a working cylinder by means of a two-sided reciprocating piston rod, with hydraulic power transmission for converting the linear motion generated in a rotary motion, wherein the working piston in the left initial position, the secondary hydraulic piston in its bottom dead center (UT) the other secondary hydraulic piston is at its top dead center (TDC) and the compression pistons are at their bottom dead centers;

2 eine Kolbenkraftmaschine nach der 1, mit etwa mittigem nach rechts laufendem Arbeitskolben, bei mittiger Kolbenstellung der sekundären Hydraulikkolben und nach oben gefahrenem ersten Kompressionskolben; 2 a piston engine after the 1 , with approximately central working piston running to the right, in the middle piston position the secondary hydraulic piston and the first compression piston moved upwards;

3 die schematische Darstellung einer Kolbenkraftmaschine nach der 1, mit in seine rechte Ausgangsposition gefahrenem Arbeitskolben, mit in seinen oberen Totpunkt (OT) gefahrenen ersten sekundären Hydraulikkolben und in seinen unteren Totpunkt (UT) gefahrenem zweiten sekundären Hydraulikkolben, bei in ihren unteren Totpunkten befindlichen Kompressionskolben; 3 the schematic representation of a piston engine according to the 1 with the working piston driven to its right starting position, with the first secondary hydraulic piston driven to its top dead center (TDC) and the second secondary hydraulic piston driven to its bottom dead center (TDC), with compression pistons in their bottom dead centers;

4 die schematische Darstellung einer Kolbenkraftmaschine nach der 1, mit etwa mittig stehendem, nach links laufendem Arbeitskolben, bei mittiger Kolbenstellung der sekundären Hydraulikkolben und nach oben gefahrenem zweiten Kompressionskolben; 4 the schematic representation of a piston engine according to the 1 , with approximately centered, to the left working piston, with central piston position of the secondary hydraulic piston and up driven second compression piston;

5 die schematische Darstellung eines Kurbelwellentriebs für eine Kolbenkraftmaschine nach den 1 bis 4; 5 the schematic representation of a crankshaft drive for a piston engine according to the 1 to 4 ;

6 vier Detaildarstellungen des Kurbelwellentriebs einer Kolbenkraftmaschine nach der 5, wobei das Detail „A" die Position der Kurbelwelle bei Stellung des Arbeitskolbens gemäß 1, das Detail „B" die Position der Kurbelwelle bei Stellung des Arbeitskolbens gemäß 2, das Detail „C" die Position der Kurbelwelle bei Stellung des Arbeitskolbens gemäß 3 und das Detail „D" die Position der Kurbelwelle bei Stellung des Arbeitskolbens gemäß 4 zeigt; 6 four detailed views of the crankshaft drive of a piston engine after the 5 , wherein the detail "A" the position of the crankshaft in position of the working piston according to 1 , the detail "B" the position of the crankshaft in position of the working piston according to 2 , the detail "C" the position of the crankshaft in position of the working piston according to 3 and the detail "D" the position of the crankshaft in position of the working piston according to 4 shows;

7 die schematische Darstellung der Nach- und Abspeisung von Hydrauliköl zur Erzielung eines konstanten Arbeitsdruckes in den die Arbeit übertragenden Hydraulikleitungen; 7 the schematic representation of the supply and withdrawal of hydraulic oil to achieve a constant working pressure in the work transferring hydraulic lines;

8 die schematische Darstellung des Umlaufs des Arbeitsmediums und die Abführung und Rückgewinnung von an den Kolbenstangendichtungen und in den Kompressionszylindern auftretenden Leckagen an Arbeitsmedium. 8th the schematic representation of the circulation of the working fluid and the discharge and recovery of occurring at the piston rod seals and in the compression cylinders leakage of working fluid.

Die in den 1, 2, 3 und 4 schematisch dargestellte Kolbenkraftmaschine besteht im Wesentlichen aus einem Arbeitszylinder 1, in dem ein doppelt wirkender Arbeitskolben 1a fest und starr auf einer Seite mit einer Arbeitskolbenstange 2 und auf der anderen Seite mit einer Arbeitskolbenstange 2a verbunden ist.The in the 1 . 2 . 3 and 4 shown piston engine consists essentially of a working cylinder 1 in which a double-acting working piston 1a firm and rigid on one side with a working piston rod 2 and on the other side with a working piston rod 2a connected is.

Die Arbeitskolbenstange 2 ist an ihrem dem Arbeitskolben 1a entgegen gesetzten freien Ende mit einem primären Hydraulikkolben 3 und die Arbeitskolbenstange 2a mit einem primären Hydraulikkolben 4 fest verbunden. Die primären Hydraulikkolben 3 und 4 sind in primären Hydraulikzylindern 5 und 6 hin und her bewegbar angeordnet.The working piston rod 2 is at her the working piston 1a opposite free end with a primary hydraulic piston 3 and the working piston rod 2a with a primary hydraulic piston 4 firmly connected. The primary hydraulic pistons 3 and 4 are in primary hydraulic cylinders 5 and 6 arranged to move back and forth.

Die primären Hydraulikzylinder 5 und 6 sind einstückig mit Hydraulikleitungen 7 und 8 verbunden, die zu sekundären Hydraulikzylindern 9 und 10 führen. In den sekundären Hydraulikzylindern 9 und 10 sind sekundäre Hydraulikkolben 11 und 12 hin und her bewegbar angeordnet, die die Linearbewegung des Arbeitskolbens 1a über Kolbenstangen 25 und 26, Knickhebel 23 und 24 und Pleuelstangen 27 und 28 auf eine Kurbelwelle 13 übertragen. Die Kurbelwelle 13 ist als Doppelkurbelwelle ausgebildet und in Kurbelwellenlagern 13a gelagert, während die Pleuelstangen 27 und 28 in Pleuellagern 29 und 30 gelagert sind.The primary hydraulic cylinders 5 and 6 are integral with hydraulic lines 7 and 8th connected, to secondary hydraulic cylinders 9 and 10 to lead. In the secondary hydraulic cylinders 9 and 10 are secondary hydraulic pistons 11 and 12 arranged to move back and forth, indicating the linear movement of the working piston 1a about piston rods 25 and 26 , Articulated lever 23 and 24 and connecting rods 27 and 28 on a crankshaft 13 transfer. The crankshaft 13 is designed as a double crankshaft and crankshaft bearings 13a stored while the connecting rods 27 and 28 in connecting rod bearings 29 and 30 are stored.

In den Hydraulikleitungen 7 und 8 befindet sich Hydrauliköl 14, mit dem die Hin- und Herbewegung der primären Hydraulikkolben 3 und 4 1:1 auf eine Hin- und Herbewegung der sekundären Hydraulikkolben 11 und 12 in den sekundären Hydraulikzylindern 9 und 10 übertragen werden kann.In the hydraulic lines 7 and 8th there is hydraulic oil 14 , with which the reciprocating motion of the primary hydraulic pistons 3 and 4 1: 1 to a reciprocating motion of the secondary hydraulic pistons 11 and 12 in the secondary hydraulic cylinders 9 and 10 can be transferred.

Den Hydraulikleitungen 7 und 8 sind T-Stücke 15 und 16 zugeordnet, in denen eine hydraulische Verbindung zu Kompressionshydraulikzylindern 17 und 18 hergestellt wird. In den Kompressionshydraulikzylindern 17 und 18 sind Kompressionshydraulikkolben 19 und 20 angeordnet. Die Kompressionshydraulikkolben 19 und 20 sind fest mit Kompressionskolbenstangen 19a und 20a verbunden, die an ihren den Kompressionshydraulikkolben 19 und 20 entgegen gesetzten Seiten fest mit Kompressionskolben 21 und 22 verbunden sind. Die Kompressionskolben 21 und 22 sind in Kompressionszylindern 21a und 22a hin und her bewegbar.The hydraulic lines 7 and 8th are tees 15 and 16 assigned, in which a hydraulic connection to Kompressionshydraulikzylindern 17 and 18 will be produced. In the compression hydraulic cylinders 17 and 18 are compression hydraulic pistons 19 and 20 arranged. The compression hydraulic pistons 19 and 20 are stuck with compression piston rods 19a and 20a connected to their the compression hydraulic piston 19 and 20 opposite sides fixed with compression piston 21 and 22 are connected. The compression pistons 21 and 22 are in compression cylinders 21a and 22a movable back and forth.

Der Arbeitszylinder 1 kann über seine Einlassventile 40 und 40a und eine Primärleitung 48 von einem Druckkessel 50 mit einem gasförmigen Arbeitsmedium, vorzugsweise einem Mischdampf aus Wasser und Benzol, mit einem Arbeitsdruck p1 beaufschlagt werden.The working cylinder 1 can via its intake valves 40 and 40a and a primary line 48 from a pressure vessel 50 be subjected to a working pressure p1 with a gaseous working medium, preferably a mixed steam of water and benzene.

Der Arbeitszylinder 1 weist dazu auf jeder Seite des Arbeitskolbens 1a einen primären Arbeitsraum 46 bzw. 46a auf. In den primären Arbeitsräumen 46 bzw. 46a entspannt sich das Arbeitsmedium von seinem Arbeitsdruck p1 zu einem niedrigeren Sekundärdruck p2, mit dem es bei dem nächsten Arbeitshub des Arbeitskol bens 1a über die Auslassventile 41 und 41a in eine Sekundärleitung 49 abgegeben wird.The working cylinder 1 points to each side of the working piston 1a a primary workspace 46 respectively. 46a on. In the primary workrooms 46 respectively. 46a the working fluid relaxes from its working pressure p1 to a lower secondary pressure p2, with which it bens at the next working stroke of the Arbeitskol 1a over the exhaust valves 41 and 41a into a secondary line 49 is delivered.

Beiderseits des Arbeitszylinders 1 sind Leckageräume 38 vorgesehen, in denen die durch Kolbenstangendichtungen 39 aus den primären Arbeitsräumen 46 bzw. 46a kommenden Arbeitskolbenstangen 2 und 2a längs verlaufend angeordnet sind. Tritt eine Leckage von Arbeitsmedium an den Kolbenstangendichtungen 39 in die Leckageräume 38 aus, so wird es hier aufgefangen und kann nicht in die Umgebung entweichen.On both sides of the working cylinder 1 are leakage spaces 38 provided in which by piston rod seals 39 from the primary workrooms 46 respectively. 46a coming working piston rods 2 and 2a are arranged longitudinally. If a leakage of working fluid occurs at the piston rod seals 39 in the leakage rooms 38 out, so it is caught here and can not escape into the environment.

Die von dem Arbeitskolben 1a in dem Arbeitszylinder 1 erzeugte und über die Hydraulikleitungen 7 und 8 auf die sekundären Hydraulikzylinder 9 und 10 übertragene lineare Bewegung wird über Kolbenstangen 25 und 26 und Pleuelstangen 27 und 28 auf eine Kurbelwelle 13 übertragen, wie sie in der 5 dargestellt ist.The of the working piston 1a in the working cylinder 1 generated and over the hydraulic lines 7 and 8th on the secondary hydraulic cylinders 9 and 10 transmitted linear motion is via piston rods 25 and 26 and connecting rods 27 and 28 on a crankshaft 13 transfer, as in the 5 is shown.

Die Kurbelwelle 13 ist in Kurbelwellenlagern 13a drehbar gelagert. Die Kurbelwelle 13 ist vorzugsweise als Doppelkurbelwelle ausgebildet. Mit der Kurbelwelle 13 können die linearen Bewegungen der Kolbenstangen 25 und 26 in eine Drehbewegung umgewandelt werden.The crankshaft 13 is in crankshaft bearings 13a rotatably mounted. The crankshaft 13 is preferably designed as a double crankshaft. With the crankshaft 13 can the linear movements of the piston rods 25 and 26 be converted into a rotary motion.

Die Kolbenstangen 25 und 26 sind mit in nicht dargestellten Führungen geführten Knickhebeln 23 bzw. 24 verbunden, die um Drehpunkte 23a bzw. 24a verschwenkt werden können. Den Drehpunkten 23a bzw. 24a entgegengesetzt sind die Knickhebel 23 und 24 mit Gelenklagern 23b bzw. 24b versehen.The piston rods 25 and 26 are guided in guides not shown guided articulated levers 23 respectively. 24 connected to pivot points 23a respectively. 24a can be pivoted. The pivot points 23a respectively. 24a opposite are the articulated levers 23 and 24 with joint bearings 23b respectively. 24b Mistake.

In diesen Gelenklagern 23b bzw. 24b sind die Knickhebel 23 und 24 gelenkig mit den Kolbenstangen 25 bzw. 26 verbunden. In Lagern 23c bzw. 24c sind die Knickhebel 23 und 24 gelenkig mit den Pleuelstangen 27 bzw. 28 verbunden. Die Pleuelstangen 27 bzw. 28 sind in Pleuellagern 29 bzw. 30 drehbar mit der Kurbelwelle 13 verbunden.In these joint warehouses 23b respectively. 24b are the articulated levers 23 and 24 articulated with the piston rods 25 respectively. 26 connected. In camps 23c respectively. 24c are the articulated levers 23 and 24 articulated with the connecting rods 27 respectively. 28 connected. The connecting rods 27 respectively. 28 are in conrod bearings 29 respectively. 30 rotatable with the crankshaft 13 connected.

Die 6 zeigt in den Details „A", „B", „C" und „D" bei der jeweiligen Stellung der Kurbelwelle 13 die Position des Arbeitkolbens 1a, die Position der sekundären Hydraulikkolben 11 und 12 anhand des sekundären Hydraulikkolbens 12 und die Position der Kompressionskolben 21 und 22, wie sie in den 1 bis 4 dargestellt sind.The 6 shows in the details "A", "B", "C" and "D" at the respective position of the crankshaft 13 the position of the working piston 1a , the position of the secondary hydraulic piston 11 and 12 by the secondary hydraulic piston 12 and the position of the compression pistons 21 and 22 as they are in the 1 to 4 are shown.

Bei der im Detail „A" dargestellten Stellung der Kurbelwelle 13 befindet sich der Arbeitskolben 1a am linken Anschlag im Arbeitszylinder 1 und der erste – der linke sekundäre Hydraulikkolben 12 in seinem unteren Totpunkt (UT) und der rechte – der zweite – sekundäre Hydraulikkolben 11 in seinem oberen Totpunkt (OT), gemäß 1. Die Kompressionskolben 21 und 22 befinden sich beide in ihren unteren Totpunkten.At the position of the crankshaft shown in detail "A" 13 is the working piston 1a on the left stop in the working cylinder 1 and the first - the left secondary hydraulic piston 12 in its bottom dead center (UT) and the right - the second - secondary hydraulic piston 11 in its top dead center (OT), according to 1 , The compression pistons 21 and 22 they are both in their bottom dead centers.

Bei der im Detail „B" dargestellten Stellung der Kurbelwelle 13 befindet sich der Arbeitskolben 1a etwa mittig im Arbeitszylinder 1 in der Bewegung nach rechts. Der linke sekundäre Hydraulikkolben 12 und der rechte sekundäre Hydraulikkolben 11 befinden sich beide etwa mittig zwischen ihren unteren Totpunkten (UT) und ihren oberen Totpunkten (OT), gemäß 2. Der linke – der erste – Kompressionskolben 22 befindet sich in seinem oberen Totpunkt (OT). Er gibt dabei den linken – den ersten – Kompressionsraum 47 frei. Der rechte – der zweite – Kompressionskolben 21 befindet sich in seinem unteren Totpunkt (UT).At the position of the crankshaft shown in detail "B" 13 is the working piston 1a approximately in the center of the working cylinder 1 in the movement to the right. The left secondary hydraulic piston 12 and the right secondary hydraulic piston 11 Both are located approximately midway between their bottom dead centers (UT) and their top dead centers (OT), according to 2 , The left - the first - compression piston 22 is in its top dead center (OT). He gives the left - the first - compression space 47 free. The right - the second - compression piston 21 is in his un dead center (UT).

Bei der im Detail „C" dargestellten Stellung der Kurbelwelle 13 befindet sich der Arbeitskolben 1a am rechten Anschlag im Arbeitszylinder 1, der linke sekundäre Hydraulikkolben 12 befindet sich in seinem oberen Totpunkt (OT) und der rechte sekundäre Hydraulik kolben 11 befindet sich in seinem unteren Totpunkt (UT), gemäß 3. Die Kompressionskolben 21 und 22 befinden sich beide in ihren unteren Totpunkten.At the position of the crankshaft shown in detail "C" 13 is the working piston 1a at the right stop in the working cylinder 1 , the left secondary hydraulic piston 12 is located in its top dead center (TDC) and the right secondary hydraulic piston 11 is in its bottom dead center (UT), according to 3 , The compression pistons 21 and 22 they are both in their bottom dead centers.

Bei der im Detail „D" dargestellten Stellung der Kurbelwelle 13 befindet sich der Arbeitskolben 1a etwa mittig im Arbeitszylinder 1 in der Bewegung zurück nach links, der linke sekundäre Hydraulikkolben 12 und der rechte sekundäre Hydraulikkolben 11 befinden sich etwa mittig zwischen ihren unteren Totpunkten (UT) und ihren oberen Totpunkten (OT), gemäß 4. Der linke – der erste – Kompressionskolben 22 befindet sich in seinem unteren Totpunkt (UT) und der rechte – der zweite – Kompressionskolben 21 befindet sich in seinem oberen Totpunkt (OT). Dabei ist der rechte – der zweite – Kompressionsraum 47a freigegeben.At the position of the crankshaft shown in detail "D" 13 is the working piston 1a approximately in the center of the working cylinder 1 in the movement back to the left, the left secondary hydraulic piston 12 and the right secondary hydraulic piston 11 are located approximately in the middle between their bottom dead centers (UT) and their top dead centers (OT), according to 4 , The left - the first - compression piston 22 is in its bottom dead center (UT) and the right - the second - compression piston 21 is in its top dead center (OT). Here is the right - the second - compression space 47a Approved.

Zum Ausgleich von Leckage oder Temperatur bedingten Volumenschwankungen des Hydrauliköls 14 in den Hydraulikleitungen 7 und 8 sind Ausgleichsvorrichtungen 32 und 33 vorgesehen, wie sie in der 7 dargestellt sind. Die Ausgleichsvorrichtungen 32 und 33 weisen Anschlagstiften 51 und 51a auf, die in den Kompressionszylindern 21a bzw. 22a angeordnet sind.To compensate for leakage or temperature-related volume fluctuations of the hydraulic oil 14 in the hydraulic lines 7 and 8th are balancing devices 32 and 33 provided, as in the 7 are shown. The balancing devices 32 and 33 have stop pins 51 and 51a on that in the compression cylinders 21a respectively. 22a are arranged.

Die Anschlagstifte 51 und 51a werden von den Kompressionskolben 21 und 22 angehoben und betätigen dabei die Ventilhebel 34 bzw. 34a. Mit den Ventilhebeln 34 bzw. 34a wiederum können die Ausgleichsventile 32a bzw. 33a betätigt werden. Die Ausgleichsventile 32a und 33a sind über Drosselventile 36 und 36a mit einem Vorratsbehälter 35 für Hydrauliköl 14 verbunden.The stop pins 51 and 51a be from the compression pistons 21 and 22 lifted and thereby actuate the valve lever 34 respectively. 34a , With the valve levers 34 respectively. 34a turn the balance valves 32a respectively. 33a be operated. The balancing valves 32a and 33a are over throttle valves 36 and 36a with a storage container 35 for hydraulic oil 14 connected.

Zur Justierung der Ausgleichsventile 32a und 33a sind den Ventilhebeln 34 und 34a Ventilstellschrauben 37 zugeordnet. Durch diese Maßnahmen kann bei Leckage Hydrauliköl 14 nachgespeist und bei Temperatur bedingter Ausdehnung abgespeist werden. Durch diese Maßnahmen wird in den Hydraulikleitungen 7 und 8 ein. stets gleiches konstantes Volumen des Hydrauliköls 14 gewährleistet. Das System ist allseits dicht und Leckagen an möglicherweise gesundheitsschädlichem oder teurem Arbeitsmedium können nicht auftreten.For adjusting the compensation valves 32a and 33a are the valve levers 34 and 34a valve screws 37 assigned. Due to these measures hydraulic oil can be leaked 14 nachgespeist and be fed with temperature-related expansion. These measures will be in the hydraulic lines 7 and 8th one. always the same constant volume of the hydraulic oil 14 guaranteed. The system is leak-tight on all sides and leaks of potentially harmful or expensive working fluid can not occur.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung können die Hydraulikleitungen 7 und 8 flexibel sein. Dadurch kann die in dem Arbeitszylinder 1 erzeugte lineare Bewegung des Arbeitskolbens 1a relativ frei an einen ortsunabhängig aufgestellten Kurbeltrieb mit einer Kurbelwelle 13 weitergeleitet und an einem quasi beliebigen Einsatzort in eine Drehbewegung umgewandelt werden.In another embodiment of the invention, the hydraulic lines 7 and 8th to be flexible. This can be done in the working cylinder 1 generated linear movement of the working piston 1a relatively free to a location-independent mounted crank mechanism with a crankshaft 13 be forwarded and converted at a virtually arbitrary site in a rotary motion.

Wie die 8 zeigt, gelangt das entspannte Arbeitsmedium über die Auslassventile 41 und 41a und die Sekundärleitung 49 mit dem Druck p2 in einen Nebelabscheider 42. Die in den Leckageräumen 38 aufgefangene Leckage an Arbeitsmedium gelangt über eine Leckagerücklaufleitung 43a in den Nebelabscheider 42. Von dem Nebelabscheider 42 kommend gelangt das entspannte Arbeitsmedium mit einem niedrigeren Druck p2 über die Sekundärleitung 49 und Einlassventile 31a in einen der Kompressionsräume 47 bzw. 47a der Kompressionszylinder 21a bzw. 22a.As the 8th shows, the relaxed working fluid passes through the exhaust valves 41 and 41a and the secondary line 49 with the pressure p2 in a mist separator 42 , The ones in the leakage rooms 38 Trapped leakage to working fluid passes through a leakage return line 43a in the mist separator 42 , From the mist collector 42 Coming the relaxed working fluid passes through the secondary line with a lower pressure p2 49 and inlet valves 31a in one of the compression rooms 47 respectively. 47a the compression cylinder 21a respectively. 22a ,

In Abhängigkeit von der jeweiligen Position der sekundären Hydraulikkolben 11 und 12 werden die Kompressionshydraulikkolben 19 und 20 in den Kompressionszylindern 21a und 22a bewegt und das entspannte gasförmige Arbeitsmedium vom Druck p2 auf den Arbeitsdruck p1 komprimiert. Das Arbeitsmedium wird dann über Auslassventile 31 und eine zweite Sekundärleitung 49a mit dem Arbeitsdruck p1 isobar in den Druckkessel 50 zurückgeführt.Depending on the position of the secondary hydraulic piston 11 and 12 become the compression hydraulic pistons 19 and 20 in the compression cylinders 21a and 22a moves and compresses the expanded gaseous working fluid from the pressure p2 to the working pressure p1. The working fluid is then discharged via exhaust valves 31 and a second secondary line 49a with the working pressure p1 isobar in the pressure vessel 50 recycled.

Auf ihren den Kompressionsräumen 47 bzw. 47a entgegengesetzten Seiten der Kompressionskolben 21 bzw. 22 sind in den Kompressionszylindern 21a bzw. 22a sekundäre Leckageräume 45 bzw. 45a vorgesehen.On her the compression chambers 47 respectively. 47a opposite sides of the compression pistons 21 respectively. 22 are in the compression cylinders 21a respectively. 22a secondary leakage spaces 45 respectively. 45a intended.

Die sekundären Leckageräume 45 bzw. 45a sind über die Leckagerücklaufleitung 43 mit dem Nebenabscheider 42 verbunden. Zum Druckausgleich sind die Leckagerücklaufleitungen 43 und 43a mit Rückschlagventilen 44 bzw. 44a versehen. Durch all diese Maßnahmen wird eine mögliche Leckage aufgefangen und das Entweichen von Arbeitsmedium verhindert.The secondary leakage chambers 45 respectively. 45a are via the leakage return line 43 with the secondary separator 42 connected. For pressure equalization are the leakage return lines 43 and 43a with check valves 44 respectively. 44a Mistake. Through all these measures a possible leakage is absorbed and prevents the escape of working fluid.

11: Arbeitszylinderworking cylinder
1a1a: Arbeitskolbenworking piston
2, 2a2, 2a: ArbeitskolbenstangeWorking piston rod
3, 43, 4: primärer Hydraulikkolbenprimary hydraulic piston
5, 65, 6: primärer Hydraulikzylinderprimary hydraulic cylinder
7, 87, 8th: Hydraulikleitunghydraulic line
9, 109 10: sekundärer Hydraulikzylindersecondary hydraulic cylinder
11, 1211 12: sekundärer Hydraulikkolbensecondary hydraulic piston
1313: Kurbelwellecrankshaft
13a13a: Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
1414: Hydraulikölhydraulic oil
15, 1615 16: T-StückTee
17, 1817 18: KompressionshydraulikzylinderCompression hydraulic cylinders
19, 2019 20: KompressionshydraulikkolbenCompression hydraulic piston
19a, 20a19a, 20a: KompressionskolbenstangeCompression piston rod
21, 2221 22: KompressionsarbeitskolbenCompression piston
21a, 22a21a, 22a: Kompressionszylindercompression cylinder
23, 2423 24: KnickhebelArticulated lever
23a, 24a23a, 24a: Drehpunktpivot point
23b, 24b23b, 24b: GelenklagerSpherical Plain bearings
23c, 24c23c, 24c: Lagercamp
25, 2625 26: Kolbenstangepiston rod
27, 2827 28: Pleuelstangeconnecting rod
29, 3029 30: Pleuellagerconnecting rod bearing
3131: Auslassventiloutlet valve
31a31a: Einlassventilintake valve
32, 3332 33: Ausgleichsvorrichtungbalancer
32a, 33a32a, 33a: Ausgleichsventilequalization valve
34, 34a34 34a: Ventilhebelvalve lever
3535: Vorratsbehälterreservoir
36, 36a36 36a: Drosselventilthrottle valve
3737: Ventilstellschraubevalve screw
3838: Leckageraumleakage chamber
3939: KolbenstangendichtungPiston rod seal
40,40: 40a Einlassventil40a intake valve
41,41: 41a Auslassventil41a outlet valve
4242: Nebelabscheidermist eliminator
43,43: 43a Leckagerücklaufleitung43a Leakage return line
44,44: 44a Rückschlagventil44a check valve
45,45,: 45a sekundärer Leckageraum45a secondary leakage chamber
46,46: 46a primärer Arbeitsraum46a primary working space
47,47: 47a Kompressionsraum47a compression chamber
4848: Primärleitungprimary line
49,49,: 49a Sekundärleitung49a secondary line
5050: Druckkesselpressure vessel
51,51: 51a Anschlagstift51a stop pin

Claims

Piston engine, with a working cylinder, which is acted upon via inlet valves with a coming from a pressure vessel gaseous working fluid, wherein in the working cylinder arranged on a working piston rod working piston is movable back and forth, characterized in that the working piston ( 1a ) fixed to opposite parts of a continuous working piston rod ( 2 . 2a ), the working piston rod ( 2 . 2a ) at both ends of the working cylinder ( 1 ) is guided, at the opposite ends of the working piston rod ( 2 . 2a ) primary hydraulic pistons ( 3 . 4 ) arranged in primary hydraulic cylinders ( 5 . 6 ) are movable to and fro, the primary hydraulic cylinders ( 5 . 6 ) via hydraulic lines ( 7 . 8th ) with secondary hydraulic cylinders ( 9 . 10 ), in which secondary hydraulic pistons ( 11 . 12 ) are arranged and the secondary hydraulic piston ( 11 . 12 ) via connecting rods ( 27 . 28 ) with a crankshaft ( 13 ) are connected.

Piston engine according to claim 1, characterized in that on both sides of the working cylinder ( 1 ) Leakage rooms ( 38 ) and the working piston rod ( 2 . 2a ) on both sides of the working cylinder ( 1 ) through a leakage space ( 38 ) runs.

Piston engine according to claims 1 and 2, characterized in that the working piston rod ( 2 . 2a ) in piston rod seals ( 39 ) from the working cylinder ( 1 ) is guided.

Piston engine according to claims 1 to 3, characterized in that the working cylinder ( 1 ) via exhaust valves ( 41 . 41a ) and the leakage spaces ( 38 ) via first secondary lines ( 49 ) and leakage return lines ( 43 . 43a ) with compression cylinders ( 21a . 22a ) and the compression cylinders ( 21a . 22a ) via second secondary lines ( 49a ) with the pressure vessel ( 50 ) are connected.

Piston engine according to claim 4, characterized in that the first secondary lines ( 49 ) and leakage return lines ( 43 . 43a ) a mist separator ( 42 ) assigned.

Piston engine according to claim 4 or 5, characterized in that the leakage return lines ( 43 . 43a ) Check valves ( 44 . 44a ) assigned.

Piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that to the secondary hydraulic cylinders ( 9 . 10 ) leading hydraulic lines ( 7 . 8th ) Compression Hydraulic Cylinders ( 17 . 18 ), in the compression hydraulic cylinders ( 17 . 18 ) Compression Hydraulic Pistons ( 19 . 20 ) are arranged movable back and forth and the compression hydraulic pistons ( 19 . 20 ) via compression piston rods ( 19a . 20a ) in compression cylinders ( 21a . 22a ) reciprocating compression pistons ( 21 . 22 ) are connected.

Piston engine according to claim 7, characterized in that the compression piston rods ( 19a . 20a ) in one piece with the compression hydraulic pistons ( 19 . 20 ) and the compression piston ( 21 . 22 ) are connected.

Piston engine according to claim 5, characterized in that the compression cylinders ( 21a . 22a ) over from the mist separator ( 42 ) coming first secondary lines ( 49 ) can be acted upon with relaxed secondary working medium, the relaxed secondary working medium in the compression cylinders ( 21a . 22a ) is compressible and compressed via second secondary lines ( 49a ) isobar to the pressure vessel ( 50 ) is deliverable.

Piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary hydraulic pistons ( 11 . 12 ) to col benstangen ( 25 . 26 ) in the secondary hydraulic cylinders ( 9 . 10 ) and via articulated levers ( 23 . 24 ), each with a connecting rod ( 27 . 28 ) are connected.

Piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic lines ( 7 . 8th ) a balancing device ( 32 . 33 ), which are connected via equalizing valves ( 32a . 33a ) Hydraulic oil ( 14 ) from a storage container ( 35 ) or fed.

Piston engine according to claim 11, characterized in that the compensating device ( 32 . 33 ) via throttle valves ( 36 . 36a ) with the hydraulic lines ( 7 . 8th ) connected is.

Piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the gaseous working medium in a pressure vessel ( 50 ) is generated mixed steam.

Piston engine according to one of the preceding Claims, characterized in that the working fluid is a water and Benzene is existing mixed steam.

Piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the working medium with a working pressure (p1) via a primary line ( 48 ) and inlet valves ( 40 . 40a ) alternately into primary workrooms ( 46 . 46a ) of a working cylinder ( 1 ), via exhaust valves ( 41 . 41a ) with a relaxed secondary pressure (p2) via secondary lines ( 49 ) and a mist separator ( 42 ) on compression cylinders ( 21a . 22a ), there compressible and isobaric to the pressure vessel ( 50 ) is traceable.

Piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic lines ( 7 . 8th ) are flexible.

Piston engine according to one of the preceding claims, characterized in that the crankshaft ( 13 ) and the secondary hydraulic devices (FIG. 9 . 10 . 11 . 12 . 25 . 26 ) and crank mechanisms ( 23 . 24 . 27 . 28 ) location-independent of the working cylinder ( 1 ) are placed.