AT10063U1

AT10063U1 - Kreiskolbenmotor

Info

Publication number: AT10063U1
Application number: AT0045407U
Authority: AT
Original assignee: Ackerl Franz Dr
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2008-08-15
Also published as: ATE556194T1; EP2171212B1; WO2009013110A1; EP2171212A1

Claims

35 AT 010 063 U1 124 zylindrische Aufnahme für äußeres Lagerungselement 126 125 inneres Lagerungselement 126 äußeres Lagerungselement 127 Gewindebohrung für äußeres Lagerungselement 126 128 Schraubelemente 129 Anschlagabschnitt 130 Öffnungsstutzen in Motorgehäuse 4 für Antriebswelle 13 130a Gewindeabschnitt 131 Überwurfmutter für Öffnungsstutzen 130 132 Einführrichtung der Antriebswelle 13 133 Senkbohrungen in Antriebswelle 13 für Schraubelemente 41 134 Einsatz 135 Einsatz 136 Ölraumverschlussdeckel 137 Ölmessstabselement 138 Öleinfüllöffnung 139 Ölmessstabsöffnung 140 Durchgangsbohrungen 141 Querbohrung 142 Schmiernippel 143 Ölraumverschlussplatte 144 Dichtelement für Ölraumverschlussplatte 143 145 Ölablassschraube 146 Dichtelement für Getriebegehäuse 85 147 Schraubverschluss für Getriebegehäuse 85 148 Vertiefung 149 Ausdehnungsrichtung des Motorgehäuses 4 150 Ausdehnungsrichtung des Motorgehäuses 4 149a Verschieberichtung des ersten Verdichterkolbens 7a 150a Verschieberichtung des zweiten Verdichterkolbens 7b 151 Tangente an den Kolbenboden X „totes“ Schließwinkelvolumen Ansprüche: 1. Kreiskolbenmotor, umfassend in einem Motorgehäuse (4) gelagerte, um zwei Drehachsen (14, 15) rotierbare und eine Antriebswelle (13) antreibende Motorwellen (2, 3), wobei um jede der Drehachsen (14, 15) jeweils mindestens ein Verdichterkolben (7a, 7b) sowie mindestens ein Arbeitskolben (8a, 8b) rotierbar gelagert sind, wobei mittels einer Übersetzereinheit (16) eine gegenläufige Rotationsrichtung von Verdichterkolben (7a, 7b) und Arbeitskolben (8a, 8b) bei synchroner Drehzahl erzwungen wird, wobei sich Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b) der in einer gemeinsamen Verdichterebene (9) angeordneten Verdichterkolben (7a, 7b) ebenso wie Arbeitskolbenbahnen (12a, 12b) der in einer zur Verdichterebene (9) parallelen Arbeitsebene (10) angeordneten Arbeitskolben (8a, 8b) in einem Bahnkreuzungsbereich (62, 62') jeweils überschneiden, wobei die in der Verdichterebene (9) angeordneten Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b) von den in der Arbeitsebene (10) angeordneten Arbeitskolbenbahnen (12a, 12b) durch Motorgehäusewandungen (67) separiert, jedoch durch einen Überströmkanal (70, 71) miteinander verbunden sind, wobei die Verdichter- und Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) im Wesentlichen kreisringbogenförmig ausgebildet sind und eine konzentrisch zur jeweiligen Drehachse (14, 15) verlaufende Innenseite (17a, 17a', 18a, 18a') sowie eine konzentrisch zur jeweiligen Drehachse (14, 15) verlaufende Außenseite (17b, 17b', 18b, 18b') aufweisen, wobei die Innenseiten (17a, 17a', 18a, 18a') und die Außenseiten (17b, 17b', 18b, 18b') jeweils durch Kolbenböden (34a, 34b, 34c, 34d, 34a', 34b', 34c', 34d') begrenzt bzw. miteinander verbunden sind und wobei die Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b) sowie die Arbeitskolbenbahnen (12a, 12b) im Wesentlichen kreisringnutförmig ausgebildet sind, wobei die Verdichter- bzw. Arbeitskolben- 36 AT 010 063 U1 Innenseiten (17a, 17a', 18a, 18a') jeweils entlang einer Verdichter- bzw. Arbeitskolben-bahn-lnnenwandung (19a, 19a', 20a, 20a') und die Verdichter- bzw. Arbeitskolben-Außenseiten (17b, 17b', 18b, 18b') jeweils entlang einer Verdichter- bzw. Arbeitskolbenbahn-Außenwandung (19b, 19b', 20b, 20b') geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an 5 den Kolbenböden (34a, 34b, 34c, 34d, 34a', 34b', 34c', 34d') im Bereich der Verdichter- /Arbeitskolben-Außenseiten (17b, 17b', 18b, 18b') jeweils eine Dichtkante (63a, 63b, 63c, 63d, 63a', 63b', 63c', 63d') vorgesehen ist, wobei die Krümmung der Kolbenböden (34a, 34b, 34c, 34d, 34a’, 34b', 34c', 34d') dem Verlauf einer Rollkurve entspricht, welche die Dichtkante (63a, 63b, 63c, 63d, 63a', 63b', 63c', 63d') eines um die Drehachse (14, 15) ro- io tierenden Verdichter-/Arbeitskolbens (7a, 7b, 8a, 8b) im Bahnkreuzungsbereich (62, 62') aus dem Querschnitt des in gegenläufiger Drehrichtung um die jeweils gegenüberliegende Drehachse (14, 15) rotierenden, in der gemeinsamen Verdichter-/Arbeitsebene (9, 10) liegenden Verdichter-/Arbeitskolbens (7a, 7b, 8a, 8b) herausschneidet und wobei die in einer gemeinsamen Verdichter-/Arbeitsebene (9, 10) liegenden Verdichter-/Arbeitskolben (7a, 15 7b, 8a, 8b) in einer Stellung um ihre jeweilige Drehachse (14, 15) angeordnet sind, in wel cher die Dichtkante (63a, 63b, 63c, 63d, 63a', 63b', 63c', 63d‘) des einen Verdichter-/Arbeitskolbens (7a, 7b, 8a, 8b) während des Passierens des Bahnkreuzungsbereiches (62, 62') fortwährend den Kolbenboden (34a, 34b, 34c, 34d, 34a', 34b', 34c', 34d') des jeweils gegenüberliegenden Verdichter-/Arbeitskolbens (7a, 7b, 8a, 8b) abstreift. 20
2. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Rotationsbewegung der Verdichter-/Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) ein zwischen der Dichtkante (63a, 63b, 63c, 63d, 63a', 63b', 63c', 63d') des einen Verdichter-/Arbeitskolbens (7a, 7b, 8a, 8b) und dem Kolbenboden (34a, 34b, 34c, 34d, 34a', 34b', 34c', 34d') des jeweils ge- 25 genüberliegenden Verdichter-/Arbeitskolbens (7a, 7b, 8a, 8b) gemessenes Spiel von ma ximal 2/10 mm, vorzugsweise ein Spiel <1/10 mm vorgesehen ist.
3. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkante (63a, 63b, 63c, 63d, 63a', 63b', 63c', 63d') oder der gesamte Kolbenboden (34a, 30 34b, 34c, 34d, 34a', 34b', 34c', 34d') als separates, am Verdichter-/Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) anbringbares Bauteil ausgebildet ist.
4. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Dichtkante (63a, 63b, 63c, 63d, 63a', 63b', 63c', 63d') oder das den Kolbenboden (34a, 34b, 34c, 34d, 35 34a', 34b', 34c', 34d') ausbildende Bauteil aus Aluminium-Titanat gefertigt ist.
5. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter-/Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) Hohlräume (53) aufweist, welche durch Kolbenwandungen (54, 55) sowie durch vorzugsweise radial zur Drehachse (14, 15) verlaufende 40 Stege (52) begrenzt sind.
6. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter-/Arbeitskolbenbahn-lnnenwandungen (19a, 19a', 20a, 20a') im Bahnkreuzungsbereich (62, 62') jeweils eine konkave Wölbung (64, 65) aufweisen, welche sich durch ein 45 Überschneiden der Verdichter-/Arbeitskolbenbahn (11a, 11b, 12a, 12b) mit der dem jeweils gegenüberliegenden Verdichter-/Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) zugeordneten Verdichter-/Arbeitskolbenbahn-Innenwandung (19a, 19a', 20a, 20a') bzw. durch eine gedachte Volu-mens-Schnittmenge zwischen einer rotationssymmetrisch um eine Drehachse (14, 15) angeordneten Verdichter-/Arbeitskolbenbahn-Außenwandung (19b, 19b', 20b, 20b') und einer so rotationssymmetrisch um die jeweils gegenüberliegende Drehachse (14, 15) angeordneten Verdichter-/Arbeitskolbenbahn-lnnenwandung (19a, 19a', 20a, 20a') ergibt.
7. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter-/Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) an Trägerscheiben (5a, 5b, 6a, 6b) angebracht sind, welche an den Motorwellen (2, 3) befestigbar sind. 55 37 AT 010 063 U1
8. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trägerscheibe (5a, 5b, 6a, 6b) und dem Verdichter-/Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) ein vorzugsweise aus Aluminiumtitanat gefertigter Isolierring (21) angeordnet ist.
9. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trägerscheiben (5a, 5b, 6a, 6b) Wuchtausgleichsgewichte (22) angebracht sind.
10. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass entlang jeder Drehachse (14, 15) eine einzige Motorwelle (2, 3) angeordnet ist, wobei die auf einer der Motorwellen (2, 3) in der Verdichterebene (9) sowie in der Arbeitsebene (10) angeordneten Verdichter- und Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) in gleicher Laufrichtung rotieren.
11. 11. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den in der Verdichterebene (9) angeordneten Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b) und den in der Arbeitsebene (10) angeordneten Arbeitskolbenbahnen (12a, 12b) vorzugsweise schräg von der Verdichterebene (9) in die Arbeitsebene (10) verlaufende Überströmkanäle (70, 71) vorgesehen sind.
12. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmkanäle (70, 71) durch Formelemente (32, 33) ausgebildet sind, welche in Schlitze (68, 69) eingeführt sind, welche in die Verdichterebene (9) von der Arbeitsebene (10) separierenden Motorgehäusewandungen (67) vorgesehen sind.
13. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Überströmkanal (70, 71) von der um die Drehachse (14, 15) angeordneten Verdichterkol-benbahn-lnnenwandung (19a, 19a') zu der um dieselbe Drehachse (14, 15) angeordneten Arbeitskolbenbahn-Innenwandung (20a, 20a') führt.
14. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorgehäusewandungs-Schlitze (68-69) samt der darin einführbaren Formelemente (32, 33) bzw. die Überströmkanäle (70, 71) gekrümmt ausgeführt sind und die Überströmkanäle (70, 71) jeweils außerhalb der konkaven Wölbungen (64, 65) der Verdichter-/Arbeitskolben-bahn-lnnenwandungen (19a, 19a', 20a, 20a'), jedoch vorzugsweise unmittelbar benachbart zu Endbereichen (64a, 64b, 65a, 65b) der konkaven Wölbungen (64, 65) in die Verdichter-/Arbeitskolbenbahnen (11a, 11b, 12a, 12b) münden.
15. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Eingangsmündungen (70a, 71a) der Überströmkanäle (70, 71) einem unteren Bahnkreuzungsbereich (62') der Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b) benachbart sind, während Ausgangsmündungen (70b, 71b) der Überströmkanäle (70, 71) einem oberen Bahnkreuzungsbereich (62) der Arbeitskolbenbahnen (12a, 12b) benachbart sind - oder umgekehrt.
16. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass entlang jeder Drehachse (14, 15) zwei miteinander fluchtende Motorwellen (2a, 2b, 3a, 3b) angeordnet sind und eine der beiden miteinander fluchtenden Motorwellen (2a, 2b, 3a, 3b) den mindestens einen Verdichterkolben (7a, 7b) trägt, während die andere dieser Motorwellen (2a, 2b, 3a, 3b) den mindestens einen Arbeitskolben (8a, 8b) trägt, wobei die beiden Motorwellen (2a, 2b, 3a, 3b) mittels eines Wendegetriebes (66) miteinander in Eingriff stehen, sodass eine gegenläufige Rotationsrichtung der beiden Motorwellen (2a, 2b, 3a, 3b) bzw. eine gegenläufige Rotationsrichtung der an einer Drehachse (14, 15) angeordneten Verdichter- und Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) erzwungen wird, wobei das Wendegetriebe (66) eine zwischen der Verdichterebene (9) und der Arbeitsebene (10) angeordnete Antriebswelle (13) antreibt.
17. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Über- 38 AT 010 063 U1 strömkanal (70, 71) von der um die Drehachse (14, 15) angeordneten Verdichterkolben-bahn-lnnenwandung (19a, 19a') zu der um dieselbe Drehachse (14, 15) angeordneten Ar-beitskolbenbahn-lnnenwandung (20a, 20a') führt, wobei die Überströmkanäle (70, 71) vorzugsweise als Bohrungen (73, 74, 75) durch die Motorgehäusewandungen (67) ausgeführt sind.
18. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmkanäle (70, 71) jeweils außerhalb der konkaven Wölbungen (64, 65) der Verdichter-/Arbeitskolbenbahn-Innenwandungen (19a, 19a', 20a, 20a'), jedoch vorzugsweise unmittelbar benachbart zu Endbereichen (64a, 64b, 65a, 65b) der konkaven Wölbungen (64, 65) in die Verdichter-/Arbeitskolbenbahnen (11a, 11b, 12a, 12b) münden.
19. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Eingangsmündungen (70a, 71a) als auch die Ausgangsmündungen (70b, 71b) der Überströmkanäle (70, 71) entweder zu einem oberen Bahnkreuzungsbereich (62) oder zu einem unteren Bahnkreuzungsbereich (62') der Verdichter- bzw. Arbeitskolbenbahnen (11a, 11b, 12a, 12b) benachbart sind.
20. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Motorblockabschnitt (4a) des Motorgehäuses (4) eine zu den Verdichter-/Arbeits-kolbenbahnen (11a, 11b, 12a, 12b) hin offene Ausnehmung (81) vorgesehen ist, in welcher ein aus einem im Wesentlichen starren Material gefertigter Distanzeinsatz (82) aufnehmbar ist, wobei der Distanzeinsatz (82) von einem am Motorgehäuse (4) befestigbaren Gehäusedeckel (80) in die Ausnehmungen (81) in eine zu den Verdichter- und Arbeitskolben (7a, 7b, 8a, 8b) benachbarte Position gepresst wird und wobei zwischen Gehäusedeckel (80) und Distanzeinsatz (82) ein den Umfang des Distanzeinsatzes (82) überlappendes elastisches Dichtelement (83) angeordnet ist.
21. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verdichterkolbenbahn (11a, 11b) eine Kraftstoff-Einspritzdüse (27a, 27b) zugeordnet ist, um in das Motorgehäuse (4) angesaugte Luft vor dem Eintritt in die Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b) oder unmittelbar in den Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b), vorzugsweise im Bereich einer in die Verdichterkolbenbahnen (11a, 11b) mündenden Ansaugöffnung (30), mit Kraftstoff anzureichern.
22. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arbeitskolbenbahn (12a, 12b) eine Zündkerze (26a, 26b) zugeordnet ist, wobei die Zündkerzen (26a, 26b) vorzugsweise im Bereich von Ausgangsmündungen (70b, 71b) der Überströmkanäle (70, 71) angeordnet sind.
23. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise zwei Verdichter-/Arbeitskolben (7, 8) pro Verdichter-/Arbeitskolben-bahn(11a, 11b, 12a, 12b) vorgesehen sind.
24. Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterkolbenbahn-Innenwandungen (19a, 19a') eine oder mehrere Vertiefungen (148) aufweisen, welche von einem außerhalb des Bahnkreuzungsbereichs (62, 62') liegenden, den Endbereichen (64a, 64b, 65a, 65b) der konkaven Wölbungen (64, 65) benachbarten Bereich der Verdichterkolbenbahn-Innenwandung (19a, 19a') zu der jeweils an die Verdich-terkolbenbahn-lnnenwandung (19a, 19a') angrenzenden konkaven Wölbung (64, 65) führt. Hiezu 53 Blatt Zeichnungen