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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vermeidung von Schaum im Schmieröl einer Kreiskolbenbrennkraftmaschine mit unter anderen einem Mantelgehäuse, einem Seitenteil, einem Kolben und einer Exzenterwelle, an deren Ende ein Schwungrad angeordnet ist, wobei Schmieröl während des motorischen Betriebs unter Schaumentwicklung durch das Innere des Kolbens zum Seitenteil strömt.
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Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2004 008 309 A1 ist eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine bekannt geworden, die im Wesentlichen aus einem Mantelgehäuse, Seitenscheiben, einer Exzenterwelle und einem Kolben bestehen, wobei die Exzenterwelle eine Exzentereinheit, bestehend aus einem Exzenter, einem endseitigen Dichtungsteil und einem abtriebsseitigen Dichtungsteil besteht, wobei der dreieckige auf dem Exzenter gelagerte Kolben Schmieröl von einer Ölpumpe entlang der Exzenterwelle zu einem ersten Hauptlager, zu einem Exzenterlager und einem zweiten Hauptlager gefördert wird. Der Gegenstand der Erfindung ist ein Leitring an einer Seite des Exzenters mit Anformungen, die kegelförmig ausgestaltet sind, um das auf diese Anformungen auftreffende Schmieröl in Richtung Abtriebsseite abzuleiten und so die Durchleitung des Schmieröls axial durch die Arbeitseinheit der Kreiskolbenbrennkraftmaschine zu unterstützen. Das Schmieröl wird also beschleunigt von der Antriebsseite der Kreiskolbenbrennkraftmaschine zur Abtriebsseite geleitet, was eine verbesserte Schmierung und Kühlung der Triebwerksteile zur Folge hat. Bei der Durchleitung des Schmieröls von der Endseite der Kreiskolbenbrennkraftmaschine durch den Kolben zu deren Abtriebsseite kommt es zur Bildung von Schaum, was die Ableitung der Wärme aus dem Inneren der Kreiskolbenbrennkraftmaschine behindert und zu örtlichen Überhitzungen führen kann, sofern im Frischöl noch Luft gebunden ist.
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Um hier Abhilfe zu schaffen, wird vorgeschlagen, eine Einrichtung zu schaffen, mit Hilfe derer es möglich wird, vor Allem im kritischen Drehzahlbereich der Kreiskolbenbrennkraftmaschine die Schaumbildung im Schmieröl zu reduzieren oder zu unterdrücken. Diese Einrichtung ist an einer Stelle angeordnet, an der die hohen Drehzahlen und ein größtmöglicher Durchmesser genutzt werden können. Da das Schmieröl von einer externen Ölpumpe durch den Ölraum im Kolben zum Seitenteil hin gefördert wird, wird vorgeschlagen, diese Einrichtung aus dem Inneren der Kreiskolbenbrennkraftmaschine heraus zu nehmen und dem Schwungrad zuzuordnen, wo ausreichend Raum und große Durchmesser vorhanden sind.
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Die Einrichtung zur Verhinderung von Schaumbildung im Schmieröl einer Kreiskolbenbrennkraftmaschine besteht aus einer ersten Sammelrinne und einer zweiten im Durchmesser größeren Sammelrinne, die konzentrisch um die Exzenterwelle angeordnet und mit dieser drehfest verbunden sind. Der radial außerhalb der ersten Sammelrinne verbleibende Ringraum wird für die Anordnung eines Ausgleichsgewichtes genutzt, das für den Drehmassenausgleich des Kolbens mit seinem exzentrisch umlaufenden Schwerpunkt sorgt. Das beim Betrieb der Kreiskolbenbrennkraftmaschine vom Innern des Kolbens kommende und mit Schaum versetzte Schmieröl wird entlang einer Strömungsrichtung durch Lagerstellen der Exzenterwelle und durch Bohrungen in dem Seitenteil sowie durch solche in einem Gehäuseteil geleitet, bevor es in die erste nach radial innen offene Sammelrinne geleitet wird, nachdem es eine Abtropfkante an dem Gehäuseteil passiert hat. Es bildet sich in der ersten Sammelrinne eine erste ringförmige Schmieröl-Ansammlung, auf deren nach radial innen weisenden Oberfläche sich Schaum bildet, der aber bedingt durch die hohen Zentrifugalkräfte nach Art einer Zentrifuge größtenteils reduziert wird, indem die Luftblasen in sich zusammenfallen. Die erste Schmieröl-Ansammlung entwickelt bei jeder Drehzahl eine bestimmte Tiefe, die von der Größe und der Anzahl von Überlauföffnungen abhängt, durch die abfließendes Schmieröl entlang einer Wand im Schwungrad in die zweite Sammelrinne gelangt und dort eine zweite Schmieröl-Ansammlung erzeugt, wo eventuell noch vorhandener Restschaum, der sich bei hohen Drehzahlen der Kreiskolbenbrennkraftmaschine gebildet hat, schließlich vollkommen eliminiert wird. Das Schmieröl übersteigt beim Verlassen der zweiten Sammelrinne eine dort angeordnete Überlaufkante und sammelt sich in einem das Schwungrad umschließenden Gehäuse mit einer Öffnung, durch die es unter Schwerkrafteinfluss, beziehungsweise durch eine Absaugpumpe in einen externen Ölbehälter zurück fließt, von wo aus der Ölkreislauf mit dem Eintritt des Schmieröls in eine Ölpumpe aufs Neue beginnt.
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Sind weitere mit der Kreiskolbenbrennkraftmaschine verbundene Aggregate mit Schmieröl zu versorgen, so bietet sich ein Staurohr an, das aus der umlaufenden zweiten Sammelrinne Schmieröl entnehmen und zu den fraglichen Schmierstellen in den Aggregaten pumpen kann. Kreiskolbenbrennkraftmaschinen sind neben der Wasserkühlung im Gehäuse besonders angewiesen auf eine gute Innenkühlung der Triebwerksteile, die vom Schmieröl übernommen wird und um so zuverlässiger arbeitet, je geringer Schaumanfall während des Motorbetriebs im Ölkreislauf ist.
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Es stellt sich also die Aufgabe der Erfindung in der Weise, dass eine Einrichtung für Kreiskolbenbrennkraftmaschinen geschaffen werden muss, die den sich besonders in hohen Drehzahlbereichen bildenden Schaum im Schmieröl reduziert oder ganz verhindert, um in diesen Betriebszuständen eine ausreichende Schmierung und vor Allem eine ausreichende Wärmeableitung aus den Triebwerksteilen zu garantieren.
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Anhand dreier Darstellungen wird eine Einrichtung zur Reduzierung des Schaumes im Schmieröl einer Kreiskolbenbrennkraftmaschine erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine mit einem Mantelgehäuse, einem Seitenteil, einem Kolben, einer Exzenterwelle und einem Schwungrad im Teilschnitt;
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2 die Strömungsrichtung des Schmieröls von einer Abtropfkante eines Gehäuseteils zu einer ersten Sammelrinne und von dort zu einer zweiten Sammelrinne mit einem Staurohr als Ausschnitt aus der 1;
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3 das Schwungrad mit Überlauföffnungen, der ersten Sammelrinne und der zweiten Sammelrinne mit abfließendem Schmieröl als Teilansicht.
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Die 1 stellt einen Teilschnitt einer Kreiskolbenbrennkraftmaschine dar, die unter anderen ein Mantelgehäuse 1, ein Seitenteil 2, einen Kolben 3 und eine Exzenterwelle 4 aufweist, mit der ein Schwungrad 5 drehfest verbunden ist. Am scheibenförmigen Schwungrad 5 ist eine erste Sammelrinne 6 und eine im Durchmesser größere zweite Sammelrinne 7 angeordnet, wobei die erste Sammelrinne 6 mit der zweiten Sammelrinne 7 durch Überlauföffnungen 19 verbunden ist. Das vom Seitenteil 2 kommende mit Schaum versetzte Schmieröl fließt entlang einer Strömungsrichtung 15 parallel zur Exzenterwelle 4 aus dem Kolben 3 durch Lagerstellen 11 der Exzenterwelle 4 als auch durch Bohrungen 12 im Seitenteil 2 wie in einem Gehäuseteil 13 in die erste nach radial innen offene Sammelrinne 6 über eine Abtropfkante 16 am Gehäuseteil 13. Ferner wird der im inneren des Kolbens 3 aus dem Schmieröl entstandenen Schaum durch die hohen Fliehkräfte nach Art einer Zentrifuge in der ersten Sammelrinne 6 größtenteils reduziert, indem die Luftblasen in sich zusammenfallen. Bei hohem Schaumanfall kann Restschaum in die zweite Sammelrinne 7 geleitet werden, wo sich dieser schließlich vollkommen auflöst.
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Aus der 2 wird ersichtlich, wie sich in der ersten Sammelrinne 6 eine erste Schmieröl-Ansammlung 17 und in der zweiten Sammelrinne 7 eine zweite Schmieröl-Ansammlung 18 bildet, wobei die zweite Sammelrinne 7 durch eine Überlaufkante 8 begrenzt wird. Die Strömungsrichtung 15 verläuft weiter über die Abtropfkante 16 in die erste Sammelrinne 6, weiter durch eine der Überlauföffnungen 19 in die zweite Sammelrinne 7 und von dort wahlweise durch ein Staurohr 9 zur Versorgung weiterer Schmierstellen oder zu einem externen Ölbehälter durch eine Öffnung in einem Gehäuse 10. Im radial außerhalb der ersten Sammelrinne 6 verbleibende Ringraum ist ein Ausgleichsgewicht 14 angeordnet, das für den Drehmassenausgleich des Kolbens 3 mit seinem exzentrisch umlaufenden Schwerpunkt sorgt.
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Gemäß 3 wird abfließendes Schmieröl 20 am scheibenförmigen Schwungrad 5 dargestellt, wie es aus der ersten Sammelrinne 6 in die zweite Sammelrinne 7 durch die Überlauföffnungen fließt. Die Überlaufkante 8 sorgt für die stabile Menge der zweiten Schmieröl-Ansammlung 18 in der zweiten Sammelrinne 7.
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Die vorgeschlagene Einrichtung zur Vermeidung von Schaum im Schmieröl dient daher in erster Linie dem zuverlässigen Wärmetransport aus dem Motorinneren heraus bei kritischen Betriebszuständen und stellt einen Vorteil für auf dieser Basis beruhenden Weiterentwicklungen von Kreiskolbenbrennkraftmaschinen dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mantelgehäuse
- 2
- Seitenteil
- 3
- Kolben
- 4
- Exzenterwelle
- 5
- Schwungrad
- 6
- erste Sammelrinne
- 7
- zweite Sammelrinne
- 8
- Überlaufkante
- 9
- Staurohr
- 10
- Gehäuse
- 11
- Lagerstelle
- 12
- Bohrung
- 13
- Gehäuseteil
- 14
- Ausgleichsgewicht
- 15
- Strömungsrichtung
- 16
- Abtropfkante
- 17
- erste Schmieröl-Ansammlung
- 18
- zweite Schmieröl-Ansammlung
- 19
- Überlauföffnung
- 20
- abfließendes Schmieröl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004008309 A1 [0002]
