DE1142726B - Kreiskolbenmaschine, insbesondere-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, bestehend aus einem feststehenden Gehäuse, das sich aus zwei Seitenteilen und einem im Querschnitt mehrbogigen Umschließungskörper zusammensetzt, und einem Kolben, der auf einem sich drehenden Exzenter gelagert ist und eine planetenartig kreisende Bewegung gegenüber dem Umschließungskörper ausführt. Zur Kühlung des Kolbens weist dieser von einer Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Öl, durchströmte Hohlräume auf.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das Kühlflüssigkeitsvolumen im Kolben so klein wie möglich zu halten und die Abführung der Kühlflüssigkeit aus dem Kolben entgegen der Zentrifugalkraft ohne Zuhilfenahme einer eigenen Pumpe zu bewirken. Zur Lösung dieser Aufgabe wurde bereits vorgeschlagen, eine in den Kolbenhohlraum hineinragende stationäre Schöpfscheibe vorzusehen, die mit im wesentlichen radialen Kanälen versehen ist, durch welche die Kühlflüssigkeit auf Grund des zentrifugalen Druckes abgeführt und dadurch der Flüssigkeitsstand im Kolbenhohlraum gering gehalten wird. Bei dieser bekannten Ausführung ergeben sich gewisse Schwierigkeiten hinsichtlich der Montage dieser feststehenden Schöpfscheibe. Außerdem läßt sich diese Schöpfscheibe nicht verwenden bei Mehrfachanordnungen von Rotationskolbenmaschinen, wenn eine einteilige Exzenterwelle Verwendung finden soll.
• Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß an einer Stirnseite des Kolbens ein mit diesem umlaufender Ring vorgesehen ist, der mit radial nach innen und axial nach außen offenen taschenartigen Aussparungen versehen ist und federnd am benachbarten Gehäuseseitenteil anliegt, in welchem Flüssigkeitsabfuhrkanäle angeordnet sind, deren innere (Öffnungen so angeordnet sind, daß die axialen Öffnungen der einzelnen Aussparungen während des Umlaufs des Kolbens nacheinander zeitweise mit diesen Öffnungen in Verbindung kommen, und wobei ferner eine Verbindung zwischen dem Kolbenhohlraum und dem Raum innerhalb des Ringes vorgesehen ist. Die Kühlflüssigkeit gelangt nach Durchströmen des Kolbenhohlraumes in den Raum innerhalb des Ringes und wird durch die Fliehkraft in die einzelnen taschenartigen Aussparungen gedrückt. Während des Umlaufes des Kolbens und des mit diesem drehfest verbundenen Ringes gelangen die taschenartigen Aussparungen, die axial nach außen durch das Gehäuseseitenteil geschlossen sind, nacheinander an eine Stelle, an der im Seitenteil ein Abfuhrkanal vorgesehen ist. Auf Grund des auf der Flüssigkeit in den Aussparungen lastenden Zentrifugaldruckes wird die Flüssigkeit durch diesen Kanal axial nach außen abgeführt. Um zu gewährleisten, daß mindestens eine Aussparung in jeder Stellung des Kolbens mit dem Flüssigkeitsabfuhrkanal in Verbindung steht, ist konzentrisch zur Drehachse der Exzenterwelle in der Innenfläche des betreffenden Gehäuseteiles ein Ringkanal vorgesehen, von dem der Flüssigkeitsabfuhrkanal ausgeht. An Stelle eines Ringkanals können selbstverständlich auch mehrere Bohrungen vorgesehen werden. Der Ring kann, da er federnd am benachbarten Gehäuseseitenteil anliegt, gleichzeitig als Flüssigkeitsdichtung ausgebildet werden. Zweckmäßiger ist es jedoch, radial außerhalb des Ringes eine diesen umgebende ringförmige Flüssigkeitsdichtung vorzusehen. Diese Dichtung hat nur die geringfügige Leckmenge aufzunehmen und muß nicht gegen einen hohen Druck abdichten, da die Aussparungen des Ringes auf Grund der ständigen Entleerung stets nur wenig mit Flüssigkeit gefüllt sind.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt gemäß Linie 1-1 in Fig.2 durch eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Teilquerschnitt gemäß Linie 3-3 in Fig. 1 und Fig.4 eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Scheibe in Teilansicht.
• Die Kreiskolben-Brennkraftmaschine besteht in bekannter Weise aus einem Gehäuse, welches sich aus den beiden Seitenteilen 1 und 2 und dem dazwischen angeordneten, im Querschnitt mehrbogigen Umschließungskörper 3 zusammensetzt. In den Seitenteilen 1 und 2 ist eine Welle 4 drehbar gelagert, die einen Exzenter 5 .aufweist, auf welchem ein Kolben 6 drehbar angeordnet ist. Zwischen der Welle 4 und dem Kolben 6 besteht ein bestimmtes Drehzahlverhältnis, welches durch ein Getriebe, das sich aus einem am Kolben befestigten Hohlrad 7 und einem am Seitenteil l befestigten Ritzel8 zusammensetzt, erzwungen wird. Dieses Drehzahlverhältnis zwischen Welle 4 und Kolben 6 beträgt im Ausführungsbeispiel 3:1.
• Zur Kühlung des Kolbens wird durch eine Bohrung 9 im Seitenteil 1 Kühlflüssigkeit zugeführt, die in den Getrieberaum 10 gelangt und von da aus über eine Bohrung 11 in den Kolbenhohlraum 12 strömt. Durch einen Kanal 13 kann die Kühlflüssigkeit dann in eine Kammer 14 eintreten, in welcher ein Ring 15 angeordnet ist, der mit dem Kolben 6 umläuft und durch einen Gummiring 16, der gleichzeitig Dichtungsfunktionen hat, an das Seitenteil 2 angedrückt wird. Der Ring 15 ist mit taschenartigen Aussparungen 17 versehen, die radial nach innen zu offen und axial nach außen vom Seitenteil 2 geschlossen sind. Die Aussparungen 17 kommen während des Umlaufes des Kolbens nacheinander mit einem Ringkanal 18 in Verbindung, der in der Innenfläche des Seitenteiles 2 vorgesehen ist und von dem Flüssigkeitskanäle 19 ausgehen. Zwischen den Stirnflächen des Kolbens 6 und den benachbarten Seitenteilen 1, 2 sind ringförmige Flüssigkeitsdichtungen 20, 21 vorgesehen. Der Ringkanal 18 liegt radial innerhalb der von der radial äußeren Begrenzung der Aussparungen 17 umschriebenen Hüllkurve, kommt also nicht mit dem Raum zwischen dem Ring 15 und der Dichtung 21 in Verbindung.
• Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Die aus dem Kanal 13 in die Kammer 14 übertretende Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft in die einzelnen Aussparungen 17 des Ringes 15 gedrückt. Diese taschenartigen Aussparungen transportieren nun die darin enthaltene Flüssigkeit zu dem Ringkanal 18, in welchen die Flüssigkeit auf Grund des auf ihr lastenden Zentrifugaldruckes axial hineinströmt und von welchem sie durch die Kanäle 19 abgeführt wird, um nach Durchströmen eines Filters und Kühlers wieder dem Zufuhrkanal 9 zugeführt zu werden. Durch die taschenartigen Aussparungen 17 wird also erreicht, daß die Flüssigkeit von einer Stelle großen Abstandes von der Drehachse der Exzenterwelle zu einer Stelle kleinen Abstandes von dieser Welle gefördert wird. Ohne die Aussparungen würde sich die Flüssigkeit stets an der Stelle größten Abstandes von der Drehachse der Exzenterwelle sammeln, da dort die Fliehkraft am größten ist. An dieser Stelle kann jedoch aus konstruktiven Gründen keine Abführung der Flüssigkeit durch das Seitenteil des Gehäuses erfolgen.
• Dadurch, daß der Ring 15 federnd an das Seitenteil 2 angedrückt wird, kann er als Öldichtung dienen, wenn dafür gesorgt wird, daß er stets über seinen ganzen Umfang am Seitenteil 2 anliegt. Da dies nur schwierig zu bewerkstelligen ist, ist es vorteilhafter, eine kleine Leckölmenge zuzulassen und radial außerhalb des Ringes 15 eine ringförmige Flüssigkeitsdichtung 21 vorzusehen. Diese Dichtung muß im Gegensatz zu Ausführungen, bei denen der Kolben von unter Druck stehender Flüssigkeit durchströmt wird, nicht gegen Druckflüssigkeit abdichten, sondern nur gegen die Leckflüssigkeit, die auf Grund der geringen Füllung der einzelnen Aussparungen 17 des Ringes 15 nur unter sehr geringem Druck steht.
• Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung des Ringes 15, und zwar sind hier die Aussparungen oder Taschen 17 größer und radial nach innen zu nicht vollständig offen, sondern durch Stege 22 zum Teil geschlossen. Dadurch wird verhindert, daß Flüssigkeit von einer Tasche in die andere strömen kann, wenn die Trennwände zwischen den Taschen nicht genau parallel zur Richtung der Zentrifugalkraft stehen, was bei der planetenartig kreisenden Bewegung des Kolbens an manchen Stellen der Fall ist. Die Drehrichtung des Kolbens ist durch den Pfeil angedeutet.
• Abweichend von der gezeigten Konstruktion kann der Ring 15 mit dem Kolben 6 aus einem Stück bestehen, wenn der Kolben axial verschiebbar ist und an das Seitenteil 2 angedrückt wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, bestehend aus einem feststehenden Gehäuse, das sich aus zwei Seitenteilen und einem im Querschnitt mehrbogigen Umschließungskörper zusammensetzt, und einem Kolben, der auf einem sich drehenden Exzenter gelagert ist und eine planetenartig kreisende Bewegung gegenüber dem Umschließungskörper ausführt und von Kühlflüssigkeit durchströmte Hohlräume aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite des Kolbens (6) ein mit diesem umlaufender Ring (15) vorgesehen ist, der mit radial nach innen und axial nach außen offenen taschenartigen Aussparungen (17) versehen ist und federnd am benachbarten Seitenteil anliegt, in welchem Flüssigkeitsabfuhrkanäle (19) angeordnet sind, deren innere Öffnungen so angeordnet sind, daß die axialen Öffnungen der einzelnen Aussparungen (17) während des Umlaufs des Kolbens (6) nacheinander zeitweise mit diesen Öffnungen in Verbindung kommen, und wobei ferner eine Verbindung (13) zwischen dem Kolbenhohlraum (12) und dem Raum (14) innerhalb des Ringes (15) vorgesehen ist.
2. 2. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Öffnungen der Flüssigkeitsabfuhrkanäle (19) radial innerhalb der von der radial äußeren Begrenzung der Aussparungen (17) umschriebenen Hüllkurve liegen.
3. 3. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsabfuhrkanäle (19) von einem Ringkanal (18) ausgehen, der konzentrisch zur Drehachse der Exzenterwelle (4) in der Innenfläche des betreffenden Gehäuseseitenteiles (2) vorgesehen ist.
4. 4. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (15) als Flüssigkeitsdichtung ausgebildet ist.
5. 5. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb des Ringes (15) eine diesen umgebende ringförmige Flüssigkeitsdichtung (21) vorgesehen ist, die am benachbarten Gehäuseseitenteil (2) entlanggleitet.
6. 6. Kreiskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (17) radial nach innen zu durch einen Steg (22) teilweise geschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentanmeldung A 5347/59 (- österreichische Patentschrift Nr. 214 206).