DE1242401B

DE1242401B - Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart

Info

Publication number: DE1242401B
Application number: DED40565A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolf-Dieter Bensinger; Dr-Ing Hans-Otto Derndinger; Heinz Lamm; Willi Springer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1962-12-21
Publication date: 1967-06-15
Also published as: US3265045A; GB992837A

Description

Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, bei welcher ein auf dem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufender Kolben mit an seinen Ecken angeordneten Radialdichtungen an der inneren Mantelfläche eines Mantels und mit Axialdichtungen an Seitenteilen des Gehäuses gleitet und bei welcher die Innendichtungen der Axialdichtungen jeweils aus zwei konzentrisch zueinander an den Kolbenstirnwänden angeordneten, die Spalte zwischen den Kolbenstirnwänden und den Seitenteilen abdichtenden ringförmigen Öldichtungen bestehen, die mit Dichtlippen an den Seitenteilen anliegen.
Bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen der beschriebenen Art bereitet die Ölabdichtung des Triebwerkraumes vom Verbrennungsraum einige Schwierigkeiten. Bisher löste man die Ölabdichtung durch einen öldichtring, der an der Stirnwand des Kolbens befestigt ist und mit einer Dichtlippe elastisch nachgiebig an der Seitenwand des Gehäuses anliegt. Infolge der in Richtung des Exzenters der Exzenterwelle wirkenden Fliehkräfte ist der Raum innerhalb des öldichtringes stets mit Öl gefüllt, und zwar bis zu einer Öffnung in der Seitenwand, die in der Nähe der Exzenterwelle liegt und durch welche das Öl abfließen kann. Eine einigermaßen gute Abdichtung gegen diese großen Ölmengen zu erzielen, ist nur dadurch möglich, daß das unter der Einwirkung der Fliehkraft stehende Öl auf die Rückseite der Dichtlippe drückt und diese mit großer Kraft an den Seitenteil anpreßt, wobei eine schnelle Abnützung der Dichtlippe unvermeidlich ist. Durch die bekannte Anordnung von zwei zueinander konzentrischen Öldichtringen werden zwar die Beanspruchungen verteilt, und es wird eine bessere, jedoch immer noch nicht genügende Abdichtung mit erzielt.
Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, die noch auftretenden Mängel bei der Anordnung von Öldichtringen zu beseitigen, und in Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß der Kolben zwischen den beiden Öldichtungen einen nach dem Seitenteil offenen Ringraum aufweist, der durch radiale Rippen in einzelne Kammern abgeteilt ist.
Bei der Anordnung von zwei Öldichtungen wird durch die innere Öldichtung eine Vorabdichtung geschaffen. Öl, das die innere Öldichtung passiert, wird in den einzelnen Kammern des Ringraumes aufgefangen, und es kommt nur ein sehr niederer Ölspiegel zustande. Beim Umlauf des Kolbens bleibt das aufgefangene Öl so lange in den Kammern, bis es schließlich auf der dem Exzenter abgewandten Seite durch den Einfluß der in diesem Gebiet nach innen gerichteten Beschleunigungskräfte zum Abfluß im Seitenteil gefördert wird, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die innere Öldichtung einen derart kleinen Durchmesser aufweist, daß einzelne Kammern des Ringraumes nach einer im Seitenteil vorgesehenen Öffnung hin offen sind. Die Kammern bewirken, daß übergetretenes Öl den Kolbenbewegungen folgt und damit durch die am Kolben wirkenden wechselnden Beschleunigungskräfte immer wieder abgeführt wird, während es bei der bisherigen Ausbildung der Öldichtung mit dem Exzenter rotierte und keine Abflußmöglichkeit fand.
Bei Rotationskolbenmaschinen ist schon vorgeschlagen worden, an einer Stirnseite des Kolbens einen mit diesem umlaufenden, mit radial nach innen und axial nach außen offenen taschenartigen Aussparungen versehenen Ring anzuordnen, der federnd am Seitenteil anliegt und dessen Aussparungen während des Umlaufes des Kolbens zeitweise mit Kanälen im Seitenteil in Verbindung kommen. Durch diese Maßnahmen soll eine Abschöpfung des Kühlöles im Kolben erzielt werden, damit das Kühlflüssigkeitsvolumen im Kolben so klein wie möglich gemacht werden kann. Mit der Öldichtung haben diese Maßnahmen nichts zu tun.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorteilhaft die Dichtlippe der äußeren Öldichtung den Ringraum etwa zur Hälfte abdecken, so daß der Ölspiegel in den einzelnen Kammern des Ringraumes nicht bis zur Dichtkante der Dichtlippe reicht.
Um der Dichtlippe der äußeren Öldichtung eine gewisse Federmöglichkeit zu geben, können zwischen der äußeren Öldichtung und den Rippen Spalte vorgesehen sein, wodurch die Wirksamkeit der einzelnen Kammern unwesentlich beeinflußt wird.
Bei Brennkraftmaschinen, bei welchen der Kolben in seinem Inneren zur Kühlung mit Öl in einzelne Zellen aufgeteilt ist, die nur teilweise mit Kühlöl gefüllt sind, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Ringräume zwischen den inneren und äußeren Öldichtungen durch Bohrungen mit den Zellen im Inneren des Kolbens in Verbindung stehen, wobei die Bohrungen derart gelegt sind, daß durch sie Öl aus den Ringräumen zwischen den Öldichtungen in die Zellen im Inneren des Kolbens eintritt.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, F i g. 2 eine Seitenansicht auf den Kolben in der Brennkraftmaschine nach F i g. 1 und F i g. 3 in größerem Maßstab einen Teil des Kolbens im Bereich der Öldichtungen.
Nach F i g. 1 ist auf dem Exzenter 1 der Exzenterwelle 2 der Kolben 3 gelagert, der bei seinem Umlauf auf dem Exzenter mit nicht dargestellten Radialdichtungen an der inneren Mantelfläche 4 des Mantels 5 und mit an seinen Stirnwänden 6 angeordneten Axialdichtungen an den Seitenteilen 7 des Gehäuses gleitet. Von den Axialdichtungen sind lediglich die Öldichtungen gezeigt, welche die Abdichtung des Triebwerkraumes vom Verbrennungsraum vornehmen. Die Öldichtung besteht aus den an jeder Kolbenstirnwand 6 angeordneten inneren Öldichtungen 8 und aus den konzentrisch dazu liegenden äußeren Öldichtungen 9. Zwischen den beiden öldichtungen 8, 9 ist an jeder Kolbenseite ein nach dem Seitenteil 7 hin offener Ringraum 10 vorgesehen, der durch radiale Rippen 11 (F i g. 2) in einzelne Kammern 12 unterteilt ist. Der Durchmesser der inneren Öldichtung 8 ist derart bemessen, daß einzelne Kammern 12 der Ringräume 10 Verbindung zu den um die Exzenterwelle 2 herum gelegenen Öffnungen 13 in den Seitenteilen 7 haben. Die Dichtlippen 14 der äußeren Öldichtungen 9 decken etwa die Hälfte der Ringräume 10 ab. Damit die Dichtlippen 14 in gewissem Umfange federn können, sind zwischen diesen und den Rippen 11 Spalte 15 vorgesehen, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist.
Durch die Öldichtung 8 wird an jeder Kolbenseite eine Vorabdichtung geschaffen, und da diese Öldichtung einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweist, kann, wie F i g. 2 zeigt, bis zur Öffnung 13 in dem Seitenteil 7 nur ein kleiner Ölspiegel 16 auftreten. Öl, das die Öldichtung 8 passiert hat, wird nun in den Kammern 12 hinter der Dichtlippe 14 der Öldichtung 9 aufgefangen. In den Kammern 12 kommt hierbei nur ein niedriger Ölspiegel zustande, der nicht bis zur Dichtkante der Dichtlippe 14 reicht, wie es jeweils in F i g. 3 mit 17 angedeutet ist. Bei dem Umlauf des Kolbens 3 auf dem Exzenter 1 wandert das Öl in den Kammern, bis es schließlich auf der dem Exzenter abgewandten Seite in Pfeilrichtung 18 durch die Öffnungen 13 in die Seitenteile 7 austreten kann.
Sofern in dem Kolben 3 zum Zwecke der Kühlung mit Öl Zellen 19 angeordnet sind (F i g. 1), die nur teilweise mit Öl gefüllt sind, können die Ringräume 10 zwischen den Öldichtungen 8, 9 durch Bohrungen 20 mit den Zellen 19 im Inneren des Kolbens verbunden sein, so daß die Ringräume 10 durch die Bohrungen 20 hindurch in den Kolben entleert werden können. Zweckmäßigerweise sind hierbei die Bohrungen 20 in die gleiche Ebene wie die Kühlölbohrungen 21 (F i g. 1) zu legen, damit durch sie nicht etwa Öl eintritt, sondern nur austritt.
Die Spalte 15 (F i g. 3) können gegebenenfalls durch nachgiebiges Material abgedichtet werden. Als Öldichtung 8 ist ein federnder Ring vorgesehen. Unter Umständen genügt statt dessen ein fester, jedoch kleiner Spalt, mit dem der Kolben am Gehäuse läuft. Diese Stelle kann auch zur Axialführung dienen.

Claims

Patentansprüche: 1. Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, bei welcher ein auf dem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufender Kolben mit an seinen Enden angeordneten Radialdichtungen an der inneren Mantelfläche eines Mantels und mit Axialdichtungen an Seitenteilen des Gehäuses gleitet und bei welcher die Innendichtungen der Axialdichtungen jeweils aus zwei konzentrisch zueinander an den Kolbenstirnwänden angeordneten, die Spalte zwischen den Kolben-Stirnwänden und den Seitenteilen abdichtenden ringförmigen Öldichtungen bestehen, die mit Dichtlippen an den Seitenteilen anliegen, d a -durch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) zwischen den beiden Öldichtungen (8, 9) einen nach dem Seitenteil (7) offenen Ringraum (10) aufweist, der durch radiale Rippen (11) in einzelne Kammern (12) abgeteilt ist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei welcher die Seitenteile im Bereich der Exzenterwelle Öffnungen zur Abfuhr des Öles aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die innere öldichtung (8) einen derart kleinen Durchmesser aufweist, daß einzelne Kammern (12) des Ringraumes (10) nach der Öffnung (13) im Seitenteil (7) hin offen sind. 3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (14) der äußeren Öldichtung (9) den Ringraum (10) etwa zur Hälfte abdeckt. 4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Öldichtung (9) und den Rippen (11) Spalte (15) vorgesehen sind. 5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei welcher der Kolben in seinem Inneren zur Kühlung mit Öl in einzelne Zellen aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume (10) zwischen den inneren und äußeren öldichtungen (8, 9) durch Bohrungen (20) mit den Zellen (19) im Innern des Kolbens (3) in Verbindung stehen, die derart gelegt sind, daß durch sie Öl aus den Ringräumen (10) in die Zellen (19) eintritt. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1307 897. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1142 726.