DE1451818C - Parallel und innenachsige Rotationskolben Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine parallel- und innenachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Schlupfeingriff zwischen einem mehreckigen Kolben mit Dichtleisten an seinen Ecken und einem Mantel, dessen mehrbogige Innenfläche im Querschnitt die Form einer Epi- oder Hypotrochoide hat und welcher im Bereich zwischen Einlaß- und Auslaßkanal eine in eine Arbeitskammer mündende Schmiermittelzufuhr aufweist, und mit Seitenteilen, die zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter der Kolben drehbar gelagert ist.

Eine derartige Rotationskolben-Brennkraftmaschine ist Gegenstand des deutschen Patents 1 191 173.

Bei derartigen Brennkraftmaschinen ist zwar eine Vorrichtung zur Schmierung der Dichtleisten des Kolbens zwischen dem Einlaß- und Auslaßkanal vorgesehen; ihr Schmiermittel verbrauch ist jedoch wegen der kontinuierlichen Schmiermittelzufuhr relativ hoch. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Zuhilfenahme von Ventilvorrichtungen den Schmiermittelverbrauch für eine Schmierung der Dichtleisten des Kolbens weitgehendst klein zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Exzenterwelle einen koaxialen Schmiermittelkanal und ausgehend von diesem radiale Schmiermittelstichkanäle aufweist und daß in einem Seitenteil eine sich bis zur Exzenterwelle erstreckende, radiale Schmiermittelbohrung angeordnet ist, die mit der Schmiermittelzufuhr im Mantel einerseits und im Zeitintervall des Überstreichens der Öffnung der Schmiermittelzufuhr in der Mantelinnenwandung durch eine der Dichtleisten mit einem radialen Schmiermittelstichkanal in der Exzenterweile andererseits in Verbindung steht.

Die Zuführung des Schmiermittels mittels einer radialen Schmiermittelbohrung in einem Seitenteil der Brennkraftmaschine sowie durch die Exzenterwelle ist bekannt. Die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Verbindung einer in einem Seitenteil der Brennkraftmaschine radial verlaufenden Schmiermittelbohrung mit einem Schmiermittelstichkanal der Exzenterwelle ist jedoch neu und bietet den Vorteil, daß bei einfacher Ausbildung der Schmiervorrichtung, die keinerlei Ventile notwendig macht, das zur Schmierung jeder Dichtleiste des Kolbens notwendige Schmiermittel genau in dem Zeitpunkt zugeführt wird, an dem die Dichtleiste an der Mündung der Schmiermittelzufuhr vorbeistreicht.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn die lichten Durchmesser des Schmiermittelstichkanals und der Schmiermittelbohrung derart gewählt sind, daß ihre gegenseitige Verbindung in dem Augenblick beginnt, in dem die Vorderflanke der Dichtleiste gegenüber der Öffnung der Schmiermittelzufuhr in der Mantelinnenwandung liegt, und nicht eher unterbrochen wird, bis die Nachflanke der betreffenden Dichtleiste dieser Öffnung gegenüberliegt.

Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegen-Standes ist die Anordnung einer Düse im Einlaßquerschnitt der achsparallelen Schmierölzufuhr.

Damit ist in Anpassung an die Viskosität des Schmiermittels und der Drehzahl der Brennkraftmaschine die mengenmäßige Schmiermittelzufuhr weitgehendst optimiert.

Außerdem kann die radiale Schmiermittelzufuhr in der Innenwandung des Mantels mehrere Öffnungen haben, die auf derselben Erzeugenden der Mantel-

innenwandung liegen. In jeder Öffnung kann eine Düse angeordnet sein. Wenn bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Schmiervorrichtung das Schmiermittel mit konstantem Druck, z. B. aus dem allgemeinen Schmiersystem zugeführt wird, so ist die einer Dichtleiste jeweils zugeführte Schmiermittelmenge der Zeit proportional, in der die radiale Schmiermittelbohrung mit dem Schmiermittelstichkanal der Exzenterwelle verbunden ist. Diese Zeit ist wiederum umgekehrt proportional zu der Drehzahl des Motors. Hieraus ergibt sich, daß die jeweils zugeführte Schmiermittelmenge ebenfalls umgekehrt proportional zu der Drehzahl ist. Die zugeführte Schmiermittelmenge könnte daher bei niedriger Drehzahl überreichlich und bei hoher Drehzahl nicht ausreichend sein.

Damit dies verhindert wird, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß in dem Schmiermittelstichkanal ein Fliehkraftregler angeordnet ist, der den Durchlaßquerschnitt für das Schmiermittel proportional zu der Drehzahl der Brennkraftmaschine derart regelt, daß die jeder Dichtleiste zugeführte Schmiermittelmenge bei Änderungen der Drehzahl praktisch konstant bleibt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt nach der Linie I-I der F i g. 2 durch die mit einer Schmiervorrichtung gemäß der Erfindung versehene Kreiskolben-Brennkraftmaschine,

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,

F i g. 4, 4' und 5, 5' Relativstellungen zwischen der radialen Schmiermittelbohrung des einen Seitenteiles und dem Schmiermittelstichkanal der Exzenterwelle, entsprechend den verschiedenen Stellungen einer Dichtleiste gegenüber der Mündung der Schmiermittelzufuhr in der Mantelinnenwandung,

F i g. 6 einen axialen Schnitt einer Ausführungsform des Fliehkraftreglers und

F i g. 7 einen axialen Schnitt einer anderen Ausführungsform des Fliehkraftreglers.

Gemäß F i g. 1 und 2 weist der Mantel 1 der Rotationskolben-Brennkraftmaschine eine mit zwei Bogen I¹ und I² versehene Innenfläche auf, während der Kolben 2 drei bogenförmige Flanken besitzt und auf dem Exzenter 3 der Exzenterwelle 4 umläuft. Durch den Umlauf des Kolbens 2 im Innern des Mantels 1 werden drei Arbeitskammern A, B, C gebildet, in denen sich nacheinander die vier Takte der Brennkraftmaschine abspielen. Die Arbeitskammern A, B und C sind seitlich durch die Seitenteile 5 und 6 der Brennkraftmaschine abgeschlossen. Der Kolben 2 wird über den fest an ihm angebrachten Zahnkranz 7 angetrieben, der mit der Verzahnung 8 eines Ritzels kämmt.

In F i g. 2 sind der Einlaßkanal 16 sowie der Auslaßkanal 17 und die Zündkerze 18 gezeigt. Eine Stelle der zwischen den Kanälen 16 und 17 gelegenen Wandung des Mantels 1 ist niemals einem höheren Druck als dem Atmosphärendruck ausgesetzt, weil sich diese Stelle immer in einer Arbeitskammer befindet, in der entweder der Einlaßvorgang oder der Auslaßvorgang stattfindet. An dieser Stelle, die sich im übrigen nicht unbedingt in der Mitte zwischen den Öffnungen der Kanäle 16,17 befinden muß, mündet daher gemäß der Erfindung die Schmiermittelzufuhr 9,10. Die Schmiermittelzufuhr 10 steht gemäß F i g. 1 mit einer Schmiermittelbohrung 11 in Verbindung, die sich in dem Seitenteil 5 radial erstreckt und vom Umfang der Exzenterwelle 4 ausgeht.

In der Exzenterwelle 4 ist ein radialer Schmiermittelstichkanal 12 angeordnet, der über einen koaxialen Schmiermittelkanal der Exzenterwelle mit dem Schmiermittelumlauf verbunden ist. Der Schmiermittelstichkanal 12 ist derart gebohrt, daß er in der Verlängerung der radialen Schmiermittelbohrung 11 des Seitenteils 5 liegt, wenn der Kolben 2 die in F i g. 2 dargestellte Stellung einnimmt, d. h. wenn eine der Dichtleisten 13,14 und 15, die an den drei Ecken des Kolbens angeordnet sind, in dem dargestellten Fall also die Dichtleiste 13, sich gegenüber der Mündung der Schmierölzufuhr 9,10 befindet.

Da der Kolben 2 mit einem Drittel der Drehzahl der Exzenterwelle in demselben Drehsinn umläuft, so hat sich, wenn die Dichtleiste 14 sich gegenüber der Mündung der Schmiermittelzufuhr 9 befindet, die Exzenterwelle um eine volle Umdrehung gedreht, so daß der Schmiermittelstichkanal 12 sich von neuem gegenüber der Schmiermittelbohrung 11 befindet und Schmiermittel, z. B. Schmieröl, an der Mündung der Schmiermittelzuführung 9,10 ankommt, um die dort befindliche Dichtleiste 14 zu schmieren. Dasselbe gilt für die Dichtleiste 15.

Die lichten Durchmesser des Schmiermittelstichkanales 12 und der Schmiermittelbohrung 11 sind vorzugsweise derart gewählt, daß bei Beginn ihrer gegenseitigen Verbindung (F i g. 4') die Mündung der Schmiermittelzuführung 9,10 wie in F i g. 4 gezeigt ist, an der Vornanke der Dichtleiste liegt und diese Verbindung nicht eher unterbrochen wird (F i g. 5'), bis diese Mündung an die Nachflanke der betreffenden Dichtleiste gelangt ist, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist. F i g. 3 zeigt die Phase, in der der Schmiermittelstichkanal 12 mit der Schmiermittelbohrung 11 genau fluchtet.

Im Einlaßquerschnitt der achsparallelen Schmiermittelzufuhr 10 kann in Anpassung an die Viskosität des Schmiermittels und der Drehzahl der Brennkraftmaschine eine Düse angeordnet sein, um die Abgabe des Schmiermittels in der Menge optimal zu regeln, wodurch der Schmiermittelverbrauch auf ein Minimum beschränkt wird.

Eine weitere Ausgestaltung ist, daß die radiale Schmiermittelzufuhr 9 in der Innenwandung des Mantels mehrere Mündungsquerschnitte hat, die auf derselben Erzeugenden der Mantelinnenwandung liegen, wobei in den Mündungsquerschnitten Düsen angeordnet sind.

Wenn das Schmiermittel, wie es im allgemeinen der Fall ist, mit konstantem Druck zugeführt wird, so ist es vorteilhaft, in dem radialen Schmiermittelstichkanal 12, soweit als möglich vom Drehmittelpunkt entfernt, einen Fliehkraftregler anzuordnen, der gemäß F i g. 6 einen Sitz 31 und eine Ventilkugel 32 aufweist, die durch eine Feder 33 auf dem Sitz 31 gehalten wird. Die Feder 33 stützt sich gegen eine Lochscheibe 34 ab und weist eine veränderliche Elastizität auf, derart, daß ihre Steifigkeit mit geringer werdender Höhe wächst. Hierdurch wird der Durchlaßquerschnitt für das Schmiermittel im wesentlichen proportional zur Drehzahl geregelt, wenn die Ventilkugel der Wirkung der Fliehkraft ausgesetzt ist.

Der Sitz 31 kann mit einer oder mehreren kleinen Durchlaßöffnungen 35 versehen sein, durch die das

Schmiermittel hindurchtritt, wenn die Drehzahl der Exzenterwelle zu klein ist, um die Ventilkugel 32 von ihrem Sitz abzuheben.

Ein solcher Fliehkraftregler kann auch entsprechend F i g. 7 ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform weist der in dem Schmiermittelstichkanal 12 angeordnete Sitz 31, eine zylindrische Durchlaßöffnung auf, die durch die Ventilnadel 32 mehr oder weniger verschlossen wird. Die Ventilnadel hat eine solche Form, daß sie jeweils einen Durchlaßquerschnitt freigibt, der der in Abhängigkeit von der Drehzahl gewünschten Änderung der Zuführungsmenge des Schmiermittels entspricht.

Die Ventilnadel 32 wird durch die Fliehkraft entgegen der Wirkung der Feder 33 von ihrem Sitz 31 entfernt. Die Feder 33 ist wiederum gegen den Schraubstöpsel 34 abgestützt. Der Ventilnadel ist ein Anschlag 37 zugeordnet, an dem sie anliegt, wenn die Fliehkraft nicht groß genug ist, um die Kraft der Feder 33 zu überwinden. Hierbei bleibt zwischen der Ventilnadel und in ihrem Sitz 31 bei 36 noch ein kleiner Durchlaßquerschnitt für die Zuführung einer entsprechend kleinen Schmiermittelmenge.

"> Für die Anordnung der sich bis zur Exzenterwelle erstreckenden radialen Schmiermittelbohrung in einem Seitenteil, die mit der Schmiermittelzufuhr zum Mantel in Verbindung steht, wird kein Teilschutz beansprucht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Parallel- und innenachsige Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Schlupfeingriff zwischen einem mehreckigen Kolben mit Dichtleisten an seinen Ecken und einem Mantel, dessen mehrbogige Innenfläche im Querschnitt die Form einer Epi- oder Hypotrochoide hat und welcher im Bereich zwischen Einlaß- und Auslaßkanal eine in eine Arbeitskammer mündende Schmiermittelzufuhr aufweist, und mit Seitenteilen, die zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter der Kolben drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwelle (4) einen koaxialen Schmiermittelkanal und ausgehend von diesem radiale Schmiermittelstichkanäle aufweist und daß in einem Seitenteil (5) eine sich bis zur Exzenterwelle erstreckende, radiale Schmiermittelbohrung (11) angeordnet ist, die mit der Schmiermittelzufuhr (9,10) im Mantel einerseits und im Zeitintervall des Überstreichens der Öffnung der Schmiermittelzufuhr in der Mantelinnenwandung durch eine der Dichtleisten (13,14,15) mit einem radialen Schmiermittelstichkanal (12) in der Exzenterwelle (4) andererseits in Verbindung steht

2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Durchmesser des Schmiermittelstichkanals (12) und der Schmiermittelbohrung (11) derart gewählt sind, daß ihre gegenseitige Verbindung in dem Augenblick beginnt, in dem die Vorfianke. der' Dichtleiste (13,14,15) gegenüber der Öffnung der Schmiermittelzufuhr (9,10) in der Mantelinnenwandung liegt, und nicht eher unterbrochen wird, bis die Nachflanke der betreffenden Dichtleiste dieser Öffnung gegenüberliegt.

3. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaßquerschnitt der achsparallelen Schmierölzufuhr (10) eine Düse angeordnet ist.

4. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Schmierölzufuhr (9) in der Innenwandung des Mantels (1) mehrere Öffnungen hat, die auf derselben Erzeugenden der Mantelinnenwandung liegen.

5. Rotationskolben-Brennkraftmaschine ■ nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Öffnung der radialen Schmierölzufuhr in der Mantelinnenwandung eine Düse angeordnet ist.

6. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schmiermittelstichkanal (12) ein Fliehkraftregler (31, 32, 33, 34, 35) angeordnet ist, der den Durchlaßquerschnitt· für das Schmiermittel proportional zu der Drehzahl der Brennkraftmaschine derart regelt, daß die jeder Dichtleiste (13,14,15) zugeführte Schmiermittelmenge bei Änderungen der Drehzahl praktisch konstant bleibt.