DE2057479A1 - Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit fluessigkeitsgekuehltem Kolben - Google Patents

Description

AUDI NSV AUTO UNXON AKTIENGESELLSCHAFT, Neckareulm/Württ. und VANKEL GMBB, Lindau/Boden·«·

Kreiskolben-BrennkraftBiaschine in Trochoidenbauart Mit flüssigkeitsgektihlteai Kolben

Erfindung besieht sich auf eine Kreiskolben-Brennkraft* -Maschine in Trocholdenbauart Mit einen taehreckigen, flüssigkeitegekühlteta Kolben, der eine äußere ttafangswand, eine als Nabe dienende innere Uafangswand und Seitenwände aufweist und im Bereich der Kolbenecken mit Hohlräumen versehen ist, die von Kühlflüssigkeit durchströmt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe asu Grunde, einen Kolben zu schaffen, der im wesentlichen nur im Bereich der Radial- und Axialdichtung gekühlt wird, wobei eine verstärkte Kühlwirkung im Bereich der Kolbenecken erreicht wird, der einen solchen Aufbau aufweist, daß der Kühlnitteltraneport durch den Kolben von der Kolbendrehrichtung unabhängig ist und der einfach in der Herstellung ist· A

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolbenhohlräume auf der der einen Kolbenseitenwand zugewandten Seite von einer ununterbrochenen, im wesentlichen parallel zur Kolbenkontur verlaufenden, radial nach innen zu offenen Nut ausgehen und sich zur anderen Kolbenseiten·-

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«and hin radial nach außen erweitern und in Bereich dieser anderen Kolbenseitenwand jeweils mit einer radial nach innen au offenen sektorförmigen Nut in Verbindung stehen, die durch symmetrisch anriechen benachbarten Kolbenecken angeordnete; radial nach innen aich erstreckende Stege von den benachbarten sektorförmigen Nuten getrennt ist·

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die in üblicher Weise durch einen Kanal in der Exzenterwelle zugeführte und in die ununterbrochene Nut auf der einen Kolbenseite eingespritzte Kühlflüssigkeit mit großer Geschwindigkeit in dieser ununterbrochenen Nut in Umfangsrichtung strömt und da» bei die benachbarte Kolbenseitenwand sowie die an deren Außenseite angebrachten Seitendichtungen kühlt. Ia Bereich der Kolbenecken wird ein Großteil dieses umlaufenden Kühlflüssigkeitsfilm* axial durch die radial nach außen sich erweiternden Hohlräume auf die andere Kolbenseite gefördert, auf der die Flüssigkeit in die sektorförmigen Nuten gelangt, in diesen wieder in der Drehrichtung dea Kolbens weiterströmt und durch die radial nach innen verlaufenden Stege an den Enden der sektorförmigen Nuten radial nach innen und durch eine entsprechende Öffnung im Gehäuse abgeführt wird. Durch diese Kühlflüssigkeiteführung ist eine ausreichende Kolbenkühlung mit einer geringen Kühlflüssigkeitemenge erreichbar. Dadurch, daß auf der einen Kolbeneeite eine umlaufende Ringnut und auf der anderen Seite symmetrisch zu den Kolhenecken angeordnete sektorförmige Nuten vorgesehen sind, ist die Kühlflüssigkeiteströmung durch den Kolben von der Drehrichtung des Kolbens unabhängig. Die großen Hohlräume nur in den Kolbenecken vereinfachen die Herstellung und ermöglichen große Verbindungs« querscimitte für die Sandkerne, die für die Herstellung der Nuten auf beiden Seiten des Kolbens erforderlich sind. Die Herstellung wird noch weiter vereinfacht, wenn die sektor-

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for mi gen Hüten von entsprechenden Erweiterungen der Kolbenhohlräume in Unifangsrichtung gebildet werden.

Die sektorfönnigen Nuten können radial nach innen zu von einem das Hohlrad des Kolbengetriebe β bildenden oder tragenden Hing abgedeckt sein, der an den Enden der Nuten radiale Durchbrüche aufweist« durch welche die Kühlflüssigkeit aus den sektorförtnigen Nuten radial nach innen zu austreten kann·

Die Zuführung der Kühlflüssigkeit zu der ununterbrochenen ' Nut erfolgt vorzugeveiee durch einen in der Exzenterwelle angeordneten Zuflußkanal_f der ±n der Ebene der ununterbrochenen Ringnut in einem Bereich der Außenfläche der Exzenterwelle oder des Exzenters mündet, der der Wellendrehachse in Bezug auf den Mittelpunkt des Exzenters diametral gegenüberliegt. JCn diese ununterbrochene Nut tritt auch das auf dieser Seite aus dem Kolbenlager austretende Lecköl ein. Das auf der anderen Seite des Kolbenlagers auetretende Lecköl kann in die sektorförtnigen Nuten gelangen und dabei den Bereich kühlen, der durch die die Kolbenhohlräutne durchströmende ^Kühlflüssigkeit nicht er» faßt wird. Λ

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Besugnahue auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Pig. I einen Längsschnitt durch den Kolben einer Kreiskolben-Brennkreftmaechine

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. I₁ und Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie 3~3 in Fig. 1.

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Der Kolben 1 besteht oua einer äußeren Urafangewandt 2_f oiner al£3 Nabe dienende innere Unifangswemd 3 vind Seiter.wäjia<9n 4 \ind 5. Im Bereich der Kolbenecken 6, die mit Nuten 7 i\ur Aufnahme von nicht gezeigten Radialdichtung*»!, vernähen oind_t hat der Kolben 1 Hohraume 8a, 8b, 8c, die auf der vier i olben seitenwand k zugewandten Seite von einer uaur corbrechön^n Nut 9 ausgehen s dio im wesentlichen parßllol ',zur KoI aenkontur 10 verläuft und radial nach inner zu offen ist. Die Hohlräume 8a, 8b, 8c erweitern sich zur nnder >n Kolbense.t.tenwand 5 hin radial nach außen, so daß ein» schräge Außenfläche 11 entsteht. Im Bereich dieser -^nieren Kolhensei hen.·- wand 5 steht jeder Kolbonhohlraum 8a _? ^b, 8c mit einer radial nach innen zu offenen sektorförmi /en Nut 12 in Ve.-·= bindung, die im Ausführungsbeispiel durc■ eine entoprecheude Erweiterung des Kolbenhohlrautna in Umfan₍i^sri^cntung gebild« t wird.

Die sektorförmigen Nuten 12 bzw. die Kolbimhohlräume 8a, 8b, 8c sind auf dieser Seite des Kolbens durch radial nach inneu verlaufende, oytnmetrisch zwischen benachbarten Kolbeneckon angeordneten Stege 13 voneinander getrennI.. Im Ausftihrunga» beispiel sind die eektorförmigen Nut on 12 bzv/. die Kolbenhohlräume 6a, 8b, 8c radial nach innen zu von dem au¹ Kolben befestigten Hohlrad l4 dee Kolbengetriebe] abgedeckt, das an den Enden der Nuten 12 bzw. der Kolbonhoh/räume 8a, 8b, 8c mit radialen Durchbrüclcen l^a und l4b vergehen sind.

Der Kolben 1 iet mit seiner Nebe 3 drehbe." auf dem Exzenter 15 einer Exzenterwelle 16 tinter Zwischenschaltung einer Lagerbuchse 17 gelagert. Das Hohlrad l4 steht mit vinora feststehenden, am nicht gezeigten Gehäuses!itenteil befestigten Ritzel l8 in Eingriff, wodurch ein Drehzahlverhaltnis von 1 : 3 zwischen dem Kolben 1 und der Euzenter-

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welle l6 aufrecht erhalten wird. In der Exzenterwelle l6 ist eine Längsbohrung 19 angeordnet, von der eine Querbohrung zu dem Kolbenlager 17 führt. Eine weitere Querbohrung 21 mündet in der Außenfläche des Exzenters 15 außerhalb des Kolbenlagere 1? an einer Stelle 22 _f die der Wellendrehachee 23 in Bezug auf den Eaczentermittelpunkt 24 diametral gegenüberliegt· Die durch die Bohrung 19 zugeführte Schmier-* und Kühlflüssigkeit tritt an der Mündung 22 der Querbohrung aus und wird in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise gegen die Außenwand der ununterbrochenen Nut 9 gespritzt* Durch die auf den Kolben 1 wirkenden Fliehkräfte» die als ¥ektor©n " von einem mit der Exzenterwellendrehzahl «mlattfend©«, außerhalb des Kolbens 1 liegenden Pol P «aufgefaßt werden können* werden die Flüssigkeitsteilchen mit großer Geschwindigkeit in der Drehrichtung D des Kolbens? und der ExT.erxtwtf&l'*, : entlang der Außenfläche der Hut 9 bewegt. Sobald die Flüssig» keitsteilchen in den Bereich eines der Hohlräume 8a, 8b, 8c gelangen, werden sie durch die schräge Außenfläche 11 des betreffenden Hohlraumes auf die andere Seite des Kolbens befördert und sie sammeln sich am voreilenden Bereich dieses Hohlraums, von wo aus sie radial nach innen durch die Durch» bräche l4a abgeführt werden, *rie aus Fig. 3 ersichtlich ist· Da die Exzenterwelle l6 dreimal so schnell umläuft wie der m

Kolben i, bestreicht der aus der Bohrung 21 austretende Flüssigkeitsstrahl die gesamte Nut 9$ so daß eine wirksame Kühlung der diese Nut begrenezenden Wandteile des Kolbens, insbesondere der Kolbenseitenwand k_t erzielt wird« Der nacheilende Bereich der Hohlräume 8a, 8b, 8c auf der der Kolbonseitenwand 5 zugewandten Seite wird durch die von der Nut 9 herkommenden Flüssigkeit nur wenig bestrichen„

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Ein© euer eichende Kühlung *'ach diasee Bereichs wird dadurch erreicht, dal» da» Leefcöl aus ■·!»!» Kolbenlager 17 auf" dieeer Seite durch die Durchbrüche ikb in die sektorförmigen Nuten 12 bzw» die Hohlrauraerweiterungen gelangt₅ wie dies in Fig. 3 für den Hohlraum 8a gezeigt ist. Das auf der anderen Seite des Kolbenlagere 17 auetretende Lecköl kann in die uuv unterbrochene Nut 9 eintreten.

Die Kühl- und Schmierflüsaigkoit ist in den Zeichnungen durch die Punkte dargestellt.

Wenn der Kolben 1 in der umgekehrten Drehrichtung umläuft, strömt auch die Kühlflüssigkeit in umgekehrter Richtung durch die Nut 9 und «ie wird nach Durchströmt?! der Kolben hohlräume Sa. _t $"b, 8c auf der der Seitenwand 5 zugewandten Seite durch die Durchbrüche l4b radial nach innen zu abgeführt. Eo ist ersichtlich_f daß die Kühlwirkung von der Dreh·= richtung des Kolbena unabhängig ist.

- Patentansprüche <=·

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem mehreckigen, flüssigkoitsgekühlten Kolben« der eine äußere Umfangswand, eine als Nabe dienende innere Unsfanga wand und Seitenwände aufweist und im Bereich der Kolbenecken mit Hohlräumen versehen ist, die von Kühlflüseigkeit durchströmt sind, dadurch ge kenn« zeichnet , daß die Kolbenhohlräume (8a, 8b, 6c ί auf der der einen Kolbenseitenwand 14) zugewandten Seite von einer ununterbrochenen, im wesentlichen parallel zur Kolbenkontur (10) verlaufenden, radial nach innen su offenen Nut (9) ausgehen und sich zur anderen Kolbenseitenwand (5i hin radial nach außen erweitern und im Bereich dieser anderen Kolbenseitenwand (5) jeweils mit einer radial nach innen zu offenen sektorförraigeii Nut (12) in Verbindung stehen, die durch symmetrisch zwischen benachbarten Kolbenecken (6) angeordnete, radial nach innen sich erstreckende Stege (13) von den benachbarten sektorförmigen Nuten (12) getrennt ist*

   2. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 9 daß die sektorformigen Nuten (12) von Erweiterungen der Kolbenhohlräume (8a, 8b, 8c) in Umfangsrichtung gebildet sind.

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   3- Kreiakolben-Brennkrafttnaschine nach Anspruch i oder 2_T dadurch gekennzeichnet, daß die Eektorförmigen Htiten {12} radial riech innen zn von einera. das ilehlrad des Kolbengetriebes bildenden oder tragenden Ring (l'i) nbgodeckt sind, dor «an den Enden der Ntiten (12) radiele Durchbrücho il'li',t l'lb) aufweitt.

   h. KrsiakoJbcn-Bronnkrßf!maschine noch Anspruch 1, ckumrc'a gekenn?',ei chilei _f daß isi der ExsiGnterwpille (16) in bolcann«- ter liei^-e ein Küiiiriüsaigkeitsauflußliancl (19- £<-) aage-» ordnet ist, der in der Ebene der Uimn'cerforochauen Nut C9) in hinein Bereich der Außenfläche des Exssoniiarc (15) oder der Iixaontsrwelle {l6} möndöt, der der Wsllendrehachne {23) in Bezug auf den Mittelpunkt i2h) des Sr^cntsrs t15) diarnetral gogenüberliegt.

   19.Ii * 1970
   Sp/bä

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   BAD ORIGINAL

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