DE2062219C3

DE2062219C3 - Schmierung und Kühlung eines Gleitlagers einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart

Info

Publication number: DE2062219C3
Application number: DE19702062219
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl.-Ing. 7100 Heilbronn Groth; Theo Dipl.-Ing. 7107 Neckarsulm Seufer; Johannes Dipl.-Ing. 7101 Bad Friedrichshall Steinwart
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Wankel GmbH
Current assignee: Wankel GmbH; Audi AG
Priority date: 1970-12-17
Filing date: 1970-12-17
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2062219A1; DE2062219B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf die Schmierung und Kühlung eines Gleitlagers einjr Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem Gehäuse, das sich aus einem Mantel mit zweibogiger Innenfläche und Seitenteilen zusammensetzt, und imit einem dreieckigen Kolben, der mittels des Gleitlagers drehbar auf dem Exzenter einer Exzenterwelle gelagert ist, wobei in der Exzenterwelle mindestens ein Schmierölkanal zu dem Gleitlager vorgesehen ist, der in der äußeren Umfangsfläche des Exzenters mündet.

Eine derartige Schmier- und Kühleinrichtung für das Gleitlager einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine ist aus der DE-PS 12 23 610 bekannt. Bei der bekannten Maschine ist im unbelasteten Bereich des Kolbenlagers auf dem Exzenter ein Segment abgeschnitten, so daß ''5 sich ein über das Kolbenlagcr hinaus axial erstreckender Kanal ergibt, dem Schmieröl zugeführt wird. Hierbei wird das Schmieröl praktisch ungedrosselt abgeführt, so daß sich der für die Schmierung des Lagers erforderliche Druck nicht aufbauen kann. Außerdem wird durch dieses Abplatten des Exzenters die Lagerung des Kolbens beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Schmierung und gleichzeitig die Kühlung des Gleitlager«; zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der äußeren Umfangsfläche des Exzenters in einem Sektor, der sich in Drehrichtung der Exzenterwelle von etwa 30" von der Stelle des größten Abstandes der äußeren Umfangsfläche des Exzenters von der Exzenierwellen-Drehachse bis zu etwa 120" von dieser Stelle erstreckt, eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut vorgesehen ist, die von dem Gleitlager vollständig überdeckt ist und in die der Schmierölkanal mündet.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß der Exzenter in dem genannten Sektor in allen Betriebszuständen der Maschine unbelastet oder nur niedrig befastet ist, so daß die in der äußeren Umfangsfläche des Exzenters vorgesehene Nut keine Verringerung der Tragfähigkeit des Lagers herbeiführt. Da die Exzenterwelle bei diesen Maschinen mit der dreifachen Drehzahl des Kolbens umläuft, kommen ständig andere Abschnitte des Gleitlagers mit dem in der Nut befindlichen Schmieröl in Berührung, so daß eine gute Schmierung und Kühlung des Gleitlagers gewährleistet ist. Der Lagerspalt ist im unbelasteten Bereich des Lagers naturgemäß größer als im belasteten Bereich. Demzufolge kann das Schmieröl von der Nut auch axial in beiden Richtungen über die Exzenter-Außenfläche abströmen. Dadurch, daß das Gleitlager die Nut vollständig überdeckt, kann dieses Abströmen nun gedrosselt erfolgen, so daß ein ausreichender Schmieröldruck aufrechterhalten bleibt, um eine zuverlässige Schmierung des Gleitlagers über den gan?:en Umfang zu gewährleisten.

Der Schmierölkanal wird in bekannter Weise von einer in bezug auf die Wellendrehachse radialen Bohrung gebildet, die von einer zentrisch in der Exzenterwelle angeordneten Längsfcohrung ausgeht. Diese Bohrung soll als ausgestaltende Maßnahme etwa 100° in Drehrichtung von der Stelle des größten Abstandes der äußeren Umfangsfläche des Exzenters von der Exzenterwcllen-Drehachse in die Nut einmünden. Zusätzlich kann eine zweite radiale Schmierölbohrung vorgesehen sein, die etwa 45^J von der genannten Stelle in die Nut mündet. Diese Lagen der Schmierölbohrungen haben sich im Betrieb als besonders zweckmäßig erwiesen.

Die Nut liegt vorzugsweise auf einem die Exzenter-Umfangsfläche schneidenden Kreisbogen, da hierdurch die Herstellung der Nut vereinfacht und ein günstiger Einlauf des Öls in den Lagerspalt erreicht wird.

Die Breite der Nut kann so bemessen sein, daß die axial aus dem Lager austretende ölmenge auch zur Kühlung des Kolbens ausreicht.

Erstrecken sich die Nutenden in einen bereits wieder belasteten Bereich, der Exzenter, dann erweist es sich. als vorteilhaft, die Breite der Nut zu den Nutenden hin zu verringern. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme au; die Zeichnungen beschrieben. F:s zeigt

I" ig. 1 eine Kreiskolben-ßrennkraftmaschine in Sl¹X¹-matii.cher Darstellung, wobei das vordere Gehauseseitenteil weggelassen iird der Exzenter in Querschnitt dargestellt ist,

Fig. 2 eine Ansicht des Exzenters in Richtung des Pfeils Min Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie 3-3 in F i g. 2. und

Fig.4 einen Teilschnitt des Exzenters mit einer Abwandlung der Erfindung. S

Die Kreiskolben-Brennkraftmaschine besteht aus einem Gehäuse, das sich aus einem Mantel I mit /weibogiger Innenfläche 2 und zueinander parallelen Seitenteilen zusammensetzt (Fig. 1). In den Seitenteilen ist eine Exzenterwelle 3 gelagert, auf deren Exzenter 4 ein dreieckiger Kolben 5 über ein Gleitlager 6 drehbar gelagert ist. Die Drehzahl des Kolbens 5 steht durch ein nicht dargestelltes Getriebe zur Drehzahl der Exzenterwelle 3 in einem Verhältnis von 1 :3. Der Kolben 5 gleitet mit seinen Ecken 7 an der inneren Mantelfläche 2 ι _s entlang, wobei drei volumenveränderliche Arbeitskammern 8 gebildet werden, in denen jeweils ein Vierteltaktverfahren mit entsprechender Phasenverschiebung durchgeführt wird. Zu diesem Zweck sind im Mantel I ein Einlaßkanal 9. eine Zündkerze 10 und ein Auslaßkanai 11 vorgesehen. Die Drehrichiung des Kolbens 5 und der Exzenterwelle 3 ist mit Dbezeiehnet.

Dadurch, daß in den drei Arbeitskammern 8 unterschiedliche und ständig wechselnde Drücke herrschen, ist der Exzenter ebenfalls unterschiedlichen und 2;. wechselnden Kräften ausgesetzt. Ein bestimmter Bereich der äußeren . ir.fangsfläche 12 des Exzenters 4 ist jedoch in allen Betriebszuständen von Gas* räften weitgehend unbelastet. Außerdem wird dieser Bereich des Exzenters durch die Massenkräfte des Kolbens entlastet. Dieser Bereich umfaßt einen Sektor, der sich von einer Stelle A bis zu einer Stelle B erstreckt, wobei die Stelle A etwa 50" in Drehrichtung D von der Stelle C des größten Abstandes der äußeren Umfangsfläche 12 des Exzenters 4 von der Exzenterwellen-Drehachse 13 ;>> und die Stelle B etwa 120° in der Drehrichiung D von der Stelle C" liegt. In diesem Sektor ist in der äußeren Umfangsfläche 12 des Exzenters 4 eine Nut 14 vorgesehen, die durch einen Schmicrölkanal 15 oder durch zwei radiale Bohrungen 15 und 16 mit einer zentralen Längsbohrung 17 in der Exzenterwelle 3 in Verbindung steht. Das Schmieröl wird unter Druck durch die Längsbohrung 17 zugeführt und gelangt durch den Schmierölkanal 15 oder durch die Bohrungen 15 und 16 in die Nut 14. Da sich die Nut 14 über etwa '/; des Exzenterumfangs erstreckt und der Exzenter 4 dreimal so schnell umläuft wie der Kolben 5 mit dem Gleitlager 6, erfolgt eine intensive Schmierung der Gleitflächen und gleichzeitig eine Kühlung des Gleitlagers 6.

Das durch die Bohrungen 15 und 16 zugeführte Schmieröl kann axial nach beiden Seiten über einen großen Bereich der äußeren Umfangsfläche 12 des Exzenters 4 und des Gleitlagers 6 strömen und an den Enden des Gleitlagers 6 austreten. Von dort kann das Schmieröl entweder direkt durch entsprechende Öffnungen in den Gehäuseseitenteilen abgeführt oder vorher noch in nicht gezeigte Kolbenhohlräume zur Kühlung des Kolbens geführt werden, wobei die Breite der Nut 14 eventuell so abgestimmt werden kann, daß die aus dem Lager austretende Ölmenge die zur Kühlung des Kolbens notwendige Öimenge ergibt. Dadurch, daß sich die Nut 14 nicht seitlich über das Gleitlager 6 hinaus erstreckt, ist nur C'n stark gedrosseltes Abströmen des Kühlöls aus der Nut 14 möglich, wodurch erreicht wird, daß ein ausreichender Öldruck für eine zuverlässige Schmierung der Lygerflächen über den ganzen Umfang des Ex/enters 4 vorhanden ist.

Die Länge und Breite der Nut 14 hängt von den Gegebenheiten ab. Bei einer ausgeführten Maschine beträgt das Verhältnis der Breite der Nut 14 zur Breite der Lagerfläche des Exzenters 4 etwa 1 : 5. Die Nut 14 kann mit zueinander parallelen Seitenwänden 18 ausgeführt sein. Die Seitenwandc können jedoch auch, wie in F i g. 2 und 3 hei 11 gestrichelt dargestellt, schräg und bogenförmig verlaufen, so daß sich ein trapezförmiger Querschnitt für die Nut 14 ergibt und die Breite der Nut 14 nach den Enden zu abnimmt, was zu empfehlen ist. wenn sich die Nutenden in einen bereits wieder belasteten Bereich des Exzenters 4 erstrecken.

In F ig. 4 ist eine andere Form der Nut gezeigt, und zwar liegt hier der Boden der Nut 14' auf einem Kreisbogen, der die Umfangsfläche 12 des Exzenters 4 schneidet. Dadurch kann die Nut 14' mit einem durchfahrenden Werkzeug hergestellt werden und es ergibt sich ein günstiger Einlauf des Öles in den Lagerspalt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schmierung und Kühlung eines Gleitlagers einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoi- > denbauart mit einem Gehäuse, das sich aus einem Mantel mit zweibogiger Innenflüche und Seitenteilen zusammensetzt, und mit einem dreieckigen Kolben, der mittels des Gleitlagers drehbar auf dem Exzenter einer Exzenterwelle gelagert ist, wobei in der Exzenterwelle mindestens ein Schmierölkanal zu dem Gleitlager vorgesehen ist, der in der äußeren Umfangsfläche des Exzenters mündet, dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren Umfangsfläche (12) des Exzenters (4) in einem Sektor is (A-B), der sich in Drehrichtung (D)der Exzenterwelle (3) von etwa 30° von der Stelle (C) des größten Abstandes der äußeren Umfangsfläche (12) des Exzenters (4) von der Exzenterwellen-Drehachse

(13) bis zu etwa 120° von dieser Stelle (C) erstreckt, eine im Umfangsrtchtung verlaufende Nut (14) vorgesehen ist, die von dem Gleitlager (6) vollständig überdeckt ist und in die der Schmierölkanal (15) mündet.

2. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierölkanal (15) etwa 100° von der genannten Stelle (C) in Drehrichtung (D)dcr Exzenterwelle (3) in die Nut

(14) mündet.

3. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nut (14) eine zweite Schmierölbohrung (16) an einer Stelle mündet, die etwa 45° von der genannten Stelle (C) in der Drehrichtung (D) d»r Exzenterwelle (3) liegt.

4. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach An spruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14') auf einem die Exzenter-Umfangsfläche (12) schneidenden Kreisbogen liegt.

5. Kreiskolben-Brennkrartmaschine nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,daß die Breite der Nut (14) so bemessen ist, daß die im Bereich der Nut (14) axial aus dem Lagerspall austretende Ölmenge zur Kühlung des Kolbens (5) ausreicht.

6. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Nut (14) zu den Nutenden hin verringert.