DE2138435A1

DE2138435A1 - Kuehlung einer rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE2138435A1
Application number: DE2138435A
Authority: DE
Inventors: Helmut Leptien
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1971-07-31
Filing date: 1971-07-31
Publication date: 1973-02-08
Also published as: US3799708A

Description

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VOLKSWAGENWERK Aktiengesellschaft

318 Wolfsburg -."-". 7- "■■'⁴

Unsere Zeichen: K 1132
9704-Kah/Ba . -

Kühlung einer Rotationskolbenmaschine

Die Erfindung betrifft die Kühlung einer Rotationskolbenmaschine, insbesondere Kreiskolbenbrennkraftmaschine, mit, einem in einem flüssigkeitsgekühlten Gehäuse um eine Exzenterwelle rotierenden Kolben, dadurch Arbeitsräume veränderlichen Volumens bildend, die einerseits'vom Kolben und andererseits von Bögen des Gehäuseprofils begrenzt sind, wobei.das Gehäuse aus zwei Seitenteilen, zumindest einem ünfangsteil und bei Mehrscheibenmaschinen aus einer entsprechenden Anzahl Zwischenteilen besteht, die ausgehend von einer Eintrittsöffnung über Durchbrüche in

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dem oder den Unifangsteilen sowie Zwischenteilen und einer Austrittsöffnung von einem Kühlmittel durchströmt werden.

Durch das geringe spezifische Bauvolumen von Kreiskolbenbrennkraftmaschinen im Verhältnis zu Hubkolbenbrennkraftmaschinen gleicher Leistung sind die Anforderungen an eine Kühlung solcher Maschinen sehr hoch. Um eine von der Leistung abhängende Wärmemenge abzuführen, muß bei diesen Maschinen das Kühlmit- ^ tel optimal genutzt werden. Dazu ist eine besonders

sorgfältige Gestaltung der das Kühlmittel führenden Räume sowie des Stfömungswegs des Kühlmittels notwendig.

Diesem Problem wurde besonders bei Ka-Maschinen, wie sie z.B. durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 526 bekannt wurden, noch zu wenig Beachtung geschenkt. Es wurden zwar mannigfache Versuche unternommen und Konstruktionen bekannt, die sich darauf beziehen, den Kolben einer solchen Epitrochoidenkreißkolbenbrennkraftmaschine optimal zu kühlen^ z.B. durch das französische Patent 1 398 965» aber es sind noch keine befriedigenden . " Lösungen bekannt, die eine zuverlässige Kühlung des Gehäuses gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlung für eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine zu schaffen, bei der besonders das Umfangsteil· des Gehäuses, in dem die Brennräume liegen, berücksichtigt ist.

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Dies wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, daß die Eintritts öffnung durch eine Schöttwäiidj den kühimitteiströin in zwei Teile bzw. Richtungen teilend^ getrennt ist iihd daß ausgehend von dieser. Schöttwaiid die Dürchbrüche zu einem Kühlmitföiraum in dem bzw; den ÜMfängsteiLen iii ihren Durchmessern steigend ausgeführt sind. Die EintriitsOff·- nuiig liegt hierbei in" dem einen Seitenteil ,während die Austrittsöffriühg in dem änderen Seitenteil angeordnet ist.

in den Zwischenteilen sind jeweils zumindest eirie Eintrittsöffnung und Dürchbrüche έϋ,ίη nächsten Ümf-ähgäteii vorgesehen. Dabei ist die EihtfittsÖffnühg ebenfällä mit einer Sbhöttwand versehen und die Düföhbrüche in ihren Durchmessern steigend wie vorab aufgeführt.

In weiterer Aüsgestältüiig der Erfindung lsi der Kühlmittelraum entsprechehd der Ättzähl der Arbeitsräüme in einzeihe Räume aufgeteii-fci Die e'inzeliie'n Raüie Sind jeweils unj eine Arbeitsräumhälfte verMetzi; ähgeordnet.

Um_deh Kühlmitt'elätrdm um 9ö° ünizUienkeh und eine StrÖmungsrichtung entgegen'der Brehriehtühg des icblb'ens zii erreichen^ sind die Düfciibrüche für dbH KÜhiiaitteigiüläiB in Drehrichtüng des kbibehs v'brhe und "die Düichbrüche für deii Austritt hinten a%eördnei;$ wobei Ütttir in Drinrichtungvbririe der Bfereich versVtäiide'il wetdeti söÜ^ der beiih DütChlaüf des Kölb'e'hs vbii dife&eM aüiyizt übers'fci'icheh wird. '-■-■-."■■.

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In weiterer Ausgestaltung·der Erfindung sind an Schrau- . · benpfeifen Rippen, .die das Kühlmittel in einen Schatten des Brennraumkörpers lenken, angeordnet.

Die erfindungsgeraäße Ausführung der Kühlung einer Kreiskolb'enbrennkraftmas chine hat gegenüber dem Stande der Technik den Vorteil, daß die Wärmekapazität des Kühlmittels durch den aufgezwungenen Strömungsverlauf optimal ausgenutzt ist. Das einströmende Kühlmittel wird in zwei Ströme geteilt, wodurch die .Kühlung jeweils zur Hälfte durch einen kühlen Strom erfolgt. Die beiden Kühlströme werden durch mehrere, axial liegende Durchbrüche in die Kühlmittelräume des Umfangsteiles (Epitrochoiden-. gehäuse) geleitet. Die Durchmesser der Durchbräche sind steigend ausgeführt, so daß jeweils der erste Durchbruch nach der Teilung des Kühlungsmittelstromes kleiner ausgeführt ist und der in Strömungsrichtung zuletzt liegende Durchbruch am größten ist, damit die in dem Epitrochoidengehäuse befindlichen Kühlinittelräume möglichst gleichmäßig mit dem Kühlmittel beschickt werden. Die Kühlmittelräume im Epitrochoidengehäuse werden durch Zwischenwände gebildet, die zusätzlich die Aufgabe haben, die. Kräfte, die auf die Epitrochoidenwand (Kolbenlauffläche) wirken, in die Seitenwände und außenliegenden Gehäusewände zu übertragen. Die Durchbrüche für den Kühlmitteleinlauf Ψ und für den Kühlmittelaustritt sind"deshalb versetzt

angeordnet, damit der Kühlmittelstrom um 90 umgelenkt wird und entgegen der Drehrichtung des' Kolbens über die epitrochoidenförmige Wand der Brennräume, wobei die thermisch hoch belasteten Wände bevorzugt gekühlt werden, strömt.

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Um das Gebiet um die Dichtleisten, welche im Schatten des' Brennraumkörpers liegen, besser zu kühlen, sind an mehreren Schraubenpfeifen kurze Rippen angebracht, die den Kühlmittelstrom stärker in den Schatten des Brennraurakörpers lenken.

Nach der Querströmung des Kühlmittels durch das eine Seitenteil (Aggregatseite), das Umfangsteil'(Epitrocho-' idengehäuse), evtl. ein oder mehrere Zwischenteile und die entsprechenden Umfängsteile, tritt das Kühlmittel in das andere Seitenteil auf der Abtriebsseite über und wird in den Kühler zurückgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kreiskorbenbrennkraftmaschine,

Figur 2 einen Schnitt gemäß der Linie ΙΙ-ΙΪ in Figur 1,

Figur-

teil 5a einen Schnitt gemäß der Linie HIa

in Figur 1 und

Figurteil 3b einen Schnitt gemäß der Linie IHb

in Figur 1.

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In einem Gehäuse 1 einer Kreiskolbenbrennkraftmaschine rotiert um eine Exzenterwelle 2 ein Kolben 5 unter Bildung von volumensveränderlichen Arbeitsräumen 4,die einerseits vom Kolben 5 und andererseits von Bögen 5 d.es Gehäuseprofils begrenzt sind. Das Gehäuse 1 besteht aus einem Seitenteil 6, einem Umfangsteil 7 (Epitrochoidengehäuse) und einem anderen Seitenteil 8. Dieses Seiten-"teil 8 wird bei einer mehrscheibigen Maschine durch ein Zwischenteil ersetzt , an das dann ein weiteres, ge-

^ strichelt angedeutetes TJmfangsteil 7¹ angesetzt ist.

Dieses Umfangst.eil wäre dann wiederum durch ein Seitenteil oder eventuell bei noch größeren Maschinen durch ein weiteres Zwischenteil usw. begrenzt.

Im folgenden wird bei der Beschreibung der Maschine nur noch auf die Einscheibenmaschinen·Bezug genommen.

. Da-s Kühlmittel tritt durch einen Stutzen 9 in das Seitenteil 6 ein. In der Eintrittsöffnung 10 ist eine Schottwand 11 angeordnet, die den Kühlmittelstrom in die Sichtung 12 und in die Richtung 13 teilt. Von dieser Schottwand 11 ausgehend sind in Umfangsrichtung in ψ einer Seitenwand I4 des Seitenteiles 6 Durchbrüche 15

vorgesehen, die in Umfangsrichtung in ihrem Durchmesser steigend ausgeführt sind. Diese Durchbrüche 15 führen in Kühlmittelräume 16 im Umfangsteil 7· Natürlich kann als Alternativlösung die Wand I4 auch im Umfangsteil 7 angeordnet sein und im Seitenteil an entsprechender Stelle eine umlaufende ringförmige Öffnung. Die einzelnen Kühlmittelräume 16 sind durch Schottwände 17 voneinan- - der getrennt. Die Sehpttwände sind dabei immer etwa im höchsten Punkt des Bogens 5 angeordnet. Die Durchbrüche

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für den Kühlmitteleinlauf sind dabei immer in Drehrichtung. 18 des Kolbens kurz vor der Schottwand 17 angeordnet, während die Durchbrüche 19 für den Kühlmittelaustritt in das andere Seitenteil 8 in Drehrichtung,des Kolbens hinter der Schottwand angeordnet sind. An in der Nähe der·Brennräume 20 liegenden Schraubenpfeifen 21 sind Rippen 22 angebracht, die das Kühlmittel in den ' Schatten 23 des Brennraumkörpers 24 leiten. Der Austritt des Kühlmittels aus dem anderen Seitenteil 8 erfolgt über einen weiteren Stutzen 25 durch die Austrittsöffnung 26»

Wäre nun an Stelle der Seitenscheibe 8 bei einer Mehrscheibenmaschine eine Zwischenscheibe vorgesehen, so würde der Ablauf und die Gestaltung, wie vorher beschrieben, sich wiederhohlen.

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Claims

Ansprüche

!./Kühlung einer Rotationskolbenmaschine, insbesonde- ^-^ re Kreiskolbenbrennkraftmaschine, mit einem in einem flüssigkeitsgekühlten Gehäuse um eine Exzenterwelle rotierenden Kolben, dadurch Arbeitsräume veränderlichen

^ Volumens bildend, die einerseits vom Kolben und ande

rerseits von Bögen des Gehäuseprofils begrenzt sind, wobei das Gehäuse aus zwei Seitenteilen, zumindest einem Umfangsteil und bei MehrScheibenmaschinen aus einer entsprechenden Anzahl Zwischenteilen besteht, die ausgehend von einer Eintrittsöffnung über Durchbrüche in dem oder den Umfängsteilen sowie Zwischenteilen und einer Austrittsöffnung von einem Kühlmit-' tfel durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittaöffnung (1O) durch eine Schottwand (11), den Kühlmittelstrom in zwei Teile bzw. Richtungen (12,13) teilend, getrennt ist, und daß ausgehend von dieser Schottwand (11) die Durchbrüche (15) ²^ einem

ψ Kühlmittelraum (16) in dem bzw. den Umfangsteilen (7)

• in ihren Durchmessern steigend ausgeführt sind.
2. Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (1O) in dem einen Seitenteil (6) und die Austrittsöffnung (.26) in dem anderen Seitenteil (8) liegt. . ·

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3. Kühlung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenteilen jeweils zumindest eine Eintrittsöffnung und Durchbrüche zum nächsten ümfangsteil (7')> vorgesehen sind. .
4· Kühlung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennkennzeichnet, daß der Kühlmittelraum (16) entspi'echend der Anzahl der Arbeitsräume in einzelne Räume aufgeteilt ist.
5· Kühlung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Räume jeweils/um eine Arbeitsraumhälfte versetzt angeordnet sind. "
6. Kühlung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüch'e (15) für den Kühlmittfeleinlauf in Drehrichtung des Kolbens vorne und die Durch-" brüche (19) ^r den Austritt hinten angeordnet sind.

7· Kühlung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an Sehraubenpfeifen (21) Rippen (22), die das Kühlmittel in einen Schatten (23) des Brennraumkörpers (24) lenken, angeordnet, sind..

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