DE2144497B2 - Rotationskolben-brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (US-PS 00 939) ist die Innendichtung in einer Ringnut in einem ringförmigen Bauteil angeordnet, der in den Durchbruch in einer Kolbenseitenwand eingesetzt ist. Dieses ringförmige Bauteil muß seinerseits gegenüber der Kolbenstirnwand durch einen besonderen, am Außenumfang des ringförmigen Bauteiles angeordneten O-Ring abgedichtet werden, was aufwendig und wegen der geringen Temperaturbeständigkeit des O-Rimges auf die Dauer nicht betriebssicher ist. Außerdem läßt sich bei der bekannten Maschine keine nennenswerte Kühlung der sich im Betrieb erheblich erwärmenden Innendichtung erreichen, da die Ringnut allenfalls! von dem über die Innendichtung übertretenden Lecköl durchströmt wird, dessen Menge jedoch für eine ausreichende Kühlung zu gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine obengenannter Art zu schaffen, deren Innendichtungen ständig gekühlt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gleitring in den Durchbruch der betreffenden Kolbenstimwand eingesetzt und durch einen elastisch nachgiebigen Dichtring gegenüber der zylindrischen Wand des Durchbruchs abgedichtet ist und daß die dem Gleitring zugewandte Seitenfläche des ringförmigen Abstützrings mit der Rückseite des Gleitrings einen zu den Kolbenhohlräumen hin offenen Ringspalt begrenzt.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag kann im Gegensatz zu der bekannten Ausführung auf eine Ringnut zur Aufnahme der Innendichtung vollständig verzichtet werden, da der Gleitring durch den Dichtring direkt gegenüber der zylindrischen Wand des Durchbruchs abgedichtet wird, wodurch eine erhebliche bauliche Vereinfachung erreicht wird. Dadurch, daß die Rückseite des Gleitringes einen zu den Kolbenhohlräumen hin offenen Ringspalt begrenzt, wird der Gleitring ständig von Kühlmitte) umspült und somit eine gute Kühlung des Gleitringes sowie des mit diesem zusammenwirkenden elastischen, ringförmigen Dichtringe? erreicht. Die Haltbarkeit der Innendichtung wird durch diese Ausführung beträchtlich verbessert.

Der Abstützring kann radial innerhalb des Gleitrings zum benachbarten Gehäuseseitenteil hin axial verbreitert sein und eine Anlauffläche zur axialen Führung des Kolbens aufweisen.

Bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen, bei denen zwischen dem Kolben und dem Gehäuse ein Führungsgetriebe vorgesehen ist, das aus einem am Kolben befestigten Hohlrad und einem die Exzenterwelle umgebenden, an einem Gehäuseseitenteil befestigten Ritzel besteht, kann das Hohlrad als Abstützring ausgebildet sein.

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

F i g. 1 einen Querschnitt einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine, entlang Linie 1 -1 in F i g. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 3 die in dem Kreis A von Fig. 2 enthaltenen Einzelteile in nochmals vergrößertem Maßstab.

Die Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart (F i g. 1 und 2) weist ein Gehäuse auf, das sich aus einem Mantel 1 mit zweibogiger Innenfläche 2 und zwei Seitenteilen 3 und 4 zusammensetzt, die zusammen einen Arbeitsraum 5 begrenzen, der von einer Exzenterwelle 6 durchsetzt ist. Die Exzenterwelle 6 ist in den Seitenteilen 3 und 4 über Lager 7 drehbar gelagert. Auf ihrem Exzenter 8 ist ein dreieckiger Kolben 9 über ein Lager 10 drehbar gelagert. Die Drehzahl des Kolbens 10 steht zur Drehzahl der Exzenterwelle 6 in einem Verhältnis von 1 :3, das durch ein Getriebe, bestehend aus einem am Kolben 9 befestigten als Abstützring 11 ausgebildeten Hohlrad und einem am Seitenteil 3 befestigten Ritzel 12, erzwungen wird. In den Kolbenecken sind Radialdichtungen 13 angeordnet, die an der inneren Mantelfläche 2 entlanggleiten, wodurch der Gehäusearbeitsraum 5 in drei volumenveränderliche Arbeitskammern 14 aufgeteilt wird. Im Mantel 1 sind ein Einlaßkanal 15 für Frischgas, eine durch den Blitz 16 angedeutete Zündkerze und ein Auslaßkanal 17 für die verbrannten Gase vorgesehen.

Der Kolben 9 weist Hohlräume 18 auf, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden. Die Kühlflüssigkeit wird durch eine Längsbohrung 19 in der Exzenterwelle 6 zugeführt und gelangt durch Querbohrungen 20 zu den Wellenlagern 7 und durch eine

Querbohrung 21 zum Kolbenlager 10. Das aus dem Kolbenlager 10 austretende Kühl- und Schmiermittel wird durch Fliehkraft in die einzelne;! Kolbenhohlräume 18 geschleudert Jede Kolbenstirnwand 22 weist einen zentrischen kreisförmigen Durchbruch 23 auf, durch den die Kühlflüssigkeit nach Durchströmen der Hohlräume 18 austreten kann. Die Kühlflüssigkeit wird dann durch die Räume 3a und 4a in den Seitenteilen 3 und 4 abgeführt.

Um ein Übertreten des Kühlmittels durch den Spalt zwischen den Kolbenstirnwänden 22 und den benachbarten Gehäuseseitenteilen 3 bzw. 4 in die Arbeitskammern 14 zu verhindern, ist der Kolben 9 auf jeder Seite mit einer ringförmigen, den Exzenter 8 umgebenden Innendichtung 24 versehen. Wie insbesondere aus Fig.3 ersichtlich ist, weist die Innendichtung im Ausführungsbeispiel zwei ineinander angeordnete Gleitringe 25 und 26 mit L-förmigen Querschnitt auf, die in den Durchbruch 23 der betreffenden Kolbenstirnwand 22 eingesetzt sind. Die Gleitringe 25 und 26 sind axial verschiebbar und werden durch eine gemeinsame Wellfeder 27 an die Innenfläche des benachbarten Gehäuseseitenteils 4 angedrückt. Die ringförmige Wellfeder 27 stützt sich an einem Abstützring 28 ab, der durch Schrauben 29 am Kolben 9 (Fig.2) befestigt ist. Die Abdichtung zwischen dem radial äußeren Gleitring

25 und der zylindrischen Wand des Druchbruchs 23 erfolgt im Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines im Querschnitt C-förmigen Dichtringes 30, der beispielsweise aus einem hohlen, längsgeschlitzten Metallring besteht und durch seine Eigenspannung dichtend an der zylindrischen Wand des Durchbruchs 23 und an dem axialen Schenkel des Gleitringes 25 anliegt. Zur Verringerung der Reibung kann der ringförmige Dichtring 30 an seiner Außenfläche mit einem entsprechenden Werkstoff, z. B. Polytetrafluorethylen, beschichtet sein. Ein entsprechender ringförmiger Dichtring 31 ist zwischen den beiden Gleitringen 25 und

26 angeordnet.

Der Abstützring 28 begrenzt mit den Rückseiten der Gleitringe 25, 26 einen Ringspalt 32, der mit den Kolbenhohlräumen 18 in Verbindung steht. Dadurch wird der Spalt 32 ständig von dein Kühlmittel durchströmt und es wird eine gute Kühlung der Gleitringe 25, 26 und der elastisch nachgiebigen Dichtringe 30 und 31 gewährleistet. Somit können in Abweichung von dem dargestellten Ausführungsbeispiei die ringförmigen Dichtringe 30 und 31 auch aus einem gummielastischen Werkstoff bestehen. Wesentlich ist dabei, daß die Gleitringe 25,26 L-förmig sind, so daß die Kühlflüssigkeit ungehindert zu den Dichtringen 30 und 31 gelangen kann.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Abstützring 28 auf seiner den Gleitring 25, 26 zugewandten Seitenfläche eine Ringnut 33 zur Aufnahme der ringförmigen Wellfeder 27 auf. Der diese Nut 33 radial nach außen zu begrenzende Steg 34 ist dabei mit Ausschnitten 35 versehen, durch welche der Ringspalt 32 mit den Kolbenhohlräumen 18 in Verbindung steht. Der Steg 34 fixiert außerdem den Dichtring 30 in axialer Richtung.

Radial innerhalb der Gleitringe 25, 26 ist der Abstützring 28 zum benachbarten Gehäuseseitenteil 4 hin axial verbreitert und er weist eine Anlauffläche 36 zur axialen Führung des Kolbens 9 auf.

Die in F i g. 3 gezeigte Innendichtung ist auf der vom Kolbengetriebe 11, 12 abgewandten Kolbenseite angeordnet. Die auf der Getriebeseite des Kolbens vorgesehene Innendichtung ist mit dieser in Fig.3 gezeigten Innendichtung identisch. Unterschiedlich ist lediglich, daß der Abstützring für die Feder in diesem Fall von dem Hohlrad 11 gebildet ist. Die Befestigung des Hohlrads 11 am Kolben 9 erfolgt mittels der gleichen Schrauben 29, die zur Befestigung des Abstützringes 28 auf der anderen Kolbenseite dienen.

Die Anordnung der Innendichtungen 24 in den Durchbrüchen 23 der Kolbenstirnwände 22 hat neben der erwähnten Möglichkeit einer intensiven Kühlung der Innendichtungen 24 den Vorteil, daß der Durchmesser dieser Durchbrüche 23 sehr groß gehalten werden kann. Dadurch können die Gießkerne, die bei der Herstellung des Kolbens 9 zur Bildung der Hohlräume 18 dienen, wesentlich stabiler als bisher ausgeführt werden. Durch die geringe radiale Erstreckung der Kolbenslimwände 22 verringert sich auch das Gewicht des Kolbens. Schließlich ermöglicht es die Erfindung, Rotationskolbenmaschinen in Trochoidenbauart mit einem größeren Schwenkwinkel als bisher auszuführen, da der bei bekannten Maschinen erforderliche Platz für die die Innendichtungen aufnehmenden Nuten in den Kolbenseitenwänden eingespart wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, das sich aus einem Mantel mit mehrbogiger Innenfläche und zwei Seitenteilen zusammensetzt, die zusammen einen Arbeitsraum begrenzen, der von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehreckiger Kolben drehbar gelagert ist, der mit von einem Kühlmittel durchströmten Hohlräumen versehen ist und dessen Stirnwände zentrische, kreisförmige Durchbrüche zur Durchführung der Exzenterwelle und jeweils eine ringförmige, den Exzenter umgebende Innendichtung aufweisen, die aus mindestens einem axial beweglichen Gleitring besteht, der durch eine Feder, die sich an einem am Kolben befestigten Ring abstützt, an die Innenfläche des benachbarten Gehäuseseitenteils angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (25) in den Durchbruch (23) der betreffenden Kolbenstirnwand (22) eingesetzt und durch einen elastisch nachgiebigen Dichtring (30) gegenüber der zylindrischen Wand des Durchbruchs (23) abgedichtet ist und daß die dem Gleitring (25) zugewandte Seitenfläche des ringförmigen Abstützrings (28 bzw. 11) mit der Rückseite des Gleitrings (25) einen zu den Kolbenhohlräumen (18) hin offenen Ringspalt (32) begrenzt.

2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützring (28 bzw. 11) radial innerhalb des Gleitnngs (25) zum benachbarten Gehäuseseitenteil (3 bzw. 4) hin axial verbreitert ist und eine Anlauffläche (36) zur axialen Führung des Kolbens (9) aufweist.

3. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen dem Kolben und dem Gehäuse ein Führungsgetriebe vorgesehen ist, das aus einem am Kolben befestigten Hohlrad und einem die Exzenterwelle umgebenden, an einem Gehäuseseitenteil befestigten Ritzel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad als Abstütz ring (11) ausgebildet ist.