DE2240100C3 - Schmiereinrichtung für Dichtleisten einer parallel- und innenachsigen Rotationskolbenmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schmiereinrichtung für Dichtleisten einer parallel- und innenachsigen Rotationskolbenmaschine in 2 : 1-Trochoidenbauart mit Kämmeingriff zwischen einem epitrochoidalen Kolben und einem der zugeordneten Hüllkurve nachgebildeten, von Seitenteilen begrenzten Mantel, in dessen achsnahen Zonen Dichtleisten in Nuten eingelassen sind, mit einem Führungsgetriebe. Nach dem Buch von F. W a η k e I »Einteilung der Rotationskolbenmaschinen«, 1963, bedeutet die Bezeichnung 2 :1 das Übersetzungsverhältnis des innenliegenden, also kleineren Eingriffskörpers zum außenliegenden, also größeren Eingriffskörper. Das bedeutet im vorliegenden Fall, daß der innenliegende Eingriffskörper, also der Kolben, einer Epitrochoide nachgebildet ist, bei der das Radienverhältnis von Grundkreis zu Rollkreis 1 : 1 beträgt.

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist z. B. in der DT-OS 14 51 761 beschrieben. Als Führungsgetriebe für die Kolbenbewegung ist dort ein Zahnradgetriebe eingesetzt. Eine besondere Schmierung für die in den achsnahen Zonen des Mantels in Nuten eingelassenen Dichtleisten ist nicht vorgesehen. Da es sich um eine Zweitaktbrennkraftmaschine handelt, erfolgt eine Schmierung ausschließlich durch das Brennstoffgemisch. Für andere Verwendungen einer derartigen Rotationskolbenmaschine, z. B. a!s Verdichter, ist eine Gemischschmierung nicht möglich.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei einer Rotationskolbenmaschine der oben genannten Art eine gesonderte Dichtleistenschmierung in optimaler Abstimmung mil den Erfordernissen ohne zusätzliche Baueinheiten vorzusehen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Vereinigung folgender Merkmale:

a) die Schmiermittelzufiihrung erfolgt durch mit Rückschlagventilen versehenen Schmiermittelleitungen über im achsnahen Bereich der Nutflanken befindlichen Aussparungen,

b) das Führungsgetriebe besteht aus zwei jeweils innerhalb eines Führungsringes drehbaren Exzenterscheiben, die mittels Stangen in im Winkel zueinander angeordneten Gcradführungen laufen, die in Form von Förderkolben und Zylinder als Schmiermittelpumpen mit Zufluß- und Abflußleitungen ausgebildet sind.

Die im Merkmal a) genannten Aussparungen in der Dichtleistennut, über die Schmiermittel zugeführt werden kann, sind an sich aus der GB-P5 U 60 170 bekannt. Bei der dort beschriebenen Rotationskolbenmaschine wird Schmiermittel durch Bohrungen entweder im Nutgrund oder an den Nutflanken zugeführt. Eine Schmiermittelzufuhr in die Nut allein ist unbefriedigend, da in erster Linie die Kuppenfläche der Dichtleiste innerhalb ihres vom Schwenkwinkel abhängigen Berührungsbereiches mit dem vorbeigleitenden Kolben einen geschlossenen Schmierfilm haben soll, was aber bei einer allgemeinen Schmiermittelzufuhr in das Dichtleistenbett nicht gewährleistet ist. Vor allen Dingen ist aber eine optimale Abstimmung der Dichtleistenschmierung n'cht möglich.

Die im Merkmal b) enthaltene Verwendung des Führungsgetriebes einer Rotationskolbenmaschine als Schmiermittelpumpe ist an sich aus der US-PS 35 83 371 bekannt. Es handelt sich dort im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand um eine Rotationskolbenmaschine mit Schlupfeingriff, bei der die Dichtleisten am Kolben angeordnet sind. Das Führungsgetriebe besteht aus Zahnrädern, wobei die Zahnräder gleichzeitig die Förderung von Schmiermittel aus einem Sumpf zu den Lagerstellen des Kolbens auf der Exzenterwelle bzw. der Welle im Maschinengehäuse durchführen. Eine Schmierung der Dichtleisten ist nicht vorgesehen.

Durch die Erfindung ist eine genaue Dosierung des Schmiermittels möglich, da die Fördermenge durch entsprechende Einstellung der Pumpe regelbar ist. Auf der Dichtleistenkuppe bildet sich ein geschlossener Schmierfilm, der über die ganze Fläche reicht, die infolge der relativen Schwenkbewegungen zwischen Dichtleiste und Kolbenoberfläche in gleitender Berührung zwischen Dichtleiste und der Mantelinnenwandung ist. Somit wird eine gute Abdichtung an der Berührungsstelle erreicht und außerdem eine Abnutzung der Dichtleiste an ihrer Kuppenfläche wirksam vermieden.

Nach der Erfindung ist es möglich, die Schmiermitlelmenge nach den Erfordernissen optimal abzustimmen und z. B. an beiden Nutflanken unterschiedlich zu dosieren. Dabei wird vorteilhafterweise die Schmiermittelzufuhr an der auflaufenden Flanke der Dichtleiste größer bemessen als an der ablaufenden Flanke der Dichtleiste. Die Zufuhr des Schmiermittels kann gleichzeitig sowohl an der auflaufenden als auch an der ab-

laufenden Flanke der Dichtleiste erfolgen; vorteilhafterweise wird aber die Zufuhr abwechselnd an der einen und an der anderen Flanke der Dichtleiste erfolgen. Es ist auch möglich, sämtliche Dichtleisten gleichzeitig mit dem Schmiermittel zu versorgen oder aber den einzelnen Dichtleisten nacheinander die dosierte Schmiermittelmenge zuzuführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dei Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g-1 schemalisch eine zweikammerige Rotationskolbenmaschine mit der prinzipiellen Anordnung der Schmiereinrichtung und den Verlauf der Sclvnierleitun-

aen. 'S

Fig. 2a und 2b die Radialdichtleistenanordnung in

vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 eine Möglichkeit für die Ausbildung einer Schmiermittelpumpe und

F i g. 4 eine Abwandlung der Ausbildung gemäß κ> F i g. 3.

In Fig.! ist stark vereinfacht der Mantel 1 einer Rotationskolbenmaschine dargestellt. Der Kolben 2 ist von der Form einer Epitrochoide 1 :1 und dreht in der eingezeichneten Pfeilrichtung. Zum Kolben 2 bildet die Wandung des Mantels 1 die äußeren Hüllkurvenäste. Es handelt sich also um eine Maschine mit Kämmeingriff und zwei Einschnürungsstellen des Mantels, an denen die Dichtleisten 4 angeordnet sind. Die Rotationsbewegung des Kolbens wird hier durch ein Führungsgetriebe sichergestellt, das zwei Exzenterscheiben enthält. Die Teile des Führungsgetriebes sind gestrichelt eingezeichnet. Ein solches Exzentergetriebe ist an sich bekannt. Für die beiden Achsenrichtungen χ und y ist ]■_■ ein Führungsring 6x bzw. 6y mit einer drehbar darin angeordneten Exzenterscheibe vorgesehen. Beiden Scheiben ist ein Exzenter 5 gemeinsam zugeordnet, dessen Mitte mit der Kolbenmitte M 1 zusammenfällt. Der Exzenter 5 trägt drehfest verbunden den Kolben 2. Die beiden Führungsringe 6.v und 6y sind mit ihren darin gelagerten Exzenterscheiben in der Α-Richtung bzw. in der y-Richtung veischiebbar. Die Verschiebbarkeit und die dazu notwendigen Geradführungen sind in der Zeichnung nur für die v-Richtung angedeutet. Die Stangen an der Geradführung sind mit 7 bzw. 7' bezeichnet. Durch diese Getriebeanordnung wird der Kolben 2 in der eingezeichneten Pfeilrichtung in Drehung versetzt und außerdem wird die entgegengesetzte Drehbewegung der nicht eingezeichneten Exzenterwelle erzwungen.

Die Geradführungen 8 und 8' des Führutigsgetnebes sind als Zylinder einer Schmiermittelpumpe ausgebildet. In der Zeichnung sind die einander entsprechenden Teile der linken und rechten Geradführung bzw. Pumpe mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch durch einen Strich unterschieden. Das Führungsgetriebe in Form der Schniiermittelpumpen 7, 7', 8, 8' ist seitlich außerhalb eines der Seitenteile angeordnet und behindert die Kolbenbewegung in keiner Weise. Für jede der Schmiermittelpumpen ist eine Zuströmleitung 9 bzw. 9' vorgesehen. Die Zuströmrichtung des Schmiermittels ist durch einen Pfeil gekennzeichnet. Von den Schmiermittelpumpen führen Abflußleitungen 10 bzw. 10' über Rückschlagventile U zu den Verteilerleitungen für das Schmiermittel. Im gezeigten Ausführungsbeispiel fördert die Schmiermittelpumpe 7, 8 das Schmiermittel über die Abflußleitung 10 zu den beiden Verteilerleitungen 12a und 126. welche jeweils über ein Rückschlagventil 11 die auflaufende Seite der DTchtleisten 4 mit Schmiermittel versorgen. In entsprechender Weise versorgt die Schmiermittelpumpe 7', 8' über die Verteilerleitung 12a' und 126' ebenfalls über Rückschlagventile 11 die ablaufenden Seiten der Dichtleisten 4. Die Rückschlagventile 11 sind jeweils kurz vor den Schmiernuten der Dichtleisten 4 angeordnet Die Schmiernuten selbst sind in der F i g. I im Dichtleistenbett nur angedeutet, in den F i g. 2a und 2b aber deutlicher dargestellt.

Die F i g. 2a und 2b zeigen in verschiedenen Ansichten die Anordnung der Schmiernuten im Dichtleistenbett. Die Dichtleiste 4 ist in ihrem Dichtleistenbett im Mantel 1 geführt. An den beiden Seitenflanken des Dichtleistenbettes sind die Schmiernuten als Aussparungen 41 bzw. 42 angeordnet. Sie erstrecken sich über die gesamte Länge der Dichtleiste 4 und sind durch das Seitenteil Γ nach außen herausgeführt. Unmittelbar vor der Schmiernute 42 ist noch ein Rückschlagventil 11 angeordnet. Die Schmierung der Dichtleiste 4 erfolgt von den Schmiernuten 41 bzw. 42 aus durch den Spalt 4a für die auflaufende Seite bzw. durch den Spalt 4b für die ablaufende Seite. In jeder Endlage der Geradführung (z. B. Geradführung 7 F i g. 1) wird die auflaufende Seite der Dichtleisten 4 mit Schmiermittel versorgt. In der anderen Endlage der Geradführung wird die ablaufende Seite der Dichtleisten geschmiert. Die Schmierung der auflaufenden und der ablaufenden Seile erfolgt also abwechselnd. Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Seiten gleichzeitig zu schmieren.

Sollte die Schmierung der einzelnen Dichtleisten nacheinander erforderlich sein, so könnte z. B. die Versorgung der einen Dichtleiste durch die hier dargestellte, dem Führungsring 6-v zugeordnete Pumpe 7, 8 durchgeführt werden, während die andere Dichtleiste von einer entsprechend aufgebauten und dem Führungsring 6y zugeordneten Schmiermittelpumpe versorgt werden könnte. Gesonderte Steuereinrichtungen für die Schniiermittelpumpen werden somit auf einfache Weise vermieden.

In der F i g. 3 sind die beiden Endteile des Führungsgetriebes mit den Geradführungen 8 bzw. 8' dargestellt. Die Förderkolben sind wieder mit 7 bzw. 7' bezeichnet. Der Förderkolben 7 ist hier in einer Endstellung gezeigt, und zwar entspricht diese Endstellung für die Schmiermittelpumpe 7, 8 der UT-Lage. Gestrichelt ist die andere Endstellung, nämlich die OT-Lagc. eingezeichnet. Der gesamte Hub H zwischen UT- und OT-Lage entspricht der vierfachen Exzentrizität der Rotationskolbenmaschine, d. h. dem vierfachen Abstand der beiden Mittelpunkte Ml und A/2. Für die Förderung des Schmiermittels wird nicht unbedingt der gesamte Hub H benötigt, sondern für die Dosierung genügt auch z. B. der Teil h 1. Die Dosierung ergibt sich durch die Anordnung der Zuströmleitung 9 in unterschiedlicher Entfernung von der OT-Lage des Förderkolbens 7. Das Schmiermittel wird durch die Abflußleitung 10 in Pfeilrichtung weiter gefördert. Unterschiedliche Lagen der Zuströmleitungen 9 für einen Förderhub h 1 bzw. 9' Tür einen Förderhub h 2 sind in F i g. 3 dargestellt. Eine andere Möglichkeit für die Dosierung der Schmiermittelmenge besteht darin, daß unterschiedliche Querschnitte für die Geradführungen 8,8' gewählt werden.

In der F i g. 4 ist eine andere Möglichkeit für die Dosierung des Schmiermittels in Längs- und Querschnitt gezeigt. Das Schmiermittel wird von einer Zuströmleitung 9 an beliebiger Stelle zugeführt und durch eine Ringnut 9a auf den Umfang des Zylinders verteilt. Von

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der Ringnut 9a ausgehend erstrecken sich begrenzte Längsnuten 8a in Richtung zum Ende der Geradführung 8. Diese Längsnuten 8.7 enden in einem Abstand h 1 vom Zylinderende bzw. von der OT-Lage. Die Länge dieser Längsnuten bestimmt den Förderhub und damit die Schmiermittelmenge.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schmiereinrichtung für Dichtleisten einer parallel- und innenachsigen Rotationskolbenmaschine in 2 :1-Trochoidenbauart mit Kämmeingriff zwischen einem epitrochoidalen Kolben und einem der zugeordneten Hüllkurve nachgebildeten, von Seitenteilen begrenzten Mantel, in dessen achsnahen Zonen Dichtleisten in Nuten eingelasser, sind, mit einem Führungsgetriebe, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Schmiermittelzuführung erfolgt durch mit Rückschlagventilen (11) versehenen Schmiermittelleitungen (12a, 126; :2a', 126') über im achsnahen Bereich der Nutflanken befindlichen Aussparungen (41,42).

b) Das Führungsgetriebe besteht aus zwei jeweils innerhalb eines Führungsringes (6*, 6y) drehbaren Exzenterscheiben, die mittels Stangen (7, ίο T) in im Winkel zueinander angeordneten Geradführungen (8, 8') laufen, die in Form von Förderkolben (7, 7') und Zylinder (8, 8') als Schmiermittelpumpen mit Zufluß- und Abflußleitungen (9,9' bzw. 10,10') ausgebildet sind.

2. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmiermittelpumpe jeweils mit der Aussparung einer Flanke einer Nut in Verbindung steht.

3. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Zylinder (8 in Fi g. 4) in Verbindung mit der entsprechenden Zuflußleitung (9) stehende, begrenzte Längsnuten (8a) vorgesehen sind.

4. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (11) in den SchmiermitteHeitungen jeweils kurz vor den in den Flanken der Nuten befindlichen Aussparungen (41,42) angeordnet sind.

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