DE2255569C3 - Kreiskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantel und einem auf einer Exzenterwelle gelagerten Kolben, in dessen beiden Stirnwänden als Innendichtung jeweils ein Gleitring eingelassen ist und in dessen einer Stirnwand eine zur Kolbenachse konzentrische, mit der Exzenterwelle umlaufende Scheibe angeordnet ist, deren abgestufte Umfangswandung Umfangsnuten aufweist, in welche ein mit der Kolbenstirnwand bzw. mit dem Seitenteil jeweils dichtend zusammenwirkender äußerer bzw. innerer Dichtring eingesetzt ist, die beide einen Druckgas aufnehmenden Ringraum begrenzen, an den ein Druckbegrenzungsriiittel angeschlossen ist.

Es ist eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine dieser Art bekannt (DT-AS 12 99 645), bei der die Duirchblasgase in den Ringraum iwischen der mit dem Exzenter verbundenen Scheibe und dem benachbarten Seitenteil eindringen und dort einen Druck aufbauen, der bei normalem Betrieb den Dichtring, der den Kolbeuinnenraum abdichtet, in seine Dichlstellung drückt. Da der Druck dieser Durchblasgase erheblich abnimmt, wenn mit dem Motor eine Bremsung vorgenommen wird, also beim Schiebebetrieb, erfolgt keine ausreichende Anlage · des Dichtrings, so daß der Durchtritt von öl aus dem Kolbeninnenraurn unvermeidlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei der ein Leckverlust an Kühlöl an dem Dichtring zwischen dem Kolben und der Scheibe vorbei in die Arbeitskammern auch beim Bremsbetrieb der Maschine wirksam verhindert wird.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem der Scheibe benachbarten Seitenteil eine an eine betriebsfremde Druckluftquelle angeschlossene Luftzuführleitung ausgebildet ist, die mit dem Ringraum in Verbindung steht und kontinuierlich Druckluft zuführt. Da erfindungsgemäß die Druckluftzufuhr während der gesamten Betriebszeit der Maschine erfolgt, wird der Überdruck in dem Ringraum ständig in einer vorgegebenen Höhe gehalten, wodurch die Dichtfunktion des Dichtrings der Scheibe auch dann sichergestellt ist, wenn der Druck der durchblasc nden Gase beim Bremsbetrieb der Maschine verringert wird.

Zur Erzielung eines Druckausgleichs auf beiden Seiten des Kolbens sind vorteilhaft die zwischen den kolbenstirnwänden und den jeweils benachbarten Seitenteilen befindlichen Ringräume durch einen die Scheibe und den Exzenter durchsetzenden Kanal miteinander verbunden.

Zur Vereinfachung der Konstanthaltung des Drucks der Druckluftzufuhr ist vorteilhaft ein Überdruckventil in einer von der Luftzuführleitung ausgehenden Zweigleitung vorgesehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

Die Kreiskolben-Brennkraftmaschine besteht aus einem Gehäuse 10, das sich aus axial im Abstand angeordneten Seitenteilen 12 und 14 mit im wesentlichen ebenen Innenflächen und einem Gehäusemantel 16 zusammensetzt, der sich zwischen den Seitenteilen befindet und diese miteinander verbindet, wodurch zwischen denselben eine Kammer 18 gebildet ist. Die Innenfläche des Gehäusemantels 16 hat vorzugsweise ein trochoidenförmiges Profil.

Ein mehreckiger Kolben 20 ist in der Kammer 18 des Gehäuses 10 drehbar angeordnet. Der Kolben 20 weist einen Hohlraum 22 auf, der zum Seitenteil 12 des Gehäuses 10 hin über eine öffnung 24 offen ist. Der Kolben 20 hat ferner axial im Abstand angeordnete Stirnwände 26 und 28. die den Seitenteilen 12 und 14 benachbart sind. Außerdem weist der Kolben 20 eine Vielzahl von am Umfang angeordneten Dichtleisten 50 auf, von denen nur eine in der Zeichnung dargestellt ist. Die Dichtesten stehen in abdichtender Berührung mit der inneren Oberfläche des Gehäusemantels 16, um eine Vielzahl von Arbeitsklammern (nicht dargestellt) zwischen dem Kolben 20 und dem Gehäuse 10 zu bilden. Die geometrische Achse des Kolbens 20 ist versetzt und parallel zu der Achse 30 des Gehäuses 10 angeordnet.

Bei der dargestellten Maschine ist der Kolben 20 in einer Lagerbüchse 32 auf einem Exzenter 34 einer Exzenterwelle 36 gelagert, die koaxial mit der geometrischen Achse 30 der Kammer 18 des Gehäuses 10 ist und die in einer Lagerbuchse 39 gelagert ist. Eine Längsbohrung 38 erstreckt sich axial durch die Exzenterwelle 36 und ist mit einem Ausgangspunkt für öl zum Kühlen des Kolbens (nicht dargestellt) mittels herkömmlicher Einrichtungen verbunden. In der Exzenterwelle 36 sind radiale Bohrungen 40 und 42 ausgebildet, die mit der Längsbohrung 38 in Verbindung stehen, um das Kühl- oder Schmieröl zu den Lagerbüchsen 32 bzw. 39 zu bringen. In der Exzenterwelle 36 ist zusätzlich eine radiale Bohrung 44 angebracht, die mit dem Hohlraum 22 des Kolbens 20 in Verbindung steht, um diesem Kühlöl zuzuleiten.

Um die relative Bewegung des Kolbens zu ermöglichen, ist ein Hohlrad 46 — wie dargestellt — an dem

Kolben 20 koaxial mit der Achse desselben mittels eines Haltebolzens befestigt Das Hohlrad steht mit einem außen verzahnten Ritzel 48 in Eingriff, das an der Lagerbuchse 39 ausgebildet ist Das außen verzahnte Ritzel 48 sitzt koaxial zur Exzenterwelle 36.

Jede der Stirnwände 26 und 28 weist eine Vielzahl von Nuten 52 auf, die nahe dem Umfang des Kolbens 20 ausgebildet sind und von einer Ecke des Kolbens 20 zur benachbarten Ecke verlaufen, wobei ein Dichtstreifen 54 in jede Nut 52 eingesetzt ist Jede Stirnwand 26 und 28 des Kolbens hat außerdem eine Ringnut 56, in der ein Gleitring 58 angeordnet ist um zu verhindern, daß das Kühlöl oder Schmieröl in die Arbeitskammern der Maschine eintritt Mit der Ziffer 60 ist eine ringförmige Scheibe bezeichnet die dem Seitenteil 12 des Gehäuses 10 benachbart angeordnet ist und die mit dem Exzenter 34 fest verbunden ist und mit diesem umläuft Die Scheibe 60 liegt koaxial zur Achse des Exzenters 34 und hat einen zylindrischen Ansatz 62, an dessen Umfang eine ringförmige Nut 64 zur Aufnahme eines inneren Dichtringes 66 ausgebildet ist der die innere Umfangswand einer in dem Seitenteil 12 des Gehäuses 10 ausgebildeten Ausnehmung 12a dichtend abschließt um einen Leckverlust an Kühl- oder Schmieröl zur Stirnwand hin an der Ausnehmung 12a vorbei zu verhindern. Die Scheibe 60 hat außerdem einen radial gerichteten Wandabschnitt 68, der der ebenen Innenfläche des Seitenteils 12 des Gehäuses 10 benachbart ist. Ein Ringraum 70 ist zwischen dem Gleitring 58 und dem inneren Dichtring 66 ausgebildet und wirkt in der nachfolgend beschriebenen Weise.

Der Wandabschnitt 68 der Scheibe 60 ist an seinem Aitßenumfang mit einer Ringnut 72 versehen, in der sich ein Dichtring 74 befindet. Der Dichtring 74 steht in abdichtender Berührung mit dem Innenumfang der öffnung 24 in der Stirnwand des Kolbens 20. Um ein enges Anschmiegen zwischen dem Innenschenkel der Ringnut 72 und dem Dichtring 74 sicherzustellen, werden durchblasende Gase unter Druck von der Maschine in den Ringraum 70, der sich zwischen dem Seitenteil 12 und dem Wandabschnitt 68 befindet, über in der Scheibe 60 und in dem Exzenter 34 ausgebildete Kanäle 76 und 78 eingeführt. Mit dieser Anordnung wird der Druck der von der Maschine zugeführten durchblasenden Gase im Verlauf der Bremswirkung der Maschine vermindert, so daß der Dichtring 74 in unzureichendem Abdichtkontakt mit dem Innenschenkel der Ringnut 72 gehalten wird, was zu einem Leckverlust an Kühl- oder Schmieröl aus dem Hohlraum 22 des Kolbens 20 führt. In diesem Fall dient der Gleitring 58 zusätzlich zum Verhindern des Abfiießens des Kühl- oder Schmieröls aas dem Hohlraum 22 des Kolbens und zum Verhindern des Eindringens desselben in die Arbeitskammern der Maschine. Die Arbeitskammern der Maschine können demzufolge nicht wirkungsvoll von dem aus dem Hohlraum 22 abfließenden Kühl- oder Schmieröl abgedichtet werden.

Die Erfindung beabsichtigt die ununterbrochene Zufuhr von Luft bei konstantem Druck in den Ringraum 70 zwischen der ebenen Innenfläche des Seitenteils 12 und dem benachbarten Wandabschnitt 68 der Scheibe 60, um den äußeren Dichtring 74 in axialer Richtung gegen den Innenschenkel der Ringnut 72 der Scheibe 60 zu drücken. Hierzu ist eine unter Druck stehende Druckluftquelle 80 vorgesehen, die über einen Durchflußregler 82 mit einer in dem Seitenteil 12 ausgebildeten Einlaßöffnung 84 verbunden ist Das Seitenteil 12 ist

ίο mit einer Luftzuführleitung 86 versehen, deren eines Ende mit der Einlaßöffnung 84 und deren anderes Ende mit einer in dem Seitenteil 12 ausgebildeten Auslaßöffnung 88 in Verbindung steht Die Auslaßöffnung 88 mündet in den Ringraum 70 zwischen dem Seitenteil 12 und dem benachbarten Wandabschnitt 68 der Scheibe 60, um dem Ringraum unter Druck stehende Luft zuzuführen. Um die Höhe des Druckes der Luft unabhängig von den sich verändernden Betriebsbedingungen der Maschine auf einem gleichbleibenden Niveau zu halten, ist in einer Zweigleitung 92, die von der Luftzuführleitung 86 abzweigt, ein Überdruckventil 90 angeordnet Dieses Überdruckventil kann eine Kugel 94 und eine Druckfeder 96 umfassen, mittels der die Kugel 94 in eine Stellung zum Verschließen der Zweigleitung S2 gebracht wird. Das Durchflußregelventil 82 kann entsprechend dem Vakuum in der Gemischeintrittsöffnung (nicht dargestellt) der Maschine während deren abbremsenden Arbeitsweise so eingerichtet sein, daß der Durchfluß der durch das Ventil hindurchströmenden unter Druck stehenden Luft in Abhängigkeit von den Veränderungen des Vakuums in der Gemischteintrittsöffnung gesteuert wird.

Während des Betriebes der Maschine wird die Kühlung des Kolbens 20 durch Zuführen von öl als Kühlmittel in den Hohlraum 22 des Kolbens 20 von der Ausgangsstelle des Kühlöls (nicht dargestellt) durch die in der Exzenterwelle 36 ausgebildete Längsbohrung 38 und die radiale Bohrung 44 bewirkt. Abhängig von der Umlaufgeschwindigkeit des Kolbens 20 wird das dem Hohlraum 22 des Kolbens 20 zugeführte Kühlöl durch die Zentrifugalkraft beeinflußt und neigt dazu, durch die öffnung 24 aus dem Hohlraum 22 des Kolbens 20 herauszufließen. Wenn in diesem Fall der Druck der von der Maschine zugeführten durchblasenen Gase nachläßt wird der Dichtring 74 durch den Druck des Kühlöls im Hohlraum 22 nicht in abdichtender Berührung mit dem Innenschenkel der Ringnut 72 der Scheibe 60 gehalten. Hierdurch wird während des Betriebes ein Leckverlust an Kühlöl an dem Dichtring 74 vorbei verursacht. Da gemäß der Erfindung unter Druck stehende Luft in den Ringraum 70 ununterbrochen eingeführt wird, wird die Dichtwirkung zwischen dem Dichtring 74 und dem Innenschenkel der Ringnut 72 zu jeder Zeit unabhängig von Veränderungen der Betriebsbedingungen der Maschine zufriedenstellend aufrechterhalten. Auf diese Weise wird der Leckverlust von Kühlöl an dem Dichtring 74 vorbei aus der öffnung 24 des Kolbens 20 völlig vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantel und einem auf einer Exzenterwelle gelagerten Kolben, in dessen beiden Stirnwanden als innendichtung jeweils ein Gleitring eingelassen ist und in dessen einer Stirnwand eine zur Kolbenachse konzentrische, mit der Exzenterwelle umlaufende >° Scheibe angeordnet ist, deren abgestufte Umfangswandung Umifangsnuten aufweist, in welche ein mit der Kclbjehstiimwand bzw. mit dem Seitenteil jeweils dichtend zusammenwirkender äußerer bzw. innerer Dichtring eingesetzt ist, die beide einen Druckgas aufnehmenden Ringraum begrenzen, an den ein Druckbegrenzungsmittel angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der Scheibe (60) benachbarten Seitenteil (12) eine an eine betriebsfremde Druckluftquelle (80) angeschlossene Luftzuführleitung (86) ausgebildet ist, die mit dem Ringraum (70) in Verbindung steht und kontinuierlich Druckluft zuführt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Kolbenstirnwänden (26, 28) und den jeweils benachbarten Seitenteilen (12, 14) befindlichen Ringräume (70) durch einen die Scheibe (60) und den Exzenter (34) durchsetzenden Kanal (76, 78) miteinander verbunden sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckbegrenzungsmittel ein Überdruckventil (90) in einer von der Luftzuführleiiiung (86) ausgehenden Zweigleitung (92) vorgesehen ist.