DE2426738A1

DE2426738A1 - Vorrichtung zur verhinderung von schmieroelaustritt an einem kreiskolben-verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2426738A1
Application number: DE19742426738
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Toyota Kawamura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1974-06-01
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE2426738B2; GB1421882A; US3915599A; JPS5013804U; JPS5221365Y2

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. ALEX STENGER

D-400Q DÜSSELDORF 1 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Malkastenstraße 2 DIPL.-ING. HEINZ J. RING

Unser Zeichen: 1*5 281 Datum: jU.Mai 1974

Toyota Jldosha Kogyo Kabushiki Kaisha,

1, Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi-<ken, Japan

Vorrichtung zur Verhinderung von Schmierölaustritt an einem Kreiskolben-Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung von Schmierölaustritt an einem Kreiskolben-Verbrennungsmotor,der ein Motorgehäuse mit einer Umfangswandung und Seitenwänden, einen exzentrischen Rotor zwischen diesen Seitenwänden zur Schaffung einer volumenveränderlichen Verbrennungskammer, und eine von dem Rotor angetriebene Welle besitzt.

Die bekannten öldichtungen für Kreiskolben-Verbrennungsmotoren arbeiten nach dem Abstreiferprinzip. Ihr Nachteil besteht darin, daß sie sich schlecht den Unregelmäßigkeiten der Oberflächen der seitlichen Wandungen des Rotorgehäuses, insbesondere bei einer Schräglage des Rotors anpassen. Weiterhin haben sich in der Vergangenheit Schwierigkeiten dadurch ergeben, daß durch Wärmeeinwirkung auf die eingesetzten 0-Ringe sowie frühzeitigen Verschleiß der Lippe der öldichtung bedingt,die Dichtwirkung und Haltbarkeit vermindert wurden. Auch hat es sich als unmöglich erwiesen,öldichtungen in einer Kolbenringausführung,bei denen Gasdruck aus der Verbrennungskammer ausgenutzt wird, für einen Kreiskolbenmotor mit einem Einlaßkanal in der Seitenwand des Rotorgehäuses ■ zu verwenden, wobei die bekannten Kolbenringdichtungen weiterhin hinsichtlich des Zusammenbaues der Kreiskolbenmaschine zu Schwierigkeiten geführt haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung zur

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Verhinderung von Schmierölaustritt an einem Kreiskolben-Verbrennungsmotor zu schaffen,die eine hohe Lebensdauer besitzt und eine zuverlässige Abdichtung des Motors gegen Schmierölaustritt selbst in den Fällen sicherSbellt, in denen ein Einlaßkanal in der Seitenwand des Rotorgehäuses ausgebildet ist.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine im Rotor ausgebildete erste ölkammer zur Aufnahme einer Reserve-Schmierölmenge zwecks Kühlung der Rotorwelle, eine an einer der Seitenwände des Rotorgehäuses ausgebildete zweite ölkammer zur Aufnahme des. aus der ersten Kammer austretenden Schmieröls, Bohrungen in den Seitenwänden des Rotors für den Durchtritt der drehbaren Welle, wobei jede Bohrung sich in Richtung auf die Verbrennungskammer konisch erweitert, eine öffnung in einer der Seitenwände des Rotorgehäuses zum Hindurchleiten des aus der ersten in die zweite ölkammer übertretenden Schmieröls,die konisch, sich in Richtung auf die Verbrennungskammer erweiternd ausgebildet ist, und durch Dichtringe,die jeweils zwischen der Welle und den Bohrungen bzw. der öffnung angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung zur Verhinderung von Schmierölaustritten können die Dichtringe in einem ständigen Kontakt mit den konischen Flächen der öffnungen in der Schmierölkammer sowie mit den umlaufenden Nuten am Umfang der in den öffnungen befindlichen kreisrunden Abschnitte gehalten werden, so daß eine zuverlässige Abdichtung gegen Schmieröle-Übertritte über diese öffnungen sichergestellt ist. Da außerdem die Dichtringe zur Abdichtung der Reserveölkammer im Rotor gegenüber der Verbrennungskammer außer Kontakt mit den Seitenwänden gehalten sind, ist die Dichtwirkung selbst.dann hervorragend,wenn die Reibung an den Seitenwänden beträchtlich oder der Rotor verkippt bzw.schräggestellt ist. Außerdem findet selbst beim Abstellen des Motors kein Schmierölaustritt statt. Weiterhin besteht bei einem Kreiskolben-Verbrennungsmotor mit der erfindungsgemäßen Vorrich-r

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tung zur Verhinderung von Schmierölaustritten die Möglichkeit, einen Einlaßkanal an irgend einer beliebigen Stelle der Seitenwand vorzusehen, das heißt an einer Stelle, die für eine Erhöhung des Motorwirkungsgrades auf den höchstmöglichen Wert und für eine Verringerung der Auspuffimmission auf ein Minimum geeignet ist. Außerdem ist bei den erfindungsgemäßen Dichtringen gegenüber den konventionellen O-Ringen keinerlei Einbuße an Dichtwirkung zu verzeichnen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Schnittes durch einen Teil eines Kreiskolben-Verbrennungsmotors mit einer Vorrichtung zur Verhinderung von Schmierölaustritt dargestellt.

Der Kreiskolben-Verbrennungsmotor besitzt ein Rotorgehäuse l,das aus einer nicht dargestellten Umfangswandung sowie Seitenwänden 3 und 4 besteht.' In diesem Rotorgehäuse 1 ist ein exzentrischer Rotor 2 gelagert. Eine weitere Seitenwand 4' befindet sich an der Außenseite der Seitenwand 4 im Abstand von dieser und bildet eine kleine ölkammer 5. Die Umfangswandung und die Seitenwände 3 und bilden eine Arbeitskammer,in welcher sich der exzentrische Rotor 2 dreht. Durch die Wandungen 3 und 4,die Umfangswandung des Rotorgehäuses 1 und den Rotor 2 wird eine Verbrennungskammer A gebildet. Der Rotor 2 umfaßt eine Reserveölkammer 6,die einen Schmierölvorrat zur Kühlung des Rotors 2 enthält.

In der Reserveölkammer 6 ist ein koaxial mit dem Rotor 2 ausgebildeter zylindrischer Körper 7 angeordnet, der über Streben 7*» die auf der Innenseite der Umfangswandung 2' des Rotors 2 ausgebildet sind,am Rotor 2 befestigt ist. Der zylindrische.Körper 7 ist mit einem inneren Zahnrad 8 an der der Seitenwand 4 nächstgelegenen Seite des zylindrischen Körpers 7 ausgestattet. Die Seitenwände des Rotors 2 sind mit entgegengesetzt zueinander konisch ausgebildeten Bohrungen 9 und Io versehen,durch welche die an anderer Stelle noch zu beschreibenden Wellen drehbar verlaufen.

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Ein Exzenterwellenabschnitt 12 mit Wellenabschnitten 11 und 11' ist in den zylindrischen Körper 7 eingesetzt. Die Seitenwände 3 und 4 sind mit öffnungen 13 und 14 versehen,die mit den Bohrungen 9 und Io des Rotors fluchten. Die öffnung 14 ist entgegengesetzt zur Bohrung Io konisch, das heißt nach innen erweitert,ausgebildet. Auch in der Seitenwand 4^! befindet sich eine Bohrung 15 zur Lagerung des Schaftes eines feststehenden Zahnrades 17«Dieses Zahnrad 17 besitzt eine zentrische Durchgangsbohrung,in der eine Lagerschale 16 angeordnet ist. Dieses feststehende Zahnrad 17 steht mit dem inneren Zahnrad 8 in Eingriff. Der Wellenabschnitt 11' ist einteilig mit dem Exzenterwellenabschnitt 12 an der Seite des inneren Zahnrades 8 ausgebildet und in der Durchgangsöffnung des Zahnrades 17 mittels der Lagerschale 16 drehbar gelagert. Der andere Wellenabschnitt 11,der ebenfalls einstückig mit dem Exzenterwellenabschnitt 12 ausgebildet ist,verläuft durch die öffnung 13 in der Seitenwand 3 und ist in einem nicht dargestellten Lager gelagert.

Wenn der Rotor 2 eine exzentrische Drehbewegung vollführt,wird der Exzenterwellenabschnitt 12 vom zylindrischen Körper 7 drehend mitgenommen,wobei das innere Zahnrad 8 auf dem feststehenden Zahnrad 17 abrollt, so daß die Wellenabschnitte 11 und 11' gedreht werden. Der Exzenterwellenabschnitt 12 ist an der Seite des inneren Zahnrades 8 einstückig mit einem ölspritzring 2o versehen. Dieser ölspritzring 2o besitzt einen kreisrunden Abschnitt 18, welcher der Bohrung Io in der Seitenwand des Rotors 2 zugewandt ist. Weiterhin besitzt der ölspritzring 2o einen der öffnung 14 in der Seitenwand 4 zugewandten kreisrunden Abschnitt 19 sowie eine Bohrung, in die sich das feststehende Zahnrad 17 hineinerstreckt. Im Umfang des kreisrunden Abschnittes 18 des ölspritzrInges 2o ist eine umlaufende Nut 21 ausgebildet, in welcher ein Dichtring 22 zur Abdichtung zwischen dem äußeren Umfang des kreisrunden Abschnittes 18 und der konischen Fläche der Bohrung Io angeordnet ist.Der kreisrunde Abschnitt 19 ist ebenfalls auf seinem Umfang mit einer umlaufenden Nut 23 versehen, in welcher ein Dicht-

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ring 24 die Abdichtung zwischen dem äußeren Umfang des kreisrunden, Abschnittes 19 und der konischen Fläche der Bohrung 14 sicherstellt.

Der der Seitenwand 3 benachbarte Abschnitt des Exzenterwellenabschnittes 12 ist weiterhin mit einem kreisrunden Plansch 25 grösseren Durchmessers gegenüber der Bohrung 9 des Rotors 2 ausgestattet, der ebenfalls eine umlaufende Nut 26 besitzt, in welcher ein Dichtring 27 zwecks Abdichtung zwischen dem Außenumfang des kreisrunden Flansches 25 und der kenischen Fläche der Bohrung 9 gelagert ist. Die Dichtringe 22, 24 und 27 sind biegsam und mit einem beträchtlichen Federungsvermögen ausgestattet.

Während des Betriebes dreht sich der Rotor 2 exzentrisch im Inneren der Verbrennungskammer A, um den Ansaug-, Verdichtungs-, Explosions- und Ausströmtakt durchzuführen,wobei sich die Wellen-» abschnitte 11 und 11' entsprechend drehen. Zur Verhinderung von Schmierölaustritten drehen die auf dem ölspritzring 2o angeordneten Dichtringe 22 und 24 sowie der Dichtring 27 auf dem Exzenterwellenabschnitt 12 im Takt mit dem Exzenterwellenabschnitt 12, · wobei die Umfangskanten dieser Dichtungen im Reibungskontakt mit den korrespondierenden konischen Flächen der Bohrungen 9 und Io sowie der Öffnung 14 stehen. Hierbei werden die Dichtringe 22 und 27 gegen die entsprechenden konischen Flächen gedrückt,wobei die Anpreßkraft infolge der starken radialen Komponente der Federungskraft der Diohtringe selbst sowie der starken axialen Komponente der Federungskraft sehr hoch 1st. Gleichzeitig wird eine kräftige Anlage der Dichtringe 22 und 27 an den Nuten 21 und 26 bewirkt.

Auf diese Weise wird ein Übertritt des Schmieröls aus der Reserveölkammer 6 des Rotors 2 in die Verbrennungskammer A über die Bohrungen 9 und Io verhindert. Das in der Reserveölkammer 6 befindliche Schmieröl gelangt jedoch durch einen Spalt 3p zwischen dem ölspritzring 2o und dem feststehenden Zahnrad 17 in die zwischen

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den Seitenwänden 4 und 4' ausgebildete ölkammer 5,wobei der Dichtring 24 unter Abdichtung der öffnung 14 in der Seitenwand 4 in der gleichen Weise wirkt wie die Dichtringe 22 und 27,so daß ein Übertritt von Schmieröl aus der ölkammer 5 über die öffnung 14 in die Verbrennungskammer A verhindert wird.

Durch die Verwendung der voranstehend beschriebenen Vorrichtung zur Verhinderung von Schmierölaustritten können die Dichtringe in einem ständigen Kontakt mit den konischen Elächen der öffnungen in der Schmierölkammer sowie mt den umlaufenden Nuten am Umfang der in den öffnungen befindlichen kreisrunden Abschnitte gehalten werden, so daß eine zuverlässige Abdichtung gegen 'Schmierölübertritte über diese öffnungen sichergestellt ist. Da außerdem die Dichtringe zur Abdichtung der Reserveölkammer im Rotor gegenüber der Verbrennungskammer außer Kontakt mit den Seitenwänden gehalten sind, ist die Dichtwirkung selbst dann hervorragend,wenn die Reibung an den Seitenwänden beträchtlich oder der Rotor wrkantet ist.Außerdem findet selbst beim Abstellen des Motors kein Schmierölaustritt statt. Bei einem Kreiskolben-Verbrennungsmotor mit der voranstehend beschriebenen Vorrichtung zur Verhinderung von Schmierölaustritten besteht die Möglichkeit, einen Einlaßkanal an irgend einer beliebigen Stelle der Seitenwand vorzusehen,das heißt an einer Stelle, die für eine Erhöhung des Motorwirkungsgrades auf den höchstmöglichen Wert und für eine Verringerung der AuspuffImmission auf ein Minimum geeignet ist. Außerdem ist bei den verwendeten Dichtringen gegenüber den konventionellen O-Ringen keinerlei Einbuße an Dichtwirkung zu verzeiohnen.

Auch wenn in der vorbeschriebenen Ausführungsform die Dichtringe auf den Wellenabsehnitten angeordnet sind, ist eine gleichermaßen wirkungsvolle Abdichtung auch bei einer Anordnung der Dichtringe auf dem Rotor erzielbar.

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Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Verhinderung von Schmierölaustritt an einem Kreiskolben-Verbrennungsmotor, der ein Motorgehäuse mit einer Umfangswandung und Seitenwänden, einen exzentrischen Rotor zwischen diesen Seitenwänden zur Schaffung einer volumenveränderlichen Verbrennungskammer und eine von dem Rotor angetriebene Welle besitzt,
gekennzeic h η et durch eine im Rotor (2) ausgebildete erste ölkammer (6) zur Aufnahme einer Reeerve-Schmierölmenge zwecks Kühlung der Rotorwelle, eine an einer der Seitenwände (3,4) des Rotorgehäuses (1) ausgebildete zweite ölkammer (5) zur Aufnahme des aus der ersten Kammer (6) austretenden Schmieröls, Bohrungen (9*lo) in den Seitenwänden des Rotors (2) für den Durchtritt der drehbaren Wellenabschnitte (11,11*), wobei jede Bohrung (9,lo) sich in Richtung auf die Verbrennungskammer (A) konisch erweitert, eine öffnung (14) in einer der Seitenwände (3,4) des Rotorgehäuses (1) zum Hindurchleiten des aus der ersten in die zweite ölkammer (5) übertretenden Schmieröls, die konisch sich in Richtung auf die Verbrennungskammer (A) erweiternd ausgebildet ist, und durch Dichtringe (22,24,27),die Jeweils zwischen dem Wellenabschnitt (11,11*) und den Bohrungen (9,lo) bzw. der öffnung (14) angeordnet sind.