DE2506372C2 - Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Ein besonderes Problem bei diesem für eine Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine typischen Aufbau ist die Kühlwasserversorgung der einzelnen zu kühlenden Gehäuseteile. Zu kühlen sind sowohl die Läuferkammern als auch die gemeinsame Zwischenwand. Das erfordert im allgemeinen eine sehr komplizierte interne

5 oder externe Kühlwasserleitungsführung, was die Herstellung, die Montage und die Wartung der Brennkraftmaschine erheblich erschwert

Es ist bereits aus der DE-AS 14 51 808 eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der das Kühlwasser über ein erstes Seitenteil der Maschine zugeleitet und von dort beiden Läuferkammern parallel zugeführt wird. Die Zuführung zu der dem ersten Seitenteil fernen Läuferkammer kann entweder intern über die dem ersten Seitenteil nahe erste Läuferkammer und die Zwischenwand erfolgen, was bedeutet, daß die erste Läuferkammer und die Zwischenwand gesonderte Umgehungskanäle aufweisen müssen. Dadurch werden diese beiden Bauteile baulich verhältnismäßig kompliziert; ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, daß bei einer derartigen Anordnung die erste und die zweite Läuferkammer unterschiedlich ausgebildet sein müssen, was der ständigen Forderung nach Vereinheitlichung von Bauteilen widerspricht und insgesamt zu einer Verteuerung der Brennkraftmaschine führt Eine andere Möglichkeit ist eine die erste Läuferkammer und die Zwischenwand umgehende äußere Kühlwasserleitung vom erster. Seitenteil zur zweiten Läuferkammer vorzusehen. Abgesehen davon, daß äußere Leitungen wenig ansprechend sind, erhöhen sie den Montageaufwand und erschweren z. B. den Anbau weiterer Aggregate an die Brennkraftmaschine.

Nachdem das Kühlwasser die Läuferkammern durchlaufen hat, wird es wiederum parallel auf die Zwischenwand und die beiden Seitenteile verteilt und in einem Sammelstrom dem ersten Seitenteil und dem mit diesem verbundenen Kühlwasserhauptauslaß wieder zugeführt Das kann wiederum über interne Kanäle oder äußere Leitungen erfolgen, was die bereits beschriebenen Probleme weiterhin vergrößert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kühlwasserfluß in einer Rotationskolbsnbrennkraftmaschine so zu schalten, daß bei Verwendung weitgehend identischer Kammermäntel und gegebenenfalls Zwischenwände sich einfache Verbindungen zwischen den Kühlwasser führenden Räumen der Kammermäntel und der Zwischenwand bzw. der Zwischenwände ergeben.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

co Das Kühlwasser wird über ein erstes Seitenteil der Brennkraftmaschine zugeleitet durchströmt dann nacheinander den Mantelkühlkanal der dem Seitenteil nahen Läuferkammer, den Zwischenwandkühlkanal und den Mantelkühlkanal der dem ersten Seitenteil fernen Läuferkammer; von dort wird das Kühlwasser über das zweite Seitenteil abgeleitet Wegen der erfindungsgemäßen Anordnung der verschiedenen Kühlwassereinlässe und Kühlwasseraüslässe muß das Kühlwasser an keiner Stelle um eines der Bauteile herum dem nächsten zugeführt werden, so daß komplizierte Überbrückungskanäle oder äußere Leitungen überflüssig sind. Die erfindungsgemäße Anordnung gibt dabei die Möglichkeit, die beiden Läuferkammern absolut gleich aufzubauen, da diese in gleichem Durchlaufsinn vom Kühlwasser durchströmt werden, wobei die Zuleitung zur ersten und die Ableitung von der zweiten Läuferkammer über die diesen jeweils nahen Seitenteile erfolgt und die Verbindung zwischen der ersten Läuferkammer und der zv/ei-

ten Läuferkammer über die Zwischenwand, die an den Aufbau der Läuferkammern leicht angepaßt werden kann, hergestellt wird.

Es ist zwar bereits eine Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine bekannt, bei der die Läuferkammern jeweils gleich ausgebildet sind (US-PS 32 86 700). Dabei wird jedoch das Kühlwasser sowohl den Läuferkamern als auch den Seitenteilen und der Zwischenwand aus einer Zuführleitung parallel zugeführt und über eine Abführleitung parallel abgeführt Die Zuführ- und Abführleitung sind jeweils an der Außenseite der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anschlüsse an die verschiedenen Maschinengehäuseteile müssen einzeln hergestellt werden. Außer dem bereits beschriebenen Nachteil, nach welchem außenliegsnde Leitungen die Anordnung zusätzlicher Aggregate an der Brennkraftmaschine erschweren, ergibt sich durch diese Lösung eine sehr aufwendige Montage bzw. Demontage infolge der großen Anzahl von einzelnen Anschlüssen.

Die Läuferkammern werden erfindungsgemäß so montiert, daß die Kühlwassereinlässe und die Kühlwasserauslässe der jeweiligen Mantelkühlkanäle miteinander fluchten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mantelkühlkanäle wenigstens teilweise durch die Seitenteile und die Zwischenwand begrenzt sind. Auf diese Weise lassen sich diese Mantelkühlkanäle nach außen offen ausbilden, was ihre Herstellung erheblich vereinfacht

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umspülen die Mantelkühlkanäle und der Zwischenwandkühlkanal jeweils auch an den Läuferkammern bzw. der Zwischenwand ausgebildete Auspuffkanäle und kühlen diese; diese Auspuffkanäle sind ebenfalls miteinander fluchtend angeordnet so daß sich eine widerstandsarme Abströmung der Auspuffgase ergibt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein°n Längsschnitt durch eine Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine mit zwei Läuferkammern und einer dazwischen angeordneten Zwischenwand;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Zwischenwand gemäß der Linie 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Läuierkammer gemäß der Linie 3-3 in F i g. 1.

In den Figuren ist eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine 11 dargestellt, die einen Gehäuseaufbau 13 mit einem ersten, untere"; und einem zweiten oberen Kammermantel 15 und 17 hat Die beiden Kammermänte! sind im Abstand parallel und miteinander gefluchtet angeordnet und weisen Wände auf, die eine erste untere bzw. eine zweite obere trochoidförmige Läuferkammer 19 und 21 bilden. Da die beiden Kammermäntel 15 und 17 praktisch gleich sind, ist in F i g. 3 lediglich der Kammermantel 15 gezeigt

Die beiden Kammermäntel 15 und Y! haben noch weitere Wände, die einen ersten unteren bzw. zweiten oberen Auspuffkanal 23 und 25 bilden, die senkrecht zur parallelen Erstreckung der beiden Kammermäntel 15 und 17 (d. i. parallel zur noch zu beschreibenden Kurbelwelle) laufen und von den Läuferkammern 19 und 21 beabstandet und miteinander ausgerichtet sind. Die beiden Kämmermäntel 13 und 17 haben noch weitere Wände, die einen ersten unteren und einen zweiten oberen Mantelkühlkanal 27, 29 bilden; die Mantelkühlkanäle laufen in Umfangsrichtung um die Läuferkammern 19 und 21 und vorzugsweise auch mindestens zum Teil um die Auspuffkanäle 23 und 25. Hierbei fließt das Kühlmittel in den Mantelkühlkanälen 27 und 29 im Uhrzeigersinn von den betreffenden Einlassen 31 zu den betreffenden Auslässen 33.

Ferner haben die beiden Kammermäntel 15 und 17 noch weitere Wände, die einen ersten unteren bzw. zweiten oberen Durchlaß (nicht dargestellt) bilden, der die erste bzw. zweite Läuferkammer 19 und 21 mit dem

ίο ersten bzw. zweiten Auspuffkanal 23 und 25 verbindet

Da die Kammermäntel 15 und 17 vorzugsweise Gußteile sind, weisen diese eine untere bzw. obere Bohrung 35 und 37 auf, die mit dem betreffenden, nicht gezeigten Durchlaß gefluchtet ist, um das Gießen zu erleichtern, und mit einem Deckel 39 bzw. 41 verschlossen ist

Der Gehäuseaufbau 13 umfaßt auch noch eine Zwischenwand 51, die zwischen dem ersten und zweiten Kammermantel 15 und 17 angeordnet ist und eine untere und obere Fläche 53 und 55 hat die an dem unteren bzw. oberen Kammermantel 15 und '7 anliegt Die beiden Flächen 53 und 55 weisen jeweils είπε Wand 57 (siehe Fig. 1) auf, die zusätzlich die erste bzw. zweite Läuferkammer 19 und 21 begrenzt, und eine Wand 59, die zusätzlich den ersten bzw. zweiten Mantelkühlkanal 27 und 29 begrenzt Ferner bildet die Zwischenwand 51 noch einen Auspuffkanal 61, der mit dem ersten und zweiten Auspuffkanal 23 und 25 im ersten bzw. zweiten Kammermantel 15 und 17 in Deckung und in Verbindung ist

Die Zwischenwand 51 bildet auch noch eine Kühlmittelleitung, die den Auslaß 33 des unteren Meintelkanals 27 mit dem Einlaß 31 des oberen Mantelkühlkanals 29 verbindet In der bevorzugten Konstruktionsausführung bildet diese Kühlmittelleitung einen ZwischenwandkühlkanaJ 71, der in Fig.2 dargestellt ist Er erstreckt sich im Inneren der Zwischenwand 51 und läuft auf einem Bogen in dem Bereich einwärts vom Umfang der Läuferkammern 19 und 21 und vorzugsweise wenigstens teilweise um den Auspuffkanal 61 für die Abgase.

Der Zwischenwandkühlkanal 71 hat einen Einlaß 73 und ein' n Auslaß 75, der auf einem Bogen von dem Einlaß 73 beabstandet ist. In dem Zwischenwandkühlkanal 71 strömt das Kühlmittel in Gegenrichtung zur Kühlmittelströmung in den Mantelkühlkanälen 27 und 29 der Läuferkammern 15 und 17. Im einzelnen ist der Einlaß 73 des Zwischenwandkühlkanals 71 auf dem Bogen gefluchtet mit den Auslässen 33 des oberen und unteren Mantelkühlkanals 27 und 29 und steht über eine öffnung 77 mit dem Auslaß 33 des unteren Mantelkühlkanals 27 in Verbindung. Außerdem ist der Auslaß 75 des Zwischenwandkühlkanals 71 annähernd auf dem Bogen gefluchtet und mit den Einlassen 31 des oberen und unteren Mantelkühlkanals 27 und 29 und steht über eine

' öffnung 79 mit dem Einlaß 31 des oberen Mantelkühlkanals 29 in Verbindung. Wie man sieht, sind also die Einlasse 31 des unteren und oberen Mantelkühlkanals 27 und 29 auf einem Bogen nahe dem Auslaß 75 des Zwischenwandkühlkanals 71 angeordnet und die Auslässe 33 des unteren und oberen Mantelkühlkanals 27 und 29 befinden sich auf einem Bogen nahe am Einlaß 73 des Zwischenwandkühlkanals 71 in der Zwischenwand 51.

Der Gehäuseaufbau 13 weist auch noch einlin oberen Seitenteil 81 auf, der an dem zweiten oberen Kammermantel 17 entfernt vun del· Zwischenwand 51 angebracht ist und teilweise die zweite obere Läuferkammer 21 und den zweiten oberen Mantelkühlkanal 2S begrenzt und das Oberende des AusDuffkanals 25 im nhe-

ren Kammermantel 17 verschließt. Der obere Seitenteil 61 enthält auch noch einen Kühlwasserhauptauslaß 83, der mit dem Auslaß 33 des oberen Mantelkühlkanals 29 in Verbindung steht. Der Kühlwasserhauptauslaß 83 kann derart angeordnet sein, daß er in einen der Auspuffkanäle 23,25 oder 61 mündet

Schließlich gehört zu dem Gehäuseaufbau 13 noch ein unterer Seitenteil 85, der an dem ersten unteren Kammermantel 15 entfernt von der Zwischenwand 51 angebracht ist und teilweise die erste untere Läuferkammer 19 und den ersten unteren Mantelkühlkanal 27 begrenzt Der untere Seitenteil 85 enthält auch einen Auspuffkanal 87, der mit dem Auspuffkanal 23 im ersten unteren Kammermantel 15 gefluchtet und in Verbindung ist und einen Auslaß hat, der in irgendeiner geeigneten Weise an ein Ablaufrohr anschließbar ist, das vom Gehäuseaufbau 13 wegführt Außerdem hat der untere Seitenteil 85 noch einen Kühlwasserhaupteinlaß 89, der mit dem Einlaß 31 des unteren Mantelkühlkanals 27 in Verbindung steht Der Kühiwasserhaupteinlaß 89 kann mit einer geeigneten Kühlmittelquelle verbunden sein.

Der obere und der untere Seitenteil 81 und 85 tragen ein oberes bzw. unteres Lager 91 und 93, die dazu dienen, eine Kurbelwelle 95 verdrehbar 7U lagern. Diese weist einen ersten unteren und eine zweiten oberen exzentrischen Teil auf, die in der ersten unteren bzw. zweiten oberen Läuferkammer 19 bw. 21 liegen und dort einen ersten unteren bzw. zweiten oberen Rotationskolben 97 bzw. 99 tragen; die Rotationskolben bilden bei ihrer Drehung in der ersten bzw. zweiten Lauferkammer 19 und 21 Brennkammern.

Auf der Kurbelwelle 95 sitzt ein Schwungrad 101. An dem Gehäuseaufbau 13 und an den Rotationskolben 97 und 99 sind untere und obere Zahnräder 103 und 105 vorgesehen, um eine relative Drehung zwischen den Rotationskolben 97 und 99 und dem Gehäuseaufbau 13 und zwischen den Rotationskolben 97 und 99 und der Kurbelwelle 95 hervorzurufen, wenn rn den umlaufenden Brennkammern eine Verbrennung stattfindet

Es sind geeignete Befestigungsmittel vorgesehen, um den oberen und unteren Seitenteil 81 und 85, den unteren und oberen Kammermantel 15 und 17 und die Zwischenwand 51 übereinanderliegend so zu verbinden, daß die Läuferkammern 19 und 21 miteinander gefluchtet sind und ebenso die Auspuffkanäle 23,25,61 und 87. In der dargestelksn Konstruktion bestehen diese Befestigungsmittel aus mehreren Bolzen 109, die durch die Teile 15,17,51, Sl und 85 gesteckt sind.

Im Betrieb wird Wasser durch den Kühlwasserhaupteinlaß 89 zum Einlaß 31 des unteren Mantelkühlkanals 27 geleitet und umströmt die untere Läuferkammer 19 im Uhrzeigersinn ois zum Auslaß 33 des unteren MantelküWkanals 27. Vom Auslaß 33 des untere Mantelkühlkanals 27 fließt das Kühlmittel durch den Einlaß 77 in der Zwischenwand 51 zum Einlaß 73 des Zwischenwandkühlkanals 71. In dem Zwischenwandkühlkanal 71 verläuft die Kühlmittelströmung gemäß Fig.2 entgegen dem Uhrzeigersinn und einwärts vom Umfang der Läuferkammern 19 und 21 vom Einlaß 73 zum Auslaß 75. Vom Auslaß 75 des Zwischenwandkühlkanals 71 fließt das Kühlmittel durch den Kühlwasserauslaß 79 zum Einlaß 31 des oberen Mantelkühlkanals 29 und dann rund um die obere Läuferkammer 21 im Uhrzeigersinn zum Auslaß 33, von wo das Kühlmittel durch den Kühlwasserhauptauslaß 83 abgeführt wird. Die beschriebene Konstruktion erlaubt also in vorteilhafter Weise die Verwendung von annähernd oder vollständig gleichen Kammermänteln 15 und 17 und liefert eine angemessene Kühlung der Kammermäntel 15 und 17 und insbesondere der zwischen diesen angeordneten Zwischenwand 51. Auf diese V/eise werden sowohl die Läuferkammern als auch die innen liegenden Auspuffkanäle 23,25 und 61 gekühlt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine mit mindestens zwei in Richtung der Maschinenachse hintereinander angeordneten, je einen Rotationskolben (97, 99) aufnehmenden Läuferkammern (19, 21) mit je einem Kammermantel (15,17) und je zwei Seitenflächen, wobei die einander zugekehrten Seitenflächen von einer gemeinsamen Zwischenwand (51) und die voneinander entfernt gelegenen von je einem Seitenteil (85, Si) gebildet sind, wobei die Kammermäntel (15, 17) von je einem sich wenigstens teilbogenförmig um die Maschinenlängsachse erstreckenden Mantelkühlkanal (27,29) mit je einem Kühlwassereinlaß (31) und einem Kühlwasserauslaß (33) umgeben sind, und wobei die Zwischenwand (51) einen mit den Mantelkühlkanälen (27, 29) in Fließverbindung stehenden Zwischenwandkühlkanal (71) mit einem Kühlwassereinlaß (77) und einem Kühlwasstrauslaß (79) aufweist und für die Nacheinaaderdurchsirömung der Mameikühikanäle (27,29) und des Zwischenwandkühlkanals (71) ein gemeinsamer Kühlwasserhaupteinlaß (89) und ein gemeinsamer Kühlwasserhauptauslaß (83) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem einen Seitenteil (85) befindliche Kühlwasserhaupteinlaß (89) mit dem Kühlwassereinlaß (31) des ihm benachbarten einen Mantelkühlkanals (27) verbunden ist, der Kühlwasserauslaß (33) dieses einen Mantelkühlkanals (27) mit dem Kühlwassereinlaß (77) des Zwisch: nwandkühlkanals (71) verbunden ist, der Kühlwasserauslaß (79) des Zwischenwandkühlkanals (71) mit dem Kühlwassereinlaß (31) des anderen Mantelkühlkanais (29) verbun'^;on ist und der Kühlwasserauslaß (33) des anderen Mantelkühlkanals (29) mit dem irr, benachbarten anderen Seitenteil (81) befindlichen Kühlwasserhauptauslaß (83) verbunden ist und der Zwischenwandkühlkanal (71) und die Mantelkühlkanäle (27, 29) in entgegengesetzter Richtung um die Maschinenhauptachse durchströmt sind.

2. Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschiiie nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwassereinlässe (31) und die Kühlwasserauslässe (33) der Mantelkühlkanäle (27, 29) miteinander fluchten.

3. Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelkühlkanäle (27, 29) wenigstens teilweise durch die Seiteteile (85,81) und die Zwischenwand (51) begrenzt sind.

4. Mehrläuferrotationskolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelkühlkanäle (27, 29) und der Zwischenwandkühlkanal (71) auch miteinander fluchtende Auspuffkanäle (23, 25, 61) der Kammermäntel (15, 17) und der Zwischenwand (51) umspülen.