DE2915485A1 - Rotationskolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINSHAUS FINCK Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf den Motorenbau und betrifft eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine eignet sich für den Einbau in Personenkraftwagen, ist jedoch auch als Antrieb von Kraftaggregaten in anderen Transportmitteln einsetzbar.

Bekannt ist eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine, in deren Gehäuse eine Arbeitskammer mit krummliniger Innenfläche ausgebildet ist. Im Inneren der Kammer ist ein Läufer auf einer Exzenterwelle gelagert. Am Motorgehäuse sind Hilfsaggregate angeordnet, die die Motorfunktion gewährleisten. Dies sind ein Zündverteiler, eine Ölpumpe und eine Kraftstoffpumpe. Diese Hilfsaggregate werden von einer Antriebswelle angetrieben, die mit der Exzenterwelle kinematisch verbunden ist. An den gegenüberliegenden Enden der Antriebswelle sind die Ölpumpe und der Zündverteiler angebracht. Die Ölpumpe befindet sich in einem Kurbelgehäuse, das unterhalb des Motorgehäuses und seitlich von ihm angeordnet ist. Die Antriebswelle ist geneigt angeordnet. Der Winkel zwischen ihr und der Vertikalen ist beträchtlich größer als der Winkel zwischen ihr und der Horizontalen (US-PS 3 163 156).

Bei dieser Anordnung der Antriebswelle stehen die Ölpumpe und der Zündverteiler über die Außenabmessungen des Motorgehäuses vor. Dies erschwert den Zugang zum Motorraum des Kraftfahrzeugs, wenn das Gehäuse zwischen den Längsträgern der Karosserie angeordnet ist.

030043/0A30

Bekannt ist ferner eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit trochoidaler Arbeitskammer, in der die Ölpumpe und die Ölwann seitlich außerhalb des Motorgehäuses angeordnet sind, während auf der anderen Motorseite ein System von Speise-, Gas- und Luftleitung angebracht ist (siehe DDR-PS 60 181).

Bei dieser Anordnung ist der Einbau der Rotationskolbenbrennkraftmaschine im Kraftfahrzeug ebenfalls kompliziert.

Bei der als Wankelmotor bekannten Rotationskolbenbrennkraftmaschine verläuft die Antriebswelle der Hilfsaggregate parallel zur großen Achse der trochoidalen Arbeitskammer der Brennkraftmaschine und ist mit der Läuferwelle kinematisch verbunden. An dem einen Ende der Antriebswelle ist eine Ölpumpe angebracht, die im Kurbelgehäuse montiert ist, das unter dem Motorgehäuse sitzt. Am anderen Ende dieser Welle ist ein Zündverteiler angebracht. Die Kraftstoffpumpe besitzt eine unabhängige Antriebswelle, die senkrecht zu der erwähnten Antriebswelle angeordnet ist und mit der Läuferwelle kinematisch verbunden ist (US-PS 3 096 747).

Diese Anordnung der Hilfsaggregate am Motorgehäuse ist wegen der geringen Breitenabmessungen günstig. Jedoch ist außer den beiden vorhandenen Wellen zum Antrieb von Hilfsaggregaten aufgrund der Motorbauart ein selbständiger Antrieb für eine Ölschmiereinrichtung erforderlich, der die trochoidale Oberfläche der Arbeitskammer schmiert. Der Gesamtaufbau der Rotationskolbenbrennkraftmaschine ist sehr kompliziert.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile.

030043/0430

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine zu schaffen, bei der die Antriebswelle für die Hilfsaggregate und die Hilfsaggregate eine solche gegenseitige Anordnung haben, daß sich Motorabmessungen in der Breite ergeben, die die Abmessungen eines Kolbenmotors gleicher Leistung nicht übersteigen und bei der ein freier Zutritt zur Bedienung der Hilfsaggregate möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit trochoidaler Arbeitskammer, deren große Achse vertikal verläuft, wobei mit der Läuferwelle ein Generator und eine Wassergruppe, die am Motorgehäuse angebracht sind, sowie eine Antriebswelle für Hilfsaggregate kinematisch verbunden ist, zu denen eine Ölpumpe, die nacheinander durch einen Wasser-Öl-Kühler und einen Ölfilter fördert, eine Kraftstoffpumpe und eine Ölschmiereinrichtung gehören, die am Motorgehäuse angebracht sind, erfindungsgemäß die Antriebswelle in der Drehrichtung der Läuferwelle zur großen Achse der Arbeitskammer um einen Winkel von 7 bis 15° geneigt angeordnet ist, so daß ihre geometrische Achse die große Achse der Arbeitskammer etwas oberhalb ihres oberen Endes kreuzt und an ihren Enden die Ölschmiereinrichtung und die Ölpumpe angebracht sind.

Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine der Wasser-Öl-Kühler an die Ölpumpe auf der Seite der großen Achse der Arbeitskammer angeschlossen. Er befindet sich unter dem Ölfilter in unmittelbarer Nähe davon.

Diese Anordnung des Wasser-Öl-Kühlers gewährleistet die Ölförderung von der Ölpumpe zum Ölfilter auf dem kürzesten Weg und macht darüberhinaus die Motorkonstruktion kompakter«

0 3 0043/043 0

Die erfindungsgemäße Rotationskolbenbrennkraftmaschine besitzt Breitenabmessungen, die den Breitenabmessungen eines Kolbenmotors gleicher Leistung so gut wie gleich sind, Dadurch können die Brennkraftmaschinen sowohl in neu hergestellten wie auch in bestehenden Kraftwagen eingebaut werden. Außerdem sind diese Maschinen konstruktiv einfach und bequem im Betrieb.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung in einer Vorderansicht, teilweise aufgebrochen;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2.

Die Rotationskolbenbrennkraftmaschine hat ein Gehäuse 1 (Fig. 1), das aus einem mittleren Teil 2 (Fig. 2), in dem eine Arbeitskammer 3 ausgebildet ist, und drei Deckeln einem vorderen Deckel 4 und zwei Deckeln 5 - besteht, die am mittleren Teil 2 angebracht sind. Die Arbeitskammer 3 besitzt eine Innenfläche 6 (Fig. 3), die trochoidal ausgeführt ist. Die große Achse "a" (Fig. 1) der Arbeitskammer 3 (Fig. 2) verläuft vertikal und stellt die Motorachse dar. In der Arbeitskammer 3 befindet sich ein Läufer 7, der am Exzenter 8 einer Welle 9 angebracht ist. Die Welle 9 ist in den Deckeln 5, die am mittleren Teil 2 angebracht sind, auf Lagern 10 gelagert. Auf der Welle 9 sind ein Gegengewicht und eine Riemenscheibe 12 befestigt, die über einen Riementrieb 13 mit einem Generator 14 (Fig. 1) und einer Wasserpumpe 15 verbunden ist. Auf der Welle 9 ist ein Zahnrad 16

030043/0430

ORIGINAL INSPECTED

befestigt, das mit einem Zahnrad 17 in Eingriff tritt, das auf einer Antriebswelle 18 für die Hilfsaggregate befestigt ist.

Die Antriebswelle 18 befindet sich im vorderen Deckel 4 und ist in der Drehrichtung "A" der Welle 9 des Läufers 7 zur großen Achse "a" der Arbeitskammer 3 (Fig. 2) um einen Winkel α (Fig. 1) geneigt, derart, daß ihre geometrische Achse die große Achse "a" der Arbeitskammer 3 etwas oberhalb ihres oberen Punktes kreuzt.

Der Neigungswinkel " α " der Antriebswelle 18 zur großen Achse "a" beträgt 7 bis 15°. Der erfindungsgemäße Neigungswinkel " α " zur großen Achse "a" ist in den erwähnten Grenzen für die PKW-Rotationskolbenbrennkraftmaschine hinsichtlich der kompakten Anordnung der Hilfsaggregate am Motorgehäuse 1 optimal. Untersuchungen über die Anordnung von Hilfsaggregaten haben ergeben, daß Abweichungen in der Anordnung der Antriebswelle 18 von der Größe des Winkels ¹¹ α " nach der einen oder der anderen Seite zu einer Vergrößerung der Breitenabmessungen der Brennkraftmaschine führt, was seinen rationellen Einsatz in serienproduzierten wie auch in neu projektierten Kraftwagen beeinträchtigen würde. In der weiteren Beschreibung wird dies unter Bezugnahme auf die erforderlichen Hilfsaggregate bestätigt, die für eine praktische Ausführung einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine erforderlich sind.

Am oberen Ende der Antriebswelle 18, die in eine vorgesehene Vertiefung 19 im vorderen Deckel 4 austritt, ist eine Ölschmiereinrichtung 20 angebracht, die zur Schmierung der trochoidalen Innenfläche 6 (Fig. 2) der Arbeitskammer 3

030043/043

während der Motorarbeit bestimmt ist. Hierzu ist der Innenraum der Ölschmiereinrichtung 20 (Fig. 1) mit dem Innenraum der Arbeitskammer 3 (Fig. 2) in Verbindung gesetzt.

Am unteren Ende der Antriebswelle 18 (Fig. 1) ist eine Ölpumpe 21 angeordnet, die mit ihrem Saugstutzen 22 in den Innenraum 23 einer Ölwanne 24 hineinragt. Die Ölpumpe 21 liegt teilweise in einer Aussparung 25 im vorderen Deckel 4. Dies ermöglicht es, die Höhe des Innenraumes 23 der Ölwanne 24 zu verringern. Der gewählte Neigungswinkel " α " der Antriebswelle 18 zur großen Achse "a" im Bereich von 7 bis 15° gestattet, unter Berücksichtigung der gegebenen Konstruktion der Ölpumpe 21 diese in der Endstellung des vorderen Deckels 4 anzuordnen, ohne über die Breitenabmessungen des Gehäuses 1 hinauszugehen.

Auf der Seite der großen Achse "a" schließt an die Ölpumpe 21 ein Wasser-Öl-Kühler 26 an, der mit der Ölpumpe 21 durch einen kurzen Stutzen 27 verbunden ist. Der Wasser-Öl-Kühler 26 ist in einer im vorderen Deckel 4 ausgeführten Nische 28 (Fig. 2) untergebracht, ist vorne von einem Deckel 29 abgedeckt und ist unter einem Ölfilter 30 (Fig. 4) angeordnet, mit dem er durch einen Stutzen 31 verbunden ist. Hierbei liegen die horizontalen Achsen des Wasser-Öl-Kühlers 26 und des Ölfilters 30 vorzugsweise senkrecht zur großen Achse "a" der Maschine.

Der gewählte Neigungswinkel " α " der Antriebswelle 18 zur großen Achse "a" in den angeführten Grenzen ermöglicht es, den Wasser-Öl-Kühler 26 praktisch innerhalb der Abmessungen des vorderen Motordeckels 4 anzuordnen und hierdurch die Motorabmessungen auf ein Minimum zu reduzieren. Die Verringerung des Winkels " α " hat zur Folge, daß der Wasser-Öl—

030043/0430

Kühler 26 vom Gehäuse 1 nach außen ausgesehenen und der Stutzen 31 verlängert wird. Diese Anordnung des Wasser-Öl-Kühlers 26 gestattet es außerdem, das Öl so zu befördern, daß der Wasser-Öl-Kühler 26 einen Teil der Ölleitung für die Ölbeförderung von der Ölpumpe 21 zum Ölfilter 30 auf dem kürzesten Wege bildet. An den Ölfilter 30 schließt ein Stutzen 32 an, der das gereinigte Öl für die Schmierung der Lager 10 (Fig. 2) zum Innenraum 33 des Läufers 7 für dessen Kühlung führt.

Zur Synchronisierung der Drehung des Läufers 7 (Fig. 3) ist ein Getriebe vorgesehen, das ein am Läufer 7 befestigtes Zahnrad 34 sowie ein am Deckel 5 befestigtes Zahnrad 35 einschließt.

Auf der zur großen Achse "a" entgegengesetzten Anordnungsseite der Ölpumpe 21 (Fig. 1) ist neben der Wasserpumpe 15 an der Seitenfläche des vorderen Deckels 4 eine Kraftstoffpumpe (Benzinpumpe) 36 befestigt. Zum Antrieb der Benzinpumpe 36 sind ein Stößel 37 und ein Nocken 38 vorgesehen, der auf der Antriebswelle 18 in unmittelbarer Nähe des Zahnrades 17 sitzt. Zwischen der Benzinpumpe 36 und der Ölschmiereinrichtung 20 ist die Wasserpumpe 15 angeordnet. Auf der anderen Seite der großen Achse "a" ist neben der Ölschmiereinrichtung 20 an einem Kragstück 39 der Generator angeordnet. An einer Anbaufläche 40 (Fig. 3), der ersten in der Drehrichtung "A" des Läufers 7, ist ein System zum Auslassen von Abgasen angeordnet, das einen Kanal 41 und einen Nachbrenner 42 aufweist. Zur Zuführung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ist im Motor ein Einlaßsystem mit einem Einlaßrohr 43 und einem daran befestigten Vergaser 44 vorgesehen.

030043/0430

Zum Messen des Ölstandes in der Ölwanne 24 dient eine Sonde 45, die in einen Halter 46 auf der linken Seite des Motordeckels 5 angeordnet ist. Am hinteren Deckel 5 (Fig. 2) ist auf der oberen Seite ein Hals 47 (Fig. 3) zum Öleinfüllen eingepreßt. Zum Anordnen des Kupplungsgehäuses ist am hinteren Deckel 5 eine Anbaufläche 48 (Fig. 2) vorgesehen. Zum Kupplungsantrieb ist auf der Welle 9 eine Scheibe 49 mit einem Zahnkranz 50 vorgesehen.

Auf der entgegengesetzten Seite des Einlaßsystems des Kraftstoff-Luft-Gemisches sind im mittleren Teil 2 des Gehäuses 1 Zündkerzen 51 (Fig. 3) angeordnet. Zur Steuerung der Arbeit der Zündkerzen 51 ist im Motor ein NC-Zündsystem vorgesehen, das einen Geber 52 (Fig. 2) für den Ablesebeginn und einen Winkelschrittgeber 53 enthält, die im vorderen Motordeckel 4 gegenüber den am Gegengewicht 11 eigens dazu ausgeführten Markierungen angeordnet sind. Ein Anordnungsbeispiel der Geber 52 und 53 ist im Schnitt in Fig. 2 dargestellt. Der Geber 52 des Ablesebeginns ist gegenüber einer diametral ausgeführten Markierung 54 (Fig. 1) am Gegengewicht 11 (Fig. 2) angeordnet. Die Markierung 54 (Fig. 1) kann beispielsweise in Form einer ausgefrästen Vertiefung oder einer Grenzkante zweier stufenförmiger Oberflächen ausgeführt sein. Der Winkelschrittgeber 53 ist gegenüber Ablesemarkierungen 55 (Fig. 2) angeordnet, die am Umfang des Gegengewichtes 11 ausgeführt sind.

Die Steuerung der elektrischen Funkenzündung mittels eines NC-Zündsystems gestattete, in der Rotationskolbenbrennkraftmaschine auf einen mechanischen Zündverteiler zu verzichten, wobei das Ende der Antriebswelle 18 der Hilfsaggregate für den Antrieb der Ölschmiereinrichtung 20 freibleibt.

030043/0430

ORIGINAL INSPECTED

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Rotationskolbenbrennkraftmaschine ist bekannt.

Die Erfindung ermöglicht es, die Konstruktion der Brennkraftmaschine zu vereinfachen und ihre Abmessungen zu verringern. Beispielsweise besitzt eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit 70 PS Leistung folgende Abmessungen: Länge - 430 mm, Breite - 6000 mm, Höhe 560 mm. Der Einbau des erfindungsgemäßen Motors im Motorenraum des Kraftwagens ermöglicht eine verbesserte Gestaltung des Motorraumes und eine erhöhte Bequemlichkeit hinsichtlich der Bedienung der Hilfsaggregate.

030043/0430

4Z.

Leerseite

Claims (2)

PATENTANWÄLTE SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBB1NGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSErPOSTFACH 9SO1 6O, D-8000 MÖNCHEN 95 PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE Volschskoe objedinenie po proizvodstvu karl ludwig schiff O96*-1978) kh t DIPLCHEM-DR-ALEXANDERv1FOnER DIPL. JNG. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. INS. DIETER EBBINSHAUS DR. ING. DIETER FINCK TELEFON (O89) 4B2O64 TELEX 5-23 665 AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN DEA-19262 17. April 1979 Rotationskolbenbrennkraftmaschine Patentansprüche

1.yRotationskolbenbrennkraftmaschine mit trochoidaler Arbeitskammer, deren große Achse vertikal verläuft, wobei mit der Läuferwelle ein Generator und eine Wasserpumpe, die am Motorgehäuse angebracht sind und eine Antriebswelle für Hilfsaggregate kinematisch verbunden ist, zu denen eine Ölpumpe, die nacheinander durch einen Wasser— Öl-Kühler und einen Ölfilter fördert, eine Kraftstoffpumpe und eine Ölschmiereinrichtung gehören, die am Motorgehäuse angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (18) in der

030043/0430

Drehrichtung der Läuferwelle (9) zur großen Achse (a) der Arbeitskammer (3) um einen Winkel von 7 bis 15° so geneigt ist, daß ihre geometrische Achse die große Achse der Arbeitskammer (3) etwas oberhalb ihres oberen Punktes kreuzt und an ihren gegenüberliegenden Enden ein Öler, die Olschmiereinrichtung (20) und die Ölpumpe (21) angebracht sind.

2. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasser-Öl-Kühler (26) an die Ölpumpe (21) auf der Seite der großen Achse (a) an der -rbeitskammer angeschlossen ist und sich unter dem Ölfilter (3) in unmittelbarer Nähe von ihm befindet.

030043/0430