DE3006940A1

DE3006940A1 - Mittelachsige umlaufkolben-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3006940A1
Application number: DE19803006940
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Phys. Dr. 7307 Aichwald Eckhardt; Huschang Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Sabet
Original assignee: Sabet Huschang Dipl Ing 7000 Stuttgart
Current assignee: Sabet Huschang Dipl Ing 7000 Stuttgart
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1981-09-17
Also published as: DD158268A5; JPS6228293B2; AU541798B2; AU6763081A; JPS56132402A; DE3006940C2; DE3163798D1; EP0035136B1; EP0035136A2; CA1164804A; US4370109A; EP0035136A3

Description

DR.-ING. EUGEN MAIER DR.-ING. ECKHARD WOLF

PATENTANWÄLTE

DRESDNER BANK AS

TELEFON: (0711)242761/2 STUTTGART NR. 192O5

TELEGRAMME: MENTOR 7 STUTTSART 1, P I S C H E Κ STR. 1 9 POSTSCHECK STST. 25200-709

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Dipl.-Ing. Huschang Sabet Eduard-Pfeiffer-Straße 67 7000 Stuttgart 1

Mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine mittelachsige Umlaufkolben— Brennkraftmaschine mit den im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Bei Brennkraftmaschinen dieser Art bereitet die Abdichtung der Arbeitsräume und der sich gegeneinander mit großer Relativgeschwindigkeit bewegenden Teile erhebliche Schwierigkeiten, die nur mit verhältnismäßig aufwendigen Maßnahmen und infolge erhöhter Reibung unter Inkaufnahme einer Leistungsminderung und kürzerer Lebensdauer beherrscht werden. Da bei Brennkraftmaschinen der vorgenannten Art der Gehäusemantel die Arbeitsräume umfangsseitig be—

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grenzt, besteht die Gefahr einer durch ungleichmäßige Erwärmung hervorgerufenen Verformung des Gehäusemantels, der durch eine entsprechende Verbreiterung des Umfangsspaltes Rechnung getragen werden muß. Auch besteht die Gefahr, daß der Schmierfilm infolge der sehr hohen Temperatur, die an den die Brennräume begrenzenden Stellen des Gehäusemantels herrscht, zerstört wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion der Brennkraftmaschine nach dem Hauptpatent unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile dahingehend zu verbessern, daß sowohl durch eine Verringerung der Länge der Dichtgrenzen zwischen gegeneinander abzudichtenden Flächen als auch durch eine Verringerung der Relativgeschwindigkeit solcher Flächen die Reibungs- und die Leckverluste vermindert werden, die verhältnismäßig großen, am Motorgehäuse auftretenden Temperaturunterschiede verkleinert,und durch eine günstige Brennraumgeometrie unter Vermeidung von Brennraumecken und im Verhältnis zum Brennraumvolumen großen Oberflächen günstige Voraussetzungen für eine hohe Verdichtung und eine optimale Verbrennung des Kraftstoffs geschaffen werden.

Auch soll vermieden werden, daß drei Flächen mit unterschiedlich großen Geschwindigkeiten mittels ein und derselben Dichtung abgedichtet werden.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Brennkraftmaschine die Merkmale des Patentanspruchs 1 und vorteilhafterweise die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird nicht nur die Gesamtlänge der Dichtgrenzen verkürzt, eine Mehrzahl der Dichtleisten und Dichtringe ist auch einer geringeren Reibung und damit auch einem geringeren Verschleiß ausgesetzt, der dadurch noch vermindert wird, daß die von ihnen überstrichenen Flächen im Gegensatz zu der vorgenannten Brennkraftmaschine keine örtlich auftretenden Temperaturspitzen, sondern infolge der bei Viertakt-Betrieb durch den Gaswechsel erfolgten Kühlung eine gleichmäßigere Temperatur aufweisen. Infolge der gleichgroßen Abstände der am Umfang des die großen Kolben verbindenden Rings vorgesehenen Aussparungen ergibt sich auch eine wesentliche Vereinfachung der Steuerung. Die Anordnung des Zahnradgetriebes auf der Abtriebsseite ermöglicht die Anordnung einer zweiten Abtriebswelle nach der Lehre des DBP 2 021 640.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen

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Fig. 1 einen Achsenlängsschnitt durch die Brennkraftmaschine in zwei einen Winkel miteinander bildenden Schnittebenen;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Motorgehäuse und die in dessen Mantel umlaufenden Kolben nach der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht der das Zahnradgetriebe aufweisenden Seite der Brennkraftmaschine mit abgenommener Deckelschale;

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch das Motorgehäuse nach der 3chnittlinie4 - 4 der Fig. 1.

Das Motorgehäuse besteht aus dem zylindermantelfÖrmigen Teil 1 und den beiden seitlichen Deckelschalen 2 und 3. In dem Gehäusernantel sind Gewindebohrungen zur Aufnahme zweier Zündkerzen 18 und Aussparungen 19 für den Einlaß des Gemisches und den Auslaß der verbrannten Gase vorgesehen. Innerhalb des Gehäusemantels 1 läuft der Ring 42 um, mit dem die großen Kolben 4 einstückig verbunden sind. An den Stirnseiten werden die Arbeitsräume durch je eine innere, mit den Kolben 4 starr verbundene Scheibe 45,45* begrenzt, gegen die je eine äußere Stirnseitenscheibe 46,46' anliegt. Diese Scheiben weisen Bohrungen und an ihren gegeneinander anliegenden Flächen Aussparungen zur Bildung von Schmieröl- und Kühlölkanälen

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47 auf. Innerhalb der von don Flanken der großen Kolben 4 begrenzten Arbeitsräurne laufen die mit ihrer Nabe 51 einstückig ausgebildeten kleinen Kolben 5 mit ungleichförmiger Geschwindigkeit um. Mit der äußeren Scheibe 46 ist die Abtriebsvelle 11, auf der die Nabe 51 der kleinen Kolben 5 gelagert ist, einstückig ausgebildet. Mit dem auf der Abtriebsseite innerhalb des Gehäusemantels 1 angeordneten, nit der Deckelschale 2 elastisch verbundenen Innenzahnrad 6 kämmen die Planetenräder 7, die drehfest mit je einer in den stirnseitigen Scheiben 46,46' der großen Kolben 4 gelagerten Welle 8 verbunden sind, deren anderes Ende eine Stirnkurbel mit einem kurzen Kurbelzapfen 81 aufweist. Auf diese Kurbelzapfen ist das eine Lager 91 je einer Pleuelstange 9 aufgeschoben, deren anderes, ebenfalls geschlossenes Lager 92 auf einen Bolzen 10 aufgeschoben ist, der exzentrisch in die Nabe der kleinen Kolben 5 eingesetzt ist.

Die elastische Lagerung des InnenZahnrades 6 wird dadurch bewirkt, daß im äußeren Randbereich des Innenzahnrades 6 stirnseitig in dieses elastische Hülsen 61 eingesetzt sind, in die in Bohrungen der DSckelschale 2 eingesetzte Bolzen 22 eingreifen. Die Deckelschale 2 ist mittels Schraubenbolzen 21, die Deckelschale 3 mittels Schraubenbolzen 31 mit dem Gehäusemantel 1 verbunden.

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Auf der Seite des Kurbelgetriebes ist mit der äußeren stirnseitigen Scheibe 46' ein Lagerflansch 48 verbunden, der zusammen mit der Lagerschale 3 das Gehäuse für eine als Sichelpumpe ausgebildete Zahnradpumpe 33 bildet. Mittels des Lagerflansches 48 einerseits und der mit diesem in starrer Verbindung stehenden Abtriebswelle 11 andererseits sind die mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Teile in Lagerschalen 24 und 34 der Deckelschalen 2 und 3 gelagert.

Am Außenumfang des die großen Kolben 4 verbindenden Rings 42 sind die Aussparungen 43 umfassende Dichtringe 49 vorgesehen, die die Arbeitsräume abdichten. Das Schmieröl wird den Lagern 24 und 34 und den Lagern der Kurbelwellen 8 unmittelbar, den Lagern der Pleuelstangen 9 mittelbar über in der Nabe 51 und den Bolzen angeordnete Kanäle durch das axiale Rohr 47 zugeleitet. Um zu verhindern, daß Öl zwischen die Stirnflächen der kleinen Kolben 5 und die stirnseitigen, die Arbeitsräume begrenzenden inneren Scheiben 45, 45' gelangt, sind an den Stirnflächen der Nabe der kleinen Kolben 5 in Ringnuten der äußeren Stirnseitenscheibe 46 eingreifende bzw. mit Ringleisten dieser Scheibe zusammenwirkende Ringlei— sten 52 vorgesehen, deren mit der Drehachse der Kolben 4, 5 einen spitzen V7inkel bildende Flanken radial nach außen

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und in Richtung der Deckelschale 2 weisende ölablaufkanäle begrenzen, so daß an dieser Stelle vorhandenes Öl nach außen geschleudert wird. Das Kühlöl gelangt durch den das Axialrohr 47 umgebenden ringzylindrischen Kanal zu den in den kleinen Kolben vorgesehenen Kühlschlangen und zu den zwischen den stirnseitigen inneren und äußeren Scheiben 45, 46 gebildeten Kanälen sowie zu den in dem Ring 42 mäanderartig angeordneten Kühlkanälen. An den Stellen, an denen die Gefahr besteht, daß öl von der Gasströmung mitgerissen wird, sind zur Beruhigung und Verringerung der Gasströmung in an sich bekannter Weise Labyrinthanordnungen vorgesehen.

Die inneren Scheiben 45,45' haben einen größeren Außendurchtnesser als der Ring 42, damit SpritzÖl aus dem Getrieberaum abgewiesen wird und nicht bis zu den Ein- und Auslaßöffnungen 19 gelangen kann. Die äußeren Scheiben 46,46' weisen am Umfang Rippen auf, die das Öl aus dem Getrieberaum in tangential mündende Ablauföffnungen (nicht dargestellt) im Gehäusemantel 1 fördern.

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Leerseite

Claims

DR.-ING. EUGEN MAIER DR.-ING. ECKHARD WOLF

PATENTANWÄLTE

DRESDNER BANK AG

TELEFON: (0711)34 27 61/2 STUTTGART NR. 1 92O 534

TELEGRAMME: MENTOR 7 STUTTGART 1, PISCHEKSTR. 19 POSTSCHECK STGT. 252OO-7O9

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Dipl.-Ing. Huschang Sabet Eduard-Pfeiffer-Straße 67 7000 Stuttgart 1

Mittelachsicre Umlaufkolben-Brennkraftmaschine

Patentansprüche

Mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit in dem kreiszylindrischen Mantel eines Motorgehäuses umlaufenden Kolben, von denen eine Gruppe von Kolben, die mit die Arboitsrdume stirnseitig begrenzenden Seitenteilen verbunden sind, gleichförmig und eine andere Gruppe von zwischen diesen Kolben angeordneten Kolben ungleichförmig umläuft, wobei die gleichförmig umlaufenden, mit der Abtriebswelle verbundenen Kolben - im folgenden "große Kolben" genannt - und die ungleichförmig um-

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laufenden Kolben - im folgenden "kleine Kolben" genannt — durch ein Getriebe miteinander verbunden sind, dessen mit dem Motorgehäuse verbundenes, auf der einen Seite der Kolben angeordnetes Innenzahnrad mit Planetenrädern kämmt, die drehfest mit in den großen Kolben gelagerten Kurbelwellen verbunden sind, an deren auf der anderen Seite der Kolben angeordneten Kurbeln mit ihrem anderen Ende an der Nabe der kleinen Kolben exzentrisch gelagerte Pleuelstangen gelagert sind, nach DBP (Patentanmeldung P 29 02 915.0-13) dadurch gekennzeichnet , daß die großen Kolben (4) starr mit einem in dem kreiszylindrischen Mantel (1) des Motorgehäuses umlaufenden, die Ärbeitsräume umfangsseitig begrenzenden Ring (42) verbunden sind, in dessen axial mittlerem Bereich Aussparungen (43) für den Einlaß des Brennstoffgemisches und den Auslaß der verbrannten Gase vorgesehen sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der die Arbeitsräume umfangsseitig begrenzende Ring (42) einstückig mit den großen Kolben (4) ausgebildet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Umfangsfläche

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zweier innerhalb je eines Sektors eines großen Kolbens (4) symmetrisch zu dessen Mittelebene angeordneten Aussparungen (43) in je eine sich nach innen verengende und verflachende, in den Flanken der großen Kolben (4) einen Brennraum bildende Mulde (44) übergeht.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennze i chnet, daß die Aussparungen (43) untereinander denselben Abstand aufweisen.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die mit den großen Kolben (4) verbundenen Stirnseitenteile (41,4I¹) durch je eine innere und eine äußere Scheibe (45,^5' bzw. 46,46') gebildet werden, die zur Bildung von Ktihlöl- und Schmieröl-Kanälen Bohrungen und in den gegeneinander anliegenden Flächen Aussparungen aufweisen.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die jeweils innere, über den Ring (42) der großen Kolben (4) überstehende Stirnseitenscheibe (45,45'} mit je einer Ringschulter des Motorgehäusemantels (1) einen engen Spalt bildet.

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7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe (6,7) auf der Seite der Abtriebswelle (11) angeordnet ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß am Umfang der starr mit dem Motogehäusemantel (1) verbundenen, mit einem Ringflansch gegen das Innenzahnrad (8) anliegenden Deckelschale (2) Bohrungen vorgesehen sind, in die Bolzen (22) eingesetzt sind, die in elastische, stirnseitig in das Innenzahnrad (6) eingesetzte Hülsen (61) eingreifen.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Innenzahnrad (6) mit der Deckelschale (2) über eine elastische Schicht verbunden ist.
10. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des Kurbelgetriebes (9,10,81) zwischen der Deckelschale (3) und dem mit den großen Kolben (4) verbundenen Lagerflansch (48) eine als Sichelpumpe ausgebildete Zahnradpumpe (33) angeordnet ist.

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11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnflächen der Nabe der kleinen Kolben (5) in Ringnuten der äußeren Seitenscheibe (46) eingreifende bzw. mit Ringleisten der äußeren Seitenscheibe (46) zusammenwirkende Ringleisten (52) vorgesehen sind, deren mit der Drehachse der Kolben (4,5) einen spitzen Winkel bildende Flanken radial nach außen und in Richtung der Deckelschale (2) weisende Ölablaufkanäle begrenzen.
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseitenteile (41,4I¹) an ihrem Umfang Rippen aufweisen.

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