DE3642817C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreiskolbenmotor nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

Aufgrund der Forderungen der Benutzer werden immer mehr Kraftfahrzeuge mit leistungsstarken Motoren ausgestattet. Dabei besitzen Kreiskolbenmotoren im allgemeinen zwei Rotoren. Zur Erzielung einer hohen Ausgangsleistung sind allerdings auch Kreiskolbenmotoren mit drei oder mehr Rotoren entwickelt worden.

Ein derartiger Kreiskolbenmotor mit drei Rotoren ist aus der JP-OS 60-69208 bekannt.

In diesen Mehrrotorenmotoren, also in Kreiskolbenmotoren, die drei oder mehr Rotoren haben, treten Schwierigkeiten auf, weil die Exzenterwelle drei oder mehr exzentrische Abschnitte besitzen muß. In Kreiskolbenmotoren werden die Rotoren mit Innenzahnkränzen ausgebildet, die mit gehäusefesten außenverzahnten Rädern kämmen. Eine Exzenterwelle mit drei oder mehr exzentrischen Abschnitten kann nicht einstückig sein, weil es in diesem Fall unmöglich oder sehr schwierig wäre, die außenverzahnten Räder an dem Gehäuse zu befestigen. Angesichts dieser Schwierigkeiten ist schon vorgeschlagen worden, die Exzenterwelle in zwei Teile zu teilen und diese drehfest miteinander zu verbinden. Ausführungsbeispiele von Dreirotormotoren mit derartigen zweiteiligen Exzenterwellen sind in den JP-OSen 60 69 204, 60 69 205, 60 69 207 und 60 69 209 dargestellt. In den in diesen Offenlegungsschriften angegebenen Motoren ist ein erster Exzenterwellenteil mit zwei exzentrischen Abschnitten ausgebildet und drehfest mit einem zweiten Exzenterwellenteil verbunden, der mit einem exzentrischen Abschnitt ausgebildet ist.

Die in den vorgenannten JP-OSen angegebenen Kreiskolbenmotoren besitzen ein Gehäuse mit einer Mehrzahl von Rotorgehäuseteilen und mit Verbindungsgehäuseteilen, die jeweils zwischen zwei Rotorgehäuseteilen angeordnet sind, sowie mit zwei Gehäuseseitenteilen, die an der äußeren Seitenfläche je eines der äußeren Rotorgehäuseteile angebracht sind. Diese Gehäuseteile sind miteinander durch eine geeignete Anzahl von Zugankern verbunden, die das Gehäuse in dessen ganzer Länge durchsetzen. Die Exzenterwelle ist in dem Gehäuse so angeordnet, daß sich das eine Ende des zweiten Exzenterwellenteils zwischen den Längsenden des Gehäuses befindet. Bei dieser Anordnung tritt jedoch das Problem auf, daß die Exzenterwelle an dem genannten einen Ende des zweiten Exzenterwellenteils nur eine minimale Steifigkeit hat, so daß auch das Gehäuse im Bereich dieses Endes des zweiten Exzenterwellenteils nur eine minimale Steifigkeit besitzt. Wenn die Gehäuseteile miteinander durch Zuganker verbunden sind, die das Gehäuse in dessen ganzer Länge durchsetzen, sind diese Zuganker im Bereich des genannten Endes des zweiten Exzenterwellenteils stark auf Biegung beansprucht, so daß sich die Verbindungen zwischen den Gehäuseteilen lockern können. Schwierigkeiten treten auch beim Zusammenbau einer derartigen Anordnung auf, weil alle Gehäuseteile axial miteinander gefluchtet und dann die Anker durch axial miteinander fluchtende Löcher eingeführt werden müssen, die in den Gehäuseteilen ausgebildet sind. Wenn die Gehäuseteile nicht genau axial miteinander fluchten, kann es schwierig sein, die Zuganker in diese Löcher einzuführen.

Aus der DE-OS 25 06 371 ist ein Kreiskolbenmotor mit vier Rotoren und einer Exzenterwellenanordnung bekannt, bei dem die Exzenterwellenanordnung aus zwei Exzenterwellen besteht, die miteinander von Ende zu Ende verbunden sind. Diese Verbindung erfolgt durch eine geteilte Aufnahme im oberen Ende des unteren Kurbelwellenteils und einen hineinpassenden geteilten Fortsatz, der von dem unteren Teil des oberen Kurbelwellenteils in die Aufnahme hineinragt. Die Gehäuseteile werden durch durchgehende Zuganker miteinander verbunden, also durch Zuganker, die sich durch das gesamte Gehäuse hindurch erstrecken, so daß die oben beschriebenen Nachteile auftreten. Insbesondere werden die Zuganker besonders stark auf die Biegung beansprucht und wird die Montage erschwert.

Aus der JP-Gbm-OS 50-10906 ist ein Kreiskolbenmotor bekannt, bei dem nur zwei Rotoren und damit auch nur zwei Verbindungsgehäuseteile vorhanden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kreiskolbenmotor der eingangs angegebenen Art zu schaffen, in dem die Zuganker weniger stark auf Biegung beansprucht werden, bei dem eine Lockerung der Verbindungen zwischen den Gehäuseteilen wirksam verhindert werden kann und der leicht zusammengebaut werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des einzigen Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Die Zuganker erstrecken sich nicht durch das gesamte Gehäuse hindurch, so daß sie weniger auf Biegung beansprucht werden, also keiner sehr starken Biegebeanspruchung ausgesetzt werden. Die Teile des Gehäuses können dadurch fester zusammengespannt werden, so daß eine Lockerung der Verbindungen zwischen den Gehäuseteilen wirksam verhindert werden kann. Darüber hinaus kann der Kreiskolbenmotor leicht zusammengebaut werden, da nicht sämtliche Löcher aller Gehäuseteile genau miteinander fluchten müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Axialschnitt einen drei Rotoren besitzenden Kreiskolbenmotor nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 im Querschnitt den Kreiskolbenmotor nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Verbindungsgehäuseteil.

Das Gehäuse 1 des in der Zeichnung dargestellten Motors besitzt drei Rotorgehäuseteile 6, 7 und 8, zwei Verbindungsgehäuseteile 4 und 5, die jeweils zwischen zwei Rotorgehäuseteilen 6 und 7 bzw. 7 und 8 angeordnet sind, und zwei Gehäuseseitenteile 2 und 3, die an der äußeren Seitenfläche je eines der äußeren Rotorgehäuseteile 6 und 8 angebracht sind. Die Rotorgehäuseteile 6, 7 und 8 haben je eine trochoidenförmige Innenwand 76, 77 bzw. 78, die einen Rotorraum 12, 13 bzw. 14 begrenzt, in dem ein im wesentlichen dreieckiger Rotor 9, 10 bzw. 11 drehbar gelagert ist, der mit der trochoidenförmigen Innenwandung 76, 77 bzw. 78 des Rotorgehäuseteils 6, 7 bzw. 8 in Gleitberrührung stehende Scheitelteile besitzt. Dies ist in Fig. 2 für den Rotor 11 gezeigt. In dem Rotorgehäuseteil 8 ist eine Austrittsöffnung 8a und in dem Gehäuseseitenteil 3 ist eine Eintrittsöffnung 3a ausgebildet.

Die Rotoren 9, 10 und 11 werden von einer Exzenterwellenanordnung 15 getragen, auf deren exzentrischen Abschnitten 18, 19 und 20 mit Lagern 60 je einer der Rotoren 9, 10 und 11 drehbar gelagert ist. Gemäß den Fig. 1 und 2 ist jeder der Rotoren mit einem Innenzahnkranz 50 versehen, der auf dem Mittelpunkt des dreieckigen Rotors zentriert ist, und ist das Gehäuse 1 fest mit einem außenverzahnten Rad 49 verbunden, das mit der Exzenterwellenanordnung 15 konzentrisch ist und mit dem Innenzahnkranz 50 kämmt. Genauer gesagt sind der Gehäuseseitenteil 2, der Verbindungsgehäuseteil 5 und der Gehäuseseitenteil 3 mit den außenverzahnten Rädern 49 verbunden, die mit den Innenzahnkränzen 50 der Rotoren 9, 10 bzw. 11 kämmen.

Da die exzentrischen Abschnitte 18, 19 und 20, auf denen die Rotoren 9, 10 bzw. 11 drehbar gelagert sind, einen Winkelabstand von 120° voneinander haben, wäre es nicht möglich, eine einstückige Exzenterwelle durch das an dem Verbindungsgehäuseteil 5 befestigte, außenverzahnte Rad 49 hindurch einzuführen. Daher besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Exzenterwellenanordnung 15 gemäß Fig. 1 aus einem ersten Exzenterwellenteil 16 mit den exzentrischen Abschnitten 18 und 19 und einem zweiten Exzenterwellenteil 17 mit dem exzentrischen Abschnitt 20. Der erste Exzenterwellenteil 16 ist so lang, daß er sich über die ganze Länge des Gehäuses 1 erstreckt und an beiden Enden von dem jeweils benachbarten Ende des Gehäuses genügend weit vorsteht. Der erste Exzenterwellenteil 16 besitzt einen durchmessergrößeren Teil 16a, der axial auswärts von je einem der exzentrischen Abschnitte 18 und 19 mit Wellenzapfen 21 und 22 ausgebildet ist. Der erste Exzenterwellenteil 16 ist in dem Gehäuse 1 mit Lagern 24 und 25 gelagert, die auf den außenverzahnten Rädern 49 des Gehäuseseitenteils 2 bzw. des Verbindungsgehäuseteils 5 vorgesehen sind. Der durchmessergrößere Teil 16a des ersten Exzenterwellenteils 16 geht über einen Konus 16c in einen durchmesserkleineren Teil 16b über.

Die zweite Exzenterwelle 17 ist eine Hohlwelle mit einer Axialbohrung, die einen Innenkonus 17a besitzt, der satt passend auf den Konus 16c der ersten Exzenterwelle 16 augesetzt werden kann, und mit einem geraden Teil 17b der den durchmesserkleineren Teil 16b des ersten Exzenterwellenteils 16 satt passend aufnehmen kann. Zum Montieren des ersten Exzenterwellenteils 16 auf dem zweiten Exzenterwellenteil 17 wird der durchmesserkleinere Teil 16b des ersten Exzenterwellenteils 16 in die Bohrung des zweiten Exzenterwellenteils 17 derart eingeschoben, daß der Innenkonus 17a der Bohrung den Konus 16c des ersten Exzenterwellenteils 16 satt passend aufnimmt und der gerade Teil 17b der Bohrung den durchmesserkleineren Teil 16b des ersten Exzenterwellenteils 16 satt passend aufnimmt. Dann werden der erste und der zweite Exzenterwellenteil 16 bzw. 17 durch eine Paßfeder 45 drehfest miteinander verbunden. Der zweite Exzenterwellenteil 17 ist mit einem Wellenzapfen 23 ausgebildet, der in einem Lager 26 drehbar gelagert ist. Man erkennt in Fig. 1, daß der zweite Exzenterwellenteil 17 einen inneren Endteil 17c besitzt, der in dem Verbindungsgehäuseteil 5 angeordnet ist, das sich zwischen den Rotorgehäuseteilen 7 und 8 befindet.

Gemäß Fig. 1 ist die Exzenterwellenanordnung 15 an ihrem dem Gehäuseseitenteil 2 benachbarten Ende mit einem Abtriebszahnrad 28 versehen, das auf dem Endteil des ersten Exzenterwellenteils 16 montiert ist. Dieser trägt an seinem anderen Ende ein Gegengewicht 29, ein Ölpumpenantriebszahnrad 40 zum Antrieb einer Ölpumpe, ein Verteilerantriebszahnrad 41 und einen Wellenstummel 42, mit dem eine Riemenscheibe drehfest verbunden ist. Diese Teile 29, 40, 41 und 42 sind auf dem ersten Exzenterwellenteil 16 von dem mittleren Bereich desselben aus gesehen in dieser Reihenfolge angeordnet. Zwischen dem äußeren Ende des zweiten Exzenterwellenteils 17 und dem Gegengewicht 29 ist eine Abstandhaltehülse 39 angeordnet. Auf dem äußeren Ende des ersten Exzenterwellenteils wird eine Spannmutter 38 derart festgezogen, daß der zweite Exzenterwellenteil 17 und die Teile 39, 29, 40, 41 und 42 auf dem ersten Exzenterwellenteil 16 festgelegt sind. durch einen an dem Gehäuseseitenteil 3 angebrachten Deckel 31 werden das Gegengewicht 29, die Zahnräder 40 und 41 und der Wellenstummel 42 abgedeckt. Der Deckel 31 ist mit einer Nabe 31a ausgebildet, in der der Wellenstummel 42 mittels eines Lagers 27 drehbar gelagert ist. Zwischen dem ersten Exzenterwellenteil 16 einerseits und dem Gegengewicht 29, den Zahnrädern 40 und 41 und dem Wellenstummel 42 andererseits ist eine Paßfeder 46 eingelegt, die diese Teile mit der Exzenterwellenanordnung 15 drehfest verbindet.

Unter dem Gehäuse 1 ist eine Ölwanne 34 angeordnet, die einen Ölbehälter 34a bildet. In der Ölwanne 34 mündet ein Ölansaugrohr 36, in dem ein Ölfilter 35 angeordnet ist, das sich in dem Ölbehälter 34a befindet. Das Ölansaugrohr 36 ist mit der Ölpumpe 37 verbunden, die Schmieröl von dem Ölbehälter 34a absaugt und an einen Schmierölkanal 54 abgibt. An einen mit dem Schmierölkanal 54 verbundenen Einlaß 55 sind drei Zweigkanäle 56, 57 und 58 angeschlossen. Der Zweigkanal 56 führt zu dem Lager 24. Die Zweigkanäle 57 und 58 führen zu den Lagern 25 bzw. 26. Die Kanäle 56 und 57 sind ferner mit einem Axialkanal 59 verbunden, der in dem ersten Exzenterwellenteil 16 ausgebildet ist. Der Exzenterwellenteil 16 ist ferner mit Radialkanälen 63 ausgebildet, die von dem Axialkanal 59 zu den Lagern 60 führen, die daher über die Kanäle 56 und 57 mit Schmieröl versorgt werden. Von dem Axialkanal 59 wird Schmieröl ferner über Öldüsen bekannter Art an Hohlräume im Innern der Rotoren 9, 10 und 11 abgegeben, um diese zu kühlen.

Das in dem Kanal 58 geführte Schmieröl dient nur zum Schmieren des Lagers 26, weil infolge der Biegebeanspruchung der Exzenterwellenanordnung 15 zu erwarten ist, daß in dem Lager 26 ein anderer Verschleiß auftritt als in den Lagern 24 und 25. Zum Ausgleich der Auswirkungen der Biegebelastung hat das Lager 26 eine kleinere Axiallänge als die Lager 24 und 25 und wird dem Lager 26 eine größere Ölmenge zugeführt als den Lagern 24 und 25; auf diese Weise wird ein sonst möglicher örtlicher Verschleiß vermieden. An dem dem Kanal 56 entgegengesetzten Ende ist der Axialkanal 59 mit einem Öldrucksteuerventil 44 versehen, das mit einem Ventilhalter 43 gehalten wird, der mittels der vorgenannten Hutmutter 38 festgelegt ist.

Die Teile des Gehäuses 1 werden durch Zuganker 32 und 33 zusammengehalten. Gemäß der Fig. 1 erstrecken sich die Zuganker 32 von der Außenseite des Gehäuseseitenteils 2 durch dieses, den Rotorgehäuseteil 6, den Verbindungsgehäuseteil 4 und den Rotorgehäuseteil 7 hindurch in den Verbindungsgehäuseteil 5. Der innere Endteil jedes Zugankers 32 ist in die Seitenwand 5a des Verbindungsgehäuseteils 5 geschraubt. In der Fig. 3 ist gezeigt, daß der Verbindungsgehäuseteil 5 mit Kühlwassermänteln 48 ausgebildet ist, die in der Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind. Im Bereich der Kühlwassermäntel sind Gewindelöcher 5c ausgebildet, durch die die gewindetragenden Zuganker hindurchgeschraubt sind. In der hinteren Seitenwand des Verbindungsgehäuseteils 5 sind ähnliche Gewindelöcher ausgebildet.

Die gewindetragenden Zuganker 33 sind kürzer als die gewindetragenden Zuganker 32 und werden von der Außenfläche des Gehäuseseitenteils 3 durch dieses und den Rotorgehäuseteil 8 hindurchgeführt und in Gewindelöcher geschraubt, die in der Rückwand des Verbindungsgehäuseteils 5 ausgebildet sind. In der Fig. 1 erkennt man, daß der Schmieröleinlaß 55 mit einem Axialkanal 55a verbunden ist, der die Gehäuseteile 2, 6, 4, 7, 5, 8 und 3 durchsetzt und zu den Ölkanälen 57 und 58 führt. In den Axialkanal 55a werden Hülsen 30 eingetrieben, die eine Relativverdrehung der Gehäuseteile verhindern. Dabei erstreckt sich die eine dieser Hülsen 30 in den Gehäuseteilen 2, 6 und 4, so daß diese nicht gegeneinander verdrehbar sind, und erstreckt sich eine andere Hülse 30 in den Gehäuseteilen 4, 7 und 5 und eine weitere Hülse in den Gehäuseteilen 5, 8 und 3. In der Fig. 2 erkennt man, daß die Hülsen 30 eines weiteren Satzes den Hülsen des ersten Satzes diametral entgegengesetzt angeordnet sind.

Bei einer zweiteiligen Exzenterwellenanordnung 15 der dargestellten Art trachtet die auf den Verbrennungsdruck in dem Motor zurückzuführende und auf die Exzenterwellenanordnung 15 über deren exzentrische Abschnitte 18, 19 und 20 übertragene Biegebelastung, die Exzenterwellenanordnung am Endteil 17c des zweiten Exzenterwellenteils 17 auszulenken, weil die Exzenterwellenanordnung 15 im Bereich des Endteils 17c des zweiten Exzenterwellenteilss 17 die geringste Steifigkeit hat. Infolgedessen hat auch das Gehäuse 1 im Bereich des Endteils 17c des zweiten Exzenterwellenteils 17 die geringste Steifigkeit. Bei einer Verwendung von Zugankern, die sich über die ganze Länge des Gehäuses 1 erstrecken, wären diese Zuganker in dem Bereich, in dem das Gehäuse die geringste Steifigkeit hat, einer beträchtlichen Biegebeanspruchung unterworfen. In der vorstehend beschriebenen Anordnung erstrecken sich die Zuganker 32 und 33 jedoch nicht durch den Verbindungsgehäuseteil 5 hindurch, so daß diese Zuganker keiner sehr starken Biegebeanspruchung ausgesetzt werden und daher die Teile des Gehäuses 1 fester zusammengespannt werden können.

Claims (1)

1. Kreiskolbenmotor, bestehend aus
einem Gehäuse (1) mit mindestens drei Rotorgehäuseteilen (6, 7, 8), die je eine trochoidenförmige Innenwandung (76, 77, 78) haben, ferner mit mindestens zwei zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorgehäuseteilen (6, 7; 7, 8) angeordneten Verbindungsgehäuseteilen (4; 5), die jeden der benachbarten Rotorgehäuseteile (6, 7; 7, 8) auf einer Seite abschließen, und mit zwei Gehäuseseitenteilen (2, 3), die an der äußeren Seitenfläche je eines der axial äußeren Rotorgehäuseteile (6, 8) angebracht sind,
polygonalen Rotoren (9, 10, 11), die in je einem der Rotorgehäuseteile (6, 7, 8) derart drehbar gelagert sind, daß Scheitelteile des Rotors (9, 10, 11) mit der Innenwandung (76, 77, 78) des Rotorgehäuses (6, 7, 8) in Gleitberührung stehen,
einer in dem Gehäuse (1) angeordneten und die Rotoren (9, 10, 11) tragenden Exzenterwellenanordnung (15), die eine erste Exzenterwelle (16) mit mindestens zwei exzentrischen Abschnitten für zwei benachbarte Rotoren (9, 10) besitzt sowie eine zweite Exzenterwelle (17) mit mindestens einem exzentrischen Abschnitt (20) für den anderen Rotor (11), wobei die erste Exzenterwelle (16) mit der zweiten Exzenterwelle (17) derart verbunden ist, daß sich das eine Ende der zweiten Exzenterwelle (17) in einem der Verbindungsgehäuseteile (5) befindet,
und Zugankern (32, 33) zum Verbinden der Gehäuseteile (2, 6, 4, 7, 5, 8, 3),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuganker (32, 33) aus ersten Zugankern (32) bestehen, die die Gehäuseteile (2, 6, 4, 7) auf der einen Seite desjenigen Verbindungsgehäuseteils (5), in dem sich das genannte eine Ende der zweiten Exzenterwelle( 17) befindet, durchsetzen und mit diesem Verbindungsgehäuseteil (5) verbinden,
und zweiten Zugankern (33), die die Gehäuseteile (3, 8) auf der anderen Seite des genannten Verbindungsgehäuseteils (5) durchsetzen und mit diesem Verbindungsgehäuseteil (5) verbinden.