DE4003675A1 - Rotationskolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenbrennkraft­ maschine mit gleitgelagertem ölgekühltem Kolben und einem Gehäuse, das aus zwei Seitenteilen und einem Man­ telteil mit zweibogiger trochoidenförmiger Mantellauf­ bahn besteht und axial von einer in den Seitenteilen gelagerten Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzen­ ter ein dreieckiger Kolben gesteuert von einem Synchron­ getriebe umläuft, das im Kolben zwischen dem Exzenter und einem der Seitenteile vorgesehen ist und aus einem am Kolben feststehenden Hohlrad und einem um die Exzen­ terwelle liegenden am Gehäuse feststehenden Ritzel gebil­ det ist.

Bei derartigen Maschinen wird üblicherweise das Schmier­ und Kühlöl über axiale und radiale Bohrung in der Welle in das Gleitlager des Exzenters und von dort in die Kühlhohlräume des Kolbens sowie unmittelbar in das Ge­ triebe und an die Außenseite des Kolbens zugeführt. Sowohl die Lagerschmierung wie die Kühlung des Kolbens erfordern einen ganz erheblichen Durchsatz von unter Druck stehendem Öl, das zwischen Kolben- und Gehäuse­ seitenwänden vordringt und dort durch Ölinnendichtungen, sogenannten Kratzringen, von den Arbeitsräumen und den Verbrennungsvorgängen ferngehalten werden muß, um nicht untragbare Abgaswerte zu verursachen. Die Ölinnendich­ tungen sind jedoch aufwendig und zudem nicht zuverlässig. Desweiteren benötigen sie Bauraum zwischen dem Hohlrad des Getriebes und den axialen Gasdichtungen und engen damit andere konstruktive Möglichkeiten ein.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Kreislauf des unter Druck stehenden Öls für die Schmierung des Gleitlagers und für die Kühlung des Kolbens von den Zwischenräumen zwischen den Gehäuseseitenwänden und dem Kolben und von den Gasdichtungen des Kolbens fernzuhalten.

Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Maschinen mit den in den Ansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Brennkraftmaschine in der Ebe­ ne I-I in Fig. 2

Fig. 2 einen Radialschnitt durch die gleiche Maschine wie in Fig. 1 in Ebene II-II in Fig. 1

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ein­ bauteiles von seiner in Fig. 1 linken Seite her gesehen

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des gleichen Bauteiles von seiner in Fig. 1 rechten Seite her gesehen.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt in senkrechter in der Achse der Exzenterwelle liegenden Ebene. Das Gehäuse 1 dieser Maschine besteht aus dem linken Seitenteil 2, dem Mantelteil 3 mit zweibogiger trochoidenförmiger Mantellauf­ bahn 4 und dem rechten Seitenteil 5. In den Seitenteilen 2 und 5 ist die Exzenterwelle 6 bei 7 und 8 gelagert. Auf ihrem Exzenter 9 läuft ein dreieckiger Kolben 10 auf einem als Gleitlager ausgebildeten Exzenterlager 11 in planeten­ förmiger Bewegung um. Auf der linken Seite des Kolbens 10 ist ein aus einem an diesem feststehenden Hohlrad 12 und einem um die Exzenterwelle 6 liegenden, mit der Seiten­ wand 2 des Gehäuses 7 festverbundenen Ritzel 13 bestehen­ des Synchrongetriebe 14 vorgesehen.

Der Kreislauf des das Exzenterlager 11 und das Synchronge­ triebe 14 schmierenden und den Kolben 10 kühlenden Druck­ öles beginnt in einer axialen Bohrung 15 in der Exzenter­ welle 6 und führt über radiale Bohrungen 16 im Exzenter 9 in das Exzenterlager 11. Aus dem Exzenterlager 11 tritt das Öl seitlich einerseits in den Raum des Synchronge­ triebes 14 und andererseits nach rechts in einen zwischen Kolben 10 und Exzenter 9 liegenden Ringraum 17, der von einer in einer Ausdrehung im Kolben liegenden, am Exzen­ ter 9 gleitenden Dichtring 18 aus elastomerem ölfestem Gleitmaterial abgeschlossen ist. Von diesem Ringraum 17 gelangt das Öl über Bohrungen 19 im Kolben 10 in dessen Kühlhohlräume 20 und von dort über Bohrungen 21 in den Raum des Synchrongetriebes 14.

An der linken Seitenwand des Kolbens 10 ist innerhalb des Synchrongetriebes 14 ein Einsatzteil 22 verschraubt, das mit einem zur Exzenterwelle 6 koaxialen Dichtring 23 und einem zur Exzenterwelle 6 exzentrischen Dichtring 24 den Raum des Getriebes 14 gegenüber den übrigen Gehäuse­ räumen abschließt und insbesondere verhindert, daß das vom Exzenterlager 11 und von den Bohrungen 21 aus dem Kolben 10 zufließende Öl in andere Räume der Maschine, insbesondere in den Spaltraum zwischen Kolben 10 und linken Seitenteil 2 eindringen kann.

Dieses Einsatzteil ist in Fig. 3 und 4 perspektivisch dargestellt. Es ist aus einem zur Exzenterwelle 6 koaxialen nach beiden Seiten offenen Hohlzylinder 25 und einem zur Exzenterwelle 6 exzentrischen nach dem Synchrongetriebe 14 zu abgeschlossenen und nach dem linken Seitenteil 2 zu offenen Hohlzylinder 26 gebildet. Die zylindrischen Außen­ flächen dieser Hohlzylinder 25 und 26 gehen im Exzentri­ zitätsminimum des Exzenters 9 tangential ineinander über, wobei der koaxiale Hohlzylinder 25 die doppelte axiale Länge aufweist wie der exzentrische vor dem Hohlrad 12 des Synchrongetriebes 14 anliegende Hohlzylinder 26, dessen linker Rand in der Ebene der linken Seitenwand des Kol­ bens 10 liegt. Um die Außenfläche des exzentrischen Hohl­ zylinders 25 liegt der im Querschnitt quadratische Dicht­ ring 24, der mit seiner Außenseite an einer Schulter 27 des Kolbens 10 fest anliegt und am Hohlzylinder 25 anläuft, wobei er ebenfalls die linke Seitenwand des Kolbens 10 nicht überragt. An der Außenwand des koaxialen Hohlzylin­ ders 25 gleitet der im Querschnitt ebenfalls quadratische Dichtring 23, der axial in einer Schulter 28 der Wellen­ bohrung 29 des linken Seitenteils 2 fest anliegt. Damit ist der öldurchströmte Raum des Getriebes 13 sowohl radial wie axial gegenüber den übrigen Gehäuseräumen abgedichtet.

Das Einsatzteil 22 ist am Exzenter 9 mit der Schraube 30 befestigt, die in einem im wesentlichen sichelförmigen Ansatz 31 versenkt ist, der zwischen Hohlrad 12 und Ritzel 13 an der linken Seitenwand 32 des Exzenters 9 anliegt und dort von der Schraube 30 angepreßt wird. Der sichelförmige Ansatz 31 ist ferner durch Paßstifte 33 und 34 gegen Verdrehung gesichert (Fig. 3 und 4).

In dem Zwischenraum zwischen dem Ritzel 13 und dem sichel­ förmigen Ansatz 31 ist in der Seitenwand 32 des Exzen­ ters 9 eine Ausnehmung 35 für den Ölabfluß aus dem Getrie­ beraum in den Hohlzylinder 26 vorgesehen. Im linken Sei­ tenteil 2 ist für die Rückführung des Öls zu einer nicht dargestellten Ölpumpe eine hinter dem konzentrischen Dichtring 23 mündende schräge Abflußbohrung 36 vorgesehen, die mit dem Raum zwischen dem zur Erweiterung des Ölweges ausgedrehten, im linken Seitenteil 2 befestigten Halte­ rungsteil 37 des Ritzels 13 und dem Hohlzylinder 26 in Verbindung steht.

Der Verlauf der Strömung des unter Druck stehenden Schmier­ und Kühlöls verläuft über die axiale Bohrung 15 und die radialen Bohrungen 16 im Exzenter 9 zum Exzenterlager 11, von dessen Seiten es einerseits in die Verzahnung des Synchrongetriebes 14 und andererseits über den Ringraum 17 in die Bohrungen 19, 20 bzw. die Kühlhohlräume des Kol­ bens 10 gelangt. Auf beiden Wegen fließt das Öl in den Raum des Synchrongetriebes 14 und von da durch den Ringraum zwischen dem Halterungsteil 37 für das Ritzel 13 und dem Hohlzylinder 26 in die Abflußbohrung 36, von wo der Öl­ kreislauf über eine Ölpumpe zur axialen Bohrung 15 in der Exzenterwelle 6 geschlossen wird.

Bezugszeichenverzeichnis

1 Gehäuse
2 linkes Seitenteil
3 Mantelteil
4 Mantellaufbahn
5 rechtes Seitenteil
6, 6′ Exzenterwelle
7, 8 Lager von 6
9, 9′ Exzenter
10, 10′ Kolben
11, 11′ Exzenterlager
12 Hohlrad
13 Ritzel
14, 14′ Synchrongetriebe
15, 15′ axiale Bohrung in 6
16, 16′ radiale Bohrung in 6
17 Ringraum
18 Dichtring
19 Bohrungen für Ölzutritt
20 Kühlhohlräume im Kolben
21, 21′ Bohrungen für Ölaustritt
22 Einsatzteil
23 koaxialer Dichtring
24 exzentrischer Dichtring
25 exzentrischer Hohlzylinder
26 koaxialer Hohlzylinder
27 Schulter an 10
28 Schulter an Wellenbohrung
29 Wellenbohrung
30 Schraube für 31
31 sichelförmiger Ansatz
32 linke Seitenwand
33, 34 Paßstifte
35 Ausnehmungen 31
36 Abflußbohrung
37 Halterungsteil für 12

Claims (3)

1. Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit gleitgela­ gertem ölgekühltem Kolben und einem Gehäuse, das aus zwei Seitenteilen und einem Mantelteil mit zweibogiger trochoidenförmiger Mantellaufbahn besteht und axial von einer in den Seitenteilen gelagerten Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein dreieckiger Kolben gesteuert von einem Synchrongetriebe umläuft, das im Kolben zwischen dem Exzenter und einem der Seitenteile vorgesehen ist und aus einem am Kolben feststehenden Hohlrad und einem um die Exzenterwelle liegenden am Gehäuse feststehenden Ritzel gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Exzenter (9) zwischen Hohlrad (12) und Ritzel (13) des Synchrongetriebes (14) ein dieses abdeckendes Einsatzteil (22) angeordnet ist, das mit einem zur Exzenterwelle (6) koaxialen, an einer Schulter (28) der Wellenbohrung (29) im an­ liegenden Seitenteil (2) angeordneten zur Exzenterwelle koaxialen Dichtring (23) sowie einem an einer Schulter (27) des Sitzes des Hohlrades (12) im Kolben (10) angeordneten zur Exzenterwelle (6) exzentrischen Dicht­ ring (24) gegenüber den übrigen Räumen des Gehäuses (1) gleitend abgedichtet ist, und daß ferner das Ex­ zenterlager (11) auf der vom Synchrongetriebe (14) abliegenden Seite durch einen zwischen Exzenter (9) und Kolben (10) liegenden Dichtring abgedichtet ist.

2. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) An der Seitenwand (32) des Exzenters (9) ist das Einsatzteil (22) mit einem zwischen Hohl­ rad (12) und Ritzel (13) angeordnetem sichel­ förmigen Ansatz (31) befestigt, daß einen nach beiden Seiten offenen Hohlzylinder (26) aufweist, der mit einem Abstand konzentrisch um das Halterungsteil (37) des Ritzels (13) liegt, sowie einen nach dem Seitenteil (2) offenen und nach dem Synchrongetriebe (14) geschlossenen dieses abdeckenden und zur Exzen­ terwelle (6) exzentrischen Hohlzylinder (25), wobei dieser in den konzentrischen Hohlzy­ linder (26) auf der Seite des Exzentrizitäts­ minimums des Exzenters (9) tangential über­ geht.
• b) Am zum Halterungsteil (37) konzentrischen Hohlzylinder (26) ist der Dichtring (23) glei­ tend angeordnet, der in einer Schulter (28) der Wellenbohrung (29) im Seitenteil (2) axial festanliegt und am zur Exzenterwelle (6) ex­ zentrischen Hohlzylinder (25) ist der Dicht­ ring (24) gleitend angeordnet, der in einer Schulter (27) des Kolbens (10) radial festan­ liegt, wobei beide Dichtringe (23, 24) den Raum des Synchrongetriebes (14) gegenüber den übrigen Räumen des Gehäuses (1) gegen das das Exzenterlager (11), Kolben (10) und Synchrongetriebe (14) durchströmende Drucköl abdichten.
• c) Zwischen dem Halterungsteil (37) für das Ritzel (13) und dem zu diesem konzentrischen Hohlzylinder (26) ist ein Ringraum für den Abfluß des Öls aus dem Raum des Synchronge­ triebes (14) nach einer Abflußbohrung (36) im anliegenden Seitenteil (2) vorgesehen.
• d) An der vom Synchrongetriebe (14) abliegenden Seite ist neben dem Exzenterlager (11) im Kolben (10) ein Ringraum (17) für das aus dem Exzenterlager (11) seitlich austretende Öl angeordnet, der von einem am Exzenter­ lager (9) gleitenden Dichtring (18) abgeschlos­ sen ist, der am Kolben (10) festanliegt.
• e) Von dem Ringraum (17) in den Kolben (10) füh­ ren Bohrungen (19) in die Kühlhohlräume (20) im Kolben (10), von wo weitere Bohrungen (21) in den Raum des Synchrongetriebes (14) zum Abfluß des Kühlöls vorgesehen sind.

3. Rotationskolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsteil (37) des Ritzels (13) des Synchrongetriebes (14) innerhalb des mit dem Halterungsteil (37) koaxialen Hohlzylinders (26) des Einsatzteils (22) eine Ausdrehung aufweist.