DE4005023A1

DE4005023A1 - Lager- und getriebeanordnung einer rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE4005023A1
Application number: DE4005023A
Authority: DE
Inventors: Dankwart Eiermann
Original assignee: Wankel GmbH
Current assignee: Gnieser Auto-Technik 71404 Korb De GmbH
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-03-14
Also published as: JPH06102962B2; US5011385A; JPH03100301A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenbrenn kraftmaschine mit einem aus zwei Seitenteilen und einem Mantelteil mit zweibogiger trochoidenförmiger Mantellaufbahn bestehenden Gehäuse, das von einer Exzenterwelle axial durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein dreieckiger, von einem Synchrongetriebe gesteu erter Kolben unter ständiger Anlage seiner Ecken an der Mantellaufbahn entlanggleitet, wobei das Syn chrongetriebe aus einem am Kolben feststehenden Hohl rad und einem konzentrisch um die Exzenterwelle lie genden, in einem Seitenteil feststehenden Ritzel besteht.

Das Hohlrad dieses Synchrongetriebes wird üblicher weise mit dem Kolben durch Verschrauben, Druck schweißen oder Einpressen verbunden, wobei Kolben und Hohlrad aus Materialien unterschiedlicher Eigen schaften bestehen. Um die Stoßbelastungen aufzunehmen, die bei Druckumkehr in den Arbeitskammern, insbeson dere bei Einsatz des Verbrennungstaktes bei Brenn kraftmaschinen entstehen, wurden auch elastische Verbindungen zwischen Hohlrad und Kolben vorgeschla gen, z.B. durch in fluchtende Bohrungen im Kolben und Hohlrad eingesetzte Hülsenfedern. Diese Anord nungen erforderten jeweils einen erheblichen Ferti gungs- und Montageaufwand und sie sind daher für billige Massenfertigung vor allem von kleinen Serien maschinen ungeeignet. Die Wärmebelastung des Kolbens durch die Verbrennungsvorgänge ergibt ein weiteres konstruktives Problem, sowohl bei unterschiedlichen Materialien für Hohlrad und Kolben wie vor allem beim Exzenterlager, dessen Lagerbuchse auf ihrer gesamten äußeren Oberfläche der Kontaktwärme des Kolbens ausgesetzt ist. Das Lager darf aber nicht auf die Um- und Zersetzungstemperaturen des Schmieröls erhitzt werden, was vor allem bei Wälzlagern, die nicht wie Gleitlager durch den Schmieröldurchfluß gekühlt werden, kritisch ist.

Es war daher die beiden vorgenannten Probleme berück sichtigende Aufgabe der Erfindung, eine Exzenter lager- und Hohlradanordnung zu finden, die in einer einfachen nur wenige Arbeitsgänge erfordernden Weise hergestellt werden kann, die unterschiedliche Wärme verzüge von Kolben und Hohlrad vermeidet und die den Wärmekontakt zwischen Kolben und Exzenterlager soweit als möglich verringert.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den An sprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine eingangs genannte Rotationskolbenbrennkraftma schine mit der erfindungsgemäßen Lager- und Getriebeanordnung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Kol bens der in Fig. 1 dargestellten Rota tionskolbenbrennkraftmaschine mit einge setzten Rollenlager im Axialschnitt.

Fig. 3 eine axiale Draufsicht auf den Kolben gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2.

Fig. 4 eine axiale Draufsicht auf den Kolben gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Maschine ist eine Brenn kraftmaschine mit gemischgekühltem Kolben 1 und einem Rollenlager 2 sowie einem wassergekühltem Gehäuse 3. Dieses Gehäuse 3 besteht aus dem linken Seitenteil 4, dem Mantelteil 5 mit der trochoidenförmigen zwei bogigen Mantellaufbahn 6 und dem rechten Seitenteil 7. Die Exzenterwelle 8 ist in den Seitenteilen 4 und 7 gelagert und weist einen Exzenter 9 auf, auf dem der Kolben 1 auf dem Rollenlager 2 umläuft. Zwi schen dem rechten Seitenteil 7 und dem Kolben 1 ist das Synchrongetriebe 10 vorgesehen, das aus dem im Kolben 1 feststehenden Hohlrad 11 und dem um die Exzenterwelle 8 liegenden, im linken Seitenteil 4 feststehenden Ritzel 12 gebildet ist.

Die Zahnung 13 des Hohlrades 11 ist über die ganze Breite des Kolbens 1 aus dessen Lagerbohrung 14 z.B. durch Stoßen oder Räumen herausgearbeitet. Von der in Fig. 1 und 2 rechten Seite des Kolbens 1 ist bis zur stehen bleibenden Zahnung 13 des Hohlrades 17 eine den Sitz der Lagerbuchse 15 des Rollenlagers 2 ergebende, zum Hohlrad 11 konzentrische weitere Boh rung 16 vorgesehen, deren äußerer Durchmesser zwischen den Zahngründen 17 und den Spitzen 18 der Zahnung 13 liegt, so daß im Bereich des Rollenlagers 2 diese Zahnung 13 bis auf einen Abstand z.B. der halben Zahnhöhe zum Zahngrund 17 abgetragen ist und Zahn stümpfe 19 entstehen, auf die die Lagerbuchse 15 eingepreßt wird, die Zahnung 13 des Hohlrades 11 aber stehen läßt. Diese Bohrung 16 kann auch vor Ausarbeiten der Zahnung 13 eingebracht werden, so daß dann zum Räumen nur der vollständigen Zahnung 13 des Hohlrades 11, sonst aber nur der Zahnstümp fe (19) aus der Bohrung 16 weniger Masse abgetragen werden muß. Nach Einsetzen der Lagerbuchse 15 ergeben sich demnach sie umgebende von den Zahnstümpfen 19 gebildete Kanäle 20.

Zur Sicherung der Lagerbuchse 15 gegen axiales Ver schieben ist ein auf ihrer in Fig. 1 und 2 rechten Seite ein Sprengring 21 vorgesehen, der mit seinem Rand auf den Zahnstümpfen 19 anliegt, die über die Lagerbuchse 15 nach rechts hinausreichen. Dieser Sprengring 21 läßt damit die axialen Kanäle 20 offen. Der Sprengring wird von drei abgewinkelten Laschen 22 gehalten, die im Kolben 1 am Rand der weiteren Bohrun g 16 verschraubt sind. Die Laschen 27 müssen gleiche Abstände voneinander haben, um ausgewuchtet zu sein. Da sie mit ihrem auf dem Sprengring 21 aufliegenden Fuß einzelne Kanäle 20 verdecken, ist es zweckmäßig, sie im Bereich der Kolbenecken 23 anzuordnen, also jeweils in der kühlsten Zone.

Für Massenfertigung von Kolben, bei denen an einen späteren Ausbau des Lagers 2 nicht gedacht ist, kann der Sprengring 20 in eine Nut in der weiteren Boh rung 16 eingepreßt sein. Er muß jedoch dann seiner seits eine mit den Kanälen 20 fluchtende Öffnungen einer Zahnung aufweisen, um diese Kanäle nicht abzu decken.

Die Ausbildung der Kanäle 20 hat den Zweck, einerseits den Übergang der aus den Verbrennungskammern über den Kolben geleiteten Kontaktwärme durch Reduzieren der Kontaktfläche zwischen Kolben und Lagerbuchse etwa auf ein Drittel zu vermindern. Andererseits werden die Kanäle 20 ebenso wie der Kolben 1 selbst von diesen kühlenden durch ihn angesaugten Kraft stoff-Luftgemisch bzw. von Ansaugluft durchströmt, womit das Rollenlager 2 wirksam gekühlt wird.

1 Kolben
2 Rollenlager
3 Gehäuse
4 linkes Seitenteil
5 Mantelteil
6 Mantellaufbahn
7 rechtes Seitenteil
8 Exzenterwelle
9 Exzenter
10 Synchrongetriebe
11 Hohlrad
12 Ritzel
13 Zahnung von 11
14 Lagerbohrung
15 Lagerbuchse
16 weitere Bohrung
17 Zahngrund
18 Zahnspitzen
19 Zahnstümpfe
20 axiale Kanäle
21 Sprengring
22 Laschen
23 Kolbenecken

Claims

1. Lager- und Getriebeanordnung einer Rotationskolben brennkraftmaschine aus zwei Seitenteilen und einem Mantelteil mit zweibogiger trochoidenförmiger Mantel laufbahn bestehenden Gehäuse, das von einer Exzenter welle axial durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein dreieckiger von einem Synchrongetriebe gesteuerter Kolben unter ständiger Anlage seiner Ecken an der Man tellaufbahn entlanggleitet, wobei das Synchrongetriebe aus einem am Kolben feststehenden Hohlrad und einem konzentrisch um die Exzenterwelle liegenden, in einem Seitenteil feststehenden Ritzel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung (13) des Hohl rades (11) aus der Lagerbohrung (14) herausgearbeitet ist und daß in die Lagerbohrung (14) eine weitere Boh rung (16) von der vom Synchrongetriebe (10) abliegenden Seite des Kolbens (1) bis zum Hohlrad (11) konzentrisch eingebracht ist, deren Durchmesser zwischen den Zahn spitzen (18) und den Zahngründen (17) liegt, so daß Zahnstümpfe (19) stehen bleiben, auf die die Lager buchse (15) eingesetzt ist und sich Kanäle (20) zwei schen der Lagerbuchse (15), den Zahnstümpfen (19) und den Zahngründen (17) ergeben.

2. Lager- und Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Bohrung (16) vor Ausarbeitung der Zahnung (13) eingebracht ist.

3. Lager- und Getriebeanordnung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstümpfe (19) die halbe Höhe oder bis zu zwei Drittel der Höhe der Zah nung (13) des Hohlrades (11) aufweisen.

4. Lager- und Getriebeanordnung nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung (13) des Hohl rades (11) durch Stoßen oder Räumen ausgearbeitet ist.

5. Lager- und Getriebeanordnung nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (15) gegen axiales Verschieben durch einen Sprengring (21) auf ihrer vom Synchrongetriebe (10) abliegenden Seite ge sichert ist.

6. Lager- und Getriebeanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (1) im Bereich seiner Ecken (23) Laschen (22) zur Befestigung des mit seinem Rand an den Zahnstümpfen (19) anliegenden Sprengrings (21) vorgesehen sind.

7. Lager- und Getriebeanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengring (21) in eine umlaufende Nut in der weiteren Bohrung (16) einge preßt ist und am Rand eine mit den Kanälen (20) fluch tende Zahnung aufweist.