DE6922376U

DE6922376U - Gehaeuseendteil fuer kreiskolbenmotor.

Info

Publication number: DE6922376U
Application number: DE6922376U
Authority: DE
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1968-06-06
Filing date: 1969-06-04
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE1928467A1; GB1242958A; US3575537A

Description

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TOYO KOGYO CO., ITB.
Aki (Hiroshima, Japan)

Gehäuseendteil für Kreiskolbenmotor

Die Erfindung betrifft einen Gehäuseendteil für einen Kreiskolbenmotor, insbesondere einen trochoidenförmigen Kreiskolbenmotor, wobei die Innenwandung des Gehäuseendteils in. einem Streifenmuster v/ärmebehandelt ist.

Die nachstehend einfach als Gleitfläche bezeichnete Innenwandung des Gehäuseendteils eines üblichen trochoidenför— inigen Kreiskolbenmotors steht mit verschiedenen Dichtmitteln in Reibungsberührung, die auf dem Läufer montiert sind. Diese Ijnienwandung ist mit einem gespritzten Überzug aus Molybdän versehen oder hartverchromt, um den Verschleiß herabzusetzen. Die Ausbildung einer verschleißfesten Gleitfläche, insbesondere durch Hartverchromen, erfordert einen beträchtlichen Arbeits- und Kapitalaufwand. Die Massenfertigung der üblichen Gehäuseendteile ist mit Schwierigkeiten und wegen der Verwendung eines teuren Metalls mit hohen Kosten verbunden. Die bekannte Oberflächenhärtung kann auf die Innenwandung des Gehäuseendteils nicht angewendet werden, weil bei dünnwandigen Konstruktionen selbst an den ebenen Teilen große Härtespannungen auftreten.

Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß bei einer Oberflächenhärtung, beispielsweise einer Hochfrequenzhärtung, durch die ein Streifenmuster aus zahlreichen schmalen Härtesonen

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gebildet wird, selbst in den ebenen Teilen die Härtespannungen viel kleiner sind als bei der Härtung der ganzen Fläche. Ferner wurde festgestellt, daß der Verschleiß des Gehäuseendteils nicht gleichmäßig ist, und wurde das vorstehend erwähnte Härteverfahren suf die eigentliche Gleitfläche beschränkt. Auf diese Weise wurde der gewünschte Gehäuseendteil der vorstehend beschriebenen Art erhalten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung ■eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Herstellen von genügend verschleißfesten Gehäuseendteilen für Kreiskolbenmotoren "bei niedrigen Kosten, wobei ein Motor von längerer Lebensdauer erhalten werden soll.

Sie Srfindim²?" schafft für einen trochoidenförmi-^en Kreiskolbenmotor einen Gehäuseendteil, dessen Innenwandung mit Bichtinitteln, die auf einem Läufer des Motors montiert sind, in Reibungsberührung gehalten wird, wobei die Innenwandung einen wärmebehandelten Flächenbereich besitzt, der zahlreiche schmale, wärtsebehandelte Zonen enthält, die ein Streifenmuster bilden und flTiatärtfi von einer Umhüllenäen von Orten angeordnet sind_ die von Öldichtungen beschrieben werden, die an Stirnflächen des

sind.

Erfindungsgemäß ist die dem Verbrennungsgas ausgesetzte ims¹ eines trochoidenförmigen Kreiskolbenmotors auf einer Fläche wärmebehandelt, die ein Streifenmuster bildet und nur außerhalb einer Umhüllenden von Orten angeordnet ist, die von des auf dem Läufer montierten Dichtmittel beschrieben werden, so daß die nach teiligen Folgen der Wärmebehandlung herabgesetzt "»erden „

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen "beschrieben. In diesen zeigt

1 im längssciinitt einen Kreiskolbenmotor, der mitdem erfindungsgemäßen Gehäuseendteil versehen ist _t

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

Fig. 3 in einer Stirnansicht den erfindungsgemäßen Gehäuseendteil.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Kreiskolbenmotor, dessen Gehäuse aus zwei parallelen Gehäuseendteilen 1, 1 und einem ovalen, mittleren Gehäuseteil 2 besteht, der zwischen den Gehäuseendteilen 1, 1 angeordnet Ist. In diesem Gehäuse ist ein polygonförmiger Läufer 3 angeordnet, der exzentrisch umlaufen kann. Ein gasdichter Abschluß des Läufers 5 wird durch Eckendichtungen 4 bewirkt, die an den Ecken des Läufers angeordnet sind, ferner duräh Seitendichtungen 5, die unter Zwischenschaltung von Federelementen an den Stirnflächen des Kolbens angeordnet sind, und durch Eantendichtungen 6. Der Kolben führt nacheinander folgende Hübe aus: Einen Saughub, in dem ein Gasgemisch durch, eine Ansaugöffnung 7 oder 7" angesaugt wird; einen Verdichtungshub, in dem das Gasgemisch verdichtet wird; einen Ärbeits— hub, in dem das Gas mittels einer Zünd— oder Glühkerze 8 gezündet und verbrannt wird; und einen Auspuffhub, in dem das Yerbren— nungsgas durch eine Auspufföffnung 9 herausgeschoben wird. Der auf den Läufer 3 ausgeübte Gasdruck wJLrd in ein Drehmoment umgewandelt, das auf die ¥elle 10 ausgeübt wird. Das Gehäuse kann mit mehreren Hippen versehen sein, so daß eine Luftkühlung erzielt wird, oder es kann zur Flüssigkeitskühlung mit einem Kühlkanal 11 versehen sein. Jeder Läufer Ist ferner mit einer Kühl— kammer 12 versehen, in der sum Kühlen des Motors öl umgewälzt

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wird. Das Gehäuse und die Läufer sind vorzugsweise so dünnwandig wie möglich, damit die Kühlwirkung verbessert wird.

Die Gleitfläche wird von einer inneren Umhüllenden 15 der durch die Bewegung der Öldichtungen 14 "beschriebenen Orte und die äußere Begrenzung 16 der Fläche "begrenzt, die durch die Bewegung der Eckend ich tungen 4 "beschrieben wird. Zum Schutz dieser Gleitfläche vor einem Verschleiß durch die verschiedenen Dichtungen, die mit der Oberfläche der dünnen Innenwandung 13 jedes Gehäuseendteils 1 in Berührung stehen, hat man die Gleitfläche in ihrer ganzen Ausdehnung mit einem Streifenmuster aus radialen, gehärteten Zonen versehen. Es hat sich gezeigt, daß diese Ausbildung zu einem starken Verschleiß der Öldichtungen führt und daß die Härtespannungen zur Mitte des Gehäuseendteils hin zunehmen. Daher ist eine derartige Ausbildung von gehärteten Zonen wegen der dabei auftretenden Härtespannungen unzweckmäßig. Es ist bekannt, daß ein vorzeitiger Verschleiß der Öldichtung zu einem größeren Ölverbrauch und zu einer geringeren leistung des Motors führt. !Ferner sind bei der Anwendung des vorstehend angegebenen Härtemusters insbesondere in dem umfangsnahen Teil der Gleitfläche so viele gehärtete Zonen wie möglich erforderlich, damit die Verschleißfestigkeit der Gleitfläche möglichst gleichmäßig ist. Im inneren Bereich der Gleitfläche sind daher die Abstände zwischen den gehärteten Zonen sehr klein. Außerdem ist es technisch sehr schwierig, die Breite jeder gehärteten Zone genau zu begrenzen, damit alle Teile im wesentlichen dieselbe Härte haben. In der Praxis sind Überlappungen der gehärteten Ikonen im inneren Bereich der Gleitfläche unvermeidbar, so daß sich die Härtespannungen addieren und zu örtlichen Verformungen führen. Diese erfordern wieder einen erhöhten Arbeitsaufwand für die nach dem Härten durchzufuhrende Oberflächenbearbeitung, z. B. durch Schleifen.

Angesichts der vorstehenden Erkenntnisse ist erfindungsgemäß der Gehäuseendteil nur in dem außerhalb der äußeren Umhüllenden 17 der von der gleitenden Öldichtung 14 beschriebenen liegenden Orte oder dem dieser Umhüllenden "benachbarten Teil der G-leitflache gehärtet. Auf diesem Teil öer Gleitfläche a werden zahlreiche gehärtete Zonen 18 in Fora eines rmsters vob radialen Streifen gebildet, so daß die Lebensdauer der Öldiehtungen 14 verbessert und die Verschleißfestigkeit der Gehäuseendteile erhöht wird. Gewisse Bedenken bestanden hinsichtlich der Verschleißfestigkeit des Gleitflächenteils b, der keinen Teil der gehärteten Fläche 18 enthält. In diesem Bereich gleite*· jedoch die Seitendichtung 5 mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit. Ferner ist die GleitgeschwindIgkeit der Öldichtung niedriger als die der Gasdichtung. Außerdem wird die von der öldichtung 14 auf die Gleitfläche ausgeübte Kraft nur von der elastischen Kraft der i¹ euer elemente und dem Druck des durehgebiaseneii Gases erzeugt und ist diese Druckkraft viel kleiner als die Andrückkraft der Gasdichtung. Es hat sich daher gezeigx, daß die an sich vorhandene Verschleißfestigkeit des Werkstoffs der Gehäuseendtelle für die Aufnahme des auf den Kolben ausgeübten Drue's es genügt und kein übermäßiger Verschleiß auftritt.

Nachstehend wird eine Ausführungsform eines Gehäuseendteils beschrieben, das aus einem besonderen Gußeisen besteht und in einem in Fig. 5 gezeigten Kreiskolbenmotor für einen Personenwagen verwendet wird . Die Hartespannungen, die in einer Konstruktion auftreten, In der sechzig verschiedene gehärtete Zonen in Form eines Musters von radialen Streifen über der ganzen Gleitfläche bei einer Wandstärke von 5 nan erzeugt wurden, betrugen die Hälfte bis ein Drittel der Härtespannungen, die In des Gehäuseendteil auftraten, wenn dieser in der üblichen Welse auf seiner ganzen Fläche in einer Tiefe von 0,4 - 0,7 mm gehärtet wurde. Der erfindungsgemäße Gehäuseendteil wurde mit gehärteten Zonen in derselben Anzahl versehen, wobei die Spannungen nur ro.

eines· Ausmaß von 0,1 sun vorfanden waren. Danach wuxde der vorstehend beschriebene Motor mit den erfindxjngsgemäß behandelten und danach gefrästen und geschliffenen Sehäuseencl teilen praktisch erprobt. Dabei zeigte sich ein gleichmäßiger Verschleiß der Dichtungen, weil sich diese über zwei einander benachbarte, gehärtete Zonen erstreckten, wobei der Verschleiß der Seiten— dichtung nur etwa halb so groß war v/ie der Verschleiß der Seitend ich tune, die lait einem Gehäuseendteil in Berührung stand, der auf seiner ganzen Fläche gehärtet worden war. Dadurch wurde die Verlängerung der Standzeit der Seitendichtungen bestätigt. In einer anderen Ausführungsform clieb die G-Ieitflache in einer der Ansaugöffnung 7' benachbarten Fläche c ungehärtet, damit dort Keine Härterisse auftreten konnten. In diesem Bereich trat kein besonders bemerkbarer Verschleiß auf, u. a. deshalb, weil in dem vorstehend angegebenen Bereich auf die Seitendichtung kein Gasdruck ausgeübt wird. Die Seitendicbiimg konnte daher vorteilhaft verwendet werden.

Vorstehend wurden nur Gehäuseendteile beschrieben, die gemäß den Zeichnungen mit gehärteten Zonen in Form von Mustern von radialen Streifen versehen waren. Ähnliche Ergebnisse kann man jedoch erzielen, wenn man eine Fläche härtet, die ein anderes Muster bildet, z. B. ein Spiralmuster oder ein konzentrisches Muster. Man kann auf der Gleitfläche im Bereich der Nebenachse des Gehäuseendteils oder in dem Bereich, in dem der Arbeitshuc durchgeführt wird, eine Anzahl von gehärteten Zonen konzentrieren. Je nach den Betriebsbedingungen kann die Verschleißfestigkeit des Gehäuseendteils auch dadurch erhöht werden, daß der Anteil der gehärteten Fläche an der gesamten Gleitfläche vergrößert wird.

V/ie vorstehend beschrieben wurde, ist der Gehäuseenäteil für ien Kreiskolbenmotor erfindungsgemäß mit zahlreichen erhärteten Zonen versehen, die auf der Gleitfläche in Form eines

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Musters ττοη radialen Streifen auswärts "von der äuSeren äen der Orte Torgeselieii säjid, die dureii die gleitenden Öldiehtungen oeseirieoen -werden. Die auf diese lieise erhaltenen Genäuseendteile seicimen sica durcs eine ausgezeiehnete Yerscbleißfestiglceit und geringe Härtespannungen aus. Ferner lcann das Schleifen nach dein Härten ia äußerst kurzer Zeit durchgeführt werden. Außerdem sxnä diese Gehäuseendteile für die Kassenfertigung geeignet unä ikönnen sie mit viel geringeren Kosten hergestellt werden als die üblichen Gehäuse endteile.

Claims

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Td. leu L&nsprüche:

1. GeibJtuseendteil für einen troehoidenförmigen Kreiskolbenmotor, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenwandung des Gehäuseendteils, die mit auf dem läufer des Motors angebrachten Dlchtelementen in Reibungsberührung steht, einen wärmebehandelten !PlächenbereieiL "besitzt, der zahlreiche schmale, v/ärmebehandelte Zonen besitzt, die ein Streifenmuster "bilden und auswärts von einer Umhüllenden von Orten angeordnet ist, die ύοπ Öldichtungen "beschriehen v/erden, die an Stirnflächen des Läufers angebracht sind.

2. Gehäuse endteil nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der wärmehehandelte Flächenbereich zahlreiche schiaale, -wärnie"behandelte Zonen enthält, die sich radial durch die Mittellinie der Läuferwelle des Motors erstrecken und ein Streifenmuster "bilden.

5. Gehäuseendteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmehehandelte Plächenhereich zahlreiche schmale, wärmehehandelte Zonen umfaßt, die in Bezug auf die Mittellinie der Läuferwelle des Motors konzentrisch oder spiralförmig angeordnet sind -^nd ein Streifenmuster "bilden.

4. Gehäuseendteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begrenzung des wärmebehandelten Plächenbereichs von der äußeren Begrenzung der von Eckendichtungen bestrichenen Fläche gebildet wird.

5. Gehäuseendteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ansaugöffnung für das gasförmige Kraftstoffgemisch ein kleiner wärmebehandlungsfreier Flächenbereich vorhanden ist.