EP0330674B1

EP0330674B1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: EP0330674B1
Application number: EP88900352A
Authority: EP
Inventors: Ludwig Elsbett; Günter Elsbett; Klaus Elsbett
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-01-02
Filing date: 1988-01-01
Publication date: 1990-12-12
Anticipated expiration: 2008-01-01
Also published as: DE3861284D1; AU1055688A; WO1988005124A1; EP0330674A1

Description

Es sind keine Verbrennungsmotoren mit axialer Zylinderanordnung um eine Tamelwelle herum mit einem taumelscheibenartigen Kurbeltrieb bekannt, die Schmierung und Kühlung des Motors mit dem gleichen flüssigen Medium vorschlagen. Die DE-OS 2736023 hat keine Kühlung und Schmierung mit dem gleichen Medium, während die DE-OS 2825870 keinen Taumelscheibentrieb vorstellt. Bei Verbrennungsmotoren mit Taumelscheibentrieb, die bekanntlich gewicht-leistungsmäßig sehr kompakt bauen, interessiert die Frage un steht die Aufgabe, am Baugewicht enzusparen und die gesamten Schmierungs- und Kühlungsvorrichtungen zu vereinfachen. Dies kann mit einer gemeinsamen Kühl- und Schmieranordnung erreicht werden. Zweck der Erfindung ist weiter die Vereinfachung der Kreisläufe, die flexibel für unterschiedliche Kühlanforderugen (Flugzeug- oder LKW-, Aggregats- oder Schiffsmotor) sein sollen, sowie die Anwendung einer wärmedämmenden Motorentechnologie für Kühlung und Schmeirung von Axialmotoren.
Die Lösung der Aufgabe ist dem Anspruch 1 zu entnehmen. Sie besteht darin, daß das gleiche Medium für Kühlung und Schmierung verwendet wird, wobei der Kreislauf des Mediums aufgezweigt wird in einen inneren und einen äußeren Kreislauf und diese Aufzweigung der Wege im Steuergehäuse und Lagerstuhl erfolgt, und weiter in der Anordnung einer zentralen Verteilernut, bei der die verschiedenen Kühl- und Schmierkreislauf-Kombinationen durch einfaches Umstecken von Querschnittssperren frei gewählt werden können, ohne Bauteilvarianten hervorbringen zu müssen. Die Erfindung ist anhand eines Beispieles am besten zu verstehen.
Fig. 1 zeigt eine Hälfte eines Axialmotor, der die oszillierende Bewegung der Kolben (13) in den Zylidern (14), die axial um eine Taumelwelle (15) herum angeordnet sind, in eine Drehung der Taumelwelle umsetzt. Die Zylinder werden durch Köpfe (16) abgedeckt und diese ihrerseits von einem Steuergehäuse (17), welches gleichzeitig über den Lagerstuhl (18) mit dem Motorgehäuse (34) verbunden ist. Das Steuergehäuse auf jeder Motorseite weist zwei Ölpumpen (1) und (2) auf, welche von der Kurbelwelle (15) angetrieben werden. Durch in Fig. 2 beschriebenes Verfahren gelangt das Öl in Pfeilrichtung entweder in die Kurbelwelle (über Raum (19)) und bildet einen Schmier- und Spritzölkreislauf, oder es gelangt in Ringraum (20) und bildet den Kühlkreislauf.

Kühlkreislauf

Von Ringraum (20) fließt das Öl in die Ringräume (21) der einzelnen Zylinder. Diese Ringräume (21) dienen der Umspülung des Zylinderbereichs, der durch die Kolbenkrone von Spritzöl (22) ständig abgedeckt ist. Das Öl gelangt in eine Ringsammelnut (23) im Kopf (16), von der es durch eine Bohrung (24) in das Steuergehäuse (17) fließt, von wo es zurück in den Ölbehälter (25) gelangt. Die Ringräume (20) auf beiden Seiten sind durch Rohre (26) verbunden.

Schmier- und Spritzölkreislauf

Durch die Taumelwelle (15) kann das Öl von einer Seite von Ringraum (19) auf die andere Seite fließen und gewährleistet eine Schmierung der Grundlager. Im Kubelzapfen befinden sich Bohrungen (27), durch die das Öl in den Raum zwischen Zapfen und einer Hülse (33) gelangt, auf der einzelne Pleuel (29) schwenkbar gelagert sind. Durch in Fig. 3 beschriebenes Verfahren gelangt das Öl durch Pendelring (28) und Pleuel (29) in den Bolzen (30) und von da in das Verbindungsstück (31) beider Kolben. Heirdruch kann allen bewegten Teilen Schmierung zugeführt werden. Durch Spritzdüsen tritt das Öl am Teil (31) aus und kühlt und schmiert Kolben und Zylinderwand durch einen darauf gerichteten Strahl (22). Das so durch Schmieren und Spritzen verlorene Öl sammelt sich im Gehäuse (18) und wird dem Ölbehälter (25) zugeführt.
Fig. 2 (Schnitt A-A) zeigt einen Schnitt des Ringraumes (32) in Lagerstuhl (18) und schematisch die auf diesen Ringraum mündenden Bohrungen (Fig. 2). Die im Steuergehäuse eingebauten Ölpumpen (1) und (2) saugen das Öl aus dem Ölbehälter und befördern es in den Ringraum (32).
Die sternförmig nach außen führenden bzw. von außen kommenden Bohrungen sind: Leitugen von Pumpe (1) und (2) und Leitungen (3), (4) und (11) für Anschlüsse externer Geräte wie Filter, Kühler, Thermostat und Manometer. Die Bohrungen (10) führen das Öl ins Innere der Taumelwelle (15) über Raum (19), und die Bohrung (9) verbindet den Ringraum (32) mit dem Ringraum (20) auf der Rückseite des Lägerstuhls (18). Die Bohrungen (38) führen jeweils zu Überdruckventilen. Der Ringraum ist durch fünf herausnehmbare Sperrklötze (5), (6), (7), (8) und (12) in Ringabschnitte aufgeteilt. Folgende Anordnungen sind möglich, (Klötze (5) und (8) bleiben dabei stets in der gezeigten Position):
Anordnung 1: Pumpe (1) und (2) als Sechmierölpumpen (mit Filterung und Kühlung): (6) wird entfernt (Anschluß (11) dicht): Öl fließt über (3) zum Filter und Kühler nach (4) und durch Löchern (10) in die Taumelwelle. Bohrung (9) ist durch Klötze (12) und (8) gesperrt (wird nur eine Pumpe benutzt, werden die Anschlüsse der anderen verschlossen).
Anordnung 2: Pumpe (1) und (2) als Kühlölpumpe (ohne Filterung und Kühlung) (12), (6) und (7) werden entfernt: Öl fließt direkt nach (9). (3), (4) und (11) werden dichtgemacht (wird nur eine Pumpe benutzt, wird der Ansaug der anderen verschlossen).
Anordnung 3: Pumpe (1) und (2) als Kühlölpumpe, mit Kühlung: (12) und (6) werden entfernt ((4) ist dicht): Öl fließt über (3) und Kühler nach (11).
Anordnung 4: Pumpe (1) als Schmierölpumpe mit Filterung und Kühlung, Pumpe (2) als Kühlölpumpe ohne Filterung und Kühlung: (12) und (7) werden entfernt ((11) ist dicht): Öl fließt als Kühlöl direkt nach (9). Öl fließt über (3) zum Filter und Kühler nach (4) und in Löchern (10) in die Taumelwelle.
Anordnung 5: Pumpe (1) als Schmierölpumpe mit Filterung und Kühlung, Pumpe (2) als Kühlölpumpe mit Kühlung: (7) wird entfernt: Öl fließt als Kühlöl über (11) und Kühler nach Anschluß (11) der anderen Seite und Bohrung (9) der anderen Seite. Öl fließt als Schmieröl wie Anordnung 4.
Kombinationen dieser Anordnungen auf beiden Motorseiten sind beispielsweise Kombination der Anordnung 1 mit 2 oder 3. Es ist für die Fertigung der Bauteile von Vorteil, daß eine 100% Dichtheit der jeweiligen Abschnitte und Kreisläufe zueinander nicht erforderlich ist, da es sich um das gleiche Medium handelt.
Fig. 3 zeigt einen Pendelring (28), über den das Öl aus der drehenden Taumelwelle (15) und die sich drehende Stützhülse (33) einen Weg findet in das eine Pendelbewegung ausführende Pleuel (29). Dieser Pendelring (28) hat an seiner Innenseite eine umlaufende Sammelnut, von der aus über Stichbohrungen (35) das Öl in die Pleuelölbohrung (36) gelangt. Die Anfasung der Bohrung (35) an der Kontaktfläche Pendelring/Pleuel ist so groß, daß auch bei maximalem Pendelausschlag noch satändig Öl fließt. Der Ring (28) ist gegen Verdrehung durch die Stifte (37) gesichert, die ihm jedoch genügend Spiel zum Ausgleich der Pendelbewegung lassen.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Ringraumsperre (Schnitt C-C): Ein zylinderförmiges Drehteil (12) oder eine zylindrische Hülse wird in eine Bohrung gesteckt, die größer und tiefer als der Ringraumquerschnitt ist. Eine Tellerfeder (39) sorgt dafür, daß die vordere Stirnseite dichtet.

Claims

1. Verbrennungsmotor mit axialer Zylinderanordnung um eine Taumelwelle (15) herum und einem taumelscheibenartigen Kurbelantrieb (15) in einem Motorgehäuse (34), an dessen einer oder beiden Stirnseiten die die Zylinder (14) abdeckenden Köpfe (16) und die Gaswechselorgane enthaltenden Köpfe (16) angeordnet sind und die an ihrer motorabgewandten Stirnseite durch ein Steuergehäuse (17) überdeckt sind, durch das die Taumelwelle (15) geht und in dem die den Gaswechsel steuernden Bauteile untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor einen gemeinsamen Schmier- und Kühlkreislauf für das gleiche flüssige Medium besitzt, wobei der Kreislauf des Mediums aufgezweigt wird in einen inneren (19, 27 etc.) und einen äußeren (20, 21 etc.) Kreislauf und diese Aufzweigung der Wege im Steuergehäuse (17) und Lagerstuhl (18) erfolgt, und Bauräume (32, 19, 20 etc.) dieses Medium sowohl in das Innere der Taumelwelle (15) führen und es von dort aus zu den zu schmierenden und zu kühlenden Stellen des Kurbeltriebes (15) gelangt als auch außen um die Zylinder (14) herum und durch die Zlinderköpfe (16) geführt wird.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Aufzweigung der Kreisläufe bei Motoren mit Anordnung von Köpfen (16) und Steuergehäuse (17) auf beiden Motorseiten dadurch erfolgt, daß die inneren Kreisläufe (19, 27 etc.) beider Motorseiten zu einem verbunden sind, ebenso wie die äußeren (20, 21 etc.) und jeweils ein Kreislauf vom Steuergehäuse (17) einer Seite ausgehen.

3. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Medium vor der Verteilung in einen ringförmig um die Taumelwelle angeordneten Verteilerraum (32) geführt wird, in den die Zu- und Abflußleitungen (1, 2, 3, 4, 11) münden, und dieser Ringraum (32) in Abschnitte so unterteilt ist, daß eine Aufzweigung in verschiedene Wege erfolgt.

4. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Aufzweigung wahlweise erfolgen kann durch Einstecken von Sperren (5, 6, 7, 8, 12) an festgelegten Stellen des Ringraumes (32).

5. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kreislauf von jeweils einer Ringnut (20) auf einer Motorseite versorgt wird, wobei von dieser Ringnut Stichbohrungen zum dem Ringraum (21) um die Zylinder führen, von wo das Medium in die Köpfe (16) eintritt und von da zurück in das Steuergehäuse (17) fließt.

6. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kreislauf von einem ringförmig um die Taumelwelle liegenden Raum (19) versorgt wird, von dem das Medium durch Bohrungen (27) in das Innere der Taumelwelle (15) gelangt, von wo es über Bohrungen (35) in Schrägzapfen in den Ringraum mindestens eines weiteren Bauteiles gelangt, das zwischen Zapfen und Kolbenbolzen (30) angeordnet ist, von wo es durch Bohrung oder Spritzdüsen am Teil (31) den zu schmierenden und zu kühlenden Stellen zugeführt wird.

7. Verbrennungsmotor nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauteil bei Motoren mit pendelnden Pleueln so ausgeführt ist, daß es ringförmig um den Taumelwellenzapfen verläuft und eine Ringsammelnut auf seiner sich um den Zapfen oder eine weitere Zwischenhülse drehenden inneren seite aufweist, von der aus Stichbohrungen auf die äußere Umfangseite gehen an die Stellen, an denen die Pleuel pendeln und die gegen die Pleuel so fixiert, daß der Fluß des Mediums in die Pleuel nicht unterbrochen werden kann.