AT511634B1 - Verfahren zum festlegen der optimalen position einer schmiermediumsaustrittsöffnung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Positionsfestlegung für eine Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) wobei dieses Verfahren wenigstens die Schritte aufweist:-Bestimmen des Drucks in einer ersten Arbeitskammer (7)- Bestimmen des Drucks in einer zweiten Arbeitskammer (8)- Bilden der Druckdifferenz aus diesen Drücken und vergleichen dieser mit einem Schwellenwert,- Anordnen der Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) an einer Position, so dass die Druckdifferenz im Bereich dieses Schwellenwerts oder darunter liegt.

Description

österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen der optimalen Position einer Schmiermediums-Austrittsöffnung einer Schmiermediumseinrichtung, wobei diese zur Versorgung einer Kolbenlauffläche einer Rotationskolbenmaschine mit Schmiermedium vorgesehen ist, wobei diese Rotationskolbenmaschine wenigstens ein Gehäuse, einen Rotationskolben und eine Exzenterwelle aufweist und wobei dieses Gehäuse wenigstens ein Mantelgehäuse mit einer vorzugsweise trochoidenförmigen Ausnehmung und wenigstens eine Seitenplatte, vorzugsweise zwei Seitenplatten aufweist, wobei diese Exzenterwe alle in diesem Gehäuse drehbar gelagert ist und wobei dieser Rotationskolben mehrere Kolbenecken und im Bereich dieser Kolbenecken wenigstens jeweils eine Dichteinrichtung aufweist und in der Ausnehmung dieses Gehäuses aufgenommen und auf der Exzenterwelle drehbar gelagert ist und mittels wenigstens einer dieser Dichteinrichtungen das Mantelgehäuse an einer Kolbenlauffläche, entlang einer Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle, kontaktiert und wobei diese Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle zwischen einer ersten und einer davon unabhängigen zweiten Arbeitskammer in diesem Gehäuse liegt, wobei die Volumina dieser ersten und dieser zweiten Arbeitskammer von der Stellung des Rotationskolbens in diesem Gehäuse abhängen.

[0002] Weiters betrifft die Erfindung eine Schmiermediumseinrichtung insbesondere für eine Rotationskolbenmaschine, wobei diese Schmiermediumseinrichtung eine Schmiermediums-Austrittsöffnung aufweist, wobei diese im Wesentlichen im Bereich der Kolbenlauffläche angeordnet ist, wobei eine Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle zwischen einer ersten und einer davon unabhängigen zweiten Arbeitskammer der Rotationskolbenmaschine liegt, wobei die Volumina dieser ersten und dieser zweiten Arbeitskammer von der Stellung des Rotationskolbens in diesem Gehäuse abhängen, wobei die Schmiermediumseinrichtung wenigstens eine Schmier-mediums-Dosiereinrichtung aufweist, und wobei mit Hilfe dieser Schmiermediums-Dosiereinrichtung die Menge des auf die Kolbenlauffläche austretenden Schmiermediums beeinflussbar ist, vorzugsweise begrenzbar und bevorzugt auf einen bestimmten Schwellenwert einstellbar ist.

[0003] Die Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit einer Kreiskolbenmaschine, insbesondere einem sogenannten Wankelmotor, beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch unabhängig von der Bauart der Rotationskolbenmaschine Verwendung finden kann.

[0004] Berühren sich zwei Bauteile unter einer Kraftwirkung, so bildet sich in der Regel eine Kontaktstelle zwischen diesen aus. Bewegen sich diese Bauteile zudem relativ zueinander, so tritt an der Kontaktstelle meist ein Verschleiß auf. Die Charakteristik dieses Verschleißes kann durch die Art der Bewegung (rollen, gleiten, wälzen) beeinflusst sein. Häufig ist ein Verschleiß der Bauteile unerwünscht, da dieser oft mit einer Funktionsbeeinträchtigung einhergeht. Zum Senken des Verschleißes werden in vielen Bereichen der Technik, z.B. in Zahnradgetrieben oder an Maschinenführungen, Schmiermedien eingesetzt (beispielsweise Öle, Fette, Festschmierstoffe). Die Senkung des Verschleißes hängt dabei unter anderem davon ab, dass das Schmiermedium in den Kontaktbereich zwischen den beiden Bauteilen eingebracht wird. Durch das Einbringen des Schmiermediums an geeigneter Stelle kann in der Regel einerseits der Verschleiß und andererseits die Reibung gesenkt werden.

[0005] Rotationskolbenmaschinen, insbesondere sogenannte Wankelmotoren, weisen einen Rotationskolben mit Dichtelementen auf, dieser ist in einem Gehäuse aufgenommen. Insbesondere die Dichtelemente gleiten an einer Kolbenlauffläche des Gehäuses entlang und unterteilen einen Gehäuseinnenraum in mehrere Arbeitskammern. In diesen Arbeitskammern läuft der Arbeitsprozess in mehreren Prozessschritten ab. Solche Prozessschritte sind insbesondere das Ansaugen, das Verdichten, das Verbrennen und das Ausstößen eines Arbeitsgases. In zwei benachbarten Arbeitskammern laufen in der Regel unterschiedliche Prozessschritte mit zum Teil hohen Druckdifferenzen zwischen diesen Arbeitskammern ab. Für einen hohen Wirkungsgrad des Arbeitsprozesses ist eine gute Abdichtung der zwei benachbarten Arbeitskammern in 1 /13 österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15 der Regel wünschenswert. Die Dichtwirkung der Dichtelemente hängt dabei auch von der Anpressung dieser gegen die Kolbenlauffläche ab, wobei eine höhere Anpressung in der Regel zu einer besseren Dichtwirkung führt. Zur Senkung eines möglicherweise durch die hohe Anpressung begünstigten Verschleißes wird daher in der Regel ein Schmiermedium in den Kontaktbereich zwischen die Kolbenlauffläche und wenigstens eines dieser Dichtelemente eingebracht.

[0006] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt dem Arbeitsgas, dieses ist in der Regel ein Kraftstoff-Luftgemisch oder Umgebungsluft, zur Schmierung der Kolbenlauffläche eine gewisse Menge an Schmiermedium beizumischen. Dabei wird das Schmiermedium häufig feinst zerstäubt beziehungsweise in gasförmigem Zustand dem Arbeitsgas beigemengt und in seiner Beschaffenheit so gewählt, dass es nach dem Einströmen in die Arbeitskammer an der Kolbenlauffläche kondensiert beziehungsweise ausfällt. Dabei kondensiert beziehungsweise fällt das Schmiermedium aus Anteilen des Arbeitsgases, welche sich in der Nähe der Kolbenlauffläche befinden, in der Regel stärker aus, als aus solchen, die von dieser weiter entfernt sind. Dies hat zur Folge, dass wenigstens ein Teil des Schmiermediums nicht aus dem Arbeitsgas ausfällt und im weiteren Verlauf des Arbeitsprozesses verbrannt wird. Bei dieser Verbrennung verursacht das Schmiermedium in der Regel unerwünschte Abgasemissionen.

[0007] Aus der DE 21 25 434 A ist es bekannt, das Schmiermedium mittels einer Dosierpumpe einem vliesartigen Bauteil zuzuführen, wobei dieses Bauteil im Bereich eines Einlasskanals der Rotationskolbenmaschine angeordnet ist und bis an die Kolbenlauffläche heranreicht. Das Schmiermedium wird aus diesem vliesartigen Bauteil beim Überstreichen durch das Dichtelement beziehungsweise durch Unterdrück aus diesem herausgesaugt und auf der Kolbenlauffläche verteilt. Dabei ist die Position des vliesartigen Bauteils durch den Einlasskanal an einer Stelle im Gehäuse vorgegeben, an welcher durch das Ansaugen des Arbeitsgases ein hoher Unterdrück herrscht. Durch diesen relativ hohen Unterdrück wird eine feine Dosierung des Schmiermediums erschwert.

[0008] Die Druckschrift US 4,463,718 A offenbart eine Rotationskolbenmaschine mit einem Dosierungssystem, umfassend eine Dosierungsvorrichtung und einen Dosierauslass. Das Dosiersystem für Schmierstoff funktioniert automatisch und ist geschwindigkeitsabhängig, wobei es jeweils einen Impuls für jede volle Umdrehung der Hauptwelle empfängt oder wenn jede Flankenoberfläche des Kolbens sich in die obere zentrale Stellung begibt. Wenn der Druck der Ölpumpe, welcher über eine Leitung an ein Absperrventil angelegt wird, größer ist, als ein mit der Kolbenbewegung variierender Druck an einem Durchlass, kann zusätzliches Schmiermittel in das Reservoir eindringen, indem sich der Kolben in Richtung dem Durchlass bewegt. Steigt der Druck an dem Durchlass wieder, wird der Kolben in die entgegengesetzte Richtung bewegt und öffnet nunmehr das Absperrventil. Das Schmiermittel gelangt dann über eine Leitung zu dem Dosierungsauslass, über welchen das Schmiermittel in den Innenraum der Trochoide des Rotationskolbenmotors gelangt.

[0009] Die US 4,463,718 A offenbart zwar, dass sich an der Kolben/Laufflächen-Kontaktstelle eine Schmiermediums-Austrittsöffnung Dosierauslass befindet, welcher von dem Druck, der von dem Drehkolben erzeugt wird, gesteuert wird, jedoch erfolgt diese Steuerung an der Dosiervorrichtung und nicht an der Schmiermediums-Austrittsöffnung. Daher ist in diesem Falle nicht die Druckdifferenz an der Schmiermediums-Austrittsöffnung im Bereich der Kolben/Laufflächen-Kontaktstelle bzw. in wenigstens einer Seitenplatte in einem Bereich, welcher dieser Kol-ben/Laufflächen-Kontaktstelle benachbart ist, für die Steuerung des Schmiermediumaustritts maßgeblich, sondern die Druckdifferenz, welche an der Dosiervorrichtung bzw. an deren Durchlass anliegt.

[0010] Die Druckschrift DE 2500957 A1 offenbart, dass Schmieröl über einen vom Unterdrück einer ansaugenden Arbeitskammer einer Rotationskolbenmaschine erzeugten Luftstrom zu radialen Dichtelementen eines Kolbens gebracht werden kann, um diesen zu schmieren.

[0011] Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen mit welchem eine Position für eine Schmiermediums-Austrittsöffnung einer Schmiermediumseinrichtung festgelegt werden kann, durch welche eine verbesserte Versorgung der Kolbenlauffläche mit Schmierme- 2/13 österreichisches Patentamt AT 511 634 B1 2013-10-15 dium insbesondere mit verbesserter Effizienz ermöglicht wird, sowie eine Schmiermediumseinrichtung bereitzustellen mit einer nach diesem Verfahren planmäßig positionierten Schmierme-diums-Austrittsöffnung.

[0012] Mit einer Schmiermediumseinrichtung, deren Schmiermediumsaustrittsöffnung an einer durch das erfindungsgemäße Verfahren festgelegten Position angeordnet ist, kann insbesondere eine feine Dosierung des Schmiermediums erreicht und somit die durch das Verbrennen von Schmiermedium verursachten Emissionen gesenkt werden.

[0013] Diese Aufgabe wird durch die Lehre eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1, sowie durch die Lehre einer erfindungsgemäßen Schmiermediumsvorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.

[0014] Zur Lösung der genannten Aufgabe ist vorgesehen, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren wenigstens die Schritte aufweist - Ermitteln wenigstens eines ersten Drucks in dieser ersten Arbeitskammer, in Abhängigkeit von der Stellung des Rotationskolbens, - Ermitteln wenigstens eines zweiten Drucks in dieser zweiten Arbeitskammer, in Abhängigkeit von der Stellung des Rotationskolbens -Vergleichen dieses ersten Drucks mit diesem zweiten Druck, insbesondere Bilden einer Druckdifferenz aus diesen, für wenigstens eine Stellung des Rotationskolbens, - Festlegen der Position der Schmiermediums-Austrittsöffnung im Bereich der Kol-ben/Lauffläche-Kontaktstelle, beziehungsweise in wenigstens einer Seitenplatte in einem Bereich welcher dieser Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle benachbart ist, wenn diese Druckdifferenz im Wesentlichen einem vorgegebenen Schwellenwert entspricht oder diesen vorzugsweise unterschreitet. Die erfindungsgemäße Schmiermediumseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermediums-Austrittsöffnung im Bereich der Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle, bzw. in wenigstens einer Seitenplatte in einem Bereich welcher dieser Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle benachbart ist, derart angeordnet ist, dass eine Druckdifferenz zwischen erster und zweiter Arbeitskammer im Wesentlichen einem vorgegebenen Schwellenwert entspricht oder diesen vorzugsweise unterschreitet.

[0015] Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.

[0016] Unter einer Rotationskolbenmaschine ist im Sinne der Erfindung eine Wärme/Kraftma-schine mit wenigstens einem rotierenden Rotationskolben zu verstehen. Vorzugsweise bewegt sich der Rotationskolben planetenartig im Inneren eines Gehäuses der Rotationskolbenmaschine. Vorzugsweise weist das Gehäuse der Rotationskolbenmaschine ein Mantelgehäuse und wenigstens eine Seitenplatte bevorzugt aber zwei Seitenplatten auf. Vorzugsweise ist eine Exzenterwelle in wenigstens einer dieser Seitenplatten, bevorzugt in diesen beiden Seitenplatten drehbar gelagert. Vorzugsweise ist der Rotationskolben drehbar auf dieser Exzenterwelle gelagert. Weiter vorzugsweise weist das Mantelgehäuse der Rotationskolbenmaschine eine vorzugsweise im Wesentlichen trochoidenförmige Ausnehmung zur Aufnahme dieses Rotationskolbens auf. Der Rotationskolben weist vorzugsweise mehrere Kolbenecken, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt drei oder mehr Kolbenecken auf. Vorzugsweise sind im Bereich der Kolbenecken Dichteinrichtungen an diesem Rotationskolben angeordnet. Vorzugsweise sind diese Dichteinrichtungen dazu vorgesehen, dass der Rotationskolben insbesondere die Innenfläche des Mantelgehäuses, die so genannte Kolbenlauffläche, berührt.

[0017] Zwischen dem Rotationskolben, dem Mantelgehäuse und den vorzugsweise zwei Seitenplatten bildet sich ein Gehäuseinnenraum aus. Dadurch, dass der Rotationskolben die Kolbenlauffläche mit seinen Dichteinrichtungen berührt, wird dieser Gehäuseinnenraum in mehrere, vorzugsweise in zwei, bevorzugt in drei voneinander im Wesentlichen unabhängige Arbeitskammern unterteilt. Dabei hängen die Volumina dieser Arbeitskammern und damit insbesondere auch der Druck innerhalb dieser Arbeitskammern, insbesondere von der Stellung des Rotationskolbens beziehungsweise der Exzenterwelle innerhalb des Gehäuses ab.

[0018] Unter einer Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle ist im Sinne der Erfindung ein von der Stellung des Rotationskolbens abhängiger Bereich der Kolbenlauffläche des Mantelgehäuses zu 3/13 österreichisches Patentamt AT511 634B1 2013-10-15 verstehen. Vorzugsweise kontaktiert wenigstens eine dieser Dichteinrichtungen des Rotationskolbens diese Kolbenlauffläche innerhalb der Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle. Bewegt sich der Rotationskolben innerhalb des Gehäuses, so verändert sich auch die Position der Kol-ben/Lauffläche-Kontaktstelle, insbesondere in Bezug auf die Kolbenlauffläche. Vorzugsweise bildet sich zwischen jeder Dichteinrichtung des Rotationskolbens und der Kolbenlauffläche des Mantelgehäuses wenigstens zeitweise eine Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle aus.

[0019] Unter einer Schmiermediumseinrichtung ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zu verstehen, welche zur Versorgung einer Kolbenlauffläche mit Schmiermedium vorgesehen ist. Vorzugsweise weist eine Schmiermediumseinrichtung eine Schmiermediums-Fördereinrichtung, eine Schmiermediums-Dosiereinrichtung sowie eine Schmiermediums-Austrittsöffnung auf. Vorzugsweise ist im Sinne der Erfindung unter einer Schmiermediums-Fördereinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, mit welcher ein Schmiermedium gefördert werden kann, insbesondere eine Pumpeinrichtung oder dergleichen. Unter einer Schmiermediums-Dosiereinrichtung ist im Sinne der Erfindung vorzugsweise eine Einrichtung zu verstehen, mit welcher die Menge eines Schmiermediums, welches in einer bestimmten Zeit durch diese Schmiermediums-Dosiereinrichtung gelangen kann, beeinflussbar ist. Vorzugsweise ist eine Schmiermediums-Dosiereinrichtung als eine Ventileinrichtung ausgebildet. Unter einer Schmiermediums-Austrittsöffnung ist im Sinne der Erfindung eine Öffnung zu verstehen, durch welche Schmiermedium aus einer Schmiermediumseinrichtung planmäßig austritt. Vorzugsweise tritt das Schmiermedium mittel- oder unmittelbar auf die Kolbenlauffläche beziehungsweise in den Bereich zwischen dem Rotationskolben und dem Gehäuse, in welchem dieser Rotationskolben aufgenommen ist, aus.

[0020] Unter einem Schmiermedium ist im Sinne der Erfindung ein Medium zu verstehen, welches dazu vorgesehen ist, von einer Schmiermediumseinrichtung zu einer Kolbenlauffläche gefördert zu werden. Vorzugsweise ist dieses Schmiermedium dazu vorgesehen den Verschleiß zwischen dieser Kolbenlauffläche und wenigstens einer dieser Dichteinrichtungen, beziehungsweise die Reibung zwischen diesen, herabzusetzen. Vorzugsweise sind unter einem Schmiermedium Festschmierstoffe, bevorzugt Fette und besonders bevorzugt Öle zu verstehen.

[0021] Im Sinne der Erfindung ist unter dem Ermitteln wenigstens eines Drucks einer Arbeitskammer zu verstehen, dass der Druck innerhalb dieser Arbeitskammer in Abhängigkeit der Stellung des Rotationskolbens im Gehäuse bestimmt wird. Vorzugsweise wird ein Druckverlauf für eine vollständige Drehung der Exzenterwelle in diesem Gehäuse bestimmt. Vorzugsweise geschieht die Bestimmung des Drucks durch Messungen an einer ausgeführten Rotationskolbenmaschine, bevorzugt durch Berechnung aufgrund der Kinematik der Rotationskolbenmaschine. Diese Berechnung basiert vorzugsweise auf bekannten Größen, insbesondere geometrischen Größen, von Gehäuse, Rotationskolben sowie auf der Bewegung des Rotationskolbens im Gehäuse.

[0022] Im Sinne der Erfindung ist unter dem Ermitteln einer Druckdifferenz zu verstehen, dass für eine Stellung des Rotationskolbens der Wert des Drucks in einer zweiten Arbeitskammer vom Wert des Drucks in einer ersten Arbeitskammer abgezogen wird, oder umgekehrt. Vorzugsweise ist unter einer ersten Arbeitskammer diejenige aufzufassen, welche in Drehrichtung des Rotationskolbens einer weiteren Arbeitskammer, insbesondere einer zweiten Arbeitskammer voraus eilt. Weiter vorzugsweise kann jede Arbeitskammer in Bezug auf vor- oder nacheilende Arbeitskammer, erste oder zweite Arbeitskammer sein.

[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Schmiermediums-Austrittsöffnung planmäßig an einer Position im Gehäuse, vorzugsweise im Bereich der Kolben/Lauffläche-Kontakt-stelle, angeordnet, so dass die Druckdifferenz zwischen dieser ersten Arbeitskammer und dieser zweiten Arbeitskammer, vorzugsweise im Wesentlichen einem vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet oder diesem bevorzugt entspricht. In dieser Stellung des Rotationskolbens fällt vorzugsweise die Position der Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle, welche zwischen dieser ersten und dieser zweiten Arbeitskammer liegt, mit der Position der Schmiermediums-Austrittsöffnung zusammen oder stimmt mit dieser bevorzugt im Wesentlichen überein. Weiter 4/13 österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15 vorzugsweise ist dieser Schwellenwert kleiner als vorzugsweise 1,5 bar, bevorzugt kleiner als 0,6 bar und/oder vorzugsweise größer als 0,1 bar, bevorzugt größer als 0,3 bar. Besonders bevorzugt ist dieser Schwellenwert im Wesentlich 0,5 bar. Vorzugsweise herrscht in der ersten Arbeitskammer in dieser Stellung des Rotationskolbens ein Druck der größer ist als der Druck in der zweiten Arbeitskammer. Vorzugsweise durch eine diese Beziehung eines ersten und eins zweiten Drucks zueinander, wird ein relativ geringer Saugimpuls auf die Schmiermediums-Austrittsöffnung generiert. Durch die Positionierung der Schmiermediums-Austrittsöffnung in der beschriebenen Art, wird eine feine Dosierung des Schmiermediums ermöglicht und damit einen verbesserte Rotationskolbenmaschine bereitgestellt.

[0024] In einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Positionierung der Schmiermediums-Austrittsöffnung nur ein abgegrenzter Bereich der Kolbenlauffläche, beziehungsweise wenigstens einer Seitenplatte, in Betracht gezogen. Durch die Vorab-Beschränkung des Bereichs wird der Aufwand zum Ermitteln der Position der Schmiermediumsaustrittsöffnung verringert.

[0025] In einer bevorzugten Ausführungsform beginnt dieser abgegrenzte Bereich im Wesentlichen an einer ersten Einschnürung dieser im Wesentlichen trochoidenförmigen Ausnehmung und endet an einer zweiten Einschnürung dieser. Vorzugsweise ist im Bereich dieser ersten Einschnürung ein Eintrittskanal angeordnet. Weiter Vorzugsweise ist in Drehrichtung des Rotationskolbens vor diesem Eintrittskanal ein Austrittskanal, für ein insbesondere gasförmiges Arbeitsmedium angeordnet. Vorzugsweise liegt diese zweite Einschnürung dieser ersten Einschnürung gegenüber. Weiter vorzugsweise ist im Bereich dieser zweiten Einschnürung eine Zündeinrichtung angeordnet, wobei unter einer Zündeinrichtung vorzugsweise eine Zündkerze oder dergleichen und weiter vorzugsweise, insbesondere für den Betrieb mit Dieselkraftstoff, auch eine Einspritzeinrichtung für Kraftstoff, aufzufassen ist. Weiter vorzugsweise endet dieser abgegrenzte Bereich bereits vor dieser zweiten Einschnürung, bevorzugt liegt das Ende dieses abgegrenzten Bereichs symmetrisch zwischen dieser ersten und dieser zweiten Einschnürung. Weiter vorzugsweise beginnt dieser abgegrenzte Bereich in Drehrichtung des Rotationskolbens nach diesem Eintrittskanal. Insbesondere innerhalb dieses abgegrenzten Bereichs herrschen relativ niedrige Drücke und Temperaturen in den Arbeitskammern, so dass das Schmiermedium hier einfach und genau dosiert zugeführt werden kann.

[0026] Eine Schmiermediumseinrichtung zum Einsatz mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren positionierten Schmiermediums-Austrittsöffnung weist eine Schmiermediums-Dosiereinrichtung auf. Vorzugsweise ist die Menge des Schmiermediums, welches auf die Kolbenlauffläche gelangt, mittels dieser Schmiermediums-Dosiereinrichtung beeinflussbar. Weiter vorzugsweise ist die Menge des auf die Kolbenlauffläche gelangenden Schmiermediums insbesondere mittels der Schmiermediums-Dosiereinrichtung begrenzbar oder besonders bevorzugt auf einen bestimmten Schwellenwert einstellbar.

[0027] In einer bevorzugten Ausführungsform hängt dieser Schwellenwert von wenigstens einem, vorzugsweise aber von mehreren Betriebsparametern der Rotationskolbenmaschine ab. Vorzugsweise sind solche Betriebsparameter insbesondere die Drehzahl und das Drehmoment dieser Rotationskolbenmaschine. Weiter vorzugsweise sind ebenso die Temperatur, wenigstens eines Bereichs der Rotationskolbenmaschine, sowie die Umgebungstemperatur Betriebsparameter, von welchem dieser Schwellenwert abhängt. Vorzugsweise wird die Temperatur der Rotationskolbenmaschine im Bereich dieser Kolbenlauffläche ermittelt. Dabei kann die Ermittlung dieser Temperatur vorzugsweise unmittelbar, insbesondere durch Messung dieser mit einem Thermoelement in dem fraglichen Bereich der Rotationskolbenmaschine erfolgen, beziehungsweise mittelbar, insbesondere durch die Messung einer Temperatur eines Temperiermediums, vorzugsweise eines Kühlmediums, welches vorzugsweise den fraglichen Bereich der Rotationskolbenmaschine durchströmt. Dieser fragliche Bereich der Rotationskolbenmaschine ist vorzugsweise ein Abschnitt des Gehäuses dieser Rotationskolbenmaschine, bevorzugt wenigstens ein Abschnitt des Mantelgehäuses oder einer dieser Seitenplatten.

[0028] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schmiermediums-Dosiereinrichtung eine Ventileinrichtung auf. Vorzugsweise weist diese Ventileinrichtung eine Piezo-Einrichtung 5/13 österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15 auf, bevorzugt eine Piezo-Injektoreinrichtung. Unter einer Ventileinrichtung ist im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zu verstehen, durch welche in einer bestimmten Zeiteinheit eine bestimmte Menge an Schmiermedium strömen kann. Dabei wird die Ventileinrichtung vorzugsweise durch eine Schmiermediums-Fördereinrichtung mit Schmiermedium versorgt. Durch eine Betätigung der Ventileinrichtung strömt Schmiermedium insbesondere zur Kolbenlauffläche. Unter einer Piezo-Injektoreinrichtung sind Einrichtungen zu verstehen, wie diese vorzugsweise auch bei der Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere bei der so genannten Direkteinspritzung von Kraftstoff in Verbrennungskraftmaschinen beziehungsweise von so genannten Tintenstrahldruckern aus der elektronischen Datenverarbeitung, bekannt sind. Mittels einer Ventileinrichtung beziehungsweise Piezoeinrichtung kann eine besonders feine Dosierung des Schmiermediums erreicht werden und damit eine verbesserte Schmiermediumseinrichtung bereitgestellt werden.

[0029] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schmiermediums-Dosiereinrichtung eine kombinierte Pumpe-Düseeinrichtung auf. Auch solche kombinierten Pumpe-Düseeinrichtungen sind insbesondere aus der Anwendung zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine bekannt.

[0030] In einer bevorzugten Ausführungsform sind in einem Bereich des Gehäuses, insbesondere des Mantelgehäuses, Schmiermediums-Kanäle angeordnet. Im Sinne der Erfindung sind unter Schmiermediums-Kanälen insbesondere Förderwege, vorzugsweise Ausnehmungen innerhalb des Gehäuses, durch welche das Schmiermedium vorzugsweise von der Schmierme-diums-Dosiereinrichtung zur Kolbenlauffläche gelangt, zu verstehen. Vorzugsweise endet wenigstens ein Schmiermediums-Kanal in einer Schmiermediums-Austrittsöffnung. Weiter vorzugsweise enden mehrere, bevorzugt alle Schmiermediums-Kanäle in jeweils einer dieser Schmiermediums-Austrittsöffnungen. Vorzugsweise durch diese Schmiermediums-Kanäle kann das Schmiermedium gezielt zu den Schmiermediums-Austrittsöffnungen gefördert werden, ohne dass die Schmiermediums-Dosiereinrichtung in unmittelbarer Nähe zu den Schmiermedi-ums-Austrittsöffnungen beziehungsweise zur Kolbenlauffläche angeordnet sein muss. Weiter vorzugsweise kann durch Schmiermediums-Kanäle das Schmiermedium auf mehrere Schmiermediums-Austrittsöffnungen und damit auf einen größeren Bereich verteilt werden und insbesondere dadurch eine verbesserte Schmiermediumseinrichtung bereitgestellt werden.

[0031] In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schmiermediums-Austrittsöffnung als nutförmige Ausnehmung ausgebildet. Vorzugsweise verläuft diese nutförmige Schmiermedi-ums-Austrittsöffnung wenigstens bereichsweise nicht parallel zu einer Mittelachse dieser Exzenterwelle oder dieses Rotationskolbens. Weiter vorzugsweise verläuft diese nutförmige Schmiermediums-Austrittsöffnung wenigstens bereichsweise parallel zu einer Mittelachse dieser Exzenterwelle. Vorzugsweise ist diese nutförmige Schmiermediums-Austrittsöffnung im Mantelgehäuse, ausgehend von der Kolbenlauffläche, angeordnet. Weiter vorzugsweise ist wenigstens eine dieser Schmiermediums-Austrittsöffnungen in wenigstens einer Seitenplatte angeordnet.

[0032] In einer bevorzugten Ausführungsform ist in einer Schmiermediums-Austrittsöffnung wenigstens ein vliesartiges und/oder poröses Material angeordnet. Unter einem vliesartigen und/oder porösen Material im Sinne der Erfindung ist dabei ein Material zu verstehen, welches wenigstens in einer Richtung von Schmiermedium durchströmbar ist. Weiter vorzugsweise ist unter einem solchen Material ein Keramik- oder Metallschaum oder alternativ ein schwammartiges Material, welches als einen Bestandteil Textilen, Textilfasern, Kork oder dergleichen aufweist, zu verstehen.

[0033] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Kolbenlauffläche das Schmiermedium über den Rotationskolben zugeführt. Vorzugsweise weist der Rotationskolben im Bereich der Dichteinrichtung wenigstens eine Schmiermediums-Austrittsöffnung auf. Weiter vorzugsweise ist in dieser Schmiermediumsaustrittsöffnung das vliesartige beziehungsweise poröse Material angeordnet. Weiter vorzugsweise ist die Schmiermediums-Austrittsöffnung im Bereich wenigstens einer dieser Dichteinrichtungen angeordnet. Bevorzugt weist ein Element 6/13 österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15 dieser Dichteinrichtung, insbesondere eine Dichtleiste, ein solches vliesartiges oder poröses Material als einen Bestandteil auf. Eine solche Dichteinrichtung wird dann vorzugsweise mittels eines Schmiermediums-Kanals in diesem Rotationskolben mit Schmiermedium versorgt. Durch die Versorgung der Kolbenlauffläche mittels des Rotationskolbens mit Schmiermedium wird insbesondere eine besonders gleichmäßige Versorgung dieser mit Schmiermedium erreicht.

[0034] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren.

[0035] Dabei zeigt: [0036] Fig.1: den Druckverlauf in mehreren Arbeitskammern dargestellt über der Position des Rotationskolbens beziehungsweise der Exzenterwelle, [0037] Fig.2: die Anordnung der Schmiermediumseinrichtung im Mantelgehäuse der

Rotationskolbenmaschine, einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, [0038] Fig.3: die trochoidenförmige Ausnehmung des Mantelgehäuses und den darin aufgenommenen Rotationskolben, einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.

[0039] Figur 1 zeigt die Druckverläufe 1, 2 für mehrere Arbeitskammern einer Rotationskolbenmaschine, aufgetragen über der Position des Rotationskolbens, beziehungsweise der Exzenterwelle im Gehäuse. Zunächst steigt mit Drehung der Exzenterwelle der erste Druck 1 in einer ersten Arbeitskammer an, während der zweite Druck 2 in einer zweiten Arbeitskammer noch auf einem relativ niedrigeren Niveau verharrt. Die Druckverläufe 1, 2 ergeben sich einerseits aus den geometrischen Verhältnissen der Rotationskolbenmaschine, insbesondere der Form und Größe des Rotationskolbens in Bezug auf die Form und Größe der trochoidenförmigen Ausnehmung des Mantelgehäuses und anderseits aus der Positionierung des Eintritts- und des Austrittskanals für das Arbeitsmedium. Ein Druckanstieg in der ersten Arbeitskammer führt insbesondere dazu, dass das Schmiermedium in die Schmiermediums-Austrittsöffnung gepresst wird. Wenn die Dichteinrichtung des Rotationskolbens diese Schmiermediums-Austrittsöffnung überstrichen hat, so wirkt auf diese der in der zweiten Arbeitskammer herrschende zweite Druck 2. Ist dieser zweite Druck 2 geringer als der erste Druck 1, so ergibt sich ein Saugimpuls auf das insbesondere in der Schmiermediums-Austrittsöffnung befindliche Schmiermedium. Figur 1 zeigt, dass die Höhe der Druckdifferenz a zwischen dem erstem Druck 1 und dem zweitem Druck 2 maßgeblich von der Position der Exzenterwelle beziehungsweise des Rotationskolbens abhängt. Durch Anordnung der Schmiermediums-Austrittsöffnung an einer Position in welcher die Druckdifferenz a einem gewissen Schwellenwert nicht übersteigt, kann ein vorherbestimmbarer Saugimpuls auf das Schmiermedium ausgeübt und dieses somit fein dosiert der Kolbenlauffläche zugeführt werden.

[0040] Figur 2 zeigt die Anordnung einer Schmiermediumseinrichtung 11 im Mantelgehäuse 4a einer Rotationskolbenmaschine 3. Dabei tritt das Schmiermedium 12 durch eine Einschraub-Einrichtung 13, vorzugsweise ist das Schmiermedium druckbeaufschlagt, um insbesondere die Versorgung der Schmiermediums-Dosiereinrichtung mit Schmiermedium zu gewährleisten. Das Schmiermedium 12 tritt durch die Einschraub-Einrichtung 13 zur Schmiermediums-Dosiereinrichtung 14, hier vorzugsweise einem elektrisch steuerbaren Ventil. Bei Bedarf gibt das elektrisch steuerbare Ventil 14 eine geringe Menge Schmiermedium 12 frei und dieses strömt daraufhin in die Schmiermediums-Kanäle 15, welche mit den Schmiermediums-Austrittsöffnungen 16 verbunden sind. Während des Druckanstiegs in der ersten Arbeitskammer verhindert eine Rückschlagventileinrichtung 14a das Zurückströmen des Schmiermediums 12 und insbesondere auch die Belastung des elektrisch steuerbaren Ventils 14. Dreht sich der Rotationskolben nunmehr weiter und die Dichteinrichtung passiert die Schmiermediums-Austrittsöffnung 16, so dass diese nunmehr in der zweiten Arbeitskammer liegt, wird unter dem in dieser herrschenden zweiten Druck Schmiermedium 12 aus der Schmiermediums-Austrittsöffnung 16 gesaugt. Diese Schmiermediums-Austrittsöffnungen 16 sind im Bereich der 7/13 österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15

Seitenplatten 4b, 4c angeordnet, so dass die Dichteinrichtung des Rotationskolbens von zwei Seiten mit Schmiermedium 12 versorgt wird und so eine rasche Verteilung des Schmiermediums 12 auf der Kolbenlauffläche 17 erreicht wird. Wenigstens eine dieser Schmiermediums-Austrittsöffnungen 16 kann alternativ auch im Bereich dieser Kolbenlauffläche angeordnet sein.

[0041] Figur 3 zeigt die trochoidenförmige Ausnehmung 18 des Mantelgehäuses 4a und den darin aufgenommenen Rotationskolben 5. Die Schmiermediums-Austrittsöffnung 16 ist dabei zwischen einer ersten Einschnürung 21 und einer zweiten Einschnürung 22 angeordnet. Im Bereich dieser ersten Einschnürung 21 ist eine Eintrittsöffnung, hier ein Eintrittskanal 19, für das Arbeitsmedium sowie eine Austrittsöffnung für das Arbeitsmedium, hier ein Austrittskanal 20, im Mantelgehäuse 4a vorgesehen. Im Bereich einer zweiten Einschnürung 22 erfolgt die Zündung des Arbeitsmediums. Je nach Betriebsart der Rotationskolbenmaschine 3, kann für die Zündung eine Einspritzvorrichtung für Kraftstoff beziehungsweise eine Zündeinrichtung 23, insbesondere eine Zündkerze vorgesehen sein. Der Rotationskolben 5 ist drehbar auf einer Exzenterwelle 24 gelagert, diese wiederum ist drehbar im Gehäuse, insbesondere in den Seitenplatten, gelagert. Durch die planetenartige Bewegung des Rotationskolbens 5, welche insbesondere durch diese zweifache Lagerung des Rotationskolbens 5 gegenüber dem Gehäuse bedingt ist, bilden sich mehrere Arbeitskammern. Im dargestellten Fall bilden sich drei Arbeitskammern, wobei für die Positionierung der Schmiermediums-Austrittsöffnung 16 insbesondere der Druck der ersten Arbeitskammer 7 und der zweiten Arbeitskammer 8 herangezogen werden. Dabei ändert sich das Volumen dieser Arbeitskammer 7, 8 in Abhängigkeit von der Position des Rotationskolbens 5 im Gehäuse. Der Rotationskolben 5 kontaktiert mittels seiner Dichteinrichtungen 5a die Kolbenlauffläche 9 dieses Mantelgehäuses 4a entlang von Kolben/Lauffläche-Kontaktstellen 10. BEZUGSZEICHENLISTE: 1 Ester Druck 2 Zweiter Druck 3 Rotationskolbenmaschine 4 Gehäuse 4a Mantelgehäuse 4b Seitenplatte 4c Seitenplatte 5 Rotationskolben 5a Dichteinrichtung 6 Exzenterwelle 7 Erste Arbeitskammer 8 Zweite Arbeitskammer 9 Kolbenlauffläche 10 Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle 11 Schmiermediumseinrichtung 12 Schmiermedium 13 Einschraub-Einrichtung 14 Schmiermediums- Dosiereinrichtung 14a Rückschlagventil-Einrichtung 15 Schmiermediums-Kanal 8/13 AT511 634 B1 2013-10-15 österreichisches

Patentamt 16 Schmiermediums-Austrittsöffnung 17 Kolbenlauffläche 18 Trochoidenförmige Ausnehmung 19 Eintrittskanal 20 Austrittskanal 21 Erste Einschnürung 22 Zweite Einschnürung 23 Zündeinrichtung 24 Exzenterwelle 25 Drehrichtung des Rotationskolbens 9/13

Claims (12)

1. österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15 Patentansprüche 1. Verfahren zum Festlegen der optimalen Position einer Schmiermediums-Austrittsöffnung einer Schmiermediumseinrichtung (11), wobei diese zur Versorgung einer Kolbenlauffläche einer Rotationskolbenmaschine (3) mit Schmiermedium (12) vorgesehen ist, wobei diese Rotationskolbenmaschine (3) wenigstens ein Gehäuse (4), einen Rotationskolben (5) und eine Exzenterwelle (6) aufweist und wobei dieses Gehäuse (4) wenigstens ein Mantelgehäuse (4a) mit einer vorzugsweise trochoidenförmigen Ausnehmung (18) und wenigstens eine Seitenplatte (4b, 4c), vorzugsweise zwei Seitenplatten (4b, 4c) aufweist, wobei diese Exzenterwelle (6) alle in diesem Gehäuse (4) drehbar gelagert ist und wobei dieser Rotationskolben (5) mehrere Kolbenecken und im Bereich dieser Kolbenecken wenigstens jeweils eine Dichteinrichtung (5a) aufweist und in der Ausnehmung (18) dieses Gehäuses (4) aufgenommen und auf der Exzenterwelle (6) drehbar gelagert ist und mittels wenigstens einer dieser Dichteinrichtungen (5a) das Mantelgehäuse an einer Kolbenlauffläche (9), entlang einer Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle (10), kontaktiert und wobei diese Kol-ben/Lauffläche-Kontaktstelle (10) zwischen einer ersten (7) und einer davon unabhängigen zweiten Arbeitskammer (8) in diesem Gehäuse (4) liegt, wobei die Volumina dieser ersten (7) und dieser zweiten Arbeitskammer (8) von der Stellung des Rotationskolbens (5) in diesem Gehäuse (4) abhängen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren wenigstens die Schritte aufweist - Ermitteln wenigstens eines ersten Drucks (1) in dieser ersten Arbeitskammer (7), in Abhängigkeit von der Stellung des Rotationskolbens (5), - - Ermitteln wenigstens eines zweiten Drucks (2) in dieser zweiten Arbeitskammer (8), in Abhängigkeit von der Stellung des Rotationskolbens (5) - - Vergleichen dieses ersten Drucks (1) mit diesem zweiten Druck (2), insbesondere bilden einer Druckdifferenz aus diesen, für wenigstens eine Stellung des Rotationskolbens (5), - Festlegen der Position der Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) im Bereich der Kol-ben/Lauffläche-Kontaktstelle (10), beziehungsweise in wenigstens einer Seitenplatte (4b, 4c) in einem Bereich welcher dieser Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle (10) benachbart ist, wenn diese Druckdifferenz im Wesentlichen einem vorgegebenen Schwellenwert entspricht oder diesen vorzugsweise unterschreitet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Schwellenwert vorzugsweise größer als 0,1 bar, bevorzugt größer als 0,3 bar und/oder vorzugsweise kleiner als 1,5 bar, bevorzugt kleiner als 0,6 bar ist und besonders bevorzugt im Wesentlichen 0,5 bar ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Position der Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) nur ein abgegrenzter Bereich der Kolbenlauffläche (9) in Betracht gezogen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser abgegrenzte Bereich in Drehrichtung des Rotationskolbens (5) an einer ersten Einschnürung der Ausnehmung (18) des Gehäuses (4) beginnt, wobei diese Ausnehmung (18) im Wesentlichen eine tro-choidenförmige Ausnehmung ist und an einer zweiten Einschnürung (22) dieser Ausnehmung (18) endet, wobei vorzugsweise im Bereich einer ersten Einschnürung (21) ein Eintrittskanal (19) für ein insbesondere gasförmiges Arbeitsmedium angeordnet ist, wobei durch diesen Eintrittskanal (19) dieses Arbeitsmedium in das Gehäuse (4) einströmen kann.
5. 5. Schmiermediumseinrichtung (11) insbesondere für eine Rotationskolbenmaschine (3), wobei diese Schmiermediumseinrichtung (11) eine Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) aufweist, wobei diese im Wesentlichen im Bereich der Kolbenlauffläche (9) angeordnet ist, wobei eine Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle (10) zwischen einer ersten (7) und einer davon unabhängigen zweiten Arbeitskammer (8) der Rotationskolbenmaschine liegt, wobei die 10/13 österreichisches Patentamt AT511 634 B1 2013-10-15 Volumina dieser ersten (7) und dieser zweiten Arbeitskammer (8) von der Stellung des Rotationskolbens (5) in diesem Gehäuse (4) abhängen, wobei die Schmiermediumseinrichtung (11) wenigstens eine Schmiermediums-Dosiereinrichtung (14) aufweist, und wobei mit Hilfe dieser Schmiermediums-Dosiereinrichtung (14) die Menge des auf die Kolbenlauffläche (9) austretenden Schmiermediums beeinflussbar ist, vorzugsweise begrenzbar und bevorzugt auf einen bestimmten Schwellenwert einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) im Bereich der Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle (10), bzw. in wenigstens einer Seitenplatte (4b, 4c) in einem Bereich welcher dieser Kolben/Lauffläche-Kontaktstelle (10) benachbart ist, derart angeordnet ist, dass eine Druckdifferenz zwischen erster (7) und zweiter Arbeitskammer (8) im Wesentlichen einem vorgegebenen Schwellenwert entspricht oder diesen vorzugsweise unterschreitet.
6. 6. Schmiermediumseinrichtung (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Schwellenwert von Betriebsparametern der Rotationskolbenmaschine (3) abhängt, wobei solche Betriebsparameter insbesondere die Drehzahl, das Drehmoment, die Temperatur wenigstens eines Bereichs der Rotationskolbenmaschine (3), vorzugsweise in der Nähe der Kolbenlauffläche (9), die Umgebungstemperatur oder dergleichen sind.
7. 7. Schmiermediumseinrichtung (11) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmiermediums-Dosiereinrichtung (14) vorzugsweise wenigstens eine Ventileinrichtung, bevorzugt eine Piezoeinrichtung und besonders bevorzugt eine Piezoinjektor-Einrichtung aufweist.
8. 8. Schmiermediumseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmiermediums-Dosiereinrichtung eine kombinierte Pumpe-Düseeinrichtung (14) aufweist.
9. 9. Schmiermediumseinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Bereich des Mantelgehäuses (4a) Schmiermediumskanäle (15) vorgesehen sind, wobei wenigstens ein Schmiermediums-Kanal (15) in einer Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) endet, vorzugsweise mehrere, bevorzugt alle Schmiermediums-Kanäle (15).
10. 10. Schmiermediumseinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schmiermediumsaustrittsöffnung (16) als nutförmige Ausnehmung ausgebildet ist.
11. 11. Schmiermediumseinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Schmiermediums-Austrittsöffnung (16) ein vliesartiges und/oder poröses Material angeordnet ist.
12. 12. Rotationskolbenmaschine (3), mit einer Schmiermediumseinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 5 bis 11. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 11 /13