DE1551097A1 - Rotationskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents
Rotationskolben-BrennkraftmaschineInfo
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft 1551097 Daim 7177/4
Stuttgart - Untertürkheim _,,. 3. Oktober 1966
Rotationskolben - Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine,
insbesondere auf eine Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, mit einem Kolben, der auf dem Exzenter
einer Exzenterwelle relativ zu dieser und zum Gehäuse umlaufend angeordnet ist, und mit im Bereich der Nabe des
Kolbens an beiden Seiten vorgesehenen Triebwerkräumen.
Bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen in Trochoidenbauart macht es erhebliche Schwierigkeiten, das aus den Lagern
der Exzenterwelle im Gehäuse und das aus der Lagerung des Kolbens auf der Exzenterwelle austretende Öl, gegebenenfalls
auch zur Kühlung des Kolbens benutztes Öl, schnell und sicher aus den Triebwerkräumen beiderseits des Kolbens abzuführen,
um eine Entlastung der Öldichtungen zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Entlastung der Öldichtung die Ableitung des Öles aus den Triebwerkräumen
mit besserem Erfolg als seither durchzuführen. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einer
oder an beiden Seiten des Kolbens im Bereich seiner Nabe ein
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nach dem Triebwerkraum hin offener Ringraum vorgesehen ist, der zum Auffangen von Öl durch Wände in einzelne Teilräume
aufgeteilt ist, die freien Enden der Wände mit ihren mit Bezug auf die Umlauf richtung des Kolbens nachlaufenden
Wandungsflächen zum Abschleudern von Öl etwa tangential entgegen der Umlaufrichtung des Kolbens verlaufen und im
Bereich der zugeordneten Stirnwand" des Exzenters der Exzenterwelle ein Auffangschirm für aus den Teilräumen austretendes
Öl vorgesehen ist, der aufgefangenes Öl in Achsrichtung der Brennkraftmaschine aus dem Triebwerkraum
ableitet.
Schmieröl und gegebenenfalls Kühlöl wird in den Teilräumen gesammelt und darin so lange festgehalten, bis es im Bereich
des unteren Kolbentotpunktes aus ihnen herausgeschleudert, vom Auffangschirm aufgefangen und von diesem abgeleitet wird.
Die resultierende Geschwindigkeit des herausgeschleuderten Öles ist der Bewegung des am Exzenter festen Auffangschirmes entgpgen££richtet.
Da der Auffangschirm infolge seiner Befestigung am Exzenter mit der Drehzahl der Exzenterwelle umläuft und
demzufolge schneller umläuft als der Kolben, wird das abgeschleuderte Öl mit Sicherheit aufgefangen und vom Auffangschirm nach
außen geleitet. Ein dauerndes Verbleiben von Öl in den Triebwerkräumen wird vermieden. Die Öldichtungen werden entlastet.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit an einer Kolbenseite
vorgesehenem Ringraum, der durch Wände in einzelne Teilräume aufgeteilt ist, im Inneren des Kolbens in an sich bekannter
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Weise voneinander abgetrennte Kammern angeordnet sein,
die an der einen Kolbenseite mit den Teilräumen durch Bohrungen in Verbindung stehen, die in den Teilräumen
radial außen an den mit Bezug auf die Umlauf richtung des Kolbens vorlaufenden Ecken münden, und die Kammern können
an der anderen Kolbenseite durch Bohrungen mit dem Triebwerkraum verbunden sein, wobei die Bohrungen radial
innen in den nachlaufenden Teilen der Kammern münden.
Bei dieser Anordnung wird trotz nur eines in Teilräume aufgeteilten Ringraumes und entsprechend nur eines Auffangschirmes
eine sichere Abfuhr des anfallenden Öles aus beiden Triebwerkräumen erzielt, weil das Öl aus dem einen Triebwerkraum
durch den Kolben hindurch in Richtung zum anderen Triebwerkraum in die Teilräume geleitet und von dort seitlich
abgeführt wird. Im Bedarfsfalle kann das durch den Kolben geleitete
Öl dazu benutzt werden, den Kolben zu kühlen.
Vorteilhaft können die Wände Austrittskanten aufweisen, die auf ehern Kreis um die Mittellängsachse des Kolbens liegen, und die
nachlaufenden Wandungsflächen der Wände können im Bereich der Austrittskanten tangential zu diesem Kreis liegen, wodurch
ein exaktes Abschleudern des Öles in tangentialer Richtung gegen den Auffangschirm erzielt wird.
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In baulich einfacher Weise können die Wände schaufelartig gewölbt sein. Sie können aber auch kreisbogenförmig gewölbt
sein. Der am Exzenter feste Auffangschirm kann in Achsrichtung in die Lagerbohrung im Seitenteil des Gehäuses
der Brennkraftmaschine hineinragen, so daß Öl beim Verlassen des Auffangschirmes nicht wieder in den Triebwerkraum
gelangen kann.
Um kein Öl zu verlieren, kann der Auffangschirm an seinem entgegen der Umlauf richtung der Exzenterwelle liegenden
Ende mit einem gegen die Exzenterwelle hin abgebogenem Ansatz versehen sein. Ferner kann der Auffangschirm in
baulich einfacher Weise auf einem Kreis um die Mittellängsachse der Exzenterwelle gewölbt sein.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine
in Trochoidenbauart,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Brennkraftmaschine nach der Linie H-II aus Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-IH aus
Fig. 1 und
Fig. 4 einen schematischen Schnitt entsprechend Fig. 3 in größerem Maßstab.
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Das Gehäuse der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Brennkraftmaschine besteht aus dem Mantel 1 mit den seitlich angesetzten
Seitenteilen 2. In den Seitenteilen 2 ist in den Lagern 3 die Exzenterwelle 4 mit dem Exzenter 5 gelagert. Relativ
zur Exzenterwelle 4 und zum Gehäuse läuft der auf dem Exzenter 5 gelagerte Kolben 6 um, der mit den an seinen Ecken
vorgesehenen Dichtleisten 7 an der inneren Mantelfläche 8 des Mantels 1 gleitet und dabei sowohl den Einlaß 9 als auch
den Auslaß 10 steuert. Der Umlauf des Kolbens 6 wird durch
das konzentrisch zur Exzenterwelle 4 an einem Seitenteil 2 befestigte Ritzel 11 und durch das mit diesem Ritzel 11 kämmende
Hohlrad 12 gesteuert, das an der Stirnwand 13 des Kolbens 6 befestigt ist.
Im Bereich des aus Ritzel 11 und Hohlrad 12 gebildeten Getriebes
ist zwischen dem Exzenter 5 und dem einen Seitenteil 2 der Triebwerkraum 14 vorhanden. Auf der anderen Seite des Kolbens
6 liegt zwischen dem Exzenter 5 und dem anderen Seitenteil 2 der Triebwerkraum 15. Damit aus den Triebwerkräumen 14,15
öl, das aus den Lagern 3 der Exzenterwelle 4 und aus der Lagerung des Kolbens 6 auf dem Exzenter 5 austritt, nicht zwischen
dem Kolben und den Seitenteilen in radialer Richtung nach außen gelangen kann, sind in der Stirnwand 13 des Kolbens und in der
auf der anderen Kolbenseite gelegenen Stirnwand 16 öldichtungen 17 angeordnet. Da das Öl in den Triebwerkräumen 14,15 entsprechend
den wirksamen Fliehkräften sichelartig umläuft, ist der Druck auf die Öldichtungen 17 verhältnismäßig groß, zumal dann, wenn
in den Arbeitsräumen der Brennkraftmaschine Unterdruck herrscht.
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Im Inneren des Kolbens 6 sind um dessen Nabe 18 herum Kammern 19 angeordnet, die durch die Wände 20 voneinander
getrennt sind. Die Kammern 19 werden zur Kühlung des Kolbens mit Öl aus dem Triebwerkraum 14 beschickt,
das durch Bohrungen 21 eintritt. Die Mündungen der Bohrungen 21 in den Kammern liegen mit Bezug auf
die Umlaufrichtung 22 des Kolbens 6 jeweils in den nachlaufenden Teilen der Kammern, so daß das Öl unter dem
Einfluß der wirksamen Fliehkräfte an der jeweils nachlaufenden Wand 20 einer Kammer 19, dann innen an der Kolbenflanke
23 und anschließend an der jeweils vorlaufenden Wand 20 entlangwandert und Wärme aufnimmt.
Aus den Kammern 19 gelangt das Öl durch Bohrungen 24, die an den vorlaufenden Teilen der Kammer beginnen, in
den an der anderen Seite des Kolbens 6 neben der Nabe 18
liegenden Ringraum 25. Dieser Ringraum 25, der nach dem Triebwerkraum 15 hin offen ist besteht aus einer Vielzahl von
Teilräumen 26, die durch Wände 27 voneinander getrennt sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Bohrungen
in.den vorlaufenden äußeren Ecken der Teilräume 26 münden. Die Wände 27 sind, wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht,
entgegen der Umlaufrichtung 22 des Kolbens schaufelartig gewölbt, derart, daß die Austrittskanten 28 auf einem Kreis
um die Mittellängsachse 30 des Kolbens 6 bzw. des Exzenters 5 und die gewölbten Flächen der Wände im Bereich der Austrittskanten tangential zu diesem Kreis 29 liegen.
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An dem Exzenter 5 ist der Auffangschirm 31 befestigt, der gemäß einem Kreis 32 um die Mitteillängsachse 33
der Exzenterwelle 4 gewölbt ist. Der Durchmesser des Kreises 32 ist wenig kleiner als der Durchmesser des
Kreises 29. An seinem entgegen der Umlauf richtung der Exzenterwelle (entsprechend der Umlauf richtung 22 des
Kolbens 6} liegenden Ende ist der Auffangschirm mit dem Ansatz 34 versehen, der gegen die Exzenterwelle
4 zu gerichtet ist.
Aus den Kammern 19 durch die Bohrungen 24 in die Teilräume 26 gelangendes Öl sammelt sich in den Vertiefungen
der schaufelartig gewölbten Wände 27 und wird vom Kolben 6 bei dessen Umlauf in Pfeilrichtung 22 mitgenommen. Aus
den Vertiefungen der schaufelartig gewölbten Wände 27 beginnt das Öl lediglich an einer bestimmten Stelle auszutreten,
und zwar dann, wenn eine Wand 27 in der mit 27a bezeichneten Stellung steht. Die Richtung und Geschwindigkeit des
austretenden Öles ist durch die beiden Vektoren ν und w bestimmt,
ν ist die Geschwindigkeit der Austrittskante 28a an der Wand 27a des Kolbens, w ist die Richtung des kreisenden
Öles, ν ergibt sich als Senkrechte zu der Verbindungslinie a zum Momentenpunkt M, der gemäß Fig. 1 durch den Eingriff
des Hohlrades 12 am Ritzel 11 bestimmt ist. w ergibt sich aus der Wölbung der Wand 27a. Von der Austrittskante 28a wird das Öl in
Richtung der Linie 35 abgeschleudert. Die resultierende Geschwindigkeit des Öles ist der Bewegung des am Exzenter 5 festen Auffangschirmes
31 entgegengerichtet, und da der Auffangschirm
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mit seinem vorderen Ende 36 infolge des Umstandes, daß
die.Exzenterwelle 4 dreimal schneller umläuft als der Kolben 6, die Line 35 am Punkt 37 schneidet ehe das abgeschleuderte
Öl diesen Punkt 37 erreicht hat, wird das Öl vom Auffangschirm 31 aufgefangen. Damit das Öl nicht am Ende des
Auffangschirmes 31 austritt, wird es von dem Ansatz 34 gehalten und in den Seitenteil 2 abgeführt.
Die freien Enden der Wände 27, bzw. deren nachlaufenden
Wandungsflächen, können geringfügig von der tangentialen Richtung abweichen. Wichtig ist nur ihre Lage entgegen der
Drehrichtung des Kolbens. Die günstigste Richtung hängt ab von dem Durchmesser des Aktionskr^ises (Kreis 32) des Auffangschirmes
31, von dem Durchmesser des Kreises 29, auf dem die Austrittskanten der Wände 27 liegen, und von der
Exzentrizität (Abstand der Achse 30 von der Achse 33).
Der Auffangschirm 31 muß nicht gewölbt sein. Nur die Lage des vorderen Endes 36 und eine sackartige Verbindung zwischen diesem
und der Exzenterwelle 4 sind wichtig. Der Aktionskreis des vorderen Endes 36 des Auffangschirmes 31 soll möglichst groß sein, das
vordere Ende soll aber möglichst nahe an der Wand 27 liegen, aus der das angesammelte Öl ausgeschleudert wird.
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Claims (8)
- PatentansprücheRotationskolben-Brennkraftmaschine, insbesondere in Trochoidenbauart, mit einem Kolben, der auf dem Exzenter einer Exzenterwelle relativ zu dieser und zum Gehäuse umlaufend angeordnet ist, und mit im Bereich der Nabe des Kolbens an beiden Seiten vorgesehenen Triebwerkräumen, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder an beiden Seiten des Kolbens (6) im Bereich seiner Nabe (18} ein nach dem Triebwerkraum (14,15) hin offener Ringraum (25) vorgesehen ist, der zum Auffangen von Öl durch Wände (27) in einzelne Teilräume (26) aufgeteilt ist, die freien Enden der Wände mit ihren mit Bezug auf die Umlauf richtung (22) des Kolbens nachlaufenden Wandungsflächen zum Abschleudern von Öl etwa tangential entgegen der Umlauf richtung des Kolbens verlaufen und im Bereich der zugeordneten.Stirnwand des Exzenters (5) der Exzenterwelle (4) ein Auffangschirm (31) für aus den Teilräumen austretendes Öl vorgesehen ist, der aufgefangenes Öl in Achsrichtung der Brennkraftmaschine aus dem Triebwerkraum ableitet.
- 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit an einer Kolbenseite vorgesehenem Ringraum, der durch Wände in einzelne Teilräume aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Kolbens in an sich bekannter Weise voneinander abgetrennte Kammern (19) angeordnet sind, die an der909883/079 9einen Kolbenseite mit den Teilräumen (26) durch Bohrungen (24) in Verbindung stehen, die in den Teilräumen radial außen an den mit Bezug auf die Umlaufrichtung (22) des Kolbens (6) vorlaufenden Ecken münden, und daß die Kammern (19) an der anderen Kolbenseite durch Bohrungen (21) mit dem Triebwerkraum (14) verbunden sind, wobei die Bohrungen (21) radial innen in den nachlaufenden Teilen der Kammern (19) münden,
- 3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (27) Austrittskanten (28) aufweisen, die auf einem Kreis (29) um die Mittellängsachse (30) des Kolbens (6) liegen, und daß die nachlaufenden Wandungsflächen der Wände (27) im Bereich der Austrittskanten tangential zu diesem Kreis (29) verlaufen.
- 4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (27) schaufelartig gewölbt sind.
- 5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (27) kreisbogenförmig gewölbt sind.
- 6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der am Exzenter (5) feste Auffangschirm (31) in Achsrichtung in die Lagerbohrung im Seitenteil (32) des Gehäuses der Brennkraftmaschine hineinragt.bad909883/0799
- 7. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangschirm (31) an seinem entgegen der Umlauf richtung (22) der Exzenterwelle (4) liegenden Ende mit einem gegen die Exzenterwelle (4) hin abgebogenen Ansatz (34) versehen ist.
- 8. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangschirm (31) auf einem Kreis (32) um die Mittellängsachse (33) der Exzenterwelle (4) gewölbt ist.909883/079 9
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