DE1601804C3

DE1601804C3 - Kühlung eines Kolbens einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Schlupfeingriff

Info

Publication number: DE1601804C3
Application number: DE19681601804
Authority: DE
Inventors: Heinz 7300 Esslingen Lamm
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1968-03-06
Filing date: 1968-03-06
Publication date: 1976-10-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Kühlung eines Kolbens einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Schlupfeingriff, dem durch Axia - und Radialbohrungen im Exzenter einer Exzenterwelle über mindestens eine im Bereich einer Lagerschale des Kolbens befindliche Nut unter Druck Öl zugeführt wird.

Bei einer derartigen aus der DT-AS 12 23 610 bekannten Rotationskolben-Brennkraftmaschine befindet sich die Nut als Ringnut im radiul inneren Teil der Lagerschale. Von dort gelangt das unter Druck stehende Öl zwischen die Gleitflächen von Exzenter und Lagerschale und tritt seitlich aus dem Lager aus, von wo aus es zur Kühlung des Kolbens gegebenenfalls zusammen mit zusätzlich direkt aus der Axialbohrung im Exzenter zugeführtem Öl. in radial außerhalb der Kolbennabe liegende Kolbenkammern geführt wird. Um die Menge des aus dem Lager austretenden Öls zu er- ^s<i höhen, ist an der Außenfläche des Ex/enters im unbelasteten Bereich des Lagers ein Kanal vorgesehen, der die Ringnut mit den seitlichen Begrenzunger des Lagers verbindet. Das öl kann aus dem Bereich des Lagers nur geringfügige Wärmemengen abführen, und ^⁰ zwar erst dann, wenn diese bereits das Lager erreicht haben. Daher muß die Kühlung in den Kolbenkammern so gut sein, daß das Lager thermisch nicht zu hoch beansprucht wird. Dies bedingt jedoch eine so intensive Kühlung der Kolbenoberfüiehe. daß diese eine Tenipe- ^ ratur annimmt, die für eine gute Gemischbildung und Verbrennung sowie für eine einuandf^reie Punktion der Dichtelemente zwischen Kolben und Gehäuse zu nied

rig liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung des Kolbenseiner Rotationskolben-Brennkraftmaschine obengenannter Art se zu verbessern, daß die Kolbenoberfläche eine möglichst hohe, im wesentlichen durch die Beanspruchbarkeit des Kolbenmaterials begrenzte Temperatur erreicht und gleichzeitig die Temperatur im Lager so niedrig liegt, daß dessen einwandfreie Funktion gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere zwischen der Kolbennabe und der Lagerschale vorgesehene Nuten einerseits über Radialkanäle in der Lagerschale mit den Bohrungen im Exzenter in Verbindung stehen und andererseits zu den axialen Begrenzungen der Lagerschale führen.

Infolge der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird das unter Druck stehende öl nicht nur dem Schmierspalt zwischen Exzenter und Lagerschale zugeführt, sondern auch auf die Außenseite der Lagerschale geleitet, so daß diese auf beiden Seiten von Öl umgeben ist. insbesondere wird die von der Kolbenoberfläche nach innen wandernde Wärme von dem in den Nuten fließenden Öl aufgenommen und abgeführt, bevor sie die Lagerschale erreicht. Die Kühlung der Kolbenoberfläche kann somit unabhängig von der thermischen Belastbarkeit des Kolbenlagers erfolgen. Eine mögliche Schwächung der Lagerschale durch die Nuten wird dadurch wieder aufgehoben, daß die Fixierung der Lagerschale mit kleineren Abmessungen der Lagerbefestigung und der Sicherung gegen Verdrehen der Lagerschale wesentlich vereinfacht werden kann.

Aus der OEPS 2 52 652 ist bereits eine Kolbenkühlung bei einer Drehkolbenbrennkraftmaschine bekannt, bei der Kühlkanäle als Nuten an der Berührungsfläche des Läuferkörpers mit einer in dem Körper eingesetzten, zugleich einen Kranz eines Zahnradgetriebes tragenden Exzenterbüchse angeordnet sind. Diese Nuten stehen nicht mit Bohrungen in der Exzenterwelle in Verbindung, vielmehr durchfließt das Kühlöl sie von einer axialen Begrenzung des Kolbens bis zur gegenüberliegenden, woraus sich die Nachteile ergeben, daß der Kolben in axialer Richtung ungleichmäßig gekühlt wird und die Kühlung insgesamt kaum ausreichend ist, da nicht unter Druck stehendes öl verwendet werden kann. Auch liegen die Nuten stellenweise nahe der Kolbenoberfläche, so daß die obengenannten Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Nuten im inneren Umfang der Kolbennabe und/oder im äußeren Umfang der Lagerschale angeordnet. Aus der OE-PS 2 52 652 ist bereits bekannt, die Nuten entweder im Läuferkörper oder in der Exzenterbüchse oder in beiden zugleich auszubilden.

Eine sehr gleichmäßige Kühlung sowohl in axialer Richtung wie in Umfangsrichtung kann erreicht werden, wenn die eine Nut als Ringnut ausgebildet in der axialen Mitte der Lagerschale mehrere achsparallel über die gesamte Breite der Lagerschale sich erstrekkende Längsnuten verbindet, die ihrerseits jeweils in der Mitte zwischen zwei Radialkanälen verlaufen.

Kine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Nuten, ausgehend von den Radialkanälen in der Lagerschale, in schraubenförmiger Anordnung zu den axialen Begrenzungen der Lagerschale führen. Die aus cer OE-PS 2 52 652 bekannten schraubenförmig zur Drehachse des Kolbens verlaufenden Nuten erstrecken sich dagegen von einer axialen Begrenzung des Kolbens bis zur gegenüberliegenden.

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In der Zeichnung ist ein Aijsfuhrungsbeispiel de¹, erfindungsgemaßen Kolbenlagers dargestellt. Dabei zeigt

F ι g. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Kolbens mit Kolbenlager und

f- ι g. 2 einen Schnitt durch den Kolben nach der IJ- s nie H-Il in F ι g. I.

Der Kolben I in den !-' ι g. 1 _nd 2 trägt in seiner Lagerbohrung eine lagerschale 2. in deren Innenweite drei Taschen 3 in Umfangsrichtung um leweils 120 zueinander versetzt angeordnet sind. Diese T-sehen 5 dienen der Aufnahme des Öls. das durch Axial- und RadialbUrrungen im nicht dargestellten Exzenter einer Exzenterwelle de*n Kolbenlager zugeführt wird. In der Mitte der Taschen i und damit in der axialen Mitte der Lagerschale 2 sind als Bohrungen ausgeführte Radialkanale 4 vorgesehen, die auf der Außenseite der Lagerschale 2 in eine in die Kolbennabe Ij eingelassene Ringnut 5 munden. Von dieser Ringnut 5 gehen gleichfalls in die Kolbennabe Ij eingelassene achsparallel sich erstreckende L.ängsnuten 6 aus. d : zu den axialen Begrenzungen der Lagerschale 2 fuhren. Die Langsniiten 6 sind um jeweils bO gegenüber den Radial!·..malen 4 versetzt angeordnet. An Stelle der Taschen i kann auch auf der Innenseite der Lagerschale 2 eine Ringnut vorgesehen sein, so daß der Außenseite der l.ager-.cha-Ie 2 zur Verbesserung der Kuhlwirk.üig kontinuierlich Kuhlöl zugeführt wird.

Bei Betrieb der Maschine dient das durch die Bw! ruiigen im Exzenter zufließende Öl teils der Schmierung und Kühlung des Lagers, wird also in den Spalt zwischen Exzenter und Laufschale 2 heremü :zoi;cn.

teils fließt es durch die Radialkatiule 4. die Ringnut 5 und die l.ängsnuten 6 in die seitlich des Lagers befindlichen Räume 7j, 7b. Dabei nimmt das Öl einen erheblichen Teil der von der Kolbenoberflache her zugeströmten Wärme auf und leitet sie ab. so daß das Lager einer wesentlich geringeren Warmebelastung ausgesetzt im als bei einem Abtransport der Warme nur durch das der Schmierung dienende Öl.

Die Ringnut 5 und die Langsnuien 6 können durch nicht dargestellte schraubenförmig angeordnete Nuten ersetzt ->ein, die, ausgehend von den Radialkanaien 4. zu den axialen Begrenzungen der Lagerschale 2 fuhren. Dadurch wird die Gleichmäßigkeit der Lagerkühlung verbessert, so daß ein Verziehen der Lagerschale 2 nicht möglich ist.

Es ist nicht nur möglich, die Ringnut 5. die l.ängsnuten 6 oder die schraubenförmigen Nuten in der Kolbennabe Ij anzuordnen, sondern auch, sie in den äußeren Umfang der Lagerschale 2 oder sowohl in die Lagerschale 2 wie auch in die Kolbennabe Ij einzulassen.

Die bisher beschriebene \rt der Lagerkühlung erweist sich besonders Δλ'.τλ ais vorteilhaft, wenn das I)I auch zur Kühlung der Kolbenobcri'lache herangezogen werden soll und ein ringförmiges Leitblech 8 (I 1 g. 2). das zwischen dem Kolben t und dem der Steuerung des Kolbens dienenden Hohlrad 9 eingespannt ist. Uj^ seitlich aus dem Lager austretende Öl auffangen und in die Kolbenkammern 10 leiten soll. Damit ist es möglich, die in die Kolbenkammern 10 gelangende Ölmenge und damit tue Kühlung der Kolbenoberflache durch entsprechende Ausbildung des Leitblechs 8 zu steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

16 Ol Patentansprüche:

1. Kühlung eines Kolbens einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Schlupfeingriff, dem durch Axial- und Radialbohrungen im Exzenter einer Exzenterwelle über mindestens eine im Bereich einer Lagerschale des Kolbens befindliche Nut unter Druck Öl zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zwischen der Kolbennabe (la) und der Lagerschale (2) vorgesehene Nuten (5, 6) einerseits über Radialkanäle (4) ir der Lagerschale (2) mit den Bohrungen im Exzenter in Verbindung stehen und andererseits zu den axialen Begrenzungen der Lagerschale (2) führen. >5

2. Kühlung eines Kolbens einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5. 6) in dem inneren Umfang der Kolbennabe (la) und/oder dem äußeren Umfang der Lagerschale (2) angeordnet sind. *°

3. Kühlung eines Kolbens einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (5) als Ringnut ausgebildet in der axialen Mitte der Lagerschale (2) mehrere achsparallel über die gesamte Breite der Lagerschale (2) sich erstreckende Langsnuten (6) verbindet, die ihrerseits jeweils in der Mitte zwischen zwei Radialkanälen (4) verlaufen.

4. Kühlung eines Kolbens einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (5. 6), ausgehend von den Radialkanälen (4) in der 1 agerschale (2). in schraubenförmiger Anordnung zu (Jen axialen Begrenzungen der Lagerschale (21 führen.

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