DE1189314B - Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine Gegenstand des Hauptpatents 116711l ist eine Rotationskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, das sich aus einem Mantel und Seitenteilen zusammensetzt und in welchem ein mehreckiger Kolben umläuft, der einen von einem Kühlmittel mit Schmiereigenschaften durchströmten Hohlraum und an jeder Ecke eine sich über die ganze Kolbenbreite erstreckende Nut aufweist, die eine Radialdichtung in Form einer Dichtleiste aufnimmt, welche durch das aus einer benachbarten Arbeitskammer in die Nut gelangende Druckgas an die innere Mantelfläche und abwechselnd an die eine und die andere Nutflanke angedrückt wird.
• Die durch die Erfindung nach dem Hauptpatent gelöste Aufgabe bestand darin, eine Schmierung der Dichtleisten zu bewirken, bei der den Dichtleistennuten Schmiermittel nur in so geringer Menge und in einer solchen Weise zugeführt wird, daß einerseits kein Verkoken eintreten kann, andererseits aber eine ausreichende Schmierung stattfindet, und daß ein Eindringen von Druckgas in den im Kolben vorgesehenen Schmiermittelkanal mit Sicherheit vermieden wird.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wurde vorgeschlagen, daß in jeder Nut ein im Kolben vorgesehener Schmiermittelkanal mündet, der vom Kolbenhohlraum ausgeht und dessen Mündung durch ein den Kanal gegenüber dem Gasdruck absperrendes und das Schmiermittel verteilendes, bewegliches Element abgedeckt ist. Bei einem Dichtsystem, bei dem die Dichtleisten mit ihren Enden in sogenannte Dichtbolzen eingreifen, die axial beweglich in entsprechenden, mit den Dichtleistennuten in Verbindung stehenden Aussparungen gelagert sind und an die axial bewegliche Dichtstreifen anschließen, die an den benachbarten Gehäuseseitenteilen anliegen, sollen nach einem Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes die Kanäle zur Zuführung des Schmiermittels in die Aussparungen münden, in denen die Dichtbolzen angeordnet sind. Das Schmiermittel wird durch die Axialbewegung der Dichtbolzen verteilt und gelangt zu den Dichtleisten, um diese sowohl bezüglich ihrer Anlageflächen an den Nutflanken als auch bezüglich der Anlagefläche an der inneren Mantelfläche zu schmieren. Diese Art der Schmierung hat den Vorteil, daß keinerlei zusätzliche Bauteile erforderlich sind. Andererseits erscheint es wünschenswert, das Schmiermittel direkt an die Stellen der Dichtleiste zu bringen, wo die Schmierung erforderlich ist, insbesondere an die Dichtleistenflanken. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß entsprechend einem älteren Vorschlag ein Schmiermittelkanal in mindestens einer Wand jeder Nut mündet und daß das das Schmiermittel verteilende, bewegliche Element als federnd an dieser Nutwand anliegendes, die Mündung des Schmiermittelkanals überdeckendes Plättchen ausgebildet ist. Dieser Vorschlag hat den zusätzlichen Vorteil, daß er auch bei Dichtsystemen angewandt werden kann, die keine Dichtbolzen oder äquivalente Verbindungsdichtungen aufweisen.
• Für das Teilmerkmal, daß ein Schmiermittelkanal in mindestens einer Wand jeder Nut mündet, wird kein selbständiger Schutz beansprucht.
• Wenn ein Schmiermittelkanal in mindestens einer Nutflanke mündet, so ist das Plättchen vorzugsweise in einer Aussparung in der Leistenflanke eingesetzt, und es kann auch selbst als Blattfeder ausgebildet sein. Wenn Schmiermittelkanäle in beiden Nutflanken münden, sind Plättchen in jeder Leistenflanke vorzusehen. Die unterlegten Federn für die Plättchen können sich an der Dichtleiste abstützen. Es ist aber auch möglich, die Dichtleiste mit einem Durchbruch zu versehen, der eine Feder aufnimmt, welche beide Plättchen an die Nutflanken andrückt. Der Durchbruch kann so groß sein, daß er gleichzeitig auch die Plättchen aufnimmt. Wenn die Schmiermittelkanäle in mindestens einer Nutflanke münden, kann das Plättchen auch einen Teil der Dichtleiste bilden.
• Wird die Dichtleiste zusätzlich durch eine sich auf den Nutengrund abstützende Blattfeder gegen die innere Mantelfläche des Gehäuses gedrückt, so kann das Plättchen von dieser Feder gebildet werden, wobei der Schmiermittelkanal im Nutengrund im Bereich des Abstützpunktes der Feder mündet und die Feder an einem Ende in der Dichtleiste oder im Kolben verankert ist. Beim Durchfedern verschiebt sich der Abstützpunkt der Feder, wodurch eine Verteilung des Schmiermittels erzielt wird.
• Zur Verbesserung der Schmierung kann das Plättchen an seiner der Nutwand zugekehrten Fläche mit einer Schmiernut versehen werden.
• Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Kolbenecke mit einer ersten Ausführung der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3, 4 und 5 Querschnitte ähnlich F i g. 1 mit weiteren Ausführungen der Erfindung, F i g. 6 einen Schnitt gemäß Linie 6-6 in F i g. 5 und F i g. 7 einen Längsschnitt durch eine Kolbenecke mit einer anderen Ausführung der Erfindung.
• Es sei zunächst auf F i g. 1 und 2 Bezug genommen. Der beispielsweise dreieckige Kolben 10 einer Kreiskolbenbrennkraftmaschine ist drehbar auf dem nicht dargestellten Exzenter einer Exzenterwelle gelagert, die drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist, das sich aus Seitenteilen und einem dazwischen angeordneten Mantel mit mehrbogiger Innenfläche 12 zusammensetzt. Der Kolben weist in jeder Ecke eine sich über die ganze Kolbenbreite erstreckende Nut 14 auf, in welcher eine Radialdichtung in Form einer Dichtleiste 16 radial beweglich mit Spiel angeordnet ist. Die Dichtleiste 16 gleitet mit ihrer Kuppe 17 beim Umlauf des Kolbens 10 ständig an der inneren Mantelfläche 12 entlang und dichtet benachbarte Arbeitskammern A, B in Umfangsrichtung voneinander ab. Die Drehrichtung des Kolbens 10 ist durch den Pfeil D veranschaulicht. Die Anpressung der Dichtleiste 16 an die innere Mantelfläche 12 erfolgt einerseits durch eine Feder 18, die sich am Nutengrund 20 abstützt, und andererseits durch den Gasdruck in einer der Arbeitskammern A, B. Wird angenommen, daß in der Arbeitskammer A der höhere Druck herrscht, so wird die Dichtleiste 16 an die gegenüberliegende Nutflanke 22 angelegt, wodurch sich ein Spalt 24 zwischen der benachbarten Nutflanke 26 und der Dichtleiste 16 ergibt, durch den das Druckgas in die Nut 14 und in den Raum 28 unterhalb der Dichtleiste 16 gelangen kann. Herrscht in der Arbeitskammer B der größere Druck, so legt sich die Dichtleiste 16 an die Nutflanke 24 an, und das Druckgas kann durch den zwischen der Nutflanke 22 und der Dichtleiste 16 sich bildenden Spalt in den Raum 28 gelangen.
• Der Kolben 10 ist mit mindestens einem Hohlraum 30 versehen, der von einem Kühlmittel mit Schmiereigenschaften durchströmt wird. Von diesem Raum 30 gehen Kanäle 32, 34 aus, die an den beiden Nutflanken 22 und 26 münden. Diese Mündungen werden durch Plättchen 36, 38 verschlossen, die in Aussparungen 40, 42 in den Leistenflanken eingesetzt sind und durch Federn 44 an die Nutflanken 22 bzw. 26 angedrückt werden. Bei radial nach auswärts gerichteten Beschleunigungskräften wird Kühlflüssigkeit aus dem Kolbenhohlraum 30 durch die Kanäle 32 und 34 in die Schmiernuten 46, 48 geschleudert. Durch die stets erfolgenden Radialbewegungen der Dichtleiste 16 wird das Schmiermittel von den Plättchen 36, 38, die von der Dichtleiste 16 mitgenommen werden, auf den Nutflanken 22,26 verteilt, so daß die Reibung zwischen der Dichtleiste 16 und den Nutflanken verringert wird. Das der in Drehrichtung des Kolbens vorn liegenden Nutflanke 26 zugeführte Schmiermittel wird durch die Drehung des Kolbens auch auf die Kuppe 17 der Dichtleiste 16 und damit auf die innere Mantelfläche 12 gebracht. Die Schmiernuten 46, 48 reichen radial nach innen zu über die Mündungen der Kanäle 32, 34 hinweg, damit beim Auftreten radial nach innen gerichteter Beschleunigungskräfte nicht alle Schmierflüssigkeit aus den Nuten 46, 48 in die Kanäle 32, 34 zurückgeschleudert wird.
• Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 ist der an der nacheilenden Nutflanke 22 mündende Schmiermittelkanal weggelassen. Das die Mündung des Schmiermittelkanals 34 abdeckende Plättchen 50 ist wiederum in eine Aussparung 52 der Dichtleiste 16 eingesetzt, jedoch in diesem Falle selbst als Blattfeder ausgebildet.
• Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 mündet wieder an jeder Nutflanke 22, 26 ein Schmiermittelkanal 32, 34. Die Dichtleiste 16' ist in diesem Falle mit einem Durchbruch 54 versehen, in welchem die zwei Plättchen 36', 38' Rücken an Rücken angeordnet sind. Zwischen den beiden Plättchen, die im wesentlichen die gleiche Form haben wie die Plättchen 36 und 38 in F i g. 1, ist eine Feder 56 angeordnet, welche die beiden Plättchen an die Nutflanken 22 bzw. 26 andrückt. Der Unterschied gegenüber der Ausführung gemäß F i g. 1 besteht im wesentlichen nur darin, daß sich die Feder nicht an der Dichtleiste, sondern am anderen Plättchen abstützt.
• Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 und 6 sind in einer Nut zwei dreiteilige Dichtleisten 57, 58 und 59, 60 angeordnet. Zwischen den Teilen 58 und 60 ist eine Feder 62 vorgesehen, welche das Teil 58 gegen die Nutflanke 22 und das Teil 60 gegen die Nutflanke 26 drückt. Die beiden Dichtleistenteile 58 und 60 übernehmen also die Funktion der Plättchen 36 und 38 in F i g. 1 und decken die Mündungen der Schmiermittelkanäle 32 und 34 ab. Wesentlich ist dabei, daß das Druckgas auf die Rückseiten der Teile 58 und 60 wirken kann. Zu diesem Zweck ist die Feder 62 so bemessen, daß die Leistenteile 58 und 60 sich nicht berühren können, also ein Spalt 64 besteht, in den das Druckgas eindringen kann. Wenn in der Arbeitskammer A der höhere Druck herrscht, so werden die Dichtleistenteile 59 von ihrer Nutflanke 26 abgehoben, so daß das Druckgas durch die Spalte 61 in den Raum 28 und in den Spalt 64 gelangen und die Dichtleistenteile 57, 58 nach außen gegen die innere Mantelfläche 12 drücken kann. Herrscht in der Arbeitskammer B der größere Druck, so wird die Abdichtung durch die Leistenteile 59, 60 bewirkt. Diese Stellungen der Dichtleistenteile sind nur in F i g. 6 angegeben.
• F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Schmiermittelkanal 66 am Nutengrund 20 mündet. Die Mündung dieses Kanals wird von der Feder 18' abgesperrt. Die Feder 18' ist an ihrem einen Ende 68 in der Dichtleiste 16 verankert, was zur Folge hat, daß sich beim Federn der Abstützpunkt der Feder am Nutengrund 20 verschiebt. Dies hat eine Verteilung des Schmiermittels zur Folge. In die Feder kann zur besseren Abdichtung ein eigenes Plättchen 70 eingesetzt sein.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, das sich aus einem Mantel und Seitenteilen zusammensetzt und in welchem ein mehreckiger Kolben umläuft, der einen von einem Kühlmittel mit Schmiereigenschaften durchströmten Hohlraum und an jeder Ecke eine sich über die ganze Kolbenbreite erstreckende Nut aufweist, die eine Dichtleiste aufnimmt, welche durch das aus einer benachbarten Arbeitskammer in die Nut gelangende Druckgas an die innere Mantelfläche und abwechselnd an die eine und die andere Nutflanke angedrückt wird, wobei in jeder Nut mindestens ein im Kolben vorgesehener Schmiermittelkanal mündet, der vom Kolbenhohlraum ausgeht und dessen Mündung durch ein den Kanal gegenüber dem Gasdruck absperrendes und das Schmiermittel verteilendes, bewegliches Element abgedeckt ist, nach Patent 1167 111, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmiermittelkanal (32, 34, 66) in mindestens einer Wand (20, 22, 26) jeder Nut (14) mündet und daß das das Schmiermittel verteilende bewegliche Element als federnd an dieser Nutwand anliegendes, die Mündung des Schmiermittelkanals (32, 34, 66) überdeckendes Plättchen (36, 38, 36', 38', 50, 58, 60, 70) ausgebildet ist.
2. 2. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmiermittelkanal (32 bzw. 34) in mindestens einer Nutflanke (22 bzw. 26) mündet und daß das Plättchen (36, 38, 36', 38', 50) in eine Aussparung (40 bzw. 42, 52) der Dichtleistenflanke eingesetzt ist.
3. 3. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (50) als Blattfeder ausgebildet ist (F i g. 3).
4. 4. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schmiermittelkanäle (32, 34) in beiden Nutflanken (22, 26) münden und daß die Dichtleiste (16') einen Durchbruch (54) aufweist, indem eine Feder (56) angeordnet ist, welche die auf jeder Seite der Dichtleiste (16') angeordneten Plättchen (36', 38') an die Nutflanken (22, 26) andrückt (F i g. 4).
5. 5. Kreiskolbenmaschine. insbesondere -Brennkraftmaschine, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (54) so groß bemessen ist, daß er gleichzeitig auch die Plättchen (36', 38') aufnimmt.
6. 6. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schmiermittelkanäle (32, 34) in mindestens einer Nutflanke (22 bzw. 26) münden und daß das bzw. die Plättchen (58,60) einen Teil der Dichtleiste bilden (F i g. 5, 6).
7. 7. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen an seiner der Nutflanke zugekehrten Fläche eine Schmiernut (46 bzw. 48) aufweist. B.
8. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, nach Anspruch 1, wobei die Dichtleiste zusätzlich durch eine sich auf den Nutengrund abstützende Blattfeder gegen die innere Mantelfläche des Gehäuses gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen von der Feder (18') gebildet ist, wobei der Schmiermittelkanal (66) im Nutengrund (20) im Bereich des Abstützpunktes der Feder mündet und die Feder an einem Ende (68) in der Dichtleiste (16) oder im Kolben (10) verankert ist (F i g. 7).
9. 9. Kreiskolbenmaschine, insbesondere -Brennkraftmaschine, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Feder (18') an der Abstützstelle ein Plättchen (70) eingesetzt ist. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1146 699, 1145 428.