DE3006940C2

DE3006940C2 - Mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3006940C2
Application number: DE3006940A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Phys. Dr. 7307 Aichwald Eckhardt; Huschang Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Sabet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DD158268A5; US4370109A; EP0035136A3; JPS56132402A; EP0035136B1; JPS6228293B2; DE3006940A1; CA1164804A; DE3163798D1; EP0035136A2; AU6763081A; AU541798B2

Description

Die Erfindung betrifft eine mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit einem axial angeordneten Getrieberaum und einem innerhalb eines stationären kreiszylindnschen Mantels, der in Umfangsrichtung sich erstreckende Ein- und Auslaßöffnungen aufweist, mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden und mit der Abtriebswelle verbundenen Rotor, der aus Seitenteilen und einer mit diesen drehfest verbundenen Trommel besteht, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Hinlaß- und Auslaßsteueröffnungen mit gegenüber den Öffnungen des stationären Mantels kleinerer Umfangserstreckung sowie an ihrem inneren Umfang, gleichmäßig über diesen verteilt, radial nach innen sich erstreckende Kolben aufweist, die mit Gegenkolben, welche über eine Nabe miteinander verbunden sind und mit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufen. Arbeitskammern begrenzen.

Brennkraftmaschinen dieser Gattung, wie sie beispielsweise in der DE-OS 21 07 137 beschrieben ist, liegt die Aufgabe zugrunde^ den Nachteil bekannter, nach dem sögen. »Katz-und-Maus-Prinzip« arbeitender Brennkraftmaschinen zU vermeiden, der darin besteht, daß alle Teile, sowohl die beiden Kolben gegeneinander als auch beide Kolben gegen das Gehäuse abgedichtet werden müssen, was infolge bestehender Dichtgrenzenspfünge bzw. nicht geschlossener Dichtgrenzen erhebliche Schwierigkeiten bereitet.

Bei dieser vier Arbeitsräume aufweisenden Brennkraftmaschine wird vorgeschlagen, die beidseitig eines mit dem Trommelmantel verbundenen Kolbens im Trommelmantel angeordneten Schlitze in zwei Radialebenen vorzusehen, so daß auch im Gehäusemantel in jeder der beiden Radialebenen eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung, die gegenüber den entsprechenden Öffnungen der anderen Radialebene um einen Winkel von etwa 90° versetzt angeordnet sind, sowie in den beiden Radialebenen mindestens je eine Zündkerze erforderlich ist, was den Aufbau dieser Maschine kompliziert und zusätzliche Maßnahmen zur Abdichtung der Arbeitsraum^ notwendig macht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dann, bei einer mittelachsigen Rotationskolbenmaschine eingangs genannter Art in Ausbildung als Maschine hoher Leistung Kurzschlußströmungen des Arbeitsmediums zwischen den Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen und ein Obertreten von Öl aus dem Getrieberaum in die Einlaßöffnungen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die im axial mittleren Bereich gelegenen, als Aussparungen im Kolben ausgebildeten Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen kreisringförmige Dichtringe aufweisen und daß die Seitenteile der Trommel über den Trommelumfang hinaus überstehen und unter Bildung eines engen Spaltes gegen je eine Ringschulter des Mantels anliegen.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird die Konstruktion der vorgenannten Brennkraftmaschine wesentlich vereinfacht, die Gesamtlänge der Dichtgrenzen verkürzt und die Dichtungen einem geringeren Verschleiß ausgesetzt, der dadurch noch vermindert wird, daß die von ihnen überstrichenen Flächen keine örtlich auftretenden Temperaturspitzen, sondern infolge der bei Viertakt-Betrieb durch den Gaswechsel erfolgten Kühlung eine gleichmäßigere Temperatur aufweisen. Gleichzeitig werden günstige Voraussetzungen für eine hohe Verdichtung des Arbeitsmediums geschaffen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in schematischer Weise dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Achsenlängsschnitt durch die Brennkraftmaschine in zwei einen Winkel miteinander bildenden Schnittebenen 1 -1 der F i g. 2:

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Motorgehäuse und die in dessen Mantel umlaufenden Kolben nach der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1.

Das Motorgehäuse besteht aus dem Mantel 1 und den beiden seitlichen Abdeckschalen 2 und 3. In dem Gehäusemantel sind Gewindebohrungen zur Aufnahme zweier Zündkerzen 18 und Öffnungen 19 für den Einlaß des Gemisches und den Auslaß der verbrannten Gase vorgesehen. Innerhalb des Gehäusemantels 1 läuft die Trommel 42 um. mit der die Kolben 4 einstückig verbunden sind. An den Stirnseiten werden die Arbeitskammern durch je ein :nneres. mit den Kolben 4 starr verbundenes Seitenteil 45, 45' begrenzt, gegen die je eine äußere Stirnseitenscheibe 46, 46' anliegt, Diese Scheiben weisen Bohrungen und an ihren gegeneinander anliegenden Flächen Aussparungen zur Bildung von Schmieröl- und Kühiölkanälen 47 auf. Innerhalb der von den Flanken der Kolben 4 begrenzten Arbeitskammern laufen die roh ihrer Nabe 51 einstückig ausgebildeten Kolben 5 kleinerer Masse mit ungleichförmiger Geschwindigkeit um, Mit der äußeren Scheibe 46 ist die

Abtriebswelle 11, auf der die Nabe 51 der Kolben 5 gelagert ist, einstückig ausgebildet. Mit dem auf der Abtriebsseite innerhalb des Gehäusemantels 1 angeordneten, mit der Abdeckschale 1 elastisch verbundenen Innenzahnrad 6 kämmen die Planetenräder 7, die drehfest mit je einer in den Stirnseitenscheiben 46, 46' der Kolben 4 gelagerten Welle 8 verbunden sind, deren anderes Ende eine Stirnkurbel mit einem kurzen Kurbelzapfen 81 aufweist. Auf diese Kurbelzapfen ist das eine Lager 91 je einer Pleuelstange 9 aufgeschoben, deren anderes, ebenfalls geschlossenes Lager 92 auf einen Bolzen 10 aufgeschoben ist, der exzentrisch in der Nabe 51 der Kolben 5 eingesetzt ist.

Die elastische Lagerung des Innenzahnrades 6 wird dadurch bewirkt, daß im äußeren Kandbereich des Innenzahnrades 6 stirnseitig in dieses elastische Hülsen 61 eingesetzt sind, in die in Bohrungen der Abdeckschale 2 eingesetzte Bolzen 22 eingreifen. Die Abdeckschale 2 ist mittels Schraubenbolzen 21, die Abdeckschale 3 mittels Schraubenbolzen 31 mit dem Gehäusemantel 1 verbunden.

Auf der Seite des Kurbelgetriebes ist mit der äußeren Stirnseitenscheibe 46' ein Lagerflansch 48 verDunden. der zusammen mit der Abdeckschale 3 das Gehäuse für eine als Sichelpumpe ausgebildete Zahnradpumpe 33 bildet. Mittels des Lagerflansches 48 einerseits und der mit diesem in starrer Verbindung stehenden Abtriebswelle 11 andererseits sind die mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Teile in Lagerschalen 24 und 34 der Abdeckschalen 2 und 3 gelagert.

Am AuBenumfang der die Kolben 4 verbindenden Trommel 42 sind die Einlaßsteueröffnungen 43 umfassende Dichtringe 49 vorgesehen, die die Arbeitsräume abdichten. Das Schmieröl wird den Lagern 24 und 34 und den Lagern der Kurbelwellen 8 unmittelbar, den Lagern der Pleuelstangen 9 mittelbar über in der Nabe 51 und den Bolzen 10 angeordnete Kanäie durch das axiale Rohr 47 zugeleitet. Um zu verhindern, daß Öl zwischen die Stirnflächen der kleinen Kolben 5 und die stirnseitigen, die Arbeitskammern begrenzenden Seitenteile 45, 45' gelangt, sind an den Stirnflächen der Nabe der Kolben 5 in Ringnuten der äußeren Stirnseitenscheibe 46 eingreifende bzw. mit Ringleisten

ίο dieser Scheibe zusammenwirkende Ringleisten 52 vorgesehen, deren mit der Drehachse der Kolben 4, 5 einen spitzen Winkel bildende Flanken radial nach außen und in Richtung der Abdeckschale 2 weisende ölablaufkanäle begrenzen, so daß an dieser Steile vorhandenes Öl nach außen geschleudert wird. Das Kühlöl gelangt durch den den Kühlölkanal 47 umgebenden ringzylindrischen Kanal zu den in den kleinen Kolben vorgesehenen Kühlschlangen und zu den zwischen den stirnseitigen inneren und äußeren Scheiben 45,46 gebildeten Kanälen sowie zu den in der Trommel 42 mäanderartig angeordnf .n Kühlkanälen. An den Sieiien, an denen die Gefahr besieh!, daß öl von der Gasströmung mitgerissen wird, sind zur Beruhigung und Verringerung der Gasströmung in an sich bekannter Weise Labyrinthanordnungen vorgesehen.

Die S< 'tenteile 45, 45' haben einen größeren Außendurchmesser als die Trommel 42, damit Spritzöl aus dem Getrieberaum abgewiesen wird und nicht bis zu den Ein- und Auslaßöffnungen 19 gelangen kann. Die

jo Stirnseitenscheiben 46, 46' weisen am Urnfang Rippen auf, die das Öl aus dem Getrieberaum in tangential mündende Ablauföffnungen (nicht dargestellt) im Gehäusemantel 1 fördern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit einem axial angeordneten Getrieberaum und einem innerhalb eines stationären kreiszylindrischen Mantels, der in Umfangsnchtung sich erstreckende Ein- und AuslaDöffnungen aufweist, mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden und mit der Abtriebswelle verbundenen Rotor, der aus Seitenteilen und einer mit diesen drehfest verbundenen Trommel besteht, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Einlaß- und Ausiaßsteueröffnungen mit gegenüber den Öffnungen des stationären Mantels kleinerer Umfangserstreckung sowie an ihrem inneren Umfang, gleichmäßig über diesen verteilt, radial nach innen sich erstreckende Kolben aufweist, die mit Gegenkolben, welche über eine Nabe miteinander verbunden sind und mit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufen, Arbeitskammern begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die im lixial mittleren Bereich gelegenen, als Aussparungen im Kolben (4) ausgebildeten Einiaß- und Auslaßöffnungen (43) kreisringförmige Dichtringe (49) aufweisen und daß die Seitenteile (45, 45') der Trommel (42) über den Trommelumfang hinaus überstehen und unter Bildung eines engen Spaltes gegen je eine Ringschulter iiss Mantels (1) anliegen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu den Seitenteilen (45, 45') mit diesen jeweils drehfest verbundene Scheiben (46, 46') angeordnet sind, die Ringnuten aufweisen, in die an der Stirnfläche der Nabe (51) angeordnete Ringlristen ",2) eingreifen, in der Weise, daß ihre Flanien in ihrer Axialerstreckung mit der Drehachse der KoIb- :i (4, 5) einen spitzen J5 Winkel bildend radial nach außen verlaufen, wodurch zusammen mit den Flanken der Ringnuten ölablaufkanäle gebildet werden.