DD158268A1

DD158268A1 - Mittelachsige umlaufkolben-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DD158268A1
Authority: DD
Publication date: 1983-01-05

Abstract

Mit der erfindungsgemaessen mittelachsigen Umlaufkolben-Brennkraftmaschine, die einen innerhalb eines kreisfoermigen stationaeren Mantels mit gleichfoermiger Umlaufgeschwindigkeit umlaufenden und mit der Antriebswelle verbundenen Rotor aufweist, der aus Stirnseitenteilen und einer mit diesen drehfest verbundenen Trommel besteht, die ueber ihren Umfang gleichmaessig verteilte Oeffnungen fuer den Einlass und Auslass sowie an ihrem inneren Umfang, gleichmaessig ueber diesen verteilt, radial nach innen sich erstreckende Kolben aufweist, die zusammen mit ueber eine Nabe miteinander verbundenen, mit ungleichfoermiger Geschwindigkeit umlaufenden Gegenkolben Arbeitskammern begrenzen, soll die Dichtgrenze bei moeglichst wenig relativ zueinander drehenden Bauteilen klein gehalten und eine Vereinfachung der Steuerung sowie guenstige Brennraumverhaeltnisse und guenstige Vorraussetzungen fuer eine hohe Verdichtung und eine optimale Verbrennung des Kraftstoffes erreicht werden. Erfindungsgemaess sind dazu nunmehr die von Dichtringen umschlossenen Trommeloeffnungen innerhalb der Sektoren der mit der Trommel verbundenen Kolben in deren radialer Mittelebene und symmetrisch zu der axialen Mittelebene eines Kolbens angeordnet.angeordnet.

Description

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Berlin, 29. 7. 81

Mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit einem innerhalb eines kreisförmigen stationären Mantels mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden und mit der Abtriebswelle verbundenen Rotor, der aus Stirnseitenteilen und einer mit diesen drehfest verbundenen Trommel besteht, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Öffnungen für den Einlaß und Auslaß sowie an ihrem inneren Umfang, gleichmäßig über diesen verteilt, radial nach innen sich erstreckende Kolben aufweisen, die zusammen mit über eine Nabe miteinander verbundenen, mit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Gegenkolben Arbeitskammern begrenzen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Brennkraftmaschinen obengenannter Gattung, wie sie beispielsweise in der DE-OS 2 107 137 beschrieben ist, sollen den Kachteil bekannter, nach dem sogenannten "Katz- und-Maus-^rinzip" arbeitender Brennkraftmaschinen 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 Dichtgrenzensprünge bzw. nicht geschlossener Dichtgrenzen erhebliche Schwierigkeiten bereitet.

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Bei dieser vier Arbeitsräume aufweisenden Brennkraftmaschine sind die beidseitig eines mit dem Trommelmantel verbundenen Kolbens im Trommelmantel angeordneten Schlitze in zwei Radialebenen vorgesehen, so daß auch im Gehäusemantel in jeder der beiden Radialebenen ein Einlaß- und ein Auslaßschlitz, die gegenüber den entsprechenden Schlitzen der anderen Radialebene um einen Winkel von etwa 90° versetzt angeordnet sind, erforderlich ist.

Eine weitere Brennkraftmaschine der eingangs genannten Gattung beinhaltet die US-PS 1 481 220. Diese weist jedoch bei einem mit der Trommel verbundenen Kolbenpaar nur zwei Arbeitsräume mit zwei an einem Stirnseitenteil der Trommel diametral einander gegenüber angeordneten Zündkerzen auf, die während eines Trommelumlaufs jeweils einmal mittels eines am Maschinengestell angeordneten Kontaktes gezündet werden. Die beiden am Trommelumfang für den Einlaß und Auslaß vorgesehenen Schlitze erstrecken sich über die ganze Länge der Trommel.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer in ihrer konstruktiven Ausbildung einfachen und eine hohe Leistung aufweisenden mittelachsigen Umlaufkolben-Brennkraftmaschine.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Länge der Dichtgrenze bei möglichst wenig relativ zueinander drehenden Bauteilen klein zu halten und durch die Anordnung der Trommelöffnungen eine Vereinfachung der Steuerung zu erzielen sowie günstige Brennraumverhältnisse und günstige Voraussetzungen für eine hohe Verdichtung-und eine optimale Verbrennung des Kraftstoffes zu schaffen,

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die von Dichtringen umschlossenen Öffnungen innerhalb der Sektoren der mit der Trommel verbundenen Kolben in deren radialer Mittelebene und symmetrisch zu der axialen Mittelebene eines jeden Kolbens angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird insbesondere die Konstruktion der Brennkraftmaschine nach der US-PS 1 481 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.

Zweckmäßigerweise ist darüber hinaus, daß die Stirnseitenteile über die Trommel überstehen und mit je einer Ringschulter des stationären Gehäusemantels einen engen Spalt bilden.

Vorzugsweise weisen dabei die Stirnseitenteile an ihrem Umfang Rippen auf.

Vorteilhaft ist auch, daß die Stirnseitenteile durch je eine innere und eine äußere Scheibe gebildet werden, die zur Bildung von Kühlöl- und Schmierölkanälen Bohrungen und in den gegeneinander anliegenden Flächen Aussparungen aufweisen.

Infolge der Anordnung der Kolben in der umlaufenden Trommel erweist sich die Ausbildung der Stirnseitenteile gemäß vorstehender Merkmale der Erfindung zum Zweck der Einsparung von Dichtungen und um Spritzöl vom Getriebe fernzuhalten und zu entfernen, als besonders vorteilhaft.

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Im Sinne der Erfindung ist auch, daß an den Stirnflächen der Wabe der mit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Kolben in Ringnuten der äußeren Stirnseitenscheibe eingreifende bzw. mit Ringleisten dieser äußeren Stirnseitenscheibe zusammenwirkende Hingleisten vorgesehen sind, deren mit der Drehachse der Kolben einen spitzen Winkel bildende Planken radial nach außen und in Richtung der den stationären Gehäusemantel stirnseitig abdeckenden Schale weisende 01-ablaufkanäle begrenzen-?

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die mit der Trommel verbundenen, mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Kolben in an sich bekannter Y/eise eine größere Masse als die mit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Kolben aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig. 1: einen Achsenlängsschnitt durch die Brennkraftmaschine in zwei einen Winkel miteinander bildenden Schnittebenen;

Fig» 2: einen senkrechten Schnitt durch das Motorgehäuse und die in dessen Mantel umlaufenden Kolben nach der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1 ;

Fig. 3: eine Stirnseitenansicht der das Zahnradgetriebe aufweisenden Seite der Brennkraftmaschine mit abgenommener Deckelschale;

Fig. 4: einen senkrechten Schnitt durch das Motorgehäuse nach der Schnittlinie 4-4 der Fig. 1.

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•Der Gehäusemantel des Motors "besteht aus dem zylindermantelförmigen Teil und den beiden seitlichen Abdeckschalen 2 und In dem Gehäusemantel 1 sind Gewindebohrungen zur Aufnahme zweier Zündkerzen 18 und Aussparungen 19 für den Einlaß des Gemisches und den Auslaß der verbrannten Gase vorgesehen. Innerhalb des Gehäusemantels 1 läuft die Trommel um, mit der die Kolben 4 einstückig verbunden sind. An den Stirnseiten werden die Arbeitsräume durch je eine innere, mit den Kolben 4 starr verbundene Scheibe 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 Kühlö'lkanälen 47 auf. Innerhalb der von den Planken der Kolben 4 begrenzten Arbeitsräume laufen die mit 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 2 elastisch verbundenen Innenzahnrad 6 kämmen die Planetenräder 7, die drehfest mit je einer in den stirnseitigen Scheiben 46; 46' der Kolben 4 gelagerten Welle 8 verbunden sind, deren anderes Ende eine Stirnkurbel mit einem kurzen Kurbelzapfen 81 aufweist. Auf diese Kurbelzapfen 81 ist das eine Lager 91 je einer Pleuelstange 9 aufgeschoben, deren anderes, ebenfalls geschlossenes Lager 92 auf einen Bolzen aufgeschoben ist, der exzentrisch in der Nabe 51 der Kolben eingesetzt ist.

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

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Auf der Seite des Kurbelgetriebes ist mit der äußeren stirnseitigen Scheibe 46* ein Lagerflansch 48 verbunden, 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 Außenumfang der die Kolben 4 verbindenden Trommel 42 sind die Öffnungen 43 umfassende Dichtringe 49 vorgesehen, die die Arbßitsräume abdichten. Das Schmieröl wird den Lagern 24 und 34 und den Lagern der Kurbelwellen 8 unmittelbar, den Lagern der Pleuelstangen 9 mittelbar über den in der Nabe 51 vorgesehenen Kühlölkanal 47 sowie in den Bolzen 10 angeordnete Kanäle zugeleitet. Um zu verhindern, daß Öl zwischen die Stirnflächen der kleinen Kolben 5 und die stirnseitigen, die Arbeitsräume begrenzenden inneren Scheiben 45? 45' gelangt, sind an den Stirnflächen der Wabe 51 der Kolben 5 in Ringnuten der äußeren Stirnseitenscheibe 46 eingreifende bzw. mit Ringleisten 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 Stelle 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 angeordneten Kühlkanälen. An den Stellen, an denen die Gefahr besteht, daß Öl von der Gasströmung mitgerissen wird, sind zur Beruhigung und Verringerung der Gasströmung in an sich bekannter Weise Labyrinthanordnungen vorgesehen.

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Die Inneren Scheiben 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 äußeren Scheiben 46; 46' weisen am Umfang Rippen auf, die das Ol aus dem Getrieberaum in tangential mündende AblaufÖffnungen (nicht dargestellt) im Gehäusemantel 1 fördern.

Claims

Erfindungsanspruch

. Mittelachsige Umlaufkolben-Brennkraftmaschine mit einem innerhalb eines kreisförmigen stationären Mantels mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden und mit der Abtriebswelle verbundenen Rotor, der aus Stirnseitenteilen und einer mit diesen drehfest verbundenen Trommel besteht, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Öffnungen für den Einlaß und Auslaß sowie an ihrem inneren Umfang, gleichmäßig über diesen verteilt, radial nach inmen sich erstreckende Kolben aufweist, die zusammen mit über eine Nabe miteinander verbundenerynit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Gegenkolben Arbeitskammern. begrenzen, gekennzeichnet dadurch, daß die von Dichtringen (49) umschlossenen Öffnungen (43) innerhalb der Sektoren der mit der Trommel (42) verbundenen Kolben (4) in deren radialer Mittelebene und symmetrisch zu der axialen Mittelebene eines jeden Kolbens (4) angeordnet sind.
2. Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die in der Trommel (42) vorgesehenen Öffnungen (43) in sich radial nach innen verengende und verflachende, Brennraummulden (44) bildende Aussparungen der Kolben (4) übergehen.
3. Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stirnseitenteile über die Trommel (42) überstehen und mit je einer Pangschulter des stationären Gehäusemantels (1) einen engen Spalt bilden.

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4. Brennkraftmaschine nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Stirnseitenteile an ihrem Umfang Rippen aufweisen.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Punkte 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Stirnseitenteile durch je eine innere und eine äußere Scheibe (45; 45' bzw. 46; 46¹) gebildet werden, die zur Bildung von Kühlöl- und Schmierölkanälen Bohrungen und in den gegeneinander anliegenden Flächen Aussparungen aufweisen.
6. Brennkraftmaschine nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß an den Stirnflächen der Nabe der mit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Kolben (5) in Ringnuten der äußeren Stirnseitenscheibe (46) eingreifende bzw. mit Ringleisten dieser äußeren Stirnseitenscheibe (46) zusammenwirkende Ringleisten (52) vorgesehen sind, deren mit der Drehachse der Kolben (4? 5) einen spitzen Y/inkel bildende Planken radial nach außen und in Richtung der den stationären Gehäusemantel (1) stirnseitig abdeckenden Schale (2) weisende Ölablaufkanäle begrenzen.
7. Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die mit der Trommel (42) verbundenen, mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Kolben (4) in an sich bekannter Weise eine größere Masse als die mit ungleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Kolben (5) aufweisen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen