WO2012159750A2 - Rotationskolbenmotor mit seitenplatten - Google Patents

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WO2012159750A2
WO2012159750A2 PCT/EP2012/002202 EP2012002202W WO2012159750A2 WO 2012159750 A2 WO2012159750 A2 WO 2012159750A2 EP 2012002202 W EP2012002202 W EP 2012002202W WO 2012159750 A2 WO2012159750 A2 WO 2012159750A2
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WO
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side plate
rotary piston
plate groove
engine according
piston engine
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Karl Knaus
Michael Steinbauer
Robert Berger
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AVL List GmbH
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    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22—Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08—Axially-movable sealings for working fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/108—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with an axial surface, e.g. side plates

Definitions

  • the present invention relates to a rotary piston machine and more particularly to a rotary engine.
  • Rotary piston engines known in which a combustion chamber by a
  • Housing in particular a trochoidal portion of the housing, two side plates and a housing movably mounted rotary piston is formed.
  • the movable rotary piston is sealed in particular with respect to the side plates by means of sealing devices, in particular so-called curved strips.
  • Lubricant passes past these sealing devices into the combustion chamber. During the combustion of the fuel / air mixture, the lubricant leads to undesirable effects.
  • the invention is based on the object, the design of a
  • a rotary engine has a housing with a substantially
  • At least one rotary piston is rotatably mounted on an eccentric shaft.
  • the housing is, as viewed in the axial direction of the eccentric shaft, limited by at least one side plate.
  • This side plate has a central bore, these being the
  • Eccentric shaft receives.
  • At least one sealing device is provided on at least one end face of the rotary piston. This sealing device slides during operation on the inner surface of this side plate.
  • On the inner surface of the side plate is preferably provided a plurality, but at least one, side plate grooves. These side plate grooves extend substantially helically from an outer portion of the side plate toward the central bore. The side plate grooves are opposed to piston points on the rotary piston. In this case, the side plate groove is oriented such that the projection of the
  • a rotary piston engine in the sense of the invention is understood to mean a device which, in particular, serves to convert chemical energy of a fuel into mechanical energy within a combustion chamber.
  • a chemical reaction of fuel and in particular oxygen of the ambient air takes place in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the drives Preferably, the drives
  • a rotary piston is to be understood, which rotates during operation of the rotary piston engine in the housing about an eccentrically mounted shaft (eccentric shaft) and thereby
  • the housing accommodates the rotary piston or pistons in a substantially trochoid-shaped recess and is preferably formed by two lateral one-piece or multi-part
  • Housing cover also referred to as side plates, covered.
  • Housing cover a material from the following group, which alloys with iron, alloys with aluminum, alloys with magnesium, steel,
  • oxide ceramics with aluminum non-oxide ceramics with carbides or nitrides of aluminum or silicon.
  • a side plate groove is to be understood as meaning a recess opposite at least one area of the inner surface of the side plate.
  • the position of the piston point changes on the rotary piston when it moves relative to the side plate and thus with respect to the side plate groove.
  • the side panel notch is fabricated using a pawn-to-die method of manufacture.
  • these production methods are a production method with a specific cutting edge but preferably a production method with an undefined cutting edge.
  • Greasing Method D-J & I & making a side plate groove are honing, grinding, milling and engraving in particular.
  • the side plate groove is produced by a manufacturing process which involves a blast treatment.
  • a manufacturing method may preferably have a particle beam, such a particle beam is preferably a sand jet or a beam which metal or ceramic particles.
  • a carrier medium for these particles is used preferably a fluid stream.
  • a compaction or removal of near-surface material layers of the side plates is achieved by the kinetic energy of the particles and thereby generates a side plate groove.
  • Such a manufacturing method with blast treatment may preferably also have an electron or laser beam. By a laser or electron beam method, in particular a particularly precise and / or narrow side plate groove can be produced.
  • the side plate groove is produced by a material application method.
  • a material application method Preferably is under one
  • these production methods are to be understood as meaning those which have, in particular, process or method steps such as physical vapor deposition, chrome plating, nickel plating, build-up welding or the like.
  • process or method steps such as physical vapor deposition, chrome plating, nickel plating, build-up welding or the like.
  • the side plate groove by a forming manufacturing process, in particular a cold-forming
  • the side plate groove has a groove depth NT, which is preferably greater than 0.1 ⁇ m, preferably greater than 1 ⁇ m and particularly preferably greater than 5 ⁇ m and / or more preferably less than 100 ⁇ m, preferably less than 50 ⁇ m and more preferably less than 10 pm.
  • the side plate groove has a groove width NB, which is preferably greater than 1 ⁇ , preferably greater than 10 pm and more preferably greater than 100 m and / or more preferably less than 1000 pm, preferably less than 300 pm and more preferably less than 150 pm.
  • the side plate groove does not extend in the radial direction over the entire inner surface of the side plate.
  • the side plate groove may be bounded radially outwardly by an inner envelope. This inner envelope results from the movement of the rotary piston and the position of an outer sealing device on the rotary piston.
  • a boundary of the side plate groove is provided only in certain areas of the side plate. Preferably, such areas are characterized by positions of the rotary piston in which these from the working space a high gas pressure loads, such positions of the piston are in particular those in which a fuel / air mixture is expanded in the combustion chamber or immediately before it is expanded and so that it is almost completely compressed.
  • a high gas pressure rests on the rotary piston, in particular when the pressure in the combustion chamber is 10 bar or higher.
  • the inner envelope is to be understood in particular as the projection of the points of the outer sealing device on the inner surface of the side plate, these points being characterized in that they have the smallest approximation to the central bore during one complete revolution of the rotary piston in the housing.
  • Lubricant can penetrate into the combustion chamber.
  • the side plate groove does not extend in the radial direction over the entire inner surface of the side plate.
  • the side plate groove is bounded in the radial direction inwardly by an outer envelope.
  • This outer envelope results from the movement of the rotary piston and the position of an inner sealing device and the position of a Sealing bolt or a Dichtbolzenaus founded on the rotary piston.
  • the outer envelope in particular, the projection of the points of the aforementioned devices with the closest approach to the central bore during a complete revolution of the rotary piston in the housing to understand the inner surface of the side plate. This configuration of the side plate groove can be avoided that the inner sealing device or the
  • two adjacent side plate grooves are at least partially spaced by a distance AN.
  • this distance AN between two adjacent side plate grooves is not undershot.
  • this distance AN is greater than the groove width NB preferably greater than 25 times NB and particularly preferably greater than 100 times NB and / or more preferably less than 10,000 NB, less than 2000 NB and most preferably less than 500 NB.
  • the distance NB is preferably such that a sufficient number of
  • Side plate grooves is provided on the side plate in order to ensure a sufficient conveying effect in the lubricant and thus, in particular in the case of the outer sealing means to achieve an improved seal.
  • Fig. 3 the groove width and groove depth of a side plates 4: the inner surface of a side plate with spiral side plate grooves, which do not run over the entire inner surface but are limited by an inner envelope,
  • Figure 1 shows a side plate 1 with side plate grooves 2, which are arranged on the inner surface 11 of the side plate.
  • lubricant 12 flows in the radial direction inwardly to the central bore 5.
  • the eccentric shaft (not shown) rotates in the direction of arrow 6.
  • Piston point 10 moves in the illustrated moment in the direction of the speed sector 13.
  • the piston point 10 selected here lies between the projection of the inner sealing device 3, the projection of the outer
  • Lubricant 12 caused in the side plate grooves 2.
  • the side plate grooves 2 are spaced at least by the distance AN.
  • a good sealing effect of the sealing devices (not shown) is achieved.
  • the flow of the lubricant 12 in the radial direction inwards is in particular caused by the fact that the projection 15 of the
  • Velocity vector 13 on the tangent 14 of the profile of the side plate groove 2 has a radially inwardly directed component.
  • FIG. 2 shows a circular piston 18 in the trochoidal recess 16 of the housing 17.
  • This rotary piston 18 has outer sealing devices 22, an inner sealing device 23 and a plurality of sealing bolts 19 each having a sealing bolt recess 20.
  • the rotary piston 18 leads in this
  • Eccentric shaft 21, a planet-like movement.
  • Envelopes for the sealing devices 19, 20, 22 and 23 result from this particular type of movement. This envelope defines a particularly preferred range for the devices
  • FIG. 3 shows a section through a side plate 1.
  • the side plate grooves 2 are arranged in the area of the inner surface 11 of the side plate.
  • the side plate grooves have a groove depth NT.
  • the width of the side plate Grooves 2 is indicated by the groove width NB.
  • Two side plate grooves 2 are spaced by the slot spacing AN.
  • FIG. 4 shows a side plate 1 with a central bore 5. On the inner surface 11 a plurality of side plate grooves 2 are arranged.
  • the side plate grooves 2 in this embodiment are bounded radially inward by an outer envelope 24 of the inner sealing device (not shown). In this embodiment, in particular, the sealing effect of the inner sealing device (not shown) is improved.

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Abstract

Ein Kreiskolbenmotor weist ein Gehäuse mit einer im Wesentlichen trochoidenförmige Ausnehmung auf. In dieser Ausnehmung ist wenigstens ein Kreiskolben auf einer Exzenterwelle drehbar angeordnet. Das Gehäuse ist, in Axialrichtung der Exzenterwelle betrachtet, durch wenigstens eine Seitenplatte begrenzt. Diese Seitenplatte weist eine Zentralbohrung auf, wobei diese die Exzenterwelle aufnimmt. An wenigstens einer Stirnseite des Kreiskolbens ist wenigstens eine Dichteinrichtung vorgesehen. Diese Dichteinrichtung gleitet im Betrieb an der Innenfläche dieser Seitenplatte. An der Innenfläche der Seitenplatte ist eine Vielzahl von Seitenplatten-Nuten vorgesehen. Diese Seitenplatten-Nuten verlaufen im Wesentlichen spiralförmig von einem äußeren Bereich der Seitenplatte in Richtung zur Zentralbohrung hin. Der Seitenplatten-Nuten liegen auf dem Kreiskolben Kolbenpunkte gegenüber. Die Projektion des Geschwindigkeitsvektors des Kolbenpunktes auf die Tangente des Verlaufs der Seitenplatten-Nut in diesem Kolbenpunkt weist eine nach radial innen gerichtete Komponente auf. Dabei wird durch die Bewegung des Kolbens in Zusammenwirken mit den Seitenplatten-Nuten in einem, zwischen dem Kreiskolben und der Seitenplatte vorhandenen Schmiermittel, ein nach radial innen gerichteter Fludidstrom erreicht und somit die Dichtwirkung der Dichteinrichtung verbessert.

Description

ROTATIONSKOLBENMOTOR MIT SEITENPLATTEN
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine und insbesondere einen Kreiskolbenmotor.
Im folgenden wird die Erfindung in bezug auf einen Kreiskolbenmotor beschrieben, bei dem ein im Wesentlichen dreieckförmiger Rotationskolben auf einer in einem Motorgehäuse angeordneten Exzenterwelle umläuft. Die Erfindung ist aber auch bei einem Kreiskolben mit zwei, vier oder mehr Kolbenecken anwendbar. Ferner kann die Erfindung auch bei Rotationskolbenmotoren mit zwei, drei oder mehr
nebeneinander angeordneten Kolben eingesetzt werden.
Bei Maschinen und Anlagen ist es, insbesondere zur Senkung der Reibung und zur Verringerung des Verschleißes, üblich sich gegeneinander bewegende Bauteile wenigstens im Bereich ihrer Kontaktstellen mit Schmiermittel zu versorgen. Dabei ist es in der Regel wünschenswert das Schmiermittel unter zu Hilfenahme von Dichteinrichtungen in bestimmten vordefinierten Bereichen zu halten,
beziehungsweise von anderen Bereichen fernzuhalten.
Aus dem Stand der Technik sind Rotationskolbenmaschinen, insbesondere
Kreiskolbenmotoren bekannt, bei welchen ein Brennraum durch eine
Gehäusewandung, insbesondere einen trochidenförmigen Abschnitt des Gehäuses, zwei Seitenplatten und einen im Gehäuse beweglich gelagerten Kreiskolben gebildet wird. Der bewegliche Kreiskolben wird insbesondere gegenüber den Seitenplatten mittels Dichteinrichtungen, insbesondere sogenannten Bogenleisten, abgedichtet. Im Betrieb dieser Rotationskolbenmaschinen kann es vorkommen, dass
Schmiermittel an diesen Dichteinrichtungen vorbei in den Brennraum gelangt. Bei der Verbrennung des Brennstoff/Luft-Gemisches führt das Schmiermittel zu unerwünschten Effekten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gestaltung einer
Rotationskolbenmaschine im Bereich dieser Dichteinrichtungen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Kreiskolbenmotor weist ein Gehäuse mit einer im Wesentlichen
trochoidenförmige Ausnehmung auf. In dieser Ausnehmung ist wenigstens ein Kreiskolben auf einer Exzenterwelle drehbar angeordnet. Das Gehäuse ist, in Axialrichtung der Exzenterwelle betrachtet, durch wenigstens eine Seitenplatte begrenzt. Diese Seitenplatte weist eine Zentralbohrung auf, wobei diese die
Exzenterwelle aufnimmt. An wenigstens einer Stirnseite des Kreiskolbens ist wenigstens eine Dichteinrichtung vorgesehen. Diese Dichteinrichtung gleitet im Betrieb an der Innenfläche dieser Seitenplatte. An der Innenfläche der Seitenplatte ist vorzugsweise eine Vielzahl, wenigstens aber eine, Seitenplatten-Nuten vorgesehen. Diese Seitenplatten-Nuten verlaufen im Wesentlichen spiralförmig von einem äußeren Bereich der Seitenplatte in Richtung zur Zentralbohrung hin. Der Seitenplatten-Nuten liegen auf dem Kreiskolben Kolbenpunkte gegenüber. Dabei wird die Seitenplatten-Nut derart orientiert, dass die Projektion des
Geschwindigkeitsvektors eines solchen Kolbenpunktes auf die Tangente des
Verlaufs der Seitenplatten-Nut, eine nach radial innen gerichtete Komponente aufweist. Dabei wird durch die Bewegung des Kolbens in Zusammenwirken mit den Seitenplatten-Nuten in einem, zwischen dem Kreiskolben und der Seitenplatte befindlichen Schmiermittel, ein nach radial innen gerichteter Fludidstrom erreicht und somit die Dichtwirkung der Dichteinrichtung verbessert.
Unter einem Kreiskolbenmotor im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche innerhalb eines Brennraums insbesondere der Wandlung chemischer Energie eines Kraftstoffs in mechanische Energie dient. Dazu findet im Brennraum des Verbrennungsmotors eine chemischa Reaktion von Kraftstoff und insbesondere Sauerstoff der Umgebungsluft statt. Vorzugsweise treibt der
Verbrennungsmotor einen Generator an, welcher insbesondere der Wandlung mechanischer Energie in elektrische Energie dient.
Unter einem Kreiskolben im Sinne der Erfindung ist ein Rotationskolben zu verstehen, welcher während des Betriebs des Kreiskolbenmotors in dessen Gehäuse um eine exzentrisch gelagerten Welle (Exzenterwelle) umläuft und dabei
insbesondere eine planetenartige Bewegung vollführt. Das Gehäuse nimmt den oder die Rotationskolben in einer im Wesentlichen trochoidenförmigen Ausnehmung auf und wird vorzugsweise durch zwei seitliche ein- oder mehrteilige
Gehäusedeckel, auch als Seitenplatten bezeichnet, abgedeckt. Vorzugsweise weist der Rotationskolben und/oder das Gehäuse und/oder die
Gehäusedeckel einen Werkstoff aus der folgenden Gruppe auf, welche Legierungen mit Eisen, Legierungen mit Aluminium, Legierungen mit Magnesium, Stahl,
Oxidkeramiken mit Aluminium, Nichtoxidkeramiken mit Karbiden oder Nitriden von Aluminium oder Silizium aufweist.
Unter einer Seitenplatten-Nut ist im Sinne der Erfindung eine Vertiefung gegenüber wenigstens einem Bereich der Innenfläche der Seitenplatte zu verstehen. Dabei
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Herstellungsverfahren abgesenkt wird, oder aber dass die Innenfläche der
Seitenplatte gegenüber dem Nutgrund der Seitenplatten-Nut, insbesondere durch ein Beschichtungsverfahren, angehoben wird. Weiter vorzugsweise verläuft die
Seitenplatten-Nut von radial außen nach radial innen auf der Seitenplatte.
Unter einem Kolbenpunkt ist im Sinne der Erfindung ein Ort auf dem
Rotationskolben zu verstehen, welcher der Seitenplatten-Nut gegenüber liegt.
Dabei ändert sich die Lage des Kolbenpunktes auf dem Kreiskolben, wenn sich dieser gegenüber der Seitenplatte und somit gegenüber der Seitenplatten-Nut bewegt.
Nachfolgend werden zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Seitenplatten-Nut mit einem pa/enAe*v jahgebanden-Fertigungsverfahren hergestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Fertigungsverfahren um einen Fertigungsverfahren mit bestimmter Schneide bevorzugt aber um einen Fertigungsverfahren mit unbestimmter Schneide.
Fettigungsverfahren d-J&I&-herstellen einer Seitenplatten-Nut sind insbesondere das Honen, Schleifen, Fräsen und Gravieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Seitenplatten-Nut mit einem Fertigungsverfahren erzeugt, welches eine Strahlbehandlung beinhaltet. Ein solches Fertigungsverfahren kann vorzugsweise einen Partikel strahl aufweisen, ein solcher Partikelstrahl ist vorzugsweise ein Sandstrahl oder ein Strahl welcher Metall oder Keramikpartikel aufweist. Als Trägermedium für diese Partikel dient vorzugsweise ein Fluidstrom. Bei einem solchen Fertigungsverfahren wird durch die kinetische Energie der Partikel eine Verdichtung beziehungsweise einen Abtrag von oberflächennahen Werkstoffschichten der Seitenplatten erreicht und dadurch eine Seitenplatten-Nut erzeugt. Ein solches Fertigungsverfahren mit Strahlbehandlung kann bevorzugt auch einen Elektronen- oder Laserstrahl aufweisen. Durch ein Laser- oder Elektronenstrahlverfahren, kann insbesondere eine besonders präzise und/oder schmale Seitenplatten-Nut erzeugt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Seitenplatten-Nut durch ein Materialauftragsverfahren erzeugt. Vorzugsweise ist unter einem
Materialauftragsverfahren das Aufbringen einer weiteren Materialschicht,
insbesondere auf die Innenfläche der Seitenplatte, zu verstehen. Weiter
vorzugsweise sind unter diesen Fertigungsverfahren solche zu verstehen, welche insbesondere Prozess- oder Verfahrensschritte wie Physical-Vapour-Deposition, Verchromen, Vernickeln, Auftragsschweißen oder dergleichen aufweisen. Durch ein solches Materialauftragsverfahren kann erreicht werden, dass die Innenfläche andere Materialeigenschaften, insbesondere eine bessere Gleit- bzw.
Hitzebeständigkeit aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Seitenplatten-Nut durch ein umformendes Fertigungsverfahren, insbesondere ein kaltumformendes
Fertigungsverfahren, erzeugt. Weiter vorzugsweise sind unter solchen
Fertigungsverfahren das Prägen, Schmiede, Pressen oder dergleichen zu verstehen. Insbesondere durch ein solches Fertigungsverfahren kann eine Seitenplatten mit Seitenplatten-Nut mit hoher Wirtschaftlichkeit hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Seitenplatten-Nut eine Nuttiefe NT auf, welche vorzugsweise größer ist als 0, 1 pm bevorzugt größer als 1 pm und besonders bevorzugt größer als 5 pm und/oder weiter vorzugsweise kleiner als 100 pm, bevorzugt kleiner als 50 pm und besonders bevorzugt kleiner als 10 pm. Durch eine Seitenplatten-Nut in der beschriebenen Ausführungsform kann insbesondere erreicht werden, dass bei geringem Fertigungsaufwand eine ausreichende
Förderwirkungen für das Schmiermittel erreichbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Seitenplatten-Nut eine Nutbreite NB auf, welche vorzugsweise größer ist als 1 μητι, bevorzugt größer als 10 pm und besonders bevorzugt größer als 100 m und/oder weiter vorzugsweise kleiner als 1000 pm, bevorzugt kleiner als 300 pm und besonders bevorzugt kleiner als 150 pm ist. Durch eine Seitenplatten-Nut in der beschriebenen Ausführungsform, kann insbesondere erreicht werden, dass bei geringem Fertigungsaufwand eine ausreichende Förderwirkung für das Schmiermittel erreichbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Seitenplatten-Nut in radialer Richtung nicht über die gesamte Innenfläche der Seitenplatte. Weiter vorzugsweise kann die Seitenplatten-Nut in radialer Richtung nach außen durch eine innere Hüllkurve begrenzt sein. Diese innere Hüllkurve ergibt sich aus der Bewegung des Kreiskolbens und der Lage einer äußeren Dichteinrichtung auf dem Kreiskolben. Weiter vorzugsweise ist eine Begrenzung der Seitenplatten-Nut nur in bestimmten Bereichen der Seitenplatte vorgesehen. Vorzugsweise sind solche Bereiche durch Stellungen des Kreiskolbens gekennzeichnet, in welchen auf diesen aus dem Arbeitsraum ein hoher Gasdruck lastet, solche Stellungen des Kolbens sind also insbesondere diejenigen, in welchen ein Brennstoff/Luft-Gemisch im Brennraum expandiert wird oder unmittelbar bevor dieses expandiert wird und damit nahezu vollständig komprimiert ist. Ein hoher Gasdruck lastet insbesondere dann auf dem Kreiskolben, wenn der Druck im Brennraum 10 bar oder höher ist. Als innere Hüllkurve ist insbesondere die Projektion der Punkte der äußeren Dichteinrichtung auf die Innenfläche der Seitenplatte zu verstehen, wobei diese Punkte dadurch gekennzeichnet sind, dass sie die geringste Annäherung zur Zentralbohrung während eines vollständigen Umlaufs des Kreiskolbens im Gehäuse aufweisen. Durch diese Ausgestaltung der Seitenplatten-Nut kann vermieden werden, dass die äußere Dichteinrichtung die Seitenplatten-Nut überstreicht, und somit eine
Drainagewirkung unter der Dichteinrichtung hindurch entsteht wodurch
Schmiermittel in den Brennraum eindringen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Seitenplatten-Nut in radialer Richtung nicht über die gesamte Innenfläche der Seitenplatte. Weiter vorzugsweise wird die Seitenplatten-Nut im radialer Richtung nach innen durch eine äußere Hüllkurve begrenzt. Diese äußere Hüllkurve ergibt sich aus der Bewegung des Kreiskolbens und der Lage einer inneren Dichteinrichtung und durch die Lage eines Dichtbolzens beziehungsweise eine Dichtbolzenausnehmung auf dem Kreiskolben. Als äußere Hüllkurve ist insbesondere die Projektion der Punkte der vorgenannten Einrichtungen mit der geringsten Annäherung zur Zentralbohrung während eines vollständigen Umlaufs des Kreiskolbens im Gehäuse auf, die Innenfläche der Seitenplatte zu verstehen. Durch diese Ausgestaltung der Seitenplatten-Nut kann vermieden werden, dass die innere Dichteinrichtung oder die
Dichtbolzenausnehmung die Seitenplatten-Nut überstreicht, und somit eine
Drainagewirkung unter dieser Einrichtung hindurch entsteht.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei benachbarte Seitenplatten-Nuten wenigstens bereichsweise durch einen Abstand AN beanstandet. Weiter
vorzugsweise wird dieser Abstand AN zwischen zwei benachbarten Seitenplatten- Nuten nicht unterschritten. Vorzugsweise ist dieser Abstand AN größer als die Nutbreite NB bevorzugt größer als 25 mal NB und besonders bevorzugt größer als 100 mal NB und/oder weiter vorzugsweise kleiner als 10000 mal NB, kleiner als 2000 mal NB und besonders bevorzugt kleiner als 500 mal NB. Dabei ist der Abstand NB vorzugsweise so bemessen, dass eine ausreichende Anzahl an
Seitenplatten-Nuten auf der Seitenplatte vorgesehen ist, um eine ausreichende Fördewirkung in dem Schmiermittel zu gewährleisten und somit, insbesondere im Fall der äußeren Dichteinrichtungen, eine verbesserte Abdichtung zu erzielen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren.
Es zeigt:
Fig. 1 : die Innenfläche einer Seitenplatte mit spiralförmigen Seitenplatten- Nuten, welche in radialer Richtung über die gesamte Innenfläche verlaufen,
Fig. 2: den Kreiskolben innerhalb der trochoidenförmigen Ausnehmung des
Gehäuses,
Fig. 3 : die Nutbreite und Nuttiefe einer Seitenplatten Fig. 4: die Innfläche einer Seitenplatte mit spiralförmigen Seitenplatten- Nuten, wobei diese nicht über die gesamte Innenfläche verlaufen sonder von einer inneren Hüllkurve begrenzt sind,
Figur 1 zeigt eine Seitenplatte 1 mit Seitenplatten-Nuten 2, wobei diese auf der Innenfläche 11 der Seitenplatte angeordnet sind. In den Seitenplatten-Nuten 2 strömt Schmiermittel 12 in radialer Richtung nach innen zur Zentralbohrung 5. Die Exzenterwelle (nicht dargestellt) rotiert dabei in Richtung des Pfeils 6. Der
Kolbenpunkt 10 bewegt sich in dem dargestellten Augenblick in Richtung des Geschwindigkeitssektors 13. Der hier ausgewählte Kolbenpunkt 10 liegt zwischen der Projektion der inneren Dichteinrichtung 3, der Projektion der äußeren
Dichteinrichtung 4 und im Bereich der Seitenplatten-Nut 2. Insbesondere durch die Bewegung des Kreiskolbens (nicht dargestellt) wird eine Strömung des
Schmiermittels 12 in den Seitenplatten-Nuten 2 hervorgerufen. Die Seitenplatten- Nuten 2 sind mindestens durch den Abstand AN beabstandet. Mittels eines großen Abstandes AN 9 wird eine gute Dichtwirkung der Dichteinrichtungen (nicht dargestellt) erreicht. Die Strömung des Schmiermittels 12 in radialer Richtung nach innen wird insbesondere dadurch hervorgerufen, dass die Projektion 15 des
Geschwindigkeitsvektors 13 auf die Tangente 14 des Verlaufs der Seitenplatten-Nut 2 eine nach radialer innen gerichtete Komponente aufweist.
In Figur 2 ist ein Kreiskolben 18 in der trochoidenförmigen Ausnehmung 16 des Gehäuses 17 dargestellt. Dieser Kreiskolben 18 weist äußere Dichteinrichtungen 22, eine innere Dichteinrichtung 23 sowie mehrere Dichtbolzen 19 mit jeweils einer Dichtbolzenausnehmung 20 auf. Der Kreiskolben 18 führt in dieser
trochoidenförmigen Ausnehmung 16, unter anderem geführt durch die
Exzenterwelle 21, eine planetenartige Bewegung aus. Durch diese besondere Art der Bewegung ergeben sich Hüllkurven für die Dichteinrichtungen 19, 20, 22 und 23. Diese Hüllkurve definieren einen besonders bevorzugten Bereich für die
Anordnung der Seitenplatten-Nuten (nicht dargestellt) auf der Seitenplatte 1.
In Figur 3 ist ein Schnitt durch eine Seitenplatte 1 dargestellt. Im Bereich der Innenfläche 11 der Seitenplatte sind die Seitenplatten-Nuten 2 angeordnet. Die Seitenplatten-Nuten weisen eine Nuttiefe NT auf. Die Breite der Seitenplatten- Nuten 2 wird durch die Nutbreite NB angegeben. Zwei Seitenplatten-Nuten 2 sind durch den Nutabstand AN der Abstand.
In Figur 4 ist eine Seitenplatte 1 mit einer Zentralbohrung 5 dargestellt. Auf der Innenfläche 11 sind mehrere Seitenplatten-Nuten 2 angeordnet. Diese
Seitenplatten-Nuten 2 verlaufen dabei, beginnend am äußeren Rand der
Seitenplatte 1, nicht über den gesamten Bereich der Innenfläche 11 der
Seitenplatte 1. Die Seitenplatten-Nuten 2 sind in dieser Ausführungsform durch eine äußere Hüllkurve 24 der inneren Dichteinrichtung (nicht dargestellt) nach radialer innen begrenzt. In dieser Ausführungsform wird insbesondere die Dichtwirkung der inneren Dichteinrichtung (nicht dargestellt) verbessert.

Claims

Patentansprüche
Kreiskolbenmotor mit einem Gehäuse (17), welches eine im Wesentlichen trochoidenförmige Ausnehmung (16) aufweist, in welcher wenigstens
ein Kreiskolben (18) auf
einer Exzenterwelle drehbar angeordnet ist,
wobei das Gehäuse (17), in Axialrichtung der Exzenterwelle gesehen, durch wenigstens
eine Seitenplatte (1 ) abgeschlossen ist, welche
eine Zentralbohrung (5) aufweist, welche diese Exzenterwelle aufnimmt, und
wobei weiterhin an wenigstens
einer Stirnseite des Kreiskolbens wenigstens
eine Dichteinrichtung (22, 23) vorgesehen ist, welche beim Betrieb an der Innenfläche dieser Seitenplatte (1 ) gleitet
dadurch gekennzeichnet,
dass an dieser Innenfläche dieser Seitenplatte (1 ) eine Vielzahl von Seitenplatten-Nuten (2) vorgesehen sind, welche im Wesentlichen spiralförmig vom äußeren Bereich der Seitenplatte (1 ) im Wesentlichen zur Zentralbohrung (5) hin verlaufen,
dass sich der Kreiskolben (18) wenigstens in einem der Seitenplatte-Nut (2) gegenüberliegenden Kolbenpunkt (10) so bewegt, dass
die Projektion (15) des Geschwindigkeitsvektors (13) des Kolbenpunktes (10) auf die Tangente des Verlaufs der Seitenplatten-Nut (2) in diesem Kolbenpunkt (10)
eine nach radial innen gerichtete Komponente aufweist.
Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten-Nut (2) mit einem spanabhebenden Fertigungsverfahren mit bestimmter oder unbestimmter Schneide erzeugt wird, insbesondere durch Honen, Schleifen, Fräsen, Gravieren oder dergleichen.
3. Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten-Nut (2) mit einem Fertigungsverfahren erzeugt wird, welches eine Strahlbehandlung beinhaltet, insbesondere mit einem Laser-, Elektronen- oder Partikelstrahl.
Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten-Nut (2) durch ein Materialauftragsverfahren erzeugt wird, welches insbesondere Prozess- oder Verfahrensschritte wie Physi- cal-Vapour-Deposition, Verchromen, Vernickeln oder dergleichen aufweist.
Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenplatten-Nut (2) mit einem umformenden, insbesondere kaltumformenden Fertigungsverfahren erzeugt wird, vorzugsweise durch Prägen, Schmieden, Pressen oder dergleichen.
Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Seitenplatten-Nut (2) eine Tiefe aufweist, welche zumindest größer ist als 0,1 μηι, bevorzugt größer als 1 μηι und besonders bevorzugt größer als 5 μιτι und/oder weiter vorzugsweise kleiner als 100 μητι, bevorzugt kleiner als 50 μιη und besonders bevorzugt kleiner als 10 μηι.
Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Seitenplatten-Nut (2) eine Nutbreite NB aufweist, welche zumindest größer ist als 1 μηι, bevorzugt größer als 10 μηα und besonders bevorzugt größer als 100 μηη und/oder weiter vorzugsweise kleiner als 1000 μιη, bevorzugt kleiner als 300 μιη und besonders bevorzugt kleiner als 150 μηη.
8. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Seitenplatten-Nut (2) in radialer Richtung vorzugsweise nur in einem bestimmten Bereich der Seitenplatte (1 ) verläuft,
wobei die Seitenplatten-Nut (2) in radialer Richtung nach außen vorzugsweise durch eine innere Hüllkurve (24), welche sich aus der Bewegung des Kreiskolbens (18) und der Lage einer äußeren Dichteinrichtung (22) des Kreiskolbens (18) ergibt,
begrenzt ist.
Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Seiten platten-Nut (2) in radialer Richtung vorzugsweise nur in einem bestimmten Bereich der Seitenplatte (1 ) verläuft,
wobei die Seitenplatten-Nut (2) in radialer Richtung nach außen vorzugsweise durch eine innere Hüllkurve (24), welche sich aus der Bewegung des Kreiskolbens (18) und der Lage eines Dichtbolzens (19) beziehungsweise einer in dem Dichtbolzen (19) angeordneten Dichtbolzen- ausnehmung (20) ergibt,
begrenzt ist. Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Seitenplatten-Nut (2) in Radialer Richtung vorzugsweise nur in einem bestimmten Bereich der Seitenplatte (1) verläuft,
wobei die Seitenplatten-Nut (2) in radialer Richtung nach innen, vorzugsweise durch die äußere Hüllkurve (24), welche sich aus der Bewegung des Kreiskolbens (18) und der Lage einer inneren Dichteinrichtung (23) des Kreiskolbens (18) ergibt,
begrenzt ist.
Kreiskolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
zwei benachbarte Seitenplatten-Nuten (2) wenigstens bereichsweise durch einen Abstand AN beabstandet sind,
wobei dieser Abstand AN zumindest größer ist als die Nutbreite NB, bevorzugt größer als 25 mal NB und besonders bevorzugt größer als 100 mal NB und/oder weiter vorzugsweise kleiner als 10000 mal NB, bevorzugt kleiner als 2000 mal NB und besonders bevorzugt kleiner als 500 mal NB.
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