• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine, umfassendein Mantelgehäuse,zwei Seitenscheiben, einen Kolben und eine Exzenterwelle, wobeider Kolben unter Bildung dreier voneinander durch die Ecken desKolbens getrennter Arbeitsräumeumläuft,wobei Wellendichtungen und Kolbendichtungen den Öl führenden Innenraum der Brennkraftmaschineabdichten und wobei der Kolben gegen die Seitenscheiben durch Bogenleistenabgedichtet ist, die dort währenddes Betriebs eine Fläche überstreichen,die nach radial innen durch eine Hüllkurve begrenzt ist. Das imArbeitsraum bei der Verbrennung entstehende und unter hohem Druckdie Bogenleisten passierende Leckgas gelangt entlang den Planflächen derSeitenscheiben übereinen Ringkanal im Kolben nach innen zu einem vertieften Bereichinnerhalb der Hüllkurve, vonwo es einem Entlüftungskanalzugeführtwird. Der erfindungsgemäße Vorteilliegt darin, dass es im Bereich zwischen den Wellendichtungen undKolbendichtungen keine durch das Leckgas verursachten Druckspitzenmehr gibt, die die Lebensdauer der Dichtungen beeinträchtigenkönnen.
    公开号:DE102004008313A1
    申请号:DE200410008313
    申请日:2004-02-20
    公开日:2005-11-17
    发明作者:Wolfgang Baier；Rudolf Dr.-Ing. Klotz；Manfred MÄTHNER；Michael Schirmer
    申请人:Wankel Super Tec GmbH；
    IPC主号:F01C1-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine, umfassendim Wesentlichen ein Mantelgehäuse,eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebsseitige Seitenscheibe,einen Kolben und eine Exzenterwelle, wobei der dreieckige auf derExzenterwelle gelagerte Kolben zwischen den Seitenscheiben in einerTrochoidenlaufbahn mit einer langen Achse und einer kurzen Achseim Mantelgehäuseunter Bildung dreier voneinander durch die Ecken des Kolbens getrennterArbeitsräumeumläuft,wobei Wellendichtungen und Kolbendichtungen den Öl führenden Innenraum der Brennkraftmaschinegegen die Atmosphäreund gegen den Arbeitsraum abdichten und wobei der Kolben gegen dieSeitenscheiben durch Bogenleisten abgedichtet ist, die dort während desBetriebs eine Fläche überstreichen,die nach radial innen durch eine Hüllkurve begrenzt ist.
    [0002] BeiKreiskolbenbrennkraftmaschinen der bekannten Bauart sind im Serieneinsatzzum Abdichten des Kolbeninneren gegen Leckgas, das im Arbeitsraumbei der Verbrennung unter hohem Druck die Bogenleisten passiert, überwiegendRingkonstruktionen aus Kolbenringmaterial verwendet worden, die teuerin der Herstellung waren und zudem keinen ausreichenden Dichtungsschutzgegen Ölleckagen imRuhezustand der Maschine gewährten.Dafür warenzusätzlicheDichtungsmaßnahmenin Form von Standdichtungen erforderlich, die zusätzlicheFunktionsprobleme mit sich brachten. Versuche mit elastischen Dichtungenan Stelle der Ringkonstruktionen aus Kolbenringmaterial führten nichtzum Erfolg, da axial wirkende Lippendichtungen schlecht hinsichtlichihres gleichmäßigen Anpressdruckesbeherrschbar sind und den auftretenden Pulsationen des Leckgasesbei relativ hohen Druckdifferenzen auf Dauer nicht gewachsen waren.
    [0003] Demgegenüberwird vorgeschlagen, eine Abdichtung zu schaffen für das Kolbeninneregegen Leckgas, das die Bogenleisten passiert, wenn bei der Verbrennungdes Gasgemisches im Arbeitsraum hohe Drücke entstehen. Der Erfolg derAbdichtung gründetsich auf zwei Maßnahmen: • DieWellendichtungen und die Kolbendichtungen werden nicht mehr alsaxial gegen die Seitenscheiben wirkende Dichtungen ausgestaltet,sondern als Radialdichtungen, die in bezug auf ihre Anpresskraftleichter zu beherrschen sind; • DasLeckgas wird übereinen definierten Pfad in je einen Entlüftungskanal in den Seitenscheiben abgeleitet.
    [0004] DieKolbendichtungen berührenmit ihren nach radial nach innen weisenden Dichtlippen je einenersten Dichtzylinder und die Wellendichtungen mit ihren nach radialnach innen weisenden Dichtlippen je einen zweiten Dichtzylinder,welche beide an einem Dichtungsteil angeordnet sind, das mit dem Exzenterverbunden ist. Dies gilt fürdie endseitige Seitenscheibe und für die abtriebsseitige Seitenscheibegleichermaßen,sodass also zu beiden Seiten des Exzenters je ein Dichtungsteilangeordnet ist. Die Kolbendichtungen sind nahe an den Planflächen derSeitenscheiben im Kolben angeordnet, wohingegen die Wellendichtungenin die Seitenscheiben eingepresst sind und ebenfalls nahe an ihrePlanflächen heranreichen.Die Dichtungsteile ragen mit je einem Bund über die Ebenen der vorgenanntenPlanflächen hinausin die Naben der Seitenscheiben hinein und bilden dort mit dem zweitenDichtzylinder die Berührungsstellenmit den Dichtlippen der Wellendichtungen. Die Lippen der Wellendichtungund der Kolbendichtung bestehen aus elastischem Kunststoff – Material,welches seine Dichtungsaufgabe nur dann einwandfrei erfüllt, wenndie Gasdrückesich in einem erträglichenRahmen halten.
    [0005] DasLeckgas passiert die Bogenleisten, wenn sich im Arbeitsraum durchdie Zündungdes Gasgemisches im oberen Totpunkt hoher Druck aufbaut, der während derExpansion des Gasgemisches bei der Verbrennung ein Maximum erreichtund bis zum unteren Totpunkt wieder abklingt. Die drei Arbeitsräume beaufschlagenalso nacheinander ihre Bogenleisten hauptsächlich im Expansionstakt. Da radialinnerhalb der Bogenleisten nahezu kein Volumen für eine Expansion zur Verfügung steht,wird ein solches in Form einer Ringnut geschaffen, die im Bereichder Mitte der Bo genleisten einen nur geringen Abstand von diesenaufweist. Im Bereich der Ecken des Kolbens vergrößert sich der Abstand zwar,was aber keinen Einfluss auf die Weiterleitung des Leckgases indie Ringnut hat.
    [0006] Umdie Lippen der Wellendichtungen und der Kolbendichtungen nicht zustrapazieren, wird vorgeschlagen, das Volumen der Ringnuten miteinem solchen in den Seitenscheiben zu verbinden, in die das Leckgasabströmenkann. Diese Volumina sind Vertiefungen in den Planflächen derSeitenscheiben und liegen innerhalb einer zitronenförmigen Hüllkurve, diedie Bogenleisten auf den Seitenscheiben beschreiben, wenn der Kolbenumläuft.Es hat sich als zweckmäßig erwiesen,die Volumina nicht ganz an die Hüllkurveheran reichen zu lassen, sondern diese innerhalb einer radial innenliegenden Äquidistanten zudieser Hüllkurvean zu ordnen, um Fertigungsungenauigkeiten vor zu beugen. Systembedingt überstreichendie Ringnuten im Motorbetrieb nun permanent diese vertieften Bereicheund dringen mit mehr als ihrer Hälftein diese ein, wodurch sich fürdas Leckgas, das in die Ringnut eindringt, der Weg in die vertieftenBereiche öffnet.Der weiter führendePfad fürdas Leckgas verläuft über mindestenseine Bohrung, die die vertieften Bereiche mit mindestens einem Entlüftungskanalin jeder Seitenscheibe verbindet. Dieser Entlüftungskanal ist vorzugsweisemit einem Ölbehälter verbunden,aus dem die Brennkraftmaschine ihr Schmieröl bezieht. Es wird ersichtlich, dassdas Leckgas von den Bogenleisten kommend an den Ringnuten aufgefangenwird, die radial außerhalbder Kolbendichtungen und der Wellendichtungen angeordnet sind. Inden Ringnuten herrscht nahezu atmosphärischer Druck, da sie über dievertieften Bereiche, die Bohrungen und die Entlüftungskanäle mit dem atmosphärisch belüfteten Ölbehälter in direkterVerbindung stehen.
    [0007] Beider Betrachtung der Bewegung der Ringnuten auf den Seitenscheibenwird klar, dass es eigentlich genügen würde, anstatt des vertieftenBereiches eine Entlüftungsnutentlang der kurzen Achse in die von der Äquidistanten vorgegebene Fläche einzu arbeiten. Dort nämlichschneidet die Ringnut die Entlüftungsnutpermanent und bildet eine Schnittstelle aus, die einen ununterbrochenenDurchtritt fürdas Leckgas garantiert, wenn die in den Entlüftungsnuten angeordneten Bohrungenmit den Entlüftungskanälen in denSeitenscheiben verbunden sind.
    [0008] Esist somit die Aufgabe der Erfindung, bei einer Kreiskolbenbrennkraftmaschinefür dasLeckgas, das sich unter hohem Druck im Arbeitsraum durch die Zündung unddie Expansion des Gasgemisches insbesondere an den Bogenleistenbildet, auf zu fangen und ab zu leiten, um für Wellendichtungen und Kolbendichtungenals Radialdichtungen mit Dichtlippen aus kunststoffelastischem Materialausreichend günstigeBedingungen zu schaffen.
    [0009] DieLösungder Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschrieben.Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
    [0010] Anhandvon drei Zeichnungen wird eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine miteiner Gasführungfür anden Bogenleisten anfallendes Leckgas erläutert. Es zeigen
    [0011] 1 eineKreiskolbenbrennkraftmaschine mit einem Mantelgehäuse, zweiSeitenscheiben und einem Kolben mit Ringnuten auf seinen Planflächen imTeilschnitt sowie ein Dichtungsteil mit einer Kolbendichtung undeiner Wellendichtung in vergrößertem Maßstab;
    [0012] 2 dasMantelgehäuse,den Kolben und eine der Seitenscheiben mit einer darauf abgebildetenHüllkurvesowie die Position der Ringnut;
    [0013] 3 dieHüllkurvemit der Ringnut und zwei Entlüftungsnutenmit je einer Bohrung in schematischer Darstellung.
    [0014] Wirdgemäß der 1 mit 1 einMantelgehäusebezeichnet, so bildet dieses mit einer endseitigen Seitenscheibe 2 undeiner abtriebseitigen Seitenscheibe 3 ein Gehäuse, inwelchem ein Kolben 4 angeordnet ist, der drei Ecken 11 aufweist,die auf einer Trochoidenlaufbahn 8 mit einer langen Achse 9 undeiner kurzen Achse 10 entlang gleiten und mit einem Kolbenboden 5 dreiabgeschlossene Arbeitsräume 22 bilden,in denen je ein Viertakt – Prozessabläuft,wobei sich insbesondere bei der Zündung des Gasgemisches undbeim Expansionstakt hohe Drückebilden. An den vier Seiten des Kolbenbodens 5 sind Dichtelementeangeordnet, zu denen Bogenleisten 15 gehören, welchejeweils von einer Ecke 11 des Kolbens 4 zur anderenverlaufen und gegen die Planflächensowohl der endseitigen Seitenscheibe 2 als auch der abtriebsseitigenSeitenscheibe 3 gerichtet sind. Die hohen Drücke erzeugenan allen Dichtelementen Leckgase, die an den Ecken 11 vonArbeitsraum 22 zu Arbeitsraum 22, bei den Bogenleisten 15 aberin das Innere der Brennkraftmaschine strömen, wo sie primär Schäden an einerKolbendichtung 12 und an einer Wellendichtung 13 anrichtenkönnen.
    [0015] DerKolben 4 ist auf einem Exzenter 7 einer Exzenterwelle 6 drehbargelagert, wobei ein Hohlrad 21 am Kolben 4 angeordnetist und mit seiner Verzahnung in eine solche an einem Sonnenrad 14 eingreift,um die Bewegungen des Kolbens 4 zu koordinieren. Im Kolben 4 sindan jeder seiner Planflächen Kolbendichtungen 12 angeordnet,die als Radialdichtungen ausgestaltet sind und mit ihren Dichtlippen aufje einem ersten Dichtzylinder 27 je eines Dichtungsteiles 24 abläuft. DieseDichtungsteile 24 sind zu beiden Seiten des Exzenters 7 angeordnetund weisen je einen Bund 25 auf, der in die Naben der Seitenscheiben 2, 3 hineinragt und einen zweiten Dichtzylinder 28 aufweist, welcherals Laufbahn für dieDichtlippen der Wellendichtungen 13 dient, die in die Seitenscheiben 2, 3 eingepresstsind.
    [0016] ImKolben 4 sind an jeder seiner Planflächen Ringnuten 23 angeordnet,die im Bereich zwischen den Bogenleisten 15 und den Kolbendichtungen 12 konzentrischzu diesen angeordnet sind. Gemäß 2 überstreichendie Ringnuten 23 jeweils die Fläche einer von den Bogenleisten 15 herrührenden Hüllkurve 16 miteiner innen liegenden Äquidistanten 17,welche die Außenbegrenzungeines vertieften Bereiches 18 vorzugsweise in beiden Seitenscheiben 2, 3 darstellt,der somit in permanentem Kontakt mit der Ringnut 23 zurAbleitung des Leckgases steht. Aus 1 wiederumgeht hervor, dass der vertiefte Bereich 18 über mindestenseine Bohrung 19 mit einem Entlüftungskanal 26 verbundenist, durch welchen das Leckgas schließlich abgeleitet werden kann.
    [0017] Gemäß 3 sindinnerhalb der Hüllkurve 16 Entlüftungsnuten 20 entlangder kurzen Achse 10 angeordnet, die permanent von der Ringnut 23 überstrichenwerden und an Schnittstellen 29 einen Pfad für das Leckgas öffnen, wennes überdie in den Entlüftungsnuten 20 angeordnetenBohrungen 19 in die Entlüftungskanäle 26 abstreichenkann. Der erfindungsgemäße Vorteilliegt darin, dass es im Bereich der Kolbendichtungen 12 undWellendichtungen 13 keine durch das Leckgas verursachtenDruckspitzen mehr gibt, die die Lebensdauer dieser Dichtungen 12, 13 beeinträchtigenkönnen.
    1 Mantelgehäuse 2 EndseitigeSeitenscheibe 3 AbtriebsseitigeSeitenscheibe 4 Kolben 5 Kolbenboden 6 Exzenterwelle 7 Exzenter 8 Trochoidenlaufbahn 9 LangeAchse 10 KurzeAchse 11 Ecke 12 Kolbendichtung 13 Wellendichtung 14 Sonnenrad 15 Bogenleiste 16 Hüllkunre 17 Äquidistante 18 VertiefterBereich 19 Bohrung 20 Entlüftungsnut 21 Hohlrad 22 Arbeitsraum 23 Ringnut 24 Dichtungsteil 25 Bund 26 Entlüftungskanal 27 ErsterDichtzylinder 28 ZweiterDichtzylinder 29 Schnittstelle
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Kreiskolbenbrennkraftmaschine, umfassend im Wesentlichenein Mantelgehäuse,eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebsseitige Seitenscheibe, einenKolben und eine Exzenterwelle, wobei der dreieckige auf der Exzenterwellegelagerte Kolben zwischen den Seitenscheiben in einer Trochoidenlaufbahnmit einer langen Achse und einer kurzen Achse im Mantelgehäuse unterBildung dreier voneinander durch die Ecken des Kolbens getrennterArbeitsräumeumläuft,wobei Wellendichtungen und Kolbendichtungen den Öl führenden Innenraum der Brennkraftmaschinegegen die Atmosphäreund gegen den Arbeitsraum abdichten und wobei der Kolben gegen dieSeitenscheiben durch Bogenleisten abgedichtet ist, die dort während desBetriebs eine Fläche überstreichen,die nach radial innen durch eine Hüllkurve begrenzt ist, dadurchgekennzeichnet, dass das im Arbeitsraum (22) bei derVerbrennung unter hohem Druck die Bogenleisten (15) passierendeLeckgas übereine Gasführungentlang den Planflächender Seitenscheiben (2, 3) nach radial innen geleitetwird, von wo aus das Leckgas in einen Entlüftungskanal (26) ausdem Motorinneren herausgeführtwird.
    [2] Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Gasführungaus je einer konzentrisch an den Planflächen des Kolbens (4)angeordneten Ringnut (23) besteht, die zwischen den Bogenleisten(15) und der Kolbendichtung (12) angeordnet ist.
    [3] Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass die Gasführungferner aus je einem vertieften Bereich (18) auf den Seitenscheiben(2, 3) innerhalb der Hüllkurve (16) besteht.
    [4] Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführung schließlich ausmindestens je einer Bohrung (19) besteht, die die vertieftenBereiche (18) mit den Entlüftungskanälen (26) verbindet.
    [5] Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasführung schließlich ausmindestens je einer Bohrung (19) besteht, die Entlüftungsnuten(20) innerhalb der Hüllkurve(16) mit den Entlüftungskanälen (26)verbindet.
    [6] Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die vertieften Bereiche (18)außendurch je eine Äquidistante(17) zur Hüllkurve(16) begrenzt sind.
    [7] Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsnuten (20) innerhalbder Äquidistanten(17) entlang der kurzen Achse (10) angeordnetsind.
    [8] Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsnuten (20) kanalförmig ausgestaltetsind.
    [9] Kreiskolbenbrennkraftmaschine, umfassend im Wesentlichenein Mantelgehäuse,eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebsseitige Seitenscheibe, einenKolben und eine Exzenterwelle, wobei der dreieckige auf der Exzenterwellegelagerte Kolben zwischen den Seitenscheiben in einer Trochoidenlaufbahnmit einer langen Achse und einer kurzen Achse im Mantelgehäuse unterBildung dreier voneinander durch die Ecken des Kolbens getrennterArbeitsräumeumläuft,wobei Wellendichtungen und Kolbendichtungen den Öl führenden Innenraum der Brennkraftmaschinegegen die Atmosphäreund gegen den Arbeitsraum abdichten und wobei der Kolben gegen dieSeitenscheiben durch Bogenleisten abgedichtet ist, die dort während desBetriebs eine Fläche überstreichen,die nach radial innen durch eine Hüllkurve begrenzt ist, dadurchgekennzeichnet, dass die Kolbendichtungen (12) im Kolben(4) und die Wellendichtungen (13) in den Seitenscheiben(2, 3) als Radialdichtungen ausgeführt sind.
    [10] Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass zu beiden Seiten des Exzenters (7) je ein Dichtungsteil(24) angeordnet ist, das einen ersten Dichtzylinder (27)für dieKolbendichtung (12) und einen Bund (25) mit einemzweiten Dichtzylinder (28) für die Wellendichtung (13)aufweist.
    [11] Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurchgekennzeichnet, dass die Dichtlippen der Kolbendichtung (12)und der Wellendichtung (13) aus elastischem Kunststoffbestehen.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-04-28| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110207 |
    2011-04-28| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2013-06-13| R016| Response to examination communication|
    2013-09-16| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2014-10-17| R020| Patent grant now final|
    2015-01-08| R020| Patent grant now final|Effective date: 20141017 |
    2018-09-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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