DE1201607B - Rotary piston internal combustion engine in trochoid design - Google Patents

Description

Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, bei welcher in einem aus einem Mantel mit zweibogiger innerer Mantelfläche und Seitenteilen bestehenden Gehäuse auf dem Exzenter einer Exzenterwelle ein dreieckiger Kolben angeordnet ist, der, durch ein Getriebe gesteuert, auf dem Exzenter relativ zum Gehäuse und zur Exzenterwelle umläuft und dabei mit an seinen Ecken angeordneten Radialdichtungen an der inneren Mantelfläche entlanggleitet, deren Kontur eine Äquidistante zu einer epitrochoidenförmigen Kurve darstellt, bei welcher die Form aus dem Verhältnis des Durchmessers eines feststehenden Wälzkreises zum Durchmesser eines umlaufenden Wälzkreises wie 2 : 3 sowie aus der Exzentrizität und dem erzeugenden Radius hervorgeht.Rotary piston internal combustion engine of the trochoid design. The invention relates to a rotary piston internal combustion engine of the trochoid type, at which in one of a jacket with a two-arched inner jacket surface and side parts existing housing on the eccentric of an eccentric shaft a triangular piston is arranged, which, controlled by a gear, on the eccentric relative to Housing and to the eccentric shaft revolves and thereby arranged with at its corners Radial seals slide along the inner lateral surface, the contour of which is an equidistant to an epitrochoidal curve, in which the shape from the ratio the diameter of a fixed pitch circle to the diameter of a rotating one Pitch circle like 2: 3 as well as from the eccentricity and the generating radius.

Bei Brennkraftmaschinen dieser Art ist neben dem Verhältnis des Durchmessers eines feststehenden Wälzkreises zum Durchmesser eines umlaufenden Wälzkreises wie 2 : 3 besonders das Verhältnis k des erzeugenden Radius R zur Exzentrizität E maßgebend für die epitrochoidenförmige Kurve, zu welcher mit Rücksicht auf eine gleichmäßige Abnützung der Dichtkanten an den Radialdichtungen die innere Mantelfläche des Mantels eine außerhalb dieser Kurve in geringem Abstand verlaufende Äquidistante darstellt. Bei einem kleinen Wert von k zeigt die epitrochoidenförmige Kurve in zwei gegenüberliegenden achsnahen Zonen deutlich nach innen gerichtete Kurvenabschnitte, die mit größerem Wert von k weniger deutlich ausgeprägt sind und bei einem bestimmten Wert von k ganz verschwinden. Außerdem ist der Wert von k maßgebend für das Bauvolumen und die erreichbare Verdichtung der Maschine, bei einem kleinen Wert von k ist das Bauvolumen klein und die erreichbare Verdichtung weniger groß, bei einem großen Wert von k ist das Bauvolumen groß, und die erzielbare Verdichtung ist größer. Aus diesem Grunde werden kleinere k-Werte meist für die Konstruktion von Ottomaschinen und größere k-Werte in der Hauptsache für die Konstruktion von Dieselmaschinen zugrunde gelegt.In internal combustion engines of this type, in addition to the ratio of the diameter a fixed pitch circle to the diameter of a revolving pitch circle such as 2: 3 especially the ratio k of the generating radius R to the eccentricity E. for the epitrochoidal curve, to which with regard to a uniform Wear of the sealing edges on the radial seals, the inner surface of the jacket represents an equidistant running outside of this curve at a small distance. With a small value of k, the epitrochoid-shaped curve shows in two opposite directions near-axis zones clearly inwardly directed curve sections, those with larger Value of k are less pronounced and at a certain value of k disappear completely. In addition, the value of k is decisive for the construction volume and the achievable compression of the machine, with a small value of k is the construction volume small and the achievable compression less large, with a large value of k the construction volume is large and the compression that can be achieved is greater. For this reason smaller k-values are mostly used for the construction of gasoline engines and larger ones k-values are mainly used as a basis for the construction of diesel engines.

Im Falle der Ottomaschinen ergibt sich nun wegen des kleineren k-Wertes und des daraus resultierenden Verlaufes der epitrochoidenförmigen Kurve mit deutlich ausgeprägten, nach innen gerichteten Kurvenabschnitten an zwei gegenüberliegenden achsnahen Zonen, daß Abgase aus dem Expansionsraum über die Kolbenmulde in den Saugraum überströmen können, weil sich die Flanken des Kolbens nicht sehr nahe an die Mantelfläche anlegen und damit die beiderseits der nach innen gerichteten Abschnitte der Mantelfläche im Bereich des Einlaß- und Auslaßkanals gelegenen Räume nicht vollständig absperren können, wie es bei Maschinen mit größerem k-Wert in günstiger Weise bei allerdings größerem Bauvolumen erreichbar ist.In the case of Otto engines, the result is now because of the smaller k-value and the resulting course of the epitrochoidal curve with clearly pronounced, inwardly directed curve sections on two opposite sides Zones close to the axis that exhaust gases from the expansion chamber via the piston bowl into the suction chamber can overflow because the flanks of the piston are not very close to the lateral surface create and thus both sides of the inwardly directed sections of the lateral surface Do not completely shut off rooms in the area of the inlet and outlet ducts can, as is the case with machines with a larger k-value, however larger construction volume is achievable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die innere Mantelfläche für eine Ottomaschine derart auszubilden, daß sie etwa den Verlauf der inneren Mantelfläche bei einer Dieselmaschine annimmt, ohne daß die Ottomaschine das größere Bauvolumen der Dieselmaschine übernimmt, und in Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß die Kontur der inneren Mantelfläche des Mantels durch eine innerhalb der epitrochoidenförmigen Kurve liegende Äquidistante bestimmt ist.The invention is based on the object of the inner lateral surface for a gasoline engine in such a way that it roughly follows the course of the inner lateral surface assumes in a diesel engine, without the Otto engine having the larger structural volume the diesel engine takes over, and the invention provides a solution to this problem in that the contour of the inner surface of the jacket by an inside the equidistant lying of the epitrochoidal curve is determined.

Durch die Erfindung ist es möglich, bei der Konstruktion der Maschine von einer epitrochoidenförmigen Kurve auszugehen, die durch einen großen k-Wert bestimmt ist, und unter Beibehaltung eines für Ottomaschinen üblichen Bauvolumens eine innere Mantelfläche zu erzielen, bei welcher in den achsnahen Zonen keine oder keine besondere ausgeprägten Abschnitte mit nach innen gerichteter Tendenz vorkommen, so daß das geschilderte überströmen von Abgasen nach der Saugseite wenigstens gemindert werden kann. Da höhere Verdichtungen erzielbar sind, ist es auch möglich, mit dem Bauvolumen einer Ottomaschine eine Dieselmaschine zu bauen.The invention makes it possible to design the machine start from an epitrochoid-shaped curve, which is represented by a large k-value is determined, and while maintaining the usual volume for gasoline engines to achieve an inner lateral surface in which no or in the zones close to the axis there are no particularly pronounced sections with an inward tendency, so that the described overflow of exhaust gases to the suction side is at least reduced can be. Since higher densities can be achieved, it is also possible with the Build volume of a gasoline engine to build a diesel engine.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Erzeugung einer epitrochoidenförmigen Kurve durch Umradabwälzung und F i g. 2 einen Schnitt durch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einer inneren Mantelfläche, die eine innerhalb der epitrochoidenförmigen Kurve liegende Aquidistante darstellt.In the drawing, the subject of the invention is in one embodiment shown. It shows F i g. 1 by generating an epitrochoid-shaped curve Umradabwälzung and F i g. 2 shows a section through a rotary piston internal combustion engine with an inner lateral surface, the one within the epitrochoidal curve represents lying equidistant.

Nach F i g. 1 beschreibt der Punkt P am Ende des erzeugenden Radius R eine epitrochoidenförmige Kurve K, wenn sich der erzeugende Radius R um den Punkt A, den Mittelpunkt des umlaufenden Wälzkreises U, entgegengesetzt wie die Exzentrizität E mit 3facher Winkelgeschwindigkeit von E dreht. Die Exzentrizität E dreht hierbei um den Mittelpunkt O des feststehenden Wälzkreises F, der den Radius 2E hat. Der Radius des umlaufenden Wälzkreises U weist den Radius 3 E auf.According to FIG. 1 describes the point P at the end of the generating radius R is an epitrochoid-shaped curve K when the generating radius R is around the point A, the center of the revolving pitch circle U, opposite to the eccentricity E rotates at 3 times the angular velocity of E. The eccentricity E rotates here around the center O of the fixed pitch circle F, which has the radius 2E. Of the The radius of the circumferential pitch circle U has the radius 3 E.

Je nach dem mit k bezeichneten Verhältnis von dem erzeugenden Radius R zu der Exzentrizität E zeigt die epitrochoidenförmige Kurve K im Bereich der kleinen Halbachsen D eine mehr oder weniger stark nach innen gerichtete Tendenz, d. h., bei kleinem Wert von k wird D im Verhältnis zur großen Halbachse C klein, bei größerem Wert von k wird D im Verhältnis zu C groß.Depending on the ratio of the generating radius R to the eccentricity E, denoted by k, the epitrochoidal curve K shows a more or less inward tendency in the area of the small semiaxes D, that is, with a small value of k , D becomes in relation to the large one Semi-axis C small, with a larger value of k , D becomes large in relation to C.

Während seither die inneren Mantelflächen in den Mänteln von Rotationskolben-Brennkraftmaschinen in Trochoidenbauart sowohl bei Otto- als auch bei Dieselmaschinen nach den Konturen von Äquidistanten ausgelegt wurden, die in einem geringfügigen Abstand außerhalb der trochoidenförmigen Kurve K verliefen, sieht die Erfindung vor, die Kontur der inneren Mantelfläche M als eine innerhalb der trochoidenförmige Kurve K im Abstand a verlaufende Äquidistante auszubilden.Since then, the inner jacket surfaces in the jackets of rotary piston internal combustion engines in trochoid design both in gasoline and diesel engines according to the contours by equidistant ones that were laid out at a slight distance outside the trochoidal curve K ran, the invention provides the contour of the inner lateral surface M as a distance within the trochoid-shaped curve K a running equidistant.

Wie näher aus F i g. 2 hervorgeht, liegt die Kontur der inneren Mantelfläche M der dargestellten Maschine innerhalb der trochoidenförmigen Kurve K, und zwar ist die Kontur der Mantelfläche M eine im Abstand a zur trochoidenförmigen Kurve K verlaufende Äquidistante. Die trochoidenförmige Kurve K ist mit einem Wert von k = E erzeugt worden, wie er für Dieselmaschinen zur Erzielung hoher Verdichtung üblich ist, so daß die Kurve K im Bereich der kleinen Halbachsen D verhältnismäßig wenig nach innen gerichtet ist. Als Äquidistante ist die Kontur inneren Mantelfläche im gleichen Bereich ebenfalls wenig nach innen gerichtet, so daß die Flanken 1 des Kolbens 2 nahe an die innere Mantelfläche M des Mantels 3 herantreten können und die Räume 4, 5 im Bereich des Einlaßkanals 6 bzw. des Auslaßkanals 7 nur eine geringe Höhe haben. Die Lage der inneren Mantelfläche M als Äquidistante zur evitrpchoidenförmigen Kurve K innerhalb dieser Kurve vereinigt demnach die Vorteile einer Konstruktion mit großem Wert k = E mit dem Vorteil des kleineren Bauvolumens einer Konstruktion mit kleinerem Wert k. Der Schwenkwinkel der an den Ecken des Kolbens 2 angeordneten Dichtleisten 8 ändert sich nur geringfügig. Allerdings ist ein gewisser Hub der Dichtleisten in ihren achsparallelen Nuten im Kolben in Kauf zu nehmen, was für nicht allzu hohe Drehzahlen keine Schwierigkeiten mit sich bringen dürfte.As can be seen in more detail in FIG. 2 shows, the contour of the inner lateral surface lies M of the machine shown within the trochoidal curve K, namely the contour of the lateral surface M is a distance a from the trochoid-shaped curve K running equidistant. The trochoid-shaped curve K has a value of k = E has been generated as it is for diesel engines to achieve high compression is common, so that the curve K in the area of the small semi-axes D is relatively is directed little inward. As an equidistant, the contour is the inner lateral surface in the same area also directed a little inward, so that the flanks 1 of the Piston 2 can come close to the inner lateral surface M of the shell 3 and the spaces 4, 5 in the region of the inlet channel 6 and the outlet channel 7 are only slight Have height. The position of the inner surface M as equidistant to the evitrpchoidal Curve K within this curve therefore combines the advantages of a construction with a large value k = E with the advantage of a smaller construction volume with a smaller value k. The pivot angle of the arranged at the corners of the piston 2 Sealing strips 8 changes only slightly. However, a certain stroke is the To accept sealing strips in their axially parallel grooves in the piston, what for not too high speeds should not cause any difficulties.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die getroffenen Maßnahmen sinnentsprechend bei Maschinen anzuwenden, die nach anderen trochoidenförmigen Kurven ausgelegt sind und bei denen andere übersetzungsverhältnisse gegeben sind.It is within the scope of the invention for the measures taken accordingly to be used on machines designed according to other trochoidal curves and where other gear ratios are given.

Claims (1)

Patentanspruch: Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, bei welcher in einem aus einem Mantel mit zweibogiger innerer Mantelfläche und Seitenteilen bestehenden Gehäuse auf dem Exzenter einer Exzenterwelle ein dreieckiger Kolben angeordnet ist, der, durch ein Getriebe gesteuert, auf dem Exzenter relativ zum Gehäuse und zur Exzenterwelle umläuft und dabei mit an seinen Ecken angeordneten Radialdichtungen an der inneren Mantelfläche entlanggleitet, deren Kontur eine Äquidistante zu einer epitrochoidenförmigen Kurve darstellt, bei welcher die Form aus dem Verhältnis des Durchmessers eines feststehenden Wälzkreises zum Durchmesser eines umlaufenden Wälzkreises wie 2: 3 sowie aus der Exzentrizität und dem erzeugenden Radius hervorgeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der inneren Mantelfläche (M) des Mantels durch eine innerhalb der epitrochoidenförmigen Kurve (K) liegende Äquidistante bestimmt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentsclnift Nr. 2 988 008.Claim: Rotary piston internal combustion engine in trochoid design, in which in one of a jacket with a two-arched inner jacket surface and side parts existing housing on the eccentric of an eccentric shaft a triangular piston is arranged, which, controlled by a gear, on the eccentric relative to Housing and to the eccentric shaft revolves and thereby arranged with at its corners Radial seals slide along the inner lateral surface, the contour of which is an equidistant to an epitrochoidal curve, in which the shape from the ratio the diameter of a fixed pitch circle to the diameter of a rotating one Pitch circle like 2: 3 as well as from the eccentricity and the generating radius, characterized in that the contour of the inner jacket surface (M) of the jacket determined by an equidistant lying within the epitrochoidal curve (K) is. References considered: U.S. Patent Publication No. 2,988,008.