Rotationskolben-Brennkr aftmaschine in Trochoidenbauart Die Erfindung bezieht sich auf Rotationskolben- Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, insbeson dere auf solche Brennkraftmaschinen, die in einem epitrochoidenförmigen Gehäuse einen vieleckigen Kolben als innere Hüllfigur aufweisen, der eine Dreh bewegung um einen auf der Abtriebswelle angeord neten Exzenter ausführt.
Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art mit einem dreieckigen Kolben in einem Gehäuse mit einer zweibogigen Epitrochoide wird die planeten artig kreisende Bewegung des Kolbens auf dem Ex zenter der Abtriebswelle durch ein am Gehäuse festes und zentrisch sitzendes, aussenverzahntes Ritzel er zielt, das in ein mit dem Kolben rotierendes innenver zahntes Rad eingreift. Um die zum praktischen Be trieb erforderlichen Drehgeschwindigkeiten von der Abtriebswelle und dem Kolben zu erreichen, müssen sich die Zähnezahlen vom aussenverzahnten Ritzel und vom innenverzahnten Rad wie 2 zu 3 verhalten.
Da bei der Konstruktion ferner in bestimmten Grenzen das Verhältnis des erzeugenden Radius R für die Tro- choidengestalt zur Exzentrizität e festliegt, steht für den Durchmesser der Abtriebswelle innerhalb des am Gehäuse festen Ritzels lediglich ein Platz zur Ver fügung, der kleiner ist als der vierfache Wert der Ex zentrizität e. Es wurde nun gefunden, dass die Be schränkung in der Wahl des Wellendurchmessers da durch aufgehoben werden kann, dass gemäss der Er findung zur Erzielung der Drehbewegung des Kol bens auf dem Exzenter mindestens eine trochoiden- förmige Laufbahn am Gehäuse angeordnet ist, auf welcher der Kolben geführt ist.
Das Verhältnis des erzeugenden Radius für die Trochoidengestalt der Laufbahn zur Exzentrizität kann hierbei derart ge wählt werden, dass für die Dichtleisten an den Seiten teilen des Kolbens gerade noch genügend Raum bleibt, so dass Wellendurchmesser gewählt wer den können, die auch den Betrieb der Brennkraft maschine als Dieselmaschine zulassen oder die er lauben, die Abmessungen des Kolbens in Achsrich tung recht gross zu machen. Ausserdem ist es möglich, die Laufbahnen in einfacher Weise zu teilen, was die Montage bei Brennkraftmaschinen in Mehrscheiben bauart wesentlich erleichtert.
Die trochoidenförmige Laufbahn kann zur Erzie lung der Drehbewegung im notwendigen überset- zungsverhältnis versetzt zu der Gehäusetrochoide lie gen. Die Führung des Kolbens auf der trochoidenför- migen Laufbahn kann vorteilhaft durch am Kolben angeordnete Führungsrollen erfolgen.
Statt einer Laufbahn kann am Gehäuse beider seits der Kolbenseitenflächen je eine Laufbahn an geordnet sein. Beide Laufbahnen können hierbei ver setzt zueinander liegen, z. B. derart, dass in einem Ge häuse mit einer zweibogigen Epitrochoide für einen dreieckigen Kolben die zweibogige Laufbahnepitro- choide für die Kolbenführung an der einen Seite um 90 versetzt zu der entsprechenden Laufbahn an der anderen Kolbenseite liegt.
Die zu einer Laufbahn gehörende Anzahl von Führungsrollen kann der Anzahl der Ecken des Kol bens entsprechen. Die Laufbahnen können auf La gerbüchsen angeordnet sein, die zur Lagerung der Exzenterwelle im Gehäuse dienen, so dass die Welle bis an den Exzenter heran im Gehäuse gelagert wer den kann. Die Führungsrollen können schliesslich an einem am Kolben befestigten Lagerring angeordnet sein.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfin dung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Brennkraftmaschine in Achsrichtung der Abtriebswelle und Fig. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse nach der Linie II-II aus Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Gehäuse wie in Fig. 2, mit einer anderen Anordnung der Laufbahn zur Führung des Kolbens,
Fig. 4 schematisch die Führung des Kolbens mit tels Führungsrollen auf einer arochoidenförmigen Laufbahn, Fig. 5 in einem Schnitt nach der Linie IV-IV aus Fig. 1 die Ausbildung und Lagerung einer Führungs rolle in grösserem Massstab, Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Maschine, Fig. 7 die Ausbildung der Anlenkung der Füh rungsteile mit der Laufbahn,
Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 9 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Maschine, Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine elastische Führungsrollenlagerung, Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine weitere Aus führungsform einer elastischen Führungsrollenlage- rung und Fig. 12 eine Führungsrolle, die durch Anord nung von Spannfedern in radialer Richtung elastisch ausgebildet ist.
Die gezeigte Rotationskolben-Brennkraftmaschine besteht im wesentlichen aus dem von den beiden Sei tenteilen 1, 2 und dem Mittelteil 3 gebildeten Ge häuse, aus der in den Gehäuseseitenteilen 1, 2 in den Lagern 4, 5 gelagerten Antriebswelle 6 mit dem Ex zenter 7 und aus dem auf dem Exzenter gelagerten Kolben B. Der Gehäusemittelteil 3 weist, wie ins besondere aus Fig. 2 hervorgeht, eine nach einer zwei bogigen Epitrochoide geformte Wandung auf, wäh rend der Kolben 8 eine Dreieckform zeigt.
Um eine Drehbewegung des Kolbens 8 um den Exzenter 7 auf der Welle 6 mit %# der Winkel geschwindigkeit der Welle zu erzielen, sind anstatt eines Zahnradgetriebes mit einem aussenverzahnten Ritzel und einem innenverzahnten Rad beiderseits des Kolbens auf den Lagerbüchsen 4, 5 Laufbahnen 9, 10 (Fig. 1) vorgesehen, die wie die zweibogige Epitro- choide im Gehäusemittelteil 3 ebenfalls nach einer zweibogigen Epitrochoide unter Benutzung gleicher Exzentrizität bei unterschiedlich erzeugendem Ra dius geformt sind (Fig. 2).
Der Kolben 8 führt sich auf den Laufbahnen 9, 10 mit den beiderseits des Kolbens an Lagerringen 11 gelagerten Führungsrol len 12 ab, wobei für jede Laufbahn 9 oder 10 ent sprechend der Anzahl der Ecken des Kolbens 8 drei Führungsrollen 12 vorgesehen sind. Bei der Rotation des Kolbens 8 in Pfeilrichtung 13 um den Exzenter 7 der Welle 6 laufen die Führungsrollen 12 auf den Laufbahnen 9, 10 ab und führen den Kolben 8 mit der erforderlichen Winkelgeschwindigkeit in der Weise, dass die Ecken des Kolbens mit den dort an geordneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Dich tungen an der zweibogigen Epitrochoidenwandung des Gehäusemittelteiles 3 anliegen.
Wenn, wie aus Fig. 1 ersichtlich, beiderseits des Kolbens je eine Führungsbahn im Gehäuse befestigt ist, kann man die lange Achse der einen Laufbahn gegenüber der langen Achse der gegenüberliegenden Laufbahn versetzen, im vorgesehenen Ausführungs beispiel zweckmässig um 90a. Im allgemeinen wird es ausreichen, überhaupt nur eine Laufbahn an einer Kolbenseite vorzusehen, deren lange Achse gegen über der langen Achse der Gehäusepitrochoide zweck mässig um 90 versetzt angeordnet wird.
Die Laufbahnen 9, 10 sind im Ausführungsbei spiel direkt auf den Lagerbüchsen 4, 5 angeordnet, die aus Gründen des Gewichtes an den Stellen der Bogen der Laufbahn mit Aussparungen 14 (Fig. 2) versehen sind. Ohne besonderen Aufwand lassen sich die Laufbahnen auch direkt in den Gehäuseseiten teilen 1, 2 anordnen.
Nach Fig. 2 ermöglichen die Laufbahnen gemäss der Erfindung zum Führen des Kolbens mittels Füh rungsrollen die Wahl des Durchmessers d für die Welle 6. Bei Verwendung von Zahnrädern würde der Teilkreis des aussenverzahnten, am Gehäuse festen Ritzels zur Erzielung des erforderlichen überset- zungsverhältnisses zwischen Kolben und Welle den Durchmesser d' einnehmen, so dass der Wellendurch messer kleiner als d' und damit sehr erheblich kleiner als d gewählt werden müsste.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der in dem Gehäuse 101 in Pfeilrichtung 102 umlaufende Kolben 103 mittels Führungsrollen 104 beidseitig des Kolbens auf trochoidenförmigen Laufbahnen geführt, die an den Gehäuseseitenwänden angeordnet sind. Durch diese Führung wird dem Kolben eine Dreh bewegung um einen auf der Antriebswelle angeord neten Exzenter erteilt.
Auf jeder Gehäuseseite ist die Laufbahn in eine Aussenlaufbahn 105 und in eine Innenlaufbahn 106 unterteilt. Die Übergangsstellen 107, 108 zwischen diesen beiden Laufbahnen liegen beidseitig im Bereich der längeren Gehäusequerachse 109. Ausserdem sind die Übergangsstellen derart ausgebildet, dass die Innenlaufbahn 106 die Aussenlaufbahn 105 überlappt. Die Innenlaufbahn 106 liegt ferner in demjenigen Umfangsbereich, in welchem der Kolben<B>103</B> Gas druckkräften ausgesetzt ist, das heisst die Innenlauf bahn 106 ist dem vom Gehäuse 101 und der Kolben fläche<B>110</B> eingeschlossenen Verbrennungsraum 111 benachbart, in welchem die Zündung des Brennstoff- Luft-Gemisches stattfindet, sei es durch Eigenzün dung oder Fremdzündung.
Aus der Zeichnung ist ohne weiteres ersichtlich, dass der Kolben 103 die im Verbrennungsraum 111 herrschenden Gasdruckkräfte auch bei sehr kleinem Lagerspiel der Antriebswelle im Gehäuse nicht über die Führungsrollen 104 auf die Innenlaufbahn 106 und natürlich auch nicht auf die Aussenlaufbahn 105 übertragen kann.
In den Fig. 4 und 5 ist eine bevorzugte Art der Lagerung der Führungsrollen gezeigt. Nach Fig. 4 ist der in dem Gehäuse 201 umlaufende Kolben 202 mit tels der Führungsrollen 203 beiderseits des Kolbens auf Laufbahnen 204 geführt, die an den Gehäusesei- tenwänden angeordnet sind. Durch diese Führung wird dem Kolben eine Drehbewegung um den aus Fig. 5 ersichtlichen Exzenter 205 erteilt, der auf der Antriebswelle 206 angeordnet ist.
Wie näher aus Fig.5 hervorgeht, besteht jede Führungsrolle 203 aus einer äusseren metallischen Hülse 207, aus einer inneren metallischen Hülse 208 und aus einer zwischen diesen Hülsen angeordneten Gummihülse 209, die einvulkanisiert ist. Mittels der schwimmenden Büchse 210 ist die Führungsrolle auf dem Bolzen 211 gelagert, der seinerseits in dem Füh rungsring 212 angeordnet ist. Innerhalb des Bolzens 211 befindet sich die Leitung 213, durch welche Drucköl zur Lagerstelle der Führungsrolle 203 ge langt. Jede Laufrolle könnte aber auch einen äusse ren Laufring aus elastisch nachgiebigem Material auf weisen, z. B. aus einem Material der Klasse der Poly amide oder dergleichen.
Die Fig. 6-8 zeigen eine andere Ausbildung der Laufbahn für die Führungsrollen. Nach Fig. 6 ist in der Seitenwand 301 des Gehäuses der Brenakraft- maschine die Lagerbüchse 302 für die Antriebswelle 303 angeordnet. Die Antriebswelle 303 ist mit einem nicht dargestellten Exzenter versehen, auf dem der mit strichpunktierten Linien gezeigte Kolben 304 in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl der An triebswelle 303 umläuft. Der Umlauf des Kolbens 304 wird hierbei durch die an der Seitenwand 301 des Gehäuses um die Lagerbüchse 302 herum an geordnete Laufbahn 305 erzwungen, auf welcher der Kolben mit den an ihm gelagerten Führungsrollen 306 geführt ist.
Zur Ausschaltung von Spiel zwischen der Laufbahn 305 und den Führungsrollen 306 ist die Laufbahn auf den einander entsprechenden scheiben förmigen Führungsteilen 307, 307' angeordnet. Die Trennfuge 308 zwischen diesen Führungsteilen liegt in der längeren Achse der Laufbahn. Jeder Führungs teil ist um Bolzen 309, 309' in Pfeilrichtung 310, 310' schwenkbar angelenkt, wobei die Bolzen 309, 309' in der Seitenwand 301 angeordnet sind und in bezug auf die Trennfuge 309 an entgegengesetzt gegenüberliegenden und radial inneren Enden der Führungsteile liegen.
In der Nähe der Bolzen 309, 309' ist jeder Führungsteil durch geeignete Schrau ben<B>311,</B> 31l' mit Abstandsscheiben in Achsrichtung gehalten. Andere Schrauben 312,<B>312'</B> (in Fig. 6 ledig lich als Bolzen dargestellt), die bei jedem Führungs teil an dem den Bolzen 309, 309' gegenüberliegenden Ende innerhalb von Bohrungen<B>313,</B> 313' angeordnet sind, dienen als Begrenzungen für Ausschwenkbewe- gungen der Führungsteile 308, 308' in Pfeilrichtung 310, 310'.
Die Ausschwenkbewegungen gegen die Führungsrollen 306 werden hierbei durch die Druck federn 314 verursacht, die in dem Führungsteil 307' angeordnet sind.
Wie näher aus Fig. 7 hervorgeht, ist jede Druck feder 314 innerhalb einer Bohrung 315 angeordnet, wobei sich die Druckfedern über in den Bohrungen 315 angeordnete Kolben 316 am Führungsteil 307 abstützen. Zur Dämpfung von Bewegungen der Füh rungsteile in Richtung gegeneinander dient Drucköl, das mittels Druckleitungen 317 über Drosselbohrun gen 318 in die Bohrungen 315 eingeleitet wird.
Fig. 8 zeigt, dass eine Beweglichkeit der Füh rungsteile mit der Laufbahn nur in geringem Masse möglich ist, denn die Anschlagschrauben 312 lassen nur Wege zu, die geringfügig grösser sind als das La gerspiel der Antriebswelle im Gehäuse und das Spiel des Kolbens auf dem Exzenter zusammen.
Aus der Zeichnung ist ohne weiteres erkennbar, dass immer mindestens zwei Führungsrollen 306 mit der Laufbahn 305 zusammenarbeiten.
In den Fig.9-12 sind andere Ausführungsbei spiele von Massnahmen zur spielfreien Führung des Kolbens mit Führungsrollen dargestellt. Nach Fig. 9 ist auf einem nicht dargestellten Exzenter der Ab triebswelle 401 der dreieckige Kolben 402 in Pfeil richtung 403 innerhalb des eine zweibogige Laufbahn 404 aufweisenden Gehäuses 405 angeordnet.
Um eine Drehbewegung des Kolbens 402 auf dem Exzenter relativ zur Abtriebswelle 401 mit dem bei der gezeig ten Maschine erforderlichen Wert von 213 der Winkel geschwindigkeit der Welle zu erzielen, ist anstatt eines Zahnradgetriebes an einer Gehäuseseitenwand die trochoidenförmige Laufbahn 406 angeordnet, die mit am Kolben 402 angeordneten Führungsrollen 407 zusammenwirkt. Die Führungsrollen sind auf Lager bolzen 408 gelagert, die ihrerseits an dem am Kolben befestigten Ring 409 gelagert sind.
Wie Fig. 10 näher zeigt, ist die Führungsrolle 407 mittels der schwimmenden und mit leicht gewölbtem Innendurchmesser versehenen Büchse 410 auf dem Lagerbolzen 408 gelagert, der beiderseits der Füh rungsrolle in den Lagern 411 des Ringes 409 fest an geordnet ist. Damit der Lagerbolzen als Feder wirkt, ist er mit einem von einer Stirnseite ausgehenden Längsschlitz 412 versehen, der sich bis in den Bereich des gegenüberliegenden Lagers 411 erstreckt.
Die Mittel zur Begrenzung des Federweges bestehen aus dem Einsatzstück 413, das am Schlitzbeginn an der einen Stirnseite des Lagerbolzens im Bereich des einen Lagers 411 den Schlitz 412 vollständig ausfüllt, das jedoch im Bereich zwischen den beiden Lagern 411 nach beiden Flanken 414 des Schlitzes 412 den Ab stand 415 aufweist. Der Abstand 415 ist massgebend für die Federung des Lagerbolzens 408 und damit für die Federung der Führungsrolle 407. Liegt eine der Flanken 414 des Schlitzes 412 an dem Einsatzstück 413 an, erfolgt eine Begrenzung des Federweges.
Der Lagerbolzen 408 ist in den Lagern 411 fest angeord net, ferner ist der Lagerbolzen so ausgerichtet, dass der Schlitz 412 parallel zu einer an die Laufbahn 406 gelegten Tangente liegt. Dadurch wird erreicht, dass die Federung der Führungsrolle beim Umlauf des Kolbens jeweils im wesentlichen lotrecht zur Lauf bahnebene erfolgt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist die Führungsrolle 407 mittels einer Büchse 410 auf der Hülse 416 gelagert. Die Hülse 416 ragt mit ihren beiden Enden in die Bohrungen der Lager 411 am Ring 409 hinein. Der Durchmesser der Büchse 416 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrungen der Lager 41<B>1.</B> In einem mittleren Bereich der Führungs rolle 407 wird die Hülse 416 durch den Bund 417 des federnden Lagerbolzens 418 abgestützt, der beiderseits der Enden der Hülse 416 mit den Teilen 419, 420 in den Lagern 411 fest ab gestützt ist. Das Spiel 421 zwischen der Hülse 416 und den Bohrungen der Lager 411 ist massgebend für die federnde Durchbiegung des Lagerbolzens 418.
Durch Anschlagen der Hülse 416 an den Lagern 411 wird die Durchbiegung des Lagerbolzens 418 be grenzt.
Die Führungsrolle 407 nach Fig. 12 ist mittels der Büchse 410 auf dem nicht federnden Lagerbolzen 422 gelagert. Die Führungsrolle besteht aus einer äusseren Hülse 423 und aus einer inneren Hülse 424. Zwi schen beiden Hülsen ist der Ringspalt 425 vorgese hen. Zur drehfesten Mitnahme der inneren Hülse und der äusseren Hülse sind zur elastischen Ausbildung der Führungsrolle und regelmässig auf den Umfang des Ringspaltes verteilt Spannstifte 426 in Bohrun gen 427 angeordnet. Die radiale Grösse des Ring spaltes 425 ist massgebend für die Elastizität der Füh rungsrolle. Begrenzt wird diese Elastizität dann, wenn die äussere Hülse an der inneren Hülse anschlägt.
Anstatt der Spannstifte 425 können in den Boh rungen 427 auch andere federnde Mittel, z. B. zylin drische Gummiteile angeordnet werden.
Die durch die getroffenen Massnahmen sich er gebenden Vorteile bei der Führung von Kolben in Rotationsbrennkraftmaschinen auf besonderen Lauf bahnen stellen sich auch dann ein, wenn die Laufbahn am Kolben angeordnet ist und die mit dieser zusam menwirkenden Führungsrollen am Gehäuse gelagert sind.
Rotary piston internal combustion engine in trochoidal design The invention relates to rotary piston internal combustion engine in trochoidal design, in particular to those internal combustion engines that have a polygonal piston as an inner envelope figure in an epitrochoidal housing, which executes a rotary movement around an eccentric arranged on the output shaft.
In a known internal combustion engine of this type with a triangular piston in a housing with a two-arched epitrochoid, the planet-like circular movement of the piston on the Ex center of the output shaft by a fixed and centrally seated on the housing, externally toothed pinion he aims, which is in one with the Piston rotating internally toothed wheel engages. In order to achieve the rotational speeds of the output shaft and the piston required for practical operation, the number of teeth on the externally toothed pinion and the internally toothed wheel must behave like 2 to 3.
Since the ratio of the generating radius R for the trochoid shape to the eccentricity e is fixed within certain limits in the design, there is only a space available for the diameter of the output shaft within the pinion fixed to the housing, which is smaller than four times the value the eccentricity e. It has now been found that the limitation in the choice of the shaft diameter can be lifted by the fact that according to the invention, to achieve the rotational movement of the piston on the eccentric, at least one trochoid-shaped raceway is arranged on the housing on which the piston is led.
The ratio of the generating radius for the trochoid shape of the raceway to the eccentricity can be chosen in such a way that there is just enough space left for the sealing strips on the side parts of the piston, so that the shaft diameter can be selected that also enables the operation of the internal combustion engine as a diesel engine or allow the dimensions of the piston to be made quite large in the axial direction. It is also possible to divide the raceways in a simple manner, which makes assembly much easier for internal combustion engines with multiple disks.
The trochoid-shaped raceway can be offset from the housing trochoid in the necessary transmission ratio in order to achieve the rotary movement. The guidance of the piston on the trochoid-shaped raceway can advantageously take place by means of guide rollers arranged on the piston.
Instead of a raceway, a raceway can be arranged on both sides of the piston side faces on the housing. Both tracks can here be ver sets to each other, z. B. such that in a Ge housing with a two-arched epitrochoid for a triangular piston, the two-arched career epitrochoid for the piston guide on one side is offset by 90 to the corresponding track on the other piston side.
The number of guide rollers belonging to a track can correspond to the number of corners of the piston. The raceways can be arranged on bearing bushes, which are used to support the eccentric shaft in the housing, so that the shaft can be stored in the housing up to the eccentric. Finally, the guide rollers can be arranged on a bearing ring attached to the piston.
In the drawing, the subject matter of the inven tion is shown in several exemplary embodiments. 1 shows a section through the internal combustion engine in the axial direction of the output shaft and FIG. 2 shows a section through the housing along the line II-II from FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section through a housing as in FIG another arrangement of the raceway for guiding the piston,
Fig. 4 schematically shows the guidance of the piston with means of guide rollers on an arochoid-shaped track, Fig. 5 in a section along the line IV-IV from Fig. 1, the formation and storage of a guide roller on a larger scale, Fig. 6 is a schematic cross section Another embodiment of the machine, Fig. 7 the design of the articulation of the Füh tion parts with the track,
8 shows a section along line VIII-VIII in FIG. 7, FIG. 9 shows a schematic cross section through a further embodiment of the machine, FIG. 10 shows a longitudinal section through an elastic guide roller bearing, FIG. 11 shows a longitudinal section through a further embodiment of an elastic Guide roller bearing and FIG. 12 a guide roller which is designed to be elastic in the radial direction by arranging tension springs.
The rotary piston internal combustion engine shown consists essentially of the housing formed by the two Be tenteilen 1, 2 and the central part 3, from the drive shaft 6 with the eccentric 7 and out of the housing side parts 1, 2 in the bearings 4, 5 the piston B mounted on the eccentric. The housing middle part 3 has, as can be seen in particular from FIG. 2, a wall shaped like a two-arched epitrochoid, while the piston 8 has a triangular shape.
In order to achieve a rotary movement of the piston 8 around the eccentric 7 on the shaft 6 with% # of the angular speed of the shaft, instead of a gear drive with an externally toothed pinion and an internally toothed wheel on both sides of the piston on the bearing bushes 4, 5 raceways 9, 10 (Fig. 1) provided, which like the two-arched epitrochoid in the housing middle part 3 are also shaped after a two-arched epitrochoid using the same eccentricity with different generating radius (Fig. 2).
The piston 8 leads on the raceways 9, 10 with the guide rollers mounted on both sides of the piston on bearing rings 11 from 12, whereby for each race 9 or 10 accordingly the number of corners of the piston 8 three guide rollers 12 are provided. During the rotation of the piston 8 in the direction of arrow 13 around the eccentric 7 of the shaft 6, the guide rollers 12 run on the raceways 9, 10 and guide the piston 8 at the required angular speed in such a way that the corners of the piston with the there to be ordered , in the drawing you not shown lines on the two-arched epitrochoid wall of the housing middle part 3 rest.
If, as can be seen from Fig. 1, on both sides of the piston each a guide track is attached in the housing, you can move the long axis of one track with respect to the long axis of the opposite track, in the intended embodiment, for example conveniently by 90a. In general, it will be sufficient to provide only one track on one side of the piston, the long axis of which is arranged appropriately offset by 90 relative to the long axis of the housing epitrochoid.
The raceways 9, 10 are arranged in the game Ausführungsbei directly on the bearing bushes 4, 5, which are provided for reasons of weight at the points of the arc of the raceway with recesses 14 (Fig. 2). The raceways can also share 1, 2 arrange directly in the housing sides without any special effort.
According to Fig. 2, the raceways according to the invention for guiding the piston by means of guide rollers allow the choice of the diameter d for the shaft 6. When using gears, the pitch circle of the externally toothed pinion fixed to the housing would be used to achieve the required transmission ratio between pistons and the shaft occupy the diameter d ', so that the shaft diameter would have to be selected to be smaller than d' and thus very considerably smaller than d.
In the embodiment according to FIG. 3, the piston 103 rotating in the housing 101 in the direction of the arrow 102 is guided by means of guide rollers 104 on both sides of the piston on trochoid-shaped tracks which are arranged on the housing side walls. Through this guide, the piston is given a rotary movement around an eccentric mounted on the drive shaft.
On each side of the housing, the track is divided into an outer track 105 and an inner track 106. The transition points 107, 108 between these two raceways lie on both sides in the region of the longer housing transverse axis 109. In addition, the transition points are designed in such a way that the inner raceway 106 overlaps the outer raceway 105. The inner raceway 106 is also located in that circumferential area in which the piston 103 is exposed to gas pressure forces, that is, the inner race 106 is the area enclosed by the housing 101 and the piston surface 110 Combustion chamber 111 adjacent, in which the ignition of the fuel-air mixture takes place, be it through self-ignition or external ignition.
The drawing clearly shows that the piston 103 cannot transfer the gas pressure forces prevailing in the combustion chamber 111 via the guide rollers 104 to the inner raceway 106 and of course not to the outer raceway 105 either, even with very small bearing play of the drive shaft in the housing.
4 and 5, a preferred type of mounting of the guide rollers is shown. According to FIG. 4, the piston 202 rotating in the housing 201 is guided by means of the guide rollers 203 on both sides of the piston on raceways 204 which are arranged on the housing side walls. As a result of this guidance, the piston is given a rotary movement about the eccentric 205 which can be seen from FIG. 5 and which is arranged on the drive shaft 206.
As can be seen in more detail from FIG. 5, each guide roller 203 consists of an outer metallic sleeve 207, an inner metallic sleeve 208 and a rubber sleeve 209 which is arranged between these sleeves and which is vulcanized in. By means of the floating bush 210, the guide roller is mounted on the bolt 211, which in turn is arranged in the guide ring 212. Inside the bolt 211 is the line 213, through which pressure oil reaches the bearing point of the guide roller 203 ge. Each roller could also have a äusse Ren race made of resilient material, for. B. from a material of the class of poly amides or the like.
6-8 show a different design of the track for the guide rollers. According to FIG. 6, the bearing bush 302 for the drive shaft 303 is arranged in the side wall 301 of the housing of the Brenak engine. The drive shaft 303 is provided with an eccentric, not shown, on which the piston 304 shown with dash-dotted lines rotates in a certain ratio to the speed of the drive shaft 303. The rotation of the piston 304 is forced by the track 305 on the side wall 301 of the housing around the bearing bush 302, on which the piston is guided with the guide rollers 306 mounted on it.
To eliminate play between the track 305 and the guide rollers 306, the track is arranged on the corresponding disk-shaped guide parts 307, 307 '. The parting line 308 between these guide parts lies in the longer axis of the track. Each guide part is pivotably hinged around bolts 309, 309 'in the direction of arrows 310, 310', the bolts 309, 309 'being arranged in the side wall 301 and with respect to the parting line 309 at oppositely opposite and radially inner ends of the guide parts.
In the vicinity of the bolts 309, 309 ', each guide part is held in the axial direction by suitable screws 311, 31l' with spacers. Other screws 312, <B> 312 '</B> (only shown as bolts in FIG. 6), which in each guide part at the end opposite the bolts 309, 309' within bores <B> 313, </ B> 313 'are used as limits for the pivoting movements of the guide parts 308, 308' in the direction of the arrow 310, 310 '.
The pivoting movements against the guide rollers 306 are caused by the pressure springs 314, which are arranged in the guide part 307 '.
As can be seen in more detail from FIG. 7, each compression spring 314 is arranged within a bore 315, the compression springs being supported on the guide part 307 via pistons 316 arranged in the bores 315. Pressure oil, which is introduced into the bores 315 via pressure lines 317 via throttle bores 318, is used to dampen movements of the guide parts in the opposite direction.
Fig. 8 shows that a mobility of the guide parts with the raceway is only possible to a limited extent, because the stop screws 312 only allow paths that are slightly larger than the bearing play of the drive shaft in the housing and the play of the piston on the eccentric together.
The drawing clearly shows that at least two guide rollers 306 always work together with the track 305.
In Fig.9-12 other Ausführungsbei are shown games of measures for play-free guidance of the piston with guide rollers. According to Fig. 9, the triangular piston 402 in the direction of arrow 403 within the housing 405 having a two-arched track 404 is arranged on an eccentric (not shown) of the drive shaft 401.
In order to achieve a rotational movement of the piston 402 on the eccentric relative to the output shaft 401 with the angular speed of the shaft of 213 required in the machine shown, the trochoid-shaped raceway 406 is arranged on a housing side wall instead of a gear drive, which is connected to the piston 402 arranged guide rollers 407 cooperates. The guide rollers are mounted on bearing bolts 408, which in turn are mounted on the ring 409 attached to the piston.
As Fig. 10 shows in more detail, the guide roller 407 is mounted by means of the floating and slightly curved inner diameter sleeve 410 on the bearing pin 408, which is fixed on both sides of the guide roller in the bearings 411 of the ring 409. So that the bearing pin acts as a spring, it is provided with a longitudinal slot 412 starting from one end face and extending into the area of the opposite bearing 411.
The means for limiting the spring travel consist of the insert 413, which completely fills the slot 412 at the beginning of the slot on one end of the bearing pin in the area of one bearing 411, but which in the area between the two bearings 411 after both flanks 414 of the slot 412 From stood 415. The distance 415 is decisive for the resilience of the bearing pin 408 and thus for the resilience of the guide roller 407. If one of the flanks 414 of the slot 412 rests against the insert 413, the spring travel is limited.
The bearing pin 408 is firmly angeord net in the bearings 411, furthermore the bearing pin is aligned such that the slot 412 lies parallel to a tangent placed on the track 406. It is thereby achieved that the suspension of the guide roller takes place when the piston rotates essentially perpendicular to the track plane.
In the exemplary embodiment according to FIG. 11, the guide roller 407 is mounted on the sleeve 416 by means of a bush 410. The sleeve 416 protrudes with its two ends into the bores of the bearings 411 on the ring 409. The diameter of the sleeve 416 is smaller than the diameter of the bores of the bearings 41 1. In a central area of the guide roller 407, the sleeve 416 is supported by the collar 417 of the resilient bearing pin 418, which is on both sides of the ends the sleeve 416 with the parts 419, 420 in the bearings 411 is firmly supported. The play 421 between the sleeve 416 and the bores of the bearings 411 is decisive for the resilient deflection of the bearing pin 418.
By striking the sleeve 416 against the bearings 411, the deflection of the bearing pin 418 is limited.
The guide roller 407 according to FIG. 12 is mounted on the non-resilient bearing pin 422 by means of the bush 410. The guide roller consists of an outer sleeve 423 and an inner sleeve 424. The annular gap 425 is provided between the two sleeves. For the rotationally fixed entrainment of the inner sleeve and the outer sleeve, dowel pins 426 are arranged in bores 427 for the elastic formation of the guide roller and regularly distributed over the circumference of the annular gap. The radial size of the annular gap 425 is decisive for the elasticity of the guide role. This elasticity is limited when the outer sleeve strikes the inner sleeve.
Instead of the dowel pins 425, other resilient means such. B. zylin drical rubber parts are arranged.
The resulting from the measures taken he advantages in guiding pistons in rotary internal combustion engines on special tracks also arise when the track is arranged on the piston and the guide rollers cooperating with this are mounted on the housing.