DE1158750B

DE1158750B - Rotary piston internal combustion engine

Info

Publication number: DE1158750B
Application number: DEC23918A
Authority: DE
Inventors: Dr Max Bentele; Charles Jones; Alexander H Raye
Original assignee: Curtiss Wright Corp
Current assignee: Curtiss Wright Corp
Priority date: 1960-05-02
Filing date: 1961-04-19
Publication date: 1963-12-05
Also published as: BE603137A; GB939704A; CH383070A; US3111261A

Description

Rotationskolbenbrennkraftmaschine Gegenstand der Erfindung ist eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, das sich aus zwei Seitenteilen und einem Mantel zusammensetzt und in welchem auf einem Exzenter ein mehreckiger Kolben drehbar gelagert ist, der mit seinen Ecken an der Innenfläche des Mantels entlanggleitet, wodurch eine Mehrzahl von volumenveränderlichen Arbeitskammern gebildet wird.Rotary piston internal combustion engine The invention is a Rotary piston internal combustion engine with a housing made up of two side parts and a jacket composed and in which on an eccentric a polygonal Piston is rotatably mounted with its corners on the inner surface of the jacket slides along, thereby forming a plurality of variable-volume working chambers will.

Es ist bei Hubkolbemnaschinen allgemein üblich, den Kolben aus Leichtmetall, beispielsweise einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, herzustellen. Die Anwendung von Leichtmetall für den Kolben von Rotationskolbenbrennkraftmaschinen begegnete bisher erheblichen Schwierigkeiten, da der Kolben drehbar auf einem Stahlexzenter gelagert ist und durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung dieser beiden Teile eine beträchtliche Vergrößerung des Lagerspiels bei Erwärmung der Maschine von Raumtemperatur zu Betriebstemperatur eintrat. Diese Vergrößerung des Lagerspiels kann zur Folge haben, daß der Kolben unerwünschte Bewegungen ausführt und dabei mit der Mantelinnenfläche in direkte Berührung kommt, was eine Beschädigung sowohl dieser Fläche als auch des Kolbens verursachen kann, und daß bei Verwendung eines Gleitlagers der ölfilm an einigen Stellen abreißt. Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß zur Lagerung des Kolbens auf dem Exzenter zwei ineinander angeordnete Lagerbüchsen vorgesehen sind. Dabei ist die äußere Büchse mit einem Schrumpfsitz im Kolben angeordnet, der fest genug ist, um bei allen Betriebstemperaturen eine feste Verbindung zwischen Außenbüchse und Kolben herzustellen. Die innere Büchse ist ebenfalls mit einem Schrumpfsitz in der äußeren Büchse befestigt, der jedoch weniger fest ist als derjenige zwischen Außenbüchse und Kolben, so daß bei einer zwischen Raumtemperatur und Betriebstemperatur liegenden Temperatur der Schrumpfsitz der inneren Büchse aufgehoben wird und die innere Büchse als schwimmendes Lager zwischen Außenbüchse und Exzenter wirkt. Diese erfindungsgemäße Lagerausbildung bewirkt wesentlich geringere Änderungen des Lagerspiels zwischen Kolben und Exzenter bei Erwärmung der Maschine von Raumtemperatur bis Betriebstemperatur im Vergleich zu einer Konstruktion, bei welcher nur eine einzige Stahlbüchse vorgesehen ist, die ständig mit Schrumpfsitz im Leichtmetallkolben festsitzt.It is common practice in reciprocating piston machines to have the pistons made of light metal, for example an aluminum or magnesium alloy. The application of light metal for the piston of rotary piston internal combustion engines So far considerable difficulties, since the piston can be rotated on a steel eccentric is stored and due to the different thermal expansion of these two parts a considerable increase in the bearing play when the machine is heated from room temperature occurred at operating temperature. This increase in the bearing play can result have that the piston executes undesirable movements and thereby with the inner surface of the jacket comes into direct contact, damaging both that surface as well of the piston can cause, and that when using a plain bearing, the oil film tears off in some places. These disadvantages are avoided according to the invention by that for mounting the piston on the eccentric two nested bearing bushes are provided. The outer sleeve is arranged with a shrink fit in the piston, which is strong enough to provide a firm bond between the Manufacture outer sleeve and piston. The inner sleeve is also with a shrink fit fixed in the outer sleeve, which is, however, less rigid than that between Outer sleeve and piston so that at a temperature between room temperature and operating temperature lying temperature of the shrink fit of the inner sleeve is canceled and the inner sleeve acts as a floating bearing between outer sleeve and eccentric. These Bearing design according to the invention causes much smaller changes in the bearing play between piston and eccentric when the machine is heated from room temperature to operating temperature compared to a construction in which only a single steel sleeve is provided which is permanently stuck with a shrink fit in the light metal piston.

Dadurch, daß das Lagerspiel zwischen Kolben und Exzenter trotz der unterschiedlichen Wärineausdehnung klein gehalten wird, werden folgende Vorteile erzielt: 1. Es wird stets ein Ölfilm im Lager aufrechterhalten.Because the bearing clearance between piston and eccentric is kept small despite the different thermal expansion, the following advantages are achieved: 1. An oil film is always maintained in the bearing.

2. Es wird verhindert, daß der Kolben mit der inneren Mantelfläche in Berührung kommt, was eintreten könnte, wenn das Lagerspiel zu groß würde.2. It is prevented that the piston with the inner jacket surface comes into contact, which could happen if the bearing clearance were too large.

3. Die Tragzahl des Lagers wird erhöht. 3. The load rating of the bearing is increased.

Wenn sich bei einer zwischen kaum- und Betriebstemperatur liegenden Temperatur die Innenbüchse von der Außenbüchse trennt, so füllt sich der dadurch entstehende Spalt mit Schmieröl. Um ein übertreten dieses Schmieröls entlang einer Stirnfläche des Kolbens in die Arbeitskammern zu verhindern, ist auf einem Ende der Innenbüchse eine Mutter aufgeschraubt, welche einen Flansch aufweist, der mit dem entsprechenden axialen Ende der Außenbüchse zusammenwirkt. Der Flansch ist dabei so elastisch, daß er eine axiale Wärmedehnung der Außenbüchse zuläßt.If at a temperature between barely and operating temperature Temperature separates the inner liner from the outer liner, it fills up resulting gap with lubricating oil. To a trespass this lubricating oil along one To prevent the piston face from entering the working chambers is on one end the inner sleeve screwed a nut which has a flange with cooperates with the corresponding axial end of the outer sleeve. The flange is included so elastic that it allows axial thermal expansion of the outer sleeve.

Bei den meisten Maschinen der angegebenen Art ist zwischen Kolben und Gehäuse ein Getriebe vorgesehen, welches aus einem am Kolben befestigten Hohlrad und einem mit diesem im Eingriff stehenden und am Gehäuse befestigten Ritzel besteht. Dieses Getriebe hat kein Drehmoment zu übertragen, sondem dient lediglich dazu, die richtige Phasenlage des Kolbens bezüglich des Gehäuses zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wird das Hohkad von einer an der Innenbüchse angebrachten Innenverzahnung gebildet. Da diese Büchse jedoch, wie vorher beschrieben, bei bestimmten Temperaturen als schwimmendes Lager dient, müssen Mittel vorgesehen werden, um eine Verdrehung der Innenverzahnung gegenüber dem Kolben zu verhindern. Zu diesem Zweck ist die Innenbüchse mit äußeren Fortsätzen versehen, die mit entsprechenden Nuten im Kolben zusammenwirken. Da sich der Kolben und die Innenbüchse bei Erwärmung verschieden ausdehnen, ist zwischen den Fortsätzen und den Nuten sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung ein Spiel vorgesehen, damit keine Kräfte auf die Fortsätze wirken können, welche diese verbiegen oder abscheren könnten. Die zusammenwirkenden Flächen der Fortsätze und der Nuten hegen vorzugsweise in radialen Ebenen durch die Drehachse des Kolbens, wodurch vermieden wird, daß sich das Spiel der Fortsätze in den Nuten in Umfangsrichtung bei Erwärmung ändert, denn sowohl der Kolben als auch die Innenbüchse dehnen sich in radialer Richtung aus.Most machines of the type indicated are between pistons and housing a transmission is provided, which consists of a ring gear attached to the piston and a pinion which is in engagement therewith and fastened to the housing. This gearbox has no torque to transmit, it only serves to the correct phase position of the Ensure piston with respect to the housing. According to the invention, the Hohkad is made up of internal teeth attached to the inner sleeve educated. As this sleeve, however, as previously described, at certain temperatures serves as a floating bearing, means must be provided to prevent rotation to prevent the internal toothing against the piston. To this end, the Inner sleeve provided with outer extensions, which with corresponding grooves in the piston cooperate. Because the piston and the inner liner are different when heated expand is between the projections and the grooves in both radial and radial directions A game is provided in the circumferential direction so that no forces act on the extensions which could bend or shear them. The interacting surfaces the extensions and the grooves are preferably located in radial planes through the axis of rotation of the piston, which prevents the play of the extensions in the grooves changes in the circumferential direction when heated, because both the piston and the inner liner expand in the radial direction.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Die Erfindung ist dabei an einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine erläutert, bei welcher der Kolben auf einem sich drehenden Exzenter angeordnet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern auch auf Maschinen anwendbar, bei denen der Kolben auf einem feststehenden Exzenter drehbar gelagert ist.Further details and features of the invention emerge from the following description in connection with the drawing. The invention is included explained on a rotary piston internal combustion engine, in which the piston is on a rotating eccentric is arranged. However, the invention is not based on These exemplary embodiments are limited, but can also be applied to machines which the piston is rotatably mounted on a fixed eccentric.

Fig. 1 zeigt eine Rotationskolbenbrennkraftmaschine, bei welcher ein Seitenteil entfernt ist, um den Kolben in seiner Lage im Gehäuse sichtbar zu machen; Fig. 2 ist ein Querschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 zeigt die Ausbildung des Kolbenlagers im Querschnitt, wobei die Teile des Lagers zur besseren Veranschaulichung auseinandergezogen sind; Fig. 4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der unterschiedlichen Wärinedehnungen des Kolbens, der Lagerbüchsen und des Exzenters, und Fig. 5 ist eine schematische Ansicht des Kolbens. In allen Figuren sind die Spiele zur besseren Veranschaulichung erheblich übertrieben dargestellt. 1 shows a rotary piston internal combustion engine in which a side part has been removed in order to make the piston visible in its position in the housing; Figure 2 is a cross-section on line 2-2 in Figure 1; 3 shows the design of the piston bearing in cross section, the parts of the bearing being pulled apart for better illustration; FIG. 4 is a diagram to illustrate the different thermal expansions of the piston, the bearing bushes and the eccentric, and FIG. 5 is a schematic view of the piston. In all figures, the games are shown significantly exaggerated for better illustration.

Es sei zunächst auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Das Gehäuse 12 der Rotationskolbenbrennkraftmaschine besteht aus den beiden parallelen Seitenteilen 28 und 30 und dem diese verbindenden Mantel 32. Die Innenfläche 18 des Mantels 32 hat im Querschnitt die Form einer zweibogigen Epitrochoide, und ihre Mittelachse ist mit 16 bezeichnet. In dem von den Seitenteilen 28 und 30 und dem Mantel 32 begrenzten Innenraum ist ein Kolben 10 um eine Achse 14 drehbar angeordnet. Er ist auf einem Exzenter 36 gelagert, der ein Teil einer Welle 34 darstellt, deren Drehachse mit der Achse 16 des Gehäuses 12 zusammenfällt und die in den Seitenteilen 28 und 30 gelagert ist. Der Kolben 10 weist drei Ecken 38 auf, welche radialbewegliche Dichtleisten 40 tragen. Diese Dichtleisten gleiten während der Relativbewegung des Kolbens zum Gehäuse ständig an der Innenfläche 18 entlang, wodurch drei volumenveränderliche Arbeitskammern 42 zwischen den Kolbenflanken 44 mit Kolbenmulden 45 und der Innenfläche 18 des Mantels 32 gebildet werden. Die Relativbewegung wird durch ein Getriebe erzwungen, das aus einem am Kolben befestigten Hohlrad 54 und einem damit im Eingriff stehenden Ritzel 58, das am Seitenteil 28 befestigt ist, besteht. Das übersetzungsverhältnis zwischen Hohlrad 54 und Ritzel 58 beträgt im Ausführungsbeispiel 3: 2, so daß die Welle 34 für jede Umdrehung des Kolbens 10 um seine Achse 14 drei Umdrehungen in derselben Richtung ausführt. Das Getriebe hat kein Drehmoment zu übertragen, sondern dient lediglich zur Aufrechterhaltung der richtigen Phasenlage zwischen Kolben und Gehäuse.Reference is first made to FIGS. 1 and 2. The housing 12 of the rotary piston internal combustion engine consists of the two parallel side members 28 and 30 and the connecting them sheath 32. The inner surface 18 of the jacket 32 has in cross section the form of a two-lobed epitrochoid, and its central axis is designated by the 16th In the interior space delimited by the side parts 28 and 30 and the jacket 32 , a piston 10 is arranged to be rotatable about an axis 14. It is mounted on an eccentric 36 which is part of a shaft 34, the axis of rotation of which coincides with the axis 16 of the housing 12 and which is mounted in the side parts 28 and 30. The piston 10 has three corners 38 which carry radially movable sealing strips 40. These sealing strips slide continuously along the inner surface 18 during the relative movement of the piston to the housing, whereby three working chambers 42 of variable volume are formed between the piston flanks 44 with piston recesses 45 and the inner surface 18 of the casing 32 . The relative movement is enforced by a transmission which consists of a ring gear 54 fastened to the piston and a pinion 58 which is in engagement therewith and which is fastened to the side part 28. The transmission ratio between ring gear 54 and pinion 58 is 3: 2 in the exemplary embodiment, so that the shaft 34 executes three rotations in the same direction for each rotation of the piston 10 about its axis 14. The gearbox does not have to transmit any torque, it only serves to maintain the correct phase position between the piston and the housing.

Im Gehäuse sind ein Einlaßkanal 24 für Frischgase, ein Auslaßkanal 22 für die verbrannten Gase und eine Zündkerze 46 angeordnet.In the housing are an inlet channel 24 for fresh gases, an outlet channel 22 for the burned gases and a spark plug 46 are arranged.

Beim Umlauf des Kolbens 10 in Pfeilrichtung wird Frischgas durch den Einlaßkanal 24 in die Arbeitskammern 42 angesaugt. Diese Gase werden verdichtet, gezündet, expandiert und schließlich durch den Auslaßkanal 22 ausgeschoben. Diese vier Takte finden in jeder der Arbeitskammern mit entsprechender Phasenversetzung während einer vollständigen Umdrehung des Läufers im Gehäuse statt.When the piston 10 rotates in the direction of the arrow, fresh gas is sucked into the working chambers 42 through the inlet channel 24. These gases are compressed, ignited, expanded and finally expelled through the outlet channel 22. These four cycles take place in each of the working chambers with a corresponding phase shift during one complete revolution of the rotor in the housing.

Die Exzentrizität e zwischen der Läuferachse 14 und der Achse 16 des Gehäuses 12 bzw. der Welle 34 bildet den Hebelarm, durch den die Energie der expandierenden Gase in das auf die Welle 34 wirkende Drehmoment umgeformt wird.The eccentricity e between the rotor axis 14 and the axis 16 of the housing 12 or the shaft 34 forms the lever arm by which the energy of the expanding gases is converted into the torque acting on the shaft 34.

Wie besonders aus Fig. 3 ersichtlich, besteht die Lagerung des Kolbens 10 auf dem Exzenter 36 aus zwei Stahlbüchsen 50 und 52. In der Lagerbohrung 48 des Leichtmetallkolbens 10 ist die äußere Büchse 50 mit einem festen Schrumpfsitz befestigt. Dieser Schrumpfsitz ist so fest, daß er sich der Elastizitätsgrenze des Leichtmetallkolbens 10 nähert, über welche hinaus eine plastische Verformung des Leichtmetalls eintreten würde. In der Praxis wird die äußere Büchse 50 unter Raumtemperatur abgekühlt und der Leichtmetallkolben 10 erhitzt, um die Büchse 50 in die Bohrung 48 einsetzen zu können. Wenn die Teile gleiche Temperatur aufweisen, besteht ein fester Schrumpfsitz. Dieser Schrumpfsitz ist ausreichend, um auch bei Betriebstemperatur die äußere Büchse 50 in fester Verbindung mit dem Kolben 10 zu halten, so daß diese beiden Teile über den ganzen Temperaturbereich eine Einheit bilden.As can be seen particularly from FIG. 3 , the bearing of the piston 10 on the eccentric 36 consists of two steel sleeves 50 and 52. In the bearing bore 48 of the light metal piston 10 , the outer sleeve 50 is fastened with a tight shrink fit. This shrink fit is so tight that it approaches the elastic limit of the light metal piston 10 , beyond which plastic deformation of the light metal would occur. In practice, the outer sleeve 50 is cooled to below room temperature and the light metal piston 10 is heated in order to be able to insert the sleeve 50 into the bore 48. When the parts are at the same temperature, there is a tight shrink fit. This shrink fit is sufficient to keep the outer sleeve 50 in firm connection with the piston 10 even at operating temperature, so that these two parts form a unit over the entire temperature range.

Innerhalb der äußeren Stahlbüchse 50 ist eine zweite Stahlbüchse 52 ebenfalls mit Schrumpfsitz angeordnet. Dieser Schrumpfsitz ist beträchtlich weniger fest als derjenige zwischen der äußeren Büchse 50 und der Lagerbohrung 48, jedoch ausreichend, daß die innere Büchse 52, die äußere Büchse 50 und der Leichtmetallkolben 10 bei Raumtemperatur als eine Einheit wirken.Within the outer steel sleeve 50 , a second steel sleeve 52 is also arranged with a shrink fit. This shrink fit is considerably less tight than that between the outer sleeve 50 and the bearing bore 48, but sufficient that the inner sleeve 52, the outer sleeve 50 and the light metal piston 10 act as a unit at room temperature.

Wenn sich die Maschine im Betrieb erwärmt, wird bei einer Zwischentemperatur der verhältnismäßig leichte Schrumpfsitz zwischen der inneren Büchse 52 und der äußeren Büchse 50 durch die radiale Ausdehnung der äußeren Büchse 50 und des Leichtmetallkolbens 10 aufgehoben. Die innere Büchse 52 kann sich dann frei ausdehnen, während die aus der äußeren Büchse und dem Leichtmetallkolben bestehende Einheit sich stärker ausdehnt, wobei ihr Ausdehnungskoeffizient etwa zwischen demjenigen für Stahl und demjenigen für Aluminium liegt.When the machine heats up during operation, the relatively slight shrink fit between the inner sleeve 52 and the outer sleeve 50 is canceled by the radial expansion of the outer sleeve 50 and the light metal piston 10 at an intermediate temperature. The inner sleeve 52 can then expand freely, while the unit consisting of the outer sleeve and the light metal piston expands to a greater extent, its coefficient of expansion being roughly between that for steel and that for aluminum.

Bei Temperaturen, die über der Zwischentemperatur liegen, bei welcher die Trennung erfolgt, wirkt die innere Büchse 52 als ein schwimmendes Lager, da bei diesen Temperaturen ein Lagerspiel zwischen den Büchsen 52 und 50 sowie das normale Lagerspiel zwischen Büchse 52 und Exzenter 36 auftritt.At temperatures above the intermediate temperature at which the separation takes place, the inner sleeve 52 acts as a floating bearing, since at these temperatures there is a bearing clearance between the sleeves 52 and 50 and the normal bearing clearance between the sleeve 52 and eccentric 36 .

Fig. 4 zeigt das Diagramm, aus welchem die verschiedenen Wärmedehnungen des Kolbens. der Lagerbüchsen und des Exzenters und die daraus sich ergebenden Lagerspiele zu ersehen sind. Auf der x-Achse ist die Temperatur des Kolbens und auf der y-Achse ist die Wärmedehnung aufgetragen.Fig. 4 shows the diagram from which the various thermal expansions of the piston. the bearing bushes and the eccentric and the bearing clearances resulting therefrom can be seen. On the x-axis is the temperature of the piston and on the y-axis the thermal expansion is plotted.

Die Linien a und b, welche die Wärmedehnung des freien Leichtmetallkolbens und der freien äußeren Büchse zeigen, sind hypothetisch, da diese beiden Teile über den ganzen Temperaturbereich als eine Einheit wirken. Die durch die Linie c veranschaulichte Wärmedehnung dieser Einheit liegt, wie ersichtlich, zwischen der Wärmedehnung des freien Leichtmetallkolbens und derjenigen der freien Stahlbüchse.The lines a and b, which show the thermal expansion of the free light metal piston and the free outer sleeve, are hypothetical, since these two parts act as a unit over the entire temperature range. The thermal expansion of this unit illustrated by the line c is, as can be seen, between the thermal expansion of the free light metal piston and that of the free steel sleeve.

Von Raumtemperatur (201 C) bis zu ungefähr 700 C besteht ein Schrumpfsitz zwischen der Innenbüchse 52 und der Außenbüchse 50. Der Verlauf der Wärmedehnung über diesen Temperaturbereich für die aus Kolben 10, Außenbüchse 50 und Innenbüchse 52 bestehende Einheit ist durch die gestrichelte Kurve d gekennzeichnet. Bei etwa 70' C wird dieser Schrumpfsitz aufgehoben, und die innere Büchse kann sich von dieser Temperatur an frei nach der Wärmedehnungskurve für Stahl ausdehnen. Diese Kurve ist mit d' bezeichnet. Die Trennung der inneren Büchse 52 beeinflußt die Dehnung für die aus dem Kolben 10 und der Außenbüchse 50 bestehende Resteinheit, die durch die Linie c veranschaulicht ist. Die Kurve f der Wärmedehnung für den Exzenter folgt der normalen Kurve für Stahl über den ganzen Temperaturbereich. Der Spalt zwischen dem Exzenter und dem Innendurchmesser der inneren Büchse 52 bei Raumtemperatur ist mit R, derjenige bei Betriebstemperatur (230' Q mit S bezeichnet. Ein Vergleich dieser beiden Spalte zeigt, daß der Unterschied nur sehr gering ist, also das Spiel zwischen Exzenter und Innenbüchse 52 über den ganzen Temperaturbereich im wesentlichen konstant bleibt.From room temperature (201 C) to approximately 700 C there is a shrink fit between the inner sleeve 52 and the outer sleeve 50. The course of the thermal expansion over this temperature range for the unit consisting of piston 10, outer sleeve 50 and inner sleeve 52 is indicated by the dashed curve d . At about 70 ° C this shrink fit is removed and the inner liner can expand freely from this temperature on according to the thermal expansion curve for steel. This curve is denoted by d '. The separation of the inner sleeve 52 affects the expansion for the remaining unit consisting of the piston 10 and the outer sleeve 50 , which is illustrated by the line c. The curve f of the thermal expansion for the eccentric follows the normal curve for steel over the entire temperature range. The gap between the eccentric and the inner diameter of the inner sleeve 52 at room temperature is denoted by R, that at operating temperature (230 'Q is denoted by S. A comparison of these two columns shows that the difference is only very small, i.e. the play between the eccentric and Inner sleeve 52 remains essentially constant over the entire temperature range.

Aus Fig. 4 läßt sich auch ersehen, wie das Spiel zwischen der Innenbüchse und der Außenbüchse von einem Schrumpfsitz bei Raumtemperatur über ein endliches Spiel bei 70' C bis zu einem Spiel T bei Betriebstemperatur wächst, wobei das Spiel T etwa dem Spiel S zwischen, Innenbüchse und Exzenter entspricht. Die Summe der Spiele S und T stellt also das gesamte radiale Lagerspiel dar.From Fig. 4 it can also be seen how the play between the inner sleeve and the outer sleeve increases from a shrink fit at room temperature over a finite play at 70 ° C to a play T at operating temperature, the play T approximately the play S between, Inner sleeve and eccentric corresponds. The sum of the clearances S and T thus represents the entire radial bearing clearance.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß, nachdem der LeichtmetAkolben aus einer Anzahl von Teilen besteht, von denen jedes sein eigenes Toleranzfeld hat, die Summe der Toleranzen, welche das Spiel zwischen dem Exzenter und der Innenbüchse beeinflussen, verhältnismäßig groß sein kann, wenn die Maschine kalt ist. Bei Betriebstemperatur jedoch wird die Innenbüchse ein frei schwimmendes Stahlteil, so daß die einzigen Toleranzen, welche den Spalt zwischen ihr und dem Exzenter beeinflussen, die Toleranz ihres Innendurchmessers und das Toleranzfeld des Exzenters ist. Alle Auswirkungen der Toleranzen des Außendurchmessers der lnnenbüchse, des Toleranzfeldes der Außenbüchse und des Toleranzfeldes des Leichtmetallkolbens, die normalerweise auf die Toleranz des Innendurchmessers der Innenbüchse Einfluß hätten, werden ausgeschaltet, da die Innenbüchse frei ist. Demzufolge ist dieToleranz des Laufspieles eine Funktion von nur zwei Toleranzen, nämlich den Toleranzen des Außendurchmessers des Exzenters und des Innendurchmessers der Innenbüchse.From the above description it follows that after the LeichtmetAkolben consists of a number of parts, each of which has its own tolerance zone, the sum of the tolerances, which the play between the eccentric and the inner sleeve affect can be relatively large when the machine is cold. At operating temperature however, the inner liner is a free-floating steel part, so that the only ones Tolerances that affect the gap between you and the eccentric, the tolerance their inside diameter and the tolerance field of the eccentric. All effects the tolerances of the outer diameter of the inner sleeve, the tolerance field of the outer sleeve and the tolerance field of the light metal piston, which is normally on the tolerance of the inner diameter of the inner liner would have an influence, are turned off because the Inner liner is free. Accordingly, the running play tolerance is a function of only two tolerances, namely the tolerances of the outside diameter of the eccentric and the inner diameter of the inner liner.

Um zu verhindern, daß Schmieröl aus dem Spalt zwischen den Büchsen 50 und 52 entlang der Stirnfläche 66 des Kolbens 10 zu den Arbeitskammern gelangen kann, wenn sich die Büchse 52 von der Büchse 50 getrennt hat, ist eine Mutter 62 mit einem nach außen gerichteten Flansch 64 auf das der Verzahnung 54 gegenüberliegende Ende der Innenbüchse 52 aufgeschraubt. Die Innenbüchse 52 weist eine Schulter 68 auf, die an dem in Fig. 2 und 3 rechten Ende der äußeren Büchse 50 zur Anlage kommen kann, wenn die Mutter 62 festgezogen ist. Der Flansch 64 ist dünn genug, um eine Wärmedehnung der äußeren Büchse 50 und des Leichtinetallkolbens 10 in axialer Richtung zuzulassen.To prevent lubricating oil from reaching the working chambers from the gap between the sleeves 50 and 52 along the face 66 of the piston 10 when the sleeve 52 has separated from the sleeve 50 , a nut 62 is provided with an outwardly directed flange 64 screwed onto the end of the inner sleeve 52 opposite the toothing 54. The inner sleeve 52 has a shoulder 68 that may come to the right in Fig. 2 and 3 end of the outer sleeve 50 to the system when the nut is tightened 62nd The flange 64 is thin enough to allow thermal expansion of the outer sleeve 50 and the light metal piston 10 in the axial direction.

Um eine einwandfreie Funktion der Maschine zu erhalten, muß verhindert werden, daß das Hohlrad 54 sich gegenüber dem Kolben 10 verdreht. Das Hohlrad 54 ist, wie ersichtlich, ein Teil der inneren Büchse 52, und die Sicherung gegen Verdrehung erfolgt durch radial gerichtete Fortsätze 56, die mit entsprechend geformten Nuten 60 im Kolben 10 zusammenwirken. Diese Sicherung tritt dann in Tätigkeit, wenn der Schrumpfsitz der inneren Büchse 52 in der äußeren Büchse 50 aufgehoben ist und die innere Büchse 52 als frei schwimmendes Lager wirkt. Da sowohl die Fortsätze 56 der inneren Büchse 52 als auch die Nuten 60 im Kolben 10 radiale Seitenflächen aufweisen und beide Teile thermisch in radialer Richtung wachsen, bleibt das Spiel zwischen den Fortsätzen 56 und den Nuten 60 in Umfangsrichtung unabhängig von der Temperatur konstant.In order to ensure that the machine functions properly, the ring gear 54 must be prevented from rotating with respect to the piston 10 . As can be seen, the ring gear 54 is part of the inner sleeve 52, and the protection against rotation is provided by radially directed projections 56 which interact with correspondingly shaped grooves 60 in the piston 10 . This fuse then comes into operation when the shrink fit of the inner sleeve 52 is canceled in the outer sleeve 50 and the inner sleeve 52 acts as a freely floating bearing. Since both the extensions 56 of the inner sleeve 52 and the grooves 60 in the piston 10 have radial side surfaces and both parts grow thermally in the radial direction, the clearance between the extensions 56 and the grooves 60 in the circumferential direction remains constant regardless of the temperature.

Die Wirkungsweise der Fortsätze 56 wird an Hand der Fig. 5 näher erläutert. Die Spiele zwischen den dargestellten Teilen sind aus Anschaulichkeitsgründen übertrieben dargestellt. Zur Vereinfachung sind nur vier Fortsätze 56 in ausgezogenen Linien gezeigt, die n-üt entsprechenden Nuten 60 im Kolben 10 im Eingriff stehen. In der Praxis sind natürlich mehr als vier Fortsätze vorgesehen. Diese zusätzlichen Fortsätze sind gestrichelt eingezeichnet.The mode of operation of the extensions 56 is explained in more detail with reference to FIG. 5. The games between the parts shown are exaggerated for reasons of clarity. For the sake of simplicity, only four projections 56 are shown in solid lines, which are in engagement with grooves 60 corresponding to n-points in piston 10 . In practice, of course, more than four extensions are provided. These additional extensions are shown in dashed lines.

Die schwimmende Anordnung der Innenbüchse 52 ergibt ein Problem bezüglich ihrer Festlegung gegen Verdrehung relativ zum Kolben 10, da das Spiel auf der Seite des Kolbens, auf welcher die Kraft ausgeübt wird, im wesentlichen aufgehoben wird. In Fig. 5 ist diese Kraft durch den Pfeil F veranschaulicht. Die Kraft F wird durch den Exzenter 36 aufgenommen, aber der Kolben muß sich zunächst um die Lagerspiele bewegen, bis die Kraft wirksam aufgenommen werden kann. Es ergibt sich also eine relative Radialbewegung zwischen dem Kolben 10, der inneren Büchse 52 und dem Exzenter 36. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, stehen die beiden radialen Fortsätze 56a und 56b, die in der Ebene der Kraft F liegen, der genannten Relativbewegung nicht entgegen. Die beiden Fortsätze 56 c und 56 d, die senkrecht zu der Ebene liegen, in welcher die Kraft F wirkt, sind jedoch bestrebt, jede Bewegung zu verhindern, die eine exzentrische Lage der inneren Büchse 52, des Kolbens 10 und des Exzenters 36 zueinander verursachen würde. Bestünde daher kein Spiel in Umfangsrichtung zwischen den Fortsätzen 56 und den Nuten 60, so würden die Fortsätze 56 c und 56 d die ganze Kraft F aufzunehmen haben und bei genügend großer Kraft F abgeschert werden. Demzufolge ist ein endlicher Spalt zwischen den Fortsätzen 56 und den Wänden der Nuten 60 vorgesehen, der gleich oder größer ist als das gesamte radiale Spiel. Durch dieses Spiel der Fortsätze 56 in den Nuten 60 in Umfangsrichtung wird erreicht, daß die Kraft direkt vom Exzenter 36 aufgenommen wird und nicht auf die Fortsätze 56 wirkt.The floating arrangement of the inner liner 52 presents a problem with regard to its securing against rotation relative to the piston 10, since the play on the side of the piston on which the force is exerted is essentially eliminated. This force is illustrated by the arrow F in FIG. 5. The force F is absorbed by the eccentric 36 , but the piston must first move around the bearing clearances before the force can be absorbed effectively . There is thus a relative radial movement between the piston 10, the inner sleeve 52 and the eccentric 36. As can be seen from FIG. 5 , the two radial extensions 56a and 56b, which lie in the plane of the force F, are not in the aforementioned relative movement opposite. The two extensions 56 c and 56 d, which are perpendicular to the plane in which the force F acts, strive to prevent any movement that causes an eccentric position of the inner sleeve 52, the piston 10 and the eccentric 36 to one another would. Would therefore no play in the circumferential direction between the projections 56 and the grooves 60, the protrusions would be 56 c and 56 d have the entire force F to receive and be sheared off at a sufficiently great force F. As a result, a finite gap is provided between the extensions 56 and the walls of the grooves 60 , which gap is equal to or greater than the total radial play. This play of the extensions 56 in the grooves 60 in the circumferential direction ensures that the force is absorbed directly by the eccentric 36 and does not act on the extensions 56 .

Selbstverständlich muß auch zwischen den Umfangsflächen 76 und 78 der Fortsätze 56 und der Nuten 60 ein Spalt vorgesehen werden, der größenmäßig dem Spalt zwischen den radialen Flächen 72 und 74 entspricht. Dieses Radialspiel gewährleistet, daß die Lagerspiele ohne Beeinflussung durch die Flächen 76 und 78 aufgehoben werden können.Of course, a gap must also be provided between the circumferential surfaces 76 and 78 of the extensions 56 and the grooves 60 , the size of which corresponds to the gap between the radial surfaces 72 and 74. This radial play ensures that the bearing play can be canceled without being influenced by the surfaces 76 and 78.

Das Spiel zwischen den radialen Flächen 72 und 74 und den Unifangsflächen 76 und 78 ist so gering gehalten, daß dadurch die Lage der Verzahnung 54 zum Kolben 10 nicht ungünstig beeinflußt wird.The play between the radial surfaces 72 and 74 and the universal surfaces 76 and 78 is kept so small that the position of the toothing 54 relative to the piston 10 is not adversely affected.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rotary piston internal combustion engine with a housing which is composed of two side parts and a jacket and in which a polygonal piston is rotatably mounted on an eccentric, the corners of which slide along the inner surface of the jacket, thereby forming a plurality of variable-volume working spaces, characterized in that, that for mounting the piston (10) on the eccentric (36) two nested bearing bushes (50, 52) are provided, the outer bush (50) being arranged with a shrink fit in the piston (10) which is firm enough to prepare at all operating temperatures, a fixed connection between the outer sleeve (50) and piston (10), and wherein the inner sleeve (52) is fastened with a shrink fit in the outer bush (50) which is less firm than the shrink fit between the outer sleeve (50 ) and piston (10), so that at a temperature lying between room temperature and operating temperature, the shrink fit of the inner Bü Axis (52) is canceled and the inner sleeve (52) acts as a floating bearing between the outer sleeve (50) and the eccentric (36).

2. Rotary piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the piston (10) consists of a light metal alloy and the two sleeves (50, 52) are made of steel. 3. Rotary piston internal combustion engine according to spoke 1, characterized in that a nut (62) is screwed on one end of the inner sleeve (52) which has a flange (64) which cooperates with the corresponding axial end of the outer sleeve (50) . 4. Rotary piston internal combustion engine according to claim 1, wherein a transmission is provided between the piston and the housing, which consists of a ring gear attached to the piston and a pinion which is in engagement therewith, attached to the housing, characterized in that the ring gear of one on the inner one Sleeve (52) attached internal teeth (54) is formed. 5. Rotary piston internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the toothing (54) for securing against rotation has outer extensions (56) which cooperate with corresponding grooves (60) in the piston (10) , wherein between the extensions (56) and the grooves (60) there is play both in the radial and in the circumferential direction. 6. Rotary piston internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the interacting surfaces of the extensions (56) and the grooves (60 ) lie in radial planes through the axis of rotation (14) of the piston (10). Contemplated Publications-British Patent No. 557902; Book by R. Gebauer, "Die Motoren der Personenkraftwagen", 1941, p. 293.