DE1201606B

DE1201606B - Coolant supply in pistons of rotary piston internal combustion engines

Info

Publication number: DE1201606B
Application number: DED37651A
Authority: DE
Inventors: Hans Gassmann; Richard Ehrhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1961-12-12
Filing date: 1961-12-12
Publication date: 1965-09-23

Description

Kühlmittelführung bei Kolben von Rotationskolben-Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmittelführung bei Kolben von Rotationskolben-Brennkraftmaschinen, wobei an einer insbesondere trochoidenförmigen inneren Mantelfläche eines Mantels ein mehreckiger Kolben mit seinen Ecken gleitet, der auf einer Exzenterwelle drehbar gelagert ist und wobei ein flüssiges Kühlmittel im Zwangsumlauf von der Exzenterwelle aus durch Innenräume des Kolbens geführt wird, die für den Zu- und Ablauf des Kühlmittels mit axial gegeneinander versetzten Ringnuten in der Lagerung des Kolbens auf dem Exzenter über Verbindungsfenster in der Lagerbüchse in Verbindung stehen.Coolant routing in pistons of rotary piston internal combustion engines The invention relates to a coolant guide for pistons of rotary piston internal combustion engines, wherein on an in particular trochoid-shaped inner jacket surface of a jacket a polygonal piston with its corners slides, which is rotatable on an eccentric shaft is stored and wherein a liquid coolant in the forced circulation of the eccentric shaft is passed through the interior of the piston for the inlet and outlet of the coolant with axially offset annular grooves in the bearing of the piston on the Eccentric are connected via connection window in the bearing bush.

Bei Drehkolbenmaschinen ist es bekannt, das flüssige Kühlmittel für den Kolben innerhalb der hohlen Maschinenwelle zuzuführen und wieder wegzuführen. Hierzu ist in der Maschinenwelle in Höhe der Kolbenmitte eine Sperrwand eingebaut, vor der die in den Innenraum des Kolbens führenden Zulaufkanäle angeschlossen sind und nach der die aus dem Kolbeninnenraum führenden Rücklaufkanäle wieder in den Hohlraum der Welle münden. Der Kolbeninnenraum ist bei der bekannten Maschine durch eine radiale Trennwand, die senkrecht zur Achsrichtung verläuft, in zwei Kammern geteilt. In dieser Trennwand sind Durchbrechungen für den Übertritt des Kühlmittels von der einen Kammer zur anderen ängeordnet. Eine zwangsläufige Führung und Leitung des Kühlmittels innerhalb der beiden Kolbenkammern zu irgendwelchen besonderen Stellen des Kolbens hin ist hierbei nicht vorgesehen; lediglich der Übertritt des Kühlmittels findet im Bereich der Kolbenflanken statt. - Es ist ferner schon Gegenstand einer älteren Patentanrneldung im Arbeitskolben einen innerhalb der Außenwand, über den ganzen Umfang zusammenhängend verlaufe ' aden, verhältnismäßig großräumigen Ringkanat vorzusehen, der durch eine radiale senkrecht zur Kolbenlängsachse gerichtete Trennwand in zwei Kammern geteilt ist. Eine der beiden Kammern wird über Zulaufkanäle mit Kühlmittel versorgt, die vom Kolbeninnenumfang (Kolbenlager) in radialer Richtung nach außen verlaufen und in der Mitte jeder Kolbenflanke in die eine Ringkanalkammer münden. Gespeist werden diese Zulaufkanäle über eine am Innenumfang (Kolbenlagerung auf dem Exzenter) des Kolbens verlaufende Ringnut, die über die hohle Exzenterwelle und radial nach außen verlaufende Bohrungen in der Welle mit Kühlmittel versorgt wird.In rotary piston machines, it is known to supply the liquid coolant for the piston within the hollow machine shaft and to lead it away again. For this purpose, a barrier wall is installed in the machine shaft at the level of the piston center, in front of which the inlet channels leading into the interior of the piston are connected and after which the return channels leading from the piston interior open into the cavity of the shaft. In the known machine, the interior of the piston is divided into two chambers by a radial partition which runs perpendicular to the axial direction. In this partition there are openings for the passage of the coolant from one chamber to the other. An inevitable guidance and conduction of the coolant within the two piston chambers to any special points on the piston is not provided here; only the transfer of the coolant takes place in the area of the piston flanks. - It is also already the subject of an earlier Patentanrneldung in the working piston a within the outer wall, threads over the entire circumference contiguously course 'to provide a relatively large-scale Ringkanat which is divided by a radial perpendicular to the longitudinal piston axis directed partition wall into two chambers. One of the two chambers is supplied with coolant via inlet channels, which run from the inner circumference of the piston (piston bearing) outwards in the radial direction and open into the one ring channel chamber in the center of each piston flank. These inlet channels are fed via an annular groove running on the inner circumference (piston bearing on the eccentric) of the piston, which is supplied with coolant via the hollow eccentric shaft and radially outward bores in the shaft.

Die über den ganzen Innenumfang der Kolbenlagerung verlaufende Ringnut bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß der während des Umlaufes des Kolbens innerhalb des Lagerspaltes sich aufbauende, tragende Schmierölkeil gestört wird. Diese Störung wirkt sich insbesondere schädlich auf den dem Brennraum zugewandten Teil des Lagerumfanges aus, der durch den Zünddruck am höchsten belastet ist.The ring groove running over the entire inner circumference of the piston bearing however, has the disadvantage that during the revolution of the piston within of the bearing gap building up, load-bearing lubricating oil wedge is disturbed. This disorder has a particularly harmful effect on the part of the bearing circumference facing the combustion chamber which is most heavily loaded by the ignition pressure.

Außerdem ist es bei Brennkraftkolbenmaschinen der eingangs genannten Art bekannt, am Innenumfang der Lagerbüchse des Arbeitskolbens eine durchlaufende Zulaufringnut vorzusehen, die über Zulaufbohrungen in der Maschinenwelle mit flüssigem Kühlmittel gespeist wird, wobei in der Lagerbüchse über den Umfang verteilt mehrere Fenster vorgesehen sind, durch die das Kühlmittel in Innenräume des Arbeitskolbens direkt übertritt, dort Wärme aufnimmt und über schräge Bohrungen in der Lagerschale in eine Rücklaufringnut gelangt, die ebenfalls am Innenumfang der Lagerschale angeordnet ist, von der Abflußbohrungen wegführen. Die Zulaufringnut und die Rücklaufringnut liegen in axialer Richtung versetzt zueinander.In addition, in the case of internal combustion piston engines, it is the one mentioned at the beginning Kind of known, a continuous on the inner circumference of the bearing bush of the working piston Provide feed ring groove, which is filled with liquid via feed bores in the machine shaft Coolant is fed, with several distributed in the bearing bush over the circumference Windows are provided through which the coolant enters the interior of the working piston directly transfers, there absorbs heat and through inclined holes in the bearing shell enters a return ring groove, which is also arranged on the inner circumference of the bearing shell is to lead away from the drainage holes. The inlet ring groove and the return ring groove are offset from one another in the axial direction.

Auch diese Konstruktion weist den Nachteil auf, daß durch die über den ganzen Umfang der Kolbenlagerung verlaufenden Zulauf- und Rücklaufringnuten der tragende Schmierkeil gestört wird.This construction also has the disadvantage that through the over the entire circumference of the piston bearing running inlet and return ring grooves the load-bearing lubricating wedge is disturbed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Führung des flüssigen Kühlmittels so einzurichten, daß der unter der Höchstlast des Verbrennungsdrukkes liegende Bereich der Kolbenlagerung von störenden Kühlmittelführungsnuten frei bleibt.The invention is based on the task of guiding the liquid Set up the coolant so that the under the maximum load of the combustion pressure The lying area of the piston bearing remains free of interfering coolant guide grooves.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Zulauf- und Rücklaufringnuten für das flüssige Kühlmittel in der inneren Umfangsfläche des Kolbens selbst angeordnet sind und der Exzenter an seinem Außenumfang an den axial entsprechenden Stellen, jedoch ausschließlich in dem dem Brennraum der Rotationskolben-Brennkraftmaschine abgewandten Umfangsbereich sichelförmige Nuten aufweist.The object is achieved according to the invention in that the feed and Return ring grooves for the liquid coolant in the inner circumferential surface of the piston are arranged themselves and the eccentric on its outer circumference the axially corresponding points, but only in that of the combustion chamber Rotary piston internal combustion engine facing away from the circumferential area sickle-shaped grooves having.

Weiter wird gemäß der Erfindung, um eine wärmetechnisch günstige Beschickung der Innenräume des Arbeitskolbens an seinen thermisch am meisten gefährdeten Ecken zu erreichen, vorgeschlagen, die in der Lagerbüchse des Arbeitskolbens angeordneten Zulauffenster im Bereich der Kolbenecken vorzusehen.Furthermore, according to the invention, a thermally favorable charge the interior of the working piston at its most thermally endangered corners to achieve, proposed that arranged in the bearing bush of the working piston Provide inlet window in the area of the piston corners.

Für die Maßnahme bei Maschinen der eingangs genannten Gattung durchlaufende Ringnute in der inneren Umfangsfläche des Arbeitskolbens selbst anzuordnen, wird im Rahmen der Erfindung kein selbständiger Schutz beansprucht.Continuous for the measure in machines of the type mentioned at the beginning To arrange annular grooves in the inner circumferential surface of the working piston itself will No independent protection is claimed within the scope of the invention.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der F i g. 2 und J durch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linielll-III der Fig. 1. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a section along line II of FIG. 2 and J by a rotary piston internal combustion engine, F i g. FIG. 2 shows a section along the line II-11 in FIG. 1 and FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1.

Das verhältnismäßig kalte Kühlmittel Ki wird über zwei innerhalb der Maschinenwelle 11 verlegte Zulaufleitungen 12 einer am Außenumfang des Exzenlers 13, in der Mitte desselben, vorgesehenen Zulaufnut 14 zugeführt, die sich nur über die Hälfte oder etwas über die Hälfte des Exzenterlagerumfanges erstreckt, und zwar auf dem Bogenbereich, der jeweils dem Verbrennungsraum bzw. dem Zünddruck Z abgewandt ist, so daß der im Exzenterlager sich aufbauende Schnlierölkreis auf der Seite der größten Belastung nicht gestört wird.The relatively cold coolant Ki is fed via two inlet lines 12 laid inside the machine shaft 11 to an inlet groove 14 provided on the outer circumference of the eccentric 13, in the middle thereof, which extends only over half or slightly over half of the eccentric bearing circumference, namely on the arc area facing away from the combustion chamber or the ignition pressure Z, so that the rapid oil circuit building up in the eccentric bearing is not disturbed on the side of the greatest load.

In der dein Kolben 15 zugeordneten Lagerschale 18 sind Durchbrechungen, sogenannte Kühlmittelzulauffenster 16, vorgesehen, über die eine Zulaufringnut 17 gespeist wird, die hinter der Lagerschale 18 im Kolben 15 verläuft und von der Zulaufkanäle 19 wegführen, die im Bereich der Kolbenecken, wo die radialen Dichtleisten 34 sitzen, in einen in Umfangsrichtung durchgehenden, großräumigen Ringkanal 20 münden (21). Die Zulauffenster 16 liegen in radialer Richtung jeweils unter den Keibenecken, so daß auch durch sie der Aufbau eines Schmierölkeiles am jeweils höchstbeansprachten Teil des Lagerumfanges U praktisch nicht gestört wird. Die aus den Zünd- und Verbrennungsdrücken resultierende höchste Kolbenbelastung greift an den Kolbenflanken an und wirkt hauptsächlich auf den zwischen den Kolbenecken befindlichen Teil U des Exzenterlagers, der einen Bogenwinkel von etwas weniger als 1200 umfaßt. Jeweils in der Mitte der Kolbenflanken sind Rücklaufkanäle 22 (F i g. 3) vorgesehen, durch die das erwärmte Kühlmittel K2 aus dem Ringkanal 20 wieder abfließt. Die Rücklaufkanäle 22 münden in zwei unter der Lagerschale 18 im Kolben 15 sich erstrekkende Rücklaufringnuten 23, von denen das Kühlmittel K2 durch in der Lagerschale 18 befindliche Rücklauffenster 24 in am Außenuinf ang des Exzenters 13 eingearbeitete Rücklaufnuten 25 gelangt. An diese (25) sind Rücklaufleitungen 26 angeschlossen, durch die das Kühlmittel K2 in den Hohlraum 27 der Exzenterwelle 11, 13 wieder austritt. Die beiden Rücklaufnuten 25 erstrecken sich über den gleichen Umfangsbereich der Exzenterwelle wie die Zulaufnut 14, nur sind sie gegenüber der letzteren in axialer Richtung versetzt angeordnet.In the bearing shell 18 assigned to your piston 15 , openings, so-called coolant inlet windows 16, are provided through which an inlet ring groove 17 is fed, which runs behind the bearing shell 18 in the piston 15 and leads away from the inlet channels 19 , which are located in the area of the piston corners where the radial Sealing strips 34 sit, open into a large-scale annular channel 20 which is continuous in the circumferential direction (21). The inlet windows 16 each lie in the radial direction under the wedge corners, so that the build-up of a lubricating oil wedge on the part of the bearing circumference U that is subjected to the highest stress is practically not disturbed by them either. The highest piston load resulting from the ignition and combustion pressures acts on the piston flanks and acts mainly on the part U of the eccentric bearing located between the piston corners, which includes an arc angle of slightly less than 1200. In each case in the middle of the piston flanks, return channels 22 ( FIG. 3) are provided, through which the heated coolant K2 flows out of the annular channel 20 again. The return channels 22 open into two return ring grooves 23 extending under the bearing shell 18 in the piston 15 , from which the coolant K2 passes through return windows 24 located in the bearing shell 18 into return grooves 25 incorporated on the outer surface of the eccentric 13 . Return lines 26 are connected to these (25) , through which the coolant K2 exits again into the cavity 27 of the eccentric shaft 11, 13. The two return grooves 25 extend over the same circumferential area of the eccentric shaft as the inlet groove 14, only they are arranged offset in the axial direction with respect to the latter.

Auch die in der Lagerschale 18 befindlichen Fenster 16 bwz. 24 für den Kühlmittelzulauf bzw. für den Kühlmittelrücklauf liegen in axialer Richtung versetzt vor- bzw. hintereinander, wie insbesondere aus der F i g. 1 hervorgeht.Also located in the bearing shell 18 window 16 or. 24 for the coolant inlet and for the coolant return are offset in the axial direction in front of or behind one another, as in particular from FIG. 1 shows .

Claims

Claims. 1. Coolant guide in pistons of rotary piston internal combustion engines, a polygonal piston slides with its corners on a particularly trochoid-shaped inner lateral surface of a shell, which is rotatably mounted on an eccentric shaft and wherein a liquid coolant is guided in forced circulation from the eccentric shaft through the interior of the piston which are connected for the inlet and outlet of the coolant with axially offset annular grooves in the bearing of the piston on the eccentric via connecting windows in the bearing bushing, characterized in that the inlet and return ring grooves (11 and 23) are in the inner circumferential surface of the piston (15) itself and the eccentric (13) has crescent-shaped inlet and return grooves (14 and 25) on its outer circumference at the axially corresponding points, but exclusively in the circumferential area facing away from the combustion chamber of the rotary piston internal combustion engine.

2. Coolant guide according to claim 1, characterized in that the inlet windows (16) arranged in the bearing bush (18) of the piston (15) lie in the region of the piston corners. Contemplated publications: Belgian Patent No. 604 234. Contemplated older patents: German patent no. 1,145,426..