DE1231479B

DE1231479B - Rotary piston internal combustion engine

Info

Publication number: DE1231479B
Application number: DEK44259A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Jungbluth
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1961-07-17
Filing date: 1961-07-17
Publication date: 1966-12-29

Description

Kreiskolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit einem feststehenden oder umlaufenden Gehäuse, dessen mehrbogige innere Mantelfläche im Querschnitt die Form einer Epitrochoide aufweist, und Seitenteilen, die zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter, dessen Seitenflächen sich radial über den Wellendurchmesser hinaus erstrecken, ein mehreckiger Kolben, drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl durch ein Zahnradgetriebe, das ein am Kolben befestigtes Rad, ein mit dem Gehäuse fest verbundenes Rad und einen mit beiden Rädern im Eingriff stehenden Planetenradsatz aufweist, in einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Exzenterwelle steht.Rotary piston internal combustion engine The invention relates to a rotary piston engine, in particular internal combustion engine with a fixed or rotating housing, whose multi-arched inner lateral surface has the shape of an epitrochoid in cross section has, and side parts that delimit an interior space together with the jacket, which is penetrated by an eccentric shaft perpendicular to the side parts whose eccentric, whose side surfaces extend radially beyond the shaft diameter extend, a polygonal piston, is rotatably mounted, the speed of which by a gear train, which has a wheel attached to the piston, one to the housing connected wheel and a planetary gear set that meshes with both wheels has, is in a fixed ratio to the speed of the eccentric shaft.

Bei den bisher bekanntgewordenen Kreiskolbenbrennkraftmaschinen erfolgt die Drehzahlübersetzung zwischen Exzenterwelle und Kolben vorzugsweise durch ein Getriebe, welches aus einem am Gehäuse befestigten feststehenden außenverzahnten Zahnrad und einem sich auf diesem abwälzenden, innenverzahnten, am Kolben befestigten Zahnrad besteht. Bei den bisher bekannten Kreiskolbenbrennkraftmaschinen ist der Durchmesser des feststehenden Zahnrades verhältnismäßig klein. Infolgedessen wird auch die Exzenterwelle, die das feststehende Zahnrad durchdringen muß, in ihrem Durchmesser sehr klein. Dies führt im Zusammenhang mit den infolge der kleinen Exzentrizität der Exzenterwelle in der Maschine auftretenden hohen Drücken zu einer sehr großen spezifischen Belastung der Exzenterwelle.In the previously known rotary piston internal combustion engines takes place the speed ratio between eccentric shaft and piston preferably by a Gear, which consists of a fixed external toothed gear attached to the housing Gear and one on this rolling, internally toothed, attached to the piston Gear consists. In the previously known rotary piston internal combustion engines, the The diameter of the fixed gear is relatively small. As a result, will also the eccentric shaft, which must penetrate the fixed gear, in their Very small in diameter. This leads in connection with the result of the small eccentricity the eccentric shaft in the machine occurring high pressures to a very large specific load on the eccentric shaft.

Bei einer anderen Kreiskolbenmaschine, die Gegenstand eines älteren Patents ist, wurde das Problem, brauchbare Durchmesserverhältnisse am Kolbenlenkungsgetriebe zu schaffen, dadurch gelöst, daß dieses Getriebe aus einem konzentrisch zum Kolbenmittelpunkt bzw. zum Hubzapfen der Kurbelwelle angeordneten, mit dem Kolben verbundenen Außenzahnkranz besteht, in den ein erstes Zahnrad eingreift, das die halbe Zähnezahl des Kolbenzahnkranzes aufweist und auf einer Hilfswelle befestigt ist, die in einem auf dem Grundlagerzapfen der Kurbelwelle befestigten Tragarm gelagert ist, wobei auf der Hilfswelle ein zweites Zahnrad befestigt ist, das in einem konzentrisch zum Grundlagerzapfen angeordneten, am Gehäuse befestigten zweiten Außenzahnkranz eingreift, der dieselbe Zähnezahl wie das zweite Zahnrad aufweist.In another rotary piston machine, the subject of an older one Patent is, the problem was, usable diameter ratios on the piston steering gear to create, solved in that this gear consists of a concentric to the piston center or to the crank pin of the crankshaft arranged and connected to the piston external ring gear consists, in which a first gear engages, which has half the number of teeth of the piston ring gear and is mounted on an auxiliary shaft, which is in a on the main bearing journal the crankshaft attached support arm is mounted, with a second on the auxiliary shaft Gear is attached, which is arranged in a concentric to the main bearing pin, second external gear mounted on the housing engages, which has the same number of teeth like the second gear.

Eine solche Anordnung macht einen vom Exzenterzapfen entfernt angeordneten Tragarm für den Zwischenradsatz erforderlich, wodurch die Abmessungen der Maschine nicht unbeträchtlich vergrößert werden. Gegenüber dem zuerst erwähnten Stand der Technik weist diese Maschine den weiteren Nachteil auf, daß die Abmessungen der Zahnräder, die sämtlich außenverzahnt gepaart sind, größer ausfallen als bei einer Paarung von Innen- und Außenverzahnung.Such an arrangement makes one remote from the eccentric pin Support arm required for the intermediate gear set, reducing the dimensions of the machine not be increased insignificantly. Compared to the first mentioned state of Technology, this machine has the further disadvantage that the dimensions of the Gears that are all paired with external teeth turn out to be larger than one Pairing of internal and external teeth.

Nachdem es dem Fachmann bekannt ist, in wie hohem Maße Kolbenlenkungsgetriebe durch ungleichmäßige Verteilung des Verbrennungsdruckes, besonders bei größeren Maschineneinheiten mit innerer Gemischbildung, beansprucht werden, erfordert die betriebssichere Dimensionierung der Getriebe die besondere Aufmerksamkeit der Konstrukteure, damit die Fertigung mit möglichst geringem Aufwand an Werkstoffen und Einbauraum erfolgen kann.As it is known to those skilled in the art, to what extent piston steering gear due to uneven distribution of the combustion pressure, especially with larger ones Machine units with internal mixture formation, are claimed, requires the reliable dimensioning of the gearboxes the special attention of the designers, thus production with the least possible expenditure on materials and installation space can be done.

Die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die angegebenen Nachteile zu vermeiden und ein Lenkungsgetriebe zu schaffen, welches geringen Einbauraum erfordert und die besonders bei großen Einheiten wirksamen zusätzlichen Beanspruchungen betriebssicher aufnehmen kann. Die gestellte Aufgabe wurde gelöst mit Hilfe einer Anordnung, bei der der Planetenradsatz auf einer mit einer Seitenfläche des Exzenters unmittelbar verbundenen Achse drehbar gelagert ist. Dabei kann sowohl das mit dem Kolben als auch das mit dem Gehäuse verbundene Zahnrad innen verzahnt werden, wobei sich besonders günstige Raumverhältnisse ergeben, wenn das feststehende innenverzahnte Zahnrad mit einem gegenüber der Innenverzahnung des Kolbens größeren Teilkreisdurchmesser ausgelegt wird und demgemäß das kleinere Ritzel des Planetenradsatzes in die Innenverzahnung des Kolbens und das größere Ritzel des Planetenradsatzes in die Innenverzahnung des feststehenden Zahnrades eingreift.The object of this invention is to provide the to avoid specified disadvantages and to create a steering gear which requires little installation space and the additional, which is particularly effective for large units Can absorb stresses in an operationally reliable manner. The given task was solved with the help of an arrangement in which the planetary gear set on one with a side surface of the eccentric directly connected axis is rotatably mounted. Both the gearwheel connected to the piston and the gearwheel connected to the housing are internally toothed are, with particularly favorable spatial conditions when the fixed internally toothed gear with a larger than the internal toothing of the piston Pitch diameter is designed and accordingly the smaller pinion of the planetary gear set into the internal teeth of the piston and the larger pinion of the planetary gear set engages in the internal teeth of the stationary gear.

Erfindungsgemäß wird der Planetenradsatz neben dem Exzenter vorzugsweise im Bereich der größten radialen Erstreckung der Seitenfläche des Exzenters von der Längsmittelachse der Exzenterwelle angeordnet. Die Anordnung kann weiter so ausgebildet werden, daß durch die Verwendung eines Exzenters, der über den ganzen Umfang der Exzenterwelle gesehen über den Durchmesser der Exzenterwelle hinausragt, mehrere Planetenradsätze am Exzenter befestigt werden können. Auch ist es möglich, den Exzenter in seiner radialen Erstreckung so zu bemessen, daß auch im Bereich der kleinsten radialen Erstreckung des Exzenters von der Längsmittelachse des Exzenters aus ein Planetenradsatz angeordnet werden kann.According to the invention, the planetary gear set is preferred in addition to the eccentric in the area of the greatest radial extent of the side surface of the eccentric from the Arranged longitudinal center axis of the eccentric shaft. The arrangement can be further designed so that by the use of an eccentric, which over the entire circumference of the eccentric shaft seen over the diameter of the eccentric shaft protrudes, several planetary gear sets can be attached to the eccentric. Also is it is possible to dimension the eccentric in its radial extent so that also in the area of the smallest radial extension of the eccentric from the longitudinal center axis the eccentric can be arranged from a planetary gear set.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Durchmesser der Exzenterwelle in gewissen Grenzen frei wählbar ist und daß trotzdem eine geringe Baulänge eingehalten wird. Dies ist insbesondere wichtig, wenn man daran denkt, eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine mit innerer Gemischbildung zu betreiben, weil dann noch höhere Beanspruchungen der Exzenterwelle und deren Lagerung auftreten, als dies bei der bekannten Kreiskolbenbrennkraftmaschine der Fall ist, die mit einem Brennstoffvergaser ausgerüstet ist.The invention achieves that the diameter of the eccentric shaft is freely selectable within certain limits and that a short overall length is still maintained will. This is particularly important when one thinks about a rotary piston internal combustion engine to operate with internal mixture formation, because then even higher loads of the Eccentric shaft and its storage occur than in the known rotary piston internal combustion engine is the case, which is equipped with a fuel carburetor.

Die Darstellung zeigt im Längsschnitt durch eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The illustration shows a longitudinal section through a rotary piston internal combustion engine an embodiment of the invention.

Der Exzenter ist mit 1 bezeichnet. 2 ist die Exzenterwelle. Auf dem Exzenter 1 ist der Kolben 3 der Kreiskolbenbrennkraftmaschine gelagert. Mit dem Kolben 3 ist ein Zahnrad 4 verbunden, welches eine Innenverzahnung 5 hat. Im Gehäuse der Kreiskolbenbrennkraftmaschine ist ein feststehendes, innenverzahntes Zahnrad 6 angeordnet. Das Zahnrad 6 ist neben dem Zahnrad 4 liegend angeordnet. Das Zahnrad 4 und das Zahnrad 6 stehen durch einen Planetenradsatz 7 in formschlüssiger Verbindung miteinander. Der Planetenradsatz besteht aus einem kleineren und einem größeren Ritzel. Er dreht sich auf einer mit einer Seitenfläche des Exzenters 1 unmittelbar verbundenen Achse B. Das Zahnrad 4 kämmt mit dem kleineren Ritzel und das Zahnrad 6 mit dem größeren Ritzel des Planetenradsatzes 7.The eccentric is denoted by 1. 2 is the eccentric shaft. The piston 3 of the rotary piston internal combustion engine is mounted on the eccentric 1. A gear 4 , which has internal teeth 5, is connected to the piston 3. A stationary, internally toothed gear 6 is arranged in the housing of the rotary piston internal combustion engine. The gear 6 is arranged lying next to the gear 4. The gearwheel 4 and the gearwheel 6 are in a form-fitting connection with one another through a planetary gear set 7. The planetary gear set consists of a smaller and a larger pinion. It rotates on an axis B directly connected to a side surface of the eccentric 1. The gear 4 meshes with the smaller pinion and the gear 6 meshes with the larger pinion of the planetary gear set 7.

Wie die Abbildung zeigt, kann der Durchmesser der gesamten Maschine klein gehalten werden durch die Anordnung des Planetenradsatzes neben dem Exzenter 1 im Bereich der größten radialen Erstreckung des Exzenters von der Längsmittelachse der Exzenterwelle. Wenn ein Exzenter Verwendung findet, der über den ganzen Umfang der Exzenterwelle gesehen über den Durchmesser der Exzenterwelle herausragt, so können mehrere Planetenradsätze am Exzenter befestigt werden. Der Exzenter kann in seiner radialen Erstreckung so bemessen werden, daß auch im Bereich seiner kleinsten radialen Erstreckung ein Planetenradsatz angeordnet werden kann.As the picture shows, the diameter of the whole machine can be are kept small by the arrangement of the planetary gear set next to the eccentric 1 in the area of the greatest radial extent of the eccentric from the longitudinal center axis the eccentric shaft. If an eccentric is used, that over the entire circumference the eccentric shaft protrudes beyond the diameter of the eccentric shaft, so several planetary gear sets can be attached to the eccentric. The eccentric can be dimensioned in its radial extent so that also in the area of its smallest radial extension a planetary gear set can be arranged.

Die Erfindung ist vorteilhaft bei allen Kreiskolbenbrennkraftmaschinen, bei denen infolge der bei diesen gegebenen kinematischen Verhältnisse das Zahnrad, durch welches die Exzenterwelle hindurchgeführt wird, einen kleinen Durchmesser erhält, wenn dieses Zahnrad in unmittelbarer Verbindung mit der Verzahnung des Innenläufers steht.The invention is advantageous in all rotary piston internal combustion engines, in which, due to the given kinematic conditions, the gearwheel, through which the eccentric shaft is passed, a small diameter when this gear is in direct contact with the teeth of the internal rotor stands.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, das Getriebe 5, 6, 7, 8 innerhalb des von den Außenkanten des Kolbens 3 umgrenzten Raumes unterzubringen.The arrangement according to the invention enables the transmission 5, 6, 7, 8 to be accommodated within the space bounded by the outer edges of the piston 3.

Claims

Claims: 1. Rotary piston machine, in particular internal combustion engine with a fixed or encircling housing, its multi-arched inner surface in cross-section the shape of an epitrochoid, and side parts that come together delimit an interior space with the jacket, which is perpendicular to the side parts is penetrated by an eccentric shaft, on its eccentric, its side surfaces extend radially beyond the shaft diameter, a polygonal piston is rotatably mounted, the speed of which by a gear transmission, which is a on the piston fixed wheel, one wheel firmly connected to the housing and one with both wheels having engaged planetary gear set in a fixed ratio to the speed the eccentric shaft, characterized in that the planetary gear set (7) on an axis (8) directly connected to a side surface of the eccentric (1) is rotatably mounted.

2. Rotary piston machine according to claim 1, characterized in that that the planetary gear set (6, 7) next to the eccentric (1) in the area of the largest radial Extension of the side surface of the eccentric from the longitudinal center axis of the eccentric shaft is arranged.

3. Rotary piston machine according to claim 1 or 2, characterized in that that the gear (5, 6, 7, 8) is within the of the outer edges of the piston (3) delimited space.

4. Rotary piston machine according to one of the claims 1 to 3, characterized in that on one side surface of the eccentric (1) several Planetary gear sets are arranged.

5. Rotary piston machine according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the radial extent of the eccentric (1) over the diameter of the shaft (2) is so large that even in the area of the smallest extent a planetary gear set (7, 8) can be arranged. Considered publications: »VDI-Zeitschrift«, Vol. 102, pp. 293 to 322. Older patents considered: German Patent No. 1115 267.