DE1811916A1

DE1811916A1 - Rotary piston engine

Info

Publication number: DE1811916A1
Application number: DE19681811916
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl-Ing Gerhard; Heinz Harst
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Wankel GmbH; Audi AG
Current assignee: Wankel GmbH; Audi AG
Priority date: 1968-11-30
Filing date: 1968-11-30
Publication date: 1970-06-18
Also published as: DE1811916B2

Abstract

Trochoidal type rotary engine has an internal surface consisting of several arcs. Sealing rims are mounted on the corners of the piston. These rims are nickel plated and impregnated with particles of hard material. The cylinder surfaces are made from malleable cast iron and induction hardened.

Description

Rotationskolbenmsschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotetionskolbenmeschine in Trochoidenbauert mit sinem Gehäuses des einen mantel kit mehrbogiger 0, Innenfläche aufweist, und mit einem nehrackigen Kolben, in dessen Ecken radialbewegliche Dichtleisten eingesetzt sind, die beim Umlauf des Kolbens an der innenfläche des Mantels entlsnggleiten. Rotary piston machine The invention relates to a rotary piston machine Built in trochoid with a casing of one jacket kit with a multi-lobed 0, inner surface has, and with a multi-pronged piston, in the corners of which radially movable sealing strips are used which slide along the inner surface of the jacket as the piston rotates.

Sei derartigen Rotationskolbenmsschinen besteht ein wesentliches Problau darin, eine Materialpaarung zu finden, die einerseits einen möglichet geringen Verschleiß der Innenfläche des Gehäussm@ntels und der Dichtleiste erbringt und die andererseits eine ausreichende mechanische Festigkeit für diese Teile eruarten list. Bei bekannten Rotationskolbenmaschinen wird der Mantel aus Leichtmstell hergestellt und seine Innenfläche eit Chron oder Nickel beechichtet, während die Dichtleiste aus Sinterkohle oder au Gußeisen besteht. Die Beschichtung der inneren Mantel fläche erfordert bei großen Stückzahlen einen erheblichen Investitionsaufwand und die Festigkeit des Leichtmetsllmantels ist bei erhöhter Beanspruchung oftmals ungenügend. Dichtleisten aus Sinterkohle ergeben zwar einen sehr geringen Verschleiß der inneren Mantel fläche, sind jedoch relativ bruchexptindlich, so daß ein zuverlässiger Betrieb über einen längeren Zeitraum nicht gewährleistet ist. Es wurde auch bereits versucht, den Mantel sus Gußeisen herzustellen und die Kuppen der Dichtleisten zu verchromen. Diese Materi@lpasrung ergab jadoch unbefriedigende Verschleißwerte.Such a rotary piston machine is a major problem in finding a material pairing that, on the one hand, minimizes wear the inner surface of the housing and the sealing strip and the other determine sufficient mechanical strength for these parts list. At acquaintances Rotary piston machines, the jacket is made of Leichtmstell and its The inner surface is coated with chron or nickel, while the sealing strip is made of sintered carbon or made of cast iron. The coating of the inner jacket surface requires at large numbers of items a considerable investment and the strength of the Lightweight metal jacket is often inadequate in the case of increased stress. Sealing strips sintered carbon results in very little wear on the inner jacket surface, are, however, relatively break-proof, so that reliable operation over a longer period is not guaranteed. Attempts have also been made to the coat sus cast iron and chrome-plating the tops of the sealing strips. This materi @ lpasrung nevertheless gave unsatisfactory wear values.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Rotationskolbenmaschine zu schaffen, die einen geringen Verschleiß sowohl der inneren Mantelfläche als auch der Dichtleisten aufweist und die mit einem geringeren Aufwand hergestellt werden kann.The invention has set itself the task of a rotary piston machine to create a low wear of both the inner surface area as well which has sealing strips and which are produced with less effort can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenfläche des Mantels sus induktiv gehärtetem Temperguß besteht und daß zumindest die an dieser Innenfläche entlanggleitende Kuppe jeder Dichtleiste Init einer galvanisch aufgebrachten Nickelschicht mit eingelagerten Partikeln aus einen harten Werkstoff versehen ist. Die induktive Härtung der Innenfläche des Gahäussmantels läßt sich mit relativ geringem Investitionssufwand und in verhältnismäßig kurzer Zeit, verglichen wit einer g@lvanisch@n Beschichtung, durchführen und die Anlagen für die Beschichtung der Dichtleisten sind naturgemäß wesentlich kleiner als die Anlegen, die bisher zur Beschichtung der inneren @antelfläche erforderlich waren. Mit der erfindungsgs-@äßen @@terialp@arung könnten die Verechleißwerte der inneren Mantelfläche und der Dichtl@ist@nkuppen auf ein Minimum roduriert werden.This object is achieved according to the invention in that the inner surface of the shell sus inductively hardened malleable cast iron and that at least that on this Dome of each sealing strip, which slides along the inner surface, Init one Electroplated nickel layer with embedded particles from a hard Material is provided. The inductive hardening of the inner surface of the Gahäussmantels can be achieved with relatively little investment and in a relatively short time Time, compared with a galvanic coating, carry out and the systems for the coating of the sealing strips are naturally much smaller than that Layers that were previously required to coat the inner surface. With the inventions @ äßen @@ terialp @ arung, the wear values of the inner The outer surface and the sealing tip are redurized to a minimum.

Die Innenfläche des Mantels besteht vorzugsweise aus nicht entkohl@nd geglühtem Temperguß GTS 55 oder 65 und ist bis in eine Tiefe von 1 - 1,5 mm auf 550 P 700 kg/mm2 Vickarehärte HV 3 gehärt@t. Die Nickelschicht auf der Dichtleistenkuppe enthält Silizium-Carbid-Partikel mit einer Korngröße von überwisg@nd 1 µm und darunter.The inner surface of the jacket is preferably not made of decarburized Annealed malleable cast iron GTS 55 or 65 and is down to a depth of 1 - 1.5 mm 550 P 700 kg / mm2 Vickar hardness HV 3 hardened @ t. The nickel layer on the sealing strip top contains silicon carbide particles with a grain size of predominantly 1 µm and less.

Als Grundm@terial für die Dichtleiste kann Leichtmetell, Buntmet@ll (Kupf@r, @@ssing, Sronze), Stehl oder Gr@uguß versendet werden.Light metal, non-ferrous metal can be used as the basic material for the sealing strip (Kupf @ r, @@ ssing, Sronze), Stehl or Gr @ uguß.

Die Beschichtung der Dichtleistenkuppe kann dadurch erfolgen, daß auf die Kuppe zunächst eine Zinkschicht von c@. 1 µm Dicke aufgebr@cht wird. Dann wird die Dichtleiste in ein galvenisch@s Nickel-Sulfamet-Bad eingebracht, des pro. Liter Elektrolyt 80-100 g Nickel, 2,5 - 3 g chlor, 20 - 30 g Sorsäure, 1,5 - 2,5 g Saccharin und 90 - 100 g Silizium-Carbid-Pulv@r mit einer Korngräße von überwi@gend 1 µm und darunter (Anz@hl der Teilchen über 3 µm nicht ushr als 1 %) enthält. D@@ Nickelbsd wird auf einer Temper@tur von 50 - 70°C g@halten und soin pH-Wert wird auf st@@ 4,5 eingestellt.The sealing strip tip can be coated in that on the top first a zinc layer of c @. 1 µm thickness is applied. then the sealing strip is placed in a Galvenic @ s nickel-sulfamet bath, the pro. Liters of electrolyte 80-100 g nickel, 2.5-3 g chlorine, 20-30 g acidic acid, 1.5-2.5 g saccharine and 90 - 100 g silicon carbide powder with a grain size of predominantly 1 µm and below (number of particles over 3 µm not more than 1%). D @@ Nickelbsd will be kept at a temperature of 50 - 70 ° C and thus the pH will be maintained set to st @@ 4.5.

Bei ruhende@ Bad wird mit einer Stromdichte von 2 Amp./dm2 K@thodenfläche (@ zu beschichtende Fläch@) eine Nickel-Grundschicht von 16 -20 µm Dick@ obgeschi@den, die eine vernachlässigbar@ Anzahl von Silizium-C@rbid-Partikeln enthält. Dann wird das Bad in B@w@gung gesetzt, um die Silizium-Carbid-Portik@l im Elektrolyt zu @u@p@ndieren und gleichzeitig wird di@ Stromdichte auf 20 Amp./dm2 erhöht, wobei Nickel und Silizium-Carbid-Partikel auf der Nickel-Grundschicht abgeschieden werden, bis eine Beschichtung von etwa 300 µm Dicke errsicht ist. Die derart beschichtete Kuppe wird dann geschliffen und gegebenenfalls gsläppt.In the case of a resting bath, a current density of 2 amps / dm2 is used (@ surface to be coated @) a nickel base layer 16-20 µm thick @ obgeschi @ den, which contains a negligible number of silicon-carbide particles. Then it will be set the bath in balance in order to @ u @ p @ nd the silicon-carbide portic @ l in the electrolyte and at the same time di @ current density is increased to 20 Amp./dm2, with nickel and silicon carbide particles deposited on the nickel base layer be up a coating of about 300 µm thickness can be seen. The dome coated in this way is then ground and lapped if necessary.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart in sch@matischer Darstellung und Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Dichtleiste in vergrößertem Maßstab.An embodiment of the invention will be described in the following with reference to Drawings explained. It shows: FIG. 1 a rotary piston machine of the trochoid design in a schematic representation and FIG. 2 shows a cross section through a sealing strip on a larger scale.

Die Rotationskolbenbrennkraftmaschine weist ein Gehäuse auf, deren Mantel 1 eine Innenfläche 2 in Form einer zweibogigen Epitrochoide hat. In da Gehäuse ist eine Exzenterwalle 3 drehbar gelagert, auf deren Exzenter 4 ein dreisckiger Kolben 5 drehbar sngeordnet ist.The rotary piston internal combustion engine has a housing whose Sheath 1 has an inner surface 2 in the form of a double-arched epitrochoid. In the case an eccentric ramp 3 is rotatably mounted, on whose eccentric 4 a triangular one Piston 5 is rotatably arranged.

Der Kolben 5 trägt an jeder seiner Ecken radialbeweglich in Nuten eingesetzte Dichtleisten 6, deren Kuppen 7 ständig @n der inneran @antalfläche 2 entlanggl@iten.The piston 5 carries radially movably in grooves at each of its corners inserted sealing strips 6, the tips 7 of which are constantly in the inner surface 2 slide along.

Um den Verschleiß der inneren Mantelfläche 2 und der Dichtlsistenkuppen so garing wie möglich zu halten, besteht erfindungsgemäß der Mantel 1 mit seinor Innenfläche 2 aus Temperguß, wobei die Innenfläche 2 bis in eine Tiefe von 1 - 1,5 mm auf 550 - 700 kg/mm2 Vickers-Härte HV 3 gehirtet wurde. Die Kuppe 7 jeder Dichtleiste 6 ist mit einer gelvanisch aufgebrachten Nickelschicht versehen, die Silizium-Carbid-Partikel mit einer Korngröß von überwiegand 1 µm und darunter enthält. Diese Schicht hat eine Härts von stwa 500-600 kg/mm2.To the wear of the inner jacket surface 2 and the sealing inserts To keep as garing as possible, there is according to the invention the jacket 1 with its own Inner surface 2 made of malleable cast iron, the inner surface 2 to a depth of 1 - 1.5 mm to 550 - 700 kg / mm2 Vickers hardness HV 3. The tip 7 of each sealing strip 6 is provided with a nickel layer applied by electroplating, the silicon carbide particles with a grain size of predominantly 1 µm and below. This layer has a hardness of about 500-600 kg / mm2.

Um einen stufenlosen Übergang der aufgebrachten Nickel schicht zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Kuppe jeder Dichtleist@ vor dem Beschichten etwas zurückzusetzen, wie dies bei 8 in Fig. 2 gezeigt ist. Darauf wird die Nickelschicht 9 mit den Silizium-Carbid-Partikeln galvenisch aufgebracht. Die Nickelschicht kann auch eine oder beide Flanken 10 der Dichtleiste 6 ganz oder t@ilweise b@d@cken.To ensure a smooth transition to the applied nickel layer it is advisable to slightly touch the top of each sealing strip @ before coating reset as shown at 8 in FIG. On top of that is the nickel layer 9 applied galvenically with the silicon carbide particles. The nickel layer can also one or both flanks 10 of the sealing strip 6 wholly or partially b @ d @ cken.

Claims

e p 8 t @ n t e n s p r ü c h @

1. Rotary piston @ n @ aschins in Trochoid @ nb @ u @ rt with a housing, which has a jacket with a multi-arched inner surface, and a polygonal one Piston, in the corner of which radislb @ w @ like sealing lines are used, the b @ im Slide around the piston along the inner surface of the casing, d u r c h it is not indicated that the inner surface (2) of the casing (1) is inductive hardened malleable cast iron, and that at least the one on this inner surface (2) @ntlongglsitende Tip (7) of each sealing strip (6) with a galvanically applied nickel layer (9) is provided with embedded particles made of a hard material.

2. Rot @ tion @ piston @ sachine according to claim 1, characterized in that that the inner surface (2) of the jacket (1) is made of malleable cast iron that has not been decooled best @ ht and down to a depth of 1 - 1.5 mm to 550 - 700 kg / mm2 Vickers hardness @ HV 3 g @ hard @ t, and that the @ickelschicht (9) silicon @@ - carbide particles with a Contains grain size of over 1 µm and below.

3. Rotationskolb @ nmeschine according to claim 1 or 2, characterized indicates that the basic material of the sealing strip is Leicht @@ tell, non-ferrous metal, steel or gray cast iron is used.