DE2027115A1

DE2027115A1 - Rotary piston internal combustion engine

Info

Publication number: DE2027115A1
Application number: DE19702027115
Authority: DE
Inventors: Karl 7100 Heilbronn Beutter
Original assignee: Audi Nsu Auto Union Ag 7107 Neckarsulm Wankel 8990 Lindau GmbH
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1970-06-03
Filing date: 1970-06-03
Publication date: 1971-12-09
Also published as: FR2095816A5; DE2027115B2; GB1334605A; JPS548802B1; US3712767A; CA939272A

Description

AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, NeckarsuZm/Württ. und WANKEL GMBH „ Lindau/BodenseeAUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, NeckarsuZm / Württ. and WANKEL GMBH “Lindau / Bodensee

Rotationskolben-BrennkraftmaschineRotary piston internal combustion engine

^ f * ^ ^rJ j_t^ ι· *^ r ^ f * ^ ^ rJ j _t ^ ι · * ^ r

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraft« maschine mit einem Gehäuse, dessen innere Mantelfläche zusammen mit Seitenteilen einen Innenraum begrenzt; in dem ein Kolben drehbar angeordnet ist_e der Radialdichtungen in Form von Dicht" I leisten trägt, die an der inneren Mantelfläche und an den Innenflächen der Seitenteile entlanggleiten. The invention relates to a rotary piston internal combustion engine with a housing, the inner lateral surface of which, together with side parts, delimits an interior space; in which a piston is rotatably arranged _and carries the radial seals in the form of seals "I, which slide along the inner surface and the inner surfaces of the side parts.

Um eine Anpassung der Länge der Dichtleiste an die Breite der inneren Mantelfläche zu erreichen,, ist es bekannt, die Dicht·= leiste aus einem trapezförmigen Mittelteil und drexeckförtnigen Endteilon zusammenzusetzen,) wobei die Kuppe des Mittelteils an der inneren Mantelfläche und die Endteile an den Innenflächen der Seitenteile entlanggleiten. Bei dieser Ausführung ist ein geringer Leckspalt an jeder Ecke der Dichtleiste _% also an den Übergangsstellen von der inneren Mantelflache auf die Innen·= flächen der Seitenteile, nicht zu vermeiden _t da die zusammen-= g gesetste Dichtleiste nur bei einer bestimmten Breite der inneren Mantelfläche ein vollständiges Rechteck bildet und diese Breite auf Grund der unterschiedlichen Erwärmung im Betrieb nicht konstant ist. Außerdem tritt im Betrieb eine Anlage der axialen Enden des Mittelteils an den Innenflächen der Seiten·= teile ein, die einen Längenverschleiß des Mittelteils zur Folge hat und die genannten Leckspalte vergrößert. Wenn das Mittelteil schneller verschleißt als die 3ndteile₈ was in der Praxis wegen der großen Streubreite dar VerschleißwerteIn order to adapt the length of the sealing strip to the width of the inner circumferential surface, it is known to assemble the sealing strip from a trapezoidal middle part and triangular end part, with the tip of the middle part on the inner circumferential surface and the end parts on the Slide along the inner surfaces of the side panels. In this embodiment, a small leakage gap at each corner of the sealing _strip% is thus at the transition points from the inner lateral surface to the inner · = surfaces of the side parts can not be avoided _t since the compiled = g gesetste sealing strip only at a certain width of the inner circumferential surface forms a complete rectangle and this width is not constant due to the different heating during operation. In addition, during operation the axial ends of the central part come to rest against the inner surfaces of the side parts, which results in longitudinal wear of the central part and enlarges the mentioned leakage gaps. If the middle part wears out faster than the 3nd parts _8, which in practice is due to the large spread of the wear values

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bei gleichem Werkstoff nicht vermeidbar iet₉ so können sich die Spitzen der dreieckförmigen Endteile in die innere Mantel-» fläche eingraben und einen vorzeitigen Verschleiß dieser Fläche herbeiführen.If the material is the same, _{it cannot be avoided 9} so the tips of the triangular end parts can dig into the inner jacket surface and cause this surface to wear out prematurely.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine optimale Dichtheit über einen langen Zeitraum zu erreichen und d&n Verschleiß in den Innenflächen des Gehäuses und an der Dichtleiste möglichst gering zu halten.The invention is based on the object to achieve an optimum tightness for a long time and to keep d n wear in the inner surfaces of the housing and the sealing strip as small as possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagene daß die innere Mantelfläche aus einem härteren Werkstoff besteht als die Innenflächen der Seitenteile und daß jede Dichtleiste aus einem ausschließlich auf der inneren Mantelfläche gleitenden trapezförmigen Mittelteil und zwei sowohl auf der inneren Mantelfläche als auch auf der Innenfläche des betreffenden Seitenteils gleitenden« ebenfalls im wesentlichen trapezförmigen Endteilen zusammengesetzt ist, wobei zumindest die auf der inneren Mantelfläche gleitende Kuppe des Mittelteils aus einem härteren Werkstoff besteht als die Endteile_o To solve this problem it is proposed according to the invention that the inner surface consists of a harder material than the inner surfaces of the side parts and that each sealing strip consists of a trapezoidal central part sliding exclusively on the inner surface and two on the inner surface as well as on the inner surface of the side part in question sliding "is also composed essentially trapezoidal end parts, with at least the dome of the middle part sliding on the inner circumferential surface consists of a harder material than the end parts _o

Durch diesen Vorschlag wird erreicht ₈ daß bei einem Höhenver·=» schleiß des Hittelteils die mit des* harten inneren Hantel» fläche zusammenwirkenden Abschnitte der Endteile auf Grund ihres weicheren Materials mindestens im gleichen Maße wie das Mittelteil ohne Riefenbildung an der inneren Mantelfläche abgeschliffen werden, so daß eine abdichtende Anlage der Dichtleiste sowohl an der inneren Mantelfläche als auch an den Innenflächen der Seitenteile über lange Laufzeiten erhalten bleibt. Die Dichtleiste kann so eingebaut werden, daß zunächst nur die Endteile durch die Feder an die innere Mantelfläche angedrüek werden. Da diese Endteile aus einemThis proposal ₈ is achieved that in a höhenver · = "wear of the Hittelteils the their softer material to be ground at least the same extent as the central part without scoring on the inner peripheral surface with the * hard inner dumbbell" surface cooperating portions of the end portions due to, so that a sealing contact of the sealing strip both on the inner surface and on the inner surfaces of the side parts is maintained over long periods of time. The sealing strip can be installed in such a way that initially only the end parts are pressed against the inner lateral surface by the spring. Since these end parts consist of a

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relativ-«-^cichen Material bestehen, schleifen sie sich schnell so weit ab, daß sie zusammen mit dem Mittelteil ein Rechteck bilden_t das sowohl an der inneren Mantelfläche als auch an den Innenflächen der Seitenteile anliegt. Damit wird der Zu~ stand optimaler Dichtheit in kürzester Frist erreicht und es wird vermieden, daß auf Grund von Toleranzechwankungon zunächst nur das Mittelteil an der inneren Mantelfläche anliegt, das auf Grund seines härteren Materials erst nach längerer Laufzeit so weit abgeschliffen ',fürde,, daß auch die Endteile an der inneren Mantelfläche zur Anlage kommen. |relatively - "- ^ cichen material, they grind quickly to such an extent that they _t together with the central part of a rectangle which is applied both on the inner lateral surface and on the inner surfaces of the side parts. In this way, the state of optimum tightness is achieved in the shortest possible time and it is avoided that due to fluctuations in tolerances, initially only the middle part rests on the inner lateral surface, which due to its harder material is only sanded off so far after a long period of time. that the end parts also come to rest on the inner circumferential surface. |

Vorzugsweise ist die Dichtleiste so zusammengesetzt, daß ihr Mittelteil mit seiner langen Seite an der inneren Mantelfläche anliegt₀ Ein Verschleiß der mit den Innenflächen der Seitenteile zusammenwirkenden Flächen der Endteile hat dann aur Folge, daß die Endteile stärker an die innere Mantelfläche angedrückt werden_} da sie sich nicht an dem Mittelteil abstützen können. Dadurch werden die Endteile von der inneren Mantelfläche schnell so weit abgeschliffen, daß eine Anlage der Dichtleiste an beiden Seitenteilen gewährleistet ist.Preferably, the sealing strip is composed so that its middle part bears with its long side to the inner circumferential surface ₀ Wear of cooperating with the inner surfaces of the side members faces of the end portions then aur result that the end portions are more strongly pressed against the inner circumferential _surface} since they can not support themselves on the middle part. As a result, the end parts are quickly ground off from the inner lateral surface to such an extent that the sealing strip rests on both side parts.

Um die Verschleißwerte der inneren Mantelfläche und der Innenflächen der Seitenteile sowie der mit diesen Flächen zusammen- ™ wirkenden Teile der Dichtleiste gering zu halten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die izinere Mantelfläche aus einer Nickelschicht mit eingelagerten Hartstoffteilchen, das Mittelteil der Dichtleiste aus einem Werkstoff mit einer Harte (HV₁₀) von mindestens 600, vorzugsweise über 1000, und die Endteile der Dichtleiste aus einem Werkstoff mit einer Härte (HV₁₀) von 300 bis 500 herzustellen. Bei dieser Materialpaarung haben sich besonders günstige Verschleißterte ergeben. In order to keep the wear values of the inner circumferential surface and the inner surfaces of the side parts as well as the parts of the sealing strip that interact with these surfaces low, it has proven to be advantageous to make the inner outer surface of a nickel layer with embedded hard material particles, the middle part of the sealing strip from a Material with a _{hardness (HV 10} ) of at least 600, preferably over 1000, and the end parts of the sealing strip from a material with a hardness (HV ₁₀ ) of 300 to 500. This material pairing has resulted in particularly favorable wear rates.

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Die die innere Mantelfläche bildende Nickelschicht enthält vorzugsweise 2-8% Siliciumkarbid^Teilchen ojit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 1 μ wad das Mittelteil der Dichtleiste besteht aus einem Werkstoff mit mindestens 30 Gewichtsprozent Titankarbid„ während die Endteile der Dichtleiste aus einer Gußeisenlegierung bestehen, wie sie für Kolbenringe verwendet wird.The nickel layer forming the inner jacket surface preferably contains 2-8% silicon carbide particles ojit an average grain size of about 1 μ wad the middle part of the sealing strip consists of a material with at least 30 percent by weight of titanium carbide, while the end parts of the sealing strip are made of a cast iron alloy, like them used for piston rings.

Bevorzugte Werkstofft für das Mittelteil der Dichtleiste sind:Preferred materials for the middle part of the sealing strip are:

1. eine Eisenlegierung mit 34 ₆5 % TiC, 0,2 % Ni, 0,55 ?έ C₁ 2,0 % Mo und 6,5 % Cr,1. an iron alloy with 34 ₆ 5 % TiC, 0.2 % Ni, 0.55? Έ C ₁ 2.0 % Mo and 6.5 % Cr,

2. eine Eisenlegierung mit 33 % TiC₅ 15 % Ni, 5 % Mo, 9 % Co, 0,7 % Ti, 0,7 tf Al und 0,5 % Cu.2. an iron alloy with 33 % TiC ₅ 15 % Ni, 5% Mo, 9 % Co, 0.7 % Ti, 0.7% Al and 0.5% Cu.

Die H^v ₁₀~Härte der Legierung 1 beträgt etwa 1030 «· 1090-_t die Härte der zweiten Legierung; e.txra 700 ·=. 750.The H ^v ₁₀ ~ hardness of alloy 1 is about 1030 «· 1090- _t the hardness of the second alloy; e.txra 700 =. 750

Als Material für die Endteile der Dichtleiste kommt ein Gußeisen mit einem Anteil von 3,4% - 3,8% C, 2,5 % - 3,2 % Si, 0,8%- 1,3 % Mo und Anteilen von Mn₈ Cr„ Va₈ Cu und Ni unter 1 % in Frage.
Dieses Material hat eine HV₁₀»Härte von etwa 350 - 450«The material used for the end parts of the sealing strip is cast iron with a proportion of 3.4% -3.8% C, 2.5 % -3.2 % Si, 0.8% -1.3% Mo and proportions of Mn ₈ Cr „Va ₈ Cu and Ni below 1 % are possible .
This material has an HV ₁₀ »hardness of about 350 - 450«

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung im Längsschnitt, und1 shows a rotary piston internal combustion engine according to of the invention in longitudinal section, and

Fig. 2 einen Teilschnitt, in dem die Lage der Dichtleisten» teile beim Einbau dargestellt ist.Fig. 2 is a partial section in which the position of the sealing strips » parts is shown during installation.

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Bis RotatxoHskolben-Brena-tkraftmaschine in Troehoidenbauart besteat aus einera Gehäuse 1, dan sieh aus eisern Mantel 2 und .5 ei te at eilen 3 und 4 zusammensetzt _Β die rsusammen einen Innen= raum ρ begrenaen, in dsni ein Kolben 6 atif dem Exzenter 7 einer Earsent erwell β 8 drehbar gelagert ist. Der Kolben 6 ist mit radialen Nuten 9 versehen,, in denen mindestens je eine Dicht« leiste 10 angeordnet ist $ die sich aus einem trapesförmigen Mittelteil 11 und im wesentlichen dx"eieekförmigen EndteiienTo RotatxoHskolben-Brena-tkraftmaschine in Troehoidenbauart besteat from einera housing 1, dan check from iron casing 2 and .5 ei te at rush 3 and 4, the _Β composed rsusammen an inner space ρ = begrenaen, in dsni a piston 6 atif the eccentric 7 an Earsent erwell β 8 is rotatably mounted. The piston 6 is provided with radial grooves 9 ,, in each of which a sealing strip is at least "$ 10 arranged extending" eieekförmigen Endteiien trapesförmigen from a central portion 11 and substantially dx

. Die Teilung der Dichtleiste iet so vorgedaß das Mittelteil 11 mit seiner langen Seite aussc?a3.isßlich auf der inneren Mantelfläche 13 gleitet, während ™ die Sndteile 12 sowohl a:a der inneren Mantelfläche. 13 als s.i-.cn an den Innenflächen Ik der Seitenteils 3 und 4 anliegen. Eine Blattfeder 15 stützt sich aiit -ihren Enden an den Unter-= ceitsn der Sndteile 12 ab und drückt diese radial nach außen, •vrebei iib<sr die schrägen Anlageflächeii 16 zwischen dam Mittelteil 11 'αηά den Endteilen 12 gleichzeitig eine Andrüekung des Mittelteiis 11 an die innere Mantelfläche 1-3 und. eine An« drücl<i3ng der Endteile 12 an die Innenflächen l4 der Seitent&ili 3₉ 4 erfolgt. ■. The division of the sealing strip means that the middle part 11 slides with its long side exclusively on the inner lateral surface 13, while the end parts 12 both a: a the inner lateral surface. 13 as si-.cn rest on the inner surfaces Ik of the side parts 3 and 4. A leaf spring 15 is supported by its ends on the underside of the end parts 12 and presses them radially outwards, the inclined contact surface 16 between the middle part 11 and the end parts 12 simultaneously pressing the middle part 11 to the inner jacket surface 1-3 and. the end parts 12 are pressed against the inner surfaces 14 of the side parts 3 ₉ 4. ■

I>ie innere Mantelfläche 13 wird von einer galvanisch aufgebrachten Nickelsschicht mit einem Gehalt von 2 - 8 % SiC=>Pulver ä gebildet. Die Innenflächan 14 der Seitenteile 3_ε 4 bestehen aus nitrier-gehärtetem Gußeisen, das Mittelteil 11 der Dichtleiste 10 besteht aus einer Eisenlegierung mit einem hohen. Anteil an TiC und einer HV.,_o=>Härte von mindestens 600. Sndteile 12 der Dichtleiste 10 sind aus einem Kolbenring Gußeisen mit einer HV₁₀<=Häfte von 350 - 450 hergestellt. Diese Materialpaarungen ergeben besonders günstige Ver«= schleißwerte.I> ie inner lateral surface 13 of a galvanically applied nickel layer having a content of 2 - 8% formed SiC => ä powder. The inner surface 14 of the side parts 3 _ε 4 consist of nitrided cast iron, the middle part 11 of the sealing strip 10 consists of an iron alloy with a high. Proportion of TiC and an HV., _O => hardness of at least 600. Snd parts 12 of the sealing strip 10 are made from a cast iron piston ring with an HV ₁₀ <= half of 350-450. These material pairings result in particularly favorable wear values.

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Fig» 2 asigt eine bevorsugte Art des Einbaues der Dichtleiste« Wie ersichtlich_t erfolgt der Einbar. dra>r&.rt„ daß ssunächs'u nur die Endteile 12 durch di© Feder i;j n:a -die innere Mantelfläche 13 angedrückt werden. Da ä:leso aus einem relativ weichen Material bestehen, werden sie im Betrieb schnell auf die Höhe des Mittelteils Il abgeschliffen,, 3O daß nach kurzer Einlaufseit der in Fig. 1 gezeigte Sustand erreicht ist, in dem das Mittelteil 11 und die Sndteile 12 über die ganze Breite der inneren Mantelfläche 13 an dieser anliegen.Fig »2 asigt a bevorsugte type of installation of the sealing strip" As can be seen _t done the patible. dra> r & .rt "that ssunächs'u only the end parts 12 by the spring i; j n: a -the inner surface 13 are pressed. Since they consist of a relatively soft material, they are quickly ground down to the level of the central part II during operation, so that after a short run-in period the state shown in FIG the entire width of the inner circumferential surface 13 rest against this.

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Claims

/ l, Λ rotary piston internal combustion engine having a housing whose inner circumferential surface together with the side parts a - Interior _r limits in which there is rotatably mounted a piston having radial seals in the form of sealing strips provided on the inner lateral surface and on the inner surfaces of the side parts slide along, characterized ge kenn-ζ ei ch η et that the inner surface (13) consists of a harder material than the inner surfaces (14) of the side parts (3, k) and that each sealing strip (10) consists of one exclusively on the inner lateral surface (13) sliding, trapezoidal central part (11) and two both tuf the inner lateral surface (13) sliding on the inner face (l4) of the respective side portion (3 or 4) _t also substantially trapezoidal end portions (12), wherein at least the dome of the central part (11) sliding on the inner lateral surface (13) consists of a harder material than the end parts (12).

2. Rotary piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inner jacket surface (13) is formed by a nickel layer with embedded hard material parts and that the central part (11) of the sealing strip (10) is made of a material with a hardness (HV _1Q ) of at least 600, preferably over 1000, and the end "-; part (12) of the sealing strip (10) consist of a material with an HV ₁₀ hardness" of 300 - 500 "

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· Rota tionskolben-Brennkraf tma β chine nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ni ekel schicht 2-8 % SiC~Teilchen enthält und daß das Mittelteil ClD der Dichtleiste (£0) atts einer Eisenlegierung mit mindestens 50 % TiC und die Bndteile (12) aus einen KolbenringoGußeisen bestehen· ^:.· Rotary piston internal combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that the nickel layer contains 2-8 % SiC particles and that the central part of the sealing strip (£ 0) is made of an iron alloy with at least 50 % TiC and the band parts (12) are made of a piston ring cast iron · ^:.

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