WO1991010820A1 - Rotary piston internal combustion engine - Google Patents

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WO1991010820A1
WO1991010820A1 PCT/EP1990/002133 EP9002133W WO9110820A1 WO 1991010820 A1 WO1991010820 A1 WO 1991010820A1 EP 9002133 W EP9002133 W EP 9002133W WO 9110820 A1 WO9110820 A1 WO 9110820A1
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internal combustion
combustion engine
rotary piston
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PCT/EP1990/002133
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Huschang Sabet
Dietrich Eckhardt
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Huschang Sabet
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

The invention relates to a rotary piston internal combustion engine which operates on the cat-and-mouse principle. In machines of this type, the working chambers (30) of the rotor (18), which rotates at constant speed inside the housing (10), and the regions (30', 30'') of these working chambers (30) separated by the pistons (22) must be permanently sealed from each other. To this end, each piston (22) has a radially open outer groove (88) parallel to the axis of the piston and two radial, axially open side grooves (92) in opposite side walls the radially outer ends of which open into the outer groove (88). An elongated ceramic sealing strip (70), which is pressed by a spring (80) so that its longitudinal lateral surface is in radial contact with a partial cylindrical inner surface of the outer wall (24) of the rotor and which acts as an axial seal is located in the outer groove (88). Moreover, an elongated ceramic sealing strip (72), which is pressed by a spring (82) so that its longitudinal lateral surface is in axial contact with an inner face of the adjacent front lateral part (26, 28) and which acts as an axial seal, is located in each of the side grooves (92). The sealing strips (70, 72) overlap extensively in an overlapping region near the outlet between the outer groove (88) and the side grooves (92).

Description

Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine Beschreibung Rotary piston internal combustion engine description
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenverbrenπungs- kraftmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse, mit einem innerhalb des Gehäuses mit gleichförmiger Geschwindig¬ keit umlaufenden Rotor, mit mehreren im Winkelabstand voneinander radial über eine mit ungleichförmiger Ge¬ schwindigkeit konzentrisch zum Rotor umlaufende Nabe starr überstehenden, in Arbeitskammern innerhalb des Rotors eingreifenden und über mindestens ein Kurbelge¬ triebe mit dem Rotor gekoppelten Kolben, wobei die Ar¬ beitskammern rotorseitig durch eine Außenwand und zwei einander gegenüberliegende Stirnseiteπteile begrenzt sind, und wobei die Kolben unter Zweiteilung der Arbeits¬ kammern radial und axial gegenüber dem Rotor abgedich¬ tet sind.The invention relates to a rotary piston internal combustion engine with a cylindrical housing, with a rotor rotating within the housing at a uniform speed, with a plurality of radially at an angular distance from one another via a hub rigidly projecting at a non-uniform speed concentrically with the rotor, in working chambers within the Pistons engaging the rotor and coupled to the rotor via at least one crank mechanism, the working chambers on the rotor side being delimited by an outer wall and two opposing end parts, and the pistons being sealed radially and axially with respect to the rotor while the working chambers are divided are.
Bei nach dem Katz-und-Maus-Prinzip arbeitenden Rota- tionskolbenverbrennungskraftmaschinen dieser Art müssen die Arbeitskammern und die durch die Kolben getrennten Teilbereiche der Arbeitskammern druckdicht gegeneinan¬ der abgeschlossen werden. Um die durch die Kolben ge¬ trennten Teilbereiche der Arbeitskammern gegeneinander abzudichten ist es bei einem Rotationskolbenmotor, des¬ sen Arbeitskammern nach außen hin durch die Innenfläche des Gehäuses begrenzt sind, an sich bekannt (US-A 3 779 215) , an Stirnseitenflächen und Umfangsflachen der Kol¬ ben als Axial- bzw. Radialdichtungen wirkende federnde Dichtleisten anzuordnen. Die stirnseitig an den Kolben angeordneten Dichtleisten stoßen mit ihren Enden gegen die der Nabenachse zugewandten Schmalseiten der an den Umfangsflachen angeordneten Dichtleisten. Aufgrund von Einbautoleranzen und von verschleißbediπgter Abnutzung der an den Umfangsflächen angeordneten, mit hoher Ge¬ schwindigkeit auf der Gehäuseinnenfläche gleitenden Dichtleisten bildet sich während der Laufzeit ein immer größer werdender Spalt zwischen den aneinanderstoßenden Dichtleisten, so daß der Wirkungsgrad des Motors mit der Zeit abnimmt. Weiter sind dort die durch eine der Rippen voneinander getrennten Arbeitskammern durch an den teilzylindrischen Innenflächen der Rippen angeord¬ nete achsparallele Dichtleisten gegeneinander abgedich¬ tet. Um die aus Leichtmetall bestehende Nabe gegen Ver¬ schleiß zu schützen, ist die Nabenu fangsflache mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen.In the case of rotary piston internal combustion engines of this type which operate according to the cat-and-mouse principle, the working chambers and the sections of the working chambers separated by the pistons must be sealed off from one another in a pressure-tight manner. In order to seal off the parts of the working chambers separated by the pistons, it is known per se (US Pat. No. 3,779,215) on end faces and peripheral surfaces in a rotary piston engine, the working chambers of which are bounded on the outside by the inner surface of the housing to arrange the piston as resilient sealing strips which act as axial or radial seals. The ends of the sealing strips arranged on the pistons meet with their ends against the narrow sides of the hub axis facing the Sealing strips arranged circumferentially. Due to installation tolerances and wear-induced wear of the sealing strips arranged on the peripheral surfaces and sliding at high speed on the inside surface of the housing, an ever increasing gap between the abutting sealing strips forms during the running time, so that the efficiency of the motor decreases over time. Furthermore, the working chambers separated from one another by one of the ribs are sealed off from one another by axially parallel sealing strips arranged on the partially cylindrical inner surfaces of the ribs. In order to protect the hub made of light metal against wear, the hub surface is provided with a wear-resistant coating.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu¬ grunde, eine Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der eine verschleißfeste Langzeitabdichtung zwischen den Ar¬ beitskammern gewährleistet ist.Proceeding from this, the invention is based on the object of creating a rotary piston internal combustion engine of the type specified at the outset, in which a wear-resistant long-term seal between the working chambers is ensured.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die in den Patentansprüchen 1 bzw. 2 angegebenen Merkmalskom- binationeπ vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausge¬ staltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To achieve this object, the feature combinations specified in claims 1 and 2 are proposed according to the invention. Further advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die beiden Teilbereiche einer Arbeitskammer bzw. die einander be¬ nachbarten Arbeitskammern derart gegeneinander abzu¬ dichten, daß eine verschleißbedingte Abnutzung der Dich- tungen nicht zu einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung führt. Dies wird für die beiden Teilbereiche einer Ar¬ beitskammer erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jeder Kolben eine achsparallel verlaufende, radial offene Au¬ ßennut und zwei radial verlaufende, an ihren radial au¬ ßenliegenden Enden in die Außennut mündende, nach ent¬ gegengesetzten Stirnseiten offene Seitennuten aufweist, und daß in der Außennut eine langgestreckte, unter der Einwirkung einer Feder mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtfläche bildenden Längsseitenfläche radial ge¬ gen eine teilzylindrische Innenfläche der Außenwand anliegende, als Radialdichtung wirkende keramische Dicht¬ leiste und in den Seitennuten je eine langgestreckte, unter der Einwirkung einer Feder mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtfläche bildenden Längsseitenfläche axi¬ al gegen eine Innenfläche des benachbarten Stirnseiten¬ teils anliegende, als Axialdichtung wirkende keramische Dichtleiste angeordnet sind, wobei sich vorteilhafter¬ weise die Dichtleisten an ihren einander zugewandten Enden gegenseitig flächig überlappen.The invention is based on the idea of sealing the two subareas of a working chamber or the working chambers adjacent to one another in such a way that wear-related wear on the sealing the sealing effect is not impaired. This is achieved according to the invention for the two subareas of a working chamber in that each piston has an axially parallel, radially open outer groove and two radially running side grooves which open into the outer groove at their radially outer ends and are open towards opposite end faces and that in the outer groove an elongated, under the action of a spring with its one, forming a sliding and sealing surface radially against a partially cylindrical inner surface of the outer wall, which acts as a radial sealing ceramic sealing strip and one in the side grooves Elongated, under the action of a spring with its one long side surface forming a sliding and sealing surface axially against an inner surface of the adjacent end face part, acting as an axial seal, there are ceramic sealing strips, the sealing strips advantageously mutually adjoining one another facing ends overlap each other.
Zur gegenseitigen Abdichtung zweier benachbarter Ar¬ beitskammern wird alternativ dazu oder als bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Nabe im Bereich zwischen zwei Kolben jeweils eine achsparal¬ lel verlaufende, radial offene Außennut und zwei radial verlaufende, an ihren radial außenliegenden Enden je¬ weils in die Außennut mündende, nach entgegengesetzten Stirnseiten axial offene Seiteπnuten aufweist, daß in der Außennut eine langgestreckte, unter der Einwirkung einer Feder mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtflä¬ che bildenden Längsseitenfläche radial gegen eine teil- zylindrische Innenfläche einer der Rippen anliegende, als Radialdichtung wirkende keramische Dichtleiste und in den Seitennuten je eine, unter der Einwirkung einer Feder mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtfläche bil¬ denden Längsseitenfläche axial gegen eine Innenfläche des benachbarten Stirnseitenteils anliegende, als Axial¬ dichtung wirkende keramische Dichtleiste angeordnet sind, wobei sich vorteilhafterweise die Dichtleisten an ihren einander zugewandten Enden gegenseitig flächig überlappen .For the mutual sealing of two adjacent working chambers, as an alternative to this or as a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the hub in the area between two pistons each have an axially parallel, radially open outer groove and two radially running, at their radially outer ends in the outer groove opening towards opposite end faces axially open side πnuts that in the outer groove an elongated, under the action a spring with its one longitudinal side surface, which forms a sliding and sealing surface, radially against a partially cylindrical inner surface of one of the ribs, a ceramic sealing strip which acts as a radial seal, and one sliding element in the side grooves, under the action of a spring with one - and sealing surface forming longitudinal side surface axially against an inner surface of the adjacent end face part, acting as an axial seal, ceramic sealing strip are arranged, the sealing strips advantageously overlapping one another at their mutually facing ends.
Die in der Außenπut und die in den in die Außennut mün¬ denden Seitennuten angeordneten Dichtleisten spannen zweckmäßg eine Ebene, vorzugsweise eine durch die Dreh¬ achse der Nabe verlaufende Radialebene auf. Eine bevor¬ zugte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, daß die Überlappungsflächen zwischen den Dichtleisten par¬ allel zu der durch die Dichtleisten aufgespannten Ebene ausgerichtet sind. Die Dichtleisteπ weisen vorzugsweise im Überlappungsbereich jeweils die halbe Wandstärke auf und ergänzen sich dort zu der in den übrigen Bereichen vorhandenen vollen Wandstärke. Dies läßt sich mit ein¬ fachen Mitteln dadurch erreichen, daß die Dichtleisten aus zwei getrennten, parallel zueinander angeordneten, an Breitseitenflächen paarweise gegeneinander anliegen¬ den, langgestreckten keramischen Dichtstreifeπ zusammen¬ gesetzt und so in die Außennut bzw. Seitennuten einge¬ setzt sind, daß sie mit ihrer der anlageseitigen Breit¬ seitenfläche gegenüberliegenden freien Breitseitenflä- ehe an den einander gegenüberliegenden Nutenflanken anliegen und mit ihren nach dem Nutenäußeren weisenden Schmalseitenflächen eine gemeinsame, gegen die benach¬ barte Innenfläche des Rotors anliegende Gleit- und Dichtfläche bilden. Dabei ergeben sich die parallel zu den von den Dichtleisten aufgespannten Ebenen ausgerich¬ teten Überlappungsflächen besonders einfach dadurch, daß die in der Außennut angeordneten Dichtstreifen gleichlang ausgebildet und in Längsrichtung gegenein¬ ander verschoben sind, während die in den Seitennuten angeordneten Dichtstreifen zur Bildung der endseitigen Überlappungsflächen unterschiedlich lang ausgebildet sein können. Eine ausreichende Schmierung im Bereich der Gleit- und Dichtflächen kann dadurch erreicht wer¬ den, daß die Dichtstreifen an ihren die Gleit- und Dicht¬ fläche bildenden Schmalseitenflächen im Querschnitt so ballig ausgebildet werden, daß sie gemeinsam mit der benachbarten Innenfläche des Rotors einen mit Schmieröl beaufschlagbaren Längskanal begrenzen.The sealing strips arranged in the outer groove and in the side grooves opening into the outer groove expediently span a plane, preferably a radial plane running through the axis of rotation of the hub. A preferred embodiment of the invention provides that the overlap surfaces between the sealing strips are aligned parallel to the plane spanned by the sealing strips. The sealing strips π preferably have half the wall thickness in the overlap area and complement each other there to the full wall thickness present in the other areas. This can be achieved with simple means that the sealing strips are composed of two separate, elongated ceramic sealing strips, which are arranged parallel to one another and lie against one another in pairs on broad side surfaces and are inserted into the outer groove or side grooves in such a way that they with their free broad side surface opposite the system-side broad side surface before they rest on the mutually opposite groove flanks and, with their narrow side surfaces facing the groove exterior, form a common sliding and sealing surface which bears against the adjacent inner surface of the rotor. The overlap surfaces aligned parallel to the planes spanned by the sealing strips result particularly simply from the fact that the sealing strips arranged in the outer groove are of equal length and are shifted in the longitudinal direction against one another, while the sealing strips arranged in the side grooves form the end overlap surfaces can be of different lengths. Adequate lubrication in the area of the sliding and sealing surfaces can be achieved in that the sealing strips on their narrow side surfaces forming the sliding and sealing surface are designed so spherically in cross-section that they, together with the adjacent inner surface of the rotor, have a lubricating oil Limit the loadable longitudinal channel.
Zwischen den Dichtleisten und der im Nutengrund ange¬ ordneten Feder ist zweckmäßig mindestens ein Füllstück mit rechteckigem Querschnitt angeordnet. Das vorzugs¬ weise aus Grauguß bestehende Füllstück ist vorteilhaf¬ terweise im Überlappungsbereich der Dichtleisten als Winkelstück ausgebildet und blockiert dadurch den Durch¬ tritt von komprimiertem Kraftstoff-Luft-Gemisch bzw. von Verbrennungsgasen durch die schmalen Spalte zwi¬ schen den einander überlappenden Dichtleisten.At least one filler with a rectangular cross section is expediently arranged between the sealing strips and the spring arranged in the groove base. The filler, preferably made of gray cast iron, is advantageously designed as an angle piece in the overlapping area of the sealing strips and thereby blocks the passage of compressed fuel-air mixture or combustion gases through the narrow gap between the overlapping sealing strips.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die in der Außennut und in den in die Außennut mündenden Seitennuten angeordneten Dichtlei¬ sten keilförmig abgeschrägte, einander überlappende und paarweise gegeneinander anliegende Stirnflächen aufwei¬ sen. Die in den Seitennuten angeordneten Dichtleisten sind dabei vorzugsweise an ihren radial außenliegenden Enden abgewinkelt und greifen in die Außennut ein. Die Feder ist zweckmäßig als in der Außennut angeordnete Wellenfeder ausgebildet und liegt mit ihren stirnseiti¬ gen Enden gegen die Innenkante des abgewinkelten Teils der in den Seitennuten angeordneten Dichtleisten an. Die schrägen Stirnflächen der in der Außeπnut angeord¬ neten Dichtleisten weisen vorteilhafterweise in Rich¬ tung Nutengrund.Another preferred embodiment of the invention provides that the sealing strips arranged in the outer groove and in the side grooves opening into the outer groove have wedge-shaped bevelled, overlapping and paired end faces. The sealing strips arranged in the side grooves are preferably angled at their radially outer ends and engage in the outer groove. The spring is expediently designed as a wave spring arranged in the outer groove and, with its ends, lies against the inner edge of the angled part of the sealing strips arranged in the side grooves. The oblique end faces of the sealing strips arranged in the outer groove advantageously point in the direction of the groove base.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Dichtleisten oder Dichtstreifen aus einem Keramikmaterial großer Härte, wie Silicium- carbid oder Siliciumnitrid.According to a further advantageous embodiment of the invention, the sealing strips or sealing strips consist of a ceramic material of great hardness, such as silicon carbide or silicon nitride.
Eine gleichmäßige Anpressung der Dichtleisteπ oder Dichtstreifen kann dadurch erreicht werden, daß die Fe¬ der als auf dem Nutengrund abgestützte, sich über die jeweilige Nutenlänge erstreckende Wellenfeder ausge¬ bildet ist. Um die Aπpreßkraft der Feder und damit die Dichtwirkung insbesondere dann zu verstärken, wenn in den benachbarten Arbeitskammern bzw. in den durch die Kolben getrennten Teilbereichen einer Arbeitskammer unterschiedliche Drücke herrschen, sind die Dichtlei¬ sten gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung .der Erfindung zusätzlich unter der Einwirkung des in einer von zwei benachbarten Arbeitskammern bzw. des in einem von zwei Teilbereichen einer Arbeitskammer herr¬ schenden Überdrucks gegen die betreffende Rotorinnen¬ fläche und/oder die unterdruckseitige Nutenflanke an¬ drückbar.A uniform pressing of the sealing strips or sealing strips can be achieved in that the springs are designed as a wave spring which is supported on the base of the groove and extends over the respective length of the groove. In order to intensify the pressing force of the spring and thus the sealing effect in particular when different pressures prevail in the adjacent working chambers or in the partial areas of a working chamber separated by the pistons, the sealing strips are, according to a further advantageous embodiment of the invention, additionally under the Action of the in one of two adjacent working chambers or the overpressure prevailing in one of two partial areas of a working chamber can be pressed against the relevant rotor inner surface and / or the vacuum-side groove flank.
Um die Arbeitskammern auch gegenüber dem Gehäuse abzu¬ dichten, weisen die Stirnflächen der Nabe vorteilhaf¬ terweise mindestens vier, vorzugsweise acht, nach Art eines zur Drehachse der Nabe konzentrischen Polygons angeordnete, axial offene Längsπuten auf, in denen je eine langgestreckte, unter der Einwirkung einer Feder mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtfläche bildenden Längsseitenfläche axial gegen die benachbarte Innen¬ fläche eines der Stirnseitenteile anliegende, als Axial¬ dichtung wirkende keramische Dichtleiste angeordnet ist. Ein Entweichen der unter Druck stehenden Arbeits¬ gase entlang den Nuten kann dadurch verhindert werden, daß die in den polygonbildenden Längsnuten und die in den Seiteπnuten angeordneten Dichtleisten stirπseitig gegen jeweils einen in eine die betreffenden Nuten ge¬ meinsam anschneidende achsparallele Bohrung der Naben- stirπfläche eingesetzten Zylinderbolzen dichtend anlie¬ gen.In order to also seal the working chambers from the housing, the end faces of the hub advantageously have at least four, preferably eight, axially open longitudinal grooves arranged in the manner of a polygon concentric to the axis of rotation of the hub, in each of which an elongated groove under the action a spring with its one long side surface forming a sliding and sealing surface is arranged axially against the adjacent inner surface of one of the end face parts and acts as an axial seal ceramic sealing strip. Escape of the pressurized working gases along the grooves can be prevented by inserting the sealing strips arranged in the polygon-forming longitudinal grooves and the sealing strips arranged in the side grooves against a respective axially parallel bore of the hub end face that cuts into the respective grooves Sealing cylinder bolts sealingly.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. Show it
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Rotationskolben- verbrennungskraftmaschine in zwei einen Winkel miteinander bildenden Schnittebenen entlang der Schnittlinie 1-1 der Fig. 2;Fig. 1 shows a longitudinal section through a rotary piston internal combustion engine in two an angle cutting planes forming one another along the section line 1-1 of FIG. 2;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1;FIG. 2 shows a section along the section line 2-2 of FIG. 1;
Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der Kolben-Nabe;3 shows a diagrammatic representation of the piston hub;
Fig. 4 den Eckbereich einer Kolbendichtung in schau- bildlicher Explosionsdarstellung;4 shows the corner region of a piston seal in a diagrammatic exploded illustration;
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Kolbendichtung;5 shows a cross section through a piston seal.
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Nabeπdichtung;6 shows a longitudinal section through a hub seal;
Fig. 7 einen Kolben einer gegenüber Fig. 3 abgewandel¬ ten Kolben-Nabe in schaubildlicher Darstellung;FIG. 7 shows a piston of a piston hub modified compared to FIG. 3 in a diagrammatic representation;
Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Kolben nach Fig. 7 mit Dichtleisten und Eπdbolzen in Explosionsdar¬ stellung.8 shows a longitudinal section through the piston according to FIG. 7 with sealing strips and Eπdbolzen in exploded view.
Die Rotationskolbenverbrenπungskraftmaschine besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 10 mit ra¬ dialen Ein- und Auslaßöffnungen 14,16 für das Kraft¬ stoff-Luft-Gemisch bzw. für die Abgase, einem innerhalb des Gehäuses 10 mit gleichförmiger Geschwindigkeit um¬ laufenden Rotor 18 und einer im Rotor 18 angeordneten, mit ungleichförmiger Geschwindigkeit konzentrisch zum Rotor 18 umlaufenden Nabe 20 mit vier radial nach außen überstehenden flügeiförmigen Kolben 22. Die Kolben 22 greifen in innerhalb des Rotors 18 angeordnete Arbeits¬ kammern 30 ein, und teilen diese jeweils in zwei Teil¬ bereiche SO'.SO11, deren Volumen durch das Hin- und Herschwiπgen der Kolben 22 verringert und wieder ver¬ größert wird. Die Arbeitskammern 30 sind rotorseitig durch eine zylindrische Außenwand 24, von der Außenwand 24 im wesentlichen radial nach innen weisende Rippen 32 und durch zwei einander gegenüberliegende Stirπseiten- teile 26 und 28 und nabenseitig durch die zwischen den Kolben 22 angeordneten teilzylindrischen Umfangsflächen 12 der Nabe 20 begrenzt.The rotary piston combustion engine essentially consists of a cylindrical housing 10 with radial inlet and outlet openings 14, 16 for the fuel / air mixture or for the exhaust gases, a rotor 18 and rotating within the housing 10 at a uniform speed a hub 20 arranged in the rotor 18 and rotating at a non-uniform speed concentrically to the rotor 18 and having four wing-shaped pistons 22 projecting radially outwards. The pistons 22 engage in working chambers 30 arranged inside the rotor 18 and each divide them into two parts areas SO'.SO 11 , the volume of which is reduced and enlarged again by the oscillation of the pistons 22. The working chambers 30 are on the rotor side through a cylindrical outer wall 24, ribs 32 pointing essentially radially inward from the outer wall 24 and delimited by two mutually opposite end-side parts 26 and 28 and on the hub side by the partially cylindrical peripheral surfaces 12 of the hub 20 arranged between the pistons 22.
Die Kraftstoffzufuhr und der Abgasausstoß innerhalb des Rotors 18 erfolgt durch im Winkelabstand voneinander angeordnete, die Außenwand 24 durchsetzende Kanäle 34, welche die Teilbereiche 30',30'' der Arbeitskammern 30 abwechselnd mit den Ein- und Auslaßöffnungen 14,16 verbinden Das jeweils gleichzeitig über zwei sich ge¬ genüberliegende Einlaßöffnungen 14 angesaugte Kraftstoff- Luft-Gemisch wird bei der Schwingbewegung der Kolben 22 zwischen diesen und den Seitenwänden 36 der Rippen 32 komprimiert. Die Zündung des verdichteten Gemischs er¬ folgt im Totpunkt der Kolben 22 durch zwei in den Ge¬ häusemantel 38 eingeschraubte Zündkerzen 40. Die expan¬ dierenden Verbrennungsgase treiben die Kolben 22 und die Rippen 32 auseinander und entweichen anschließend über die Kanäle 34 in die Auslaßöffnungen 16.The fuel supply and the exhaust gas emission within the rotor 18 take place through channels 34 which are arranged at an angular distance from one another and pass through the outer wall 24 and which alternately connect the partial regions 30 ′, 30 ″ of the working chambers 30 to the inlet and outlet openings 14, 16 two opposing inlet openings 14 sucked fuel-air mixture is compressed during the oscillating movement of the pistons 22 between these and the side walls 36 of the ribs 32. The compressed mixture is ignited at the dead center of the pistons 22 by two spark plugs 40 screwed into the housing jacket 38. The expanding combustion gases drive the pistons 22 and the ribs 32 apart and then escape through the channels 34 into the outlet openings 16 .
Die Relativbewegung zwischen den Kolben 22 und dem Ro¬ tor 18 wird mit Hilfe von vier an Bolzen 42 der Nabe 20 angelenkten Pleuelstangen 44 auf die Kurbelzapfen 46 von vier, die Rippen 32 axial durchsetzenden Kurbelwel¬ len 48 übertragen und damit in eine Drehbewegung umge¬ setzt. Stirnseitig mit den Kurbelwellen 48 verbundene Zahnräder 50 kämmen mit den Zähnen eines innenverzahn¬ ten, elastisch mit dem Gehäuse 10 verbundenen Hohlrads 52 und überführen dadurch die Drehbewegung der Kurbel¬ wellen 48 in eine Drehbewegung des Rotors 18 gegenüber dem Gehäuse 10. Die Rotordrehuπg kann mittels einer einstückig mit dem Stirnseitenteil 28 verbundenen und in Lagern 54,56 der Gehäusedeckel 58,60 gelagerten Ab¬ triebswelle 62 auf einen Verbraucher übertragen werden.The relative movement between the pistons 22 and the rotor 18 is transmitted with the aid of four connecting rods 44 articulated on bolts 42 of the hub 20 to the crank pins 46 of four crank shafts 48 axially penetrating the ribs 32 and thus converted into a rotary movement puts. Gear wheels 50 connected on the face side to the crankshafts 48 mesh with the teeth of an internally toothed ring gear 52 elastically connected to the housing 10 and thereby convert the rotational movement of the crankshafts 48 into a rotational movement of the rotor 18 the housing 10. The rotor rotation can be transmitted to a consumer by means of an output shaft 62 which is integrally connected to the end face part 28 and is supported in bearings 54, 56 of the housing cover 58, 60.
Um die Arbeitskammern 30 und die Teilbereiche 30',30'' der Arbeitskammern gegenüber dem Gehäuse 10 und gegen¬ einander abzudichten werden zum einen die Öffnungen der Kanäle 34 auf der zylindrischen U faπgsfläche 66 des Rotors von Dichtringen 68 und zum anderen die Teilbe¬ reiche 30',30f l aller Arbeitskammern 30 von keramischen Dichtleisten 70,72,74,76,78, vorzugsweise aus Silicium- carbid oder Siliciumnitrid umschlossen Die in Nuten der Kolben 22 und der Nabe 20 angeordneten Dichtleisten 70,72,74,76,78 werden durch die Kraft einer zwischen Dichtleiste und Nutgrund eingelegten Welleπfeder 80,82, 84 gegen die jeweils gegenüberliegende Innenfläche des Rotors 18 angepreßt. Die Anpreßkraft der Wellenfeder 80,82,84 wird während der Kompression des Kraftstoff- Luft-Gemischs und während der Expansion der komprimier¬ ten Verbrenπungsgase durch den in einer Arbeitskammer gegenüber der benachbarten Arbeitskammer bzw. durch den in einem Teilbereich 30' gegenüber dem benachbarten Teilbereich 30' ' herrschenden Überdruck verstärkt. Dazu wird jeweils die dem Nutgrund zugewandte Längsseiten¬ fläche der Dichtleisten über einen zwischen den Dicht¬ leisten und den arbeitskammerseitigen Nutflaπken frei¬ bleibenden Spalt mit dem Überdruck beaufschlagt.In order to seal the working chambers 30 and the partial areas 30 ′, 30 ″ of the working chambers with respect to the housing 10 and against one another, the openings of the channels 34 on the cylindrical circumferential surface 66 of the rotor are sealed by sealing rings 68 and on the other hand the partial areas 30 ', 30 fl of all working chambers 30 are enclosed by ceramic sealing strips 70, 72, 74, 76, 78, preferably made of silicon carbide or silicon nitride. The sealing strips 70, 72, 74, 76, 78 arranged in the grooves of the pistons 22 and the hub 20 are pressed by the force of a shaft spring 80, 82, 84 inserted between the sealing strip and the groove base against the respectively opposite inner surface of the rotor 18. The contact pressure of the wave spring 80, 82, 84 is increased during the compression of the fuel-air mixture and during the expansion of the compressed combustion gases by the one in one working chamber with respect to the neighboring working chamber or by the one in a partial area 30 'with respect to the adjacent partial area 30 '' pressure increase. For this purpose, the overpressure is applied to the longitudinal side surface of the sealing strips facing the groove base through a gap remaining between the sealing strips and the groove flaps on the working chamber side.
Die Teilbereiche 30',30'' der Arbeitskammern 30 werden durch die am Kolben 22 angeordneten Dichtleisten 70,72 gegeneinander abgedichtet. Dazu weisen die Kolben 22 an ihren der Außenwand 24 des Rotors 18 zugewandten Um- fangsflächen 86 je eine achsparallele, radial offene Außennut 88 und an ihren den Innenflächen der Stirnsei¬ tenteile 26,28 zugewandten Stirnflächen 90 je eine ra¬ dial verlaufende, axial offene Seitennut 92 auf, die an ihren radial außenliegenden Enden in die Außenπut 88 einmünden. Die jeweils aus zwei getrennten, parallel zueinander ausgerichteten, an Breitseitenflächen paar¬ weise gegeneinander anliegenden Dichtstreifen 94,96;98, 100 bestehenden Dichtleisten 70,72 überlappen einander im Mündungsbereich zwischen Seitennuten 92 und Außen¬ nut 88. Während die in der Außeπnut 88 angeordneten Dichtstreifen 94,96 gleichlang ausgebildet und in Längs¬ richtung gegeneinander verschoben sind, sind die in den Seitennuten 92 angeordneten Dichtstreifen 98,100 unter¬ schiedlich lang ausgebildet. Dadurch liegen im Mündungs¬ bereich zwischen Seitennuten 92 und Außennut 88 jeweils zwei Dichtstreifen 94 und 96 bzw. 96 und 100 an einer Überlappungsfläche dicht gegeneinander an. Die Überlap¬ pungsfläche ist dabei parallel zu der durch die Dicht¬ leisten 70,72 aufgespannten, durch die Drehachse der Nabe 20 verlaufenden Radialebene ausgerichtet.The partial regions 30 ′, 30 ″ of the working chambers 30 are formed by the sealing strips 70, 72 arranged on the piston 22 sealed against each other. For this purpose, the pistons 22 each have an axially parallel, radially open outer groove 88 on their peripheral surfaces 86 facing the outer wall 24 of the rotor 18, and on their end faces 90 facing the inner surfaces of the end face parts 26, 28 each have a radial, axially open one Side groove 92 which open into the outer groove 88 at their radially outer ends. The sealing strips 70, 72, which each consist of two separate sealing strips 94, 96, 98, 100, which are aligned in parallel to one another and in pairs on broad side surfaces, overlap one another in the mouth region between side grooves 92 and outer groove 88. While those arranged in the outer groove 88 Sealing strips 94, 96 are of equal length and are displaced in the longitudinal direction relative to one another, the sealing strips 98, 100 arranged in the side grooves 92 are of different lengths. As a result, two sealing strips 94 and 96 or 96 and 100 lie tightly against one another at an overlap area in the mouth region between side grooves 92 and outer groove 88. The overlap area is aligned parallel to the radial plane spanned by the sealing strips 70, 72 and extending through the axis of rotation of the hub 20.
Zwischen den Wellenfedern 80 bzw. 82 und den Dicht¬ streifen 94,96 bzw. 98,100 sind Füllstücke 102,104,106 aus Stahl-Grauguß mit rechteckigem Querschnitt angeord¬ net. Die Wellenfedern 80,82 sind so gebogen oder abge¬ längt, daß sie mit ihren Stirnseiten gegen die dem Nut¬ grund zugewandte Breitseitenfläche des im Überlappungs¬ bereich der Dichtleisten 70,72 als Winkelstück ausge- bildeten Füllstücks 104 anliegen.Filling pieces 102, 104, 106 made of cast steel with a rectangular cross section are arranged between the wave springs 80 and 82 and the sealing strips 94, 96 and 98, 100, respectively. The wave springs 80, 82 are bent or cut to length so that their end faces extend as an angle piece against the broad side surface of the sealing strips 70, 72 facing the groove base in the overlapping area. Form filler 104 abut.
Die in Fig. 5 dargestellten, in eine Seiteπnut 92 eines Kolbens 22 eingesetzten Dichtstreifen 98,100 sind an ihren, der gegenüberliegenden Rotorinnenfläche 108 zu¬ gewandten, die Gleit- und Dichtfläche bildenden Schmal¬ seitenflächen 109 im Querschnitt so ballig ausgebildet, daß sie gemeinsam mit der Rotorinnenfläche 108 einen Längskanal 110 begrenzen, der über Schmierbohruπgen 112 in den Stirnseitenflächen 114 der Nabe 20 mit Schmieröl beaufschlagbar ist.The sealing strips 98, 100 shown in FIG. 5, inserted into a side groove 92 of a piston 22, are so convex in cross-section on their narrow side surfaces 109 facing the opposite rotor inner surface 108 that they form the sliding and sealing surface that they together with the Rotor inner surface 108 delimit a longitudinal channel 110 which can be acted upon with lubricating oil via lubrication bores 112 in the end face surfaces 114 of the hub 20.
Die einander benachbarten Arbeitskammern 30 werden durch die in die teilzylindrischen U fangsflächen 12 und die Stirnseitenflächen 114 der Nabe 20 eingesetzten Dicht¬ leisten 74 und 76 gegeneinander abgedichtet. Die Nabe 20 weist dazu jeweils in der Mitte zwischen zwei Kolben 22 eine achsparallel ausgerichtete, radial offene Außen¬ nut 116 und zwei radial verlaufende, an ihren radial außenliegenden Enden in die Außennut 116 mündende, zu den Innenflächen der Stirnseitenteile 26,28 hin offene kurze Seiteπnuten 118 auf. Die Dichtleisten 74 sind in ihrer Längserstreckuπg etwas kürzer als die zugehörigen Außennuten 116 und mit keilförmig abgeschrägten, in Richtung Nutgrund weisenden Stirnflächen 120 versehen. Die in den Seitennuten 118 angeordneten Dichtleisten 76 sind abgewinkelt ausgebildet und greifen in die Außen¬ nut 116 ein, wo sie mit ihren abgeschrägten Stirnseiten¬ flächen 122 gegen die schrägen Stirnflächen 120 der Dichtleisten 74 anliegen. Die stirnseitigen Enden der Wellenfeder 84 sind so gebogen, daß sie gegen die Innen¬ kante der abgewinkelten Dichtleisteπ 76 anliegen.The mutually adjacent working chambers 30 are sealed off from one another by the sealing strips 74 and 76 inserted into the partially cylindrical U-shaped surfaces 12 and the end faces 114 of the hub 20. For this purpose, the hub 20 has, in the middle between two pistons 22, an axially parallel, radially open outer groove 116 and two radially running, short, open ends at the radially outer ends of the outer groove 116 and open towards the inner surfaces of the end face parts 26, 28 Side grooves 118. The sealing strips 74 are somewhat shorter in their longitudinal extension than the associated external grooves 116 and are provided with wedge-shaped bevelled end faces 120 pointing in the direction of the groove base. The sealing strips 76 arranged in the side grooves 118 are angled and engage in the outer groove 116, where they lie with their beveled end faces 122 against the inclined end faces 120 of the sealing strips 74. The front ends of the Wave springs 84 are bent so that they bear against the inner edge of the angled sealing strip 76.
Die in den Seitennuten 92,118 angeordneten Dichtleisten 72, 76 liegen mit ihren radial inneren Enden stirnsei¬ tig gegen jeweils einen in eine achsparallele Bohrung 124 der Nabenstirπflache 114 eingesetzten Zylinderbol¬ zen 126 dichtend an. Die Bohrungen 124 sind gleichzei¬ tig Eckpunkte eines aus acht axial offenen Längsnuten 130 bestehenden Nutenpolygons 128. In das Nutenpolygon 128 sind langgestreckte, unter der Einwirkung einer Feder mit ihrer Längsseitenfläche axial gegen die In¬ nenfläche des jeweils benachbarten Stirnseitenteils 26,28 anliegende, die Arbeitskammern 30 an den Stirn¬ seitenflächen 114 der Nabe 20 gegenüber dem Gehäuse 10 abdichtende keramische Dichtleisten 78 angeordnet. Die Zylinderbolzen 126 greifen über den Nutgrund der Seiten- πuten 92,118 und der Längsnuten 130 hinaus in die Zy¬ linderbohrungen 124 ein, so daß außerdem die auf die Eckpunkte des Nutenpolygons 128 stoßenden Nuten gegen¬ einander abgedichtet sind.The sealing strips 72, 76 arranged in the side grooves 92, 118 lie with their radially inner ends sealingly against a respective cylinder bolt 126 inserted into an axially parallel bore 124 of the hub end face 114. The bores 124 are at the same time corner points of a slot polygon 128 consisting of eight axially open longitudinal slots 130. Elongated slots are in the slot polygon 128, under the action of a spring with their longitudinal side surface axially against the inner surface of the adjacent end face part 26, 28, which Working chambers 30 on the end faces 114 of the hub 20 with respect to the housing 10 sealing ceramic sealing strips 78 are arranged. The cylinder bolts 126 engage in the cylinder bores 124 beyond the groove base of the side grooves 92, 118 and the longitudinal grooves 130, so that, in addition, the grooves abutting the corner points of the groove polygon 128 are sealed off from one another.
Bei dem in Fig. 7 und 8 gezeigten, gegenüber Fig. 3 abgewandelten Ausführungsbeispiel greifen die in die Außennut 88 und die Seitennuten 92 eingesetzten Dicht¬ leisten 70,72 mit ihren Enden in eine zu den Nuten 88 bzw. 92 offene Schlitzaussparung eines Bolzens 142 ein, der in eine die Außennut 88 und die benachbarte Seiten¬ nut 92 gemeinsam anschneidende Schrägbohrung 140 einge¬ setzt ist. Der Bolzen 142 kann entweder einstückig oder zweistückig ausgebildet sein, wobei im letzteren Falle die beiden Bolzenhälften die Schlitzaussparuπg begren¬ zen. Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, weist der Bolzen 142 eine parallel zur Längserstreckung der Seitennuten 92 abgeschrägte und mit deren Außenkante im wesentlichen fluchtende Stirnfläche 144 auf. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 7 and 8 and modified compared to FIG. 3, the ends of the sealing strips 70, 72 inserted into the outer groove 88 and the side grooves 92 engage in a slot recess of a bolt 142 that is open to the grooves 88 and 92, respectively one which is inserted into an inclined bore 140 which jointly cuts the outer groove 88 and the adjacent side groove 92. The bolt 142 can be formed either in one piece or in two pieces, in the latter case the two pin halves limit the slot recess. As can be seen from FIG. 8, the bolt 142 has an end face 144 which is chamfered parallel to the longitudinal extent of the side grooves 92 and is essentially flush with the outer edge thereof.

Claims

Patentansprüche Claims
Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse (10), mit einem innerhalb des Gehäuses (10) mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Rotor (18), mit mehreren im Winkelab¬ stand voneinander radial über eine mit ungleichför¬ miger Geschwindigkeit konzentrisch zum Rotor umlau¬ fende Nabe (20) starr überstehenden, in Arbeitskam¬ mern (30) innerhalb des Rotors (18) eingreifenden und über mindestens ein Kurbelgetriebe mit dem Ro¬ tor (18) gekoppelten Kolben (22) , wobei die Arbeits¬ kammern (30) rotorseitig durch eine Außenwand (24) und zwei einander gegenüberliegende Stirnseitentei¬ le (26,28) begrenzt sind, und wobei die Kolben (22) unter Zweiteilung der Arbeitskammern (30) radial und axial gegenüber dem Rotor (18) abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (22) eine achsparallel verlaufende, radial offene Außennut (88) und zwei radial verlaufende, an ihren radial außenliegenden Enden in die Außennut (88) mündende, nach entgegengesetzten Stirnseiten axial offene Seitennuten (92) aufweist, und daß in der Außennut (88) eine langgestreckte, unter der Einwirkung einer Feder (80) mit ihrer einen, eine Gleit- und Dicht¬ fläche bildenden Längsseitenfläche radial gegen ei¬ ne teilzylindrische Innenfläche der Außenwand (24) anliegende, als Radialdichtung wirkende keramische Dichtleiste (70) und in den Seitennuten (92) je eine langgestreckte, unter der Einwirkung einer Feder (82) mit ihrer einen, eine Gleit-und Dicht¬ fläche bildenden Längsseitenfläche axial gegen eine Innenfläche des benachbarten Stirnseitenteils (26, 28) anliegende, als Axialdichtung wirkende kerami¬ sche Dichtleiste (72) angeordnet sind.Rotary piston internal combustion engine with a cylindrical housing (10), with a rotor (18) rotating within the housing (10) at a uniform speed, with several at an angular distance from one another radially via a hub (20 ) rigidly projecting pistons (22) engaging in working chambers (30) within the rotor (18) and coupled to the rotor (18) via at least one crank mechanism, the working chambers (30) being rotor-side through an outer wall ( 24) and two mutually opposite end face parts (26, 28) are limited, and wherein the pistons (22) are sealed radially and axially with respect to the rotor (18) while the working chambers (30) are divided, characterized in that each piston ( 22) an axially parallel, radially open outer groove (88) and two radially extending, at their radially outer ends opening into the outer groove (88), according to e nt opposite end faces axially open side grooves (92), and that in the outer groove (88) an elongated, under the action of a spring (80) with its one, forming a sliding and sealing surface longitudinal side surface radially against a partially cylindrical inner surface of the Ceramic sealing strip (70) adjacent to the outer wall (24), acting as a radial seal, and an elongated one in the side grooves (92) under the action of a Spring (82) is arranged with its one longitudinal side surface forming a sliding and sealing surface axially against an inner surface of the adjacent end face part (26, 28) and acting as an axial seal, ceramic sealing strip (72).
Rotationskolbenverbreππungskraftmaschine mit einem zylindrischen Gehäuse (10) , mit einem innerhalb des Gehäuses (10) mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufenden Rotor (18), mit mehreren im Winkelab¬ stand voneinander radial über eine mit ungleichför¬ miger Geschwindigkeit konzentrisch zum Rotor (18) umlaufende Nabe (20) starr überstehenden, in Ar¬ beitskammern (30) innerhalb des Rotors (18) ein¬ greifenden und über mindestens ein Kurbelgetriebe mit dem Rotor (18) gekoppelten Kolben (22) , wobei die Arbeitskammern (30) rotorseitig durch eine Au¬ ßenwand (24), durch von der Außenwand (24) nach innen weisende Rippen (32) und durch zwei einander gegenüberliegende Stirnseitenteile (26,28) begrenzt sind, und wobei die Kolben (22) unter Zweiteilung der Arbeitskammern (30) radial und axial gegenüber dem Rotor (18) abgedichtet sind, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (20) im Bereich zwischen zwei Kolben (22) jeweils eine achsparallel verlaufende, radial offene Außen¬ nut (116) und zwei radial verlaufende, an ihren ra¬ dial außenliegeπden Enden in die Außennut (116) mündende, nach entgegengesetzten Stirnseiten axial offene Seiteπnuten (118) aufweist, und daß in der Außennut (116) eine langgestreckte, unter der Ein- Wirkung einer Feder (84) mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtfläche bildenden Längsseitenfläche radial gegen eine teilzylindrische Innenfläche einer der Rippen (32) anliegende, als Radialdichtung wir¬ kende keramische Dichtleiste (74) und in den Seiten¬ nuten (118) je eine, unter der Einwirkung einer Feder mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtfläche bildenden Längsseitenfläche axial gegen eine Innen¬ fläche des benachbarten Stirnseitenteils (26,28) anliegende, als Axialdichtung wirkende keramische Dichtleiste (76) angeordnet sind.Rotary piston locking engine with a cylindrical housing (10), with a rotor (18) rotating within the housing (10) at a uniform speed, with several at an angular distance from one another radially via a hub rotating at a non-uniform speed concentrically to the rotor (18) ( 20) rigidly projecting pistons (22) engaging in working chambers (30) within the rotor (18) and coupled to the rotor (18) via at least one crank mechanism, the working chambers (30) on the rotor side through an outer wall (24), are delimited by ribs (32) pointing inwards from the outer wall (24) and by two mutually opposite end face parts (26, 28), and the pistons (22) are radially and axially opposed while the working chambers (30) are divided the rotor (18) are sealed, in particular according to claim 1, characterized in that the hub (20) in the area between two pistons (22) is axially parallel Fende, radially open outer groove (116) and two radially extending, at their rad¬ dial outer lying ends in the outer groove (116), facing opposite end faces axially open side grooves (118), and that in the outer groove (116) elongated, under the Effect of a spring (84) with its one longitudinal side surface forming a sliding and sealing surface radially against a partially cylindrical inner surface of one of the ribs (32), acting as a radial sealing ceramic sealing strip (74) and in each of the side grooves (118) a ceramic sealing strip (76) which acts as an axial seal and which acts axially against an inner surface of the adjacent end face part (26, 28) is arranged under the action of a spring with its one longitudinal side surface forming a sliding and sealing surface.
3. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach An¬ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichtleisten (70,72;74,76) an ihren einander zugewandten Enden gegenseitig flächig überlappen.3. Rotary piston internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing strips (70, 72; 74, 76) overlap one another at their mutually facing ends.
4. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Außennut (88;116) und die in den zuge¬ hörigen Seitennuten (92;118) angeordneten Dicht¬ leisten (70,72) eine Ebene, vorzugsweise eine durch die Drehachse der Nabe (20) verlaufende Radialebene aufspannen.4. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the outer groove (88; 116) and in the associated side grooves (92; 118) arranged sealing strips (70, 72) one plane, preferably clamp a radial plane through the axis of rotation of the hub (20).
5. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappungsflächen zwischen den Dichtleisten (70,72) parallel zu der durch die Dichtleisten (70, 72) aufgespannten Ebene ausgerichtet . sind. 5. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the overlap surfaces between the sealing strips (70, 72) are aligned parallel to the plane spanned by the sealing strips (70, 72). are.
Rotationskolbeπverbrenπungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (70,72) im Überlappuπgsbereich sich jeweils mit halber Wandstärke zu der in den übrigen Bereichen vorhandenen vollen Wandstärke er¬ gänzen. Rotationskolbeπverbrenπungskraftmaschine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing strips (70,72) in the overlap area each add half the wall thickness to the full wall thickness available in the other areas.
Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (70,72) aus zwei getrennten, par¬ allel zueinander angeordneten, an Breitseitenflä¬ chen paarweise gegeneinander anliegenden, langge¬ streckten keramischen Dichtstreifen (94,96,98,100) zusammengesetzt und so in die Außennut (88;116) bzw. Seitennuten (92;118) eingesetzt sind, daß sie mit ihrer der anlageseitigen Breitseitenfläche ge¬ genüberliegenden freien Breitseitenfläche an den einander gegenüberliegenden Nutenflanken anliegen und mit ihren nach dem Nutenäußeren weisenden Schmal¬ seitenflächen eine gemeinsame, gegen die benachbar¬ te Innenfläche des Rotors anliegende Gleit- und Dichtfläche bilden.Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sealing strips (70, 72) consist of two separate, elongated ceramic sealing strips (94, 96, 98, 100) arranged in parallel to one another and in pairs lying against one another on broad sides. assembled and inserted into the outer groove (88; 116) or side grooves (92; 118) in such a way that with their free broad side surface opposite the system-side broad side surface they abut the mutually opposite groove flanks and with their narrow side surfaces facing the outside of the groove form a common sliding and sealing surface bearing against the adjacent inner surface of the rotor.
Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach An¬ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Außennut (88;116) angeordneten Dichtstreifen (94, 96) gleichlang ausgebildet und unter Bildung der endseitigen Überlappungsflächen in Längsrichtung gegeneinander verschoben sind. Rotary piston internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the sealing strips (94, 96) arranged in the outer groove (88; 116) are of equal length and are displaced in the longitudinal direction against one another to form the end overlap surfaces.
9. Rotationskolbenverbreπnungskraftmaschine nach An¬ spruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Seitennuten (92;118) angeordneten Dichtstreifen (98,100) zur Bildung der radial außenliegenden end¬ seitigen Überlappungsfläche unterschiedlich lang ausgebildet sind.9. Rotationskolbenverbreπnungskraftmaschine according to claim 7 or 8, characterized in that the sealing strips (98, 100) arranged in the side grooves (92; 118) are of different lengths to form the radially outer end-side overlap surface.
10. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstreifen (98,100) an ihren die Gleit- und Dichtfläche bildenden Schmalseitenflächen (109) im Querschnitt so ballig ausgebildet sind, daß sie gemeinsam mit der benachbarten Innenfläche (108) des Rotors (18) einen mit Schmieröl beaufschlag¬ baren Längskanal (110) begrenzen.10. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 7 to 9, characterized in that the sealing strips (98,100) on their narrow side surfaces forming the sliding and sealing surface (109) are so convex in cross section that they together with the adjacent inner surface (108) of the Limit the rotor (18) a longitudinal channel (110) which can be loaded with lubricating oil.
11. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtleisten (70,72) und der im Nuten¬ grund angeordneten Feder (80,82) mindestens ein Füllstück (102,104,106) mit rechteckigem Quer¬ schnitt angeordnet ist.11. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one filler (102, 104, 106) with a rectangular cross-section is arranged between the sealing strips (70, 72) and the spring (80, 82) arranged in the groove base.
12. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach An¬ spruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Füll¬ stück (104) im Überlappungsbereich der Dichtleisten (70,72) als Winkelstück ausgebildet ist.12. Rotary piston internal combustion engine according to claim 11, characterized in that the filler piece (104) is designed as an angle piece in the overlap region of the sealing strips (70, 72).
13. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach An¬ spruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (102,104,106) aus Metall, vorzugsweise aus Stahl-Grauguß besteht.13. Rotary piston internal combustion engine according to claim 11 or 12, characterized in that the filler (102, 104, 106) is made of metal, preferably made of cast steel.
14. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Außennut (116) und in den in die Außen¬ nut (116) mündenden Seitennuten (118) angeordneten Dichtleisten (74,76) keilförmig abgeschrägte, einan¬ der überlappende und paarweise gegeneinander anlie¬ gende Stirnflächen (120,122) aufweisen.14. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the outer groove (116) and in the outer groove (116) opening side grooves (118) arranged sealing strips (74,76) wedge-shaped beveled, einan¬ which have overlapping end faces (120, 122) lying against one another in pairs.
15. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschiπe nach An¬ spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Seitennuten (118) angeordneten Dichtleisten (76) an ihren radial außenliegenden Enden abgewinkelt sind und in die Außennut (116) eingreifen.15. Rotary piston internal combustion engine according to claim 14, characterized in that the sealing strips (76) arranged in the side grooves (118) are angled at their radially outer ends and engage in the outer groove (116).
16. Rotatioπskolbenverbrennungskraftmaschine nach An¬ spruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als in der Außennut (116) angeordnete Wellenfeder (84) ausgebildet ist und daß die stirnseitigen En¬ den der Wellenfeder (84) gegen die Innenkante des abgewinkelten Teils der in den Seitennuten (118) angeordneten Dichtleisten (76) anliegen.16. Rotatioπskolbenverbrennkraftkraftmaschine according to An¬ claim 15, characterized in that the spring is designed as in the outer groove (116) arranged wave spring (84) and that the front ends of the wave spring (84) against the inner edge of the angled part of the in Side grooves (118) arranged sealing strips (76) abut.
17. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Stirnflächen (120) der in der Außen¬ nut (116) angeordneten Dichtleisten (74) in Rich¬ tung Nutengrund weisen. 17. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 13 to 16, characterized in that the oblique end faces (120) of the sealing strips (74) arranged in the outer groove (116) point in the direction of the groove base.
18. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (70,72,74,76,78) oder Dichtstrei¬ fen (94,96,98,100) aus Siliciumcarbid oder Siliciu - nitrid bestehen.18, rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 17, characterized in that the sealing strips (70,72,74,76,78) or Dichtstrei¬ fen (94,96,98,100) consist of silicon carbide or silicon nitride.
19. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als auf dem Nutengrund abgestützte, sich über die jeweilige Nutenlänge erstreckende Wellen¬ feder (80,82,84) ausgebildet ist.19. A rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 18, characterized in that the spring is designed as a wave spring (80, 82, 84) supported on the base of the groove and extending over the respective length of the groove.
20. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisteπ (70,72,74,76,78) zusätzlich unter der Einwirkung des in einer von zwei benachbarten Arbeitskammern (30) bzw. des in einem von zwei Teil¬ bereichen (30',30'') einer Arbeitskammer (30) herr¬ schenden Überdrucks gegen die betreffende Rotorin¬ nenfläche und/oder die unterdruckseitige Nutenflan¬ ke aπdrückbar sind.20. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 19, characterized in that the sealing strip (70, 72, 74, 76, 78) additionally under the action of in one of two adjacent working chambers (30) or in one of two parts ¬ areas (30 ', 30' ') of a working chamber (30) prevailing overpressure against the relevant rotor inner surface and / or the vacuum-side groove flank can be pressed.
21. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (114) der Nabe (20) mindestens vier, vorzugsweise acht, nach Art eines zur Dreh¬ achse der Nabe (20) konzentrischen Polygons ange¬ ordnete, axial offene Längsnuten (130) aufweisen, in denen je eine langgestreckte, unter der Einwir¬ kung einer Feder mit ihrer einen, eine Gleit- und Dichtfläche bildenden Längsseitenfläche axial gegen die benachbarte Innenfläche eines der Stirnseiten¬ teile (26,28) anliegende, als Axialdichtung wirken¬ de keramische Dichtleiste (78) angeordnet ist.21. Rotary piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 20, characterized in that the end faces (114) of the hub (20) at least four, preferably eight, arranged in the manner of a to the axis of rotation of the hub (20) concentric polygons, axially have open longitudinal grooves (130), in each of which an elongated axial side, under the action of a spring, with its one longitudinal side surface forming a sliding and sealing surface the adjacent inner surface of one of the end face parts (26, 28), which acts as an axial seal and acts as a ceramic sealing strip (78).
22. Rotationskolbenverbreπnungskraftmaschine nach An¬ spruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Längsnuten (130) des Polygons und die in den Seiten- πuten (92,118) angeordneten Dichtleisten (78,72,76) stirnseitig gegen jeweils einen in eine die betref¬ fenden Nuten (130,92,118) gemeinsam anschneidende achsparallele Bohrung (124) der Nabenstirπflache (114) eingesetzten Zylinderbolzen (126) dichtend anliegen .22. Rotationskolbenverbreπnungskraftmaschine according to An¬ claim 21, characterized in that in the longitudinal grooves (130) of the polygon and in the side π grooves (92,118) arranged sealing strips (78,72,76) on the end against one in each one of the subject Fitting grooves (130,92,118) jointly cutting axially parallel bore (124) of the hub face (114) inserted cylinder bolt (126) sealingly.
23. Rotationskolbenverbrennungskraftmaschine nach An¬ spruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine die Außen¬ nut (88;116) und die Seitennuten (92;118) an ihren einander zugewandten Enden gemeinsam anschneidende, zur Längserstreckung der Dichtleisten schräge Boh¬ rung (140) und einen in die schräge Bohrung (140) eingesetzten, mindestens eine zur benachbarten Außen- und/oder Seitennut offene Schlitzaussparung zur Aufnahme eines stirnseitigen Endes der Dichtleisten (70,72; 74,76) aufweisenden Bolzen (142).23. Rotary piston internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by a bore (140) that cuts the outer groove (88; 116) and the side grooves (92; 118) together at their mutually facing ends and is oblique to the longitudinal extent of the sealing strips. and a bolt (142) which is inserted into the oblique bore (140) and has at least one slot cutout which is open to the adjacent outer and / or side groove for receiving an end face of the sealing strips (70, 72; 74, 76).
24. Rotationskolbenverbrennuπgskraftmaschine nach An¬ spruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (142) aus zwei die Schlitzaussparung begrenzenden Bolzenhälften besteht. 24. Rotationskolbenverbrennuπgskraftmaschine according An Anspruch 23, characterized in that the bolt (142) consists of two pin halves delimiting the slot recess.
25. Rotationskolbenverbreππungskraftmaschine nach An¬ spruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der25. Rotationskolbenverbreππungskraftmaschine according to An¬ claim 23 or 24, characterized in that the
Bolzen eine parallel zur Längserstreckuπg der Sei¬ tennuten (72;76) abgeschrägte und mit deren Außen¬ kante im wesentlichen fluchtende Stirnfläche (144) aufweist. Bolt has a tapered face (144) parallel to the longitudinal extent of the side grooves (72; 76) and with its outer edge essentially aligned.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100510939B1 (en) * 2000-07-21 2005-08-30 김경환 Rotary engine
WO2007132069A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-22 Mrcc Industries Sas Sealing segments for rotary piston engines
WO2010089030A3 (en) * 2009-02-04 2011-10-20 Helmut Porod Rotary piston internal combustion engine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003095800A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-20 Michael Rechberger Rotary piston internal combustion engine with an improved combustion process
JP2012067650A (en) * 2010-09-22 2012-04-05 Hiroaki Kaneko Cat and mouse type rotary engine, and energy exchange system
RU2738814C1 (en) * 2020-06-25 2020-12-17 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ End seal of rotary-piston internal combustion engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1386741A (en) * 1972-06-07 1975-03-12 Nissan Motor Slide sealing arrangements in rotors for rotary internal combustion engines of the wankel type
DE2544662A1 (en) * 1975-10-06 1977-04-14 Bekama Ag Rotary piston engines sealing equipment - iisss used with rectangular piston profile, and seal groove is of X:section
US4125399A (en) * 1976-08-31 1978-11-14 Toyo Kogyo Co., Ltd. Apex seals for rotary piston engines
US4738602A (en) * 1985-12-06 1988-04-19 Mazda Motor Corporation Method for manufacturing an apex seal for a rotary piston engine using high energy heating radiation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE107810C (en) *
DE1894947U (en) * 1963-05-31 1964-06-18 Goetzewerke RADIAL SEAL OF MULTI-RECTANGULAR PISTON IN ROTARY OR CIRCULAR PISTON INTERNAL ENGINEERING MACHINERY.
DE2006642B2 (en) * 1970-02-13 1974-07-25 Secretary Of State For Defence Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland, London Rotary piston engine - with silicon nitride ceramic piston seals
DE3006940C2 (en) * 1980-02-25 1983-01-27 Sabet, Huschang, Dipl-.Ing., 7000 Stuttgart Center-axis rotary piston internal combustion engine
JPS6120541A (en) * 1984-07-05 1986-01-29 株式会社島津製作所 Correction of strain of nuclear magnetic resonance image by breathing quickening
NL8403627A (en) * 1984-11-29 1986-06-16 Philips Nv METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING A NUCLEAR MAGNETIZATION DISTRIBUTION IN PART OF A BODY.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1386741A (en) * 1972-06-07 1975-03-12 Nissan Motor Slide sealing arrangements in rotors for rotary internal combustion engines of the wankel type
DE2544662A1 (en) * 1975-10-06 1977-04-14 Bekama Ag Rotary piston engines sealing equipment - iisss used with rectangular piston profile, and seal groove is of X:section
US4125399A (en) * 1976-08-31 1978-11-14 Toyo Kogyo Co., Ltd. Apex seals for rotary piston engines
US4738602A (en) * 1985-12-06 1988-04-19 Mazda Motor Corporation Method for manufacturing an apex seal for a rotary piston engine using high energy heating radiation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100510939B1 (en) * 2000-07-21 2005-08-30 김경환 Rotary engine
WO2007132069A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-22 Mrcc Industries Sas Sealing segments for rotary piston engines
WO2010089030A3 (en) * 2009-02-04 2011-10-20 Helmut Porod Rotary piston internal combustion engine
DE102009008205B4 (en) * 2009-02-04 2012-11-08 Helmut Porod Rotary piston internal combustion engine

Also Published As

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DE4039300A1 (en) 1991-07-25
JPH05505224A (en) 1993-08-05
DE4039300C2 (en) 1996-07-11

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