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DE102004028174A1 - Kolben für eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Kolben für eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine Download PDF

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DE102004028174A1
DE102004028174A1 DE102004028174A DE102004028174A DE102004028174A1 DE 102004028174 A1 DE102004028174 A1 DE 102004028174A1 DE 102004028174 A DE102004028174 A DE 102004028174A DE 102004028174 A DE102004028174 A DE 102004028174A DE 102004028174 A1 DE102004028174 A1 DE 102004028174A1
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DE
Germany
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piston
side wall
housing
end side
driven
Prior art date
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DE102004028174A
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English (en)
Inventor
Wolfgang Baier
Dankwart Eiermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wankel SuperTec GmbH
Original Assignee
Wankel SuperTec GmbH
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Publication date
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Priority to US11/149,371 priority patent/US7491046B2/en
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
    • F01C1/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B2053/005Wankel engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B2730/00Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing
    • F02B2730/01Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with one or more pistons in the form of a disk or rotor rotating with relation to the housing; with annular working chamber
    • F02B2730/018Internal-combustion engines with pistons rotating or oscillating with relation to the housing with one or more pistons in the form of a disk or rotor rotating with relation to the housing; with annular working chamber with piston rotating around an axis passing through the gravity centre, this piston or the housing rotating at the same time around an axis parallel to the first axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Kreiskolbenbrennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Arbeitseinheit, die im Wesentlichen ein Mantelgehäuse, eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebseitige Seitenscheibe, einen dreieckigen Kolben und eine Exzenterwelle umfasst, wobei der Kolben aus mehreren Teilen besteht, die miteinander verbunden sind. Diese Verbindung wird durch eine Schweißung nach dem Elektronenstrahl-Schweißverfahren unter Vakuum hergestellt, was bei Einhaltung besonderer Bedingungen hervorragende Ergebnisse bringt. Vorzugsweise wird eine endseitige und eine abtriebseitige Seitenwand mit einem Kolbengehäuse verschweißt, wodurch sich Qualitätsvorteile beim Schweißen und Ersparnisse beim Gießen des Kolbens durch vereinfachte Gestaltung der Gießformen und der Wahl der Konturen ergeben.

Description

  • Die Anmeldung betrifft eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Arbeitseinheit, die im Wesentlichen ein Mantelgehäuse, eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebseitige Seitenscheibe, einen dreieckigen Kolben und eine Exzenterwelle umfasst, wobei der Kolben im Mantelgehäuse unter Bildung dreier durch Ecken des Kolbens von einander getrennter Arbeitsräume umläuft, wobei diese Arbeitsräume durch im Kolben angeordnete Dichtleisten, Bogenleisten und Dichtbolzen gegeneinander abgedichtet werden und wobei im Innern des Kolbens eine Vielzahl von ölführenden Profilen und Rippen angeordnet sind.
  • Aus dem Deutschen Patent DE 37 28 943 C2 ist ein Kolben für eine Rotationskolbenmaschine bekannt geworden, der in einer trochoidenförmigen Laufbahn zwischen zwei Seitenwänden umläuft und mit den Dichtleisten an den drei Ecken immer mit der trochoidenförmigen Laufbahn in Berührung ist, wobei der Kolben in einer radialen Ebene in zwei Teile geteilt ist und Mittel vorgesehen sind, um diese Teile mit radial äußeren Kanten der Kolbenflanken bildenden Stegen an den Seitenwänden anzupressen sowie eine den Spaltraum zwischen diesen Teilen nach radial innen abschließende elastisch verformbare Ringdichtung an zu ordnen. Diese Mitte! bestehen aus drei Führungsbolzen, die in beiden Teilen des Kolbens in untereinander fluchtenden achsparallelen Bohrungen gleitend angeordnet sind und daher eine durch Federkraft erzeugte Verschiebung der Teile nach außen gegen die Seitenwände erlauben. Die Ringdichtung ist umlaufend und dichtet den Innenraum des Kolbens gegen den Verbrennungsdruck ab.
  • Dem gegenüber wird ein Kolben vorgeschlagen, der aus mehreren Teilen deshalb bestehen soll, weil es sich beim herkömmlichen in einem Stück gegossenen Kolben um ein kompliziertes Gußteil handelt, das hohe Anforderungen an die Gießtechnik stellt und hohe Kosten verursacht. Der Kolben soll in Kreiskolbenbrennkraftmaschinen, die sowohl nach dem Otto – und/oder Dieselprinzip arbeiten, mit Ölkühlung innen und mit Luft- oder Wasserkühlung außeneinsetzbar sein, wobei die Kreiskolbenbrennkraftmaschinen eine oder auch mehrere Arbeitseinheiten mit hohen Arbeitsdrücken aufweisen können.
  • Es wird zunächst eine erste Variante eines mehrteiligen Kolbens beschrieben, der aus einem Kolbengehäuse, einer endseitigen Seitenwand und einer abtriebseitigen Seitenwand besteht. Hier weist das Kolbengehäuse Ölführungsprofile, Rippen und ein Ringelement auf, die im herkömmlichen Kolben ebenfalls vorhanden sind, dort aber wesentlich schwieriger her zu stellen sind, weil die Seitenwände eine einfache Gestaltung der Gießformen verhindern. Vielmehr müssen die durch die Rippen unterbrochenen und durch das Ringelement nach innen abgedeckten Hohlräume durch eine Vielzahl von Kernen mit entsprechend vielen Kernmarken dar gestellt werden, wobei wegen den hohen Anforderungen an die Genauigkeit zusätzlich mit einer hohen Ausschussquote zu rechnen ist. Bei der vorgeschlagene Variante kommt man beim Gießen des Kolbengehäuses ohne Kerne aus, was aber bedeutet, dass die separat gefertigte endseitige Seitenwand sowie die ebenfalls separat gefertigte abtriebseitige Seitenwand mit dem Kolbengehäuse verbunden werden müssen. Hierzu wird vorgeschlagen, das Kolbengehäuse durch beidseitiges Planen mit einer endseitigen und einer abtriebseitigen Planfläche zu versehen. Ebenso wird die endseitige und die abtriebseitige Seitenwand ebenfalls geplant, zumindest dort, wo sie mit dem Kolbengehäuse in Berührung kommen sollen. Die Seitenwände bleiben auf den geplanten Flächen vorzugsweise noch unbearbeitet, um Dichtleistennuten, Bogenleistennuten und Dichtbolzenbohrungen dann ein zu arbeiten, wenn der Kolben zu einer Einheit geworden ist.
  • Um diese Einheit her zu stellen, wird vorgeschlagen, eine umlaufende Schweißung nach dem Elektronenstrahl – Schweißverfahren unter Vakuum an zu bringen, die von radial außen in den Ebenen der Planflächen erfolgen, wo die Seitenwände am Kolbengehäuse anliegen. Zur Erstellung einer einwandfreien Schweißnaht ist es erforderlich, die betreffenden Teile mit einer Vorrichtung zusammen zu spannen, sodass sie mit bearbeiteten Planflächen satt aneinander liegen, da die Schweißung im Vollmaterial mit möglichst gering ausgeprägten Spalten die besten Ergebnisse bringt. Es hat sich gezeigt, dass das Herstellungsverfahren für den Kolben dadurch noch rationalisiert werden kann, dass man beim Verschweißen der endseitigen Seitenwand und der abtriebseitigen Seitenwand mit dem Kolbengehäuse eine Mehrzahl dieser Elemente in Achsrichtung auffädelt und zusammen spannt, um so das für die Schweißung erzeugte Vakuum für möglichst viele Schweiß – Arbeitsgänge nutzen zu können. Nach jedem Werkstückwechsel muss nämlich ein neues Vakuum teuer und zeitaufwändig neu erzeugt werden.
  • Die Stärke der endseitigen Seitenwand und die der abtriebseitigen Seitenwand soll im Bereich ihrer Schweißung größer als die Tiefe einer Bogenleistennut und/oder einer Dichtbolzenbohrung sein, um zu vermeiden, dass der Verbrennungsdruck sich nicht über Spalten, die beim Bearbeiten der Vertiefungen für der Dichtelemente angeschnitten werden, von der Verbrennungskammer in das Innere des Kolbens fortsetzen kann.
  • Bei der zweiten Variante wird ein Kolben vorgeschlagen, dessen Kolbengehäuse an der Außenkontur des Kolbens die volle Breite des Kolbens aufweist, auf einer Fläche innerhalb der Bogenleistennuten aber endseitig für die Anordnung einer modifizierten endseitigen Seitenwand und abtriebseitig für die Anordnung einer modifizierten abtriebseitigen Seitenwand vertieft ist. Es sind also umlaufende Anlageflächen entstanden, die zu den Planflächen parallel sind und durch die Bogenleistennuten nach radial außen begrenzt sind.
  • Um aber bei der später erfolgenden Fertigbearbeitung des Kolbens Arbeitsgänge bei der Bearbeitung der Bogenleistennuten ein zu sparen, legt man die äußere umlaufende Kontur der Seitenwände mit den äußeren Flanken der Bogenleistennuten zusammen, die im Bereich der Dichtbolzen quer durch die Bolzenfläche verlaufen, wobei es hier in erster Linie auf die Realisierung geringer Spalten ankommt. Wenn der Nutgrund und die innere Flanke der Bogenleistennuten an die äußere Kontur der Seitenwände angefräst werden, kann dann später auf die Bearbeitung der Bogenleistennuten verzichtet werden.
  • Wie bereits gesagt, gelingt eine Schweißung nach dem Elektronenstrahl – Schweißverfahren um so besser, je weniger breit die zu verschweißenden Spaltöffnungen sind. Ebenso wichtig aber ist es für das Gelingen einer einwandfreien Schweißung, dass der Auslauf der Schweißnaht in solidem Material liegt, da sonst in der Schmelze der Schweißnaht Einschlüsse auftreten, die die Qualität und die Festigkeit der Verbindung beeiträchtigen können. Als Folgerung hieraus wird an den Seitenwänden neben einer ersten Kontur noch eine zweite Kontur angeordnet, die mit der umlaufenden Anlagefläche eine Stufe von 90° bildet. Schweißt man also ebenso wie bei der ersten Variante in der Ebene der umlaufenden Anlageflächen von außen durch solides Material am Kolbengehäuse in den Bereich der umlaufenden Anlageflächen hinein, so werden diese verschweißt und die Schweißung endet, wenn sie mit ausreichend großer Energie betrieben wird, im soliden Material der Seitenwände, nachdem sie die Stufe durchdrungen hat. Im Bereich der ersten Kontur und der zweiten Kontur braucht kein Presssitz angebracht zu sein, da Spalte, die rechtwinklig zur Schweißung hin verlaufen, keinen wesentlichen Einfluss auf die Bildung von Einschlüssen in der Schmelze der Schweißung haben. Die Schweißungen unter Vakuum gehen mit sehr geringen thermischen Verzügen einher, weshalb es möglich wird, die äußeren inneren Flanken der Bogenleistennuten vor zu fertigen. Unter bestimmten Konstruktionsbedingungen aber ist es geraten, beim Schweißen bogenleistenähnliche Distanzhalter in die Bogenleistennuten zu stecken, um die obere lichte Weite der Bogenleistennuten zu garantieren.
  • Es hat sich ferner gezeigt, dass Schweißungen nach dem Elektronenstrahl – Schweißverfahren unter Vakuum an Werkstücken nur geringe Verzüge verursachen, weshalb Arbeitsgänge bereits an Teilen ausgeführt werden können, die erst später verschweißt werden. Eine besonders vorteilhafte Rationalisierung des erfindungsgemäßen Kolbens ergibt sich demnach dadurch, dass an das Ringelement ein ringförmiger Ansatz einteilig angeformt wird, der die Außenmaße einer Hohlradverzahnung aufweist. Auch in der Variante 1 stellt dieser ringförmige Ansatz gusstechnisch kein Problem dar, da dort die gleichen Bedingungen vorherrschen wie in der Variante 2. Der geringen Verzüge wegen kann die Hohlradverzahnung in diesen ringförmigen Ansatz wahlweise vor oder nach der Verschweißung der Seitenwände angebracht werden, je nach dem, wie es besser in den Arbeitsablauf passt.
  • Als Variante drei wird ein Kolben vorgeschlagen, der ein Kolbengehäuse aufweist, das dem herkömmlichen Kolben hinsichtlich seiner erforderlichen Breite mit allen Vertiefungen für die Dichtelemente gleich, jedoch ohne Ringelement aus geführt ist. Dies hat zur Folge, dass die Ölführungsprofile und die Rippen nach radial innen offen sind und dass bei entsprechender Gestaltung dieser Elemente dieses Kolbengehäuse unter Zuhilfenahme nur eines einzigen Kernes herstellbar ist, auch wenn es sich hierbei um ein kompliziertes Teil handelt. Von Nachteil ist ferner, dass die auf einer Zylinderebene an zu ordnende Schweißung nur jeweils an den Rippen erfolgen kann, also immer nach jeder Rippe unterbrochen werden muss.
  • Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, einen Kolben für eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine zu schaffen, der durch Änderung des Herstellungsverfahrens kostengünstiger her zu stellen ist, aber keine verfahrensbedingten Änderungen oder funktionsbedingte Kompromisse in seinem Innern an Ölprofilen und/oder Rippen erforderlich macht und in der Festigkeit dem herkömmlichen Kolben zumindest gleichwertig ist oder ihn noch übertrifft.
  • Die Lösung der Aufgabe ist in den kennzeichnenden Teilen des Hauptanspruches, sowie der nebengeordneten Ansprüche 6 und 14 beschrieben. Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Anhand von mehreren Zeichnungen werden drei Varianten von mehrteiligen Kolben einer Kreiskolbenbrennkraftmaschine erläutert. Es zeigen
  • 1 eine endseitige Seitenwand, die mit einer abtriebseitigen Seitenwand baugleich ist, im Schnitt;
  • 2 ein Kolbengehäuse mit einer endseitigen Planfläche und einer abtriebseitigen Planfläche und einem Ringelement im Schnitt;
  • 3 eine endseitige Seitenwand mit einer Stufe, die mit einer abtriebseitigen Seitenwand baugleich ist, im Schnitt;
  • 4 ein Kolbengehäuse mit einer endseitig umlaufenden Planfläche und einer abtriebseitig umlaufenden Planfläche sowie mit einer Hohlradverzahnung am Ringelement im Schnitt;
  • 5 eine Verschweißung der endseitigen Seitenwand mit dem Kolbengehäuse aus den Elementen gemäß den 1 und 2 in einer Vergrößerung;
  • 6 die Elemente gemäß den 3 und 4 vor ihrer Verbindung in einer Vergrößerung;
  • 7 die Elemente gemäß 6 mit einer Verschweißung nach ihrer Zusammen führung in einer Vergrößerung;
  • 8 ein Kolbengehäuse mit einem Ringelement, das mit dem Kolbengehäuse über eine Mehrzahl von Rippen verbunden ist;
  • 9 eine Schweißung zwischen dem Ringelement und einer Rippe in einer Vergrößerung.
  • Gemäß 1 wird eine endseitige Seitenwand 3 mit einer endseitigen Planfläche 5 dargestellt, die baugleich mit einer abtriebseitigen Seitenwand 4 mit einer abtriebseitigen Planfläche 6 ist, wobei beide Seitenwände 3 und 4 außen eine Kolbenkontur 20 aufweisen. Die Seitenwände 3 und 4 sind als Halbzeug zur Herstellung eines Kolbens 1 für die Verschweißung mit einem Kolbengehäuse 2 gedacht, weshalb sie außer den Planflächen 5,6 und der Kolbenkontur 20 vorläufig keine weitere Bearbeitung aufweisen. Später werden die äußeren Planflächen am fertigen Kolben 1 und die Anordnung der Vertiefungen für die Dichtelemente fertig gestellt. Die Seitenwände 3 und 4 decken nun das Innere des Kolbens 1 zur Seite hin ab und lassen so die Ölführungsprofile 7 zusammen mit den Rippen 14 beim Betrieb der Kreiskolbenbrennkraftmaschine in ihrer Funktion wirksam werden.
  • Aus der 2 geht eine erste Variante eines Kolbengehäuses 2 hervor, das eine endseitige Planfläche 5 und eine abtriebseitige Planfläche 6 aufweist, an die die Seitenwände 3 und 4 angebracht und mit einander verspannt werden. Am äußeren Umfang verläuft die Kolbenkontur 20, die beim Verspannen mit den Seitenwänden 3 und 4 zur Deckung gebracht werden muss. Koaxial zur Mittellinie des Kolbens 1 verläuft ein Ringelement 13, welches als Lagerung für den Kolben 1 auf einer Exzenterwelle dient und einteilig mit dem Kolbengehäuse 2 über eine Vielzahl an Rippen 14 verbunden ist. Eine Schweißung 8 geht aus der Vergrößerung gemäß der 5 hervor, die das Material im Bereich der Planflächen 5,6 zusammen laufen lässt und die Einheit des Kolbens 1 herstellt. Nunmehr können, wie bereits erwähnt, die Bogenleistennuten 9 und die Dichtbolzenbohrungen 18 in die Seitenwände 3 und 4 in der herkömmlichen Weise ein gearbeitet werden.
  • Für eine zweite Variante eines Kolbens 1a wird in 3 eine Seitenwand 3a dar gestellt, die baugleich mit einer abtriebseitigen Seitenwand 4a ist, wobei beide Seitenwände 3a und 4a eine umlaufende Anlagefläche 6a aufweisen, die sich an eine umlaufende Anlagefläche 6b an einem Kolbengehäuse 2a anlegen lassen, wie aus der 4 hervorgeht. Durch die gemeinsame Betrachtung der Vergrößerungen gemäß den 6 und 7 wird deutlich, dass die Seitenwand 3a,4a außen von einer ersten Kontur 16 begrenzt wird, die mit einer äußeren Flanke 10 der Bogenleistennut 9 in dem Kolbengehäuse 2a zusammen fällt. Die vorgenannte umlaufende Anlagefläche 6a wird von einer zweiten Kontur 17 begrenzt und bildet eine rechtwinklige Stufe 15 aus, die äquidistant zu der ersten Kontur 16 verläuft. Die Seitenwand 3a kann jetzt in die beschriebene Position an dem Kolbengehäuse 2a angebracht werden.
  • Aus Ersparnisgründen wird äquidistant zur ersten Kontur 16 eine innere Flanke 11 angefräst, die zusammen mit einem senkrecht dazu verlaufenden Nutgrund 12 nach der Montage der Seitenwand 3a,4a exakt das Profil der Bogenleistennuten 9 ergeben. Eine Nacharbeit der Bogenleistennuten 9 kann entfallen, da eine Schweißung 8a wie bei der Variante 1 des Kolbens 1 von radial außen erfolgt. Diesmal aber erst durch solides Material, dann entlang den umlaufenden Anlageflächen 6a,6b und schließlich wieder in solides Material der Seitenwand 3a,4a, wo die Schweißung 8a ausläuft. Durch das Einarbeiten der Dichtbolzenbohrungen 18 wird ein einwandfreier Verlauf der Bogenleistennuten 9 dar gestellt.
  • Eine dritte Variante eines Kolbens 1b ergibt sich gemäß der 8 und einer Vergrößerung 9, die ein Kolbengehäuse 2b aufweist, das einem herkömmlichen Kolben bis auf ein Ringelement 13a gleicht, das in dieses Kolbengehäuse 2b erst eingeschweißt werden muss. Das Innere des Kolbengehäuses 2b mit seinen Ölführungsprofilen 7 ist bei dieser Variante nicht mehr nach den beiden Seiten offen, sondern nach radial innen, was den Modellbauern die Arbeit in so fern erleichtert, dass ein umlaufender Kern beim Gießen verwendet werden kann, dessen Herstellkosten geringer ist, als die der Menge an Rippen 14 entsprechende Anzahl von Kernen bei der Herstellung des herkömmlichen Kolbens. Eine Schweißung 8b verbindet jede Rippe 14 mit dem Ringelement 13a im Bereich einer umlaufenden Zylinderebene 19.
  • Die Variante 2 bietet gegenüber der Variante 1 den Vorteil der optimalen Schweißung 8a, des einfachen Zusammenfügens der Seitenwand 3a,4a und der Einsparung der Bearbeitung der Bogenleistennuten 9. Ebenso sind Vorteile der Variante 2 aus zu machen gegenüber der Variante 3, da die Qualität der Schweißung 8b möglicherweise nicht den Erfordernissen entspricht.
  • 1
    Kolben
    1a
    Kolben
    1b
    Kolben
    2
    Kolbengehäuse
    2a
    Kolbengehäuse
    2b
    Kolbengehäuse
    3
    endseitige Seitenwand
    3a
    endseitige Seitenwand
    4
    abtriebseitige Seitenwand
    4a
    abtriebseitige Seitenwand
    5
    endseitige Planfläche
    6
    abtriebseitige Planfläche
    6a
    umlaufende Anlagefläche
    6b
    umlaufende Anlagefläche
    7
    Ölführungsprofile
    8
    Schweißung
    8a
    Schweißung
    8b
    Schweißung
    9
    Bogenleistennut
    10
    äußere Flanke
    11
    innere Flanke
    12
    Nutgrund
    13
    Ringelement
    13a
    Ringelement
    14
    Rippe
    15
    Stufe
    16
    erste Kontur
    17
    zweite Kontur
    18
    Dichtbolzenbohrung
    19
    Zylinderebene
    20
    Kolbenkontur
    21
    ringförmiger Ansatz
    22
    Hohlradverzahnung

Claims (22)

  1. Kreiskolbenbrennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Arbeitseinheit, die im Wesentlichen ein Mantelgehäuse, eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebseitige Seitenscheibe, einen dreieckigen Kolben und eine Exzenterwelle umfasst, wobei der Kolben im Mantelgehäuse unter Bildung dreier durch Ecken des Kolbens von einander getrennter Arbeitsräume umläuft, wobei diese Arbeitsräume durch im Kolben angeordnete Dichtleisten, Bogenleisten und Dichtbolzen gegeneinander abgedichtet werden und wobei im Innern des Kolbens eine Vielzahl von ölführenden Profilen und Rippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) eine endseitige Seitenwand (3), eine abtriebsseitige Seitenwand (4) und ein Kolbengehäuse (2) aufweist, die mit einander verbunden sind.
  2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (2) mit der endseitigen Seitenwand (3) und der abtriebseitigen Seitenwand (4) verschweißt ist.
  3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (2) eine bearbeitete endseitige Planfläche (5) für die Anlage der endseitigen Seitenwand (3) und eine bearbeitete abtriebseitige Planfläche (6) für die Anlage der abtriebseitigen Seitenwand (4) aufweist.
  4. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der endseitigen Seitenwand (3) und die der abtriebseitigen Seitenwand (4) zumindest im Bereich ihrer Schweißung (8) größer als die Tiefe einer Dichtbolzenbohrung (18) ist.
  5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung (8) in einer Ebene parallel zu den Planflächen (3) und (4) von außen her erfolgt.
  6. Kreiskolbenbrennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Arbeitseinheit, die im Wesentlichen ein Mantelgehäuse, eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebseitige Seitenscheibe, einen dreieckigen Kolben und eine Exzenterwelle umfasst, wobei der Kolben im Mantelgehäuse unter Bildung dreier durch Ecken des Kolbens von einander getrennter Arbeitsräume umläuft, wobei diese Arbeitsräume durch im Kolben angeordnete Dichtleisten, Bogenleisten und Dichtbolzen gegeneinander abgedichtet werden und wobei im Innern des Kolbens eine Vielzahl von ölführenden Profilen und Rippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1a) eine endseitige Seitenwand (3a), eine abtriebsseitige Seitenwand (4a) und ein Kolbengehäuse (2a) aufweist, die mit einander verbunden sind.
  7. Kolben nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (2a) mit der endseitigen Seitenwand (3a) und der abtriebseitigen Seitenwand (4a) verschweißt ist.
  8. Kolben nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (2a) eine endseitige umlaufende Anlagefläche (6a) für die Anlage der endseitigen Seitenwand (3a) und eine abtriebseitige umlaufende Anlagefläche (6b) für die Anlage der abtriebseitigen Seitenwand (4a) aufweist.
  9. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der endseitigen Seitenwand (3a) und die der abtriebseitigen Seitenwand (4a) zumindest aber im Bereich ihrer Schweißung (8) größer als die Tiefe der Dichtbolzenbohrung (18) ist.
  10. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Kontur (16) der endseitigen Seitenwand (3a) und die der abtriebseitigen Seitenwand (4a) mit einer Kontur, die die äußeren Flanken (10) der Bogenleistennuten (9) beschreiben, identisch ist.
  11. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Kontur (16) der endseitigen Seitenwand (3a) und die der abtriebseitigen Seitenwand (4a) je eine Stufe (15) aufweist, die von der umlaufenden Anlagefläche (6a) und von einer äquidistant zur äußeren Kontur (16) umlaufenden zweiten Kontur (17) gebildet wird.
  12. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung (8a) in einer Ebene entlang den umlaufenden Anlageflächen (3a) und (4a) von außen her erfolgt.
  13. Kolben nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung (8a) das Kolbengehäuse "blind" durchdringt, die umlaufenden Anlageflächen (6a) an den Seitenwänden (3a,4a) mit den umlaufenden Anlageflächen (6b) am Kolbengehäuse (2a) verschweißt und im Material der endseitigen Seitenwand (3a) bzw. der abtriebseitigen Seitenwand (4a) ausläuft.
  14. Kreiskolbenbrennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Arbeitseinheit, die im Wesentlichen ein Mantelgehäuse, eine endseitige Seitenscheibe, eine abtriebseitige Seitenscheibe, einen dreieckigen Kolben und eine Exzenterwelle umfasst, wobei der Kolben im Mantelgehäuse unter Bildung dreier durch Ecken des Kolbens von einander getrennter Arbeitsräume umläuft, wobei diese Arbeitsräume durch im Kolben angeordnete Dichtleisten, Bogenleisten und Dichtbolzen gegeneinander abgedichtet werden und wobei im Innern des Kolbens eine Vielzahl von ölführenden Profilen und Rippen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1b) aus zwei Teilen besteht, nämlich aus einem Kolbengehäuse (2b) und einem Ringelement (13a), die mit einander verbunden sind.
  15. Kolben nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (2b) und das Ringelement (13a) mit einander verschweißt sind.
  16. Kolben nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (14) des Kolbengehäuses (2b) jeweils über eine Schweißung (5b) mit dem Ringelement (13a) verbunden sind.
  17. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (2,2a,2b), die endseitige Seitenwand (3,3a), die abtriebseitige Seitenwand (4,4a) und das Ringelement (13,13a) aus schweißbarem Material bestehen.
  18. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die endseitige Seitenwand (3,3a), das Kolbengehäuse (2,2a,2b), die abtriebseitige Seitenwand (4,4a) und das Ringelement (13a,13b) nach dem Elektronenstrahl – Schweißverfahren unter Vakuum mit einander verschweißt werden.
  19. Kolben nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verschweißen der endseitige Seitenwand (3,3a) und der abtriebseitigen Seitenwand (4,4a) mit dem Kolbengehäuse (2,2a) eine Mehrzahl dieser Elemente zusammen gespannt unter Vakuum in einem Folge – Arbeitsgang verschweißt werden.
  20. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schweißen in die Bogenleistennuten (9) bogenleistenähnliche Distanzhalter zur Sicherung der obere lichte Weite der Bogenleistennuten (9) gesteckt werden.
  21. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (13,13a) einen ringförmigen Ansatz (21) aufweist, welcher einteilig mit diesem verbunden ist.
  22. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Ansatz (21) eine Hohlradverzahnung (22) aufweist, die wahlweise vor oder nach der Verschweißung der endseitigen Seitenwand (3,3a) und der abtriebseitigen Seitenwand (4,4a) angebracht wird.
DE102004028174A 2004-06-09 2004-06-09 Kolben für eine Kreiskolbenbrennkraftmaschine Ceased DE102004028174A1 (de)

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