CH178861A - Abdichtungseinrichtung an Kreiskolbenmaschinen. - Google Patents

Abdichtungseinrichtung an Kreiskolbenmaschinen.

Info

Publication number
CH178861A
CH178861A CH178861DA CH178861A CH 178861 A CH178861 A CH 178861A CH 178861D A CH178861D A CH 178861DA CH 178861 A CH178861 A CH 178861A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sealing
cylinder
piston
cylinder chamber
chamber
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Wankel Felix
Original Assignee
Wankel Felix
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wankel Felix filed Critical Wankel Felix
Publication of CH178861A publication Critical patent/CH178861A/de

Links

Classifications

    • 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
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/10Sealings for working fluids between radially and axially movable parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)

Description


  Abdichtungseinrichtung an     Kreiskolbenmasehinen.       Die Erfindung bezieht sich auf eine Ab  dichtungseinrichtung an mit umlaufendem       Widerlager    versehenen     Kreiskolbenmaachi-.          nen.    Seitherige     Kreiskolbenmaechinen    konn  ten nur mit ungefähr 5 atü     Höohstbetriebs-          druck    arbeiten, weil sie höhere     Drücke    nicht  genügend abdichten konnten.

   Bei solchen       Kreiskolbenmaschinen    sollte die Abdichtung  entweder ganz oder streckenweise     :durch    ge  naues Einpassen der Teile erreicht werden,  oder es waren auch an einzelnen Stellen be  sondere Dichtteile, zum Beispiel Streifen,  Ringe und dergleichen angeordnet oder so  genannte Packungen vorhanden.  



  Die Abdichtung durch Feinpassung der  Teile ist infolge grosser Reibung und ra  schem Verschleiss     unvorteilhaft    und für  durch das Betriebsmittel stark erhitzte Ma  schinenteile unzulässig. Die Abdichtung  durch     besondere    Dichtteile hat auch dann,  wenn die Dichtteile an sich brauchbar gewe  sen wären,     bei    den     seitherigen    Kreiskolben  maschinen folgende Nachteile gehabt:

   Eines  teils waren die seither verwendeten Dicht-    teile an sich nicht geeignet, sich so zusam  menzusetzen     bezw.        aneinanderreihen    zu las  sen, dass eine trotz ihrer     Mehrteiligkeit    gas  dichte Abdichtungslinie oder Dichtgrenze       hätte    entstehen können. Anderenteils war  auch die technisch     herstellbare        Anbringung          bezw.    einfache Linienführung einer solchen  Dichtgrenze infolge des Aufbaues dieser Ma  schine gar nicht durchführbar.  



  Denn die Abdichtung einer     Kreiskolben-          ma:schine    ist naturgemäss nur dann vollkom  men, wenn es möglich ist, dort, wo bewegte  Teile gegen ruhende abzudichten sind, das  heisst wo aus Gründen der Wärmedehnung  des Materials entsprechende Spalten vorgese  hen werden müssen, druckdichte Räume  durch eine lückenlose Abdichtung zu gewähr  leisten,     bezw.    eine in allen Teilen in sich  geschlossene     Abdichtungslinienführung    oder  Dichtgrenze herzustellen, die gleichzeitig       wärmedehnungszulässig,    hochdrucksicher und  reibungsgering ist.

   Vergleichsweise so, wie  ein     Hubkolbenring    eine bis auf seine Stoss  stelle in sieh geschlossene Dichtgrenze zwi-      sehen dem     Hubzylinderraum    und dem Kol  ben     bildet.     



  Die vorliegende Erfindung zeigt als Aus  führungsbeispiele mehrere Abdichtungsein  richtungen an.     Kreiskolbenmaschinen    mit  einer lückenlosen und in sich geschlossenen  Abdichtungslinienführung     bezw.    Dichtgrenze.  Die     Kreiskolbenmaschine    kann sowohl als  Hochdruckgebläse wie als     Wärmekraftma-          sohine    gebaut werden, da ihre Abdichtung       wärmedehnungszulässig    ist. Auch bei niede  ren Drehzahlen werden Pump- oder Zünd  drücke bis 30 atü bei einer     Dichtfläohenbreite     von 5 mm mit keinem     grösseren    Verlust als  bei Hubkolben-     Kolbenringabdichtung    dicht  gehalten.

    



  Die Zeichnung     veransehaulicht    den Erfin  dungsgedanken an acht Figuren betreffend  die genannten Ausführungsbeispiele.  



       Fig.    1 zeigt den Zylinderraum 1 im     Zy-          linderraumgussstüok    2, 3, 4, mit .den darin  ruhenden Dichtteilen und die daraus gebil  dete lückenlose und in sich geschlossene  Dichtgrenze bei     abgehobener    Zylinderraum  deckscheibe 5 mit Kolbenkörper 7.  



       Fig.    2 zeigt eine Doppelmaschine als     Ben-          zinmoto@r    bei weggelassenen     Zylinderraum-          deckscheiben    und grösstenteils weggeschnitte  nem zweiten     Zylindercq        issstück    3.1, um die  Abdichtung der     Gassteuerung,    die durch zwei       Dichtkörper    25 und 45 bewerkstelligt wird,  sichtbar zu machen.  



       Fig.    3 zeigt eine     Draufsicht    auf die  Doppelmaschine unter Weglassung der Zahn  räder und einer     Zylinderraumdeekecheibe.     Sie lässt die     Anformung    :des Stirnflächen  dichtrandes     25'.des    Dichtkörpers an die Vor  derseite des     Verdichterkolbens    7" erkennen.  



       Fig.    4 zeigt im Schnitt     A-B    der     Fig.    3  unter Weglassung einer     Zylinderraumboden-          soheibe        nebst    Achse und Zahnrad die Bil  dung einer Verbrennungskammer aus zwei  Dichtkörpern 25 und 45, sowie den Kolben  7, der gerade den Dichtrand 25' des Dicht  körpers 25     übensohleift.     



       Fig.        "5    zeigt die     aus    den Nuten des       Zylinderraumgussstückes    herausgenommene  Dichtgrenze in ihren Einzelteilen, den gebo-         genen,    winkeligen und geraden Streifen 11,  11' und 11", den Walzen 12, .den Schrauben  federn 35 und den Blattfedern 36.  



       Fig.    6 und 7 zeigen starre Dichtränder  70, 71, 72 und 73 und die Verbindung der  starren Dichtränder durch federnde Dicht  teile 11' und 12; ferner die     Versohiebbar-          keit    und Drehbarken des     Zy        linderraumguss-          stüokes    und die     Verschiebbarkeit    der     Zylin-          ,derraumbodenscheibe    8 gegen die Zylinder  raumdeckseheibe 5.  



       Fig.    8a und     8u    zeigen in zwei verschie  denen Ansichten und     Fig.    8c und 8d im  Schnitt nach     A-B        bezw.    nach     C-D    in       Fig.    8a einen der für die Bildung der Ver  brennungskammer vorgesehenen Dichtkörper,  sowie die Zuführung des     Kühlwassers    und  die Verwendung der Kühlwasserleitungen als  Federung.  



  An Stelle des     bekännten    Zylinders der       Hubkalbenmaschine    hat die     Kreiskolbenma-          sohine    einen ringförmigen Raum 1 von vier  eckigem Querschnitt. Drei Seiten dieses Zy  linderraumes 1 werden durch ein mit Kühl  mänteln versehenes     Gussstüok    gebildet, näm  lich durch die eine ebene     Stirnseite    (die     Zy-          linderraumgrundplatte    2), durch die Ring  wand mit dem grössten Durchmesser (die äu  ssere     Zylinderraumwand    3)

   und durch die       Ringwand    mit .dem kleineren Durchmesser  (die innere     Zylinderraumwand    4). Die an  dere ebene Stirnseite 5' wird durch eine krei  sende Scheibe 5 gebildet, die den ringförmi  gen Zylinderraum einschliesslich seiner     in-          nern    und seiner äussern     Zylinderraumwa:id-          breite    überdeckt. Diese Ausbildung der  Scheibe 5, dass sie sowohl die innere wie die  äussere     Zylinderraumwand    übergreift, hat  folgende     Vorteile:     1. Sie ermöglicht eine einfache Linien  führung der Abdichtung.  



  2. Die Scheibe 5 liegt mit ihren Dicht  flächen den     Zylinderraumwänden    derart ge  genüber, dass jeder     beliebige    Abstand zwi  schen Scheibe und     Zylinderraumgussstück          auch    während des Betriebes einstellbar ist.  



  Bei den bekannten     Kreiskolbenmasohinen     übergreift die den Kolben tragende Scheibe      nur die innere     Zylinderraumwand    während  ihre zylindrische     Aussenmantelfläche    inner  halb der     zylindrischen    Innenseite der     Zylin-          derra.umaussenwand    liegt, zum Beispiel beim       Enke-    oder Jägergebläse, wobei naturgemäss  das vorhandene Spiel zwischen den sich ring  förmig     um@sehliessenden    zylindrischen Flä  chen nach der Bearbeitung unveränderlich  gegeben ist. Ausserdem wäre bei dieser Sehei  benform die Linienführung der Abdichtung  sehr verwinkelt und dementsprechend schwie  riger durchzuführen.  



  Die Achse 6 dieser kreisenden Zylinder  raumdeckscheibe 5 hat dieselbe     Mittelaehsen-          linie        wie    der ringförmige Zylinderraum,  dementsprechend kreist die Zylinderraum  deckscheibe konzentrisch über dem Zylinder  raum 1. An dieser     Zvlinderraumdeckscheibe     5 ist ein Kolbenträger 7 (Kolbenschaufel mit  Stirnseiten 7', 7") von rechteckigem Quer  schnitt befestigt und entsprechend gebogen;  um im ringförmigen Zylinderraum umlaufen  zu können.

   Der Zylinderkopf oder Zylinder  boden des     Ilubmaschinenzylinders    ist beim       Kreiskolbenmaschinen    - Zylinderraum     durch     eine kreisende Scheibe 8 gebildet, deren  Achse 9 parallel zur Achse 6 der Zylinder  raumdeckseheibe steht. Die zylindrische     3Vlan-          telfläche    8' dieser     Zylinderraumbodenscheihe          R    reicht bis an die innere     Zylinderraumwand.     Die     Zylinderraumbodenscheibe    schliesst also  den     Zylinderraum    ab.

   Die eine ebene Stirn  seite 8" der     Zylinderraumbodenscheibe    und  die den     Zylinderraum    zudeckende ebene       Stirnseite    5' der     Zylinderraumdeckscheibe     liegen sich ein Stück weit     überoreifend    ne  beneinander. Die     Zylinderraumbodenscheibe     hat einen grossen Ausschnitt 10, um die       durchkreisen-de    Kolbenschaufel 7 an sich vor  bei lassen zu können. Dieser     Ausschnitt    ent  spricht gewissermassen einer grossen Zahn  lücke, während die Kolbenschaufel den Zahn  darstellt.

   Damit die Kolbenschaufel und der  Ausschnitt immer wieder in     richtigen    Ein  griff kommen, sind die Achsen der Zylinder  raum-deckscheibe und der     Zylinderraumbo-          densebeibe    durch Zahnräder gegenläufig ge  kuppelt.

      Die Vorderseite 7" und die Rückseite 7'  der Kolbenschaufel, sowie der Ausschnitt 1,0  der     Zylinderraumbodenscheibe    sind so ge  formt, dass einerseits die Kolbenschaufel mög  lichst nahe an die     Zylinderraumbodenscheibe     herankommen kann, bevor der Ausschnitt der       Zylinderraumbodenscheibe    den Zylinderraum  undicht macht, um die Kolbenschaufel durch  laufen zu lassen, und dass anderseits hinter  der Kolbenschaufel, wenn sie die Zylinder  raumbodenscheibe durchlaufen hat, der Zy  linderraum wieder     möglichst    bald von der       Zylinderraumbodenscheibe    dicht gemacht  werden kann.

   Dennoch ist es naturgemäss  nicht möglich, die ganze Vorderseite     bezw.     Rückseite der Kolbenschaufel so nahe an die  noch nicht ausgeschnittene     Mantelfläche    der       Zylinderraumbodenscheibe        heranlaufen        bezw.     weglaufen zu lassen, dass kein Raum zwi  schen Kolbenschaufel und     Zylinderraumbo-          denscheibe    übrig bliebe.

   Dieser Raum ist  also der "schädliche Raum" der     Kreiskol-          benmaschinen.    Durch entsprechende Massver  hältnisse der verschiedenen Maschinenteile  gelingt es, diesen schädlichen Raum zumal in  Anbetracht des langen     Kreiskolbenhubweges     klein zu halten.  



  Die vorstehend beschriebene und zeichne  risch dargestellte Art einer     Kreiskolbenma-          schine    ist nur ein     Ausführungsbeispiel    inso  fern, als die konstruktive Änderung der Ma  schine nicht unbedingt eine     Änderung    auch  der     Abdichtungseinrichtungen    erforderlich  macht. Solange die     Konstruktion    die An  bringung einer in sich geschlossenen, im     Zy-          linderraummateria.l    ruhend eingebauten     lük-          kenlosen    Abdichtungslinienführung ermög  licht,     wird    das Wesen der Erfindung nicht  beeinträchtigt.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Ab  dichtung der Maschine folgendermassen be  werkstelligt. Das     Zylinderraumgussstück     trägt eine in sich geschlossene Dichtgrenze.  Diese Dichtgrenze oder gasdichte Abdich  tungslinie zieht sich -erstens die Zylinder  raumränder entlang, also zwischen innerer       Zylinderraumwand    und Zylinderraumdeck-           scheibe    und zwischen äussere Zylinderraum  wand und     Zylinderraumdeckscheibe,    zweitens  um das     Zylinderraumende    herum, also zwi  schen     Zylinderraumgussstück    und Mantel  fläche der     Zylinderraumbodenscheibe        (16-          18-19-20),

      .drittens noch innen in den Zy  linderraum hinein, um zwischen Zylinder  raumwänden und Kolbenschaufel abzudichten       (17-21-22-15).     



  Diese     Abdichtungslinienführung    besteht  nach     Fig.    5 aus     herausgefederten,    gebogenen  (11), winkeligen (11'), geraden (11")     strei-          fenförmigen    Dichtteilen, deren Zusammen  stossfugen durch walzenförmige     Dichtteile    12  verschlossen werden. Da diese Dichtteile im  ruhenden     Zylinderraumgussstück,    unterge  bracht sind, ist es bei Beachtung gewisser  von den Abdichtungsgesetzen     bestimmter,    an  sich einfacher Herstellungsbedingungen mög  lich, sie so zu gestalten, dass sie ohne jede ab  blasende Stelle abdichten.

   Auch ihre schwach  anpressende Federung kann ausserhalb des  Wirkungsbereiches des Gases angebracht  werden. Weitere Vorteile einer solchen,  im ruhenden Zylindermaterial eingebauten  Dichtgrenze sind:  Die     herausgefederten    Dichtteile sind ähn  lich wie ein     Iluekolbenring    in der Lage, auch  bei sich veränderndem Spaltabstand abdich  ten zu können. Wird also zum Beispiel die       Zylinderraumdeckscheibe,    .die doch zugleich  eine     Stirnseite    des Zylinderraumes darstellt,  durch den Gasdruck etwas weiter von den       Zylinderraumrändern-    entfernt, so     bleibt.    die       Abdichtung    .dennoch erhalten.

   Auch sonstige       durch    die Kraftabgabe     vielleicht    hervorgeru  fene, kleinere     achsiale    Verschiebungen oder  geringe     Verkantungen    (Schrägstellungen)  der Dichtfläche der     Zylinderraumdeckscheibe     können von den     herausgefederten    Dichtteilen  ohne Verlust der     Abdichtfähigkeit    und ohne  grossen Reibungswiderstand mitgemacht wer  den.  



  Falls die Dichtfläche der- Zylinderraum  deckscheibe zum Beispiel .durch Wärmespan  nungen in sich selbst uneben würde, so kann  die     Dichtgrenze,    weil sie aus einzelnen Glie  dern besteht, sich diesen geringen Verbiegun-    gen der kreisenden Dichtfläche anschmiegen.  Auch für -die Abdichtung zwischen der     Zy-          linderraumbodenscheiben    - Mantelfläche und  dem     Zylinderraumende    gelten sinngemäss  diese Abdichtungsfähigkeiten der Dicht  ,grenze.  



  Die     durchschnittlich    5 mm breiten Dicht  flächen der Dichtteile ergeben nur eine kleine  dauernde     Gesamtgleitfläche,    so dass die     Ölrei-          bung    und damit der Reibungsverlust über  haupt sehr gering bleibt.  



  Da die Kolbenschaufel so lang ist wie der  nutzbare     Zylinderraumweg,    so war es mög  lich, mit der     Zylinderraumdichtgrenze    auch  zugleich die     Kolbenschaufelabdichtung    vor  zunehmen. Die Kolbenschaufel wird also  ähnlich wie ein     Plungerkolben    .durch im Zy  lindermaterial ruhende Dichtmittel abge  dichtet. Zumal bei den hohen Drehzahlen der  Maschine ist es ein wesentlicher Vorteil,  wenn die kreisende     Kolbenschaufel    selbst  keine     herausgefederten    Dichtteile trägt, deren  zentrifugale Entlastung usw. nur sehr  schwierig durchzuführen wäre.  



  Die ruhenden     Dichtteile    können aus be  liebig weichem Material hergestellt werden,  so dass bei entsprechend hartem Material der  kreisenden Maschinenteile der Verschleiss sieh  für lange Zeit nur an den billigen kleinen  Dichtteilen auswirken wird.  



  Weil die Oberfläche des     Zylinderraum-          "U    von keinen gleitenden oder     abdieh-          tenden    Teilen beansprucht wird, genügt ein  sauberes Ausdrehen des Zylinderraumes als  Bearbeitung, und das     Zylinderraumgussstück     selbst kann auch aus Leichtmetall hergestellt  werden. Die Kühlung der im Zylinderraum  gussstück untergebrachten     Dichtgrenze    ist  wirkungsvoll und einfach durchführbar.  



  Bei manchen     Ausführungsarten,    zum Bei  spiel bei sehr kleinen Maschinen können die  tierausgefederten Dichtteile in der Linien  führung an den Stellen 17-18, 15-16 und  18-19-20-16 durch direkt aus dem Material  des Zylinders herausgearbeitete starre Dicht  ränder ersetzt werden. Die Verbindung zwi  schen den Enden dieser starren Dichtränder  erfolgt durch     herausgefederte    Dichtteile, wie      sie bereits beschrieben wurden, und zwar ab  gewinkelt quer durch den Zylinderraum an  der Stelle 17-21-22-15.

   Damit die Abdich  tung trotzdem reibungsgering und wärme  dehnungszulässig bleibt, darf dann das     Zy-          linderraumgussstüek    nicht mehr starr gela  gert werden, sondern muss     achsial    (Pfeil 13)  an die     Zylinderraumdeckscheibe    5     und        tan-          gential    (Pfeil 14) an die Mantelfläche der       Zylinderraumbodenscheibe        angepresst    werden  können. Dabei kann das abdichtende An  liegenbleiben des     Zylindergussstückes    zwecks  Erreichung eines möglichst geringen Rei  bungsverlustes auf verschiedene Arten be  werkstelligt werden.

   Ein Ausführungsbei  spiel     zeigt,die        Fig.    6 und 7. Die dem     Drueli:-          mittel        ausgesetzten        Kölbchen    61 und 67 über  tragen mittelst der durch leichte Federn 63  und 69 beeinflussten Hebel 65 und 68 den auf  die innern     Stirnseiten    der     Kölbchen    wirken  den Druck über die Zahnsegmente 81, 85 und  83, 84, 87 auf das     Zylinderraumgussstücle,     wobei die Hebelübersetzung so gewählt wird.

    dass ein Druckausgleich zwischen den kleinen  der genannten     Kölbchenflächen    und den gro  ssen.     auseinanderpressenden,    den Zylinder  raum begrenzenden Flächen entsteht. An  pressend wirkt dann also nur noch .die ge  ringe     Anpressung    durch die Federn, die wäh  rend den drucklosen Takten gleichzeitig die  Bildung eines zu dicken Ölfilms verhindern  soll.  



  Die Dichtgrenze .dichtet die     Kreiskolben-          ma.schine    bis auf die Stelle ab, an der die       Zylinderraumdeckscheibe    5 und die Zylinder  raumbodenscheibe 8 mit ihren Stirnseiten 5'  und 8"     aneinanderliegen.    Damit nun die bei  den sich übergreifenden Scheiben seitendicht  aneinander gleiten, ist die Zylinderraum  bodenscheibe     achsial    (Pfeil 24 in     Fig.    6)     ver-          gcbiebbar    angeordnet.

   Zur Verminderung der  Ölreibung ist     .die    Stirnseite der Zylinder  raumbodenscheibe bis auf einen schmalen,  äussern Dichtrand 8" etwas     ausgespart        bezw.     vertieft worden. Der im Zylinderraum herr  schende Gasdruck kann, um die     Zylinder-          ra.umbodenscheibe        achsial    zu verschieben,  nur eine geringe Kraft ausüben,

   da ihm als    Angriffsfläche in dieser     Richtung    nur der       Fugenaussenrand    des Ölfilms zwischen der  ebenen Dichtfläche der     Zylinderraumdeck-          scheibe    und dem ebenen Dichtrand der     Zy-          linderraumbodenscheibe    zur Verfügung steht.

    Dabei ist zu beachten, dass nicht die ganze  Stirnfläche     bezw.    der ganze Stirnflächen  dichtrand der     Zylinderraumbodenscheibe    vom  Gasdruck in     achsialer    Richtung beansprucht  wird, . sondern lediglich ein     zylinderraum-          breites    Stück ihres     ebenen    Dichtrandes 8".

    Das abdichtende     Anliegenbleiben    des Dicht  randes 8" der     Zylinderraumbodenscheibe    an  der     Zylinderraumdeekscheibe        bezw.    an deren  Dichtfläche 5' kann wie beim     Zylinderraum-          01    mit einem     Druckkölbchen    62 über  den Hebel 66 und die Zahnsegmente 82, 86  über ein Druckkugellager 88 erreicht     werden.     Die radiale     Gasdruckbelastung,    die auf die  als     Zylinderraumbodenfläche    dienende     Man-          teinäche    der     Zylinderraumbodenscheibe     wirkt,

       wird    von den     Kugellagern    ihrer Achse  aufgenommen.  



  Als Doppelmaschine kann die     Kreiskol-          benmasohine    zum Beispiel ein Benzinmotor  sein     (Fig.    2 und 3). Auf einer gemeinsamen  Achse 6 sitzen zwei     Zylin.derraumdeckschei-          ben.    Zwischen ihnen     befinden    sich zwei Zy  linderräume 1 und 31, deren     Gussstück    mit  den     Zylinderraumgrundplatten    2 und 32 an  einander liegen. Jeder     Zylinderraum    hat eine       Zylinderraumbodenscheibe    8 und 38 mit ei  gener Achse 9 und 39.

   Diese Zylinderraum  bodenscheiben 8 und 38 sind so. angeordnet  und mit der     @ylinderraumdeckscheibenachse     6 durch Zahnräder gekuppelt, dass,     wenn    in  dem einen Zylinderraum die Kolbenschaufel  im Begriff ist, in den     Ausschnitt    ihrer     Zy-          linderraumbodenscheibe    einzutreten, -dann in  dem andern Zylinderraum die Kolbenschau  fel eben den     Ausschnitt    ihrer     Zylinderraum-          bodenscheibe    verlässt. Zugleich sind die bei.

    den Zylinderräume und     entsprechend    auch  die Kolbenschaufeln auf ihrer gemeinsamen  Achse in ihrer gegenseitigen Stellung derart  verdreht, dass der von der     Kolbenschaufelvor-          derseite    und der     Zylinderraumbodenscheibe          gebildete    schädliche Raum des einen Zylin-           derramnes    neben     -den    von der     Kolbenschaufel-          rückseite    und der     Zylinderraumbodenscheibe     gebildeten schädlichen     Raum,

  des    andern     Zy-          linderraumes    zu liegen kommt. Diese beiden  schädlichen Räume können     also    auf dem  kürzesten Wege durch die     Zylinderraum-          grundplatte    hindurch miteinander verbunden  werden. Diese Verbindung wird     durch    eine  Verbrennungskammer hergestellt. Diese Ver  brennungskammer wird von zwei Dichtkör  pern 25 und 45 gebildet, die zum Schluss der  Beschreibung näher erläutert sind. Der  Dichtrand jedes Dichtkörpers liegt au einer  Kolbenschaufel abdichtend an     bezw.    wird  von .derselben     überschliffen.     



  Infolge dieses     Aufbaues,    und dieser An  ordnung ,der beiden Maschinen zueinander ist  folgende Arbeitsweise möglich. Die eine Ma  schine saugt an und verdichtet, die andere  verbrennt und schiebt     aus.    Die eine zum  Beispiel die untere sei     Pumpmaschine,    die  andere     Zündmaschine    genannt. Angenommen,  die Kolbenschaufel der     Pumpmaschine    hat  den     Ausschnitt    ihrer     Zylinderraumboden-          scheibe    durchlaufen, und die Zylinderraum  bodenscheibe macht hinter ihr den Zylinder  raum wieder dicht.

   Demnach     beginnt    jetzt  die Rückseite der     Pumpkolbenschaufel    zu  saugen. Wenn diese     Pumpkolbenschaufel    weit  genug gekreist ist, wird ihre Vorderseite zu  nächst zur Mündung der Verbrennungskam  mer kommen und deren Dichtrand     überschlei-          fen.    Kaum ist dies     gesehehen,    so ist die     Kol-          benschaufelvorderseite    so nahe an der     Zylin-          derfaumboden;gcheibe    angelangt, dass diese  mit ihrem Ausschnitt den Zylinderraum zu  öffnen beginnt.

   Dann durchläuft die Pump  kolbenschaufel den Ausschnitt der Zylinder  raumbodenscheibe, ohne Arbeit zu leisten.  Das Spiel beginnt nun von neuem, aber die       Vorderseite    der     Pumpkolbenschaufel        ist    jetzt  auf die vorhin angesaugte Gasmenge getrof  fen und beginnt, dieselbe in die Verbren  nungskammer hinein zu verdichten.

   Die im       Zündzylinderraum    befindliche Mündung der       Verbrennungskammer    wird während dieses  Verdichtungsvorganges von der     Zündkolben-          sehaufel        überschliffen        bezw.    zugedeckt ge-    halten.     Ist    :die Verdichtung beendigt, dann       überachleift    die     Pumpkolbenschaufel,    wie  oben .geschildert, die im     Pumpzylinderraum     befindliche     Verbrennungskammermündung.     Das Gemisch wird in der Verbrennungskam  mer entzündet.

   Die     Zün.dkolbenschaufel    hat  inzwischen .den     Ausschnitt    ihrer     Zylinder-          raumbodens:cheibe    durchlaufen, und der       Zündzylinderraum    wird hinter ihr durch die       Zylinderraumbodenscheibe    abgedichtet.

   Jetzt  beginnt die     Rückseite    der     Zündkolbenschau-          fel    die     Verbrennungskammermündung        freizu.     geben, die entzündeten Gase strömen heraus  und treiben die     Zündkolbenschaufel    weiter,  um     sich    im     Zündzylinderraum    ausdehnen zu  können.  



  Bei jeder Umdrehung saugt also die       Pumpkolbenschaufelrückseite    eine     FrisGhgas-          menge    ein, und die     Pumpkolbenschaufelvor-          derseite        verdichtet    eine Gasmenge in die  Verbrennungskammer hinein, während die       Zündkolbenschaufelrückseite    bei jeder Um  drehung von einer Explosion getrieben wird,

    und die     Zündkolbenschaufelvorderseite    eine  verbrannte Gasmenge     ausschiebt.    Der be  schriebenen Vorgang     bedingt    infolge der     Kol-          benschaufellänge    und aus andern     Gründen,          dass    ein Arbeitshub rieht die ganze Zylinder  raumweglänge (siehe nachfolgende Defini  tion) von einem bis zum andern Zylinder  raumende haben darf.

   Vielmehr     beträgt    die  Länge eines Arbeitstaktes ungefähr zwei       Drittel    des: gesamten     Zylinderraumweges.     Allgemein ist hierbei in Betracht zuziehen,  dass sich bei der     seitherigen,        raschlaufenden          Hubkolbenmaschine    Zylinderdurchmesser und  Hubgrösse durchschnittlich wie 1:1 bis  1 : 1,5 verhalten.

   Bei der vorliegenden Kreis  kolbenmaschine hingegen verhalten sieh     Zy-          lin:derraumdurchmesser    und nutzbarer     Zylin-          derraumweg    wie 1 : 3     bis    1 :

  4, wobei unter       Zylinderraumdurchmesser    die     radiale,    Tiefe  des viereckigen     Zylinderraumquerechnittes,     also der Abstand zwischen den beiden Ring  wänden, unter nutzbarem     Zylinderraumweg     die Länge des Kreisbogens zu     verstehen    ist,  die     sieb.    zwischen dem Öffnen der Verbren  nungskammer durch die Kolbenrückseite und      dem Herauslaufen der Kolbenrückseite aus  der Abdichtungslinie 15-22-21-17 ergibt.  



  Besondere Steuerteile sind nicht vorhan  den. Ansaugen und Auspuffen     geschieht     durch entsprechende Öffnungen in den be  treffenden     Zylinderraumwä.nden.    Durch diese  von den Kolbenschaufeln bewirkte Steuerung  des     Übersehubee    sind jegliche "Kurzzeiten"  vermieden, wie sie beispielsweise der gewöhn  liche     Hubkolbenzweitaktmotor    beim Einlas  sen, Spülen und     Ausschieben    als für hohe  Drehzahlen     nachteilig    aufweist. Obwohl die  Maschine gewissermassen im Zweitakt arbei  tet, sind ungeschmälerte     Viertaktzeiten    vor  handen. Während einer vollen nutzbaren  Weglänge wird angesaugt.

   Während einer  vollen nutzbaren Weglänge wird in die Ver  brennungskammer     hineinverdichtet,    genau  wie in den Zylinderkopf eines Hubkolben  viertaktmotors. Während der vollen nutzba  ren Weglänge drückt das sieh entspannende  Gas hinter der     Zündkolbenschaufel    her. Beim       Ausschieben    findet sogar zuerst längere Zeit  Freiauspuff statt, bevor die. Kolbenschaufel  die drucklosen Gasreste zwangsläufig aus  treibt. Auch die Verbrennungskammer hat  nach Beendigung des     Ausdehnungstaktes    bis  zu Beginn des neuen Verdichtungstaktes ge  nügend Zeit zur Reinigung.  



  Gegen allgemeine Bedenken wegen der  Verwendung einer     sogenannten    Verbren  nungskammer ist folgendes auszuführen.  Ohne die     Dazwisehens.chaltung    einer Verbren  nungskammer, also bei sofortigem Über  schub von einem Zylinderraum in den an  dern, ist es ganz unmöglich, ohne Kurztakte,  die nicht einem vollen Hub entsprechen, wie  sie der     Hubkolbenzweitakter    beim Ein- und       Auslass    der Gase aufweist, auszukommen.

    Die vollen     Viertaktzeiten    für alle Gasbewe  gungen sind aber wohl unbedingte Notwen  digkeit bei einer Maschine, deren     Durch-          sehnittsdrehzahlen    weit über den     Hiiehstdreh-          zahlen    seitheriger     Hubkolbenmasehinen    lie  gen.  



  Auch rein     verbrennungstechnische    Gründe  sprechen gegen eine     Kreiskolbenmasehine     ohne besondere Verbrennungskammer. Beim    umkehrenden Hubkolben ist die Möglichkeit  beliebig     früher        Vorzündung    gegeben, ohne  dass ein Absinken der     Endverdichtung    da  .durch eintritt.  



  Bei der     Kreiskolbenmaschine    ohne Ver  brennungskammer wäre dies aber nicht der  Fall, weil frühestens gezündet werden  könnte, nachdem die     Zylinderraumboden-          scheibe    hinter der Kolbenschaufel den Zylin  derraum zugemacht     bezw.    abgedichtet hat.  Also     bedeutet    jede Zündzeit     bezw.        Entflam-          mungsdauer    ein Absinken der     Endverdich-          tung    infolge des     Weiterkreisens    der Kolben  schaufel.

   Infolge der     Verwendung    einer Ver  brennungskammer hat die     Kreiskolbenma-          schine    die Möglichkeit beliebiger     Vorzün-          dung    und kein Absinken der     Endverdich-          tung.    Denn durch entsprechende Länge der  Kolbenschaufeln kann die Anordnung getrof  fen     werden,.dass    in der Verbrennungskammer  gezündet wird,

   sobald die     Pumpkolbenschau-          fel    die     Verbrennungskammermündung    im       Pumpzylinderraum        überschliffen        bezw.    zuge  deckt hat, während die     Zündkolbenschaufel     erst einige Zeit     apäter    -die     Verbrennungskam-          mermündung    im     Zündzylinderraum    freizu  geben beginnt.  



  Die bei der     Kreiskolbenmasehine    angeord  nete Verbrennungskammer ist ferner durch  .die     mechanischen    und     strömungstechnischen     Vorteile der mittelst Kolbenschaufeln be  wirkten     Übersehubsteuerung        bedingt,    da  kein Steuerungsverfahren und kein Steuer  teil für die Steuerung entzündeter Gase ge  eigneter ist.  



  Die     Kolbenschaufel    hat eine grosse Ge  schwindigkeit und ist ein gut kühlbarer Kör  per. Sie befindet ich bereits in den Zylin  derräumen, sie braucht weder ein besonderes  Gehäuse, noch muss sie Steueröffnungen in  sieh selbst haben,     und    die von ihr gesteuerte  Öffnung bleibt voll geöffnet, während des  beinahe ganzen     Verdichtungs-    oder Verbren  nungstaktes.  



  Dadurch, dass bei der     Kreiskolbenma-          s.chine    die Verbrennungskammer aus zwei  Dichtkörpern gebildet wird, erreicht man fol  gendes:           Die        Verbrennungskammer    ist     ein    verbren  nungstechnisch günstig geformter Raum mit  gerundeten Formen und kreisrundem     Mittel-          querschnitt.     



  Die     Verbrennungskammer    hat nur     Durch-          flussquerGchnitte    von praktisch gleichbleiben.  dem Inhalt,     also    auch grosse Mündungen.  



  Im     Zündzylinderraum    konnte die     ver-          brennungskammermündung    29     bezw.    ihr       Dichtrand    25' an die     Kolbenschaufelrü:ek-          wand        angeformt    werden, um ein rasches Öff  nen zu ermöglichen.

   Im     Pumpzylinderrauni     wurde dagegen die     Verbrennungskammer-          mündung    49     bezw.    ihr Dichtrand 45' an<B>die</B>       Kolbenschaufelvorderwand        angeformt,    um bei  der Endverdichtung bis, zuletzt durch eine  möglichst grosse Öffnung Gas in die Verbren  nungskammer     drücken    zu können.  



  Die als Verbrennungskammer verwende  ten Dichtkörper haben eigene     Kühlmäntel     27 und 47, so dass :eine :direkte Kühlung :der       Verbrennungskammerwandung    erfolgt, und       ungekühlte        bezw.    überhitzte Stellen in der  Verbrennungskammer nicht vorhanden sind.  



  Dadurch, dass die     Verbrennungskammer     aus zwei von sonstigen     Zylinderraummaterial     und untereinander unabhängigen     Diehtkör-          pern    (25     und    45) gebildet ist, kommen viele       Wärmespannungen    usw. sowohl in :den     Zy-          linderraumgussstücken,    als auch in den     Ver-          brennungskammerdichtkörpern    in Wegfall.  



  Ein Dichtkörper, zum Beispiel 25, ist ein  ring- oder rohrförmiger Dichtteil, der in       achsialer    Richtung verschiebbar ist, damit er  mit einer     @        Stirnfläche    abdichtend anliegen  kann. Seine eine     Stirnfläche    25' stellt also  den Dichtrand dar, der beliebig verformt  werden kann, zwecks geeigneter Anpassung  an Steuerungsorgane.

   Seine andere Stirn  fläche, die sieh innerhalb     des        Maschinenteils          (Zylinderraumgussstück)    befindet, in das der  betreffende     Dichtkörper    eingebaut ist, muss  kreisrund bleiben,     :damit    :das Unterteil :des  Dichtkörpers     zylindrisch        ist,    um die     Anbrin-          gung    von     Kolbenringen    28 zu ermöglichen.

    Diese Kolbenringe dienen zur Abdichtung  des Dichtkörpers im     Einbaumaterial.'       Die Abdichtung der beiden Verbrennungs  kammer-     bezw.        Dichtkörpermündungen        bezw.     ihrer fugenlosen Dichtränder (25' und 45')  an den Kolbenschaufeln geschieht mit schwa  cher federnder     Anpressung    und ist hoch  drucksicher, reibungsgering und     wärmedeh-          nungszulässig.     



  Wie aus     Fig.        8a,    Schnitt     C-D        ersicht-          lich,    werden die Zu- und Ableitungsröhrchen  des Kühlermittels zur     Anfederung    verwen  det. Die Röhrchen sind an Stelle 41 im     Zy-          lin.derraummaterial    fest und gasdicht gela  gert, können aber in den in Richtung auf den       Dichtkörper    genügend Spielraum bietenden  Bohrungen federnd schwingen.  



  Die     Anpressfed:ern    sind ausserhalb der       Wärmewirkung        anbringbar.    Die vom Gas  druck selbst in     :dichtrandanpressender        R.ich-          tung-    ausgeübte     Federkraftunterstützung    ist  genau     beherrschbar,    da die :dem Gasdruck  dazu dargebotene Angriffsfläche an der       Dichtkörperunterseite    beliebig klein gehalten  werden kann, und zwar unabhängig von den       sonstigen        Abmessungen    des Dichtkörpers  und seiner Kühlmäntel.

   Die die zusätzliche  Abdichtung .der     Dichtkörper    im     Zylind@er-          raumgussstückbewirkenden    Kolbenringe (28  und 48) gestatten jedem Dichtkörper nicht  nur die     achsial:e        Versühiebbarkeit,    sondern  auch geringe Schrägstellungen, so -dass sein       Dichtrand        umso    sicherer am     Kolbenkärper     anliegen kann.  



  Die Verbrennungskammer - Dichtkörper  können auch aus Leichtmetall- oder Bronze  legierung hergestellt werden.

Claims (1)

  1. <B>PATENTANSPRUCH</B> : Abdichtungseinriehtung an mit umlau fenden Widerlagern versehenen Kreiskolben maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass eine in sich geschlossene Abdichtungslinienfüh rung erzielt ist, die sich erstens zwischen der Zylinderraum:d.eckscheibe (5), die den Kolben (7) trägt, und den Ringwänden :des Zylin ders (15-16 und 17-18) entlangzieht, zwei tens um :das Zylinderraumende am Widerla- geraus:
    schnitt (16-18-19-20) herumliegt, also sich zwischen dem Zylinderkörper und der kreisenden Zylinderraumboden.scheibe (8) des Widerlagers befindet, und drittens von der einen Dingwand abgewinkelt quer durch den Zylinderraum anf die andere Ringwand (17 Z1-22-15) führt, um zwischen den beiden Ringwänden (15 und 17) und der Zylinder raumgrundplatte (21 und 22) einerseits und dem Kolben (7) anderseits abzudichten, und dass die Abdichtung des Arbeitsraumes zwi schen Zylinderraumbodenscheibe (8) und Zy- linderraumde-ckscheibe (5)
    durch die achsiale Verschiebbarkeit der als Widerluger ausge bildeten und mit einem schmalen Dichtrand versehenen Zylinderraumbodenscheibe gegen die Zylinderraumdeekscheibeerfolgt. UNTERANSPRt1CHE 1.
    Abdichtungseinrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in sich geschlossene Abdichtungslinien führung aus herausgefederten gebogenen (11), winkeligen (11') und geraden (11"), streifen- und walzenförmigen (12) Dicht teilen, die mittelst Nuten und Bohrungen in das Zylindermaterial eingelassen sind, gebildet ist. 2. Abdichtungseinrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in sich geschlossene Abdichtungslinien führung teilweise durch direkt aus dem Zylindermaterial herausgearbeitete, starre Dichtränder (70-7l-72-73) gebildet ist und sich in dieser starren Form über .die eine Ringwand. (15-1.6) um das.
    Zylinderende am Widerlagerausschnitt (19-20) herum über die andere Ringwand (18-17) zieht, während die Verbindung zwischen den starren Dichträndern im Zylinderraum selbst (17-2'1-22-15) durch in Nuten und Bohrungen eingelassene, Uerausgefederte Dichtteile erfolgt, wobei zwecks Anpres- sung und Abdichtung der starren Dicht ränder der Zylinder achsial (13) verschieb bar und drehbar (14) angeordnet ist, so dass er mit seinen starren Dichträndern so wohl an der 7,ylinderraumdeckscheibe (5),
    als auch an der Mantelfläche (8') der Zy- lind.erraumbodenscheibe abdichtend ange- presst werden. kann. 3. Abdichtungseinrichtung nach Patentan- 33pruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (5') der Zylinderraumdeck- scheibe (5) .die äussere Ringwand (17-18) des Zylinders, übergreift, .damit der dor tige Dichtteil der Abdichtungslinienfüh rung an ihr abdichtend anliegen kann. 4.
    Abdichtungseinrichtung an Kreiskolben maschinen nach Patentanspruch, als Brenn kraftmaschine mit Verdichter- und Mo torteil und zwischenliegender Verbren nungskammer ausgebildet, dadurch ge kennzeichnet, dass zwecks Abdichtung der Verbrennungskammer gegen die beiden Kolben (7 und 37) die Verbrennungskam mer aus rohrförmigen Dichtteilen (25 und 4.5) gebildet wird, deren Stirnflächen dichtränd-er (2,5', 45') an .den beiden Kol ben abdichtend anliegen, und der eine Dichtrand der Vorderseite des Verdichter kolbens und der andere der Rückseite des Motorkolbens angeformt ist, damit das Schliessen, und Öffnen der Verbrennungs kammer sühneller erfolgt.
CH178861D 1934-06-22 1934-06-22 Abdichtungseinrichtung an Kreiskolbenmaschinen. CH178861A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH178861T 1934-06-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH178861A true CH178861A (de) 1935-08-15

Family

ID=4428834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH178861D CH178861A (de) 1934-06-22 1934-06-22 Abdichtungseinrichtung an Kreiskolbenmaschinen.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH178861A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776086A (en) * 1952-03-18 1957-01-01 Irving H Selden Fluid compressor or pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776086A (en) * 1952-03-18 1957-01-01 Irving H Selden Fluid compressor or pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69520956T2 (de) Axialkolbenmaschine
DE3224482C2 (de) Kolbenmaschine
EP2032801A1 (de) Rotationshubkolbenmaschine
DE1601818B2 (de) Schwenkkolben-brennkraftmaschine
DE68905141T2 (de) Kolbenmaschine.
DE3902658C2 (de) Kolbenmkompressor
CH178861A (de) Abdichtungseinrichtung an Kreiskolbenmaschinen.
DE2618556A1 (de) Hubscheibenbrennkraftmaschine
DE637701C (de) Drehkolbenkraftmaschine, insbesondere Drehkolbenbrennkraftmaschine
AT143183B (de) Abdichtung der Arbeitsraüme von Maschinen mit kreisenden Kolben.
EP0204011B1 (de) Von Fluid durchströmtes Aggregat
DE1146718B (de) Getriebe zur Umwandlung einer hin- und her-gehenden Bewegung in eine Drehbewegung mit einer Fluessigkeit als UEbertragungsmittel
DE1255385B (de) Brennkraftmaschine mit Rotationskolbenverdichter, Hubkolbenverdichter und Rotationskolben-Expansionsmaschine
DE536771C (de) Zylindrischer Drehschieber fuer Brennkraftmaschinen
DE805837C (de) Umsteuerventil fuer Kolbenmaschinen
DE648835C (de) Drehkolbenkraftmaschine, -pumpe oder -verdichter mit exzentrisch zum Gehaeuse gelagerter Kolbentrommel
AT134551B (de) Kolben mit Kolbenring.
DE1947406A1 (de) Arbeitsverfahren und Einrichtung eines Schwingkolbentriebwerkes,insbesondere zur Herstellung von Brennkraftmaschinen und Kompressoren
DE3446566C2 (de) Brennkraftmaschine oder Verdichter, bestehend aus der Kombination einer Hubkolbenmaschine mit einer Rotationskolbenmaschine
DE317019C (de)
AT143558B (de) Schmierpumpe.
AT123694B (de) Brennkraftmaschine.
AT135821B (de) Drehkolbenmaschine.
DE416181C (de) Steuerung des Ein- und Auslasses von Drehkolbenpumpen mit im Zylinder exzentrisch und ohne dessen Beruehrung angeordneter Kolbenfuehrungsscheibe
CH407689A (de) Bewegungswandler mit einem über ein mit Druckmittel gefülltes Übertragungssystem mit einem Rotationsverdränger in Wirkungsverbindung stehenden Hubverdränger