Dichtungseinrichtung in einer Rotationskolbenmaschine Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Dichtungs einrichtung zum Abdichten der Arbeitskammern in einer Rotationskolbenmaschine, die ein Gehäuse auf weist, das sich aus einem Umschliessungskörper und Seitenteilen zusammensetzt und in welchem ein Kol ben drehbar gelagert ist, wobei in Nuten im Kolben Dichtelemente angeordnet sind, die in Richtung auf die Gegenfläche beweglich sind und aus leistenför- migen,
sich über die ganze Kolbenbreite erstrecken den Radialdichtungen und zwischen benachbarten Radialdichtungen sich erstreckenden streifenförmigen Axialdichtungen bestehen, wobei jede Radialdichtung zwei benachbarte Arbeitskammern, in denen wech selnde Drücke herrschen, in Umfangsrichtung gegen einander abdichtet und die Dichtelemente haupt sächlich durch den Druck des Arbeitsmediums an ihre Dichtflächen angedrückt werden,
wobei an jeder Anschlussstelle zwischen einer Radialdichtung und den benachbarten Enden zweier Axialdichtungen ein axialbeweglich in einer Aussparung des die Axial dichtungen tragenden Teils geführter Verbindungskör per angeordnet ist, der an der Gegenfläche ent- langgleitet und mit dem Ende der Radialdichtung in Eingriff steht und an den die Enden der Axial dichtungen stumpf oder überlappend anschliessen, wobei die axiale Erstreckung des Verbindungskörpers grösser ist als die Tiefe der Nuten, welche die Axial dichtung aufnehmen derart,
dass der Verbindungs körper diese Nuten voneinander absperrt, und wobei der Raum in der Aussparung hinter dem Verbin dungskörper jeweils mit derjenigen der beiden be nachbarten Arbeitskammern in Verbindung steht, in welcher der höhere Druck herrscht.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Dichtsystem nach dem Hauptpatent so zu verbessern, dass die Dichtteile mit grösseren Toleranzen und daher ein- facher und billiger hergestellt werden können, ohne dadurch die Abdichtung zu beeinträchtigen. Dazu ist der Anschluss der Dichtleiste an den Verbindungs körper in der Weise auszuführen, dass grossflächige Passungen mit engen Toleranzen vermieden werden.
Dieses Problem wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass die Dichtleiste am Verbindungskörper nur entlang einer schmalen, axial sich erstreckenden und an den Aussenumfang des Verbindungskörpers an schliessenden Fläche anliegt.
Im Extremfall kann dabei eine Linienberührung erfolgen, was beispiels weise dadurch erreicht werden kann, dass die Nut im Verbindungskörper zur Aufnahme der Dicht leiste sich radial nach innen zu erweitert. Die Dicht leiste liegt in diesem Falle lediglich an der Aussen kante der Nut an, die sich stets in Flucht mit der Seitenwand der Nut im Kolben bringen lässt. Das gleiche wird erreicht, wenn der Verbindungskörper als geschlitzter Ring ausgebildet ist, dessen Schlitz zur Aufnahme der Dichtleiste dient.
Wird der Ver bindungskörper als Spreizkörper ausgebildet, was beispielsweise durch entsprechende Bemessung des geschlitzten Ringes ermöglicht wird, so kann mit verhältnismässig groben Toleranzen gearbeitet wer den, da sich ein derartiger Verbindungskörper durch Eigenspannung und/oder durch den in einer be nachbarten Arbeitskammer der Maschine herrschen den Gasdruck aufspreizt und an die Innenwand der Aussparung im Kolben anlegt.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbei spiele der Erfindung im Prinzip dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht einer Kolbenecke mit dem bekannten Dichtsystem nach dem Hauptpatent, Fig. 2 einen Schnitt gemäss Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 mit einem Verbindungskörper gemäss der Erfindung, Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 mit einem anders ausgeführten erfindungsgemässen Verbin dungskörper,
Fig. 5 eine Ausführung entsprechend Fig. 4 mit einem aus zwei aneinanderliegenden Ringen gebil deten Verbindungskörper, Fig.6 einen Schnitt gemäss Linie VI-VI in Fig. 5.
Es sei zunächst auf die bisherige Ausführung Bezug genommen, die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Mit 1 ist der Kolben bezeichnet, der eine Mehrzahl von Ecken 2 aufweist, in denen jeweils eine achs- parallele Nut 3 vorgesehen ist. In jeder Nut 3 ist radialbeweglich eine ein- oder mehrteilige Dicht leiste 4 angeordnet, die mit ihrer äusseren abge rundeten Kuppe 5 ständig an der Innenfläche 6 des Mantels entlanggleitet und die beiden benach barten Arbeitskammern<I>A</I> und<I>B</I> in Umfangsrichtung voneinander abdichtet.
Die innere Mantelfläche 6 hat beispielsweise die Form einer mehrbogigen Epi- trochoide. Unterhalb der Nut 3 ist der Kolben 1 mit einer Aussparung 7 versehen, in welcher ein Verbindungskörper 8 axialbeweglich mit einer Be wegungspassung eingesetzt ist. Der Verbindungskör- per 8 weist zur Aufnahme der Dichtleiste eine Nut 9 auf, die genau mit der Nut 4 fluchten muss,
da die Dichtleiste 4 mit ihrer Seitenfläche 4a sowohl an der Seitenwand 3a der Nut 3 als auch an der Seiten wand 9a der Nut 9 anliegen muss, wenn in der Arbeitskammer B der grössere Druck herrscht und umgekehrt mit ihrer Seitenfläche 4b an den Seiten wänden 3b und 9b, wenn in der Kammer A der grössere Druck herrscht.
An den Verbindungskörper 8 stossen stumpf streifenförmige Axialdichtungen 10 an, die in Nuten 11 im Kolben 1 axialbeweglich gelagert sind. Bei Auftreten eines Gasdruckes in der Kammer B wird die Dichtleiste 4 gegen die Nutwände 3a und 9a gedrückt. Ausserdem wirkt der Gasdruck auf die Bodenfläche der Dichtleiste und drückt diese nach aussen zur Anlage an die innere Mantelfläche 6 des Gehäuses.
Der Gasdruck gelangt auch in der Aus sparung 7 hinter den Verbindungskörper 8 und drückt diesen axial nach aussen zur Anlage an die Innenwand 12 des benachbarten Gehäuseseitenteils. Schliesslich werden durch den Gasdruck die Dicht streifen 10 an die Innenwand 12a ihrer Nuten 11 und axial nach aussen an die Gehäuseinnenwand 12 gedrückt. Wie ersichtlich, wird durch den Verbin dungskörper 8 eine dichte Verbindung zwischen der Dichtleiste 4 und den Dichtstreifen 10 sowie eine Absperrung der Nuten 3 und 11 voneinander erzielt, allerdings unter Inkaufnahme von mindestens zwei verhältnismässig engen Passungen.
Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, die Toleranzen zu vergrössern, ohne die Abdichtung zu beeinträchtigen, und zwar ist der Verbindungskörper 8 mit einer Nut 13 versehen, die sich radial nach innen zu er weitert. Durch diese Ausbildung der Nut 13 liegt die Dichtleiste 4 nur entlang einer schmalen, axial sich erstreckenden und an den Aussenumfang des Ver bindungskörpers anschliessenden Fläche 13' am Ver bindungskörper 8 an, und es ist ersichtlich, dass sich der Verbindungskörper 8 auf Grund des Gasdruckes ohne weiteres so einstellt, dass die Anlagefläche mit der entsprechenden Seitenwand der Nut 3 fluchtet.
Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung enger Toleranzen zeigt Fig.4, bei der der Verbindungs körper als geschlitzter Ring 14 ausgebildet ist, dessen Schlitz 15 zur Aufnahme der Dichtleiste 4 dient. Dieser Ring 14 ist in einen Ringraum 7b eingesetzt, der von dem zentrisch in der Aussparung 7 ange ordneten Füllstück 7a frei gelassen ist. Das Füll stück 7a hat den Zweck, das Volumen unterhalb der Dichtleiste soweit wie möglich zu verkleinern, da es sonst den wechselnden Drücken in den benach barten Arbeitskammern<I>A</I> und<I>B</I> nicht schnell genug folgen kann.
Die Anlage der Dichtleiste 4 am Ver bindungskörper 14 erfolgt wiederum lediglich entlang einer verhältnismässig kleinen Fläche 14', die sich ohne Schwierigkeiten auf Grund des Gasdruckes fluchtend zur entsprechenden Seitenwand der Nut 3 einstellt. Der geschlitzte Ring 14 hat aber zusätzlich den Vorteil, dass bezüglich seines Aussendurchmes sers keine Bewegungspassung eingehalten werden muss, wenn er so bemessen ist, dass er sich auf Grund seiner Eigenspannung und/oder auf Grund des Gasdruckes aufspreizt und abdichtend an die Wandung der Aussparung 7 anlegt. Die Dichtstreifen 10 stossen wiederum stumpf an den Ring 14 an.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 3 und 4 erfolgt der Anschluss der Seitendichtstreifen 10 durch stumpfe Anlage an den Verbindungskörper 8 bzw. 14. Diese stumpfe Anlage an beiden Enden jeder Seitendichtung lässt sich auch mit höchster Präzision kaum bei jeder Betriebstemperatur ver wirklichen.
In Fig. 5 und 6 ist eine Möglichkeit gezeigt, um auch diesem Nachteil abzuhelfen. Dabei ist der Verbindungskörper durch zwei geschlitzte Ringe 14 und 16 gebildet. Dem Ring 14 ist der Ring 16 vor gelagert, der mit radialem Spiel in dem Ringraum 7b angeordnet ist. Bei Auftreten eines Gasdruckes in der Kammer B wird der Ring 16 ebenso wie der Ring 14 durch den Gasdruck im Uhrzeigersinn ge dreht, bis er mit seiner Fläche 18 an der Dichtleiste 4 und mit seiner Aussenfläche an den Enden der Dichtstreifen 10 anliegt. Diese Anlage kann durch Aufspreizen des Ringes 16 auf Grund des Gas druckes unterstützt werden.
Der Gasdruck gelangt ausserdem in den Ringraum 7b hinter den Ring 14 und drückt diesen gegen den Ring 16, bis der Ring 16 an der angrenzenden Seitenwand 12 des Gehäuses anliegt. Der Ring 16 und die Dichtstreifen 10 haben gleiche axiale Breite und die an den Ring 16 stossende Stirnfläche des Ringes 14 überdeckt die Stossstelle 17 zwischen dem Ring 16 und den Dichtstreifen 10. Es ist ersichtlich, dass durch die Teile 14 und 16 eine fugengeschlossene Verbindung zwischen der Dichtleiste 4 und den Dichtstreifen 10 unabhängig von irgendwelchen Wärmedehnungen der Dichtstreifen sowie eine Absperrung der Nuten 3 und 11 voneinander erzielt wird.
Ausserdem ist eine freie Austauschbarkeit aller Dichtteile ohne Ein haltung enger Toleranzen ermöglicht, da sich sowohl der Verbindungskörper 14 als auch der Dichtkörper 16 unter dem Gasdruck den jeweiligen Gegebenheiten anpassen kann.
Sealing device in a rotary piston machine The subject of the main patent is a sealing device for sealing the working chambers in a rotary piston machine, which has a housing, which is composed of an enclosing body and side parts and in which a Kol ben is rotatably mounted, with sealing elements arranged in grooves in the piston are movable in the direction of the opposite surface and made of strip-shaped,
The radial seals extend over the entire width of the piston and there are strip-shaped axial seals extending between adjacent radial seals, with each radial seal sealing two adjacent working chambers, in which changing pressures prevail, in the circumferential direction against one another and the sealing elements mainly due to the pressure of the working medium on their sealing surfaces to be pressed,
At each connection point between a radial seal and the adjacent ends of two axial seals, an axially moveable connector body guided in a recess of the part carrying the axial seals is arranged, which slides along the opposite surface and engages with the end of the radial seal and to which the The ends of the axial seals are butt or overlapping, the axial extent of the connecting body being greater than the depth of the grooves which accommodate the axial seal in such a way that
that the connecting body blocks these grooves from each other, and wherein the space in the recess behind the connec tion body is in communication with that of the two adjacent working chambers in which the higher pressure prevails.
The object of the invention is to improve the sealing system according to the main patent in such a way that the sealing parts can be manufactured with larger tolerances and therefore more simply and cheaply without impairing the seal. For this purpose, the connection of the sealing strip to the connecting body must be carried out in such a way that large-area fits with tight tolerances are avoided.
This problem is solved according to the invention in that the sealing strip rests on the connecting body only along a narrow, axially extending surface that closes on the outer circumference of the connecting body.
In the extreme case, a line contact can take place, which can be achieved, for example, in that the groove in the connecting body for receiving the sealing strip widens radially inward. In this case, the sealing strip only rests against the outer edge of the groove, which can always be brought into alignment with the side wall of the groove in the piston. The same is achieved if the connecting body is designed as a slotted ring, the slot of which is used to accommodate the sealing strip.
If the connection body is designed as an expansion body, which is made possible, for example, by appropriate dimensioning of the slotted ring, then relatively rough tolerances can be worked with, since such a connection body is caused by internal stress and / or by the prevailing in a neighboring working chamber of the machine Gas pressure spreads and applies to the inner wall of the recess in the piston.
In the drawing, some Ausführungsbei games of the invention are shown in principle. 1 shows a view of a piston corner with the known sealing system according to the main patent, FIG. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a view corresponding to FIG. 1 with a connecting body according to the invention, FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 with a differently designed connection body according to the invention,
FIG. 5 shows an embodiment corresponding to FIG. 4 with a connecting body formed from two adjacent rings, FIG. 6 shows a section along line VI-VI in FIG.
Reference should first be made to the previous embodiment, which is shown in FIGS. 1 and 2. The piston 1 is designated, which has a plurality of corners 2, in each of which an axially parallel groove 3 is provided. In each groove 3, a one-part or multi-part sealing strip 4 is arranged to be radially movable, which constantly slides along with its outer rounded tip 5 on the inner surface 6 of the shell and the two neighboring working chambers <I> A </I> and <I> B </I> seals from one another in the circumferential direction.
The inner lateral surface 6 has, for example, the shape of a multi-arched epitrochoid. Below the groove 3, the piston 1 is provided with a recess 7 in which a connecting body 8 is inserted axially movable with a movement fit. The connecting body 8 has a groove 9 for receiving the sealing strip, which must be precisely aligned with the groove 4,
because the sealing strip 4 with its side surface 4a must rest on both the side wall 3a of the groove 3 and on the side wall 9a of the groove 9 when there is greater pressure in the working chamber B and vice versa with its side surface 4b on the side walls 3b and 9b, when the pressure in chamber A is greater.
Butt strip-shaped axial seals 10 abut the connecting body 8 and are mounted so as to be axially movable in grooves 11 in the piston 1. When a gas pressure occurs in the chamber B, the sealing strip 4 is pressed against the groove walls 3a and 9a. In addition, the gas pressure acts on the bottom surface of the sealing strip and presses it outwards to rest against the inner jacket surface 6 of the housing.
The gas pressure also reaches the recess 7 from behind the connecting body 8 and pushes it axially outward to rest against the inner wall 12 of the adjacent housing side part. Finally, the sealing strips 10 are pressed against the inner wall 12a of their grooves 11 and axially outwards against the housing inner wall 12 by the gas pressure. As can be seen, a tight connection between the sealing strip 4 and the sealing strip 10 and a shut-off of the grooves 3 and 11 from each other is achieved by the connec tion body 8, but at least two relatively tight fits.
Fig. 3 shows a way to increase the tolerances without impairing the seal, namely the connecting body 8 is provided with a groove 13 which extends radially inward to it. Through this formation of the groove 13, the sealing strip 4 is only along a narrow, axially extending and connecting body adjoining surface 13 'on the United connecting body 8, and it can be seen that the connecting body 8 due to the gas pressure without further adjusts so that the contact surface is aligned with the corresponding side wall of the groove 3.
Another possibility for avoiding tight tolerances is shown in FIG. 4, in which the connecting body is designed as a slotted ring 14, the slot 15 of which is used to accommodate the sealing strip 4. This ring 14 is inserted into an annular space 7b which is left free from the filler piece 7a arranged centrally in the recess 7. The purpose of the filler piece 7a is to reduce the volume below the sealing strip as much as possible, otherwise the alternating pressures in the adjacent working chambers <I> A </I> and <I> B </I> will not be fast enough can follow.
The installation of the sealing strip 4 on the connecting body 14 takes place again only along a relatively small surface 14 ', which adjusts itself to the corresponding side wall of the groove 3 without difficulty due to the gas pressure. The slotted ring 14, however, has the additional advantage that with regard to its outer diameter, no movement fit has to be observed if it is dimensioned so that it spreads open due to its internal stress and / or due to the gas pressure and seals against the wall of the recess 7 applies. The sealing strips 10 in turn butt against the ring 14.
In the embodiments according to FIGS. 3 and 4, the side sealing strips 10 are connected by butt contact with the connecting body 8 and 14, respectively. This butt contact at both ends of each side seal can hardly be achieved with the greatest precision at any operating temperature.
In FIGS. 5 and 6 one possibility is shown to remedy this disadvantage as well. The connecting body is formed by two slotted rings 14 and 16. The ring 14 of the ring 16 is stored in front, which is arranged with radial play in the annular space 7b. When a gas pressure occurs in the chamber B, the ring 16 as well as the ring 14 is rotated by the gas pressure in a clockwise direction until it rests with its surface 18 on the sealing strip 4 and with its outer surface on the ends of the sealing strip 10. This system can be supported by spreading the ring 16 due to the gas pressure.
The gas pressure also reaches the annular space 7b behind the ring 14 and presses it against the ring 16 until the ring 16 rests against the adjacent side wall 12 of the housing. The ring 16 and the sealing strips 10 have the same axial width and the end face of the ring 14 abutting the ring 16 covers the joint 17 between the ring 16 and the sealing strip 10. It can be seen that the parts 14 and 16 create a closed connection between the sealing strip 4 and the sealing strip 10 is achieved independently of any thermal expansion of the sealing strips and a shut-off of the grooves 3 and 11 from each other.
In addition, a free interchangeability of all sealing parts without adhering to tight tolerances is made possible because both the connecting body 14 and the sealing body 16 can adapt to the respective conditions under the gas pressure.