DE102008063182A1

DE102008063182A1 - Lamellendichtung mit Ladungswechsel-Steuerschieber für einen Rotationskolben-Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102008063182A1
Application number: DE200810063182
Authority: DE
Inventors: Klaus Bruchner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-08

Abstract

Bei der in Anmeldung 102007029200 beschriebenen Abdichtung für einen Rotationskolben-Verbrennungsmotor findet ein Ladungswechselsteuer- und Dichtsystem Anwendung, das aus einem Steuerschieber besteht, der mit einer Dichtlamelle fest verbunden ist. Die axiale Bewegung des Steuerschiebers erfolgt dabei mittels Profilierungen an den Rotorscheiben, über die die Dichtlamelle hin- und herbewegt wird. Um die auf die Dichtlamelle wirkenden Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte zu verhindern, so dass auf diese nur noch die Gaskräfte wirken, werden die axialen Bewegungen der Dichtlamelle über den Steuerschieber eingeleitet. Hierzu erhalten die linke und die rechte Rotorscheibe am Außendurchmesser jeweils einen radialen Bund, dessen axiale, dem Steuerschieber zugewandte Kontur der Profilierung der Rotorscheiben entspricht. Die axiale Länge des Steuerschiebers und die Geometrie dessen linken und rechten Endes ist dabei so ausgelegt, dass die Enden an den Bunden der linken und rechten Rotorscheiben gleitend anliegen und bei der Drehbewegung der Rotorscheiben sich der Steuerschieber mit Dichtlamelle entsprechend der Kontur der Rotorscheiben axial bewegt. Die Enden des Gleitschiebers können anstelle der Radien auch mit beweglichen Rollkörpern ausgestattet werden.

Description

Stand der Technik
Die Anmeldung 10 2007 029 200 beschreibt eine Abdichtung zwischen den Arbeitsräumen für einen Rotationskolben-Verbrennungsmotor, deren radiale Ausdehnung einem zentrischen Abschnitt eines Kreisringes entspricht. Die Abdichtung selbst besteht aus einer Dichtlamelle, die strahlenförmig vom Rotationspunkt aus innerhalb dieses Abschnittes angeordnet ist, und einem Steuerschieber als obere Begrenzung, mit dem die Dichtlamelle fest verbunden ist. Weiterhin sind Steuerschieber und Dichtlamelle im Außengehäuse in einer Aussparung, ähnlich einer Nut, und in der Trennwand axial beweglich eingelassen. Die axiale Länge der Dichtlamelle ist so dimensioniert, dass die an deren linken und rechten Stirnseite angebrachten Radien an den beiden einander zugewandten Seiten-flächen der Rotorscheiben dichtend anliegen. Die Dichtlamelle ist somit zwangsgeführt und wird zusammen mit dem Steuerschieber bei der Drehbewegung der profilierten Rotorscheiben durch diese in axialer Richtung hin- und her bewegt.
Aufgabenbeschreibung
Die der hier eingereichten Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, die auf die Dichtlamelle (40) wirkenden Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte, die bei deren axialen Verschiebung auftreten, möglichst weit zu reduzieren, oder ganz zu verhindern, so dass die Dichtlamelle nur noch von den Gaskräften beaufschlagt wird und Verschleiß und Reibungsverluste an den Stirn seitigen Radien weitestgehend minimiert werden.
Abweichend von der Anmeldung 10 2007 029 200 soll deshalb die axiale Bewegung der Dichtlamelle (40) über den Steuerschieber (41), der mit der Dichtlamelle (40) fest verbunden ist, eingeleitet werden. Hierzu erhalten die linke und die rechte Rotorscheibe (2.1 u. 2.2) an deren Außendurchmessern im hinteren Bereich jeweils einen radialen Bund, deren axiale, dem Steuerschieber zugewandten Konturen den Profilierungen der jeweiligen Rotorscheibe entsprechen. Die axiale Länge des Steuerschiebers (41) und die Geometrie dessen linken und rechten Endes ist dabei so ausgelegt, dass die Enden an den Bunden der linken u. rechten Rotorscheiben (2.1.1 u. 2.2.1) gleitend anliegen und bei der Drehbewegung der Rotorscheiben der Steuerschieber mit Dichtelamelle entsprechend der Kontur der Rotorscheiben axial bewegt wird (1 u. 2).
Die Enden des Steuerschiebers sind jeweils mit einem Radius (R) versehen (3). Zur Reduzierung der Gleitreibung ist neben einer Ölschmierung auch die Verwendung von drehbar gelagerten Rollkörpern an den Steuerschieber-Enden möglich, ohne dass die vorliegende Erfindung alleine auf diese Form der Führung und Krafteinleitung beschränkt sein soll. So sind neben der reinen formgebundenen Führung auch z. B. hydraulische oder elektro-mechanische Betätigungselemente möglich.
Der Aufbau des Steuerschiebers (41) mit den Funktionen der Gaswechselsteuerung und Abdichtung, sowie dessen Verbindung mit der Dichtlamelle (40) bleibt hierbei unberührt. Insbesondere trifft dies auch für die Ausführung als Mehrlamellensystem zu.
Obige, sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen (1 bis 5) besser verständlich. Zudem werden der Aufbau und die Wirkungsweise des Systems näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein Rotationskolbenmotor nach Anmeldung Nr. 101 10 261 beinhaltet eine linke und eine rechte Rotorscheibe, die auf ihren einander zugewandten axialen Flächen mit Profilierungen ausgestattet sind. Die Profilierungen sind so ausgelegt, dass über den Umfang der Rotorscheiben deren axialer Abstand konstant bleibt. Zwischen der linken (2.1) und rechten (2.2) Rotorscheibe ist eine in der Trennwand (4) gelagerte Dichtlamelle (40) eingebracht, die sich bei der Rotation der Rotorscheiben (2.1 u. 2.2) hin und her bewegt. Die Dichtlamelle (40) selbst ist mit einem Steuerschieber (41) fest verbunden (s. Anmeldung 10 2007 029 200).
Um die Einleitung der Bewegungskräfte nun über den Steuerschieber zu ermöglichen, sind zunächst am Außendurchmesser der linken und der rechten Rotorscheibe (2.1 u. 2.2) radiale Bunde (2.1.1 u. 2.2.1) angebracht, deren axiale, dem Steuerschieber (41) zugewandte Konturen der jeweils linken und rechten Profilierung der Rotorscheiben angepasst sind. Das linke (41.1) und rechte (41.2) Ende des Steuerschiebers (41) sind soweit verlängert, dass diese an den Bunden (2.1.1 u. 2.2.1) der Rotorscheiben (2.1 u. 2.2) gleitend anliegen. Weiterhin sind die beiden Enden des Steuerschiebers (41.1 u. 41.2) mit Radien (R) versehen. Die Kombination Bundprofilierung und Radius (R) am Steuerschieber (41) sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Bewegung der Rotorscheiben (2.1 u. 2.2) sich die Dichtlamelle (40) entsprechend der Kontur der Rotorscheiben bewegt.
Das linke (1.4) und das rechte (1.5) Außengehäuse sind jeweils im hinteren Bereich an die geometrischen Änderungen der Rotorscheiben angepasst. Ebenso ist auch eine Korrektur an der axialen Längen des Steuerschiebers (41) und der li. u. re. Rotorscheibe (2.1 u. 2.2) erforderlich, um eine ausreichende Dichtlänge im Bereich der Arbeitsräume (6, 7, 8 und 9) zu erreichen.
Infolge der Bewegungs-Krafteinleitung über den Steuerschieber (41) wirken auf die Dichtlamelle (40) selbst nunmehr keine axialen Kräfte mehr. Die Dichtlamelle (40) dient ausschließlich der Abdichtung der Arbeitsräume (6, 7, 8, 9)(5).
Um die Gleitreibung zwischen den Bunden (2.1.1 u. 2.2.1) und den Steuerschieberenden (41.1 u. 41.2) zu reduzieren, können an den Enden des Steuerschiebers auch drehbar gelagerte Rollkörper (41.3 und 41.4) angebracht werden, die in den Steuerschieberenden gelagert sind (4). Die axiale Krafteinleitung auf den Steuerschiebers soll jedoch nicht alleine auf diese Möglichkeit beschränkt sein. Zur Reduzierung der Reibungsverluste im Gleit- u. Führungsbereich des Steuerschiebers ist eine Ölschmierung vorgesehen werden.
Beispielhaft wird nach (5) der Steuerschieber (41) aus der Ausgangsposition mit axialer linker Endstellung beim Erreichen der Profilierung des linken Bundes (2.1.1), über den am linken Ende des Steuerschiebers (41.1) angebrachten Radius (R), nach rechts verschoben.
Der gleiche Vorgang erfolgt beim Zurückschieben des Steuerschiebers (41) aus der rechten in die linke Endlage. Hierbei wirken die Verschiebekräfte auf den Radius (41.2) am rechten Ende des Steuerschiebers (41), der am Bund der rechten Rotorscheibe (2.2.1) anliegt.
Durch die erfindungsgemäße Vorgabe, dass der Steuerschieber (41) mit beiden Enden (41.1, 41.2) an den Bunden der Rotorscheiben (2.1, 2.2) anliegt und dort geführt wird, wird ein Abheben der Dichtlamelle (40) durch Beschleunigungskräfte bei Bewegungs-Änderung oder -Umkehr vermieden.
Die zur Reduzierung der Gleitreibung verwendeten Rollkörper (41.3 u. 41.4) werden anstelle der Radien (41.1 u. 41.2) am linken und rechten Steuerschieberende angebracht und sind im Steuerschieber (41) gelagert (4). Mittels dieser Ausführung wird die beim Verschieben des Steuerschiebers (41) zwischen den Bunden und den Steuerschieberenden (41.1 u. 41.2) wirkende Gleitreibung in eine deutlich geringere Rollreibung übergeführt.

Claims

Die Erfindung betrifft ein Dichtsystem für einen Rotationskolben-Verbrennungsmotor nach Anmeldung (10 2007 029 200) mit einer Dichtlamelle (40), die mit dem Steuerschieber (41) fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (41) an dem linken und rechten axialen Ende mit jeweils einem Radius versehen ist.
Dichtsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an der linken und rechten Rotorscheibe am Außendurchmesser jeweils im hinteren Bereich ein radialer Bund mit einer Profilierung auf der dem Steuerschieber zugewandten Seite angebracht ist.
Dichtsystem nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber mit den li. und re. Radien an den profilierten li. u. re. Bunden der Rotorscheiben anliegt, wobei die jeweilige Kontur der Bunde, die dem Steuerschieber zugewandt ist, der Profilierung der Rotorscheiben insoweit nachempfunden ist, dass bei Anlage des Steuerschiebers an diesen Bunden die mit dem Steuerschieber verbundene Dichtlamelle entsprechend der Profilierung der Rotorscheibe bewegt wird, wobei die Kontur der Bunde der jeweiligen Größe der Radien, oder der jeweils ausgeführten Geometrie an den Steuerschieberenden angepasst ist.
Dichtsystem nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Radien an den Enden des Steuerschiebers auch Rollkörper einsetzbar sind.
Dichtsystem nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der reinen formgebundenen Krafteinleitung zur Bewegung der Dichtlamelle auch hydrau lische oder elektro-mechanische Systeme angewandt werden können.
Dichtsystem nach Anspruch 3 u. 4 dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung der Reibung zwischen den Steuerschieberenden und profilierten Bunden an der linken und rechten Rotorscheibe eine Schmierung vorgesehen ist.