DE1135705B

DE1135705B - Brennkraftkolbenmaschine mit in einem feststehenden Gehaeuse umlaufenden Zylindern

Info

Publication number: DE1135705B
Application number: DEP25316A
Authority: DE
Inventors: Leopold Schmid
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1960-07-08
Filing date: 1960-07-08
Publication date: 1962-08-30
Also published as: GB914549A

Description

Brennkraftkolbenmaschine mit in einem feststehenden Gehäuse umlaufenden Zylindern Die Erfindung betrifft eine Brennkraftkolbenmaschine mit in einem feststehenden Gehäuse umlaufenden Zylindern, bei der zwischen jedem Zylinder und dem Gehäuse zumindest ein im Zylinder eingesetzter Dichtring angeordnet ist, dem eine Drehung aufgezwungen wird.
Zur Abdichtung der Arbeitsräume von solchen Brennkraftkolbenmaschinen ist es bekannt, die in Reibungsschluß stehenden Flächen der Dichtungsringe sowie der diesen zugeordneten Wandungen eines feststehenden Gehäuses sphärisch auszubilden. Um eine ungleichmäßige Abnutzung der Dichtringe zu vermeiden, sind diese gegen die Wirkung von Federn axial beweglich gegenüber der Gehäusewandung gehalten und an ihrem inneren Umfang mit schräg zur Längsachse angestellten Flügeln versehen. Die Flügel werden während der Sau- und während der Auspuffphase der Maschine von den strömenden Gasen beaufschlagt und erteilen dadurch dem Dichtungsring eine Drehung von wechselnder Richtung. Der auf diese Weise erstrebten höheren Lebensdauer der Dichtungsringe steht jedoch entgegen, daß die in äußerst kurzzeitiger Folge wechselnden Gasströme der Maschine den Dichtungsring infolge seiner Massenträgheit nicht in einem erforderlichen Ausmaß in Drehung versetzen können. Außerdem erfordert die Herstellung der Dichtringe höhere Aufwendungen, und ihre Flügel stören in unerwünschter Weise den ungehinderten Gaswechsel der Arbeitsräume.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die aufgezwungene Drehung mittels einer Anordnung des Dichtringes im Zylinder, bei der dessen am Gehäuse gleitende Arbeitsfläche abschnittsweise einer unterschiedlichen Reibbelastung ausgesetzt ist, erfolgt. Dadurch wird, ohne eine besondere Formgebung der Dichtringe in Kauf nehmen zu müssen, eine zwangläufige Rotation der Dichtringe erhalten, so daß eine einseitige Abnützung sicher vermieden wird. Bei einer Brennkraftkolbenmaschine mit einem Gehäuse, dessen Gaswechselkanäle in der Gleitfläche für die Zylinder ausmünden, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Dichtring außermittig zum Gaswechselkanal im Zylinder gelagert ist. Durch die exzentrische Entlastung des Dichtringes im Bereich der Gaswechselkanäle wird ein Moment erzeugt, welches ein Drehen der Dichtun- bewirkt. Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich dadurch, daß der Dichtring koaxial zur Zylinderachse im Zylinder angeordnet ist und daß die Gaswechselkanäle außermittig zur Zylinderachse liegen. Es ist jedoch auch eine Ausführung möglich, bei welcher der Dichtkörper zentrisch um die außermittig, gegebenenfalls im Winkel zur Zylinderachse angeordnete Gaswechselöffnung gelagert ist.
In den Zeichnungen, die mehrere Ausführungsformen der Erfindung bei einer Brennkraftkolbenmaschine mit umlaufenden Zylindern zeigen, sind die Fig.1 ein Querschnitt durch einen Arbeitszylinder einer Brennkraftkolbenmaschine mit der erfindungsgemäßen Abdichtung, und die Fig. 2 bis 4 jeweils vereinfachte Schnitte durch einen Arbeitszylinder entsprechend der Fig. 1 mit weiteren Ausführungsformen der Abdichtung.
Die in der Fig. 1 angedeutete Brennkraftkolbenmaschine 1 weist in bekannter Weise mehrere umlaufende Zylinder auf, von denen der Zylinder 2 gezeigt ist. Die Zylinder sind von einem gemeinsamen Zylinderkopf 3 abgedeckt, der aus zwei gegeneinander gespannten Schalen 4 und 5 zusammengesetzt ist. Die Schale 5 ist mit einer kugelförmigen Gleitfläche 6 versehen, die an einer entsprechend ausgebildeten Gegenfläche 7 eines den Zylinder 2 umgebenden feststehenden Gehäuses 8 anliegt. In der Schale 5 ist eine Gaswechselleitung 9 untergebracht, die während des Umlaufes der Zylinder zunächst mit einer Leitung 10 des Gehäuses 8 in Verbindung steht. Durch die Leitung 10 wird Frischluft oder ein Brennstoff-Luft-Gemisch in den Zylinderraum geleitet. Nach einem gewissen Drehwinkel, d. h. nach dem Arbeitstakt, kommt die Leitung 9 mit einer nicht gezeigten Abgasleitung im Gehäuse 8 in Verbindung, durch die der Kolben 11 die Abgase aus dem Zylinderraum ins Freie ausschiebt.
Die Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf 3, also dem Schalenteil 5 und dem feststehenden Gehäuse 8, erfolgt durch Dichtringe 12 und 13, die konzentrisch zur Gaswechselleitung 9 im Schalenteil 5 untergebracht sind. Durch die kugelförmig gekrümmte Gleitfläche 6 und die gegenüber der Zylinder-Längsachse versetzte Anordnung der Dichtringe ist die Umfangsgeschwindigkeit zweier in der Längsebene der Brennkraftkolbenmaschine sich gegenüberliegender Stellen der Dichtung unterschiedlich groß. Diese Differenz der Geschwindigkeiten ergibt an den besagten Stellen der Dichtringe ungleich große Reibkräfte, die ein Drehen der Dichtringe hervorrufen. Dadurch wird vermieden, daß stets die gleichen Abschnitte der Dichtringe 12 und 13 beim Umlauf der Zylinder in den Bereich der Öffnungen der Gaswechselleitungen 10 im Gehäuse 8 kommen.
In den Fig.2, 3 und 4 sind vereinfachte Schnitte entsprechend der Fig. 1. mit weiteren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Nach der Fig. 2 besteht der Zylinder 14 aus einem rohrförmigen Schaft, der am Gehäuse 15 gleitend anliegt. Die Gleitfläche 16 des Gehäuses 15 ist, wie in allen dargestellten Ausführungen, kugelförmig gewölbt, und das an der Fläche 16 anliegende Ende 17 des Zylinderschaftes ist entsprechend ausgebildet. In dem Zylinderende 17 sind zwei Dichtringe 18 gelagert, die konzentrisch zur Zylinderachse x-x liegen. Im Gehäuse 15 sind außermittig zur Achse x-x Gaswechselleitungen 19 angeordnet. Durch die unterschiedliche Lage der Dichtringe 18 und der Leitung 19 zur Zylinderachse werden die Ringe am Umfang ungleichmäßig belastet, wodurch eine Drehung derselben erreicht wird.
Der Zylinder 20 der Fig. 3 ist durch einen Boden 21 gegenüber dem Gehäuse 22 abgeschlossen. In dem Boden 21 des Zylinders ist lediglich eine Öffnung 23, die während des Umlaufes des Zylinders 20 in Verbindung mit einer im Gehäuse 22 untergebrachten Gaswechselleitung 24 gebracht werden kann. Die öffnung 23 sowie die Gaswechselleitung 24 liegen außermittig zur Zylinderachse x-x, wogegen die Ringdichtung 25, die im Zylinderboden 21 lagert, konzentrisch zur Achse angeordnet ist.
Schließlich zeigt die Fig. 4 eine Ausführung, bei der die Gaswechselleitung 26 senkrecht zur Zylinderachse x-x verläuft. Der rotierende Zylinder 27 ist mit einem Boden 28 versehen, der eine senkrecht zur Zylinderachse gerichtete Öffnung 29 aufweist. Die Gleitfläche 30 zwischen dem Zylinder und dem Gehäuse 31 verläuft parallel zur Zylinderachse. Radial gegenüberliegende Abschnitte der Dichtringe 32 gleiten an der Fläche 30 mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten, deren Differenz ein Drehen der Dichtringe bewirkt. Die Dichtringe sind hierbei konzentrisch zur Achse y-y der Gaswechselöffnung 29 angeordnet. Es ist jedoch auch eine Ausführung möglich, bei der die Dichtringe exzentrisch zu der besagten Achse angeordnet sind. Bei der Ausführung nach der Fig. 4, und zwar sowohl bei einer konzentrischen als auch bei einer exzentrischen Anordnung der Dichtringe zur Gaswechselöffnung ist die bereits bekannte Anwendung von Federn in der Ringnut des Bodens 28 des Zylinders für die Dichtringe erforderlich. Diese in der Zeichnung nicht dargestellten Federn bewirken ein Anpressen der Dichtringe 32 an der Gleitfläche 30 des Gehäuses 31, da ein Anpressen der Dichtringe durch Fliehkräfte, wie es in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt, bei dieser Ausführung nicht stattfindet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Brennkraftkolbenmaschine mit in einem feststehenden Gehäuse umlaufenden Zylindern, bei der zwischen jedem Zylinder und dem Gehäuse zumindest ein im Zylinder eingesetzter Dichtring angeordnet ist, dem eine Drehung aufgezwungen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgezwungene Drehung mittels einer Anordnung des Dichtringes im Zylinder, bei der dessen am Gehäuse gleitende Arbeitsfläche abschnittsweise -einer unterschiedlichen Reibbelastung ausgesetzt ist, erfolgt. z. Brennkraftkolbenmaschine nach Anspruch 1, wobei im feststehenden Gehäuse Gaswechselkanäle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (18, 25) außermittig zu den Gaswechselkanälen (19, 24) im Zylinder gelagert ist. 3. Brennkraftkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (18, 25) koaxial zur Zylinderachse (x-x) im Zylinder angeordnet ist und daß die Gaswechselkanäle (19, 24) außermittig zur Zylinderachse liegen. 4. Brennkraftkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (12, 13, 32) zentrisch um die außermittig, gegebenenfalls im Winkel zur Zylinderachse angeordnete Gaswechselöffnung (9, 29) gelagert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 110 464; französische Patentschriften Nr. 500 686, 784 539; britische Patentschrift Nr. 524 626.