DE1170207B - Radial seal for rotary piston machines - Google Patents
Radial seal for rotary piston machinesInfo
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Description
Radialdichtung für Rotationskolbenmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialdichtung für Rotationskolbenmaschinen mit :einem Gehäuse, in welchem ein Kolben exzentrisch drehbar angeordnet ist, wobei die innere Umfangsfläche des Gehäuses und die äußere Umfangsfläche des Kolbens Arbeitsräume begrenzen, die sich bei Relativbewegung in ihrem Volumen verändern, und wobei in der Umfangsfläche des Kolbens eine Anzahl von axial über die ganze Breite der Umfangsfläche sich erstreckende Nuten vorgesehen ist, von denen jede eine ein- oder mehrteilige Dichtleiste aufnimmt. Diese Dichtleiste ist mit Spiel in der Nut angeordnet, um Radialbewegungen zu ermöglichen, und wird durch das Druckgas, das aus einer benachbarten Arbeitskammer in die Nut gelangen kann, sowohl gegen die Umfangsfläche des Gehäuses (im folgenden Lauffläche genannt) als auch gegen eine Nutwand gedrückt, wodurch eine Abdichtung :der beiden benachbarten Arbeitskammern in Umfangsrichtung zustande kommt. Auf Grund des Spieles ist die Dichtleiste in der Lage, Kippbewegungen um die Nutkanten auszuführen, die um so größer sind, je größer das Nutspiel ist, und ein Verklemmen der Leiste in ihrer Nut zur Folge haben können. Andererseits ist ein größeres Spiel wünschenswert, um das Eindringen von Druckgas in die Nut zu erleichtern und zu beschleunigen. Schließlich hat es sich gezeigt, daß in gewissen Betriebszuständen, beispielsweise bei Druckgleichheit in den benachbarten Kammern, ein zuverlässiges Andrücken der Dichtleiste an die Lauffläche nicht mehr gewährleistet ist, da kein Druckunterschied vorhanden ist,. der eine bestimmte Lage der Dichtleiste erzwingen würde. Außerdem treten bei bestimmten Maschinenformen der Kreiskolbenbauart zeitweise Beschleunigungskräfte auf, welche die Dichtleiste von der Lauffläche abzuheben bestrebt sind. Auch durch andere Einflüsse, beispielsweise hochfrequente Schwingungen in einem Maschinenteil, kann ein zeitweiliges Abheben der Dichtleiste eintreten. Das nachfolgende Wiederandrücken der Dichtleiste an die Lauffläche kann eine Beschädigung der Lauffläche zur Folge haben und es besteht die Gefahr von Leckverlusten, welche insbesondere beim Betrieb der Maschine als Brennkraftmaschine den Wirkungsgrad verschlechtern.Radial seal for rotary piston machines The invention relates on a radial seal for rotary piston machines with: a housing in which a piston is eccentrically rotatably arranged, the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the piston limit the working spaces change in volume with relative movement, and in the circumferential surface of the piston a number of axially extending over the entire width of the circumferential surface Grooves is provided, each of which receives a one-part or multi-part sealing strip. This sealing strip is arranged with play in the groove to allow radial movements, and is driven by the pressurized gas from an adjacent working chamber into the groove can get, both against the circumferential surface of the housing (in the following running surface called) and pressed against a groove wall, creating a seal: the two neighboring working chambers comes about in the circumferential direction. Because of the game the sealing strip is capable of tilting movements around the groove edges that the greater the groove clearance, and jamming of the bar in may result in their groove. On the other hand, a bigger game is desirable, to facilitate and accelerate the penetration of pressurized gas into the groove. In the end it has been shown that in certain operating conditions, for example when the pressure is equal in the neighboring chambers, a reliable pressing of the sealing strip against the The running surface is no longer guaranteed because there is no pressure difference. which would force a certain position of the sealing strip. Also occur at certain Machine shapes of the rotary piston design temporarily to acceleration forces, which strive to lift the sealing strip from the running surface. Also through other influences, For example, high-frequency vibrations in a machine part can be a temporary Lift off the sealing strip. The subsequent re-pressing of the sealing strip to the running surface can damage the running surface and it exists the risk of leakage losses, which especially when operating the machine as Internal combustion engine deteriorate the efficiency.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß in der Nut unterhalb der Dichtleiste in radialer Richtung federnde Klemm-Mittel vorgesehen sind, die das radial innere Ende der Dichtleiste zwischen den Nutwänden festklemmen. Dadurch wird eine Bewegung der Dichtleiste im Sinne eines Abhebens von der Lauffläche abgebremst und somit weitgehend vermieden. Außerdem wird die Beweglichkeit der Dichtleiste in Umfangsrichtung stark eingeschränkt, so daß das Kippen erheblich verringert ist. Selbstverständlich sind die radial inneren Enden der Dichtleiste so ausgebildet, z. B. abgerundet oder abgeschrägt, daß ein Einschneiden scharfer Kanten in die Nutwände vermieden ist.To solve this problem are according to the invention in the groove below the sealing strip resilient clamping means are provided in the radial direction, which clamp the radially inner end of the sealing strip between the groove walls. Through this a movement of the sealing strip is braked in the sense of lifting off the running surface and thus largely avoided. In addition, the mobility of the sealing strip severely restricted in the circumferential direction, so that tilting is considerably reduced. Of course, the radially inner ends of the sealing strip are designed in such a way that z. B. rounded or beveled that cutting sharp edges into the groove walls is avoided.
Die Dichtleiste kann an ihrem unteren Ende eine Schrägfläche aufweisen, die mit einer Keilfläche zusammenwirkt, wobei diese Flächen derart angeordnet sind, daß einer Bewegung der Dichtleiste im Sinne eines Abhebens von der Lauffläche und von der benachbarten Nutwand erheblicher Widerstand entgegengesetzt wird. Die Keilfläche kann an einem in der Nut unterhalb der Dichtleiste angeordneten Bauteil angebracht sein, .woben auch mehrere Bauteile vorgesehen werden können, die sich nicht unbedingt über die ganze Länge der Dichtleiste erstrecken müssen. Das bzw. die Bauteile können selbstfedernd ausgebildet sein.The sealing strip can have an inclined surface at its lower end, which cooperates with a wedge surface, these surfaces being arranged in such a way that that a movement of the sealing strip in the sense of lifting from the tread and considerable resistance is opposed by the adjacent groove wall. The wedge surface can be attached to a component arranged in the groove below the sealing strip be, .woben several components can be provided that are not necessarily Must extend over the entire length of the sealing strip. That or the components can be designed to be self-resilient.
Die Dichtleiste kann auch längsgeteilt oder -geschlitzt sein, wobei jedes Teil am unteren Ende eine Schrägfläche aufweist, die mit einer Keilfläche zusammenwirkt, wodurch eine Anlage der Dichtleiste an beiden Nutwänden erzielt wird.The sealing strip can also be divided or slotted longitudinally, with each part at the lower end has an inclined surface with a wedge surface cooperates, whereby a plant of the sealing strip is achieved on both groove walls.
Die Dichtleiste kann selbstfedernd ausgebildet sein und beispielsweise U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei ihre Schenkel zumindest in gewissen Betriebszuständen, nämlich vor allem bei Druckgleichheit in den beiden benachbarten Kammern, an beiden Seitenwänden der Nut federnd anliegen. Die Schenkel der Dichtleiste werden vorzugsweise durch den in die Nut unter die Dichtleiste gelangenden Gasdruck gespreizt, oder es wird in der Nut unterhalb der Dichtleiste ein eine Spreizwirkung auf die Schenkel ausübendes Bauteil angeordnet, beispielsweise ein doppelseitiger Keil. Wenn sich die Dichtleiste auf Grund irgendwelcher äußerer Einflüsse nach innen bewegen will, so wird sie durch den Keil aufgespreizt und zwischen den Nutwänden festgeklemmt. Das Bauteil kann selbst auch radial beweglich sein und unter der Wirkung des Gasdruckes und/oder Federwirkung stehen. Eine derartige Dichtleiste kann besonders einfach als Blechstanzteil hergestellt werden und hat überdies den Vorteil, daß die Nut zur Aufnahme der Dichtleiste mit erheblich größeren Toleranzen gefertigt werden kann als bisher, was die Herstellung beträchtlich verbilligt.The sealing strip can be designed to be self-resilient and, for example Have a U-shaped cross-section, with their legs at least in certain operating states, namely above all if the pressure in the two adjacent chambers is equal, at both The side walls of the groove rest resiliently. The legs of the sealing strip are preferred spread by the gas pressure reaching the groove under the sealing strip, or there is a spreading effect on the legs in the groove below the sealing strip exercising Component arranged, for example a double-sided wedge. When the sealing strip wants to move inwards on the basis of some external influences, it will go through the wedge spread open and clamped between the groove walls. The component can even be radially movable and under the action of gas pressure and / or Stand spring action. Such a sealing strip can be particularly simple as a stamped sheet metal part are produced and also has the advantage that the groove for receiving the sealing strip can be manufactured with significantly larger tolerances than before, what the production considerably cheaper.
Um zu gewährleisten, daß Druckgas zur Anpressung der Dichtleiste an die Lauffläche in die Nut gelangen kann, ist vorzugsweise in der Berührungsebene zwischen der Dichtleiste und dem die Keilfläche aufweisenden Bauteil ein Kanal vorgesehen, der die durch die Dichtleiste und das Bauteil voneinander getrennten Nuträume miteinander in Verbindung bringt. Auf diese Weise kann der Gasdruck direkt an der Unterseite der Dichtleiste wirken.To ensure that pressurized gas is used to press the sealing strip on the running surface can get into the groove is preferably in the plane of contact a channel is provided between the sealing strip and the component having the wedge surface, the groove spaces separated from one another by the sealing strip and the component connects. This way the gas pressure can be directly at the bottom the sealing strip act.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Gasdruck durch entsprechende Aussparungen oder Kanäle auf die Unterseite der Keilfläche zu bringen, so daß die Dichtleiste über diese Keilfläche nach außen gedrückt wird.Another possibility is to adjust the gas pressure accordingly Bring recesses or channels on the underside of the wedge surface so that the Sealing strip is pressed outwards over this wedge surface.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung im Prinzip dargestellt. Es zeigt: F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Kreiskolbenmaschine in Trochoidenbauart, F i g. 2 einen Querschnitt durch eine Kolbenecke, F i g. 3 eine Ansicht der in F i g. 2 im Schnitt gezeigten Dichtung, F i g. 4 einen Schnitt ähnlich F i g. 2 mit einer anders ausgebildeten Dichtung, F i g. 5 eine Ansicht der in F i g. 4 im Schnitt gezeigten Dichtung, und F i g. 6 , 7 und 8 Schnitte entsprechend F i g. 2 mit verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung.In the drawing, some embodiments of the invention are in Principle shown. It shows: F i g. 1 is a schematic view of a rotary piston machine in trochoid design, FIG. 2 shows a cross section through a piston corner, FIG. 3 a view of the FIG. 2 seal shown in section, F i g. 4 a section similar to FIG. 2 with a differently designed seal, FIG. 5 is a view the in F i g. 4 seal shown in section, and FIG. 6, 7 and 8 cuts accordingly F i g. 2 with different embodiments of the invention.
In F i g. l ist mit 1 die zweibogige innere Mantelfläche eines nicht weiter dargestellten Gehäuses bezeichnet. In diesem Gehäuse dreht sich auf einem Exzenter ein Kolben 2, der etwa die Form eines Bogendreiecks hat und an seinen Ecken 3 Nuten 4 aufweist, in denen jeweils eine ein- oder mehrteilige Dichtleiste 5 mit Spiel eingesetzt ist. Diese Dichtleisten 5 gleiten ständig an der inneren Mantelfläche 1, welche die Lauffläche bildet, entlang und dichten in Umfangsrichtung die drei Arbeitskammern A, B, C voneinander ab. Der Kolben 2 ist an seinen Stirnflächen mit streifenförmigen Stirnflächendichtungen 6 versehen, die axial-beweglich und durch einen ebenfalls axial-beweglichen Dichtbolzen 7 mit der Dichtleiste 5 verbunden sind.In Fig. l is denoted by 1, the two-arched inner lateral surface of a housing not shown in detail. In this housing, a piston 2 rotates on an eccentric, which has approximately the shape of a curved triangle and has 3 grooves 4 at its corners, in each of which a one-part or multi-part sealing strip 5 is inserted with play. These sealing strips 5 slide continuously along the inner jacket surface 1, which forms the running surface, and seal the three working chambers A, B, C from one another in the circumferential direction. The piston 2 is provided on its end faces with strip-shaped end face seals 6 which are axially movable and are connected to the sealing strip 5 by a sealing bolt 7 which is also axially movable.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 und 3 ist die Dichtleiste 5 an ihrem unteren Ende bei 8 abgeschrägt. An diese Schrägfläche drückt sich eine Feder 9 an, die eine entsprechende Schrägfläche 10 aufweist und sich einmal am Boden 11 und zum anderen an der Seitenwand 4 a der Nut 4 abstützt. Durch den in die Nut 4 gelangenden Gasdruck aus der ArbeitskammerB und die Feder 9 wird die Dichtleiste 5 einmal zur Anlage an die Seitenwand 4 b der Nut 4 und zum anderen nach außen zur Anlage an die Lauffläche 1 gedrückt. Ein Abheben der Dichtleiste 5 von der Lauffläche 1 und von der Nutwand 4b wird durch die Keilwirkung verhindert. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 und 5 ist an Stelle der Feder 9 ein starres Bauteil 12 vorgesehen, unter dem eine Feder 13 angeordnet ist, die das Bauteil 12 mit seiner Schrägfläche 14 an die Schrägfläche 8 der Dichtleiste 5 andrückt. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie bei der Ausführung gemäß F i g. 2 und 3. Wenn das Bauteil 12 über die ganze Länge der Dichtleiste 5 an der Schrägfläche 8 anliegt, wird die Nut 4 in zwei voneinander vollkommen getrennte Räume 15,16 geteilt. Um auch bei dieser Ausführung den Gasdruck aus der Arbeitskammer B zur Andrückung der Dichtleiste 5 an die Lauffläche 1 heranziehen zu können, ist in der Keilfläche 14 eine Aussparung 17 vorgesehen, welche die Räume 15,16 miteinander in Verbindung bringt und ein Einwirken des Gasdruckes auf die Schrägfläche 8 der Dichtleiste 5 ermöglicht. Außerdem kann der Gasdruck auch unter das Bauteil 12 gelangen und dieses zusätzlich zu der Wirkung der Feder 13 nach außen drücken.In the embodiment according to FIG. 2 and 3, the sealing strip 5 is beveled at its lower end at 8. A tongue 9, which has a corresponding inclined surface 10 and is supported on the bottom 11 and on the side wall 4 a of the groove 4, is pressed against this inclined surface. Due to the gas pressure from the working chamber B and the spring 9 reaching the groove 4 , the sealing strip 5 is pressed once to rest against the side wall 4 b of the groove 4 and, on the other hand, outwards to rest against the running surface 1. A lifting of the sealing strip 5 from the running surface 1 and from the groove wall 4b is prevented by the wedge effect. In the embodiment according to FIG. 4 and 5, instead of the spring 9, a rigid component 12 is provided, under which a spring 13 is arranged, which presses the component 12 with its inclined surface 14 against the inclined surface 8 of the sealing strip 5. The mode of operation is the same as in the embodiment according to FIG. 2 and 3. When the component 12 rests against the inclined surface 8 over the entire length of the sealing strip 5, the groove 4 is divided into two completely separate spaces 15, 16 . In order to be able to use the gas pressure from the working chamber B to press the sealing strip 5 against the running surface 1 in this embodiment as well, a recess 17 is provided in the wedge surface 14 , which connects the spaces 15, 16 with one another and causes the gas pressure to act the inclined surface 8 of the sealing strip 5 allows. In addition, the gas pressure can also get under the component 12 and, in addition to the action of the spring 13, press it outwards.
F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Dichtleiste 5' U-förmigen Querschnitt aufweist und ihre Schenkel 18, 19 an den Enden mit Schrägflächen 18', 19' versehen sind, die mit entsprechenden Keilflächen 22 eines unter Wirkung einer Feder 20 stehenden Bauteiles 21 zusammenwirken. Durch die Keilwirkung werden die Schenkel 18, 19 zur Anlage an den Nutwänden 4 a, 4 b gespreizt. In den Keilflächen 22 können wiederum Aussparungen 23 vorgesehen sein, durch die der Gasdruck in den Raum 24 gelangen kann.F i g. 6 shows an embodiment in which the sealing strip 5 'has a U-shaped cross-section and its legs 18, 19 are provided at the ends with inclined surfaces 18', 19 'which interact with corresponding wedge surfaces 22 of a component 21 under the action of a spring 20 . Due to the wedge effect, the legs 18, 19 are spread to rest on the groove walls 4 a, 4 b. In the wedge surfaces 22, in turn, recesses 23 can be provided through which the gas pressure can reach the space 24.
Diese Ausführung hat folgenden besonderen Vorteil: Wird angenommen, daß in der ArbeitskammerB der größere Druck herrscht, so wirkt dieser Druck auf den Schenkel 18 und drückt diesen in der Zeichnung nach links, was zur Folge hat. daß die Dichtleiste 5' auf Grund der Schrägflächen 18', 19' nach außen an die Lauffläche 1 gedrückt wird. Da der Schenkel 18 von der Nutwand 4 a abgehoben ist, kann der Gasdruck durch die Aussparung 23 in den Hohlraum 24 und außerdem auch unter das Bauteil 21 gelangen. Verringert sich nun der Druck in der Kammer B, so baut sich der Druck im Hohlraum 24 nicht sofort ab und bewirkt demzufolge ein Anpressen des Schenkels 18 an die Nutwand 4a und gleichzeitig auch ein zusätzliches Andrücken der Dichtleiste 5' an die Lauffläche 1. Dies bedeutet aber, daß auch bei Druckgleichheit in den Kammern A und B eine Anlage der Dichtleiste sowohl an der Lauffläche 1 als auch an den Nutwänden 4 a, 4 b unter dem Gasdruck erzielt wird. Ein Flattern der Dichtleiste in ihrer Nut kann somit nicht mehr auftreten. Außerdem sind für die Bearbeitung der Nut keine engen Toleranzen einzuhalten und kann die Dichtleiste als Blechstanzteil hergestellt werden, was die Fertigung erheblich verbilligt.This embodiment has the following particular advantage: If it is assumed that the greater pressure prevails in the working chamber B, this pressure acts on the leg 18 and pushes it to the left in the drawing, which has the consequence. that the sealing strip 5 'is pressed outwards against the running surface 1 due to the inclined surfaces 18', 19 '. Since the leg 18 is lifted from the groove wall 4 a, the gas pressure can pass through the recess 23 into the cavity 24 and also under the component 21. If the pressure in the chamber B is now reduced, the pressure in the cavity 24 does not immediately decrease and consequently causes the leg 18 to be pressed against the groove wall 4a and, at the same time, the sealing strip 5 'to be additionally pressed against the running surface 1. This means but that even when the pressure in chambers A and B is equal, the sealing strip will rest against both the running surface 1 and the groove walls 4 a, 4 b under the gas pressure. Fluttering of the sealing strip in its groove can no longer occur. In addition, there are no tight tolerances to be observed for machining the groove and the sealing strip can be produced as a stamped sheet metal part, which makes production considerably cheaper.
Die Dichtleiste 5' kann selbstfedernd ausgebildet sein, wodurch sich ihre Schenkel 18,19 unter Eigenspannung an die Nutwände anlegen. Die Enden der Schenkel sind dabei so ausgebildet, daß sie sich bei einer nach innen gerichteten Bewegung der Dichtleiste nicht in die Nutwände 4 a, 4 b einhaken können.The sealing strip 5 'can be designed to be self-resilient, as a result of which its legs 18, 19 rest against the groove walls under internal stress. The ends of the legs are designed so that they cannot hook into the groove walls 4 a, 4 b during an inward movement of the sealing strip.
Die Ausführung gemäß F i g. 7 entspricht wirkungsmäßig derjenigen gemäß F i g. 6. Hierbei ist lediglich die Dichtleiste 5" nicht einteilig, sondern längsgeteilt, wobei die beiden Teile 25, 26 die Aufgabe der Schenkel 18,19 der Ausführung gemäß F i g. 6 übernehmen. In F i g. 8 ist wiederum eine längsgeteilte Dichtleiste 27 vorgesehen, deren Teile 28, 29 auch an ihren oberen Enden mit Schrägflächen 30,31 versehen sind, wodurch eine Keilnut 32 gebildet wird. In dieser Keilnut ist ein Spreizkörper 33 in Form eines Stabes mit kreisförmigem Querschnitt angeordnet, der an der Lauffläche 1 entlanggleitet. Das Bauteil 21 wird durch die Feder 20 gegen die Schrägflächen 28', 29' der Teile 28, 29 gedrückt und drückt diese sowohl gegen die Nutwände 4 a, 4 b als auch nach außen gegen den Spreizkörper 33. Dadurch wird eine Spreizwirkung auch auf die oberen Enden der Teile 28, 29 ausgeübt, so daß diese entlang ihrer ganzen Seitenfläche an der entsprechenden Nutwand 4 a bzw. 4 b anliegen.The execution according to FIG. 7 corresponds in terms of effect to that according to FIG. 6. Here, only the sealing strip 5 ″ is not in one piece, but is divided longitudinally, the two parts 25, 26 taking on the task of the legs 18, 19 of the embodiment according to FIG. 6. FIG. 8 again shows a longitudinally divided sealing strip 27, the parts 28, 29 of which are also provided with inclined surfaces 30 , 31 at their upper ends, whereby a keyway 32 is formed The component 21 is pressed by the spring 20 against the inclined surfaces 28 ', 29' of the parts 28, 29 and presses them both against the groove walls 4 a, 4 b and outwards against the expansion body 33. This also creates an expansion effect the upper ends of the parts 28, 29 exercised so that they rest along their entire side surface on the corresponding groove wall 4 a and 4 b.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEN18748A DE1170207B (en) | 1960-08-08 | 1960-08-08 | Radial seal for rotary piston machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEN18748A DE1170207B (en) | 1960-08-08 | 1960-08-08 | Radial seal for rotary piston machines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1170207B true DE1170207B (en) | 1964-05-14 |
Family
ID=7340673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEN18748A Pending DE1170207B (en) | 1960-08-08 | 1960-08-08 | Radial seal for rotary piston machines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1170207B (en) |
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- 1960-08-08 DE DEN18748A patent/DE1170207B/en active Pending
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