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Rotationskolbenbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine
Rotationskolbenbrennkraftmaschine, bestehend aus einem Mantel, dessen Innenfläche
im Querschnitt die Form einer mehrbogigen Trochoide aufweist und Seitenteilen, die
zusammen mit dem Mantel einen Innenraum begrenzen, welcher senkrecht zu den Seitenteilen
von einer Exzenterwelle durchsetzt ist, auf deren Exzenter ein mehreckiger Kolben
drehbar gelagert ist, dessen Drehzahl durch ein Getriebe in einem festen Verhältnis
zur Drehzahl der Exzenterwelle steht, wobei der Kolben Nuten aufweist und in diesen
Nuten an seinen Ecken Radialdichtungen in Form von Dichtleisten und an seinen Stirnflächen
aus mindestens zwei Dichtstreifen bestehende Stirnflächendichtungen angeordnet sind.
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Bei dieser Maschinengattung ist bekanntlich außer dem Abdichten des
Kolbens gegen die Innenfläche und damit gegen die einzelnen Druckkammern zusätzlich
eine Abdichtung der beiden Stirnflächen gegen die Seitenteile mit der sich daraus
ergebenden Eckenabdichtung erforderlich. Hierbei muß berücksichtigt werden, daß
beim Betrieb der Maschine an den umlaufenden Abdichtungselementen in verschiedener
Richtung und Größe wirkende Fliehkräfte und Reibungskräfte auftreten. Außerdem müssen
auch die an den einzelnen Anlageteilen auftretenden unterschiedlichen Temperaturen
in Betracht gezogen werden, die insbesondere im Verlauf des Ansaugtaktes (kalte
Frischluft) des Kompressions- und Verbrennungstaktes (jeweils heiße Gase) auftreten.
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Darüber hinaus treten bei dieser Maschinenbauart vielfach Flatterbewegungen
der Radial-Dichtleisten des Kolbens auf, die unbedingt beseitigt werden müssen,
um Betriebsstörungen, beispielsweise Riefenbildung an der Innenfläche des Mantels,
zu vermeiden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß wegen der unterschiedlichen Gasdrücke
vor und hinter der Radial-Dichtleiste ein radiales Flattern und ein Flattern in
Umfangsrichtung (Kippen) eintreten kann. Ein solches Flattern hat zur Folge, daß
dann außer der bereits genannten Riefenbildung an der Innenfläche des Mantels auch
der Nutensitz der Dichtleiste unzulässig erweitert wird.
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In diesem Zusammenhang ist es bekannt, zum Abdichten gegen die Seitenteile
Dichtstreifen mit zusätzlichen andersgearteten Abdichtelementen, z. B. genuteten
Dichtbolzen, zu verwenden, die in Nuten der umlaufenden Teile mit geringem Spiel
eingepaßt sind. Hierbei hat sich nun gezeigt, daß die Toleranzen der einzelnen Teile
bei wirtschaftlicher Fertigung nicht so klein gehalten werden können, daß die Abdichtelemente
spaltfrei aneinanderliegen. Das heißt, es kann mit den bekannten Konstruktionen
keine vollkommene Abdichtung erreicht werden.
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Bei einer bekannten Rotationskolbenbrennkraftmaschine wurden beispielsweise
in jeder Ecke des Kolbens zwei stirnseitig dichtende Bogenstreifen, ferner eine
rechteckige, radiale Dichtleiste und ein tangential angeschnittener Dichtbolzen
aneinandergefügt. Die hierbei sich ergebende Vielzahl der zu berücksichtigenden
Toleranzen ergibt aber große Fertigungsschwierigkeiten.
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Außerdem ist eine Stirnflächendichtung an den umlaufenden Teilen einer
Rotationskolbenbrennkraftmaschine bekanntgeworden, bei der vier aufeinanderliegende,
sich zwischen zwei Radial-Dichtleisten erstreckende bogenförmige Dichtstreifen mit
geraden Enden vorgesehen sind. Hierbei sind jedoch keinerlei Maßnahmen in Betracht
gezogen, um das vorstehend beschriebene Flattern zu vermeiden.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Stirnflächendichtung zu schaffen,
die in der Fertigung leichter beherrscht werden kann, vollkommen abdichtet und die
Flatterneigung der Radial-Dichtleisten dämpft, d. h. die Riefenbildung an der Innenfläche
des Mantels vermeidet.
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Erfindungsgemäß ist jeder Dichtstreifen an einem seiner Enden abgeschrägt
und in an sich bekannter Weise ein dreieckiges Keilstück vorgesehen, das zwischen
dem abgeschrägten Ende des Dichtstreifens und der Dichtleiste angeordnet ist, während
das andere Ende des Dichtstreifens in an sich bekannter Weise gerade ausgeführt
und direkt an der Dichtleiste anliegend angeordnet ist. Eine bevorzugte Ausführung
besteht darin, daß zwischen zwei Dichtleisten zwei Dichtstreifen angeordnet und
die Dichtstreifen an ihrem entgegengesetzten Ende abgeschrägt sind. Schließlich
wird noch vorgeschlagen, im Nutenboden der Dichtstreifen jeweils eine für diese
Dichtstreifen
sowie das dreieckige Keilstück gemeinsame wellenartig
gebogene, axial wirkende Feder anzuordnen.
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Auf diese Art ergibt sich nunmehr eine vereinfachte spaltfreie Eckenabdichtung
des Kolbens sowie eine selbstsperrende Gasabdichtung zwischen den Dichtstreifen
und ihrer Auflage an den Seitenflächen der Radial-Dichtleisten.Außerdem wird das
genannte Flattern mit Sicherheit vermieden. Schließlich ergibt sich hier gleichzeitig
ein Längenausgleich bei Temperaturschwankungen.
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Die erfindungsgemäße Stirnflächendichtung ist in der Zeichnung an
Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Es zeigt: F i g. 1 einen Schnitt durch
die Flanke eines Kolbens mit Dreieckskontur und F i g. 2 eine Draufsicht auf die
Anordnung in Richtung der Schnittlinie A-B.
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Am Umfang des mit 1 bezeichneten Kolbens sind in Drehrichtung 2 gesehen
eine voreilende Radial-Dichtleiste 3 und eine nacheilende Radial-Dichtleiste 4 in
Nuten 5 bzw. 6 mit geringem Spiel 7 bzw. 8 eingepaßt. Zwischen diese beiden Dichtleisten
sind unterhalb des Kolbens 1 zwei, in Radialrichtung gesehen, aufeinanderliegende
bogenförmige, an den Seitenteilen anliegende Dichtstreifen 9, 10 in einer Bogennut
11 (F i g. 2) mit Gleitsitz 12 angeordnet. Wie aus der Darstellung in F i g. 2 zu
ersehen ist, liegen die beiden Dichtstreifen 9, 10 mitAbstand vom Nutenboden.
Der Dichtstreifen 9 liegt mit seinem einen Ende 13 unmittelbar an der Seitenflanke
der voreilenden Radial-Dichtleiste 3 an, während das andere Ende dieses Dichtstreifens
109 abgeschrägt und über ein dreieckiges Keilstück 14 gegen die Seitenflanke
der nacheilenden Radial-Dichtleiste 4 anliegt. Das Keilstück 14 ist nur einseitig,
nämlich gegen das Ende des anliegenden Dichtstreifens 9 fiin abgeschrägt, während
es an der Radial-Dichtleiste 4 mit einer Senkrechtfläche aufliegt (F i g. 2). Der
untenliegende Dichtstreifen 10 wird in umgekehrter Weise angedrückt. Hier liegt
das Ende dieses Dichtstreifens an der Seitenfläche der nacheilenden Radial-Dichtleiste
4 an, während das andere Ende dieses Dichtstreifens 110 auf dieselbe Art und Weise
wie der Dichtstreifen 9 mittels des dreieckigen Keilstückes 15 an die Seitenflanke
der voreilenden Radial-Dichtleiste 3 angedrückt wird. Die beiden Dichtstreifen 9,
10 wie auch die beiden Keile 14, 15 werden durch eine gemeinsame wellenartig gebogene
und in der Nut 11 untergebrachte Feder 16 (F i g. 2) in Richtung der Seitenteile
angedrückt.
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Die Flächendrücke der Federauflageflächen 17, 18, 19 werden so aufeinander
abgestimmt, daß die Enden der Dichtstreifen und die Keilflächen des dreieckigen
Keilstückes zwar gegeneinander gasdicht und ebenso aasdicht an den Seitenflanken
der Radial-Dichtleisten anliegen, jedoch noch eine genügende Gleitbewegung der beiden
Radial-Dichtleisten 3, 4 zwecks Abdichtung gegen die Seitenteile zulassen. Darüber
hinaus wird man die Flächendrücke der Federauflagen 17, 18 und 19 auch noch so aufeinander
abstimmen, daß ein Flattern der Radial-Dichtleiste 3 mit Sicherheit vermieden o.,ird.
Aus diesem Grunde ist auch die Feder 16 wellenartig ausgebildet.