DE1187438B

DE1187438B - Radialdichtung fuer Rotationskolbenmaschinen in Trochoidenbauart

Info

Publication number: DE1187438B
Application number: DED35305A
Authority: DE
Inventors: Heinz Lamm
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1961-02-01
Filing date: 1961-02-01
Publication date: 1965-02-18
Also published as: GB960310A; FR1309795A; US3182641A

Description

Radialdichtung für Rotationskolbenmaschinen in Trochoidenbauart Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialdichtung für Rotationskolbenmaschinen in Trochoidenbauart, deren Dichtleisten in achsparallelen Nuten des Kolbens radial beweglich angeordnet sind und die mit ihren äußeren Stirnseiten an der Mantel innenfläche gleiten und an ihren Seitenflächen zu ihrer Stabilisierung mittels Gasdruck dienende Nuten aufweisen.
Bei Rotationskolbenmaschinen sind Dichtleisten bekannt, welche an ihren Seitenflächen Ausnehmun= gen aufweisen, die durch Nuten mit den Arbeitsräumen beiderseits des Dichtleistenkopfes in Verbindung stehen. Herrscht in dem einen Arbeitsraum ein höherer Druck als in. dem anderen, dann kann sich dieser Druck durch die dem Arbeitsraum mit dem höheren Druck zugewandten Nuten hindurch auf die mit diesen Nuten in Verbindung stehende Ausnehmung auswirken und die Dichtleiste abdichtend an die gegenüberliegende Nutenflanke drücken. Da- diese Dichtleisten durch ein Druckmittel in radialer Richtung nach außen gedrückt werden, sind keine besonderen Maßnahmen erforderlich, die eine Verbindung der Räume unter den Dichtleisten mit den Arbeitsräumen auch dann sicherstellen, wenn die Dichtleisten sich unter dem Einfluß auf sie einwirkender Kräfte in ihren Nuten verklemmen.
Des weiteren sind bei Rotationskolbenmaschinen Dichtleisten bekannt, die an ihrer inneren Stirnfläche beginnende und etwa auf halber Höhe endende Ausnehmungen aufweisen. In diesen Ausnehmungen wirkt sich das durch radial stehende Kanäle an der gegenüberliegenden Nutenflanke in die Räume unter die Dichtleisten gelangende Druckmittel aus -und führt einen Druckausgleich herbei. Daß in jeder Kipplage der Dichtleisten Gasdruck an die inneren Stirnflächen der Dichtleisten gelangen kann, ist nicht gewährleistet.
Bei Rotationskolbenmaschinen in Trochoidenbauart und in der Ausführung als Brennkraftmaschinen wurde beobachtet, daß Dichtleisten, die in achsparallelen Nuten angeordnet sind, unter dem Einfluß von vielerlei Faktoren dazu neigen, sich in den Nuten zu verkanten bzw. schrägzustellen, so daß die Dichtleisten auf einer Seite mit ihren Seitenflächen sich gegen die Begrenzungskanten der Nut und auf der anderen Seite sich mit ihren unteren Kanten gegen die Wandungen der Nuten anlegen. Dadurch ist es Gaskräften, die bei kleinen Massenkräften maßgeblich dazu beitragen, die Dichtleisten aus ihrer Nut heraus abdichtend gegen die Laufbahn des Kolbens zu drücken, nicht möglich, an den dem Nutengrund zugekehrten Seiten der Dichtleisten wirksam zu werden, weil die Gase nicht zwischen den Seitenflächen der Dichtleisten und den Flanken- der Nuten entlang zum Nutengrund gelangen können. Die-Dichtleisten bleiben dann in den Nuten hängen und erst, wenn die auftretenden Massenkräfte größer werden als die Reibung der Dichtleisten in ihren-Nuten, erfolgt ein plötzlicher Aufprall der Dichtleisten auf die Laufbahn. Durch das federnde -Aufprallen werden die Dichtleisten wieder nach innen zurückgeworfen. Dieser Vorgang wiederholt sich jeweils mehrmals hintereinander. An der Laufbahn bilden sich dadurch Verschleißstellen, sogenannte Rattermarken. Auch die Dichtleisten verschleißen in kurzer Zeit. Sie dichten nicht mehr ordentlich ab. Es treten Leistungsverluste auf.
Die Erfindung macht es sich deshalb zur Aufgabe, die Dichtleisten der Radialdichtungen derart auszubilden, daß in allen Stellungen der Dichtleisten, die sich unter der wechselnden Einwirkung des Gasdruckes, der Reibung und der Fliehkraft einnehmen können, sichergestellt ist, daß genügend Gasdruck an die inneren Stirnflächen der Dichtleisten gelangt. In Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung in. der Vereinigung der an sich bekannten Merkmale; daß an beiden Seitenflächen jeder Dichtleiste Nuten vorgesehen sind, die an der dem Grund der Nute zugekehrten Stirnfläche beginnen, daß ferner- an der mit Bezug auf die Drehrichtung des Kolbens rück wärtigen Seitenfläche der Dichtleiste Nuten vorgesehen sind, die an der äußeren Stirnseite oder dicht darunter beginnen, und die Länge aller Nuten etwa ein Viertel bis etwa zur Hälfte der Dichtleistenhöhe beträgt.
Durch die Erfindung wird mit verhältnismäßig einfachen Mitteln neben einer Stabilisierung der Dichtleiste erzielt, daß der Gasdruck in jeder Lageder Dichtleiste von dem einen oder anderen Arbeitsraum her zwischen den Nutenflanken und den Seitenflächen der Dichtleiste auch dann bis unter die Dichtleiste gelangen kann, wenn die Dichtleiste in einer Kipplage in ihre Nute liegt. Dadurch wird auch bei auftretenden kleinen Fliehkräften ein abdichtendes Anliegen der Stirnseite der Dichtleiste an der Kolbenlaufbahn gewährleistet In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können die jeweils in der unteren Hälfte der beiden Seitenflächen angeordneten Nuten gegeneinander versetzt sein..
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
F i g.1 zeigt einen Querschnitt durch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine bekannter Bauart mit achsparallelen Dichtleisten an den Ecken des Kolbens; F i g. 2 bis 7 zeigen ih größerem Maßstab Dichtleisten mit Nuten in verschiedenen Stellungen und F i g. 8 zeigt eine Ansicht auf eine Dichtleiste.
Die Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach F i g. 1 besteht im. wesentlichen aus dem Gehäuse 1 und aus dem im Gehäuse in Pfeilrichtung 2 umlaufenden Kolben 3, der an seinen Ecken in achsparallelen Nuten 4 mit in radialer Richtung beweglichen Dichfleisien 5 versehen ist, die mit ihren Stirnseiten an der Laufbahn 6 des Gehäuses gleiten.
Um das während. des Betriebes auftretende Verkanten der Dichtleisten 5 in den Nuten 4 unschädlich zu machen, sind die Dichtleisten 5, wie aus den F i g. 2 bis 8 hervorgeht, ant ihren Seitenflächen mit Nuten versehen, die es den Gaskräften ermöglichen, die Dichtleisten sicher an die Laufbahn zu drücken und sie gegebenenfalls in ihrer Nut wieder aufzurichten.
An den in Drehrichtung (Pfeilrichtung) des Kolbens 3 voreilenden Seiten 7 sind die Dichtleisten 5 mit zwei in radialer Richtung angeordneten Nuten 8 versehen, die an den dem Grund der Nut 4 zugekehrten Stirnflächen 9 der Dichtleisten beginnen und die in der Seitenwand mit einer Gesamtlänge von einem Viertel der Höhe der Dichtleisten enden. Auch an den in Drehrichtung des Kolbens nacheitendeu Seiten 10 sind die Dichtleisten 5 mit zwei Nuten 11 versehen, die an den Flächen 9 beginnen und in der Seitenwand enden. Die Länge der Nuten 11 entspricht der Länge der Nuten B. Wie F i g. 8 veranschaulicht, sind die Nuten 8 und 11 in der Längsrichtung der Dichtleiste 5 zueinander versetzt.
An der Riekseite 10 der Dichtleisten 5 befinden sich außer den Nuten 11 noch Nuten 12, die dicht unterhalb der äußeren Stirnseite 13 der Dichtleisten beginnen und sieh ebenfalls in radialer Richtung erstrecken. Die Länge der Nuten 12 entspricht etwa der Länge der Nuten 8 oder 11.
in der Stellung der Dichtleiste 5 nach F i g. 2 sei angenommen, daß die Stirnseite 13 der Dichtleiste 5 durch Reibung an der Laufbahn 6 des Gehäuses 1 abgebremst wird. Die Dichtleiste 5 verkantet sich in ihrer Nut 4. An der Vorderseite 7 legt sich die Dichtleiste mit ihrer unteren Kante an die Flanke 14 der Nut 4 an, wahrend sieh die Rückseite 10 an die obere Karte 15 der Nut anlegt. Durch die Nuten 8 kann. Druckgas aus dem Raum vor der Dichtleiste unter die Dichtleiste 5 gelangen, die Dichtleiste nach außen und, wie F i g. 3 zeigt, an die Flanke 16 der Nut 4 drücken. Eine Verbindung der Räume vor und hinter der Dichtleiste ist nicht vorhanden. Nach F i g. 4 nimmt die Dichtleiste 5 die gleiche Stellung ein wie in F i g. 2. Im Raum hinter der Dichtleiste soll jedoch höherer Druck herrschen als. in dem Raum vor der Dichtleiste. Das Druckgas kann infolge der Anordnung der Nuten 12 bis zum Grund der Nut 4 gelangen und die Dichtleiste stabilisieren. Die Dichtleiste legt sich hierbei an die Flanke 14 der Nut 4 - an und nimmt die aus F i g. 5 ersichtliche Stellung .ein, in welcher die Räume vor und hinter der Dichtleiste voneinander getrennt sind.
In der Stellung nach F i g. 6 sei angenommen, daß die Dichtleiste 5 infolge höheren Druckes hinter der Dichtleiste gekippt ist und sich mit ihrer Vorderseite 7 an die obere Kante 17 der Flanke 14 der Nut 4 anlegt: Druckgas aus dem Raum hinter der Dichtleiste 5 kann infolge der Anordnung der Nuten 11 an den Grund der Nut 4 unter die Dichtleiste 5 gelangen. Es legt die Dichtleiste 5 an die Flanke 14 der Nut 4 an und drückt die Dichtleiste an die Laufbahn 6. Kurzschlußverbindungen zwischen dem Raum vor und hinter der Dichtleiste infolge Anordnung der Nuten 8, 11 und 12 ergeben sich bei an einer Nutenf(anke liegender Dichtleiste nicht. In bekannter Weise können unter der Dichtleiste im Grund der Nut 4 federnde Mittel vorgesehen sein, welche die Dichtleiste gegen die Laufbahn zu drükken versuchen und in der Hauptsache dann voll zur Wirkung kommen, wenn die Gas- und Massenkräfte noch nicht groß sind, z. B. beim Anlaufen der Maschine. Gegebenenfalls können auch an den Seiten der Dichtleiste federnde Mittel angeordnet sein, um die Dichtleiste bei geringen Gas- und Massenkräften zu stabilisieren.

Claims

Patentansprüche: 1. Radialdichtung für Rotationskolbenmaschinen in. Trochoidenbauart, deren Dichtleisten in achsparallelen Nuten des Kolbens radial beweglich angeordnet sind und die mit ihren äußeren Stirnseiten an der Mantelinnenfläche gleiten und an ihren Seitenflächen zu ihrer Stabilisierung mittels Gasdruck dienende Nuten aufweisen, d adurch gekennzeichnet, daß an beiden Seitenflächen (7, 10) jeder Dichtleiste (5) Nuten (8, 11) vorgesehen sind, die an der dem Grund der Nut (4) zugekehrten .Stirnfläche (9) beginnen, daß ferner an der mit Bezug auf die Drehrichtung (2) des Kolbens (3) rückwärtigenSeiten$äche (10) der Dichtleiste (5) Nuten (12) vorgesehen sind, die an der äußeren Stirnseite (13) oder dicht darunter beginnen, und die Länge aller Nuten (8, 11, 12) etwa ein Viertel bis etwa zur Hälfte der Dichtleistenhöhe beträgt.
2. Radialdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils in der unteren Hälfte der beiden Seitenflächen angeordneten Nuten gegeneinander versetzt sind. In. Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 435 286; französische Patentschrift Nr. 15 403 (Zusatz zur französischen Patentschrift Nr. 435 286); USA.-Patentschriften Nr. 1358 176, 2 216 053.