DE1223614B - Radialdichtung fuer Kolben von Rotationskolben-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Radialdichtung für Kolben von Rotationskolben-Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialdichtung für einen mehreckigen Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine, der exzentrisch in einem Gehäuse umläuft und an jeder Ecke eine radiale Nut aufweist, in der die Radialdichtung in Form einer Dichtleiste angeordnet ist, die unter dem Gasdruck an der inneren Mantelfläche des Gehäuses und wechselweise an der einen und an der anderen Nutwand anliegt. Um dabei die Flächenpressung und damit die Reibung gegenüber der Nutwand zu verringern, sind die Seitenwände der Dichtleisten mit Aussparungen versehen, die durch Bohrungen in der Dichtleiste im Bereich der Aussparungen oder über den Nutengrund miteinander in Verbindung stehen.
• Um den Gasdruck wirksam zur Andrückung der Dichtleiste an die innere Mantelfläche heranziehen zu können, muß die Dichtleiste mit einem gewissen seitlichen Spiel in ihrer Nut angeordnet werden, so daß das Druckgas durch den Spalt zwischen der Dichtleiste und der Nutwand, die der Arbeitskammer mit mit dem höheren Druck zugewandt ist, in die Nut eindringen kann. Dieses Spiel muß bei Brennkraftmaschinen wegen der Wärmedehnungen verhältnismäßig groß sein und hat zur Folge, daß die Dichtleiste unter dem Einfluß der auf sie wirkenden Kräfte um eine Nutkante kippen kann. Im gekippten Zustand ist die Dichtleiste unstabil, kann zu Schwingungen angeregt werden und dann ihre Dichtfunktion nicht voll erfüllen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtleiste zu schaffen, die trotz der auf sie wirkenden Kippmomente stets plan an einer Nutwand anliegt und somit eine stabile Lage einnimmt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch die Aussparungen an jeder Seitenwand der Dichtleiste ein Rand gebildet ist, der so bemessen und ausgebildet ist, daß das auf Grund der Druckbeaufschlagung des Randes auf die Dichtleiste ausgeübte Moment größer ist als das Moment, welches ein Kippen der Dichtleiste um eine ihrer äußeren Nutkanten bewirkt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Kolbenecke und die benachbarten Gehäuseteile einer Rotationskolbenmaschine, F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie 3-3 in F i g.1 und F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer Kolbenecke. Das Gehäuse der Rotationskolbenmaschine besteht aus den beiden Seitenteilen 1 und 2 und dem diese verbindenden Mantel 3, dessen Innenfläche 4 beispielsweise die Form einer zweibogigen Epitrochoide aufweist. In dem Gehäuse ist ein mehreckiger Kolben 5 angeordnet, der drehbar auf einem sich drehenden Exzenter gelagert ist und mit seinen Ecken an der inneren Mantelfläche 4 entlanggleitet, wodurch eine Mehrzahl von volumenveränderlichen Arbeitsräumen gebildet wird. In jeder Kolbenecke ist eine sich über die ganze Kolbenbreite erstreckende achsparallele Nut 6 vorgesehen, in welcher eine Dichtleiste 7 mit Spiel angeordnet ist. Die radial inneren und axial äußeren Enden der Dichtleiste greifen in Dichtbolzen 8 ein, die axialbeweglich in den Stirnflächen des Kolbens 5 angeordnet sind und an der Innenfläche der benachbarten Gehäuseseitenteile 1 bzw. 2 entlanggleiten. An die Dichtbolzen 8 schließen sich axial bewegliche Stirnflächendichtungen an, die sich jeweils zwischen benachbarten Dichtbolzen 8 erstrecken. Unterhalb der Dichtleiste 7 ist eine Feder 9 vorgesehen, welche die Dichtleiste 7 an die innere Mantelfläche 4 andrückt. Die Dichtleiste 7 dichtet somit benachbarte Arbeitskammern A und B (F i g. 2) in Umfangsrichtung voneinander ab. Auf die Dichtleiste wirkt auch der in diesen Arbeitskammern herrschende Druck. Es sei angenommen, daß in der Arbeitskammer A (F i g. 2) der höhere Druck herrscht. Dieser Druck gelangt durch den Spalt zwischen der Nutwand 6 a und der Seitenwand 7 a der Dichtleiste in die Nut 6 und drückt die Dichtleiste gegen die abgewandte Nutwand 6 b und wirkt außerdem auf die Unterseite 7 c der Dichtleiste, wo er die Wirkung der Feder 9 unterstützt. Um die Dichtleiste 7 gegen die innere Mantelfläche 4 bewegen zu können, muß die Reibung zwischen der Seitenwand 7 b und der Nutwand 6 b, die sich aus dem Produkt aus Gasdruck, druckbeaufschlagter Fläche und Reibungskoeffizient ergibt, überwunden werden. Um diese Reibkraft möglichst klein zu halten und damit eine leichte Beweglichkeit der Dichtleiste zu erzielen, sind in den Seitenwänden 7 a und 7 b der Dichtleiste 7 Aussparungen 10, 11 vorgesehen, die miteinander durch Öffnungen 12 in Verbindung stehen. Durch diese Aussparungen wird an jeder Seitenfläche der Dichtleiste ein Rand 13 gebildet, mit dem die Dichtleiste an der benachbarten Nutwand anliegt und der allein die druckbeaufschlagte Fläche darstellt, da die Aussparungen 10 und 11 miteinander in Verbindung stehen, also der auf die Seitenfläche 7a im Bereich der Aussparungen 10 wirkende Druck durch den gleichen in der Aussparung 11 wirksamen Druck aufgehoben wird.
• Die Öffnungen 12 können die Größe der Aussparungen 10, 11 erhalten; wenn dies ohne unzulässige Schwächung der Dichtleiste möglich ist. Damit der Druck unterhalb der Dichtleiste den Druckschwankungen in der Arbeitskammer schnell folgen kann, ist es zweckmäßig, das Nutvolumen klein zu halten, was .dadurch erreicht werden kann, daß in die Nut ein der Aussparung entsprechendes Füllstück eingesetzt wird oder der Boden der Nut eine entsprechende Form erhält.
• Die Dichtleiste 7 kann als zweiarmiger Hebel mit der anliegenden Nutkante als Drehachse aufgefaßt werden. Oberhalb der anliegenden Nutkante 14 bewirkt der Gasdruck, der den aus der Nut herausragenden Teil der Dichtleiste beaufschlagt, und bei angenommener Drehrichtung D des Kolbens die Reibkraft PR zwischen Dichtleistenkuppe und innerer Mantelfläche 4. Diesen Kräften wirkt der Gasdruck entgegen, der auf die Seitenwand 7a der Dichtleiste innerhalb der Nut 6 wirkt. Da die wirksame Seitenfläche auf Grund der Aussparungen 10, 11 nur durch den Rand 13 gebildet wird, ist dieser Rand so bemessen und ausgebildet, daß das durch seine Druckbeaufschlagung auf die Dichtleiste ausgeübte Moment größer ist als das Moment, welches ein Kippen der Dichtleiste 7 um die Nutkante 14 bewirkt. Damit de Rand auch entlang den Seitenkanten der Nut zuver lässig an der benachbarten Nutwand anliegt und tat sächlich als druckbeaufschlagte Fläche wirkt, kann die benachbarte Kolbenstirnfläche, wie in F i g. 4 be 18 gezeigt, ausgespart werden. Zusätzlich zu oder ar Stelle der Aussparungen 18 kann auch der Rand 13. wie in F i g. 1, linke Hälfte eingezeichnet und au: F i g. 3 ersichtlich, an jeder Seitenfläche mit taschenartigen Aussparungen 15 versehen werden, welche durch den Spalt 16 zwischen der Stirnfläche des Kolbens 5 und der benachbarten Gehäuseseitenwand l oder 2 bzw. durch die Aussparungen 18 zu dei Arbeitskammer, in welcher der geringere Druck herrscht, hin entlüftet sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Radialdichtung für einen mehreckigen Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine, der exzentrisch in einem Gehäuse umläuft und an jeder Ecke eine radiale Nut aufweist, in der die Radialdichtung in Form einer Dichtleiste angeordnet ist, die unter dem Gasdruck an der inneren Mantelfläche des Gehäuses und wechselweise an der einen und an der anderen Nutwand anliegt, wobei die Seitenwände der Dichtleiste Aussparungen aufweisen, die durch Bohrungen in der Dichtleiste im Bereich der Aussparungen oder über den Nutengrund miteinander in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Aussparungen (10, 11) an jeder Seitenwand (7 a, 7 b) der Dichtleiste (7) ein Rand (13) gebildet ist, der so bemessen und ausgebildet ist, daß das auf Grund der Druckbeaufschlagung des Randes (13) auf die Dichtleiste (7) ausgeübte Moment größer ist als das Moment, welches ein Kippen der Dichtleiste (7) um eine ihrer äußeren Nutkanten (14) bewirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 58 491; französische Patentschrift Nr, 590 085; USA.-Patentschriften Nr. 1692 473, 1358176.