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Rotationskolben-Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf
eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Seitenteilen und einem Mantel
bestehenden Gehäuse, in welchem ein Kolben umläuft, der mehrere sich über die ganze
Kolbenbreite erstreckende achsparallele Nuten aufweist, in denen jeweils eine Radialdichtung
in Form einer ein- oder mehrteiligen Dichtleiste radial beweglich mit Spiel eingesetzt
ist, die durch den Druck der aus einer benachbarten Arbeitskammer in die Nut gelangenden
Gase an die innere Mantelfläche und abwechselnd an die eine und die andere Nutwand
angedrückt wird. Bei solchen Maschinen kann es vorkommen, daß die Dichtleiste im
Betrieb um eine Außenkante der Nut kippt. Dann kann der Gasdruck hinter die Dichtleiste
gelangen, wodurch das Anliegen der Dichtleiste an der betreffenden Nutwand verhindert
wird. Die dadurch hervorgerufene labile Lage der Dichtleiste in ihrer Nut beeinträchtigt
die Abdichtung und kann ein radiales Schwingen der Dichtleiste zur Folge haben,
wodurch eine Beschädigung der inneren Mantelfläche eintreten kann. Zur Behebung
dieser Nachteile ist bereits vorgeschlagen worden, in jeder Seitenwand der Dichtleiste
eine axial sich über die ganze Dichtleistenbreite erstreckende Aussparung vorzusehen.
Diese Aussparung hat den Zweck, den bei einem Kippen der Leiste um eine äußere Nutkante
von der der Kippkante entsprechenden Nutwand und der dieser Wand gegenüberliegenden
Leistenwand eingeschlossenen Raum mit der auf der Seite der Kippkante befindlichen
Arbeitskammer über die Spalte zwischen den Stirnflächen des Kolbens und den benachbarten
Seitenteilen in Verbindung zu bringen. Dadurch wird vermieden, daß sich hinter der
Dichtleiste ein Druck aufbaut, der eine Anlage der Dichtleiste an der betreffenden
Nutwand behindert.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß derartige Aussparungen bei Brennkraftmaschinen
sehr schnell verkoken und damit unwirksam werden. Diese Nachteile werden erfindungsgemäß
dadurch behoben, daß in jeder Aussparung ein sich über die ganze Länge der Aussparung
erstreckendes Bauteil lose derart eingelegt ist, daß das Bauteil innerhalb der Aussparung
eine radiale Bewegung ausführen kann. Durch die Bewegung der Dichtleiste und die
bei Brennkraftmaschinen in Trochoidenbauart auftretenden Beschleunigungen wechselnder
Richtung wird das Bauteil in der Aussparung hin und her bewegt und verhindert dadurch
das Ansetzen von Kohle, so daß die Aussparung stets frei bleibt und ihre Funktion
erfüllen kann.
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Die Aussparungen haben, wie vorher erwähnt, den Zweck eine Anlage
der Dichtleiste an einer Nutwand unter dem Gasdruck zu gewährleisten. Diese Anlage
ist insofern von besonderer Bedeutung, als daß dadurch eine Dämpfung der Leistenbewegung
eintritt, welche verhindert, daß die Dichtleiste, wenn sie aus irgendwelchen Gründen
ihren Kontakt mit der inneren Mantelfläche verloren hat, mit .großer Kraft gegen
die innere Mantelfläche geschleudert wird. Diese Dämpfungswirkung tritt aber naturgemäß
nur dann ein, wenn ein ausreichender Gasdruck vorhanden ist. Dies ist jedoch nicht
der Fall im Ansaug-und im Verdichtungstakt, und in diesem Bereich wirken auf die
Dichtleisten erhebliche Fliehkräfte, die im Verein mit einer unter der Dichtleiste
angeordneten Feder eine ungedämpfte Radialbewegung der Dichtleiste gegen die innere
Mantelfläche verursachen können. Die Folge sind riefenförmige Verschleißerscheinungen
im sogenannten kalten Bereich der inneren Mantelfläche, d. h. im Bereich zwischen
Einlaßkanal und Zündstelle. Um dies zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die in die Aussparungen lose eingesetzten Bauteile als Blattfedern auszubilden,
die sich einerseits an der Aussparungsseitenwand der Dichtleiste und andererseits
an der Nutseitenwand abstützen. Diese Federn lassen sich genau der Federkraft der
unter der Dichtleiste angeordneten Feder anpassen. Da andererseits die Dämpfung
durch den Gasdruck im sogenannten heißen Bereich der Maschine dem Gasdruck und damit
der die Dichtungsleiste nach außen bewegenden Kraft proportional ist, ergibt sich
durch den erfindungsgemäßen Vorschlag ein Dämpfungsgrad, der über den ganzen Bereich
der Maschine im wesentlichen konstant ist.
Einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine Kolbenecke einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine
in Trochoidenbauart, F i g. 2 eine Draufsicht auf die Kolbenecke und F i g. 3 eine
Ansicht einer Dichtleiste.
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In F i g. 1 ist eine Ecke eines mehreckigen Kolbens 1 gezeigt, der
exzentrisch in einem nicht weiter dargestellten Gehäuse umläuft und dabei mit der
inneren Mantelfläche 2 des Gehäuses, die beispielsweise die Form einer zweibogigen
Epitrochoide hat, volumenveränderliche Arbeitskammern bildet. In jeder Ecke des
Kolbens ist eine achsparallele, sich über die ganze Kolbenbreite erstreckende Nut
3 vorgesehen, in welcher eine Dichtleiste 4 mit Spiel angeordnet ist. Der Gasdruck
aus der Arbeitskammer A drückt die Leiste an die Nutseitenwand 3 b an und kann durch
den Spalt zwischen der Nutseitenwand 3 a und der Leistenwand 4 a in den Nutgrund
5 ,gelangen. Dort wirkt er auf die Unterseite der Dichtleiste 4 und drückt die Dichtleiste
im Verein mit einer Feder 6 gegen die innere Mantelfläche z. Bei Drehung des Kolbens
1 in Richtung des Pfeiles D kann es vorkommen, daß die Dichtleiste 4 unter dem Einfluß
der Reibkraft zwischen Dichtleiste und innerer Mantelfläche um die äußere Nutkante
7 gekippt wird, so daß der Gasdruck in den dadurch gebildeten Raum zwischen der
Nutseitenwand 3.b und der Leistenwand 4 b gelangen kann.
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In dieser Lage ist die Dichtleiste instabil, insbesondere weil die
Reibung zwischen Leistenwand 4 b und Nutseitenwand 3 b fortfällt. Um dies
zu vermeiden, sind in den Leistenwänden 4 a und 4 b Aussparungen 8
vorgesehen, die sich axial über die ganze Leistenbreite erstrecken und den genannten,
bei einem Kippen der Dichtleiste sich bildenden Raum über die Spalte 9 (F i g. 2)
zwischen den Stirnflächen 10 des Kolbens 1 und den benachbarten Gehäuseseitenteilen
11 zu der der Kippkante benachbarten Arbeitskammer hin entlüften. Damit kann eine
Anlage der Dichtleiste an der der Druckkammer abgewandten Nutwand erreicht werden.
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Die Aussparungen 8 können im Betrieb durch Verbrennungsrückstände
zukoken, so daß ihre Wirkung aufgehoben ist. Um dies zu vermeiden, sind in den Aussparungen
8 Bauteile 12 lose eingelegt, die sich über die ganze Länge der Aussparungen erstrecken.
Durch die Radialbewegungen der Dichtleiste und die bei Trochoidenmaschinen auftretenden
Beschleunigungskräfte werden die Bauteile 12 in den Aussparungen
8 hin und her bewegt und verhindern dadurch das Festsetzen von Verbrennungsrückständen,
so daß die Aussparungen immer frei gehalten werden und ihre druckentlastende Funktion
erfüllen können. Die Bauteile 12 sind im Ausführungsbeispiel als gewellte Blattfedern
ausgebildet und stützen sich einerseits an einer Nutseitenwand und andererseits
an der gegenüberliegenden Aussparungsseitenwand der Dichtleiste ab. Dadurch wird
erreicht, daß eine Dämpfung der - Radialbewegungeh- der Dichtleiste auch dann eintritt,
wenn kein ausreichender Gasdruck vorhanden ist, um eine angemessene Reibkraft zwischen
der Leiste und einer Nutwand zu erzeugen.
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In F i g. 3 ist eine bevorzugte Form einer Leiste dargestellt. Diese
Leiste besteht in bekannter Weise aus einem trapezförmigen Mittelteil
13 und seitlich daran angesetzten Dreiecken 14. Durch did Aussparung 8 werden
auch die Trennfugen 15 zwischen dem Mittelteil 13 und den Dreiecken 14 entlüftet,
so daß gewährleistet ist, daß die Dreiecke 14 stets am Mittelteil 13 anliegen.
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Die Erfindung ist nicht auf Maschinen in Trochoidenbauart beschränkt,
sondern mit gleich gutem Erfolg auch bei Maschinen mit Schieberkolben anwendbar.