DE1576933A1 - Dichtung fuer Kreiskolbenmotoren - Google Patents

Description

!Dichtung für Kreiskorbenmotoren

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für Kreiskorbenmotoren, "bestehend aus einer ringförmigen Nut an den Stirnseiten des Kreiskolbens, einer ringförmigen in der Nut angeordneten Dichtung, die eine einen Winkel mit der Stirnwand des Gehäuses "bildende, axial äußere Stirnfläche aufweist und einer radial inneren ümfangskante an der axial äußeren Stirnfläche, die gegen die Stirnwand des Gehäuses gerichtet ist.

Die Stirnflächen derartiger Kreiskorben sind gewöhnlich mit ringförmigen Ausnehmungen versehen, in die ringförmige Dichtungen für den dichtenden Eingriff mit den benachbarten Stirnwänden des Gehäuses eingesetzt werden, um so ein Lecken des Schmier-, oder Kühlöls oder des die Arbeit leistenden Strömungsmittels längs der Stirnflächen des Kolbens zu verhindern. Um den dichtenden Eingriff der ringförmigen Dichtungen längs der Stirnflächen der inneren Wand sicherzustellen, werden die Dichtungen mittels Federanordnungen oder dgl. axial an die Gehäusewände gedruckt.

Durch die Dichtungen soll nicht nur der Ölverlust gering gehalten werden, sondern es soll auch die Ausbildung von Kohle-Bchlacke während des Betriebes des Motors verhindert werden. Im Hinblick auf diese Probleme, und um den Motor dauerhaft zu gestalten und hohe Leistungswerte zu erzielen, stellt die Dichtung zwischen den Stirnwänden des Kolbens und des Gehäuses

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einen der wichtigen Aspekte dar. Zu den wichtigen Aufgaben dieser Dichtungen gehört es ferner, den Ölfilm an den Stirnwänden nicht in die Arbeitskammern eintreten zu lassen.

Um eine wirksame Dichtungsberührung der ringförmigen Dichtung an den gegenüberliegenden Stirnflächen des Kolbens und des Gehäuses unter geringfügigem Abkratzen des Öls zu erzielen, ist es bereits empfohlen worden, einen Dichtungsring vorzusehen, der eine axial äußere Dichtungsoberfläche aufweist, die einen relativ kleinen Winkel mit der Stirnwand bildet, so daß die radial innere Umfangskante des Ringes in Richtung auf die Stirnwand gerichtet ist. Während des Betriebes des Motors bewegt sich dieser Dichtungsring durch die Planetenbewegung des Kolbens so, daß die Reibungsberührung mit der inneren Oberfläche der Stirnwand an der axial nach außen gerichteten Umfangskante auftritt, wodurch ein wirksames und starkes Abkratzen des Öls und dichte Abdichtung in gewissem Ausmaß eine Verbesserung erfahren haben. Der Nachteil von Abdichtungen dieser Art besteht jedoch darin, daß der Abrieb an der Umfangskante des Dichtungsringes zu einer relativ schnellen Vergrößerung der Berührungsoberfläche des Dichtungsringes in übermäßigem Ausmaß führt, wodurch die Reibungsberührung mit der benachbarten Stirnwand verlorengeht und sich somit eine erhebliche Verschlechterung der Dichtungswirkung zwischen diesen beiden Bauelementen einstellt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung zu schaffen, die eine verbesserte Abriebfestigkeit aufweist und damit eine längere und bessere Abdichtung ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die radial innere Oberfläche der ringförmigen Dichtung mit einer harten abriebfesten Schicht versehen ist und daß das axial äußere Ende dieser harten abriebfesten Schicht gegen die Stirnwände des Gehäuses gerichtet ist.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die ringförmige Dichtung eine konische, radial innere Oberfläche auf, die die Umfangskante, die im wesentlichen radial nach innen und teilweise axial nach außen gerichtet ist, "bildet, wo"bei auf dieser konischen inneren Oberfläche die harte abriebfeste Schicht vorgesehen ist.

Die Erfindung soll im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden.

Dabei zeigt:

Pig. 1 den erfindungsgemäßen Kreiskolben-Verbrennungsmotor im Querschnitt, und zwar in Blickrichtung längs der Linie 1-1 nach der Pig. 2,

Pig. 2 einen Längsschnitt gemäß der Linie 2-2 nach der Pig. 1,

Pig. 3 einen vergrößerten Schnitt gemäß der Linie 3-3 nach der Pig. 1 und

Pig. 4 eine der Pig. 3 ähnliche vergrößerte Ansicht einer abgewandelten Ausführungsformο

Wie in den Pig. 1 und 2 gezeigt, weist der Kreiskolbenmotor ein Gehäuse aus axial im Abstand zueinander angeordneten Stirnwänden 1, 2 und eine zwischen diesen angeordnete Wand 3 auf. Die innere Oberfläche 4 der ringförmigen Mittelwand ist vorzugsweise epitrochoidal. Die Welle 5 erstreckt sich koaxial durch den Hohlraum und ist in den Wänden 1, 2 gelagert. In dem Gehäuse ist exzentrisch angeordnet und an einem exzentrischen Teil 6 der Welle 5 gelagert, der Kreiskolben 7 angeordnet. Die Dichtkanten sind mit 8, die Stirndichtungen mit 9 und die gebildeten Arbeitskammern mit 10 bezeichnet. Während des Umlaufes des Kolbens 7 und der Volumenveränderung der Arbeitskammern 10 werden die Ansaug-, Kompressions-, Arbeite- und Ausstoßhübe durchgeführt. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen sind hier nicht gezeigt.

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Durch die Welle 5 erstreckt sich axial eine longitudinale Bohrung 11, die mit einer Kühl- und Schmierölquelle dergestalt verbunden ist, daß das Öl mittels der Pumpe 12' so gedrückt wird, daß dasselbe durch die Bohrung 11 fließt und das erforderliche Kühlen und Schmieren des Motors bewirkt. Verzweigungslöcher 12 und 13 verbinden die longitudinale Bohrung 11 mit Teilen in dem Motor für das Kühlen und Schmieren derselben. An dem Kolben ist koaxial in einer axialen öffnung oder Ausnehmung ein Zahnrad 14 mit Innenverzahnung angeordnet, das im Eingriff mit einem außenverzahnten Zahnrad 15 steht, das koaxial zu der Welle 5 angeordnet und an einer der Stirnwände befestigt ist, um so die relative Bewegung des Kolbens und des Gehäuses zu ermöglichen.

Radial in Richtung nach innen liegt im Abstand von den Stirndichtungen 9 an jeder der Stirnwände des Kolbens 7 eine sich axial nach außen öffnend, ringförmige Ausnehmung 16 vor, in der die erfindungsgemäße Dichtung angeordnet ist. Wie in der im vergrößerten Maßstab ausgeführten Fig. 3 gezeigt, bildet die ringförmige Dichtung 17, bzw. deren axial äußere Oberfläche 18, einen Winkel** mit den Stirnwänden 1 oder 2, so daß die radial innere Umfangskante des Ringes 17 in Richtung auf die Stirnwände 1 , 2 gerichtet ist. Zwischen dem axial inneren Boden der Ausnehmung 16 und dem Dichtungsring 17 ist eine federanordnung 19 vorgesehen, die in axialer Richtung wirkt und den Dichtungsring 17 axial nach außen drückt, so daß die axial nach außen gerichtete Kante des Ringes 17 in einem dichtenden Eingriff mit der inneren Oberfläche der Stirnwände steht. Radial sich nach ■ innen öffnend ist an der radial inneren Oberfläche des Dichtungsringes 1.7 eine ringförmige Ausnehmung 20 vorgesehen, in der eine 0-Ringdichtung 21 für eine enge Abdichtung zwischen dem Dichtungsring 17 und der radial nach außen gerichteten Wand der Ausnehmung 16 angeordnet ist.

Der Dichtungsring 17 weist eine abriebfeste, radiale, innere Oberfläche 22 der Dicke H auf. Die Schicht H ist hart und abriebfest gegenüber dem Material des Ringkörpers 17 und kann

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durch Überziehen der radial inneren Oberfläche des Ringes 17 mit z.B. Hartchromlegierung,Molybdän oder Stickstoffbehandlung der Oberfläche ausgebildet sein. Der in dieser Weise ausgebildete Dichtungsring 17» der in axialer Richtung nach außen durch die Einwirkung der Federanordnung 19 gedrückt wird, wird an dem axial äußeren Ende der dünneren Schicht H eine erhebliche Reibungskraft zwischen dem Dichtungsring 17 und der benachbarten Wand während des Betriebes des Motors unterworfen, wobei auf Grund der dünnen und spezifischen abriebfesten Ausführung der Schicht H der Reibungseingriff mit der Stirnwand bezüglich des Ölabkratzens von der inneren Oberfläche der Stirnwand erheblich verbessert wird« Die Reibungsoberfläche des Dichtungsringes 17 wird praktisch im Inneren der begrenzten Fläche der axialen Stirnfläche der dünneren Schicht H gehalten, und auf Grund der guten Abriebfestigkeit der Schicht werden Nachteile, wie ein schnelles Vergrößern der Reibungsoberfläche verursacht durch den Winkel CX zwischen Stirnwand und der etirnseitigen ' Dichtung und des Abriebes über das axiale Ende der dünnen Schicht hinaus vermieden. Sollte weiterhin der Abrieb an der Dichtungskante der verjüngt zulaufendenJetirnBeitigen Oberfläche des Ringes 17 über die dünne Schicht H hinausgehen, wird die Unterschiedlichkeit der Abriebfestigkeit zwischen der Schicht H und dem Dichtungskörper 17, der relativ geringe Abriebfestigkeit besitzt, ,immer noch eine gute Dichtung durch die Schicht H aufrechterhalten, so daß hierdurch eine Verschlechterung der Dichtungswirkung vermieden wird.

Der O-Ring 21 kann aus verschiedenen Materialien im Hinblick auf die enge Abdichtung, insbesondere gegen ein öllecken zwischen dem Dichtungsring 17 und der radialen Wand der Ausnehmung 16 ausgeführt sein.

Erfindungagemäß kann der Dichtungsringkörper 17 als solcher aus einem Material mit relativ geringer Abriebfestigkeit bestehen, wobei trotzdem eine ausgezeichnete Abdichtung erzielt wird.

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Gleichzeitig bewirkt die dauerhafte scharfe Kante des Dichtungsringes 17 an dem axial äußeren Ende der radial inneren Ecke der Schicht H ein gutes Abkratzen.

Die Pig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Dichtungsringes, wobei eine konische radial innere Oberfläche 23 des Dichtungsringes 17 mit einem Winkel relativ zu der inneren Oberfläche der Stirnwand dergestalt vorgesehen ist, daß die axial äußere Berührungskante 24 der Dichtung radial nach innen mit einem spitzeren Winkel gerichtet ist. Die konische Oberfläche 23 ist ebenfalls mit einer dünnen und harten, abgekratzten Schicht 22 überzogen, wie es bezüglich der Fig. 3 erläutert ist. Die Schicht 22 auf der konischen Oberfläche 23 bildet bei dieser Ausführungsform einen spitzeren Winkel mit der Gehäusewand, so daß hierdurch eine weitere Verbesserung bezüglich des Abkratzens des Öls von der inneren Oberfläche erreicht wird. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist der O-Ring 25 im Inneren einer radial nach außen geöffneten Ausnehmung 27 angeordnet.

Die Ausführung des Dichtungsringes 17 kann in verschiedener Weise erfolgen, jedoch ist es(ratsam, daß die axiale äußere Fläche 18 einen Winkelt aufweist, der spanabhebend ausgebildet wird, nachdem die abriebfeste Schicht 22 aufgetragen worden ist.

-Pat entansprüche- - 7 -

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Dichtung für Kreiskolbenmotoren, "bestehend aus einer ringförmigen Nut an den Stirnseiten des Kreiskolbens, einer ringförmigen in der Nut angeordneten Dichtung, die eine einen Winkel mit der Stirnwand des Gehäuses bildende, axial äußere Stirnfläche aufweist und einer radial inneren Umfangskante an der axial äußeren Stirnfläche, die gegen die Stirnwand des Gehäuses gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innere Oberfläche der ringförmigen Dichtung (17) mit einer harten abriebfesten Schicht (22) versehen ist und daß das axial äußere Ende dieser harten abriebfesten Schicht (22) gegen die Stirnwände (1, 2) des Gehäuses gerichtet ist.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Dichtung (17) eine konische, radial innere Oberfläche (23) aufweist, die die Umfangskante (24), die im wesentlichen radial nach innen und teilweise axial nach außen gerichtet ist, bildet und daß auf dieser konischen inneren Oberfläche (23) die harte abriebfeste Schicht (22) vorgesehen ist.
3. 3. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (22) aus einer Hartchromlegierung, Molybdän oder mittels Stickstoffbehandlung gehärtetem Stahl oder Eisen besteht.

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