DE1803533A1 - Rotationskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 7992/4

Stuttgart-Untertürkheim 10. Okt. I968

Pat ent anmeldung

"Rotationskolben-Brennkraftmaschine"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem aus einem Mantel mit Seitenteilen bestehenden Gehäuse und mit einem in dem Gehäuse auf dem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufenden Kolben, der an seinen Stirnflächen mit an den Seitenteilen gleitenden Dichtstreifen versehen ist.

Um eine hohe seitliche Gasdichtheit am Kolben zu erreichen, bedarf es eines erheblichen Aufwandes, Es wird angestrebt, die Leckgasmenge, die über die seitliche Gas- und Öldichtung in Richtung Ölwanne tritt, möglichst klein zu halten. Hohe Leckgasmengen sind nicht nur für die Verbrennung ungünstig, sondern wirken sich störend auf die Motorentlüftung, den Ölverbrauch und auf das Abgas aus. Die über die seitliche Gasabdichtung (Dichtbolzen, Radialdichtleisten und Dichtr streifen) übergetretene Frisch- und Abgasmenge (Leckgas) muß auch die Öldichtung passieren und gelangt dann über den Ölabfluß zur Ölwanne. Sie kann in den Zwischengehäusen sich vom Öl trennen und nach oben, d.h. in Richtung Luftfilter abgeführt werden.

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Fallen größere Leckgasmengen an, entsteht bei höheren Öltemperaturen starkes Ölschäumen. Es ist dann schwer, die Entlüftung ölfrei zu halten, d.h. beide Medien wieder zu trennen. Das ölfreie Gas wird der Saugseite der Maschine wieder zugeführt. Ein Entlüften in die freie Atmosphäre ist nicht angängig.

Größere angesaugte Entlüftungsmengen verursachen z. Teil Aussetzer im Leerlauf. Das Abgas wird ungünstig beeinflußt und die Folge ist eine Erhöhung der Kohlenstoffmonoxid-Werte bzw. der Kohlenwasserstoff-Emission.

Es wird daher angestrebt, eine bessere seitliche Gasdichtheit durch mehrere Dichtstreifen, durch kleinere Spiele und

gute
durchVPlanheit der Seitenscheiben zu erreichen. Das erfordert einen hohen Aufwand und ist konstruktiv begrenzt.

Die Elastizität eines Dichtstreifens ist vom Material und dessen Ε-Modul sowie der konstruktiven Auslegung (Höhe/Breite) abhängig. Allgemein wird heute z.B. Kolbenringwerkstoff verwendet. Der Elastizität sind gewisse Grenzen gesetzt, wenn wie bisher ein normaler rechteckiger Querschnitt benutzt wird. Der Streifen sollte dennoch sehr elastisch sein, um sich der Planheit der Seitenscheibe und der Nutflanken im Kolben gut anzupassen. Auch mit kleinem Nutspiel und hoher thermischer Belastung darf kein Klemmen eintreten.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein Großteil des Leckgases nicht über das Stoßspiel und die obere Dichtfläche, sondern durch den Nutgrund über die Flanken der gesamten Bogenlänge des Streifens übertritt.

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Bei großem Kolbenaxialspiel (z.B. bei kleiner Belastung und kalter Maschine) führt der Dichtstreifen eine gewisse Hubbewegung aus, sollte aber trotzdem gasdicht bleiben.

Der Dichtstreifen übt durch Gasdruck und Fliehkräfte einen Flankenwechsel in der Kolbenut aus. Dies tritt besonders im Fahrbetrieb (Zug-Schub) mit Über- und Unterdruck auf. Der Gas-t druck zwischen der Gas- und Öldichtung spielt dabei eine entsprechende Rolle, da er bis ca. 5 atü ansteigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Dichtstreifen auch an seinen Flanken sehr elastisch auszubilden, damit er sich der Nut gut anpassen kann und so seine einwandfreie Funktion garantiert ist. Ein stark elastischer Dichtstreifen ist nicht nur eine gute Gasdichtung, sondern dient zusätzlich noch als Ölsperre.

Die Aufgabe ist bei der eingangs erwähnten Rotationskolben-Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtstreifen zur Erhöhung ihrer Elastizität geschlitzt sind. Dadurch ist es möglich, die Streifen- und Nutbreite auf ein gut zu bearbeitendes Maß zu halten, ohne Elastizität zu verlieren. Durch eine Schlitzung wird an der Dichtfläche die spezifische Anpressung erhöht. Der Schlitz ist gleichzeitig eine Schmiernut und dient damit der hydraulischen Gasabdichtung. Der Verschleiß der Dichtstreifen und der Seitenscheibe wird dadurch gesenkt, Eine gasdichte Maschine ergibt im unteren Drehzahlbereich der Vollastkurve hohe mittlere Effektivdrücke. Man spricht dann von einem elastischen Motor, der schnell beschleunigt.

Ferner sollte der Streifen, der einen Kreisausschnitt darstellt, sich bogenförmig leicht verbiegen lassen, damit er spannungs-

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frei in der Kolbennut läuft. Mitunter werden auch 3 Seitenstreifen durch einen geschlossenen Axialring ersetzt. Das heißt, die seitliche Gasabdichtung einer Kolbenseite besteht aus einem Satz Dichtstreifen und einem nachgeschalteten Axialring. Dieser Axialring kann ebenfalls die vorgeschlagenen elastischen Querschnitte erhalten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung kann ein Schlitz von der Dichtfläche her in den Dichtstreifen eingelassen sein. Dieser Dichtstreifen würde die Wirkung eines Doppeldichtstreifens haben. Bei geteilter Lauffläche wird die spezifische Anpressung erhöht. Der Schlitz ist gleichzeitig eine Schmiernut und dient damit der hydraulischen Gasabdichtung. Der Verschleiß der Dichtstreifen und der Seitenscheibe wird dadurch gesenkt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung wird darin gesehen, daß zusätzlich ein Schlitz an der Nutgrundseite vorgesehen ist. Dieser Schlitz würde gleichzeitig als Ölreservoir dienen. Die Schlitzbreite kann sehr klein gehalten werden (z.B. 0,5 mm).

Eine andere Möglichkeit, ein Ölreservoir zu erhalten, liegt darin, einen einzigen Schlitz an der Nutgrundseite anzubringen.

Um die Dichtfläche elastisch zu gestalten, wird in einer anderen Ausführungsform vorgeschlagen, einen Schlitz in der Nähe der Dichtfläche von der Nutflanke her einzulassen.

Eine andere Möglichkeit, eine sehr elastische Dichtfläche zu erreichen, wird darin gesehen, zusätzlich von der gegenüberliegenden Nutflanke her einen Schlitz einzulassen.

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Um auch bei den beiden zuletzt erwähnten Ausführungsformen ein Ölreservoir zu erhalten, kann zusätzlich ein Schlitz an der Nutgrundseite angebracht werden.

Als ein weiteres Merkmal der Erfindung können der oder die Schlitze als Nuten mit abgerundetem Grund ausgebildet sein. Eine andere Möglichkeit liegt darin, daß der von der Dichtfläche ausgehende Schlitz im Querschnitt Dreieckform aufweist.

Wie der Erfindungβgedanke im einzelnen verwirklicht werden kann, geht aus den Ausführungsbeispielen hervor, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen Dichtstreifen 7 im Querschnitt mit einem Schlitz 8, der von einer Dichtfläche 9 her angebracht ist und bis etwa in die Mitte der Tiefe des Dichtstreifens 7 reicht. Zur Veranschaulichung der Lage des Dichtstreifens 7 in. einer Nut 10 sind Kolben 11 und eine Seitenscheibe 12 angedeutet. Im Nutgrund 13 ist eine Feder 14 angeordnet, die den Dichtstreifen 7 an die Seitenscheibe 12 andrückt.

Fig. 2 zeigt den Dichtstreifen 7 in einer anderen Ausführungsform im Querschnitt mit einem Schlitz 15 an der Dichtfläche 9» der bis etwa zu einem Viertel der Tiefe des Dichtstreifens 7 reicht und einem weiteren Schlitz 16 an der Nutgrundseite 17» der.bis etwa in die Mitte der Tiefe des DichtStreifens 7 reicht.

Fig. 3 zeigt den Dichtstrelfen 7 in einer weiteren Ausführungsform im Querschnitt mit einem am Nutgrund 17 angebrachten Schlitz 16, dessen Tiefe etwa zwei Dritteln der Tiefe des Dichtstreifens 7 entspricht.

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Fig. k zeigt den Dichtstreifen 7 in einer vierten Ausführungsform im Querschnitt mit einem Schlitz 18 in der Nähe der Dichtfläche 91 der von einer Nutflanke 19 her eingelassen ist, und der Möglichkeit, einen weiteren Schlitz 16 von der Nutgrundseite 17 her einzulassen»

Fig. 5 zeigt den Dichtstreifen 7 in einer fünften Ausführungsform im Querschnitt mit zwei gegenüberliegenden Schlitzen 18 und 20 in der Nähe der Dichtfläche 9» die von den beiden gegenüberliegenden Nutflanken 19 bzw. 21 her eingelassen sind, und der Möglichkeit, einen weiteren Schlitz 16 von der Nutgrundseite 17 her einzulassen.

Fig. 6 zeigt den Dichtstreifen 7 in einer sechsten Ausführungsform im Querschnitt mit dem Schlitz 16 an der Nutgrundseite und einem weiteren Schlitz 22 an der Dichtfläche 9, der im Querschnitt Dreieckform aufweist.

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Claims (9)

- 7 - Daim 7992A Ansprüche

1. Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem aus einem Mantel mit Seitenteilen bestehenden Gehäuse und mit einem in dem Gehäuse auf dem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufenden Kolben, der an seinen Stirnflächen mit an den Seitenteilen gleitenden Dichtstreifen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstreifen (7) zur Erhöhung ihrer Elastizität geschlitzt sind.

2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch" 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlitz (8) von einer Dichtfläche (9) her angebracht ist.

3. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Schlitz (16) an der Nutgrundseite (17) vorgesehen ist.

h, Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (16) an der Nutgrundseite (17) angebracht ist.

5. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlitz (18) in der Nähe der Dichtfläche (9) von einer Nutflanke (19) her eingelassen ist.

6. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Schlitz (20) von einer der Nutflanke (19) gegenüberliegenden Nutflanke (21) her eingelassen ist.

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7. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch. 5 und 6, dadurch, gekennzeichnet, daß zusätzlich der Schlitz (i6) an der Nutgrundseite (i7) angebracht ist.

8. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schlitze (8, 16, 18, 20) als Nuten mit abgerundetem Grund ausgebildet sind.

9. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Dichtfläche (9) ausgehender Schlitz (22) im Querschnitt Dreieckform aufweist.

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