DE2027115C3

DE2027115C3 - Rotationskolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2027115C3
Application number: DE19702027115
Authority: DE
Inventors: Karl 7100 Heilbronn Beutter
Original assignee: Audi Nsu Auto Union Ag 7107 Neckarsulm Wankel 8990 Lindau GmbH
Current assignee: Audi Nsu Auto Union Ag 7107 Neckarsulm Wankel 8990 Lindau GmbH
Filing date: 1970-06-03
Publication date: 1976-12-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantel, der einen Arbeitsraum umgibt, in dem ein mehreckiger Kolben umläuft, an dessen Ecken jeweils dreiteilige Dichtleisten angeordnet sind, die aus einem auf der Gehäusemantel-Innenfläche gleitenden trapezförmigen Mittelteil und ren Manielfläcne ein vollständiges Rechteck
und diese Breite auf Grund der unterschiedlichen Erwärmung im Betrieb nicht konstant ist. Außerdem trill im Betrieb eine Anlage der axialen Enden drs Nüttclteils an den Innenflächen der Seitenteile ein, die einen Längenverschleiß des Mittelteils zur Folge hat und du. genannten Leckspalte vergrößert. Wenn das Mittelteil schneller verschleißt als die Eckteile, was in der Praxis wegen der großen Streubreite der Verschleiße ertc bei

ίο gleichem Werkstoff nicht vermeidbar ist. so können sich die Spitzen der dreieckförmigen Eckteile in die innere Mantelfläche eingraben und einen vorzeitigen Verschleiß dieser Fläche herbeiführen. Wird jedoch das Mittelteil aus einem sehr harten Werkstoff. z.B.

Keramik, hergestellt, so können seine Enden in den Seitenteil-Innenflächen Riefen erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale Dichtheit über einen langen Zeitraum zu erreichen und den Verschleiß in den Innenflächen des

ao Gehäuses und an der Dichtleiste möglichst gering m halten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Gehäusemantel-Innenfläche aus einem härteren Werkstoff besteht als die Innenflächen der Seitenteile, daß bei der Dichtleiste wenigstens die Kuppe des Mittelteils aus einem härteren Werkstoff besteht aK die Eckteile und daß die Schrägflächen derart angeordnet sind, daß das Mittelteil ausschließlich auf der Gehäusemantel-Innenf lache gleitet und trapezförmige Eckteile gebildet sind, die sowohl auf der Gehäusemantel-Innenfläche als auch auf den Innenflächen der Seinteile gleiten.

Durch diesen Vorschlag wird erreicht, daß bei einem Höhenverschleiß des Mittelteils die mit der har-Gehäusemantel-Innenfläche zusammenwirken-

ten

den Abschnitte der Eckteile auf Grund ihres weicheren Materials mindestens im gleichen Maße wie das Mittelteil ohne Riefenbildung an der Gehäusemantel-Innenfläche abgeschliffen werden, so daß eine abdichtende Anlage der Dichtleiste sowohl an der Gehäusemantel-Innenfläche als auch an den Innenflächen der Seitenteile als auch an den Innenbleibt. Die Dichtleiste kann so eingebaut werden, daß zunächst nur die Eckteile durch die Feder an die Gehäusemantel-Innenfläche angedrückt werden. Da diese Eckteile aus einem relativ weichen Material bestehen, schleifen sie sich schnell so weit ab, daß sie zusammen mit dem Mittelteil ein Rechteck bilden, das sowohl an der Gehäusemantel-Innenfläche als auch an den Innenflächen der Seitenteile anliegt. Damit wird der Zustand optimaler Dichtheit in kürzester Frist erreicht und es wird vermieden, daß auf Grund von Toleranzschwankungen zunächst nur das Mittelteil an der Gehäusemantel-Innenfläche anliegt, das

zwei auf den Innenflächen der Seitenteile gleitenden, ₅₅ auf Grund seines härteren Materials erst nach längerer

Laufzeit so weit abgeschliffen würde, daß auch die Eckteile an der Gehäusemantel-Innenfläche zur Anlage kommen.

Die Dichtleiste ist so zusammengesetzt, daß ihr

über Schrägflächen an dem Mittelteil anliegenden Eckteilen bestehen, wobei das Mittelteil aus einem anderen Werkstoff als die Eckteile gefertigt ist.

Bei einer bekannten Ausführungsform (DT-Gbm

1 985 162)sind die Endteile der Dichtleiste dreieck- 6o Mittelteil mit seiner langen Seite an der Gehäusemanförmig. wobei die Kuppe des Mittelteils an der Ge- tel-Innenfläche anliegt. Ein Verschleiß der mit den häusemantel-Innenfläche und die Eckteile an den Innenflächen der Seitenteile entlanggleiten. Bei dieser Ausführung ist ein geringer Leckspalt an jeder Ecke der Dichtleiste, also an den Übergangsstellen von der e₅ inneren Mantelfläche auf die Innenflächen der Seitenteile, nicht zu vermeiden, da die zusammengesetzte nichtleiste nur bei einer bestimmten Breite der inne-

Innenflächen der Seitenteile zusammenwirkenden Flächen der Eckteile hat dann zur Folge, daß die Eckteile stärker an die Gehäusemantel-Innenfläche angedrückt werden, da sie sich nicht an dem Mittelteil abstützen können. Dadurch werden die Eckteile von der Gehäusemantel-Inneiifläche schnell so weit abgeschliffen, daß eine Anlage der Dichtleiste an beiden

Seitenteilen gewährleistet ist.

Um die Verschleißwertc der Gehäusemantel-lnnenfläche und der Innenflache der Seitenteile sowie der mit diesen Flächen zusammenwirkenden Teile der Lichtleiste gering zu halten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die üehäusemaniel-lnnenfläche aus einer Nickelschicht mit eingelagerten Hartstoffteilchen, das Mittelteil der Dichtleiste aus einem Werkstoff mit einer Härte (HV₁₁₁) von mindestens hOO. vorzugsweise uber 1 (Kill, und die L.ckleile der Dichtleiste aus einem Werkstoff mit einer Harte (HV₁₁₁) von 3(10 bis 51)0 her/usteiien. Bei dieser Materialpaarung haben sich besonders gunstige Verschleiliwerte ergeben.

Die die Gehäusemantel-Innenfläche bildende Nikkclschicht enthält vorzugsweise 2 bis N% Sihciumkar- »id-Teilchen mit einer durchschnittlichen Korngröße \onetwa 1 μ, und das Mittelteil der Dichtleiste besteht aus einem Werkstoff mit mindestens 30 Gewichtsprozent Tilankarbid, während die bckteileder Dichtleiste aus Gußeisen bestehen, wie es für Kolbenringe verwendet wird.

Bevorzugte Werkstoffe fur das Mittelteil der Dichtleiste sind:

Leine Eisenlegierung mit 34,5% TiC, 0.2% Ni. 0.55% C. 2.0% Mo und f>.5% Cr.

2. eine Eisenlegierung mit 33% TiC, 15% Ni. 5% Mo, y% Co, 0.7% Ti. 0,7% Al und 0.5-i Cu.

Die ΗΥ',,,-Härte der ersten Legierung beträgt etwa lu30bis 1090. die Härte der zweiten Legierung etwa 700 bis 750.

Als Material für die Endteile der Dichtleiste kommt ein Gußeisen mit einem Anteil von 3,4% bis 3,H% C. 2.^% bis 3,2% Si. 0,8% bis 1.3% Mo und Anteilen von Mn, Cr, Va, Cu und Ni unter 1 % in Frage.

Dieses Material hat eine HV₁₁₁-HaTtC von etwa 350 bis 450.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine im Längsschnitt, und

Fig. 2 einen Teilschnitt, in dem die Lage der Dichtlcistenteile beim Einbau dargestellt ist.

Die Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart besteht aus einem Gehäuse (Fig. 1), das sich aus einem Mantel 2 und Seitenteilen 3 und 4 zusammensetzt, die zusammen einen Arbeitsraum 5 begrenzen, in dem ein Kolben 6 auf dem Exzenter 7 einer Exzenterwelle 8 drehbar gelagert ist. Der Kolben 6 ist mit radialen Nuten 9 versehen, in denen mindestens je eine Dichtleiste 10 angeordnet ist, die sich aus einem trapezförmigen Mittelteil 11 und trapezförmigen Eckteilen 12 zusammensetzt. Die Teilung der

ίο Dichtleiste ist so vorgenommen, daß das Mittelteil 11 mit seiner langen Seite ausschließlich auf der inneren Maritelfläche 13 gleitet, während die Eckteile 12 sowohl an der Mantel-Innenfläche 13 als auch an den Innenflächen 14 der Seitenteile 3 und 4 anliegen. Eine Blattfeder 15 stützt sich mit ihren Enden an den Unterseiten der Eckteile 12 ab und drückt diese radial nach außen, wobei über die schrägen Anlageflächen 16 zwischen dem Mittelteil 11 und den Eckteilen 12 gleichzeitig eine Andrückung des Mittelteils 11 an die Gehäusemantel-Innenfläche 13 und eine Andrückung der Eckteile 12 an die Innenflächen 14 der Seitenteile 3. Λ erfolgt.

Die Gehäusemantel-Innenflächc 13 wird von einer galvanisch aufgebrachten Nickelschicht mit einem Gehalt von 2 bis K% SiC-Pulver gebildet. Die Innenflächen 14 der Seitenteile 3,4 bestehen aus nitrier-gehärtetem Gußeisen. Das Mittelteil 11 der Dichtleiste 10 besteht aus einer Eisenlegierung mit einem hohen Anteil an TiC und einer HV₁₀-Härte von mindestens fiOO. Die Eckteile 12 der Dichtleiste 10 sind aus einem Kolbenring-Gußeisen mit einer HV_ul-Härte von 350 bis 450 hergestellt. Diese Materialpaarungen ergeben besonders günstige Verschleißwerte.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Art des Einbaues der Dichtleiste. Wie ersichtlich, erfolgt der Einbau derart, daß zunächst nur die Eckteile 12 durch die Feder 15 an die Gehäusemantel-Innenfläche 13 angedrückt werden. Da diese aus einem relativ weichen Material bestehen, werden sie im Betrieb schnell auf die Höhe des Mittelteils Il abgeschliffen, so daß nach kurzer Einlaufzeit der in Fig. 1 gezeigte Zustand erreicht ist, in dem das Mittelteil 11 und die Eckteile 12 über die ganze Breite der Gehäusemantel-Innenfläche 13 an dieser anliegen.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Rotationskolben-Btennkraftmaschme mit einem von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantel, der einen Arbeitsraum umgibt, in dem ein mehreckiger Kolben umläuft, an dessen Ecken jeweils dreiteilige Dichtleisten angeordnet sind, die aus einem auf der Gehäusemantel-Innenfläche gleitenden trapezförmigen Mittelteil und zwei auf den Innenflächen der Seitenteile gleitenden, über Schrägflächen an dem Mittelteil anliegenden Eckteilen bestehen, wobei das Mittelteil aus einem anderen Werkstoff als die Eckteile gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusemantel-Innenfläche (13) aus einem härteren Werkstoff besteht als die Innenflächen der Seitenteile (3,4), daß bei der Dichtleiste (10) wenigstens die Kuppe des Mittelteils (11) aus einem härteren Werkstoff besteht als die Eckteile (12) und daß die Schrägflächen (16) derart angeordnet sind, daß das Mittelteil (11) ausschließlich auf der Gehäusemantel-Innenfläche (13) gleitet und trapezförmige Eckteile (12) gebildet sind, die sowohl auf der Gehäusemantel-Innenfläche (13) als auch auf den Innenflächen der Seitenteile (3, 4) gleiten.
2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusemantel-Innenfläche (13) von einer NiU-kelschicht mit eingelagerten Hartstoffteilchen gebildet ist und daß das Mittelteil (11) der Dichtleiste (10) aus einem Werkstoff mit einer Härte (HV₁₁₁) von mindestens 600, vorzugsweise über 1000. und die Eckteilt (12) der Dichtleiste (10) ims einem Werkstoff mit einer HV_lu-Härte von 300 bis 500 bestehen.
3. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelschicht 2°/o bis 8% SiC-Teilchen enthält und daß das Mittelteil (11) der Dichtleiste (10) aus einer Eisenlegierung mit mindestens 30% TiC und die Eckteile (112) aus einem Kolbenring-Gußeisen bestehen.