DE2052623A1

DE2052623A1 - Innendichtung fur eine Rotations kolbenmaschine

Info

Publication number: DE2052623A1
Application number: DE19702052623
Authority: DE
Inventors: Max 7101 Obereisesheim FOId5 18 Ruf
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG, 7107 Neckarsulm, Wankel GmbH, 8990 Lm dau
Priority date: 1970-10-27
Filing date: 1970-10-27
Publication date: 1972-05-04
Also published as: FR2111545A5; DE2052623C3; JPS5440685B1; GB1338269A; IL37864A0; IL37864A; DE2052623B2; US3706514A

Description

AtTDX NSU AUTO TJHION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/ffurtt. and WANKBL QMBH, Lindau/Bodens β e

Innendichtung für eine Rotationskolbenmaschine

Die Erfindung besieht eich auf eine Innendichtung für eine Rotationskolbenmaschine mit einem Gehäuse, in dem ein Kolben auf dem Ex«enter einer Exzenterwelle drehbar gelagert iet, wobei die Innendichtung anriechen einer Kolbenstirnwand und einer mit der Exzenterwelle umlaufenden Scheibe angeordnet ist.

Bei einer bekannten Dichtung (DBP 1 299 6^5) iat in der Umfangsfläche der Scheibe eine Umfangsnut vorgesehen, die mehrere geschlitzte Dichtungeringe aufnimmt, welche in radialer Richtung dichtend mit der Kolbenstirnwand und in axialer Richtung dichtend mit der Nutwand zusammen· wirken, wodurch vermieden wird, daß KühlSl aus dem Kolben in die Arbeitskammer ii übertreten kann. Diese Abdichtung ist jedoch nur wirksam bei Vorhandensein ein·« gewissen Druckes in dem Ringraum zwischen der Scheibe und der benachbarten Gehäuseseitenwand, der eine dichte Anlag« des Dichtungsringes an der genannten Nutwand gewährleistet. Da bei still·· stehender Maschin« kein solcher sogenannter Zwischendichtungsdruck vorhanden ist und daher diese Innendichtung in diesem Zustand nicht zuverlässig abdichtet* wird in der betreffenden Kolbenstirnwand gemäfi 00 1 451 809 «in die Innendichtung umgebender Dichtungsring vorgesehen, der mo beschaffen ist, daß er bei stillstehender Maschine abdichtet, jedoch bei

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laufender Maschine durch den Druck de« Arbeitsmittels abgehoben wird. Vm diese Standdichtimg einzusparen, ist es auch bekannt (OS 1 506 40%), das Andrücken der Dichtungsringe an die Hutwand der tJmfangsnut durch eine Ringfeder zn bewirken, so daß dieses Andrücken unabhängig von den Zwischendiefctungsdruck ist» Sachteilig ist bei diesen Ausführungen, daß öle Montage verhältnismäßig kompliziert ist und daß sich die geschlitzten Dichtungsringe bei einer bestimmten Drehzahl ▼cn der Qegenfläche an der Kolbenstirnwand abheben, da bei Rotationskolbenmaschinen, auf die sich die Erfindung bezieh ·, auch negative, d»h·, radial nach innen gerichtete BeschltnmrL* guugskr&fte auftreten«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Innendichtun\ su schaffen, die sowohl bei stillstehender Maschine als auch bei hohen Drehsahlen zuverlässig abdichtet und leicht Montiert und demontiert werden kann.

Die erf indungsgemäße Innendichtung ist gekennzeichnet durch einen Stützring, einen axlalbeweglichen, an einer StiraflaOl;«* der Scheibe anliegenden« geschlossenen und alt dem Stützring drehfest verbundenen Dichtungsring, einer zwischen dem Dich» tungsring und der Kolbenstirnwand angeordneten elastischen, ringförmigen Dichtung und einer Ringfeder, die sich an dem Stützring abstützt und den Dichtungsring en die Scheibe andrückt, wobei der Stützring als Halter- für alle übrigen Bestandteile der Dichtung ausgebildet let·

Durch diesen erfindungsgemSßen Vorschlag wird eine einbaufertige Einheit gesehaffen, die nur Is. die Kolbenstirnfltfche eingesetzt zu werden braucht. Im eingesetzten Zustand wird der Dichtungsring durch die Ringfeder an die Scheibe angedrückt und die elastische, ringförmig· Dichtung übernimmt

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die radiale Abdichtung zwischen dem Dichtungsring und der KoIbenstirmcand, so daß weder ein Zwischendichtungsdruck für die Wirksamkeit der Abdichtung erforderlich ist, noch eine Beeinträchtigung der Dichtwirkung bei hohen Drehzahlen eintreten kann«

Die Halterung der Bestandteile der Innendichtung durch den Stützring kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß dessen innere Umfangekante zumindest abschnittsweise zum Dichtungs- λ ring hin und dann wieder radial nach außen zu umgebogen ist, so daß sie den Dichtungsring axial umgreift und dadurch festhält. Die elastische, ringförmige Dichtung kann axial zwischen dem Dichtungsring und dem Stützring angeordnet werden, so daß sie auch bei nicht eingebauter Innendichtung nicht herausfallen kann. Dabei kann sich die Ringfeder über die ringförmige elastische Dichtung am Dichtungsring abstützen. Die elastische, ringförmige Dichtung kann jedoch auch in einer Umfangsnut des Dichtungsrings angeordnet werden. Der Dichtungsring ist mit dem Sttitzring drehfest verbunden, um eine relative Drehbewegung zwischen diesen Teilen zu vermeiden, welche die Lebensdauer der zwischen diesen Teilen angeordneten Ringfeder beeinträchtigen würde. Die gesamte Innendichtung kann % mit dem Kolben umlaufen, wobei eine relative Drehbewegung im allgemeinen nur zwiochen dem Dichtungsring und der mit der Exzenterwelle umlaufenden Scheibe stattfindet. Um die Reibung an dieser Stelle zu verringern, kann zwischen dem Dichtungsring und der benachbarten Stirnfläche der Scheibe eine Zwischenschicht aus einem reibungsvertnindernden Werkstoff vorgesehen werden. Beispielsweise kann in die betreffende Stirnfläche des Dichtungsringes ein Gleitring aus Kohle oder einem geeigneten Kunststoff eingesetzt werden·

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Der Dichtungsring führt im Betrieb relativ zum Kolben gering» fttgige Axialbewegungen au·, die dadurch hervorgerufen werden, daß der Kolben selbst oder die Exzenterwelle und damit die an dieser befestigten Scheibe axial verschoben wird. Dadurch tritt eine Beanspruchung der «leetischen, ringförmigen Dichtung «wischen Dichtungsring und Kolbenstirnwand ein. Um diese Beanspruchung möglichst klein zu halten, ist es zweckmäßig, diese Dichtung an ihrer Außenfläche mit einer reibungsvermindemden Auflage zu versehen. Das gleiche Ziel wird erreicht, wenn der Dichtungsring oder die Kolbenstirnwand im Bereich der Anlage der elastischen, ringförmigen Dichtung mit einer reibungsvermindernden Auflage versehen wLrd·

Die elastische, ringförmige Dichtung kann von einem O-Ring aus gummielastischem Material gebildet werden· Von besonderem Vorteil ist es, wenn diese Dichtung aus einem hohlen, seitlich geschlitzten Metallring besteht, der eine hohe radiale Anpresskraft ergibt* Ke ist auch möglich, diese ringförmige Dichtung membranartig auszubilden, wobei ihre Innenkante am Dichtungsring eingespannt 1st, während ihre Außenkante dichtend mit dem Kolben zusammenwirkt. Vorzugsweise wird die Außenkante durch den Stützring an eine entsprechende Flüche in der Kolbenstirnwand angeklemmt, beispielsweise indem der Stützring einen axial nach innen verlaufenden Ringflansch aufweist, der die Außenkante der membranartigen Dichtung übergreift. Die Verwendung einer solchen membranartigen Dichtung hat den Vorteil, daß die vorher erwähnten axialen Relativbewegungen zwischen dem Dichtungsring und dem Kolben keine alebaldige Zerstörung der ringförmigen Dichtung zur Folge haben, da diese den Bewegungen des Dichtungsringes ohne weiteres folgen kann.

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Die bei einem gummielastlschen O-Ring oder bei dem vorher erwähnten geschlitzten Metallring zweckmäßige Auflage aus reibungsverrainderndem Material ist hierbe:L nicht erforderlich·

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeisplelo der erfindungsgemHßen Innendichtung dargestellt sind. J

Es zeigti

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hälfte durch eine

Rotationskolbenmaschine mit einer erfimlungsgetaaßen Innendi chtung,

Fig. 2 den in Fig. 1 eingekreisten Bereich in vergrößertem Maßstab, und

Fig» 3 bis 6 Schnitte entsprechend Fig· 2 von verschiedenen Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäßen Innendichtung. '

Die in Fig· I gezeigte Rotationskolbenmaschine wei.it ein Gehäuse auf, das aus einem Mantel 1 mit beispielsweise zweibogiger Innenfläche 2 und zwei Seitenteilen 3 zuijaniaengesetzt ist, in denen eine Exzenterwelle 4 gelagert int· Auf dem Exzenter 5 der Exzenterwelle k ist ein KoIbei 6 drehbar angeordnet, dessen Drehzahl durch ein nicht geseift os Getriebe in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl, der
Exzenterwelle 4 steht. Der Kolben 6 weist Hohlräuto 7 auf, die von einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden· Um ein Übertreten ron Kühlflüssigkeit in den Spalt zwischin der
Stirnfläche β des Kolbens 6 und der Innenfläche 9

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OhiGiMAL

Seitenteiles 3 hi νβηποΚΙβη, let an dem Bxsenter 5 mittels Schrauben IO el:t> Scheibe 11 »efestigt, die mit der Kolben» stirnwand 12 durti die Allgemein tait 13 bezeichnete Innendichtung dichtend ^usf^Miemririf.. Die Scheibe 11 iet ferner gegenüber den SeitevtaLl 3 dtirih einon Dichtungsring 14 abgedichtet.

Der Aufbau der Innex Sichtung 13 1st in Fig» 2 im einseinen dargestellt· Die Im ι Öldichtung besteht aus einem Stützring 151 der mit FortsStutfi 16 in ent tpr echende Aussparungen 1? in der Kolbenetirnwiad 12 eingreift und dadurch drehfest mit den Kolben 6 verbun·en iet; aus einen geschlossenen Dichtung«-= ring 18, der mit d ·· Scheibe 11 dichtend zusammenwirkt; einer elastischen, ringförmigen Dichtung 19 in Form eines O-Ringe aus gummi elastischem Materiil, der anriechen dem Dichtungsring l8 rad der inneren Th* "anpsflache 20 der Kolbenstirnwand 1'; angeoriteet ist; %nd einer Ringfeder 21» die sich einer se/ts am Stütering 15 md andererseits am Dichtungsring 1? abstfitsst und den Dicitungering l8 dichtend an die Schibe 11 andrückt. De Stutzring 15 ist bei diesem Aueführuigsbeispi«l axial beweglich im Kolben 6 befestigt und er kann sich daher an lie Innenwand 9 des benachbarten Geh iuseeeitenteils 3 ar .legen. Aa der inneren Umfangskante ies Stützringa 15 si: Mi dre:L lappenförtnige Abschnitt 22 Borges eben, die zum Dichtui^sring l8 hin und dann radial ^ach aufien umgebogen ηίηΑ, τ«bei sie sich durch bogenförmige Aussparungen iSc im lichtun^sring l8 erstrecken utif. den Dichtungsring ifc umgreifen. Dadurch werden all« Teil« l8, 19 und 21 dvor Innendichtung von dem Sttitsr.ng 15 festgehalten, wo«it sich eine montagefertige Einbaueinheit ergibt. Außerd«.« iet der Dichtungsring l8 m:.t dem Stütssring 15 durch des Zusamrken der Abschnitte 22 mit den Aussparung·!. i8o drehfest verbunden.

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BAD ORKSiNAL

Der Stützring 15 besteht vorzugsweise aus Blech und der Dichtungsring l8 kann beispielsweise aus Gußeisen hergestellt sein. Vorzugsweise sind drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Fortsätze i6 und Aussparungen 17 vorgesehen, wodurch gleichzeitig eine Zentrierung der Innendichtung 13 zum Kolben 6 erreicht wird·

Das Aueführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen gemäß „Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, daß sich die Ringfeder 21* über den elastischen O-Ring 19* an dem Dichtungsring l8* abstürzt* Dadurch wird gleichzeitig eine zusätzliche Andrückum, dea O-Rings 19* an die innere Umfangsflache 20* der Kolbenstirnwand und an den Dichtungs» ring 18* erreicht.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig« 4 ist der O-Ring 19" in einer Umfangsnut 23 des Dichtungsrings l8" angeordnet. Zusätzlich ist bei dieser Ausführung unterhalb des O-Rings 19" ein Band 24 aus reibungsvenainderndem Material, wie z.B. PTFE, in die Nut 23 eingesetzt· Dieses Band 24 dient dazu, die Reibung an dem O-Ring 19", die bei der im Betrieb auftretenden Axialbewegung des Dichtungsringe l8" relativ zum Kolben 6 entsteht, gering zu halten und ein Festkleben des O-Rings 19" am Dichtungsring l8ⁿ, das durch diese Reibung eintreten könnte, zu vermeiden· Alternativ könnte die Außenfläche des O-Ringes 19" oder die Kolbenfläche 20" mit einer rcibungsvermindernden Auflage versehen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig· 5 wird die elastische, ringförmige Dichtung 19a von einem geschlossenen hohlen Metnilring 25 gebildet, der seitlich bei 26 geschlitzt ist, um ihm eine starke radiale Pederkraft zu verleihen« Zur Verminderung der Reibung zwischen dem Metallring 25 und den mit

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BAD

diesen zusammenwirkenden Flächen der Kolbens firnwand 12 ist der Metallring 25 mit einer Auflage 27 aus linera reibungsvermindernden Werkstoff, wie PTFB, versehen Bei dieser Aue» führung ist die mit dor Scheibe 11 zusammen «irkende Fläche des Dichtungsrings l8a mit einer Auflage 2ί· aus reibungsverminderndem Werkstoff versehen. Diese Auflage kann beispieleweise aus einem Gleitring aus Kohle bestehen.

Im Ausführungsb ei spiel gemäß Fig. 6 ist (.te elastische, ring» förmige Dichtung 19b membranartig ausgebildet, wobei ihre verdickte Innenkante 29 durch einen Ring 30 in einer Nut

31 des Dichtungeringe l8b eingeklemmt wird· Der Ring 30 kann aus einem Material mit Notlaufeige !schäften bestehen und wirkt direkt mit der Scheibe 11 auHimnen. Die Außenkante

32 der Dichtung 19b ist U-förmig umgeb<i;en und umgreift einen Ringflansch 33 des Sttitzrings 15, von /ew sie beim Einbau der Innendichtung dichtend an eine Ring fliehe 3^ der Kolbenstirnwand 12 angedrückt wird· Durch den relativ großen radialen Abstand zwischen den Einspannet eil en dor Dichtung 19b an Kolben 6 und am Dichtungsring l8b kann die Dichtung 19b den relativen Axialbewegungen des Dichtungsrings l8b folgen, ohne daß eine Reibung an den Einspanne1 eilen auftritt. Bin· reibungsvermindernda Beschichtung ist <>.aher bei dieser Ausführung nicht erforderlich· VIe ersichtlich, greift bei dieser Ausführung die umgebogene Außenkante 33 des Stutzringe 15b in eine Ringnut 36 in dar KolbenstirnflKche «in. Der StUtering 15b wird durch dl» Reibkraft «riechen der Dichtung 19b und der Ringflüche 3% axial gehalten, so daß eine Anlage des StutBringe 15b an der benachbarten GehüuaeinnenflKche 9 entfallen kann· Die axiale Balterune des Dichtungsrings l8b erfolgt bei dieeer Ausführung durch einen am Stützring 15b befestigten Blechring 37, dessen

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BAD ORIGINAL

umgebogene Innenkante 38 die radial nach innen zu vorstehenden Fortsätze 39 des Dichtungsrings lob umgreift. Diese Fortsätze 39 liegen zwischen beispielsweise drei gleichmäßig über dem Uafang verteilten inneren Rippen kO des Stütasrings 15b und schaffen eine drehfeste Verbindung sswischen dem Stützring 15b und dem Dichtungsring l8b· Bei dieser Ausführung besteht die Ringfeder 21b aus einzelnen Ringsegmenten« die jeweils »wischen benachbarten Rippen kO angeordnet sind· ™

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

ί 1Λ Innendichtung für eine Rotationskolbenmaschine mit eineia ^—' Gehäuse _t in den ein Kolben auf den Exzenter einer Exzentervolle drehbar gelagert ist, wobei die Innendichtung BWisehen einer KoIbenstirawand und einer mit der Exzenterwelle umlaufenden Scheibe angeordnet ist, gekennzeichnet durch.einen Stützring, einen axialbeweglichen, an einer Stirnfläche der Scheibe anliegenden geschlossenen und mit den Stützring drehfest verbundenen Dichtungsring, einer zwischen dem Dichtungsring und der Kolbenstirnwand angeordneten elastischen, ringförmigen Dichtung und einer Ringfeder, die sich an dem Stützring abstützt und den Dichtungsring an die Scheibe andrückt, wobei der Stützring als Halter für alle übrigen Bestandteile der Dichtung ausgebildet ist·

2. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere ÜMfangskante des Stützrings zumindest abschnittsweise zum Dichtungsring hin und wieder radial nach außen zu umgebogen ist und den Dichtungsring axial festhMlt.

3. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische, ringförmige Dichtung in einer ümfangenut des Dichtungsrings angeordnet ist*

km Innendichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die elastische, ringfurnige Dichtung von einen hohlen, seitlich geschlitzten Metallring gebildet ist·

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5. Innendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elaetisohe, ringförmige Dichtung an ihrer Außenfläche eine reibungsvermindernde Auflage aufweist«

6. Innendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungering und/oder die Kolbenwand im Bereich der Anlage der elastischen ringförmigen Dichtung mit einer reibungsvermindernden Auflage versehen ist.

7· Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dichtungsring und der benachbarten Stirnfläche der Scheibe eine Zwischenschicht aus einem reibungsvermindernden Werkstoff vorgesehen ist·

8* Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische, ringförmige Dichtung membranartig ausgebildet und mit ihrer Innenkante am Dichtungsring eingespannt ist, während ihre Außenkante dichtend mit den Kolben zusammenwirkt·

9. Innendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkante des Stützrings axial nach innen zu umgebogen ist und in eine Ringnut an der Kolbenstirnfläche eingreift·

10. Innendichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkante der elastischen, ringförmigen Dichtung parallel zur Außenkante des Stütsrings umgebogen ist und von dieser an eine entsprechende GegenflHche in der Kolbenstirnwand angedrückt wird.

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11· Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eich die Ringfeder Über die ringförmige Dichtung
am Dichtungsring abstützt.

12. Innendichtung nach Ansprucl 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring ax±albev<3 glich in der Kolbenetirntrand angeordnet iet und ei ο Ii an der gegenüberliegenden Seitenwand des Gehäuses abrttitzt.

13* Innendichtung nach einem de:.- vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring drehfest mit den Kolben verbunden ist·

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