DE2110817A1

DE2110817A1 - Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit ein- oder mehrteiligen Dichtleisten

Info

Publication number: DE2110817A1
Application number: DE19712110817
Authority: DE
Inventors: Lothar Kortner; Heinz Lamm
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1971-03-06
Filing date: 1971-03-06
Publication date: 1972-09-21
Also published as: US3885898A; FR2129446A5

Description

Daintler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8913/%

Stuttgart-Untertürkheim ' 26« Februar 1971

"Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit e±n- oder mehrteiligen Dichtleisten"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Seitenteilen und einem Mantel bestehenden Gehäuse und mit einem Kolben» der mehrere sielt über die ganze Kolbenbreite erstreckende achsparallele Nuten aufweist, in denen Jeweils eine Radialdichtung in Form einer ein- oder mehrteiligen Dichtleiste radial beweglich eingesetzt ist.

Bisher wurden in einem Kolben Iiadialdichtleisten gleicher Bauart eingebaut. Das hat den Nachteil, daß z.B. bei der Anwendung einteiliger Dichtleisten die seitliche Gasdichtheit nicht den heutigen Anforderungen genügt, insbesondere dann nicht, wenn sich der Motor im kalten Zustand befindet und/oder mit kleiner Drehzahl läuft. Außerdem sind derartige Dichtleisten empfindlich gegen Verkanten in der Kolbennut.

Bei der Ausführung mehrteiliger Dichtleisten ist zwar eine bessere Gasdichtheit sichergestellt, jedoch sind diese Dichtleisten an der Teilungsstelle gasundicht» Die Folge ist, daß sich zunächst auf der Mantellaufbahn oder an der Seitenfläche des Seitenteiles kleinste Rußlinien bilden, die sich später als Verschleißstufen bemerkbar machen.

Der lirfinduug liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mängel in vorteilhafter U'cise mit einfachen Mitteln /;u beseitigen.

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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß wenigstens zwei im Kolben angeordnete Dichtleisten untereinander verschiedenartige Ausgestaltungen hinsiehtlieh ihres Aufbaues und ihrer verwendeten Materialien aufweisen.

Erfindungsgeraäß kann mindestens eine von den insgesamt im Kolben angeordneten Dichtleisten ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.

Die verschiedenartigen Dichtleisten in einem Kalben haben den besonderen Vorteil, daß beispielsweise die durch die mehrteilige Ausführungsform einer Dichtleiste entstehenden Nachteile durch die Vorteile einer einteiligen Dichtleiste kompensiert werden.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung können die Dichtleisten: mit wenigstens einem seitlich an der Dichtleiste angesetzten Eckenteil versehen sein. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Dichtleiste aus einem Ilauptteil und mindestens einem: Eckenteil besteht, dessen dem Ilauptteil zugekehrte ebene Flache sich vom Nutgrund bis zum Seitenteil kurz unterhalb der Dichtleistenkuppe erstreckt.

Um aber derartigen Dichtleisten_r deren sich über die gesamte Kolbenbreite erstreckendes Ilauptteil mit der kleinen seitlichen Fläche zu grabenförmigem Einlauf auf dem Seitenteil neigt, entgegenzuwirken, sieht die Erfindung in vortexlhafter Ausgestaltung vor, daß die dem Ilauptteil der Dicht le is ti- zugekehrt« ebene Fläche mindestens einus Eckenteiles sich vom Nut— grund him zur Dichtleistenkuppe erstreckt, wobei der Abstjuid. von der Teilungsebene bis zum Seitenteil im oberen Berti Lch kleiner ist als im unteren Dereich«

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Vorteilhaft ist auch die Anwendung einer Dichtleiste, die aus einem trapezförmigen Mittelteil, dessen kürzere von den beiden parallelen Seiten eis Dichtleistenkuppe ausgebildet ist, und aus zwei seitlich an dem Mittelteil anliegenden Eckenteilen bestellt.

Diese Dichtleiste zeigt eine günstige seitliche Gasdichtheit mit geringen Einlauferscheinungen an den Seitenteilen und kleinerem Längsverschleiß, weil die seitliche Anpressung spezifisch geringer ist.

Eri'indungs£remäß ist auch die Dichtleiste für eine gute seitliche Gasdichtheit geeignet, die zwischen den Cckenteilen und dem Mittelteil Teilungsebenen aufweist, die winklig zueinander angeordnet sind, derart, daß die Flächen des Mittelteiles und der Eclcenteile nur im oberen Dereich der Dichtleiste aneinander anliegen.

Um optimale Laufeigenschaften, Verbesserung der Oberflächengüte der Dichtleiste und der Mantellaufbahn, geringeren Verschleiß an den Dichtleisten, weniger Rückstände an der Mantellaufbahn und bessere Glhaftung an Dichtleiste und Mante!laufbahn zu erhalten, sieht die Erfindung des weiteren vor, daß die im gleichen Kolben angeordneten ein- und/oder mehrteiligen Dichtleisten untereinander verschiedene Materialien aufweisen.

Erfindungsgemäß kann wenigstens eine der im Kolben einteilig angeordneten Dichtleisten aus einem anderen Matrial bestehen.

Als weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung kann das Haupt— oder Mittelteil mindestens einer Dichtleiste aus einem anderen Werkstoff bestehen als das Eckenteil«,

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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand anhand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer einteiligen Dichtleiste,

Fig. 2 und 3 jeweils eine Ansicht einer zweiteiligen

Dichtleiste und

Fig. *i bis 7 jeweils eine Ansicht von dreiteiligen Dichtleisten in unterschiedlicher Bauart.

Die Paarung der in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Dichtleisten in einem beispielsweise dreieckigen Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine muß so erfolgen, daß sich die Dichtleisten infolge ihrer unterschiedlichen Eigenschaften gegenseitig positiv beeinflussen, um dadurch die Nachteile jeder einzelnen ein- oder mehrteiligen Dichtleiste auf ein Minimum zu reduzieren.

Zum Beispiel kann der Einbau nur einer keramischen einteiligen Dichtleiste 1 gemäß Fig. 1 die Arbeitseigenschaften und das Betriebsverhalten der anderen Dichtleisten im gleichen Kolben erheblich verbessern.

Es können Dichtleisten verwendet werden, die aus einem Hauptteil 2 oder 3 und einem Eckenteil k oder 5 gemäß Fig. 2 und bestehen, wobei das Hauptteil 2 der in Fig. 2 gezeigten Dicht- leiste sich über die gesamte Kolbennutlänge erstreckt und mit einer seitlichen kleinen Fläche 6 ebenso wie das seitlich an dem Hauptteil 2 anliegende Eckenteil k an einem Seitenteil der Rotationskolben-Brennkraftmaschine entlanggleitet. Die Teilungsebene ist so gelegt, daß sie in Längsrichtung der Dicht· leiste gesehen einen Winkel von 45° - 6O° aufweist.

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Ähnlich sind das Hauptteil 3 und das Eckenteil 5 der Dichtleiste nach Fig. 3 zueinander angeordnet, nur mit dem ι wesentlichen Unterschied, daß sich das Hauptteil 3 nicht über die. ganze Kolbenbreite erstreckt, d.h. die als Dichtleistenkuppe ausgebildete Fläche 7 des Eckenteiles 5 gleitet mit der Dichtleistenkuppe des Hauptteiles 3 an der Mantellaufbalm entlang.

Die zweiteiligen Dichtleisten nach den Fig. 2 und 3 sind auch mit zwei seitlich an dem Hauptteil 2, 3 angeordneten Eckenteilen 8, 9 zu versehen, wie es in den Fig.4 und 5 dargestellt ist·

Die in den Fig. 6 und 7 gezeigten Dichtleieten sind dreiteilig ausgebildet, wobei ein Mittelteil 10 gemäß Fig. 6 die Form eines Trapezes aufweist, dessen kürzere von den beiden Parralelseiten als Dichtleistenkuppe ausgebildet ist und dessen längere mit einer Ausnehmung 11 versehen ist, die für die Lagerung einer zweiten Dichtleistenfeder vorgesehen ist. Seitlich des Mittelteils IO befindet sich jeweils ein Eckenteil 12 .

Die Dichtleiste gemäß Fig. 7 besteht ebenfalls aus einen Mittelteil 13, dessen dem Nutgrund des Kolbens zugekehrte Seite auch mit einer für den gleichen Zweck erforderlichen Ausnehmung Ik versehen ist. Die Teilungsebenen zwischen dem Mittelteil 13 und den Eckenteilen 15 sind jedoch im Gegensatz zu der letztgenannten Dichtleiste winklig zueinander dergestalt angeordnet, daß nur die sich im oberen Bereich der Dichtleiste befindlichen Flächen 16 der Eckenteile 15 und des Mittelteiles 13 aneinander anliegen.

Bisher war es üblich, in einen Kolben Radialdichtleisten ₄ gleicher Form und aus gleichem Material einzubauen. Die Materialpaarung Dichtleistenkuppe und Laufbahnschicht sowie Dichtleistenflanke und Kolbennut kann nie optimal sein, weil

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verschiedene zwangsmäßig vorhandene Werkstoffpaarungen verschiedenartigen Lauf- und Verschleißbedingungen unterworfen sind. Ferner sind die Schmierstofftemperaturen und Gleitbedingungen an der Dichtleistenkuppe und Flanke unterschiedlich.

Durch die Anwendung von Dichtleieteniuaterialien unterschiedlicher Eigenschaften im gleichen Kolben können die Dichtleisten bei richtiger Auswahl bezüglich ihrer Bauart und ihres Materials einen äußerst günstigen Einfluß auf die benachbarten Dichtleisten ausüben.

Es können z.B. folgende verschiedenartige Materialien für Dichtleisten in einem Kolben verwendet werden:

1. Keramik mit Gußeisen

2. Siliziumnitrid mit Gußeisen oder Chromoxid 3· Sinterwerkstoff mit Gußeisen

4. Hartmetall mit Gußeisen

5. Keramik mit Sinterwerkstoff .

Bei mehrteiligen Dichtleisten können je nach Erfordernis auch die außenliegenden Eckenteile aus einem anderen Material als das Hauptteil oder Mittelteil gefertigt sein.

Selbstverständlich können die Eckenteile der in <Jen Fig. 4 oder 5 gezeigten Dichtleisten untereinander ausgetauscht sein, wobei eine Dichtleiste an einem Ende ein Eckenteil β und am anderen Ende ein Eckenteil 9 aufweist.

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Claims

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Ansprüche

( 1 •/'Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Seitenteilen und einem Mantel bestehenden Gehäuse und mit einem Kolben, 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 eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei im Kolben angeordnete Dichtleisten untereinander verschiedenartige Ausgestaltxingen hinsichtlich ihres Aufbaues und ihrer verwendeten Katerialien aufweisen.

2. RotationskolbcH-Drcnnhrnftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine von den insgesamt im Kolben angeordneten Dichtleisten (1) einodor mehrteilig ausgebildet ist.

3. Rotationskolbon-Drennkraftmaschine nach den Ansprüchen und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleisten (l) mit wenigstens einem seitlich an der Dichtleiste angesetzten Eckenteil versehen sind.

k. Rotationskolben-Drennkraftmaschine nach den Ansprüchen bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (1) aus einem Ilauptteil (2) und mindestens einem Eckenteil (4, 8) besteht, dessen dem Hauptteil (2) zugekehrte ebene Fläche sich vom Nutgrund bis zum Seitenteil kurz unterhalb 'der Dichtleistenkuppe erstreckt.

5. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hauptteil (3) der Dichtleiste (l) zugekehrte ebene Fläche mindestens eines Eckenteiles (5» 9) sich vom Nutgrund bis zur

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Diclitleistenkuppe erstreckt, wobei der Abstand von der Teilungsebene bis zum Seitenteil in oberen Bereich kleiner ist als im unteren Bereich.

6. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3c dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (1) aus einem trapezförmigen Mittelteil (10), dessen kürzere von den beiden parallelen Seiten als Dichtleistenkuppe ausgebildet ist, und χμ β zwei seitlich an dem Mittelteil (10) anliegenden Eckenteilen besteht.

7· Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (1) zwischen den Eckenteilen (I5) und ein Mittelteil (I3) Teilungeebenen aufweist, die winklig zueinander angeordnet sind, derart, daß die Flächen (16) des Mittelteiles (13) und der Eckenteile (I5) nur in oberen Bereich der Dichtleiste (i) aneinander anliegen·

8. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die im gleichen Kolben angeordneten ein- und/oder mehrteiligen Dichtleisten untereinander verschiedene Materialien aufweisen.

9· Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach einen oder mehreren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der im Kolben einteilig angeordneten Dichtleisten aus einem anderen Material besteht.

10. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach eine« oder mehreren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt- oder Mittelteil mindestens einer Dichtleiste aus einem anderen Werkstoff besteht als das Eckenteil.

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