DE2202899C3 - Innendichtung für einen Kolben einer Kreiskolbenmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Innendichtung für einen Kolben einer Kreiskolbenmaschine, die U-förmig «o ausgebildet in den Kolbenstirnwänden federnd angeordnet ist und deren Schenkel als Dichtringe mit ihren ringförmigen Dichtflächen in Anlage an Seitenteilen gehalten sind, die für die Exzenterwelle jeweils eine Bohrung aufweisen, die beim Umlauf des KoI- « bens radial innerhalb der Dichtfläche des radial äußeren Schenkels liegt und von der Dichtfläche des radial inneren Schenkels überfahren wird.

Eine derartige Innendichtung ist in der DE-PS 1216042 beschrieben.

Derartige Innendichtungen haben den Zweck, den Übertritt von flüssigen Kühl- und Schmiermitteln aus dem Getriebe- und Kolbenlagerraum in die Arbeitskammern zu verhindern, wobei in den Raum zwischen den beiden Dichtringen eingedrungene Leckflüssigkeit in den von der Dichtung überschliffenen sichelförmigen Abschnitt der Bohrung im benachbarten Gehäuseseitenteil befördert wird. Die Anordnung der bekannten Innendichtung ist derart, daß die Innendichtungen an ihrer Rückseite von einem O-Ring federnd an den Seitenteilen in Anlage gehalten werden (vgl. Fi g. 8 der Patentschrift). Diese Federung hat den Zweck, daß die Dichtflächen stets parallel zu der von ihnen überschliffenen Wandung des Seitenteils anliegen. Dadurch wird mit Sicherheit ein Verkanten der Dichtflächen vermieden, was zu einem Abheben der Dichtung infolge der Keilwirkung der daruntergetretenen Flüssigkeit führt sowie zu einem Rundschleifen der Dichtkanten, was den gleichen Effekt zur Folge hat.

Bei derartigen Dichtungen staut sich jedoch durch die Wirkung der wechselnden am umlaufenden Kolben angreifenden Beschleunigungskräfte die in den Zwischenraum zwischen den Dichtringen eintretende Flüssigkeitsmenge an der Seite auf, die dem überschliffenen sichelförmigen Teil der Bohrung im Seitenteil diametral gegenüberliegt, so daß es dort zu einem Abheben der Dichtung kommen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer zwei Dichtflächen aufweisenden Innendichtung einer Kreiskolbenmaschine obengenannter Art ein durch ölstau mögliches Abheben und damit ein unterschiedliches Abtragen ihrer Dichtflächen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die jeweils parallele Seitenwände aufweisenden Schenkel gleicher Breite durch über den gesamten Radialschnitt des Zwischenraums verlaufende Stege miteinander verbunden sind und mit dem jeweiligen Seitenteil nach radial außen einen spitzen Anstellwinkel bilden.

Infolge der Anordnung der Stege kann die in diese Kammern eintretende Flüssigkeit nicht mehr durch die auf den Kolben einwirkenden Beschleunigungskräfte im Ringraum zwischen den Dichtringen nach der der sichelförmigen öffnung im Seitenteil entgegengesetzten Seite abfließen und sich dort aufstauen, sondern die in die jeweilige Kammer eingedrungene Flüssigkeitsmenge muß in dieser verbleiben, bis sie durch die gleichen Beschleunigungskräfte bei Überschleifen der sichelförmigen öffnung im Seitenteil in diese entleert wird. Die parallelen Seitenwände der Schenkel haben den Vorteil, daß sich die Dichtflächen beim Abschleifen in ihrer Breite nicht verändern.

In der DE-OS 1551074 wird eine Innendichtung beschrieben, die nur eine Abstreifkante aufweist, in der radial innerhalb und neben dieser Abstreifkante radial schräg nach außen verlaufende und gegenüber der Drehrichtung des Kolbens vorwärts geneigte Bohrungen in gleichmäßigen Abständen vorgesehen sind, die als Leckölspeicher dienen sollen. Das von der Abstreifkante und in diesen Leckölspeichern zurückgehaltene öl wird in zur Welle konzentrische Ringkanäle in den Seitenteilen durch die Beschleunigungskräfte gefördert. Diese Leckölspeicher sind jedoch nicht voneinander getrennte Kammern, so daß ein Zusammenfließen und Aufstauen des Öls durch Fliehkraftwirkung in dem die Ringkanäle nicht überschleifenden Dichtungszwischenraum und damit ein Abheben der Dichtung nicht verhindert werden kann, zumal die vorgesehenen Bohrungen nicht zur Speicherung des anfallenden Öls ausreichen können.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, einen Anstellwinkel von 60 zu wählen.

Um in den Raum zwischen den Schenkeln des U-förmigen Grundkörpers eingetretenes Leckgas am Aufbau eines die Dichtung abhebenden Überdrucks in den der sichelförmigen öffnung im Seitenteil abgelegenen Kammern des Grundkörpers zu verhindern, kann im radial äußeren Dichtring des Grundkörpers an dem im Drehsinn des Kolbens vorderen Ende einzelner Kammern jeweils ein Entlüftungskanal vorgesehen werden, der in diesem Drehsinn nach vorne gerichtet ist und nahe der Gleitebene oder nach dieser zu offen liegt. Da die Schenkel des Grundkörpers nach radial innen schräg gestellt sind, wird die Flüssigkeit,

wenn sie durch die Beschleunigungskräfte gegen die radial äußere Kammerwand gedruckt wird, im hinteren, d. h. dem Kolben zugewandten Teil der Kammer angesammelt, so daß sie nicht die öffnungen der Entlüftungskanäle erreicht und nicht durch sie austreten kann. Um ein Austreten der eingeschlossenen Flüssigkeit über die Entlüftungskanäle in jedem Fall zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Entlüftungskanäle mit einem Abstand von dem vorderen Kammerende anzuordnen, der etwa der Kammerbreite entspricht, also so groß ist, daß ein ausreichender Auffangraum für die eingeschlossene Flüssigkeit unterhalb der inneren öffnung des Entlüftungskanals gebildet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen radialen Schnitt durch eine Innendichtung in der Ebene I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine vom Seitenteil her gesehene Draufsicht auf die gleiche Innendichtung wie in Fig. 1,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Innendichtung im radialen Schnitt.

Die erfindungsgemäße Innendichtung 1 ist in Fig. 1 in einer Ausdrehung 2 in der Stirnwand 3 des Kolbens 4 einer Kreiskolbenmaschine angeordnet. Ihr im Querschnitt U-förmiger Grundkörper S gleitet mit den als Dichtflächen wirkenden Endflächen seiner die Dichtringe 7 und 6 bildenden radial äußeren und inneren Schenkel entlang dem Seitenteil 8 des Gehäuses. Dieses Seitenteil weist eine zur hier nicht dargestellten Exzenterwelle koaxiale Bohrung 9 auf, die bei umlaufendem Kolben 4 innerhalb der Dichtfläche des radial äußeren Dichtrings 7 liegt und von der Dichtfläche des radial inneren Dichtrings 6 überschliffen wird. Der Grundkörper 5 der Innendichtung wird durch die in der Ausdrehung 2 des Kolbens eingesetzten, mit ihm nicht starr verbundenen Tellerfeder 10 gegen das Seitenteil 8 gepreßt, wobei diese Feder in einem Bereich am Grundkörper angreift, der innerhalb der Projektion der Auflageflächen der Dichtringe 6 und 7 liegt. Zwischen den Dichtringen 6 und 7 werden durch über den gesamten Radialschnitt des Zwischenraums zwischen ihnen sich erstreckende Stege 11 Kammern 12 gebildet. Diese Stege verhindern ein Abfließen der in den Raum zwischen den Dichtringen 6 und 7 eingetretenen Leckflüssigkeit unter Einwirkung der am umlaufenden Kolben auftretenden Fliehkräfte in Richtung von dem sichelförmigen Abschnitt der Bohrung 9 in dem jeweiligen Seitenteil 8 weg. Am in Drehrichtung des Kolbens vorderen Kammerende sind im radial äußeren Dichtring 7 nach vorne gerichtete Entlüftungskanäle 13 mit kleinem

ίο Durchmesser vorgesehen, die so nahe der Dichtfläche liegen, daß sie von ihr angeschnitten sind (Fig. 2). Diese Kanä!s sind in einem Abstand vom Kammerende vorgesehen, der etwa der Kammerbreite entspricht.. Über sie kann eindringendes Leckgas abge-

führt werden, sobald sich ein Überdruck in den Kammern 12 aufbaut. Es hat sich als ausreichend erwiesen, diese Bohrung nur an einzelnen Kammern vorzusehen.

Um den Grundkörper 5 ist ein Gleitring 16 mit einem gewissen Spiel angeordnet, der seinerseits in der Ausdrehung 2 der Kolbenstirnwand 3 liegt und der von einer weiteren Tellerfeder 17 dichtend gegen das Seitenteil 8 gepreßt wird.

Bei einer anderen Ausführungsform, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, kann die erfindungsgemäße Innendichtung, um ihre Herstellung zu erleichtern, aus zwei Dichiringen 18 und 19 zusammengesetzt sein. Der Anstellwinkel der Dichtringe 6, 7,18 und 19 zum Gehäuseseitenteil beträgt etwa 60°. Die Schenkel haben eine Dicke von weniger als 1 mm, vorteilhaft von 0,7 mm.

Bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen mit einer erfindungsgemäßen Innendichtung mit diesen Abmessungen konnte der Ölverbrauch außerordent-Hch eingeschränkt werden. Bei Versuchen mit verschiedenen Innendichtungen unter den gleichen nachstehenden Bedingungen:
Teillastbetrieb bei 5000 Umdrehungen/min
mittlerer effektiver Druck 1,6 bar

ergab sich bei erfindungsgemäßen Dichtleisten reproduzierbar, auch nach mehrfacher Montage, ein Ölverbrauch von 10 g/h bis 45 g/h, also um ein Vielfaches weniger, als bei bekannten Innendichtungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

10 Patentansprüche:

1. Innendichtung für einen Kolben einer Kreiskolbenmaschine, die U-förmig ausgebildet in den Kolbenstirnwänden federnd angeordnet ist und deren Schenkel als Dichtringe mit ihren ringförmigen Dichtflächen in Anlage an Seitenteilen gehalten sind, die für die Exzenterwelle jeweils eine Bohrung aufweisen, die beim Umlauf des Kolbens radial innerhalb der Dichtfläche des radial äußeren Schenkels liegt und von der Dichtfläche des radial inneren Schenkels überfahren wird, gekennzeichnet dadurch, daß die jeweils parallele Seitenwände aufweisenden Schenkel (6,7,18, 19) gleicher Breite durch über den gesamten Radialschnitt des Zwischenraums verlaufende Stege

(11) miteinander verbunden sind und mit dem jeweiligen Seitenteil (8) nach radial außen einen spitzen Anstellwinkel bilden.

2. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel 60° ist.

3. Innendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am in Drehrichtung des Kolbens vorderen Ende von einigen Kammern

(12) in dem radial äußeren Dichtring (7, 19) jeweils ein Entlüftungskanal (13) nahe der Dichtfläche angeordnet ist.

4. Innendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüf- ^o tungskanal (13) in einem Abstand von dem vorderen Ende der Kammer (12) angeordnet ist, der etwa der Breite dieser Kammer entspricht.