DE2251038A1

DE2251038A1 - Dichtungsanordnung fuer eine drehkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2251038A1
Application number: DE2251038A
Authority: DE
Inventors: Harold Edward Mccormick
Original assignee: Ramsey Corp
Current assignee: Ramsey Corp
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1972-10-18
Publication date: 1973-07-26
Also published as: CA973097A; FR2158996A5; BR7207522D0; GB1404781A; IT969968B; JPS5025967B2; DE2264685A1; JPS4851106A; US3768936A; AU462104B2; GB1404782A; ES407957A1; AU4745672A

Description

RAMSEY CORPORATION, Manchester and Weidmen Roads,

Manchester, Missouri, V.St.A.

Unser Zeichen; R 782 .

Dichtungsanordnung für eine Drehkolbenbrennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und insbesondere auf Kompressions- und Scheiteldichtungen für Drehkolbenbrennkraft maschinen.

Bei Drehkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere^ bei Wankelmotoren, werden Drehkolben verwendet, die axiale Endwandungen haben und einen verschiedenartig dimensionierten Umfang, der Ecken an den Scheiteln der Seiten des ümfanges aufweist. Um die Seiten voneinander zu trennen, wenn der Drehkolben in der Kammer angeordnet ist, werden an den Schnittstellen der Umfangaseiten Scheiteldichtungen verwendet, um eine Abdichtung gegen die Wandung der Kammer.zu erzielen. Weiterhin ist der Drehkolben zwischen zwei sich nicht drehenden Endplatten angeordnet und Seitendichtungen sind erforderlich, um eine Strömung zwischen dem Kammerhohlraum radial außerhalb des Drehkolbens und der mittleren öffnung im Drehkolben zu verhindern. Um ein derartiges Durchlecken auf ein Minimum zu verringern, ist es wünschenswert, daß die Seitendichtungen so dicht wie möglich am Umfang angeordnet werden. Bisher wurden Nuten im Umfang vorgesehen, die sich längs der Scheitellinie erstrecken und die die Scheiteldichtung aufnehmen. Diese Nuten erstrecken sich von einer Seite des Drehkolbens zur anderen und haben die

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Nuten in den Seitenwandungen des Drehkolbens geschnitten, die sich zwischen den Enden der Scheitelnuten erstrecken. Diese Seitennuten nehmen Kompressionsdichtungen auf und diese Kompressionsdichtungen sind mittels Federn axial nach außen gedrückt. Der Schnittpunkt zwischen den Seitendichtungen und den Scheiteldichtungen bildet einen mechanisch schwierigen Dichtungspunkt, Ein Teil der mechanischen Schwierigkeiten ergibt sich aus der Tatsache, daß die Scheiteldichtung radial nach außen in Kontakt mit der Oberfläche der Drehkolbenkammer gedrückt werden muß, während die Enden der Scheiteldichtungen gegen ein seitliches Durchlecken abdichten müssen und zwar zwischen ihren Enden und den Endplatten. Dies macht eine axiale Ausdehnungskraft erforderlich. Eine typische Arbeitsweise zur Lösung dieses Problemes, die bisher verwendet wurde, macht die Anordnung von Einsenkungen in den axialen Enden der Scheiteldichtungsnute erforderlich. Dieee Einsenkungen nehmen Eckendichtungsteile auf, die durch Federn hinterlegt sind, die diese nach außen drücken. Die Eckendichtungen wiesen Schlitze auf und zwar zur Aufnahme der Scheiteldichtungen, die ihrerseits federbeaufschlagt waren, um diese radial nach außen zu drücken. Obwohl ein derartiger Aufbau zur Verminderung des Durchleckens wirksam war, erforderte dieser Aufbau eine Anzahl von Teilen für die Eckendichtung, und es blieben um die Eckendichtung herum Leckwege offen.

Bei einer typischen bekannten Dichtung sind zwei oder mehr Seitendichtungen vorgesehen, die zwei oder mehr Nuten erfordern, die sich zwischen den Scheiteldichtungsnuten erstrecken. Linear gekrümmte Dichtungen sind in den Nuten angeordnet und die Enden, die gegen die Eckendichtungen anliegen, sind in den Scheitelnuten aufgenommen. Dies erfordert einen Spielraum zwischen der Kompressionsdichtung an der Seite und der Eckendichtung und zwar zur Kompensation von Ausdehnungen sowie zur Erleichterung des Einbaues.

Die Eckendichtung und die Scheiteldichtung machen einen mehrteiligen Aufbau erforderlich, wobei die Eckendichtung eine Vielzahl von Teilen aufweist, einschließlich Dehnergliedern usw.

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Die bekannten Dichtungen, die den oben beschriebenen Aufbau aufweisen, ergeben keine zufriedenstellende Abdichtung und erfordern eine teure Bearbeitung des Drehkolbens zur Ausbildung der schmalen Nuten und diese Dichtungen sind schwierig einzubauen und bei der Herstellung ist die Einhaltung extrem enger Toleranzen erförderlich. '■'.:.

Durch die Erfindung werden die Nachteile der bekannten* Dichtungen dadurch überwunden,- daß eine kombinierte Seiten- und Scheiteleckendichtung, geschaffen wird. Bei einer bevorzugten Aus führungs form., wird eine breitere Seitendichtung verwendet, was-die Benutzung einer breiteren Nute ermöglicht, wodurch das Erfordernis einer komplexen Bearbeitung des Drehkolbens ausgeschaltet wird, Da die Scheiteleckendichtung und die Kompressionsdichtungen zu einem Stück kombiniert wurden, wird das Problem der Abdichtung an der Schnittstelle zwischen der Seitendichtung und der Scheiteldichtung ausgeschaltet.

Erfindungsgemäß wird ein neuer Scheiteldichtungsaufbau geschaffen, der einen zylindrischen Bauteil aufweist, der zwischen zwei der Eckendichtungsabschnitte der Dichtungskombination vorgesehen ist und mit diesen fluchtet. Der zylindrische Bauteil weist einen derartigen Aufbau auf, daß dieser die Scheiteldichtung aufnehmen kann.

Die erfindungsgemäßen Dichtungen sind-insbesondere in Verbindung mit einem dreiseitigen Drehkolben verwendbar, der normalerweise in einer Trochoidkammer einer Drehkolbenmaschine aufgenommen wird, wie beispielsweise in einem Wankelmotor. Der Drehkolben weist Nuten an den drei Scheiteln auf und es sind Seitennuten vorgesehen, die sich zwischen den Enden der Scheitelnuten im dichten Abstand vom Umfang des Drehkolbens erstrecken. Drei der kombinierten Scheitelnd Seitendichtungen werden auf jeder Seite des Drehkolbens verwendet, wobei ein Teil der Dichtung in der Nute des Scheitels aufgenommen wird und wobei Schenkel, die sich von der Dichtung aus erstrecken, in den Seitennuten aufgenommen werden. Die Schenkel enden in gestuften Abschnitten, die mit einem Schenkel der benach-

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barten Kombinationsdichtung zwischen den Scheiteln fluchten. Die Schenkel können in den Nuten federbeaufschlagt sein.

Vorzugsweise haben die Schenkel eine in Längsrichtung sich erstreckende Nut zwischen den Seiten, wobei diese Nut für eine Verteilung des Schmieröls in der Drehkolbenkammer sorgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Dichtungen aus einem Polyimid-Material. Dieses Material kann, falls gewünscht, mit Grafit gefüllt sein. Die Verwendung des Polyimid-Materials trägt dazu bei, daß das Hängenbleiben der Kompressionsdichtungen in den Nuten ausgeschaltet wird, wobei dieses Problem bei den bisher bekannten Dichtungen auftritt. Die Verwendung von Grafit schaltet das Hängenbleiben an den Seiten aus und vermindert den Reibungskoeffizienten zwischen der Dichtung und der Endplatte und trägt zur Verlängerung der Lebensdauer der Dichtung bei.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Drehkolbens, der mit den erfindungsgemäßen Dichtungen ausgerüstet ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Drehkolbenbrennkraftmaschine, deren Drehkolben in einer Trochoidkammer angeordnet ist,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht eines der Seitendichtungsteile oder Seitendichtungsschenkel der erfindungsgemäßen Schenkel, wobei dieser Teil in einer Ringnut im Drehkolben aufgenommen ist,

Fig. 4. eine Endansicht des erfindungsgemäßen Dehnerringes,

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Pig. 5 eine Teilansicht, genommen längs der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 eine Teilseitenansicht einer Ausführungsform einer kombinierten Ecken- und Kompressionsdichtung gemäß der Er- / findung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die in Fig. 6 gezeigte Dichtung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Paar von Dichtungen gemäß den Fig. 6 und 7, wobei diese mit dem erfindungsgemäßen Sehe!-. teldichtungsaufnähmeteil ausgerüstet sind,

Fig. 9 eine Endansicht der in Fig. 8 gezeigten Einrichtung, gesehen längs der Linie IX-IX der Fig. 8,

Fig.10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 8, wobei ein abgeändertes Ausführungsbeispiel dargestellt ist

und
Fig.11 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 6, wobei eine abgeänderte Ausführungsform der kombinierten Ecken- und Seitendichtpng gezeigt ist.

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines · Drehkolbens 10 einer Drehkolbenbrennkraftmaschine. Der Drehkolben · weist um seinen äußeren Umfang herum drei Seiten auf. Jede Seite ist gekrümmt und trifft die benachbarte Seite an einem Scheitelpunkt 12. Eine Axialnut 13 ist im Körper des Drehkolbens an jedem der Scheitel ausgebildet und erstreckt sich von einer axialen Seite des Drehkolbens zur anderen axialen Seite.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält jede der Scheitelnuten eine Scheiteldichtung 1*1, die sich von der Nut aus in Kontakt mit der inneren Oberfläche 15 der trochoidförmigen Kolbenkammer 16 erstreckt.

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In jeder der Seitenwandungen 17 des Drehkolbens sind Nuten 18 ausgebildet. Diese Nuten erstrecken sich axial in den Drehkolben 10 hinein. Jede der Nuten erstreckt sich vom Ende einer Scheitelnute 13 zum Ende einer anderen Scheitelnute 13 und je4e der Nuten 18 mündet mit ihren Enden in die entsprechende Scheitelnute 13 hinein.

Die Nuten 18 nehmen Kompressionsdichtungen auf, die in einen Kontakt mit den Endplatten gedrückt werden, welche das Trochoidgehäuse abschließen. Auf diese Weise dichten die Scheiteldichtungen I^ den Umfang des Gehäuses ab und unterteilen das Gehäuse in eine Anzahl von sich bewegenden Kammern, während die Kompressionsdichtungen gegen die Endplatten abdichten und dadurch in wirksamer Weise jede der drei Kammern 19, 19a und 19b abdichten, deren Volumen sich ändert und die zwischen dem Umfang des Drehkolbens 10 und der inneren Oberfläche der Trochoidkammer ausgebildet sind. Die Kompressionsdichtungen sind erforderlich, um ein Durchlecken von den Kammern 19 längs der Seiten des Drehkolbens zwischen den Seitenwandungen 17 und den Endplatten zur offenen Mitte 20 des Drehkolbens hin zu verhindern. Da einige der Bereiche der Drehkolbenkammer sich immer unter einem hohen Druck befinden, während andere Bereiche sich immer unter einem niedrigen Drück befinden, verhindern zusätzlich die Kompressionsdichtungen 21, die in den Nuten 18 angeordnet sind, eine seitliche LeckstrÖraung von den Hochdruckbereichen zu den Niederdruckbereichen.

Um den Raum an den Seiten des Rotors außerhalb der Kompressionsdichtungen 21 zu vermindern, sind die Dichtungsnuten 18 so dicht wie möglich an der Umfangsoberflache des Drehkolbens ausgebildet. Aus diesem Grund sind die Nuten 18 mit den Scheitelnuten 13 verbunden.

Bisher wurde eine Anzahl von derartigen Nuten und eine Anzahl von Dichtungen verwendet. So weit die Dichtungen bei den bekannten Anordnungen in den Scheitelnuten endeten, traten Schwierigkeiten

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bei der Abdichtung an der Ecke oder an der Schnittstelle zwischen der Scheitelnute undder Kompressionsdichtungsnute auf, Die Kompressionsnuten waren normalerweise schmal und tief und demzufolge war es schwierig, diese Nuten herzustellen.

Die übliche Art der Erzielung einer Abdichtung an den Ecken bestand darin, die Längsenden der Kompressionsdichtungen gegen eine Eckendichtung anzulegen, wobei diese Dichtung normalerweise unabhängig von der Scheiteldichtung war und wobei diese eins Nute aufwies, die die Scheiteldichtung aufnahm. Um eine Expansion der Dichtungen zu ermöglichen, war ein Sitz mit Spiel zwischen den Kompressionsdichtungen und der Eckendichtung erforderlich. Dadurch bildeten sich Leckwege aus. Der komplexe Aufbau der Dichtung machte eine Verwendung von einer großen Anzahl von Teilen erforderlich einschließlich Dehnerglieder u. dgl. Bei einigen Dichtungen waren etwa 36 Teile pro Drehkolben für die Kompressions- und Eckendichtungen erforderlich, wobei die Bauteile für die Scheitel- und öldichtung noch nicht mit berechnet sind. Zusammenbau Und Einbau waren deshalb außerordentlich kostpielig und zeitraubend.

Erfindungsgemäß ist eine kombinierte Eckenr und Kompressionsdichtung vorgesehen, durch die alle Nachteile der bekannten Dichtungen ausgeschaltet werden. Zuerst sei bemerkt, daß die Nuten 18. beträchtlich breiter sind als die bekannten Nuten und dadurch werden die Bearbeitungskosten herabgesetzt. Die Nuten 18 nehmen Expander-

federn 22 und kombinierte Ecken- und Kompressionsdichtungsglieder 23 auf. Die vereinigten Eckenr und Kompressionsdichtungsglieder, die-in. Fig. 1 dargestellt sind, sind im wesentlichen V-förmig. Digs bedeutet, daß sie einen gemeinsamen Knotenpunkt ,25 aufweisen, ' der die Eckendichtung darstellt öder ,bildet. Unter einem V-förmigen Winkel erstrecken sich vom Knotenpunkt zwei Kompressionsdichtungsabschnitte 26. Die Kompressionsdichtungsabschnitte 26 sind integral mit den Knotenpunkten oder Naben 25 ausgebildet. Jeder der Kompressionsdichtungsabschnitte läuft in einem abgestuften Ende 27 aus, welches in das abgestufte Ende 27 einer benachbarten Kompressionsdichtung eingreifen kann.

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Drei derartige Dichtungsglieder werden je Drehkolbenseite verwendet. Jeder Knotenpunkt 25 eines jeden DichtungsgÜedes wird vom Ende der Scheiteldichtungsnut 13 aufgenommen und die Kompressionsdichtungsschenkelabschnitte 26, die in den Nuten 18 aufgenommen sind, divergieren von der Scheitelnut 13 aus. Die Schenkel der Kompressionsdichtungsabschnitte 26 sind so bemessen, daß sie sich etwa über die halbe Erstreckungslänge der Nuten 18 von einem Scheitel 12 zum nächsten hin erstrecken. An den Endpunkten greifen sie in den gestuften Endabschnitt 27 des Dichtungsgliedes 23 ein, welches am nächsten Scheitel 12 verwendet wird.

Falls gewünscht, können die Schenkel eines bestimmten Dichtungs-

gliedes ungleiche Längen haben. Ein Grund hierfür kann die Anordnung von öffnungen in den Endplatten sein.

Die Kompressionsdichtungen sind durch Federn 22 hinterlegt. Eine Feder ist in jeder Nute 18 angeordnet und stützt die Kompresßionsdichtungsabschnitte 26 von zwei benachbarten Dichtungsgliedern 23 ab.

Scheiteldichtungen, wie die Dichtungen I¹I oder die in Fig. 1 dargestellten Dichtungen 30, sind in den Scheiteldistanzstücken Jl angeordnet, wobei diese in jeder der Scheitelnuten 13 sitzen. Die Distanzstücke passen mit den Knotenabschnitten 25 derart zusammen, daß die Distanzstücke 31 sich in der Nut 13 drehen können, um eine schwingende Scheiteldichtung zu bilden. Die Zusammenpassung kann aber auch so sein, daß die Distanzstücke 31 gegen eine Drehung gehalten werden, wobei diese zusammen mit nicht verschwenkbaren Dichtungen verwendet werden. Wie Fig. 3 zeigt, weist jeder der Schenkelabschnitte 26 eine mittlere Nut 32 auf, die sich über den größten Teil der Länge des Schenkelabschnittes 26 erstreckt. Die mittlere Nut kann am Knotenpunkt bei 25 und am abgestuften Ende bei 27 geschlossen sein. Die Nut 32 hat die Aufgabe, Schmiermittel zu Abdichtungs- und Verschleißminderungszwecken zu führen» Die

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Nut ist in Querrichtung der Dichtung in der Mitte angeordnet und es werden erhabene Stegabschnitte 33 zu jeder Seite der Nut gebildet. ^v ■

Die Rückseite 34 der Schenkel weist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Mitte einen querschnittsverminderten Abschnitt auf, wodurch zwei Kanten 35 und 36 gebildet werden, und¹ein in der Mitte vorspringender Abschnitt 37, der sich hinter die Kante oder Schultern erstreckt.

Falls gewünscht, können die Innenkanten 38 der Schenkel, wie bei

39 dargestellt, abgeschrägt sein.

Die Feder 22, die in Fig, 4 dargestellt ist, hat einen im wesentlichen ü-förmigen Querschnitt und einen inneren Schenkel 40 und einen äußeren Schenkel 41, wobei diese Schenkel an einem axialen Ende durch einen Stegabschnitt 42 miteinander verbunden sind. Die freien axialen Enden 43 der Schenkel 40 und 41 liegen gegen die Schultern oder Kanten 35 und 36 an. Die Feder 22 besteht vorzugsweise aus einem Federmetall und weist herausgestanzte oder herausgeschlagene Abschnitte 47 und 48 auf, die aus Teilen der Schenkel

40 und 41 und den entsprechenden Stegabschnitten gebildet sind. Die Abschnitte 47 und 48 erstrecken sich über die Rückseite 49 des Stegabschnittes und können Federn aus ihrer in Fig. 4 dargestellten Normallage in die Stellung deformiert werden, die in Fig· 3 gezeigt ist. Auf diese Weise liegen sie gegen die Bodenwandung 50 der Nuten 18 an und durch ihre federnde Elastizität drücken sie die Feder 22 immer von der Bodenwandung 50 fort. Dieser Druck der Feder wird über die Schultern 35 und 36 auf die Kompressionsdichtungen übertragen und dadurch werden die Kompressionsdichtungen teilweise aus der Ringnut 18 heraus in Kontakt mit den Endplatten gedrückt.

Es ist.nicht mehr erwünscht, eine Abdichtung gegen die Endplatten zu erzielen sondern' auch gegen eine Wandung oder Flanke der Nute. Normalerweise wird dies am.besten dadurch erreicht, daß eine Ab-

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dichtung gegen die innere Seitenwandung der Nut 52 erzielt wird. Zu diesem Zweck sind Abschnitte 53 des äußeren Schenkels Λ¹ nach Art einer Nase aus dem Material dee äußeren Schenkels herausgestanzt, wie es die Fig. ¹I und 5 zeigen. Die Abschnitte 53 sind vorzugsweise gebogen und sind auf Grund der Pedereigenschaften des Materials elastisch. Diese Abschnitte 53 liegen .'die äußere Seitenwandung 54 der Nut 18 an, wie es bei 55 in Pig. 3 gezeigt ist/Dadurch wird die Feder 23 und damit die Kompressionsdichtung 26 gegen die gegenüberliegende Seitenwandung 52 gedrückt» wodurch eine Abdichtung zwischen einem Teil der Unterseite 58 der. Kompresrsionsdichtung und der Seitenwandung 52 der Nute erzielt wird. Diese Dichtung wird noch durch den Druck der Gase unterstützt» die sich in den Kammern 19, 19a und 19b befinden» wobei diese Gase in die Nut 18 an der oberen Kante 59 gelangen können und von dort in den Raum zwischen den Seiten des Rotors und den Endplatten. Dieser Druck baut sich auch in der Ringnut auf und zwar wegen des Vorhandenseins der Dichtung 58 und trägt dazu bei, die Kompressionsdichtung in der Nut in eine dichtere Anlage gegen die Endplatte zu drücken.

Die Feder kann auch die kombinierten Scheitelecken- und Kompressionsdichtungsglieder in einer einheitlichen Baugruppe zusammenhalten. Dies bedeutet, daß die Federglieder vor dem Einbau in die Nuten an den drei im wesentlichen V-förmigen Dichtungen befestigt werden können und dadurch werden die gabelförmigen Einheiten im zusammengesetzten Zustand gehalten» wodurch ein Einbau mit einer automatischen Anlage ermöglicht wird.

Die Knotenabschnitte 25 der Dichtungsglieder können unterschiedlich ausgebildet sein. Die Fig. 6 bis 9 und die Fig. IO und 11 zeigen alternative Ausführungsformen. In den Fig. 6 bis 9 sind die Knotenabschnitte so ausgebildet, daß diese ein Scheiteldistanz-: stück derart aufnehmen können, daß sich dieses Distanzstück innerhalb des Naben- oder Knotenabschnittes verschwenken kann. Die Fig. 10 und 11 zeigen eine nicht verschwenkbare Ausführungsform.

Wie in der Fig. 1 und in den Fig. 8 und 9 gezeigt, ist der Knotenabschnitt 25 breiter als der Kompressionsdichtungsabschnitt 26 des Dichtungsgliedes 23. Der Knotenabschnitt ist halbzylindrisch ausgebildet und weist einen gekrümmten Teil 60 auf, der sich unter den Verbindungspunkt 61 erstreckt, der zwischen dem Nabenabschnitt und der Unterseite der Kompressionsdichtungsabschnitte 26 liegt. Der Nabenabschnitt ist ebenfalls über die äußere Seite der Dichtungsabschnitte hinaus gekrümmt. Die Scheitelnuten. 15 sind vorzugsweise zylindrisch und nach außen längs einer Linie offen. Die Knotenabschnitte 25*können in den zylindrischen Scheite!nuten, aufgenommen werden. Die Außenseite 62 des Knotens oder der Nabe liegt im wesentlichen in einer Ebene mit den Außenseiten 33 der Kompressionsdichtungen, während die Innenseite 63 sich über die Innenseite 34 der Kompressionsdichtung hinaus erstreckt. Da die Außenseite 62 bündig mit den Dichtungsflächen 66 der Kompressionsdichtungen abschließt, ist die Nabe als Eckendichtung an den Schnittstellen zwischen den Kompressionsdichtungsnuten- und der Scheiteldichtungsnute wirksam. Dadurch, daß diese Naben oder Knoten in die axialen Enden der Scheiteldichtungsnute 13 einsetzbar sind, werden diese Enden blockiert und gegen die Endplatten abgedichtet.

Die Nabenabschnitte 25 weisen Nuten auf, Bei der in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsform haben die Nuten 65 einen gekrümmten Boden 66 und sind zur Oberseite des Dichtungsgliedes hin offen. Die Oberseite ist die Stelle des zylindrischen Körpers, die am weitesten vom Erstrecküngspunkt- der Kompressionsdichtungsschenkel entfernt ist.. Die öffnungen sind so bemessen, daß die Enden des Scheiteldistanzstückes aufgenommen werden körinen. Das Scheiteldistanzstück ist, wie in Fig. 8 gezeigt, ein zylindrischer Bauteil 70, der Endabschnitte 71 mit einem verminderten Durchmesser aufweist, und einen Mittelabschnitt 73 mit einem konstanten Durchmesser. Eine Nut 73 erstreckt sich axial zum Distanzstück.und ist zum Umfang des Distanzstückes hin offen. Diese Nut erstreckt sich in das- Distanzstück etwa bis zur Hälfte des^ Durchmessers hinein.-.

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Das Distanzstück hat eine axiale Abmessung, die etwa gleich der Breite des Drehkolbens ist, wobei die axialen Enden fi und 75» wenn sie in der Nut 65 des Dichtungsgliedes 23 aufgenommen sind* bündig mit den axialen Enden des Drehkolbens abschließen* Falls gewünscht, kann das ScheiteldistanzBtück kürzer sein als die Betriebsabschnitte zwischen gegenüberliegenden DichtungSoberfläChen 33 der gegenüberliegenden Diehtungsglieder 23» Die Scheiteldichtung wird dann durch die Bodenwandung 66 der Nut 65 und die Aussenfläche 63 des Knoten- oder Nabenteiles gebildet. Die Durchmesser verminderung des Endabschnittes 71 ist axial und radial derart bemessen, daß die axialen Enden 71 in den Nuten 65 der Nabenab-^ schnitte 25 aufgenommen werden können und zwar derart, Wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Falls gewünscht, kann der Durchmesser des Endabschnittes 71 etwas größer sein als die Abmessung der öffnung dfr Nut 65, so daß das Scheiteldistanzstück einschnappen kann. Die Nut 73 des Distanzstückes nimmt die Scheiteldichtung auf. Bei dem in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau derart, daß eine Dichtung mit festem Sitz in der Hut. 73 aufgenommen wird, wobei sich die Dichtung in dieser Nut nicht verschwenken kann. Das Distanzstück 72 ist jedoch in den Naben 25 der gegenüberliegenden Diehtungsglieder 23 verschwenkbar>. damit die Schelteldichtung gegen die Oberfläche 15 der Drehkolbenkammer veröchwenk werden kann. Der Durchmesser des mittleren Abschnittes 72 des Scheiteldistanzstückes ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Nuten 13 und der Naben 25, wodurch das Distanzstück und die Nabe mit festem Sitz in den Nuten aufgenommen werden ι um die Möglichkeit der Ausbildung von Druckleckwegen zu vermindern. Es sei bemerkt, daß die Krümmung des zylindrischen Abschnittes der Nabe 25 und des Distanzstückes 70 bezüglich der Krümmung der Nute 1$, falls die Nute I3 nicht zylindrisch ist, so bemessen ist, daß die Nabe und das Distanzstück ebenfalls in entsprechender Weise nicht zylindrisch sind.

Es wurde beschrieben j daß die Nute 65 der Nabe an beiden axialen Enden offen ist * Bei einer abgeänderten Ausführungsform kann die

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Nute am äußeren axialen Ende, welches gegen die Endplatte anliegt, geschlossen sein, In einem derartigen Fall wirkt der Verschluß der Nute als weitere Dichtung. Falls es gewünscht ist, daß sich das Distanzstück 70 nicht verdrehen soll, dann können die Nuten 13 im Drehkolben und die entsprechenden äußeren Oberflächen der Nabe 25 und des Distanzstückes 70 so geformt sein, daß eine Drehung in der Nute verhindert wird. Es sei bemerkt, daß die Nabenoder Khotenstücke und die Distanzstücke axial nicht miteinander verriegelt sind und daß die Distanzstücke axial gegenüber den Naben beweglich sind, so daß.eine axiale Ausdehnung der kombinierten . Eckendichtungs- und Kompressionsdichtungsglieder möglich ist.

In den Fig. Io und 11 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Nabenausbildung zusammen mit einer abgeänderten Ausführungsform des Scheiteldistanzstückes dargestellt. Die Ausbildung ist derart, daß eine Drehung des Scheiteldistanzstückes gegenüber den Naben verhindert wird. Bei der in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsform ist eine derartige Bewegung des Distanzstückes gegenüber den Naben möglich.

Bei der in den Fig. 10 und 1 dargestellten Ausführungsform weist die Nabe 25 eine schmalere Nut 80 auf als bei der vorhergehenden Ausführungsform. Die Nabe weist ferner einen Ansatz 81 mit vermindertem Durchmesser auf, der sich von der Innenseite 82 des Hauptnabenabschnittes aus erstreckt. Der Abschnitt mit vermindertem Durchmesser weist zwei gegenüberliegende Abschnitte 83 mit . vollem Durchmesser auf, die Verriegelungsteile 8Λ bilden. Das. Distanzstück weist eine Nute 85 auf, die im wesentlichen die gleiche Breite hat wie die Nute 80 in den Naben. Die axialen Enden 86 des Distanzstückes weisen einen mittleren Hohlraum 87 auf, der derart bemessen ist, daß er die Enden 81 mit vermindertem Durchmesser der Naben aufnehmen kann. Der Umfangsabschnitt- 88 um die Räume 87 herum.weist zwei Schlitze 89 auf. Diese Schlitze 89 fluchten mit dem Verriegelungsteilen 84 und sind so bemessen, ttaß sie diese Verriegelungsansätze aufnehmen. Wenn das Distariz^:>stück über, das Ende 8l der Nabe mit vermindertem Durchmesser gesetzt wird,

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wobei sich der Abschnitt mit vermindertem Durchmesser in den Hohlraum 87 hinein erstreckt, sitzen die Verriegelungsteile 84 in den Schlitzen 89 und dadurch wird das Distanzstück gegen eine Drehung gegenüber den Naben festgehalten. Bei dieser Ausführungsform weist das Distanzstück eine axiale Länge auf^ die ausreicht, um sich von einer Nabe zur entgegengesetzten Nabe an einem Scheitel zu erstrecken und um im wesentlichen die Scheitelnute zu führen. Das Distanzstück endet an der Eingriffsstelle mit den Naben anstatt daß es sich bis zu einer Stelle an den Seiten des Drehkolbens erstreckt, wie es bei dem in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Es sei bemerkt, daß die Nuten 80, 85, die bei dem in den Fig. 10 und 11 dargestellten AuafUhrungsbeispiel vorhanden sind, wesentlich breiter sind,als die Nute 73 des Distanzstückes 70 in Fig» 8» Dadurch ist es mög^ lieh, daß das Distanzstück eine breitere Scheiteldichtung oder eine schwenkbare Scheiteldichtung aufnehmen kann* Die Nuten können jedoch auch anders bemessen sein und zwar in Abhängigkeit von der Scheiteldichtung, die verwendet werden soll.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die kombinierten Ecken- und Kompressionsdichtungen sowie das Scheiteldistanzstück aus einem hochtemperaturfesten Kunststoffmaterial hergestellt, wie beispielsweise aus Polyimidharzen, die mit Grafit oder metallischen Materialien gefüllt oder gemischt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine gewisse Menge des Füllstoffes in Faserform vorliegen. Es können Grafitfasern in einem Mengenanteil von 20 Gew.-f verwendet werden, wobei zwei der Teile des Grafits in etwa der gleichen Menge verwendet wird und wobei der Rest Polyimidharz ist.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß durch die Erfindung eine neuartige Kombination einer Ecken- und Kompressionsdichtung für Drehkolbenmaschinen geschaffen wird. Die Dichtungskombination weist,·wie dargestellt, drei im wesentlichen V-förmige Dichtungsglieder auf. Jedes Dichtungsglied weist einen Nabenabschnitt auf, der in der Scheiteldichtungsnute aufgenommen wird und zwei sich

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von der Nabe fort erstreckende Schenkeläbsöhnitte, die die Kornpressiönsdiehtüngen bilden und in Kompressionsdichtungsnuten in den Seiten des Drehkolbens angeordnet sind. Die Schenkel weisen am Ende eine Stufenform auf, die es ermöglicht, daß sich benachbarte Schenkel benachbarter Kombinationsglieder einander überlappen. Es wurde ebenfalls eine Konfiguration der Schenkelglieder dargestellt und beschrieben, die einen mittleren Vorsprung hat, der von den Schenkeln eines Federgliedes umfaßt oder* eingespannt wird, wodurch ein Vorzusammehbau des ganzen Systems ermöglicht wird. Hierdurch kann eine Einheit geschaffen werden*.die in ein-. fächer Weise mittels einer automatischen Einrichtung in den Drehkolben eingesetzt werden kann. Es ist ferner eine Art und Weise beschrieben, wie die Seitenabdichtung zwischen den Kompressions-dichtungsschenkeln und den Seitenwandungen der Nut·., in der diese Schenkel aufgenommen sind^ erzielt werden kann und es sind ver-¹-schiedene Ausführungsformen von Naben und in diese passende Scheiteldistanzstücke beschrieben," die in der Scheitelnut aufgenommen werden. Der Zusammenbau der Naben und Scheiteldistanzstücke erlaubt entweder eiheSchwingbewegung der Scheiteldichtung und der Distanzstücke gegenüber den Naben oder eine Verriegelung der Distanzstücke gegen eine derartige Bewegung. Wegen des integralen Aufbaues der Naben oder Knotenstücke und der Schenkel werden die beschriebenen Schwierigkeiten der Abdichtung an den Schnittstellen zwischen den Kompressionsdiehtungen und den Scheiterdichtungen an'Drehkolben im wesentlichen ausgeschaltet. . . '

Claims

Patentansprüche

1. JDichtungsanordnung für Drehkolbenbrennkraftmaschinen, bei denen

„ der Drehkolben Scheitelnuten aufweist und in den Seitenwandungen Kompressionsdichtungsnuten, wobei die Enden der in den Seitenwandungen angeordneten Kompressionsdichtungsnuten die axialen Enden der Scheitelnuten schneiden_? dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Dichtungsgliedern vorgesehen ist, daß jedes Dichtungsglied einen Abschnitt aufweist, der eine Eckendichtung bildet und der so bemessen ist, daß er mit Paßsitz im Ende einer Scheiteldichtungsnute aufgenommen wird, daß jedes dieser Dichtüngsglieder zwei Kompressionsdichtungsabschnitte aufweist, daß die Kompressionsdichtungsabschnitte integral mit dem Eckendichtungsabschnitt ausgebildet sind, daß die Kompressionsdichtungsabschnitte so bemessen sind, daß sie in die Kompressionsdichtungsnuten passen, die sich von der Scheitelnute aus erstrecken, welche den Eckendichtungsabschnitt aufnimmt und diese schneiden, daß die KompressTonsdichtungsabschnitte Dichtungsoberflächen aufweisen, die in eine Dichtungslage gegen die Wand einer Endplatte gedrückt werden kann, die neben dem Drehkolben angeordnet ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Federn in den Kompressionsdichtungsnuten aufgenommen sind, daß diese Federn wirksam sind, um in elastischer Weise axial die Kompressionsdichtungsabschnitte aus den Kompressionsdichtungsnuten heraus vorzuspannen.

3· Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß die Federn wirksam sind, um in elastischer Weise die Kompressionsdichtungsabschnittte gegen eine Seitenwandung der Kompressions- ' dichtung zu drücken, um eine Abdichtung mit dieser Seitenwandung zu bewirken.

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ή. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für· jede Scheitelnute zwei eine Eckendichtung bildende Abschnitte vorgesehen sind, daß jeder der Abschnitte in jedem Ende der Scheitelnute angeordnet ist und daß ein Scheiteldistanzstück in der Scheitelnut angeordnet ist, das sich über die Strecken zwischen den Eckendichtungsabschnitten erstreckt,

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheiteldistanzstück Endabschnitte aufweist, die mit einem

..;.■ der Eckendichtungsabschnitte zusammenpassen. .

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheiteldistanzstück an einer Verdrehung gegenüber den Eckendichtungsabschnitten gehindert ist.

7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsglieder aus Kunststoff bestehen,

8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyimid ist,

9· Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyimid mit Grafit gefüllt ist,

10. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsdichtungsabschnitte Endoberflächen aufweisen, die so geformt sind, daß diese mit Endoberflächen einer benachbarten Kompressionsdichtung zusammenpassen.

11. Dichtungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch, gekennzeichnet, daß die zusammenpassenden Endoberflächen eine Dichtung bilden.

12. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder Abschnitte der benachbarten Dichtungsglieder umfassen, um diese in einer Baugruppe als Einheit zusammenzuhalten.

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13. Dichtungsanordnung nach Anspruch H₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Grafitfüllung Grafitfasern aufweist.

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L e e r s e i t e