DE2305445A1

DE2305445A1 - Innendichtung fuer den kolben einer rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE2305445A1
Application number: DE2305445A
Authority: DE
Inventors: Max Ruf
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Wankel GmbH; Audi AG
Current assignee: Wankel GmbH; Audi AG
Priority date: 1973-02-03
Filing date: 1973-02-03
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2305445B2; US3905730A; JPS49109759A; JPS5719282B2; DE2305445C3

Description

AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ. und WANKEL GmbH, Lindau/Bodensee

Innendichtung für den Kolben einer Rotationskolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Innendichtung für den Kolben einer Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart, die je zumindest zwei radial unmittelbar ubereinanderliegende metallische Kratzringe aufweist, die axialbeweglich gemeinsam in einer Ringnut in einer Kolbenstirnseite angeordnet sind und federnd gegen die benachbarte Gehäuseseitenwand gedrückt werden.

Bei einer bekannten Innendichtung dieser Art (JA-Gm 833 43^ sind die Kratzringe nicht elastisch genug, um eine sichere Abdichtung gegenüber einer Nutwand zu gewährleisten. Hierfür sind zusätzlich elastomere Dichtringe erforderlich, die jedoch eine begrenzte Lebensdauer haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innendichtung zu schaffen, die ohne Zuhilfenahme einer elastomeren Dichtung zuverlässig dichtend mit einer Wand der Ringnut zusammenwirkt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kratzringe in axialer Richtung wechselseitig eingearbeitete Ausnehmungen aufweisen und verdrehgesichert so übereinanderliegen, daß die Ausnehmungen des einen Kratzringes gegenüber dem anderen Kratzring versetzt sind.

409832/0191

Die gemäß der Erfindung ausgebildete Innendichtung kann aus zwei übereinandergelegten ringförmig geschlossenen Stahlbändern bestehen, deren Ausnehmungen beispielsweise pfeilförmig sind. Aufgrund dieser Ausnehmungen kann durch elastische Verformung eine dichtende Anlage an der radial inneren oder äußeren Nutwand erreicht werden, wobei die Abdichtung gegenüber der Gehäuseseitenwand durch die versetzte Anordnung der Ausnehmungen gewährleistet ist. Die dichte radiale Anlage der innendichtung an einer Nutwand erfolgt aufgrund ihrer erfindungsgemäßen Ausbildung mit relativ geringer Flächenpressung, so daß die er-» forderliche axiale Beweglichkeit der Innendichtung nicht beeinträchtigt ist.

Eine vorteilhafte Erhöhung der Elastizität der Kratzringe kann auch dadurch erzielt werden, daß die Ausnehmungen jedes Kratzringes abschnittweise über gleichmäßige Sektoren aufgeteilt sind, die gegenüber den entsprechenden Sektoren des anderen Kratzringes versetzt angeordnet sind, derart, daß die Sektoren des einen Kratzringes von nicht mit Ausnehmungen versehenen Sektoren des anderen Kratzringes überdeckt sind. Durch die Einteilung der Ausnehmungen in Sektoren können die Abstände der einzelnen Ausnehmungen kleiner gehalten werden, so daß durch die sich ergebenden schmäleren Materialstege der Kratzringe eine weichere Federung in Umfangsrichtung erreicht werden kann.

Zur Verbesserang der Abdichtung gegen ein Übertreten von Kühloder Schmiermittel in die Arbeitskammern können in zwei konzentrischen Ringnuten in der Kolbenstirnseite jeweils zwei Kratzringe vorgesehen werden.

409832/0191

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein federnder U-förmiger Trägerring zwischen paarweise zusammenliegenden Kratzringen in einer Ringnut angeordnet ist., der mit seinen beiden axial zum Grund der Ringnut gerichteten Schenkeln die Kratzringpaare jeweils radial auseinander gegen die Seitenwände der Ringnut drückt und dessen Schenkelenden radial abgewinkelt sind und die Kratzringe der einzelnen Paare an ihren zum Grund der Ringnut weisenden Stirnseiten abwechselnd aufnehmen und in axialer Richtung'abstützen. Durch die weeftselweise Aufnahme der Kratzringe im Trägerring kann jeder Kratzring zum Ausgleich von eventuell innerhalb der Anordnung auftretenden maßlichen Differenzen oder bei Unebenheiten des Gehäuseseitenteiles einzeln in axialer Richtung gegen die Gehäuseseitenwand gedrückt werden, wobei die Kratzringe zu diesem Zweck auf ihrer zum Grund der Ringnut gerichteten inneren Stirnseite mit entsprechend abwechselnd eingearbeiteten Aussparungen versehen sind.

Bei Verwendung des vorgeschlagenen U-förmigen Trägerringes ist es auch möglich, daß zu seiner axialen Andrückung gegen die benachbarte Gehäuseseitenwand ein üblicher Wellenfederring eingesetzt werden kann, der infolge der Bauhöhe, die zwischen dem Grund der Ringnut und dem Trägerring vorhanden ist, einen für diesen Zweck besonders geeigneten langen und weichen Federweg aufweisen kann.

Zur Ausübung der zum Andrücken gegen die Gehäuseseitenwand erforderlichen Federkraft kann es auch von Vorteil sein, daß zwischen dem U-förmigen Trägerring und dem Grund der Ringnut ein in axialer Richtung zur Gehäuseseitenwand wirkender kreisförmiger Schraubenfederring angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausführung werden, die Windungen der Feder quer zur Wickelachse beansprucht und durch die annähernd linienförmige Anlage der seitlichen Flanken des Schraubenfederringes kann eine gleichmäßige Übertragung der Federkraft vom Grund der Ringnut über den Trägerring und somit auf die Kratzringe erfolgen.

- 4 -409832/0191

Die Erfindung ist an zwei Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt in:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kolbenseitenwand und eine neuerungsgemäße innendichtung.

Fig. 2 eine Teilansicht eines Kratzringes der Innendichtung aus Fig. 1.

Fig. 3 die Seitenansicht einer in Fig. 1 verwendeten Innendichtung.

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 mit einer Innendichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 4 mit einer Innendichtung, die durch eine abgewandelte Feder angedrückt wird, und

Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht der in Fig. 4 und 5 verwendeten Innendichtung.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der mit 1 eine Kolbenseitenwand bezeichnet ist, deren Kolbenstirnseite 2 mit der Gehäuseseitenwand 3 des benachbarten Gehäuseseitenteils 4 einen Ringraum 5 begrenzt. In der Kolbenseitenwand 1 ist je eine Ringnut 6 und 6' vorgesehen, in der eine -Innendichtung axialbeweglich eingesetzt ist, die sich aus paarweise unmittelbar übereinanderliegenden Kratzringen 7, 8 und 7¹, 8' zusammensetzen, welche eine Materialdicke von etwa 1 mm aufweisen. Die Kratzringe 7, 8 und 7'* 8' liegen dichtend an einer Seitenwand der Ringnut 6, 6' an und werden durch eine Wellenfeder 9 an die Gehäuseseitenwand 3 gedrückt, um das Übertreten von Kühl- oder Schmiermittel aus dem Raum 10 radial in den Ringraum 5 und von dort in die Arbeitskammer 11 zu verhindern.

— 5 —
409832/0191

In Fig. 2 ist ein einzelner Kratzring 7, 8, 7¹ oder 8' in radialer Draufsicht dargestellt, der zur Erzielung einer in Umfangsriehtung wirksam v/erdenden Elastizität in axialer Richtung wechselseitig eingearbeitete, beispielsweise pfeilförmige Ausnehmungen 12 aufweist, welche aber auch pilz- oder trichterförmig sowie auch viereckig ausgebildet sein können.

Fig. 5 zeigt Kratzringpaare J, 8 oder 7'* 8', deren Ausnehmungen 12 sich über Sektoren IJ erstrecken und die zur Verhinderung von

Kühl- oder Schmierniittelverlusten verdrehgesichert so angeordnet sind, daß diese Sektoren durch die Bereiche Ij5a ohne Ausnehmungen des anderen Kratzringes überdeckt werden.

In Fig. 4 sind für gleiche oder gleichartige Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet worden. Abweichend von der Ausführung gemäß Fig. 1 werden innerhalb einer Ringnut Ik die paarweise zusammenliegenden Kratzringe 7* 8 und 7'* 8' durch einen U-förmigen federnden Trägerring 15 mit seinen beiden Schenkeln 16 radial gegen die Seitenwände der Ringnut Ik- in Anlage gebracht. Die beiden abgewinkelten Schenkelenden 17 stützen die Kratzringe 7* 8 und 7'* 8^! in axialer Richtung gegen die Gehäuses ei ten wand 3 ^ab, wobei die axial v/irkende Federkraft durch einen Wellenfederring 9 ausgeübt wird.

Anstelle des Wellenfederringes kann ein in Fig. 5 gezeigter Schraubenfederring 19 zur Andrückung in axialer Richtung gegen die Gehäuseseitenwand 3 eingesetzt werden, der einerseits in einer konkaven Eindrehung 20 auf dem Grund der Ringnut aufgenommen wird und andererseits axial auf der Innenseite des Trägerringes 15 anliegt.

409832/0191

Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, weist der U-förmige Trägerring λ5 zur Erhöhung seiner Elastizität Durchbrüche und Aussparungen 18 auf. Zur elastischen Abstützung in axialer Richtung gegen die Gehäuseseitenwand J5 sind die Schenkelenden IJ wechselweise verlängert oder verkürzt ausgeführt, um somit abwechselnd die Kratzringe 7 und 8 sowie 7' und 8¹ an ihren*zum Grund der Ringnut gerichteten Stirnseiten über Aussparungen 21 greifend aufzunehmen. Die Ausnehmungen 12 der Kratzringe ¹J, 8. und 7^!i 8¹ sind in dieser Darstellung; beispielsweise viereckig ausgebildet.

- Patentansprüche -

409832/0191

Claims

- 7 -\ -Patentansprüche-

Innendichtung für den Kolben einer Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart, die je zumindest zwei radial unmittelbar übereinanderliegende metallische Kratzringe aufweist, die axialbeweglich gemeinsam in einer Ringnut einer Kolbenstirnseite angeordnet sind und von einem Federring gegen die benachbarte Gehäuseseitenwand gedruckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzringe (7, 8,-7'» 8') in axialer Richtung wechselseitig eingearbeitete Ausnehmungen (12) aufweisen und verdrehgesichert so übereinanderliegen, daß die Ausnehmungen (12) des einen Kratzringes (J, 7') gegenüber dem anderen Kratzring (8, 8') versetzt sind.
2. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (12) jedes Kratzringes (J, 8, 7'> 8¹) abschnittweise über gleichmäßige Sektoren (13) aufgeteilt sind, die gegenüber den entsprechenden Sektoren des anderen Kratzringes versetzt angeordnet sind, derart, daß die Sektoren (13) des einen Kratz- -ringes von nicht mit Ausnehmungen versehenen Sektoren (13a) des anderen Kratzringes überdeckt sind.
3. Innendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei konzentrischen Ringnuten (6) in der Kolbenstirnseite (2) jeweils zwei Kratzringe (7, 8 u. 7', 8') angeordnet sind.
4. Innendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein federnder U-förmiger Trägerring (15) zwischen paarweise zusammenliegenden Kratzringen (7, 8 u. 7', 8') in einer Ringnut (14) angeordnet ist, der mit seinen beiden axial zum Grund der Ringnut gerichteten Schenkeln (16) die Kratzringpaare (7, 8 u. 7', 8¹) jeweils radial auseinander gegen die Seitenwände der Ringnut (14)

409832/0191

drückt und dessen Schenkelenden (17) radial abgewinkelt sind und die Kratzringe der einzelnen Paare an ihren zum Grund der Ringnut weisenden Stirnseiten abwechselnd aufnehmen und in axialer Richtung abstützen.
5. Innendichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem U-förmigen Trägerring (15) und dem Grund der Ringnut (14) ein in axialer Richtung zur Gehäuseseitenwand (]3)* wirkender Federring (9, 19) angeordnet ist.

■ 24.1.1973
Co/re

409832/0191