DE2308206A1

DE2308206A1 - Seitliche dichtung in drehkolben fuer innere brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2308206A1
Application number: DE19732308206
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Maeda
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1972-02-21
Filing date: 1973-02-20
Publication date: 1973-08-30
Also published as: JPS4896303U; JPS5143288Y2; DE2308206B2; US3902830A

Description

19.2.1973 IG/Rö

NIPPON PISTON RING Co., Ltd.

1-18, Uchisaiwai-cho, 2-Chome, Ghiyoda-ku, Tokyo, Japan

Seitliche Dichtung in Drehkolben für innere Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine seitliche Dichtung in Drehkolben für innere Brennkraftmasohinen.

Es ist bereite bekannt, eine seitliche Dichtung an Seitenflächen eines Drehkolbens einer umlaufenden inneren Brennkraftmaschine anzubringen, um zu verhindern, daß das Verbrennungsgas in der Brennkammer herauslecken kann. Die seitliche Dichtung ist von beachtlicher Bedeutung bei Drehkolben von inneren Brennkraftmaschinen, da durch den vorbezeichneten Nachteil nicht nur die Leistung herabgesetzt wird, sondern auch die einwärts von der seitlichen Dichtung vorhandene Öldichtung wird durch aus der Verbrennungskammer herausleckendes Verbrennungsgas in Mitleidenschaft gezogen, eben dann, wenn die seitliche Dichtung nicht einwandfrei arbeitet.

Aufgrund der wesentlichen Bedeutung der seitlichen Dichtungen bei den Drehkolben an inneren Brennkraftmaschinen, sind wesentliche Forschungs- und Entwicklungsschritte eingeleitet

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worden, um die seitliche Dichtung zu verbessern. Trotz dieser Forschung bzw. Entwicklung sind bis heute keine handelsüblichen für die seitliche Abdichtung dienenden Dichtmittel bekannt, die über eine hinreichend lange Zeit eine wirksame Dichtung gewährleisten würden.

Der Erfindung liegt einmal die Aufgabe zugrunde, eine seitliche Dichtung für Drehkolbenbrennkraftmaschinen anzugeben, die eine hinreichend lange Betriebsdauer bei guten Diehtungseigenschaften hat.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß eine innen gelegene Seitendichtung vorhanden ist, die in einer innen gelegenen Furche, einem Kanal odgl. montiert ist, wobei diese Furche odgl. an der Seitenfläche des Drehkolbens vorhanden ist und sich entlang eines Seitenrandes dieses Kolbens erstreckt, und daß eine außen gelegene, seitliche Dichtung vorhanden ist, die in einer außen gelegenen seitlichen Dichtungsfurche, einem Kanal odgl. montiert ist, welche auf dieser seitlichen Fläche sowie außerhalb der vorbezeichneten, innen gelegenen Dichtfurche angeordnet ist, jedoch parallel zu ihr liegt, wobei erfindungsgemäß die innen gelegene seitliche Dichtung aus Stahl besteht und eine gehortete Schicht mindestens an ihrer Gleitfläche hat, daß die außen gelegene seitliche Dichtung aus Stahl besteht und an mindestens ihrer Gleitfläche mit Chrom plattiert ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung darge-

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stellt und wird im folgenden näher erläutert. Eb zeigen:

Pig, 1 eine Seitenansicht in Querschnitt eines Drehkolbens einer inneren Brennkraftmaschine, wobei die seitliche Dichtung bzw. Dichtungen gemäß Erfindung angeordnet sind.

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung nach Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer außen gelegenen seitlichen Dichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung, welche die Gestalt der äußeren oder inneren seitlichen Dichtung zeigt, gemäß einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung, wobei die Bezugsziffern in besondere Beziehung zu der äußeren Seitendichtung wie in Fig. 3 gezeigt, gesetzt sind und

Fig. 5 eine grafische Darstellung, die einen Vergleich zwischen der Größe des Verschleisses bei jeder Gleitfläche von handelsüblichen seitlichen Abdichtungen und denjenigen gemäß Erfindung darstellt.

In Fig. 1 ist ein Mittelgehäuse 1 einer Drehkolben-Brennkraftmaschine dargestellt, mit einem Seitengehäuae 2 des Motors und einer Exzenterwelle 3, welche sich durch das Seitengehäuse 2 erstreckt, wobei ein Rotor (Drehkolben) 4 rotierbar auf der Exzenterwelle 3 angeordnet ist, welche exzentrisch in einem Gehäuse rotiert, wobei das Gehäuse durch das Mittelgehäuse 1

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und das Seitengehäuse 2 bestimmt ist. Es ist eine Scheiteldichtung 5 (Apexdichtung) vorhanden, die jeweils am Scheitel eines Drehkolbens 4 auf einem Paar von Eckdichtungen 6 vorgesehen ist, welche die gegenüber liegenden Enden der Scheiteldichtung 5 abstützt. Eine innen gelegene Furche, ein Kanal odgl. 7 für die Innendichtung erstreckt sich entlang des Seitenrandes des Drehkolbens 4 auf der seitlichen End- bzw. Stirnfläche zwischen den benachbarten Eckdichtungen 6, 6, während ein Kanal, eine Furche odgl. 8 für die außen gelegene seitliche Dichtung vorhanden ist, welche sich nach außen von der Furche 7 für die innen gelegene Seitendichtung, parallel zur Letzteren, auf der seitlichen Stirnfläche des Drehkolbens 4 erstreckt. Fig. 2 zeigt die Ausbildung der seitlichen Furchen odgl. 7 und 8 für die seitliche Abdichtung als auch die Abdichtungen selbst.

Fig. 2 zeigt, daß eine innen gelegene seitliche Dichtung 10 vorhanden ist, die aus Stahl besteht. Sie weist eine gehärtete Schicht odgl. 92 auf, die durch Wärmebehandlung erzielt ist, d. h. durch Eintauchen (in ein Härtebad odgl.) und durch tempern bzw. anlassen, mindestens an ihrer gleitenden Oberfläche 91· Diese innere Dichtung ist in die Furche odgl. 7 zusammen mit einer Feder 11 eingesetzt. Xs ist eine außen gelegene seitliche Dichtung 12 vorhanden, die aus Stahl besteht und einen chromplattierten Teil 122 auf der öleitoberflache 121 aufweist. Diese Dichtung ist in die zugehörige Furche odgl· 8 zusammen mit einer Feder 11 eingesetzt.

Da die außen gelegene Seitendichtung 12, schweren Betriebsbe-

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dingungen ausgesetzt wird, da sie vor allem bzw. zunächst das Verbrennungsgas abdichtet, an ihrer Gleitoberfläche mit einer Chromplattierung versehen ist, so wird durch diese Maßnahme für die Seitendichtung bzw. ihre gleitende Oberfläche ein hinreichender Abnutzungs- bzw. Verschleißwiderstand erreicht. Darüber hinaus wird in vorteilhafter Weise durch die Chromplattierung bzw. eine Chromplatte 122 ein erhöhter hinreichender Widerstand gegen Anfressen erreicht. Innen gelegene seitliche Abdichtung 10, die üblichen Betriebseinwirkungen ausgesetzt ist, die nicht so hart wie bei der außen gelegenen seitlichen Dichtung 12 sind, ist mit einer gehärteten Schicht 92 auf ihrer Gleitoberfläche versehen. Da sowohl die innen gelegene als auch die außen gelegene Seitendichtung 10 bzw. 12 mit besonders vorbehandelten Teilen versehen sind, die eben so behandelt sind, daß ihre Härte jeweils einen hinreichenden Widerstand gegen die jeweiligen Betriebsbedingungen entgegensetzt, ist die Größe des Verschleisses an der inneren und äußeren seitlichen Abdichtung 1o und 12 im wesentlichen die gleiche. Aus diesem Grunde können die innen als auch außen gelegene seitliche Dichtung beständig die gleiche Arbeitsfunktion ausführen und ermöglichen, für eine lange Zeit ein gleiches Maß an Abdichtung. Dadurch wird das Betriebsverhalten des Drehkolbens bei inneren Brennkraftmaschinen beachtlich verbessert.

Es ist zu beachten, daß die außen gelegene seitliche Dichtung 12 mit einer gehärteten Schicht 126 auf der ganzen Oberfläche wie in Fig. 3 gezeigt, versehen werden kann. Die Verhaltens-

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weise der Dichtung 12 wird ferner dadurch verbessert, weil sie durch die gehärtete Schicht 126 einen erhöhten Widerstand gegen Verschleiß aufweist. Ferner ist verständlich, daß die Querschnittsform der innen gelegenen bzw. außen gelegenen seitlichen Dichtung 10 und 12, die anhand der Fig. 2 als oval erläutert bzw. dargestellt sind, je nach Einzelfall, auch rechteckig sein kann, wie in Fig. 4 gezeigt, jeweils unter Einhaltung des Erfindungsprinzips .

Die wesentliche Verbesserung der seitlichen Dichtung gemäß Erfindung geht aus nachfolgenden Versuchsbeispielen hervor.

Beispiel

Folgende Versuche bezwecken, die Größe des Verschleiases an der Gleitoberfläche einerhahdelsüblichen seitlichen Dichtung mit den gleichen Werten der erfindungsgemäßen seitlichen Dichtung zu vergleichen, wenn beide seitlichen Dichtungen jeweils auf einem Drehkolben einer inneren Brennkraftmaschine montiert sind, wobei der Motor kontinuierlich 200 Arbeitsstunden lief.

Die Einzelheiten der Versuchsmuster beider Dichtungen und des zugehörigen Motors sind nachfolgend angegeben:

Handelsübliches Muster

Sowohl die außen als auch innen gelegene seitliche Dichtung war aus Gusseisen hergestellt, wobei jede Gleitoberfläche eine Härte von HMV 440 hatte.

Muster gemäß Erfindung

Die sowohl innen als auch außen gelegene seitliche Dichtung besteht aus S. K.-Stahl, welches durch Eintauchen bei 850 C

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für 5 Minuten und durch das nachfolgende Tempern bei 350 C während 60 Minuten (nach dem Eintauchen) hergestellt wurde, wobei die ganze Oberfläche jeder Seitendichtung durch infolge von Eintauchen bzw. Abschrecken gewonnene gehärtete Schicht gebildet ist, wobei die Schicht eine Härte von HMV 650 hatte. Ferner wurde die Gleitoberfläche der äußeren seitlichen Dichtung durch Plattieren mit Chrom hergestellt. Dementsprechend ergab sich eine Gleitoberfläche der äußeren seitlichen Dichtung mit einer Härte von HMV 1050.

Daten des Versuchsmotors

Motortype: MAZDA M 10 A

gesamtes Verdrängungsvolumen: 491 x 2 (Drehkolben) maximale Leistung: 105 PS / 7000 Umdrehungen pro Minute maximales Drehmoment: 13,7 mkg / 3500 Umdrehungen p. Min.

Motorbetriebsbedingungen

Drehzahl: 4-290 Umdrehungen pro Minute Ankurblungsdruck: -200 mm Hg
zugehörige Geschwindigkeit: 120 km/h.

Ein Vergleich der zugehörigen Größe des Verschleisses (Ji) für jede Gleitoberfläche der handelsüblichen Seitendichtungen und der erfindungsgemäßen seitlichen Dichtung ist in Fig. 5 gezeigt.

Wie anschaulich aus Pig. 5 ersichtlich, was die Größe dee Verschleisses an der Gleitoberfläche angeht, so ist erkennbar,

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daß die erfindungsgemäß en sowohl innen als auch außen gelegenen seitlichen Dichtungen einen kleineren Verschleiß aufweisen, verglichen mit den jeweiligen Werten der entsprechenden handelsüblichen Seitendichtungen. Ferner ist der Unterschied hinsichtlich der Größe des Verschleisses an der Gleitoberfläche zwischen der inneren und der äußeren Seitendichtung bei der erfindungsgemäßen Ausführung kleiner als die entsprechende Größe bei den handelsüblichen Seitendichtungen.

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Claims

19.2.1973 IG/Rö NIPPON PISTON RING Co., Ltd.

Patentansprüche

\1.^Seitliche Dichtung in Drehkolben für innere Brennkraftmaschinen, mit einer ersten innen gelegenen und einer zweiten außen gelegenen Dichtung, die in jeweils einer, an der Seitenfläche des Drehkolbens angeordneten, durchlaufenden Nut odgl. vorhanden ist und diese Furchen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die innen gelegene Dichtung (10) aus Stahl besteht und an mindestens ihrer Gleitfläche (91) mit einer gehärteten Schicht (92) versehen ist, während die äußere Dichtung (12) aus Stahl besteht und an mindestens ihrer zugehörigen Gleitfläche (121) chromplattiert ist bzw. mit einer chromplattierten Schicht (122) versehen ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und äußere Dichtung (10 bzw. 12) eine ovale Querschnittsform hat.

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der inneren und äußeren Dichtung (10, 12) rechteckig ist.

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Ao

4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendichtung (12) auf ihrer Umfangsflache zwei Schichten (122, 126) aufweist, wobei eine der Schichten eine gehärtete, mindestens außerhalb der Gleitfläche (121) vorhandene Schicht (126) ist, und daß die andere Schicht (122) eine chromplattierte Schicht ist, die mindestens an der Gleitfläche (121) vorgesehen ist.

5. Dichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendichtung (10) mit einer gehärteten Schicht (92, 126) an ihrer ganzen Oberfläche versehen ist.

6. Dichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Dichtungen (10, 12) durch eine am Boden der jeweiligen Nut bzw. Furche (7, 8) angeordnete Feder (7, 11) elastisch abgestützt sind.

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