DE2316332A1 - Abdichtung fuer drehkolbenmotoren - Google Patents

Description

Fagersta AB
Fagersta/Schweden

Abdichtung für Drehkolbenmotoren

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für Drehkolbenverbrennungsmotoren zum Abdichten zwischen den Drehkolbenkanten bzw.-spitzen und der Innenwand des Motorgehäuses.

Ein Drehkolbenmotor weist ein zweiteiliges Motorgehäuse auf, in dem ein Kolben oder Rotor umläuft, wobei zwischen dem Rotor bzw· Kolben und der Innenwand des Motorgehäuses jeweils drei segmentförmige Kammern gebildet sind. Innerhalb dieser Kammern findet die Verbrennung statt, wobei zwischen den drei Kanten bzw. Spitzen des Rotors bzw. Kolbens und der trochoidförmigen Innenwand des Motorgehäuses eine zuverlässige gasdichte Abdichtung erforderlich ist. Um diese Abdichtung zu erreichen, werden Dichtungen bzw. Dichtungsstreifen in Aussparungen eingelegt, die im Bereich jeder Spitze bzw. Kante vorhanden sind; die Dichtungen bzw. Dichtungsstreifen werden federnd gegen die Innenwand des

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Motorgehäuse gedrückt. Diese Dichtungsstreifen gleiten' entlang der Gehäusewandung und sind demzufolge einer Abnutzung unterworfen, wozu zusätzlich noch die Hitzebelastung aufgrund der heißen Verbrennungsgase kommt. Die Kanten- bzw. Spitzendichtungen haben demzufolge nur eine verhältnismäßig kurze Betriebszeit bzw. Lebensdauer, was in Verbindung mit derartigen Dichtungen das Hauptproblem ist. Bei den auf dem Markt befindlichen Drehkolbenmaschinen sind diese Kanten- bzw. Spitzendichtungen die Komponente, die die Laufzeit der Maschine begrenzt. Falls die Lebensdauer dieser Kanten- bzw. Spitzendichtungen erhöht werden könnte, würde die Lebensdauer bzw. Laufzeit der gesamten Maschine erhöht werden können.

Bekannte Dichtungen bestehen aus Stahl, Graphit oder Stahl, der mit einer abriebfesten Beschichtung, beispielsweise einer keramischen Beschichtung, versehen ist* Die Arbeitsbedingungen sind derart, daß die Dichtung Schlagen in der Größenordnung bis zu 2 - 8 kp/cm ausgesetzt wird. Die Dichtung übt eine Kraft von 4-5 kp auf die Innenwand des Maschinengehäuses aus und die Arbeitstemepratur beträgt etwa 250° C.

Der. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für Drehkolbenmaschinen geeignete Kanten- bzw. Spitzendichtung zu schaffen, die abriebfester ist als bekannte Dichtungen, ohne daß dadurch die Dichtung jedoch zu schwer wird, da daraus eine extreme und ungleichmäßige Abnutzung der trochoidförmigen Innenwandfläche des Maschinengehäuses resultieren könnte.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Abdichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Metall- bzw. Sinterkarbid besteht, mindestens eine Längsaussparung hat und zwei im wesentlichen parallel verlaufende Seitenwände bzw. -flächen aufweist» und daß zumindest die mit der trochoidförmigen Innenwand des Motorgehäuses in Kontakt stehende Seitenwand geringfügig konvex ist, um eine gute Anlage und damit Abdichtung zwischen der trochoidförmigen Innenwand des

Motorgehäuses und dem Kolben bzw. Rotor zu gewährleisten.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form eines U-Profils hat, wobei die freien Schenkelenden des U-Profils zum Mittelpunkt des Kolbens bzw. Rotors gerichtet sind.

Da die erfindungsgemäße Abdichtung bzw. Dichtung aus Sinterkarbid besteht, ist sie bei weitem abriebfester als bekannte für Drehkolbenmotoren vorgesehene Abdichtungen. Der Sinterkarbid an sich anhaftende Nachteil, daß es schwerer ist als Stahl oder Graphit-, wird erfindungsgemäß dadurch ausgeglichen, daß eine Längsaussparung bzw. ein in Längsrichtung verlaufender Hohlraum vorgesehen ist, wodurch das Gewicht der Abdichtung bzw. der Dichtung soweit reduziert wird, daß die Abdichtung bzw. Dichtung nicht schwerer ist als übliche beispielsweise aus Stahl bestehende Abdichtungen.

Die Erfindung wird im folgenden mehr ins Detail gehend unter bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben, in der bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abdichtung bzw. Dichtung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Querschnittsansicht senkrecht zur Achse eines Drehkolbenmotor;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Schnittansicht im Bereich einer der drei Kanten bzw. Spitzen des Rotors bzw. Kolbens;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kanten- bzw. Spitzendichtung;

Fig. 4 und 5 Seitenansichten von abgewandelten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abdichtung;

Fig. 6 in perspektivischer Darstellung eine Schnittansicht gemäß der Linie VI-VI in Fig. 4; .

Fig. 7 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Dichtung, und

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Fig. 8 eine in Perspektive dargestellte Schnittansicht gemäß der Linie VIII-VIII von Fig. 7*

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Maschine weist ein Motorgehäuse 1, einen Kolben bzw. Rotor 2 und drei Kantenbzw. Spitzendichtungen 3 auf. Es sind weiterhin eine Zündkerze 16, ein Einlaßkanal 17 und ein Auslaßkanal 18 vorhanden. Die Verbrennung erfolgt in dem Raum bzw. der Kammer, der bzw. die von der Trochoidflache bzw. -wand 9 des Gehäuses, der Seitenfläche 10 des Kolbens und zwei der Dichtungen 3 begrenzt wird. Gemäß Fig. 2 besteht jede Dichtung 3 aus einem Dichtungsstreifen 8 und einer Feder 5; diese beiden Teile sind in einer Aussparung 4 des Kolbens 2 untergebracht. Die Feder 5 dient dazu, den Dichtungsstreifen 8 gegen die Trochoidfläche 9 des Gehäuses zu drücken. ¥ie die Zeichnung es zeigt, ist die mit dem Gehäuse in Berührung stehende Seitenfläche 7 der Dichtung geringfügig konvex gestaltet, um die Reibung mit der Gehäusefläche zu reduzieren. Diese konvexe Form ist am deutlichsten in den Fig. 6 und 8 dargestellt.

Die Dichtungsstreifen gemäß den Fig. 3, 4, 5 und 6 sind mit Aussparungen oder Hohlräumen versehen, um das Gewicht ungeachtet dessen, daß die Dichtungsstreifen aus Metallkarbid oder Sinterkarbid bestehen, gering zu halten. Der Dichtungsstreifen hat bei allen in den Figuren dargestellten Ausführungsformen zwei im wesentlichen parallele Seitenwände 15. Die Dichtungsstreifen gemäß den Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 haben eine Bodenfläche 12, auf die die: in Fig. 2 dargestellte Feder 5 einwirkt. Der Dichtungsstreifen gemäß Fig. 7 hat die Form eines U-Profils. Die Dichtungen gemäß den Fig. 3, 4 und sind mit abnehmbaren Endstücken 14 versehen, die aus einem anderen Material bestehen können als der restliche Teil des jeweiligen Dichtungsstreifens. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 haben die Endstücke 14 auch die Funktion von seitlichen Abdichtungen; bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 üben diese

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Endstücke diese Funktion nur teilweise zusammen mit den Enden 13 der aus Metallkarbid bzw. Sinterkarbid bestehenden Dichtungssteifen aus. Gemäß Fig. 7 hat die Dichtung bzw. der Dichtungsstreifen die Form eines U-Profils, wodurch die Dichtung noch leichter wird als die Dichtungen gemäß den Fig. 3, 4 und 5. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 bzw. 8 ist die Feder 5 vorzugsweise in dem Raum 6 zwischen den Schenkeln 11 angeordnet.

Dadurch, daß die Kanten- bzw. Spitzendichtung erfindungsgemäß aus Metallkarbid bzw. Sinterkarbid besteht und hohl ist, werden verschiedene Vorteile erzielt. Sinterkarbid ist ein sehr abriebfestes Material und hat einen guten Wärme-und Korrosiondwiderstand. Infolge des Hohlraumes bzw. der U-Profilform erhält die Dichtung trotz der hohen Dichte des Materials ein geringes Gewicht. Der symmetrische, kastenförmige Querschnitt erhöht die Festigkeit der Dichtung und erleichtert ihre Bearbeitung innerhalb enger Toleranzen, ohne daß eine nachteilige Formveränderung derselben zu befürchten ist.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt alle im Rahmen der Patentansprüche liegenden Abwandlungen.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   f 1. !Abdichtung bzw. Dichtung für Drehkolbenverbrennungs- \_/ motoren zum Abdichten zwischen den Drehkolbenkanten bzw. -spitzen und der Innenwand des Motorgehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Sinterkarbid bestehende Dichtung (3) mindestens eine Läng saus sparung (6) hat und zwei im wesentlichen parallel verlaufende Seitenwände bzw. -flächen (15) aufweist, und daß zumindest die mit der trochoidförmigen Innenwand (9) des Motorgehäuses (1) in Kontakt stehende Seitenwand (7) der Dichtung geringfügig konvex ist.
2. 2. Abdichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form eines U-Profils hat, wobei die freien Schenkelenden des U-Profils; zum Mittelpunkt des Kolbens bzw. Rotors (2) gerichtet sind.
3. 3. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben den beiden parallel verlaufenden Seitenwänden (15) und der konvexen Seitenwand (7) eine Bodenfläche (12) aufweist.

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