DE2347621C3 - Innendichtung für eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innendichtung für eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit einem innerhalb eines von Sei»enteilen begrenzten Gehäusemantels auf einem Exzenter einer Exzenterwelle drehbar gelagerten Kolben, der eine Bohrui-.g zur Aufnahme der Exzenterwelle aufweist, deren Exzenter über seinen Umfang eine zur Kolbenbohrung b ι offene Ringnut hat, die einen mit seiner ersten Stirnfläche in dichtender Anlage an der dem Seitenteil benachbarten ersten Ringnutflanke befindlichen Dichtring und axial anschließend einen Stützring aufnimmt, die beide radial nach außen zum dichtenden Anliegen an der Kolbenbohrung vorgespannt sind.

Bei einer solchen aus der US-PS 33 33 763 bekannten Innendichtung sind der Stützring und der Dichtring in der Ringnut auch ohne Beaufschlagung durch den Durchblasgasdruck dadurch in ihrer wirksamen Lage gehalten, daß zwischen einer sich in radialer Richtung und senkrecht zur Längsachse der Welle erstreckenden Stützfläche an der Innenmantelfläche der Kolbenbohrung sich ein Federglied abstützt, das mit seiner anderen Seite auf den Stützring bzw. Dichtring einwirkt, so daß diese nicht nur in radialer Richtung zusammengedrückt, sondern auch in axialer Richtung gegen die eine Ringnutflanke gedrückt werden. Diese bekannte Innendichtung hat den Nachteil, daß ein zusätzliches Federglied erforderlich ist, um die notwendige Andrückkraft für den Dichtring zu erzeugen. Da sich dieses zusätzliche Federglied an einer Stützfläche des Kolbens abstützt, ist dieses bei der Relativbewegung zwischen Kolben und Exzenter einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Innendichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie konstruktiv weiter vereinfacht ist und auch noch nach erheblichen Betriebszeiten ihre Dichlungsfunktion ohne Unterstützung durch den Durchblasgasdruck beibehält.

Bei einer Innendichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst. (IhB der Stüt/ring im achsnahen Bereich seiner der zweiten Ringnulflanke gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche einen sich radial nach innen von der zweiten Ringnutflanke abhebenden schrägen Abschnitt aufweist und daß der Stauring nur im «chsnahen Bereich seiner ". ersten Stirnfläche an der benachbarten zweiten Stirnfläche des Dichtungsrings anliegt

Bei der erfindungsgemäßeii Innendichtung ist der Stützring infolge seines abgeschrägten Abschnitts an seiner in radialer Richtung inneren Kante der zur

in Ringnutflanke weisenden Stirnfläche bei seiner radialen Zusammendrückung gleichzeitig auch um seinen Umfang verdreht, wodurch er mit seiner in radialer Richtung inneren Kante der dem Dichtring zugewandten Stirnfläche diesen geg«n die dem Dichtring benachbarte Ringnutflanke drückt, wodurch dauerhaft eine zweite Dichtungsfläche zwischen dem Dichtring und der Ringnut des Exzenters erreicht wird. Diese Ausbildung der Innendichtung hat gegenüber der vergleichbaren bekannten Innendichtung den erhebli-

:o chen Vorteil, daß die Andrückkraft für den Dichtungsring unmittelbar in der Ringnut selbst erzeugt wird, während bei der bekannten innendichtung diese Andrückkraft durch ein zusätzliches Federglied erzeugt wird, das sich an einer Stützfläche des Kolbens abstützt,

r> so daß bei einer Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Exzenter das Federglied einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel deir Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt

to F i g. 1 einen Teilaxialschnitt einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Innendichtung und

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt zur Darstellung der Innendichtung von F i g. 1.

r. Die in F i g. 1 teilweise gezeigte Kreiskolben-Brennkraftmaschine umfaßt ein Epitrochoidgehäuse, das in axialem Abstand angeordnete Seitenteile 10 und 12 mit im wesentlichen ebenen Oberflächen 11 und 13 sowie einen zwischen den Seitenteilen IG und 12 angeordneten

4ii Gehäusemantel 14 aufweist!, zwischen denen ein Arbeitsraum gebildet ist. Die innere Oberfläche 16 des Gehäusemantels 14 besitzt die Grundform einer Epitrochoide. Eine Exzenterwelle 18 erstreckt sich axial durch den Arbeitsraum und ist in den Seitenteilen 10 und

4-> 12 gelagert. Innerhalb des Gehäuses ist auf einem Exzenter 20 der Exzenterwelle 18 ein Kolben 22 in Form eines Dreispitz mit drei in Umfangsabstand angeordneten Scheitelabschnitten angeordnet. Jeder der Scheitelabschnifle trägt eine radial bewegliche

v> Dichtleiste 24, die in ständigem Dichtkontakt mit der inneren Oberfläche 16 des Gelläusemantels 14 steht Die Stirnflächen 26 und 28 des Kolbens 22 sind im wesentlichen eben und besitzen ringförmige öldichtungen 30 bzw. 32, die vom Kolben 22 fort in Dichtkontakt

v> mit den gegenüberliegenden ebenen Oberflächen 11 und 13 gedrückt werden. Mit dem Kolben 22 ist koaxial ein Hohlrad 34 verbunden, das mit einem zur Exzenterwelle 18 koaxialen und mit dem Seitenteil 10 verbundenen Ritzel 36 kämmt, um die gewünschte

mi Relativbewegung des Kolbens 22 innerhalb des Gehäuses zu erzeugen. Schmieröl wird durch einen Schmierkanal 40 einem Lager 38 zugeführt, über das der Kolben 22 auf dem Exzenter 20 sitzt, wonach das Schmieröl in einen Innenraum 42 des Kolbens 22

h·, gelangt.

In Fig.2 ist mit 44 eine Ausführungsform der Innendichtung bezeichnet. Die Innendichtung 44 bewirkt eine Abdichtung /wischen zwei sich relativ

zueinander drehenden inneren und äußeren Teilen der in Fig. 1 dargestellten Kreiskolben-Brennkraftmaschine. Innendichtungen 44 werden zwar auf beiden Stirnflächen 26 und 28 des Kolbens 22 eingesetzt, F i g. 2 zeigt jedoch aus Gründen der Einfachheit nur die der Stirnfläche 26 zugeordnete Innendichtung 44. Das innere, der linken Stirnfläche 26 gegenüberliegende Teil ist eine Dichtungsscheibe 46, die auf dem Exzenter 20 befestigt und mit diesem drehbar ist, während das äußere Teil die Stirnfläche 26 des auf dem Exzenter 20 gelagerten Kolbens 22 ist. In dem inneren Teil der Dichtungsscheibe 46 ist eine Ringnut 47 ausgebildet (siehe F i g. 1 und 2).

Wie am besten F i g. 2 zeigt, ist die Ringnut 47 von in axialem Abstand angeordneten, sich radial erstreckenden ersten und zweiten Ringnutflanken 50 und 52 sowie von einem Nutgrund 48 begrenzt. Die Ringnut 47 öffnet sich zu einer inneren Oberfläche 56 einer Kolbenbohrung in der Stirnfläche 26 des Kolbens 22. Der Durchblasgasdruck und der Schmieröldruck liegen aus der Sicht von Fig.2 auf der linken bzw. rechten Seite der innendichtung 44 an. Die innendichtung 44 umfaßt einen Dichtnng 58 sowie einen Stützring 60.

Der Dichtnng 58 weist eine radial äußere Oberfläche 62, eine radial innere Oberfläche 64 sowie erste und zweite Stirnflächen 66 bzw. 68 auf. Der Dichtring 58 besitzt gemäß Fig.2 im wesentlichen rechtwinkeligen Querschnitt Der Stützring 60 weist eine radial äußere Oberfläche 70, eine radial innere Oberfläche 72, eine erste Stirnfläche 74 sowie eine zweite Stirnfläche 76 auf, welch letztere einen radial inneren abgeschrägten Abschnitt 77 besitzt (siehe F i g. 2). Der Stützring 60 ist im nicht eingebauten Zustand im wesentlichen flach.

Der Dichtnng 58 und der Stützring 60 sollten so in die Ringnut 47 eingesetzt werden, daß ihre Stirnspalte, ohne Bezugszeichen, außer Flucht liegen und der Dichtring 58 auf der Durchblasgasseite und der Stützring 60 auf der Schmierölseite der Innendichtung 44 angeordnet sind.

Der Dichtnng 58 und der Stützring 60 werden durch die radial innere Oberfläche 56 des Kolbens 22 zusammengedrückt, wie dieses Fig.2 zeigt. Dadurch liegt die radial äußere Oberfläche 62 des Dichtrings 58 ständig

■> abdichtend an der radial inneren Oberfläche 56 an. Der Stützring 60 erfährt außer der radialen Zusammendrükkung eine Verdrehung um seinen Umfang, so daß eine obere Kante der ersten Stirnfläche 74 an der radial inneren Oberfläche 56 angreift. Eine untere Kante der

in ersten Stirnfläche 74 des Stützrings 60 liegt an der zweiten Stirnfläche 68 des Dichtrings 58 an. Ein Abschnitt der zweiten Stirnfläche 76 des Stützrings 60 steht mit der zweiten Ringnutflanke 52 in Berührung.

Durch die radiale Zusammendrückung des Stützrings

1Ί 60 wirkt eine Kraft auf die zweite Stirnfläche 68 des Dichtrings 58. Diese Kraft ist axial gegen die erste Ringnutflanke 50 gerichtet, so daß die erste Stirnfläche 66 des Dichtrings 58 in ständigem Dichtkontakt mit der ersten Ringnutflanke 50 steht.

JiI Wie sich aus vorangehender Beschreibung ergibt, steht die radial äußere Oberfläche 62 c*es Dichtrings 58 aufgrund der beträchtlichen Zusammendriickung des Dichtrings 58 beim Einbau in die Ringnut 47 in ständigem Dichtkontakt mit der radial inneren Oberflä-

2-, ehe 56 des Kolbens 22, während die erste Stirnfläche 66 des Dichtrings 58 aufgrund der von dem Stützring 60 herrührenden Kraft ständig abdichtend an der ersten Ringnutflanke 50 anliegt.

Schmierölverbrauchtests bei Kreiskolben-Brenn-

ju kraftmaschinen, die einerseits mit den bekannten Innendichtungen und andererseits mit den neuen Innendichtungen 44 ausgerüstet waren, zeigten, daß, wenn die Brennkraftmaschinen bei einer Schmieröltemperatur von 80⁰C und einer Kühlmitteltemperatur von

r. 80°C aus etwa 4000 Umdrehungen pro Minute verzögert wurden, die neue Innendichtung 44 den Schmierölverbrauch beträchtlich senken kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. rl S
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   Patentanspruch:

   Innendichtung für eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit einem innerhalb eines von Seitenteilen begrenzten Gehäusemantels auf einem Exzenter einer Exzenterwelle drehbar gelagerten Kolben, der eine Bohrung zur Aufnahme der Exzenterwelle aufweist, deren Eiczenter über seinem Umfang eine zur Kolbenbohrung hin offene Ringnut hat, die einen mit seiner ersten Stirnfläche in dichtender Anlage an der dem Seitenteil benachbarten ersten Ringnutflanke befindlichen Dichtring und axial anschließend einen Stützring aufnimmt, die beide radial nach außen zum dichtenden Anliegen an der Kolbenbohrung vorgespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (60) im achsnahen Bereich seiner der zweiten Ringnutflanke (52) gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche (76) einen sich radial nacH innen von der zweiten Ringnutflanke (52) abhebenden schrägen Abschnitt (77) aufweist und daß der Stützring (60) nur im achsnahen Bereich seiner ersten Stirnfläche (74) an der benachbarten zweiten Stirnfläche (68) des Dichtungsrings (58) anliegt.