DE2359137C3

DE2359137C3 - Inner seal for rotary piston machines

Info

Publication number: DE2359137C3
Application number: DE19732359137
Authority: DE
Inventors: Max 7107 Obereisesheim Ruf
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Wankel GmbH
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1973-11-28
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1980-10-16
Also published as: JPS5912841B2; FR2252494B2; IT1046158B; FR2252494A2; DE2359137A1; JPS5084710A; DE2359137B2; GB1457196A

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Innendichtung für Rotationskolbenmaschinen in Trochoidenbauart, deren Gehäuse aus zwei Seitenteilen und einem mehrbogigen Mantel besteht, in welchem ein auf einem Exzenter drehbar gelagerter mehreckiger Kolben angeordnet ist, welcher in seinen Stirnwänden Ringnuten mit jeweils einem federbeaufschlagten Kratzring mit L-förmigem Querschnitt aufweist, der einen der radial äußeren oder der radial inneren Nutflanke gegenüberliegenden Schenkel hat und einen elastischen Dichtring mit C-förmigem Querschnitt aufnimmt, welcher aus federndem metallischem Werkstoff besteht und in dichtender Anlage einerseits an der anderen Nutflanke und andererseits an dem Schenkel des L-förmigen Kratzringes steht.The main patent relates to an inner seal for rotary piston machines in trochoid design, their Housing consists of two side parts and a multi-arched jacket, in which one on an eccentric rotatably mounted polygonal piston is arranged, which in its end walls with annular grooves in each case has a spring-loaded scratch ring with an L-shaped cross section, one of the radially outer or the leg opposite the radially inner groove flank and with an elastic sealing ring C-shaped cross-section, which consists of resilient metallic material and in sealing System on the one hand on the other groove flank and on the other hand on the leg of the L-shaped scratch ring stands.

Bei dem Vorschlag nach dem Hauptpatent hat sich herausgestellt, daß der Schenkel des Kratzringes infolge der in radialer Richtung wirkenden Federeigenschaften des C-förmigen Dichtringes gegen die benachbarte i" Nutflanke gedruckt werden kann, da der Abstand zwischen dem Schenkel und der benachbarten Nutflanke zur Vermeidung von radialen Schwingbewegungen verhältnismäßig klein gehalten wird. Ein dadurch verursachtes Verklemmen kann jedoch die axiale I^ Beweglichkeit des Kratzringes innerhalb seiner Ringnut beeinträchtigen.In the proposal according to the main patent it has been found that the leg of the scratch ring as a result the spring properties of the C-shaped sealing ring acting in the radial direction against the neighboring one i "Groove flank can be printed because the distance between the leg and the adjacent groove flank to avoid radial oscillating movements is kept relatively small. A jamming caused thereby can, however, reduce the axial I ^ mobility of the scratch ring within its ring groove affect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innendichtung nach dem Hauptpatent zu schaffen, deren Kratzring sich nicht innerhalb der Ringnut verklemmen kann.The invention is based on the object of creating an inner seal according to the main patent, whose scratch ring cannot jam within the ring groove.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens der Ansprüche 1 und 3 gelöstThe object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claims 1 and 3 solved

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß sich der 2ΐ axiale Schenkel des Kratzringes unter der radialen Federwirkung des C-förmigen Dichtringes auch bei einer von der geringen Materialstärke des Kratzringschenkels verursachten Nachgiebigkeit nicht an die benachbarte Nutflanke anlegen und ein Festklemmen «) des Kratzringes verursachen kann.This training ensures that the 2ΐ axial leg of the scraper ring is below the radial Spring effect of the C-shaped sealing ring even with one of the low material thickness of the scraper ring leg Do not apply the resulting resilience to the adjacent groove flank and cause it to become jammed «) Of the scratch ring.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further developments of the subject matter of the invention result from the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
f> F i g. 1 einen Schnitt durch eine Kolbenstirnwand und eine zwei Kratzringe aufweisende Innendichtung,The invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows
f> F i g. 1 shows a section through a piston end wall and an inner seal having two scraper rings,

F i g. 2 den radial äußeren Kratzring aus F i g. 1 im Schnitt,F i g. 2 the radially outer scratch ring from FIG. 1 on average,

Fig. 3 den radial inneren Kratzring aus Fig. 1 im •to Schnitt, undFig. 3 shows the radially inner scratch ring from Fig. 1 in • to cut, and

Fig.4 den radial äußeren Kratzring im Schnitt in einer zweiten Ausführungsform.4 shows the radially outer scraper ring in section in a second embodiment.

Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen. In einerLet us first refer to FIG. 1 referred to. In a

Kolbenstirnwand 2 sind zwei konzentrische Ringnuten 3Piston end wall 2 are two concentric annular grooves 3

Vi und 4 vorgesehen, in denen je ein L-förmiger Kratzring Vi and 4 are provided, each with an L-shaped scratch ring

5 und 6 axialbewcglich eingesetzt ist. Die Kratzringe 5 und 6 werden durch je einen am Grund der Ringnut 3 und 4 anliegenden Federring 7 und 8 axial gegen das benachbarte Gehäuseseitenteil 9 gedrückt, um das5 and 6 is inserted axially movable. The scratch rings 5 and 6 are each connected by one at the base of the annular groove 3 and 4 adjacent spring washers 7 and 8 pressed axially against the adjacent housing side part 9 in order to achieve the

V) Übertreten von Kühl- oder Schmiermittel aus dem Raum 10 radial in den Ringraum 11 und von dort in die Arbeitskammer 12 zu verhindern. Die Kratzringe 5 und V) to prevent coolant or lubricant from flowing out of the space 10 radially into the annular space 11 and from there into the working chamber 12. The scratch rings 5 and

6 werden innerhalb ihrer Ringnut 3 und 4 durch je einen unter radialer Vorspannung eingesetzten C-förmigen6 are within their annular groove 3 and 4 by a C-shaped inserted under radial prestress

Yt Dichtring 13 und 14 abgedichtet, um auch das Übertreten von Kühl- oder Schmiermittel aus dem Raum 10 durch die Ringnuten 3 und 4 hindurch zu verhindern. Dabei liegt der C-förmige Dichtring 13 einerseits an der radial inneren Nutflanke 3a der Yt sealing ring 13 and 14 sealed to prevent coolant or lubricant from flowing out of space 10 through annular grooves 3 and 4. The C-shaped sealing ring 13 lies on the one hand on the radially inner groove flank 3a of the

M) Ringnut 3 und andererseits an der radial inneren Umfangsfläche des Schenkels 5a des Kratzringes 5 an, während der C-förmige Ring 14 einerseits an der radial äußeren Nutflanke 4a der Ringnut 4 und andererseits an der radial äußeren Umfangsfläche des Schenkels 6,i desM) annular groove 3 and on the other hand on the radially inner circumferential surface of the leg 5a of the scratch ring 5, while the C-shaped ring 14 on the one hand on the radially outer groove flank 4a of the annular groove 4 and on the other hand the radially outer peripheral surface of the leg 6, i des

h^r> Kratzringes 6 anliegt. Dabei werden die Schenkel 5a und 6a infolge ihrer Nachgiebigkeit in radialer Richtung nach außen bzw. nach innen gedrückt. Der Schenkel 5a des Kratzringes 5 bzw. 6a des Kratzringes 6 ist an seinerh ^r > scratch ring 6 is applied. In this case, the legs 5a and 6a are pressed outward and inward, respectively, due to their flexibility in the radial direction. The leg 5a of the scratch ring 5 or 6a of the scratch ring 6 is on his

dem C-förmigen Ring 13 bzw, 14 abgewandten Umfangsfläche 5b bzw. 6b abgestuft, so daß der sich zwischen der Umfangsfläche 5b des Kratzringes 5 und der Nutflanke 3b der Ringnut 3 sowie der Umfangsfläche 6ö des Kratzringes 6 und der Nutflanke 46 der Ringnut 4 ergebende größere Abstand ein Festklemmen der radial nach außen bzw. innen nachgiebigen axialen Schenkel 5a und 6a an der benachbarten Nutflanke verhindert. Die an den Umfangsflächen verbleibenden Zentrierflächen 5c des Kratzringes 5 und 6c des Kratzringes 6 liegen zur Erzielung einer konzentrischen Lage und zur Vermeidung von radialen Schwingbewegungen mit geringem Abstand an den jeweils benachbarten Nutflanken 36 bzw. 4b axialbeweglich gleitend an. Es ist aber auch denkbar, daß sich beispielsweise der Kratzring 6 nicht an der radial inneren Zentrierfläche 6c sondern an seiner radial äußeren Umfangsfläche 6d in seiner Ringnut 4 an der Nutflanke 4a im gleichen Sinne zentriert.the C-shaped ring 13 or 14 facing away from the circumferential surface 5b or 6b so that the resulting between the circumferential surface 5b of the scraper ring 5 and the groove flank 3b of the annular groove 3 and the circumferential surface 6ö of the scraper ring 6 and the groove flank 46 of the annular groove 4 greater spacing prevents the axial legs 5a and 6a, which are radially outwardly or inwardly flexible, from jamming on the adjacent groove flank. The centering surfaces 5c of the scraper ring 5 and 6c of the scraper ring 6 remaining on the circumferential surfaces are axially movably sliding at a small distance from the adjacent groove flanks 36 and 4b to achieve a concentric position and to avoid radial oscillating movements. However, it is also conceivable that, for example, the scraper ring 6 is not centered on the radially inner centering surface 6c but on its radially outer circumferential surface 6d in its annular groove 4 on the groove flank 4a in the same sense.

Die Fig.2 stellt den äußeren Kratzring 5 aus Fig. 1 >n im nicht eingebauten Zustand dar, dessen innere Umfapgswand 5e in einem Winkel a abgeschrägt ist. Das freie Ende dieser Umfangswand 5e hat einen kleineren Durchmesser als der übrige Bereich. Der Winkel α entspricht dabei einem Wert, der sich im r. eingebauten Zustand des Kratzringes 5 unter der Einwirkung der radialen Federkraft des C-förmigen Dichtringes 13 über diese Umfangsfläche 5e auf den Schenkel 5a im Sinne einer Aufweitung auf die Größe O ändert. Die innere Umfangswand 5e verläuft dann in parallel zur Längsachse, so daß ein axiales Wandern des C-förmigen Dichtringes 13 in Richtung auf den Nutgrund der Ringnut 3 vermieden wird. Die auf gleiche Weise radial nach außen gedrückte Umfangsfläche 5b ist soweit abgestuft, daß eine Berührung mit der r> benachbarten Nutflanke vermieden wird.FIG. 2 shows the outer scratch ring 5 from FIG. 1> n in the non-installed state, the inner circumferential wall 5e of which is beveled at an angle α. The free end of this peripheral wall 5e has a smaller diameter than the rest of the area. The angle α corresponds to a value that is in r. installed state of the scratch ring 5 under the action of the radial spring force of the C-shaped sealing ring 13 changes over this circumferential surface 5e on the leg 5a in the sense of an expansion to the size O. The inner circumferential wall 5e then runs parallel to the longitudinal axis, so that an axial migration of the C-shaped sealing ring 13 in the direction of the groove base of the annular groove 3 is avoided. The circumferential surface 5b, which is pressed radially outward in the same way, is stepped to such an extent that contact with the adjacent groove flank is avoided.

Bei dem in Fig.3 dargestellten inneren Kratzring 6 aus Fig. 1 ist die äußere Umfangsfläche 6e in einem Winkel β abgeschrägt, so daß das freie Ende dieser Umfangsfläche 6e einen größeren Durchmesser hat als der übrige Bereich. Da der axiale Schenkel 6,7 im eingebauten Zustand unter der Einwirkung der radialen Federkraft des C-förmigen Dichtringes 14 einer Stauchbeanspruchung unterliegt, weist der Winkel β einen Wert auf, der sich unter Belastung auf die Größe ts O ändert. Die Umfangsfläche 6e verläuft dann parallel zur Längsachse des Kratzringes, so daß der C-förmige Dichtring 14 seine Lage innerhalb der Ringnut 4 nicht verändern kann. Die gleichfalls radial nach innen gedruckte Umfangsfläche 6b ist gegenüber der Zentrierfläche 6c auf ein solches Maß abgestuft, so daß eine Berührung mit der benachbarten Nutfianke nicht möglich ist.In the inner scraper ring 6 from FIG. 1 shown in FIG. 3, the outer circumferential surface 6e is beveled at an angle β so that the free end of this circumferential surface 6e has a larger diameter than the remaining area. Since the axial leg 6.7 in the installed state is subject to compressive stress under the action of the radial spring force of the C-shaped sealing ring 14, the angle β has a value that changes to the size ts O under load. The circumferential surface 6e then runs parallel to the longitudinal axis of the scraper ring, so that the C-shaped sealing ring 14 cannot change its position within the annular groove 4. The circumferential surface 6b, which is also printed radially inward, is stepped with respect to the centering surface 6c to such an extent that contact with the adjacent groove edge is not possible.

Bei dem in Fig.4 gezeigten Kratzring 15 verläuft sowohl die äußere Umfangsfläche \5b als auch die innere Umfangsfläche 15e des Schenkels i5a schräg radial nach innen zum freien Ende des axialen Schenkels 15a. Der Bereich der Umfangsfläche 15c bildet dabei die Zentrie.rfläche des Kratzringes 15 gegenüber der benachbarten Nutflanke. Der Schenkel 15a ist um einen solchen Wert abgeschrägt, daß der Winkel λ unter der Einwirkung des an der inneren Umfahgsfläche 15e unter radialem Federdruck anliegenden C-förmigen Dichtringes den Wert O erreicht. Die äußere Umfangswand 156 kann durch diese Ausführung keinesfalls die benachbarte Nutflanke berühren, während die ebenfalls parallel zur Längsachse verlaufende innere Umfangsfläche 15c eine Lageveränderung des C-förmigen Dichtringes verhindert.In the case of the scraper ring 15 shown in FIG. 4, both the outer circumferential surface 5b and the inner circumferential surface 15e of the leg 15a run obliquely radially inward to the free end of the axial leg 15a. The area of the circumferential surface 15c forms the centering surface of the scraper ring 15 with respect to the adjacent groove flank. The leg 15a is beveled by such a value that the angle λ reaches the value O under the action of the C-shaped sealing ring resting on the inner circumferential surface 15e under radial spring pressure. With this embodiment, the outer circumferential wall 156 can in no way touch the adjacent groove flank, while the inner circumferential surface 15c, which also runs parallel to the longitudinal axis, prevents a change in position of the C-shaped sealing ring.

Die Flexibilität der beschrieben. ..· Krauringe ergibt sich dadurch, daß der Kratzring bei κίητη Durchmesser von beispielsweise 140 mm eine Malerialdicke des radialen Schenkels von etwa 0,8 mm und des axialen Schenkels von etwa 1,2 mm aufweist. Die Biegebeansprud'-iing auf den Schenkel des Kratzringes wird durch die radiale Spannkraft des C-förmigen Dichtringes in Höhe von etwa 1962 N verursacht, so daß der Schenkel des Kratzringes je nach Anordnung des C-förmigen Dichtringes im Sinne einer Aufweitung oder einer Stauchung beansprucht wird. Hierbei verändert sich bei einer Aufweitung der Außendurchmesser des Schenkels um etwa 0.15 mm. Durch die Abstufung beziehungsweise Abschrägung der dem C-förmigen Dichtring abgewandten Umfangsfläche des Schenkels wird somit ein Festklemmen des Kratzringes in seiner Ringnut vermieden. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der mit dem Gehäuseseitentei! 9 zusammenwirkenden Kratzkanten können die Umfangsflächen 5d des Kratzringes 5 und 6c des Kratzringes 6 sowie 15t/ des Kratzringes 15 bekannterweise eine Hartmetallbeschichtung, beispielsweise aus Chrom, aufweisen.The flexibility of the described. . The bending stress on the leg of the scratching ring is caused by the radial tension force of the C-shaped sealing ring in the amount of about 1962 N, so that the leg of the scratching ring is subject to expansion or compression depending on the arrangement of the C-shaped sealing ring will. When widening, the outer diameter of the leg changes by about 0.15 mm. The stepping or beveling of the circumferential surface of the leg facing away from the C-shaped sealing ring thus prevents the scraper ring from jamming in its annular groove. To improve the wear resistance of the side part of the housing! 9 interacting scratching edges, the peripheral surfaces 5d of the scratching ring 5 and 6c of the scratching ring 6 and 15t / of the scratching ring 15 are known to have a hard metal coating, for example made of chrome.

Die C-förmigen Dichtringe 13 und 14 können an ihrer Außenfläche zumindest im Bereich ihrer radialen Anlagestellen an der Nutflanke beziehungsweise am Kratzring zur Erzielung einer verschleißfesten Oberfläche mit einer Chrombeschichtung versehen sein.The C-shaped sealing rings 13 and 14 can on their outer surface at least in the area of their radial Contact points on the groove flank or on the scratch ring to achieve a wear-resistant surface be provided with a chrome coating.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Inner seal for rotary piston machines in trochoid design, the housing of which consists of two side parts and a multi-arched jacket, in which a polygonal piston is arranged rotatably on an eccentric, which has annular grooves in its end walls, each with a spring-loaded scraper ring with an L-shaped cross-section, which has one leg opposite the radially outer groove flank and receives an elastic sealing ring with a C-shaped cross-section, which consists of resilient metallic material and is in sealing contact on the one hand on the radially inner groove flank and on the other hand on the leg of the L-shaped scratch ring, according to patent 21 03 130, characterized in that the circumferential surface (5b) of the leg (5a) of the L-shaped scratch ring (5) facing away from the C-shaped sealing ring (13) has a smaller diameter at its free end than at the opposite side part (9) End.

2. Inner seal according to claim 1, characterized in that the C-shaped sealing ring

(13) facing peripheral surface (5ejof the leg (5a) is beveled in such a way that it has a smaller diameter at its free end than in the remaining area.

3. Inner seal for rotary piston machines in trochoid design, the housing of which consists of two side parts and a multi-lobed jacket in which a rotatably mounted on an eccentric polygonal piston is arranged, which in its end walls Ringnu -> n each with one has a spring-loaded scratch ring with an L-shaped cross-section, which has a · -. the radially inner one Groove flank has opposite leg and an elastic sealing ring with a C-shaped cross section receives, which consists of resilient metallic material and in a sealing system on the one hand on the radially outer groove flank and on the other hand on the leg of the L-shaped Scratch ring stands, according to patent 21 03 130, characterized in that the C-shaped sealing ring. -G

(14) facing away from the peripheral surface (6b) of the leg (6a) of the L-shaped scratch ring (6) has a larger diameter at its free end than at the end opposite the side part (9).

4. Inner seal according to claim 3, characterized in that the C-shaped sealing ring (14) facing peripheral surface (6 ^ of the leg (6a) is beveled in such a way that it is at its free End has a larger diameter than in the rest of the area.