DE2362980A1

DE2362980A1 - Oeldichteinrichtung fuer eine drehkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2362980A1
Application number: DE2362980A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Sasaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1975-04-10
Also published as: JPS5236565B2; JPS5058405A; DE2362980B2; US3909166A

Description

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Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Toyota-shi, Japan

Öldichteinrichtung für eine Drehkolbenmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Öldichteinrichtung für eine Rotationsmaschine oder Drehkolbenmaschine und insbesondere auf eine Öldichteinrichtunp, die an einem Seitenwandabschnitt'eines Läufers anzubringen ist, um öl- und Gasdichtheit zwischen dem Seitenwandabschnitt des Läufers und einem Seitengehäuse der Drehkolbenmaschine zu gewährleisten.

Bisher hat die Öldichteinrichtunp· für vorgenannten Zweck generell den Aufbau gemäß Fig·;. 1. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 einen Läufer bzw. ein Seitengehäuse, wobei eine dem Seitengehäuse gegenüberliegende Seitenwand des Läufers mit einer ringförmigen Öldichtnut 3 versehen ist, die als Einschnitt ausgebildet ist, um eine Öldichteinrichtunp zwischen den Läufer und dem Geitengehäuse zu erzielen. Innerhalb der ringförmigen öldichtnut befindet sich ein Öldichtring 4 mit einer Querschnittsgestalt gemäß Fig. 1, wobei eine Feder 5 zwischenge-

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schaltet ist (üblicherweise eine gewellte ringförmige Feder) , die auf die Rückseite des öldichtrings eine Federkraft ausübt, um diesen in Richtung zur Außenseite der ringförmigen Öldichtnut 3 federnd nachgiebig zu beanspruchen, so daß der öldichtring 4 an seiner Vorderseite eng an der Innenwand des Seitengehäuses anliegt, um an der Berührungsstelle Öl- und Gasdichtheit zu gewährleisten. Zur Unterbrechung eines Strömungsmittel - oder Fluiddurchgangs über einen ringförmigen Raum, der zwischen dem Öldichtring k und den Wänden der ringförmigen Öldichtnut 3 belassen ist, ist ein ringförmiges elastisches Dichtungsorgan 6, z.B. ein O-Ring vorgesehen, der gewöhnlich entweder in einer in dem öldichtring 4 gemäß Fig. 1 vorgesehenen Nut oder in einer Nut (nicht gezeigt) untergebracht ist, die entlang einem Wandabschnitt der ringförmigen Öldichtnut 4 ausgebildet ist, die gegenüber dieser vertieft ist.

Bei der herkömmlichen öldichteinrichtung mit dem Aufbau gemäß Fig. 1 ist die Steifigkeit des öldichtrings relativ hoch, so daß die Folgefähigkeit des Öldichtrings, d.h. die Fähigkeit des Öldichtrings, zum Seitengehäuse bei Umlauf des Läufers zu folgen, sehr gering, so daß sich das Problem ergibt, daß die Fähigkeit der Einhaltung einer öl- und Gasdichtheit zwischen dem Vorderabschnitt des Öldichtrings und der Innenwand des Seitengehäuses gering ist, wodurch sich ein großer Verbrauch an Schmieröl ergibt.

Bei dem bekannten Aufbau der öldichteinrichtung ergibt 509815/0314

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sich ein weiteres Problem infolge zweier entgegenperichteter Erfordernisse: Einerseits muß der öldichtring so in eine ringförmige öldichtnut eingesetzt werden, daß er in Axialrichtung des Läufers frei verschiebbar ist, wobei das ringförmige elastische Dichtungsorgan 6 ebenfalls verschiebbar sein muß, und zwar über die Wandfläche der ringförmigen öldichtnut oder die Oberfläche des Öldichtrings, so daß der Grad der Andruckberührung zwischen dem ringförmigen elastischen Dichtorgan 6 und der Wandfläche der ringförmigen öldichtnut oder der Oberfläche des ö\- dichtrings auf mäßigem Wert gehalten werden muß, damit eine gleitende Relativbewegung dazwischen möglich ist; andererseits muß der Öl- und Gasverlust, der durch Überqueren eines Fluiddurchgangs, welcher zwischen den Wandabschnitten der ringförmigen Öldichtnut und der Oberfläche des Öldichtrings belassen ist, dadurch unterbunden werden, daß man den ringförmigen Durchgang, mit Hilfe des ringförmigen elastischen Dichtungsorgans 6 versperrt, indem man diese fest gegen die Wandflache der ringförmigen Öldichtnut und die Oberfläche des öldichtrings preßt., wobei die Stärke der Andruckberührung zwischen dem ringförmigen elastischen Dichtungsorgan 6 und der Wand der ringförmigen öldichtnut sowie der Oberfläche des Öldichtrings so hoch wie möglich sein sollte. Es war bisher nicht möglich, diese beiden einander widersprechenden Bedingungen mit Hilfe eines herkömmlichen ringförmigen elastischen Dichtungsorgans, z.B. einesO-Rings zu befriedigen, da diese nicht weich genug sind, Dimensionschwankungen in Folge thermischer Ausdehnung usw. zu absorbieren, so daß sich entweder eine schlechte Folgefähigkeit des öldichtrings in Richtung, auf

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das Seitengehäuse oder ein Leckverlust an Öl und Gas rund um das ringförmige elastische Dichtungsorgan ergibt.

Ferner ergab sich bei dem herkömmlichen Aufbau das Problem, daß für den Fall einer Verformung des ringförmigen Dichtungsorgans 6 oder eine Verdrehung infolge Zerstörung seines Materials die Leistungfähigkeit der Gewährleistung der öl- und Gasdichtheit erheblich vermindert ist, so daß sich starker Verlust an öl und Gasen ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, vorbeschriebene Probleme herkömmlicher Öldichteinrichtungen zu lösen und eine verbesserte Öldichteinrichtung zu schaffen, bei der die Folgefähigkeit des Öldichtrings in Richtung auf die Innenwand des Seitengehäuses dadurch verbessert ist, daß man die Weichheit des Öldichtrings erhöht und ein anderes ringförmiges elastisches Öl-

dichtorgan unterbringt, daß in seiner V/eichheit besser ist als das herkömmliche ringförmige elastische Dichtungsorgan der O-Ringart, so daß auf diese V/eise die Folgefähigkeit des Öldichtrings verbessert und die Leistungsfähigkeit in der Gewährleistung der öl- und Gasdichtheit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer öldichteinrichtung für eine Drehkolbenmaschine gelöst durch einen Öldichtring mit einem L-förmigen Querschnitt, der in einer ringförmigen öldichtnut sitzt, die als Einschnitt in einerc Seitenwandabschnitt eines Läufers ausgebildet ist, wobei ein ringför-

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förmiger Gummi-Lippenkörper mit I-förmigen Querschnitt vorgesehen ist, der an den öldichtring in einer solchen Weise angebracht ist, daß er den L-förmigen Querschnitt in der Weise ergänzt, daß man insgesamt einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt erhält; ferner ist ein Federring vorgesehen,.der federnd nachgiebig den freien Randabschnitt des Lippenkörpers gegen einen Seitenwandabschnitt der ringförmigen Öldichtnut drückt, sowie eine Federeinrichtung, die federnd nachgiebig den Öldichtring in Richtung zur Außenseite der ringförmigen Öldichtnut und auf die Innenwand des Seitengehäuses der Maschine drückt.

Bei der öldichteinrichtung vorbeschriebenen Aufbaus besitzt der Öldichtring mit L-förmigem Querschnitt eine hohe Weichheit, die günstig ist,um eine gute Folgefähigkeit des Öldichtrings in Richtung zur Innenwand des Seitengehäases bei Umlauf des Läufers zu erhalten. Durch Verwenden eines ringförmigen Lippenkörpers aus Gummi oder Kautschuk mit einem l-förmigen Querschnitt , der an den Öldichtring mit L-förmigen Querschnitt derart angebracht ist, daß er diesen L-förmigen Querschnitt zu einem U-förmigen Querschnitt ergänzt, sowie durch das federnd nachgiebige Anpressen des freien Randabschnitts des Lippenkörpers an den Seitenwandabschnitt der ringförmigen öldichtnut unter Zuhilfenahme eines Federrings ,kann das ringförmige elastische Dichtunpsorgan.fü^r das Unterbrechen des Fluiddurchgangs durch den ringförmigen Raum zwischen dem Öldichtring und den Wandabschnitten der ringförmigen öldichtnut aus stark federnd nachgiebigem Aufbau sein, wodurch der Widerstand, der durch das ringförmige elastische Dich-

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tungsorgan auf den öldichtring gegen dessen Verschiebung ausgeübt wird, vermindert wird und die Folgefähigkeit des öldichtrings in Richtung zur Innenwand des Seitengehäuses erheblich verbessert wird; dabei kann die erhöhte Weichheit des ringförmigen elastischen Dichtungsorgans konstant hohe Leistungsfähigkeit in der Einhaltung der öl- und Gasdichtheit dadurch aufrecht erhalten, daß es wirkungsvollerweise den. Fluiddurchgang über den _ Ringraum sperrt.

Der Aufbau der öldichteinrichtung nach der Erfindung ist ein Ersatz des herkömmlichen Öldichtrings durch kombinieren eine Öldichtrings mit L-förmigem Querschnitt und eines Lippenkörpers mit· l-förmigem Querschnitt, wobei diese Kombination einen U-förmigen Querschnitt liefert, so daß die öldichteinrichtung nach der Erfindung Gesamtquerschnittsabmessungen zeigt, die im wesentlichen denjenigen der.herkömmlichen Öldichteinrichtung im wesentlichen äquivalent oder sogar diesen gegenüber geringer sind, wobei zusätzlich der Aufbau so einfach ist, daß er mit den einfachsten herkömmlichen Konstruktionen gemäß Fig. 1 vergleichbar ist.

Gemäß einer Modifikation der öldichteinrichtung nach der Erfindung kann ferner ein zweiter öldichtring. mit L-förmipem Querschnitt vorgesehen werden, der den erstgenannten Öldichtring mit Hilfe einer Federeinrichtung stützt, wobei eine zweite Federeinrichtung den zweiten öldichtring federnd nachgiebig gegen die Innenwand des Seitengehäuses preßt. Mit Hilfe eines solchen

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Doppelaufbaus der öldichtringe mit L-förmipem Querschnitt werden doppelte Berührung^absennitte für die Gewährleistung der öl- und Gasdichtheit zwischen dem öldichtring und der Innenwand des Seitengehäuses erhalten, wodurch man einen erhebliche erhöhten Wirkungsgrad in der Gewährleistung der öl-und Gasdichtheit erzielt. Es sei betont j daß dies nicht wesentlich die Abmessungen des Querschnittsaufbaus der Öldichteinrichtung erhöht, wenn man einen öldichtring mit L-förmipem Querschnitt über den anderen legt, wodurch eine sehr kompakte Konstruktion einer Öldichteinrichtung mit doppeltem Öldichtring erhält.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der freie ■ Randabschnitt des Lippenkörpers zweckmäßig mit einem rinnenartigen Abschnitt ausgebildet werden, so daß dessen konkave Seite den Federring aufnimmt, während dessen konvexe Seite an dem Seitenwandabschnitt der ringförmigen Öldichtnut anliegt.

Ferner kann der ringförmige Gummi-Lippenkörper einen vergrößerten ringförmigen Randabschnitt mit einer Dicke haben, die im wesentlichen gleich der Breite eines ringförmigen Flanschabschnitts des öldichtrings ist, wobei der Lippenkörper an diesen ringförmigen Flanschabschnitt mit Hilfe seines vergrößerten ringförmigen Randabschnitts angeklebt sein kann.

Die den Öldichtring. federnd sützende Federeinrichtung kann eine gewellte Feder sein, die federnd nachgiebig den ringförmigen Flanschabschnitt des Öldichtrings des L-förmigen Quer-

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Schnitts stützt.

Die Erfindung wird in folgendem anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert,

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel

eines bekannten Aufbaus einer Öldichteinrichtung für eine Drehkolbenmaschine zeigt;

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 entsprechende Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform einer Öldichteinrichtung nach der Erfindung zeigt j

Fig. 3 ist eine der Fig.. 2 entsprechende Ansicht, die eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt.

In folgendem wird die Erfindung im einzelnen an den bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.

Die Fip. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen öldichteinrichtung in einer der Quersehnittsansicht gemäß Fig. 1 entsprechenden Ansicht, wobei einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszejichen versehen sind. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 7 einen erfindungsgemäß vorzusehenden öldichtring mit L-förmigem Querschnitt; dieser Ring sitzt in einer ringförmigen öldichtnut 3 und ist über deren Seitenwandab-

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schnitt verschiebbar, wobei sein Abschnitt 8 einem Schenkel des L-förmigem Querschnitt entspricht. Der Öldichtring kann an dem Vorderabschnitt seines Sehenkels 8 an die -Innenwand des Seitengehäuses 2 angepreßt werden, um an der Berührungsstelle öl- und Gasdichtheit zu erhalten. Ein' dem anderen Schenkel des L-förmigen Querschnitts entsprechender Abschnitt 9 ist ge'gen die Bodenwand der ringförmigen Öldiehtnut 3 mit Hilfe einer gewellten ringförmigen Feder 5 gestützt, die den Abschnitt 8 auf die Innenwand des Seitengehäuses 2 mit einer Nachgiebigkeit drückt, die der L-förmige Aufbau des Öldichtrings erlaubt. Von dem Abschnitt des Öldichtrings 7 steht ein daran angeklebter ringförmiger Lippenkörper IO aus Gummi oder Kautschuk vor, der I-förmigen Querschnitt hat und zusammen mit dem L-förmigen Querschnitt aufweisenden Öldichtiring 7 einen einheitlichen Körper mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt bildet. Ein freier Randabschnitt 11 des ringförmigen Lippenkörpers 10 ist etwas hakenförmig im Querschnitt ausgebildet und kann einen Federring 12 an seinem Hakenabschnitt aufnehmen, so daß der ringförmige Lippenkörper 10 federnd gegen einen Wandabschnitt der ringförmigen Öldichtnut 3 an seinem freien Randabschnitt 11 gedrückt wird, wodurch ein Fluiddurchgang, der den ringförmigen Raum zwischen dem öldichtring 7 und den Wänden der ringförmigen öldichtnut 3 durchquert, in wirkungsvoller Weise gesperrt wird.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der öldichtein-. richtung nach der Erfindung in einem der Fig. 1 oder 2 entsprechenden Querschnitt. Der Aufbau gemäß Fig. 3 enthält den Aufbau ge-

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maß Pip. 2 als einen Teil davon, wobei der der Fig. 2 entsprechende Teil der Fig. 3 rnit demselben Bezugszeichen versehen ist. Bei ■ dem Aufbau gemäß Fig. 3 wird der Abschnitt 8 des öldichtrings 7 mit L-förmigem Querschnitt von einem Abschnitt 14 überlagert, der einem Schenkel eines zweiten Öldichtrings 13 entspricht, der einen ähnlichen L-förmigen Querschnitt hat, während der andere Schenkel 9 des öldichtrings 7 durch einen weiteren Schenkel 16 des öldichtrings 13 über eine gewellte ringförmige Feder 5 gestützt wird. Der Schenkel 15 des öldichtrings 13 ist mit Hilfe einer weiteren gewellten ringförmigen Feder 16 an der Bodenwand der ringförmigen öldichtnut 3 abgestützt. Bei diesem Aufbau sind die Öldichtringe 7 und 13 so gestützt, daß sie unabhängig voneinander in Richtung der Läuferachse unter der Wirkung der gewellten ringförmigen Federn 5 und 16 verschiebbar sind, wodurch die Endabschnitte der Schenkel 8 und lh der jeweiligen öldichtringe unabhängig der Innenwand des Seitengehäuses folgen können, wodurch man eine doppelte Wirkung zur Einhaltung der Öl- und Gasdichtheit erreicht. Es sei hervorgehoben, daß der Aufbau der öldichteinrichtung gemäß Fig. 3 nur wenig größere Abmessungen als der Aufbau gemäß Fig. 2 hat, und zwar trotz der Verdopplung in der Wirkung der Gas- und üldichtheit.

Die Erfindung liefert somit eine Öldichteinrichtung für eine Drehkolbenmaschine zur Erzielung einer öl- und Gasdichtheit zwischen einem Seitenwandabschnitt eines Läufers und der Innenwand des Seitengehäuses, wobei der öldichtring in einer ringförmigen öldichtnut untergebracht ist, die als Einschnitt in den

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Wandabschnitt des Läufers ausgebildet ist₃ wobei der ^:ö Id leihtring L-förmlgen Ouerselaiiiltt hat und mit Hilfe eines aus ChHinni bestehenden ringförmigen Llppenkörpers mit I-förmigem Querschnitt zu einem einstückigen Körper mit 0-foriml^eiin Querschnitt ergänzt ist'und der LlppesnkOrper an einen ringförmigen Flanschabschnitt des Öldlehtrlngs angeklebt Ist und mit Hilfe eines Federrings an seinem freien Randabschnitt an einen Seitenwandabschnitt der ringförmigen öldlchtnut angepreßt wird,.

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Claims

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Patentansprüche

j öldichteinrichtung für eine Drehkolbenmaschine, gekennzeichnet durch einen Öldichtring (7)j der L-förmigen Querschnitt hat und in einer als Einschnitt in einem Seitenwandabschnitt eines Läufers. (1) ausgebildeten ringförmigen öldichtnut (3) untergebracht ist, durch einen ringförmigen Kautschuk-Lippenkörper ,der l-förmigen Querschnitt hat und an den öldichtring in der Weise angebracht ist, daß er dessen L-förmigen Querschnitt zu einem im wesentlichen U-förmigem Querschnitt ergänzt, wobei eine Feder (12) den freien Randabschnitt des Lippenkörpers (10) federnd nachgiebig gegen einen Seitenwandabschnitt der ringförmigen Öldichtnut drückt und eine Federeinrichtung (5) den öldichtring federnd nachgiebig in Richtung zur Außenseite der Öldichtnut gegen die Innenwand eines Seitengehäuses (2) der Maschine preßt.

2. öldichteinrichtunp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Randabschnitt (11) des Lippenkörpers (10) mit einem rinnenartipen Abschnitt versehen ist, dessen konkave Seite den Federring (12) aufnimmt, während dessen konvexe Seite an dem Seitenwandabschnitt der ringförmigen öldichtnut anliegt.

3. öldichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Lippenkörper (10) einen vergrößerten ringförmigen Randabschnitt besitzt, dessen Dicke im wesentlichen

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ORIGINAL INSPECTED

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gleich der Breite eines ringförmigen Flanschabschnitts (9) des öldichtrings (7) ist und der mit diesem Randabschnitt an den Flanschabschnitt des Öldichtrings angeklebt ist.

i|. öldichteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (5) eine gewellte Feder ist, die federnd nachgiebig einen ringförmigen Flanschabschnitt (9) des Öldichtrings mit L-förmigem Querschnitt stützt.

5. Öldichteinrichtung nach Anspruch 1 bis ^, gekennzeichnet durch einen zweiten Öldichtring (13), der L-förmigen Querschnitt hat und den ersten Öldichtring, (7) über eine Federeinrichtung (5) stützt, wobei eine zweite Federeinrichtung (16) vorgesehen ist, die federnd nachgiebig den zweiten Öldichtring auf die Innenwand des Seitengehäuses (2) drückt.

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