DE2362981C3 - Öldichtungsvorrichtung für einen Kolben einer Rotationskolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine öldichtungsvor-Hung für einen Kolben einer Rotationskolbenschine, der in seinen Stirnwänden jeweils eine kreis-

65 ringförmige Nut zur Aufnahme eines gegen die Innen fläche des gegenüberliegenden Gehäuscseitenteils de: Maschine federnd anliegenden, U-förmigen Gleitring! aufweist, dessen Basisteil an der radial inneren Nut flanke anliegt und dessen dem Gehäuseseitenteil ge genüberliegender Gleitschenkel eine abgeschrägte Gleitfläche derart aufweist, daß ihr achsnaher Bereich in dichtender Berührung mit dem Gehäuseseitentei steht, wobei der U-förmige Gleitring einen ringförmi gen, elastischen Dichtkörper aufnimmt, der eine Nut flanke dichtend berührt. Eine derartige öldichtungsvor richtung ist aus der DT-OS 22 17 103 bekannt.

Bei bekannten öldichtungsvorrichtungen dieser An ist der Gleitring ein Massivring, in dem maschinell eine Nut zur Aufnahme eines O-Rings als Dichtungskörpei eingearbeitet ist, und der am Nutgrund durch einen ge wellten Federring gestützt ist. Abgesehen davon, daC eine solche öldichtungsvorrichtung durch die notwendige Einarbeitung einer Nut in den Gleitring und durch die Verwendung einer gesonderten Feder aufwendig ist, ergibt sich durch die Verwendung einer ringförmigen Feder und durch die körperliche Trennung von Gleitring und Feder eine Beeinträchtigung in der Folgefähigkeit des Gleitrings gegenüber den Innenflächen der Gehäuseseitenteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine öldichtungsvorrichtung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau besitzt und eine gute Folgefähigkeit des Gleitrings axial zum Kolben gewährleistet.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der U-förmige Gleitring aus Federstahl besteht, und daß beide Schenkel des U-förmigen Gleitrings zum Nutgrund geneigt sind, wovon der Stützschenkel über seinen Umfang abwechselnd Aussparungen und Sektoren aufweist, welche in ihren achsfernen Bereichen den Nutgrund berühren. Ein solcher Gleitring ist aus Blech in einem einfachen Stanzverfahren und damit kostengünstig herstellbar und hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß er selbst die Funktion einer Feder für das Andrücken an die Innenflächen der Gehäuseseitenteile übernimmt Durch die Aufschlitzung des Stützschenkels ergibt sich eine Vielzahl von untereinander unabhängigen elastischen Sektoren, die voneinander unabhängig ohne Hinderung durch Ringkräfte reagieren können, so daß eine sehr anpassungsfähige Folgemöglichkeit gegeben ist.

Der Dichtkörper kann bei dieser Ausgestaltung ein zwischen den Schenkeln des Gleitrings aufzunehmender O-Ring sein oder ein ringförmiges Flachband, das den Stützschenkel lückenlos umschließt. Im letzteren Fall besteht die ganze öldichtungsvorrichtung lediglich aus einem einzigen Körper.

Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer öldichtungsvorrichtung;

F i g. 2 ist eine Seitenansicht eines Gleitrings;

F i g. 3 ist eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht, die eine kleine Abwandlung der in F i g. I gezeigten Ausführungsform zeigt;

F i g. 4 ist eine der F i g. 2 ähnliche Ansicht, die eine weitere Abwandlung des Gleitrings zeigt;

F i g. 5 ist eine den F i g. 1 und 3 ähnliche Ansicht, die eine zweite Ausführungsform der öldichtungsvorrichtung zeigt;

F i g. 6 ist eine Seitenansicht des Gleitrings der Aus-

führungsform nach F i g. 5;

Fig.7 und 8 zeigen zwei Abwandlungen der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform;

F i g. 9 ist eine der F i g. 1 oder 5 ähnliche Ansicht, die eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform der öldichtungsvorrichtung zeigt; und

F i g. 10, 11 und 12 zeigen einige Abwandlungen der in F i g. 9 gezeigten Ausführungsform.

Gemäß F i g. 1 sitzt in einer kreisringförmigen, zur Innenfläche eines Gehäuseseitenteils 2 offenen Nut des Kolbens 4 einer Rotationskolbenmaschine ein U-förmiger Gleitring 11, der aus einem dünnwandigen federnden Material besteht. Der Basisteil 13 des Gleitrings liegt an der radial inneren Nutflanke an, während sein dem Gehäuseseitenteil 2 gegenüberliegender Gleitschenkel zum Nutgrund geneigt ist und mit seinem achsnahen Bereich in dichtender Berührung mit dem Gehäuseseitenteil steht. Der dem Nutgrund benachbarte Siützschenkel 14 des Gleitrings 11 ist ebenfalls zum Nutgrund geneigt und berührt mit seinem achsfernen Bereich den Nutgrund. Zwischen beiden Schenkeln 12 und 14 befindet sich ein O-Ring 16, welcher den Basisteil 13 des Gleitrings 11 und die radial äußere Nutflanke dichtend berührt. Wie deutlich aus F i g. 2 ersichtlich, ist der Stützschenkel 14 in eine Anzahl Sektoren unterteilt, die durch in radialer Richtung verlaufende Einschnitte 15 getrennt sind, wobei sich jeder Sektor federnd um eine Achse biegen kann, die sich längs seines Verbindungsabschnitts mit dem basisteil 13 erstreckt, so daß er unabhängig eine Federkraft ausübt, die in die Richtung der Kolbenachse verläuft, so daß der Gleitring 11 wirksam durch eine Anzahl von Federn gestützt wird, die in seiner Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.

Durch die für sich unabhängig federnden Sektoren sowie durch die konische Ausbildung des Gleitschenkels 12 erhält der Gleitring 11 nicht nur eine ausreichende federnde Stützung, sondern auch die erforderliche Steifigkeit, um durch Keilwirkung einer, befriedigenden Auffang- und Rückgewinnungswirkungseffekt für öl zu erzielen, welches auf Grund des in der Arbeitskammer der Rotationskolbenmaschine erzeugten Gasdrucks in die Pfeilrichtung A befördert wird, und um eine befriedigende Abstreifwirkung für von der Seite der Welle her in die Pfeilrichtung B befördertes öl zu erzielen, so daß ölleckdurchgänge verhindert werden.

Um zu verhindern, daß öl oder Gase den ringförmigen Raum durchströmen, der zwischen dem Gleitring 11 und dem Nutgrund 6 belassen ist, enthält die in F i g. 1 gezeigte öldichtungsvorrichtung d°n O-Ring 16 aus einem elastischen Material, beispielsweise Kautschuk, so daß er den Fluiddurchgang über den ringförmigen Raum sperrt.

Der Gleitring 11 kann leicht mittel? eines Ausstanzverfahrens aus Blechmaterial usw. hergestellt werden, was einen großen Gewinn hinsichtlich der Produktionskosten bedeutet. Da weiterhin der erfindungsgemäße Gleitring selbst die Funktion seiner Feder ausübt, ist es lediglich erforderlich, den Gleitring mit dem O-Ring 16 zu kombinieren und in die ringförmige Nut einzusetzen. Bei der öldichtungsvorrichtung nach F i g. 3 ist der Gleitring mit einer verschleißfesten Schicht 17 versehen, die über die Gleitfläche des Gleitschenkels 12 gezogen ist und aus einem Material besteht, das im Vergleich zum Blechmaterial des Gleitrings eine bessere verschleißfeste Eigenschaft besitzt, z. B. aus Chrom usw.: ein solches Material wird durch eine Schweißinjektion oder Plattierung zu der Schicht gebildet

F i g. 4 zeigt eine Abwandlung des in F i g. 2 gezeigten Gleitrings, wonach die Sektoren jeweils von dem benachbarten einen erheblichen Abstand halten, um klar die unabhängigen Sektoren 18 zu definieren, von denen jeder wie eine vollständig unabhängige Blattfeder arbeitet, die den Gleitring federnd nachgiebig zur Außenseite der ringförmigen Nut gegen die Innenfläche des Gehäuseseitenteils stützt Dieser Gleitring

ίο kann in der aus F i g. 1 ersichtlichen öldichtvorrichtung durchaus in der gleichen Weise in Verbindung mit dem O-Ring 16 und mit der Gleitfläche des Gleitschenkels vorgesehenen verschleißfesten Schicht eingebaut werden, wobei in diesem Fall die Federwirkung des in F i g. 4 gezeigten Gleitrings durch die richtige Auswahl des Abstandes zwischen den benachbarten Sektoren 18 so weich wie nötig gemacht werden kann.

Die F i g. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Gleitring 11, der im we- sentlichen von der gleichen Art wie der in F i g. 4 ist, in gleicher Weise wie in F i g. 1 angewendet wird. Es ist jedoch der übliche O-Ring weggelassen; an seine Stelle tritt ein Dichtkörper aus einem ringförmigen Flachband 19 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Kautschuk, das sich entlang der Reihe von Sektoren 18 erstreckt, so daß es sowohl deren außenliegende Flächen als auch die benachbarten Aussparungen überbrückt, wie es besser aus F i g. 6 ersichtlich ist. Das Flachband 19 sperrt den Strömungsmitteldurchgang über den ringförmigen Raum, der zwischen der Nut und dem darin eingesetzten Gleitring belassen ist, indem es sich an den Nutgrund 6 der Nu: unter der Wirkung der durch die Sektoren 18 ausgeübten Federkräfte dichtend anlegt. Der Gleitring 11 nach F i g. 5 und 6 kann als ein Einzelteil angefertigt werden, das lediglich in die ringförmige Nut eingesetzt werden muß, um augenblicklich eine fertige öldichtvorrichtung zu schaffen, wie aus F i g. 5 ersichtlich ist.

F i g. 7 zeigt eine Abwandlung des in F i g. 5 gezeigten Aufbaus, wobei der Gleitring 11 als Dichtkörper ein ringförmiges Flachband 19' aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Kautschuk, besitzt, das sich über die innenliegenden Flächen der Sektoren 18 derartig erstreckt, daß es benachbarte Aussparungen überbrückt; weiterhin wird das Flachband 19' um die freien Endabschnitte der Sektoren geführt, so daß ein Wulstabschnitt erhalten wird, der in dichte Berührung mit dem Nutgrund 6 der ringförmigen Nut gedrückt wird, wenn der Gleitring 11 durch federndes Verformen der Sektoren und unter einer leichten Kompression in Axialrichtung des Kolbens in die Nut 6 eingesetzt worden ist

F i g. 8 zeigt eine weitere Abwandlung des in F i g. 5 gezeigten Aufbaus, wobei der Gleitring 11 mit der verschleißfesten Schicht 17 versehen ist, die sich über die Gleitfläche des Gleitschenkels 12 erstreckt, wie dies auch bei der in F i g. 3 gezeigten Abwandlung der Fall ist Weiterhin ist in diesem Aufbau das ringförmige elastische Flachband verlängert, so daß es sich um den

<io freien Endabschnitt der Sektoren 18 legt, wie es in F i g. 8 ersichtlich ist, wobei dieses Flachband abweichend mit 19" bezeichnet ist.

Es wird ersichtlich, daß die in den F i g. 7 und 8 gezeigten Gleitringe durchaus in der gleichen Weise wie

<>5 derjenige aus F i g> 5 angewendet werden, so daß sie eine öldichtungsvorrichtung bilden und genausogut arbeiten.

F i g. 9 zeigt noch eine andere Ausführungsform des

Erfindungsgegenstands, bei der der Gleitring 11 an seinem Stützschenkel 14 über dessen gesamten Umfang in gleichen Abständen zum Gleitschenkel hin gebogene Abschnitte 20 aufweist, deren achsferne Bereiche die radial äußere Nutflanke berühren. Bei dieser Gestaltung arbeitet jeder der Abschnitte 20 unabhängig als Blattfeder gegen die radial außenliegende Nutflanke, so daß sie federnd den Gleitring um die Mittelachse der ringförmigen Nut zentriert. Weiterhin dienen diese Abschnitte 20 auch als eine Einrichtung zum Halten des herkömmlichen O-Rings 16, der so eingesetzt ist, daß er mit dem ringförmigen Gleitring 11 zusammenarbeitet und den Strömungsmitteldurchgang über einen ringförmigen Raum zwischen der Nut und dem Gleitring 11 sperrt, wodurch es möglich ist, die Breite des Basisteils 13 so zu wählen, daß sie erheblich größer als der Durchmesser des O-Rings 16 ist.

F i g. IO zeigt eine kleine Abwandlung des in F i g. 9 gezeigten Aufbaus, wobei der herkömmliche O-Ring 16 weggelassen und gegen ein ringförmiges Flachband 21 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Kautschuk, ausgewechselt ist, das sich über die Reihe von Abschnitten 20 erstreckt, und zwar genau wie im Falle der F i g. 7. Bei diesem Aufbau arbeitet das Flachband 21 so, daß es den Strömungsmitteldurchgang über den ringförmigen Raum zwischen der Nut und dem Gleitring 11 sperrt, indem es unter der Federwirkung der Abschnitte 20 an seinem Wulstrand eng an die radial

ίο außenliegende Nutflanke angedrückt wird.

Die F i g. 11 und 12 zeigen Abwandlungen der in den F i g. 9 und 10 gezeigten Bauarten, wobei der Gleitring 11 jeweils mit der verschleißfesten Filmschicht 17 versehen ist, die über die Gleitfläche des Gleitschenkels gezogen ist, wie aus der F i g. 3 oder 8 ersichtlich ist.

Es ist noch zu bemerken, daß der in F i g. 10 oder 12 gezeigte Gleitring als ein Einzelteil hergestellt ist, das gebrauchsfertig in die ringförmige Nut eingesetzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. öldichtungsvorrichtung für einen Kolben einer Rotationskolbenmaschine, der in seinen Stirnwänden jeweils eine kreisringförmige Nut zur Aufnahme eines gegen die Innenfläche des gegenüberliegenden Gehäuseseitenteils der Maschine federnd anliegenden, U-förmigen Gleitrings aufweist, dessen Basisteil an der radial inneren Nutflanke anliegt und dessen dem Gehäuseseitenteil gegenüberliegender Gleitschenkel eine abgeschrägte Gleitfläche derart aufweist, daß ihr achsnaher Bereich in dichtender Berührung mit dem Gehäuseseitenteil steht, wobei der U-föraiige Gleitring einen ringförmigen, elastisehen Dichtkörper aufnimmt, der eine Nutflanke dichtend berührt, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Gleitring (11) aus Federstahl besteht, und daß beide Schenkel (12; 14) des U-förmigen Gleitrings zum Nutgrund (6) geneigt sind, wovon der Stützschenkel (14) über seinen Umfang abwechselnd Aussparungen und Sektoren (18) aufweist, welche in ihren achsfernen Bereichen den Nutgrund (6) berühren.

2. öldichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (18) jeweils dicht zusammenliegen und lediglich durch einen Schlitzspalt voneinander getrennt sind.

3. öldichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (18) unter einander einen erheblichen Abstand haben und die dazwischen befindlichen, die Aussparungen bildenden Abschnitte (20) zum Gleitschenkel hin gebogen sind.

4. öldichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die achsfernen Bereiche der Abschnitte 20 die radial äußere Nutflanke berühren (F ig. 10,12).

5. Öldichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper ein O-Ring (16) ist, der zwischen den Schenkeln (12; 14) des Gleitrings (11) liegt (F ig. 3).

6. öldichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (16) ein O-Ring ist, der zwischen den Abschnitten (20) und dem Gleitschenkel (12) liegt (F i g. 9, 11).

7. öldichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper ein Flachband (19) ist, das an dem Stützschenkel (14) angebracht ist (F ig. 5,6, 7,8).

8. öldichtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper ein Flachband (19) ist, das an den Abschnitten (2¹O) angebracht ist und diese überbrückt (F i g. 10,12).

9. öldichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bekannterweise zumindest die Gleitfläche des Gleitrings (11) mit einer verschleißfesten (>° Schicht (17) überzogen ist (F i g. 3,8, 11,12).