DE2418744A1

DE2418744A1 - Konstruktion zur verhinderung der leckoelbildung bei drehkolbenmaschinen

Info

Publication number: DE2418744A1
Application number: DE2418744A
Authority: DE
Inventors: Minoru Morita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1973-12-29
Filing date: 1974-04-18
Publication date: 1975-07-10
Also published as: JPS5096708A; US3945776A; JPS5236566B2

Description

TlEDTKE - BütfUNG - KlNNE

TEL. (089) 53 9653-56 TELEX: 524845 tipat CABLE ADDRESS: Germaniapatent München

8000 München 2

Bavariaring 4

Postfach 202403 ¹⁸· April 1974

B 59 80 / case AT-F-34

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Toyota, Japan

Konstruktion zur Verhinderung der Leckölbildung bei Drehkolbenmaschinen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Drehkolbenmaschine und insbesondere auf eine Konstruktion für die Verhinderung von Leckölbildung bei einer Drehkolbenmaschine derjenigen Bauart, die einen Läufer besitzt, der exzentrisch innerhalb eines Gehäuses umläuft, welches aus wenigstens zwei Seitengehäusen und einem Mittelgehäuse besteht, das sich zwischen den Seitengehäusen befindet, wobei die Abdichtung gegen· öl und Gas zwischen der Seitenwand des Läufers und dem Seitengehäuse durch einen Öldichtungsring gewährleistet wird, der in einer ringförmigen öldichtnut sitzt, die in der Seitenwand des Läufers untergebracht ist.

Bei der vorbeschriebenen Bauart der Drehkolbenmaschine sind bereits zahlreiche Verbesserungen bezüglich der öldichtungs·

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konstruktion vorgeschlagen worden, um die Gas- und öldichtheit am öldichtungsabschnitt zu verbessern, der aus der ringförmigen Öldichtnut und dem Öldichtring besteht. Trotz dieser Verbesserungen in der Öldichteinrichtung tritt eine erhebliche Menge an Schmieröl durch die öldichteinrichtung radial zur Außenseite des Läufers durch mit dem Nachteil, daß die Drehkolbenmaschine eine erheblich größere Menge an Schmieröl verbraucht als die herkömmlichen Brennkraftmaschinen der Hubkolbenbauart.

Aufgabe der Erfindung ist es, das vorbeschriebene Problem zu beseitigen und eine Konstruktion zur Verhinderung der Leckölbildung in einer Drehkolbenmaschine zu schaffen, eine Konstruktion, die abweicht von den zählreichen bisher vorgeschlagenen Verbesserungen, die sich grundsätzlich mit der Verbesserung des öldichtringaufbaus befassen, so daß der Lecköldurchgang zwischen der Läuferseitenwand und dem Seitengehäuse in wirksamerer Weise durch den Einsatz der Konstruktion nach der Erfindung verhindert wird, und zwar zusätzlich zu den herkömmlichen Verbesserungen in Hinsicht auf den Aufbau des Öldichtrings.

Erfindungsgercäß wird die gestellte Aufgabe durch wenigstens eine Öldichtnut gelöst, die in der Seitenwand des Läufers untergebracht ist und sich auf der radial innenliegenden Seite der ringförmigen Öldichtnut in einer solchen Weise befindet, daß sie sich spiralförmig um das Zentrum des Läufers erstreckt. Durch die Anordnung dieser vorgenannten spiral-

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förmigen Nut und insbesondere durch die Anordnung dieser spiralförmigen Nut derart, daß sie radial nach außen entlang der Drehrichtung des Läufers öffnet, übt diese spiralförmige Nut eine radial nach innen gerichtete Schabwirkung auf das Öl beim Umlauf des Läufers aus, wodurch eine konstante, in Richtung auf den Mittelteil des Läufers gerichtete ölwiedergewinnung erreicht wird, während gleichzeitig ein guter Ölfilm auf der Läuferseitenwand und der Innenseitenfläche des Seitengehäuses aufrechterhalten wird. Durch diese Anordnung der Öldichtnut wird vermieden, daß eine große Menge an Öl in die Öldichteinrichtung gepreßt wird, die auf der Außenseite der ölnut vorhanden ist, wodurch ein ölleckverlust oder Leckdurchgang in der Öldichteinrichtung vermindert wird. Die Leistungsfähigkeit der öldichteinrichtung hinsichtlich der Abdichtung gegen Öl- und Gasdurchgang wird in befriedigender Weise aufrechterhalten, wenn eine ölmenge zugeführt wird, die ausreicht, einen wirksamen Ölfilm zwischen dem Öldichtring und der Wandfläche der ringförmigen öldichtnut und zwischen dem Öldichtring und der Innenfläche des Seitengehäuses aufrechtzuerhalten. Eine über diese notwendige Ölmenge hinausgehende Menge erhöht nicht die Leistungsfähigkeit in der Abdichtung gegen Öl und Gas sondern beeinträchtigt vielmehr diese Wirkungen in Richtung auf erhöhten Lecköldurchgang. Da die der Öldichteinrichtung zugeführte ölmenge durch die spiralförmige ölnut nach der Erfindung auf einem geeigneten Wert gehalten wird, wird die Abdichtleistung gegen öl- und Gasdurchgang der Öldichteinrichtung auf optimaler Höhe gehalten, während gleichzeitig in wirkungsvoller Weise Leckölverluste unterdrückt werden.

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Vorzugsweise werden mehrere schraubenförmige oder spiralförmige Ölnuten vorgesehen, und zwar derart/ daß sie sich symmetrisch um das Zentrum des Läufers verteilen. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, daß die spiralförmigen Nuten so angeordnet werden, daß man eine mehrlagige spiralförmige Nut erhält, indem einige Abschnitte der einzelnen Nuten einander überlappen, wodurch eine mehrstufige spiralförmige . Nuteinrichtung in Radialrichtung der Läuferseitenwand erhalten wird; eine solche mehrstufige spiralförmige Nut führt zur Vergleichförmigung der Ölschabwirkung über eine größere Fläche, so daß eine bessere Abstreifwirkung und gleichzeitig eine gute Abdichtung gegen öl- und Gasdurchgang erzielt wird.

Die erfindungsgemäß vorzusehende schraubenförmige oder spiralförmige ölnut hat vorzugsweise eine sich vom radial außenliegenden Endabschnitt zum radial innenliegenden Endabschnitt vergrößernde Querschnittsabmessung. Eine solche Gestaltung der Querschnittsfläche erleichtert das durch die Nut abgestreifte öl in der Nut zu sammeln und zum Mittelabschnitt des Läufers zurückzuführen. Das radial außenliegende Ende der schraubenförmigen ölnut kann sich an die ringförmige Öldichtnut der öldichteinrichtung anschließen! und mit dieser kommunizieren. Bei diesem Aufbau wird das durch den öldichtring abgestreifte überflüssige Öl unmittelbar zum Mittelabschnitt des Läufers zurückgeführt, und zwar über die spiralförmige μ^ die erfindungsgemäß vorgesehen ist.

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Die Oberfläche des Seitenwandabschnitts, an dem die erfindungsgemäße spiralförmige ölnut vorgesehen ist, erhält vorzugsweise eine Oberflächenbehandlung gegen Abnutzung, so daß das Auftreten örtlicher erheblicher Abnutzung im Läuferkörper vermieden wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Läufers einer

Drehkolbenmaschine mit einer erfindungsgemäßen Konstruktion zur Verhinderung des Lecköldurchgangs;

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht der Drehkolbenmaschine im Läufer nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die schraubenförmige Nut als eine einzelne spiralförmige Nut ausgebildet ist;

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der spiralförmigen Nut in größerem Detail;

Fig. 5 zeigt die spiralförmige Nut nach Fig. 4 in gestrecktem Zustand sowie deren Gestaltung in Hinsicht auf die Tiefe;

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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen spiralförmigen Ölnut;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die den Oberflächenaufbau des Läufers zeigt, wo die spiralförmige Nut angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt eine Seitenwand eines Läufers einer Drehkolbenmaschine, die mit einer erfindungsgemäßen Konstruktion für die Verhinderung des Lecköldurchgangs versehen ist; der Läufer 1 ist mit mehreren Ölnuten 3 versehen, die spiralförmig um das Zentrum des Läufers in einem Bereich verlaufen, der radial innerhalb einer Oldichteinrichtung 2 liegt, die üblichen Aufbau hat. Wie man aus Fig. 2 ersieht, sind die ölnuten 3 der Innenfläche eines Seitengehäuses 4 zugewandt. Der Läufer 1 rotiert in Richtung des Pfeils A in Fig. 1; dementsprechend sind die spiralförmigen Nuten 3 so ausgebildet, daß sie zur radial außengelegenen Seite des Läufers entlang der Richtung des Pfeils A öffnen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die spiralförmige Nut 3 als eine einzelne Nut ausgebildet ist.

Fig. 4 zeigt ein wesentliches Merkmal in der Gestaltung einer Ausführungsform der spiralförmigen Nut 3. In diesem Fall erweitert sich die Nut 3 allmählich von ihrem radial außengelegenen Endabschnitt a in Richtung auf ihren radial inneren Endabschnitt c, und zwar über einen Zwischenabschnitt b.

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In Fig. 5 ist die in Fig. 4 dargestellte spiralförmige Nut gestreckt dargestellt, so daß sich deren Tiefenänderung bequem darstellen läßt. Wie man aus Fig. 5 ersieht, kann die Nut 3 eine sich allmählich vom Abschnitt a zum Abschnitt c vergrößernde Tiefe besitzen, so daß die Querschnittsfläche der Nut vom radial äußeren Endabschnitt zum radial inneren Endabschnitt allmählich mit einer Rate zunimmt, die ausreicht, daß freier Durchfluß des über den Gesamtbereich der spiralförmigen Nut in Richtung auf den radial inneren Endabschnitt der . Nut abgestreiften Öls möglich ist, wobei die Menge dieses ÖIstroms allmählich mit der Annäherung zum radial inneren Endabschnitt der Nut wächst.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die spiralförmige Nut 3 in die öldichtnut der ringförmigen Oldichteinrichtung 2 einmündet und mit dieser kommuniziert, und zwar an ihrem radial äußeren Ende. In diesem Fall wird das durch die ringförmige Oldichteinrichtung abgestreifte überflüssige Öl unmittelbar zum Mittelabschnitt des Läufers über die spiralförmige Nut 3 rückgeführt.

Die Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch einen Läuferseitenwandabschnitt, der mit der spiralförmigen Mut 3 versehen ist, wobei die Oberfläche des Läuferseitenwandabschnitts eine Oberflächenbehandlung erhalten hat, so daß er einen Antiabnutzungsbelag 5 erhält. Durch diesen Antiabnutzungsbelag wird vermieden, daß der mit der spiralförmigen Nut 3 versehene Seitenwandabschnitt des Läufers stark beansprucht und der Läufer örtlich

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abgenutzt, wird, selbst wenn der Lauf erseitenwandabschnitt in unmittelbare Berührung mit der Innenfläche des Seitengehäuses kommt.

Die Erfindung liefert somit eine Konstruktion zur Verhinderung des Lecköldurchgangs, der zwischen einer Seitenwand eines Läufers und der Innenfläche eines Seitengehäuses der Drehkolbenmaschine auftreten kann; diese Konstruktion besitzt wenigstens eine ölnut, die in der Seitenwand des Läufers in einem Bereich innerhalb einer herkömmlichen ringförmigen Öldichteinrichtung so angeordnet ist, daß sie spiralförmig um das Zentrum des Läufers verläuft.

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Claims

Patentansprüche

1J Konstruktion zur Verhinderung des Lecköldurchgangs in einer Drehkolbenmaschine derjenigen Bauart, die einen Läufer besitzt, der exzentrisch in einem Gehäuse umläuft, das aus wenigstens zv/ei Seitengehäusen und einem dazwischenliegenden Mittelgehäuse besteht, wobei die Gas- und Ölabdichtung zwischen einer Seitenwand des Läufers und dem Seitengehäuse mit Hilfe eines Öldichtrings erreicht wird, der in einer in der Seitenwand des Läufers angeordneten ringförmigen öldichtnut sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwand des Läufers (1) wenigstens eine Ölnut (3) vorgesehen ist, die sich auf der radial innenliegenden Seite der ringförmigen öldichtnut (2) in einer solchen Weise befindet, daß sie spiralförmig um das Zentrum des Läufers verläuft.
2. Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölnut (3) aus mehreren Nuten besteht.
3. Konstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölnuten (3) eine mehrschichtige spiralförmige Nuteinrichtung bilden.
4. Konstruktion nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölnut von ihrem radial äußeren Endabschnitt in Richtung auf ihren radial .inneren Endabschnitt eine allmählich zunehmende Querschnittsfläche besitzt.

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5. Konstruktion nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölnut (3) sich an ihrem radial äußeren Endabschnitt an eine ringförmige Öldichtnut (2) einer ringförmigen Öldichteinfichtung anschließt und mit dieser kommuniziert,
6. Konstruktion nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Ölnut (3) versehene Seitenwandabschnitt des Läufers mit einem Antiabnutzungsbelag (5) versehen ist.

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