DE2423583A1

DE2423583A1 - Schutzschild fuer rotordichtungen in rotationskolbenmotoren

Info

Publication number: DE2423583A1
Application number: DE2423583A
Authority: DE
Inventors: Charles D Mclain
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1973-05-16
Filing date: 1974-05-15
Publication date: 1974-12-05
Also published as: IT1016043B; CA1013681A; US3844692A; GB1436094A; JPS5040913A

Description

New Haven, Connecticut Oo504, V.St.A.

"Schutzschild für Rotordichtungen in Rotationskolbenmotoren"

Priorität: 16. Mai 1973; V.St.A.; Anmelde-Hr.: 360,746

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschirmeinrichtung zum Schutt der Dichtungen an den Rotorspitzen in Rotationskolbenmotoren, die eine durch eine Wand begrenzte epitrochoidförmige Kammer und einen Rotor aufweisen, der eine llehrzahl von Vorsprüngen mit je einer Spitze aufweist und rotationsfähig und exzentrisch zum Zweck des Umlauf ens derart in der Kammer angeordnet ist, dass ein Spalt zwischen Spitze und Kammerwand entsteht, und der an jeder Spitze' ein leistenartiges Teil zum Abdichten derart aufweist, dass es den Spalt zwischen Rotor* und der Höhlung der Kammerwand wirksam ausfüllt.

Der Rotationskolben- ■ ode rV/anke lino tor viird als Ersatz für die herkömmlichen- Kolbenmotoren als Fahrzeugmotor oder als Motor

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ahnlicher Grosse in Betracht gezogen. "06"

Die Vorteile des Rotationskolbonmotors umfassen Einfachheit, geringes Gericht und geringe Grosse« Grundsätzlich befcteht der !.!otor aus einen dreieckförmigen Rotor, der exzentrisch innerhalb einer Kanrner rotiert, die die epitrochoidförriiige oder Kodifizierte Gestalt einer Acht hat. Dichtungen an den" Rotorspitsen dienen dazu, den Raum, innerhalb der Kammer in drei Arbeitsräume zu unterteilen. Sobald der Rotor uniläuft, rotieren diese drei Arbeitsräume auch mit, wobei sich ihr Volumen als Punktion von der Umdrehung ändert. Diese Änderungen werden ausgenutzt, um eine Luft-Treibstoff-Mischung zu verdichten, die anschliessend verbrannt und ausgestossen wird. Die Ausdehnung, die durch d*s Verbrennen der Luft-Treibstoff-Kischung verursacht wird, liefert die Energie, die in Leistungsabgabe umgewandelt wird. . ·

Eine bedeutende Schwierigkeit, auf die man bei Entwicklung und Anwendung des Rotationskolbenmotors stösst, ist die bisher festzustellende kurze Lebensdauer der Dichtleisten, d.h, der Dichtungen an den Rotorspitzen. Wenn der Kotor in Betrieb ist, dann haben diese Dichtleisten eine hohe Geschwindigkeit im Verhältnis zur Kaiamerwand, und sie neigen dazu, schnell zu verschleissen. Es ergeben sich auch Probleme aufgrund der thermalen und mechanischen Stossbelastung, die sich beim Betrieb des Motors ergibt, ^s hat sich bisher als sehr schwierig herausgestellt, ein wirtschaftliches Dichtmaterial zu liefern, das Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiss wie auch -

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gegen Thermale lind mechanische Schocks aufweist. So haben beispielsweise einige iiotorkonstruktionen Dichtungen verwendet, die im wesentlichen aus Kohle zusammengesetzt sind. Obwohl diese Art von Dichtung eine hone Verschieissbeständigkeit aufweist, ist sie bröckelig und neigt dazu, unter aussergewühnlichen Betriebsbedingungen wie Frühzündung oder hohe Last am-Hotor zu Bruch zu gehen.

Die gegenwärtigen I.Iöglichkeiten in der Konstruktion von Rotationskolbenmotoren sind beschränkt durch den Verschleiss, der zwischen Dichtleiste und Kammerwand auftritt, und durch die ITöchstmenge an therraaler und mechanischer Stossbe— lastung, der die Dichtleiste noch standhalten kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kreiskolbenmotor derart zu verbessern, dass er den eben beschriebenen und für ihn spezifischen Beanspruchungen zumindest zum Teil besser als beim Stand der Technik standhält.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass ein Abschirmsystem vorgesehen ist, um die Dichtungen von Rotorspitzen bei Rotationskolbenmotoren zu schützen. Hierbei v/erden Schirme auf die Rotoroberfläche neben den :D.i«htleisten und parallel hierzu angebracht, wobei die Höhe des Schirms über der Rotoroberfläche 60 % bis 90 % der Entfernung zwischen Rotoroberfläche und Yerbrennungskamriierwand entspricht. Die Schirme werden vorzugsweise starr auf dem Rotor angebracht, um die Dichtung an der Rotorspitze vor den zerstörerischen 'Virkungen thermischer und mechanischer Schocks sowie vor Erosion durch die Verbrennungsgase zu schützen.

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■■■ Ci. ^M

Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Schirmsystem, das dazu dient, die Dichtleisten an den Rotorspitzen von Rotationskolbenmotoren zu schützen. Die Schirme bestehen aus mindestens einem leistenartigen Teil, das relativ zum Rotor in fester Position und in unmittelbarer Höhe der Dichtung an der Rotor-' spitze angeordnet ist. Die Schirme bestehen vorzugsweise au3 Iletall oder Ketallegierung und sind vorzugsweise starr auf dem Rotor angebracht. Zweck des Schirms ist es vor allem, die heissen Gase und thermale und mechanische Schocks abzufangen, die im Betrieb des !.Iotors auftreten. Die Dichtungen an den Rot or spitzen können ^m in Einblick auf wirksameres Dichten ausgelegt werden, da es dann nicht mehr nötig ist, ,dass die Kostruktion der Dichtleisten thermische und mechanische Stossbelastungen mit in Betracht zieht.

Ziel dieser Erfindung ist es, ein verbessertes Dichtsystem für Rotationskolbenmotoren zu liefern.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, Schirme vorzusehen, die den Zweck haben, die Dichtungen an den Rotorspitzen vor thermischen und mechanischen Schocks zu schützen.

Hoch ein weiteresZiel der Erfindung liegt darin, ein Schirmsystem vorzusehen, wobei Leckage und Durchblasen verringert sind.

Schliesslich ist es Ziel der Erfindung, Verfahren .rum üontieren von Schirmen für die Dichtungen an den Rotorspitsen anzugeben.

Die Erfindung wird beispielsweise anhnnd der Zeichnung noch

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nähsr erläutert:

Figur 1 zeigt, die Schnittzeichnung eines typischen Rotationskolbenmotors.

Figur 2 zeigt verschiedene Aus? i'Uirungsbeispiele der Schutzschirme der vorliegenden Erfindung, und damit auch Schirme, die nur einerseits einer Dichtleiste angeorcVnct sind, und die Anwendung einer Vielzahl von Schirmen, um die Dichtleiste abzuschirmen.

Figur 3 zeigt eine Vielfalt von Vorrichtungen, um die .Schutzschirme gegenüber de::: Rotationskolben zu sichern.

Figur'4 zeigt die. Anwendung eines massiven Schirms zum Schutz der pichtleisten.

Figur 5 zeigt die Anwendung eines Schirmes, der mehrere lauten oder Schlitze eingeschnitten hat.

Figur 6 zeigt die Anwendung mehrerer Schirme, von denen jeder mehrere liuteii eingeschnitten hat.

Die Ansicht eines Rotationskolbenmotors ist in Figur 1 im Schnitt gezeigt. Der Motor enthält eine Kammer 1 in Form einer Epitrochoide, die eine Einlassöffnung 2 und eine Auslassöffnung 3 aufweist, die für den Gasstrom während der . Tätigkeit des I'otors durch die Wandung 11 der Kammer 1 führen, und eine. Zündeinrichtung 4 zum Sünden eines Luft-Kraftstoff-Gemisches. Die Kammer 1 in Form einer Epitrochoide ist mit

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Wasser gekühlt, das durch einen Durchlass 6 in der Y/andung 11 der Kammer 1 strömt. Innerhalb der Kammer 1 befindet sich ein Rotationskolben 7, der drei Spitzen 8 aufweist. An jeder Spitze 8 befindet sich eine Dichtleiste 9, die die innere Y.'and 11 der Har:uner 1 berührt. Diese Dichtungen 9 dienen dazu, den Raum zwischen Rotor 7 und Wand 11 der Kammer 1 in drei Arbeitsräume IS, 13 und 14 zu unterteilen. Sowie sich der Rotor 7 dreht, laufen auch die ArbeitsrSurae IS, 13 Und 14 um, und die verschiedenen Arbeitstakte des Verbrennungsprozesses laufen ah. Fenn sich beispielsweise der Rotationskolben 7 in einer Stellung befindet, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, dann läuft die Verbrennung gerade im Raum 12 ab, und der EinlassVorgang läuft gerade in Raum 14 ab. Der Rotationskolben 7 dreht sich um eine Achse 5, die ihrerseits um den Mittelpunkt 10 der Kammer 1 ,' die die Form einer Epitrochoide aufweist, umläuft.

Wie schon vorher erwähnt, lag eines der Probleme, die bisher in der Entwicklung von Rotationskolbenmotoren auftraten, darin, dass die Dichtleisten 9 an den Rotorspitzen 8 wegen der auftretenden hohen thermalen und mechanischen SchOGks Schaden nahmen. Daher war es ausserordentlich schwierig, eine Dichtung vorzusehen, die in'der Lage war, den Temperaturen, und Stossbedingungen standzuhalten, die im Betrieb auftreten.

Die Kanten der Dichtleisten 9 werden als vorlaufend, beziehungsweise als nachlaufend bezeichnet, je nach ihrer Anordnung in Bezug auf die Drehrichtung des Rotationskolbens 7. Aufgrund der aussermittigen geometrischen Anordnung in einem Rotationskolbenmotor ändert sich jeweils die geometrische Zuordnung

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von Dichtleiste 9 und Kammerwandung 11 zueinander, sobald der Rotationskolben 7 unl?iuft. Sobald nich die Dichtleiste 9 von der kleinen Achse 17 zur grösseren Achse 16 bev/egt, wie in Figur 2 dargestellt, dann tritt an der Dichtleiste 9 ein zunehmender rinkel auf, bis sie die Mitte den Feges zwischen grb'sserer Achse 15 und.kleinerer Achse 17 erreicht hat. Danach nimmt der V.'inkel allmählich wieder ab, bis er in der grösseren Achse 16 0 erreicht. A'hnliche Verhältnisse liegen vor^ rann sich die Dichtleiste 9 von der grösseren Achse zur kleineren Achse 17 bewegt, mit der Ausnahme, dass der Winkel dann ein nachlrmfender Y.^:inkel ist. V/enn die Dichtleiste in der grösseren 16 oder kleineren Achse 17 liegt, dann steht sie senkrecht zur. Kammerwand 11. Die Erfahrung mit vorhandenen Formen von Rotationskolbenmotoren hat gezeigt, dass die Dichtungen 9 dazu neigen, an der vorlaufenden Kante schneller zu verschleissen als an der nachlaufenden Kante·

Die grundlegenden Ausfiihrungsf orraen der Erfindung werden im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben. Die Erfindung besteht aus einer Reihe von Abschirmungen 20,21,22,23 und 24, die auf dem Rotationskolben 7 in unmittelbarer Nähe zu den Dichtleisten 9A, 93 und 9C angebracht sind. Wie schon vorher erwähnt, dienen die Dicht leisten 9. dazu, den Zwischenraum zvrischen Rotorspitze 8 und Kammerwand-11 auszufüllen· Die Schime 20, 21, 22, 23 und 24 sind bei der Erfindung vorzugsweise derart angeordnet, dass ihre Höhe, vom Rotor 7 aus gerechnet, gleich ist 6o S' bis 9o % .des kürzesten.Abstandes zwischen dem Rotorpunkt, an dein die Abschirmungen 2 ο bis 24 angebracht sind,

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und der Kammerwand 11. Der Abstand zwischen Dichtleiste 9 und Abschirmung 20, 21, 22, 23 und 24 betragt vorzugsweise zwischen 2,54 und 12/7 mm. Diese Aus führung form ist in Figur 2 dargestellt, v/o Schutzschirme 20 und 21 dazu dienen, die Dichtleiste 9A zu schützen.

Es ergibt sich aus der Geometrie des Rotationskolbenmotors, dass der Spalt zwischen der Rotorspitze 8 und der Kammerwand 11 während der Rotation des Rotors 7 gleichbleibt. Häufig verwendete Dichtungen 9 für Rotorspitzen 8 weisen bewegliche Dichtleisten auf, die durch Zentrifugalkraft und Federlast rotorauswarts gedrückt werden, bis sie die Kammerwand 11 berühren. Auf diese V.'eise wird eine Herabsetzung der Dichtleistung durch Verschleiss ausgeschlossen. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schutzschirme für die Dichtleisten 9 an den Rotorspitzen 8 im Verhältnis zum Rotor 7 starr angeordnet v/erden. Es ist nicht wünschenswert, dass die Schutzschirme 20,21, 22, 23 und 24 jemals die Kammerwand 11 berühren, da dies zu unnötigem Verschleiss führen könnte. V/enn die Schutzschirme die Kammerwand 11 nicht berühren, dann ist es möglich, sie aus einem höchst widerstandsfähigen, wärraebeständigen Material zu erstellen.

Eine v/eitere· Ausgestaltung der Erfindung wird auch in Figur 2 dargestellt. Wie schon erwähnt, hat die Erfahrung mit herfkömmlichen Rotationskolbenmotoren gezeigt, dass die Vorderkante der Dichtleisten 9 mindestens zweimal so schnell wie die Hinterkante verschleisst. Eine vereinfachte und wirt-

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schaftliche Ausgestaltung der Erfindimg wird in Figur 2 dargestellt, wo die Vorderkante der Dichtleiste 9B durch einen einzigen Schild 22 geschützt wird. Da der Kauptverschieiss der Dichtkante an der Vorderkante stattfindet, v/ird der liutzwert der Erfindung hauptsächlich durch Anwenden eines einzigen Schutzschirms 22 für die Dichtleiste 9B erreicht, der neben der Vorderkante der Dichtleiste 93 angebracht ist.

Unter Bezug auf die Dichtleiste 9C an der Rotorspitze 8 ist in Figur 2 noch eine .weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Während die bisherige Beschreibung de" Erfindung nur auf das Anwenden eines Schildes 22 eingegangen ist, der eine Seite der Dichtleiste 9B schützen soll, dürfte es von Imtzen sein, mehr als nur· einen Schirm 22 zu verwenden, besonders um die Vorderkante der Dichtleiste9zu schützen. In Figur 2 wird die Vorderkante der Dichtleiste 9C durch .zwei Schirme 23 und 24' geschützt. Während ein Schirm 20,21, 22, 23 und 24 für eine Dichtleiste 9 zwischen 60$ und 90$ der betriebsbedingten thermischen und mechanischen stossbelastungen aufnimmt, v/ird es durch das Anbringen von zwei Schirmen 23 und 24 möglich, mehr als 90$ der zerstörerischen '"irkung des expandierenden Gases abzufangen. Wo mehrere Schirme in Verwendung sind, beträgt der Abstand von Schirm 23 zu Schirm vorzugsweise zwischen 2,54 und 12,7 mm. Es ist auch möglich, mehr als zwei Schirme 23, 24 zu verwenden, doch ist diese Möglichkeit zugunsten bevorzugterer Ausgestaltungen zurückgestellt.

Die Ausgestaltungen., die in Figur 2 dargestellt werden, erschöpfen die Möglichkeiten der Erfindung natürlich nicht·

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Tis kann zum Beispiel für wünschenswert gehalten werden, zwei Schirme 23, 24 zu benutzen, die die Vorderkante der Dichtleiste 9 schützen, und einen, der die Hinterkante schützt. Eine andere liöglichkeit w'?re es, zwei Schirme 23, 24 als . Schutz für die Vorderkante und zwei für den Schutz der Hinterkante zu nehmen.

Die Schirme, die in der Erfindung angewendet werden, können aus einer Vielfalt von Materialien hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Schirme 20 "bis 24 aus metallischem Material gefertigt (wie zum Beispiel aus Eisenlegierungen! wie etwa Kohlenstoffstahl mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoff anteil, hitzebeständigen rostfreien Stählen oder' Gusseisen) oder Hichteisenlegierungen (wie etwa Bronzen, Messingsorten oder Titan und dessen Legierungen)· Schliesslich kommt noch, v/ie etwa bei einstückigen Rotoren, Rotormaterial in Frage. Metallische Y/erkstoffe, insbesondere die ebengenannten, sind wegen der ihnen innewohnenden Duktilität, der Wärme über tr agungsf ähigkeit und der leichten Verarbeitungsfähigkeit bevorzugt. Es ist wünschenswert, dass das Material, aus dem die 'Schirme 20 bis 24 hergestellt werden, derart gewühlt wird, dass es eine Kombination der folgenden Eigenschaften aufY/eist »hohen Schmelzpunkt, hohe V/ärmeleitf ähigkeit, massige Dehnbarkeit und hohe Dauerfestigkei't·. Die Dicke des Schildes 20 bis 24 muss ausreichend sein, um das Einleiten . von Wärme in den Rotor7zu ermöglichen« Vorzugsv/eise haben Die Schirme 20 bis 24 eine Dicke von 1,27 bis 7,62 mm.

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Figur 3 zeigt eine Anzahl von Verfahren, um die Schirne auf .dem Rotor7zu befestigen. Zum 3oispiel kana ein Schirm 41 in einen Schiita 42 in Rotor 7 eingebracht werden, wo er mittels eines Stiftes- 43 festgehalten wird. Der Stift 43 kann mittels eines Gewindes gesichert werden, oder auch dadurch, dass der Stift ein wenig grosser ist als das Loch, sodass sich ein Elemmsitz ergibt. In der praktischen Anwendung würde man eine Mehrzahl von Stiften 43 verwenden, wobei deren Anzahl von von der Breite des Rotors7und von den angreifenden Kräften

wird abhängt. Eine v/eitere bevorzugte Ausge st f. ltung/gezeigt unter Bezugnahme auf Schirm 45« Der Schirm 45 wird ir_ δ en Schlitz 44 eingeführt und durch die Anbringung einer Schweissraupe 46 festgehalten. Dies ist eine bevorzugte Ausgestaltung, weil das .Anbringen einer Sch\7eissraupe 45 die Wärmeübertragung zwischen dem Schirm 45 und dem Rotor 7 verbessert, wodurch der Schutzschirm 45 vordem Schmelzen geschützt wird. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung wird .bezüglich Schirm 48 dargestellt. Der Schutzschirm 48 hat.einen T-förmigen Querschnitt und sitzt im Schlitz 47, der eine ähnliche T-förmige Ausgestaltung aufY/eist. Der Schirm 48 wird durch seine Form daran gehindert, sich nach aussen zu bewegen. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeigt den Schirm 49, der bei der Herstellung des Rotors 7 zusammen · mit diesem einstückig angefertigt wurde. V'egen seiner Einfachheit und wegen der hohen Y/ärmeübertragung vom Schild 49 zum Rotor 7 .ist diese Ausgestaltung wünschenswert. Eine "v/eite-' re Ausgestaltung zeigt einen Schirm 51, der sich in einem Schlitz 50 frei bewegen kann. In dieser Ausgestaltung würde der Schirm die Kammerwand berühren, und aus diesem Grund muss

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das Schirmmaterial sorgfältig ausgewählt v/erden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dasr praktisch 10C$ der zerstörerischen V.'irkung der im Betrieb auftretenden heissen Gase abgefangen wird. V'egen des Re i bungs problems zwischen Schirm 51 und Kammerv/and 11 ist diese Ausgestaltung gegenüber· den anderen zurückgestellt.

Die oben geschilderten Ausgestaltungen der Erfindung v/urden alle anhand massiver Schirme erläutert. In bestimmten Anwendung sf allen aber dürfte es wünschenswert sein, einen Schirm zu verwenden, der nicht massiv ist oder der Durchbrüche aufweist. So kann beispielsweise ein Schirm derart hergestellt sein, dass er eine Reihe von Schlitzen aufweist, die durch den Schirm geschnitten sind und die sich im we sent liehen von der äusseren Kante des Schirmes bis zur Rotoroberfläche erstrecken. Der Vorteil eines derart geschützen Schirms liegt darin, dass er-dazu dient, die thermischen und mechanischen Sto ssweilen vom eigentlichen Schirmmaterial abzulenken und abzuleiten. Eine wünschenswerte Ausgestaltung des Gedankens der

geschlitzten Schirme ist die Verwendung mehrerer geschlitzter .Schirme, die derart angeordnet sind, dass die Schlitze des einen Schirmes gegenüber denen eines anderen versetzt sind. Auf diese Yteise ist die Dichtung 9 unmittelbar vor den . thermischen und mechanischen Stosswellen geschützt, und gleichzeitig wird die Belastung, die von den thermischen und mechanischen Stosswellen auf die Schirme zukommt, auf die beiden Schirme verteilt. In der Praxis werden £i_e Schlitze im Schirm· derart angeordnet sein, dass

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der Abstand zwischen den Mittellinien der Schlitze ungefähr gleich der doppelten Breite der Schlitze wäre.

Figur 4 zeigt in perspektivischer Ansicht einen massiven Schutzschirm für eine Dichtleiste, wie dieser schon vorher beschrieben wurde. Der Schirm 60 dient dazu, die Dichtung 61 zu schützen.

Figur 5 zeigt die Anwendung einer Anordnung von geschlitzten Schirmen. Der geschlitzte Schirm 32 dient dazu, die Dichtleiste

63 zu schützen, indem er einen wesentlichen Teil der Verbrennung sgase abfängt, -

Figur 6 zeigt die Anwendung von mehreren geschlitzten Schirmen, die die Dichtleiste schützen: die geschlitzten Schirme

64 und 65 schützen die Dichtleiste 68. Die geschlitzten Schirme 64 und 65 werden derart angeordnet, dass die Schlitze von Schirm 64 gegenüber denen von Schirm 55 versetzt sind, beziehungsweise gegeneinander auf Lücke stehen, v»^robei die Dichtleiste 66 wirksam gegenüber dem Verbrennungskrsislauf geschützt ist.

Ein Verfahren zum Anbringen der Schirme, wie e3 mit Bezug auf Figur 3 schon vorher boschrieben wurde, kann in gleicher "."Weise zur Montage von Schilden mit Schlitzen hergenommen werden. - .

Es iöt davon auszugehen, dass die hier beschriebene Erfindung keineswegs nur auf die beschriebenen und dargestellten Abbildungen beschränkt ist, die nur rein zur Veranschaulichung

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der besten Wege zur Durchführung der Erfindung dienen, und die jederzeit in Form, Grosse, Anbringung von Teilen und Einzelheiten der Wirkungsweise.abgeändert werden können.Vielmehr umfasst die Erfindung alle Abänderungen, die im Sinn und Umfang enthalten sind, wie er von den Ansprüchen abgegrenzt v/ird«

Die Erfindung ist auch nicht nur auf eine Abschirmeinrichtung an sich beschränkt, sondern sie erstreckt sich in gleicher V/eise auf die Verwendung einer derartigen Abschirmeinrichtung in einem Rotationskolbenmotor, wie er eingangs bereits beschrieben vnirde.

Schliesslich bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Form eines Kreiskolbenmotors mit folgenden Merkmalen:

(A) eine hohle Kammer in Form einer Epitrochoide, die von einer Wandung abgegrenzt ist;

(B) einen Rotor, der eine Kehrzahl von vorSprüngen aufweist, von denen jeder eine Spitze aufweist, und der zum Zwecke der Bewegung drehbar und aussermittig in der Aushöhlung der Kammer so angebracht ist, sodass zwischen Kammerwand und Rotorspit— zen ein Spalt herrscht;

(C) leistenartige Dichtvorrichtungen, die am Rotor■angebracht sind, um den Spalt zwischen Rotörspitse und Kammerwand abzudichten; . .

(D) zumindest eine Schutz schild vorri chtung, die neben, pa-rallel zu und vor der Dichtvorrichtung angeordnet ist, wobei die Höhe eines Schutzschildes, von der Stirnfläche dos Rotors aus gerechnet, oO/o bis 90% der Strecke von dor Rotor-

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Stirnfläche in dem Punkt, wo der Schutzschild angotnvicnc ist,

' zur Kanraerwandung hin beträgt, wobei die genannte Schutzschi3.dvorrichtung die Dicht vorrichtung vor thermischer und mechanischer Stossbeanspruchung schützt;

(E) Einrichtungen zur Bereitstellung und Einspeisung von brennfähigem Luft-Brennstoff-Gomisch;

(P) Einrichtungen zum Zünden des genannten brennfatrigen Gemische J und

(G) Einrichtungen sum-Entfernen von Verbrennungsprodukten, die von der Verbrennung des genannten brennbaren Gemische stammen·

Ein Schutzschirm, ein Schirm, ein Schild beziehung£5v:eise-ein Schutzschild, wie' er in der Erfindung verwendet wird, k'inn sich beispielsweise als einstückige Leiste quer über die Rotorstirnfl^che erstrecken; in gleicher V.'eise kann er aber auch aus mehreren, nebeneinander- oder hintereinanderliegenden Einzelteilen zusammengesetzt werden; so ist es im Falle der geschlitzten Schutzschirme selbstverständlich auch möglich, an deren Stelle eine Reihe von radial verlaufenden Stiften oder Leisten in die RotorstirnflHche einzubringen· Als Stirnfläche ist die Oberfläche des Rotors bezeichnet, die der

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Kammerwand gegenüberliegt und mit dieser zusammen die Arbeitsräume des Rotationskolbenmotors begrenzt· Die Erfindung bezieht sich weiterhin jedoch auch ausdrücklich auf ein Verfahren zum Abschirmen bzw. Schützen der Dichtleisten von Rotstionsbrennkraftmaschinen, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung Verwendung findet.

Ansrjrüche

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Claims

Ansprüche

I./ Abschirmeinrichtung zum Schutz der Dichtungen an den Rotorspitzen in Rotationskolbenmotoren, die eine durch eine V/and begrenzte epitrochoid.?örcnige Eanmer und einen Rotor aufweisen, der eine !'ehrzahl von Vorsprüngen mit je einer Spitze auf v/eist und drehbar und ausserinittig zum Zv/eck des Umlauf ens derart in der Kammer angeordnet ist, dass ein Spalt zwischen Spitzen und Kammerwand entsteht, und der an jeder Spitze ein leistenartiges Teil zum Abdichten derart aufweist, dass es den Spalt zwischen Rotor und der Höhlung der Karrcierwand wirksam ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (V) für die an seinen Spitzen (8) angeordneten Dichtungen (9) einen Schutzschirm (20 bis 24; 41, 45, 48, 43 und 51; 60; 62; 64 und 65) aufweist, der auf der Oberfläche des Rotors (7) , neben, parallel zu und .vor jeder der Dichtungsvorrichtungen (9) an den Rotorspitzen (8) angebracht ist, wobei die Höhe des Schutzschirms (SO bis 24; 41, 45, 48, 49 und 51; 60; 62; 64 und 65) über der Oberfläche des Rotors (7) zwischen 60/^ und 90,^c£ des Abstandes der Oberfläche des Rotors (7) von der Kammerwand (11) betragt, und zwar an der Stelle, an der der Schirm (20 bis 24; 41, 45, 48, 49 und 51; 60; 62; 64 und 65;) zum Schutz der Dichtungavorrichtungen (9) an den Rotorspitzen (8) vor

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betriebsbedingten thermalen und mechanischen Stossbelast.ungen angebracht ist.

2. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenrrzeicli» net, dass die Schutzschirme (20 bis 24; 41, 45, 43, 49 und 51; 60; 62; 64 und 65) zwischen 1,27 und 7,62 m:a dick sind.

3. Abschirrneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschirme (20 bis 24; 41, 45, A3 49 und 51; 60; 62; 64 und 65) zur zugehörigen'Dichtung (9). einen Abstand von 2,54 bis 12,7 ram aufweisen.

4. Abschirmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits der Dichtung (9; 9A) je ein Schutzschirm (20, 21; 41, 45) angeordnet ist.

5. Abschirmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschirme (41, 45» 48 und 49) in Nuten (42, 44, 47, 50). in der Stirnfläche des Rotors (7) angeordnet sind.

6. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschirme (41, 45, 48) starr in den Nuten (42, 44, 47) befestigt sind.

7. Abschirmeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Nut (47) innerhalb

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des Rotors (7) breiter ist als an dessen Oberfläche,
und dass der Schutzschirm (43) einen ähnlichen Caierschnitt aufweist.

8. Abschärfeinrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzschirm (49) mit dem
Rotor (7) einstückig ausgebildet ist.

S. Abschirmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschirme (62; 64 und
65) schlitzförmige Einschnitte aufweisen, wobei die Tiefe der Schlitze im wesentlichen gleich ist der Strecke, um
'die die Schutzschirme (62j 64 und 65) aus dem Rotor (7)
herausragen, und wobei die Breite -.der Schlitze im wesentlichen gleich oder kleiner ist als die Hälfte des Abstandes zwischen den Kittellinien benachbarter Schlitze..

1o. Abschirraeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschirme (62; 64 und 60) jeweils zweiteilig sind, wobei jedem der beiden Teile
Schlitze eingeschnitten sind, deren Tiefe im wesentlichen der Strecke gleich ist, um die die Schutzschirme (62; 64
und 65) aus dem Rotor (7) hervorragen, und deren Breite
■- derart bemessen ist, dass der Abstand zwischen den Mittellinien der Schlitze gleich oder kleiner ist als die doppelte.

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Breite der Schlitze, wobei die beiden Teile derart angeordnet sind, dass die Schlitze iin einen Teil den Stegen zvrischon den Schlitzen im anderen Teil gegenüberstehen,

11· Abschirmeinrichtung nach, einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Rotationskolbenmotor, der eip.e hohle, wie eine Epitrochoide geformte Kammer (1) aufweist, die durch eine Y.'and (11) abgegrenzt wird, sowie einen Rotor (7), der eine Hehrzahl von Vo r~ sprüngen zeigt, die ihrerseits eine Spitze (8) aufv^eisen, und der drehbar und aussermittig zu seiner Bewegung in der Kammer (1) angebracht ist, sodass zwischen einer Spitze (8) und der Kammerwandung (11) ein Spalt besteht, wobei leistenförmige Dichtvorrichtungen (9) an jeder Rotorspitze (8) angeordnet sind, wo sie beweglich angebracht sind und aus der Rotorspitze (8) herausragen, um den Zwischenraum zwischen Rotorspitze (8) und Kammerwand (11) auszufüllen, und wobei ein Schutzschild (20 bis 24; 41, 45, 48, 49 und 51; 60; 62; 64 und 65) für die Dichtung (9) an der Rotorspitze (8) neben, parallel zu und vor jeder Dichtvorrichung (9) an den Rotorspitzen (8) angeordnet ist, indem das Schutzschild (20 bis 24; 41, 45, 48, 49 und 51; 60; 62; 64 und 65) starr am Rotor (7) befestigt ist, wobei die Höhe des SchutzSchildes (20 bis 24; 41, 45, 48, 49 und 51; 60; 62; 46 und 65) oberhalb der Rotorstirnfläche zwischen 60/S und 90/j des Abstandes der Rotorstirnflr'che an der Stelle, an der der Schutzschild {20 bis 24; 41, 45, 48, 49 und 51; 60; 62; 64 und 65) angebracht ist, von der Kammerwand (11)

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betrugt, und v?obei der Sehutaschild (20 big 24; 41, 45, 48, 49 bis 51; 50; 62; 64 unrl 65) die Dicht vorrichtung (9) an den Rotorspitzen (8) im Betrieb des Motors vor thermaler und mechanischer Stoss- und Schoclcbe lastung schätzt.

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