DE2449619A1

DE2449619A1 - Kolben einer rotationskolbenmaschine in trochoidenbauart mit einer innendichtung

Info

Publication number: DE2449619A1
Application number: DE19742449619
Authority: DE
Inventors: Max Ruf
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1974-10-18
Filing date: 1974-10-18
Publication date: 1976-04-22
Also published as: JPS5165410A; FR2330863A1; JPS5912842B2; US4005953A

Description

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AUDl WSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ,

Kolben einer Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit einer Innendichtung

Die Erfindung betrifft einen Kolben einer Rotationskolbenmaschine in Trochoid en bauart η-it einer Innendichtung, die einen im Querschnitt L-föraigen KratzrJng aufweist, der axia.lbeweglieh in einer konzentrischen. Hingnut in einer Kolbenstirnwand angeordnet ist und federnd gegen die benachbarte Gehäuseseitenv;and gedrückt wird, wobei der Kratzring innerhalb der Ringnut durch einen elastischen Dichtring abgedichtet wird, welcher zwischen dem axialen Schenkel des Kratzringes und mindestens einer Nutwand angeordnet ist.

Bei Kolben der beschriebenen Art haben derartige Innendiehtungen die Aufgabe, den Kolben gegenüber der Gehäuseseitenwand so abzudichten, daß ein Übertreten von Kühl- oder Schmiermittel radial nach außen nicht nur entlang der Gehäuseseltenwand, sondern auch durch die Ringnut hindurch verhindert wird. Zu diesem Zweck wird bei bekannten Innendichtungen der Krataring unter Verwendung eines Dichtringes aus elastomeren Werkstoff, der zwischen dem axialen Schenkel des Kratzringes und einer Nutwand angeordnet ist, innerhalb der Ringnut abgedichtet. Diese Lösung führt jedoch insoweit zu einem unbefriedigten Ergebnis, weil der elastomere Werkstoff des Dichtringes infolge zu geringer Dauerwarmf'estigkeit im Dauerbetrieb hart und steif wird und dabei seine Formbeständigkeit und Elastizität verliert. Hierdurch wird der Kratzring in seiner notwendigen Beweglichkeit gehemmt, so daß die Dichtfunktion der Innendichtung auf die Dauer begrenzt wird und nicht mehr sichergestellt ist.

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ÖÄD ORIGINAL

Um eine derartige gummielastische Dichtung zu vermeiden, ist es bekannt, einen Kratzring mittels eines im Querschnitt C-förmigen Ringes aus federndem metallischem Werkstoff gegenüber einer Wand der Ringnut radial abzudichten. Bei dieser Ausführung kann es sich jedoch ergeben, daß die durch die Kolbenbewegungen verursachten radialen Schwingbewegungen des Kratzringes auf den C-fcrrrn gen Ring übertragen werden und dessen Lebensdauer beeinträchtigen können, da der notwendigen Elastizität des C-formigen Ringes infolge der in der Ringnut zur Verfügung stehenden geringen baiiriöiie Grenzen gesetzt sind.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Kolben mit einer Innendichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine metallische Abdichtung zwischen dem Kratzring und der Ringnut des Kolbens aufweist, die sowohl bei Axialbewegungen des Kolbens relativ zur Gehäusercitenwand als auch bei radialen Schwingbewegungen des Krui-sringes ihre Dichtfunktion einwandfrei erfüllt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elastische Dichtring aus zwei geschlossenen, unmittelbar nebeneinanderliegenden metallischen Ringen besteht, welche mit ihrem Außenumfang dichtend und axial verschiebbar am axialen Schenkel des Kratzringes anliegen und mit ihrem Inn er. urn fang gegenüber der radial inneren Nutwand der Ringnut mit einem radialen Spiel eingesetzt sind, das kleiner ist als das radiale Spiel zwischen dem axialen Schenkel und der radial äußeren Nutwand, und daß zwischen dem radialen Schenkel des Kratzringes und den metallischen Ringen ein den Kratzring mit seiner Kratzkante axial gegen die Gehäuseseitenwand und die metallischen Ringe axial aneinander und dichtend gegen den Nutgrund der Ringnut drückender Federring angeordnet ist.

BAD

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Bei einer derartigen Anordnung ergibt sich eine Dichtwirkung der Dichtringe innerhalb der Ringnut in einer radialen und axialen Ebene mit einer jeweils geschlossenen Dichtgrenze, die es gestattet, daß der Kratzring in axialer Richtung und unabhängig davon mit den metallischen Ringen gemeinsam in radialer Richtung Relativbev.egungen gegenüber dem Kolben ausführen kann.. Durch die geschlossene Ausführung der metallischen Ringe wird im Gegensatz zu. geschlitzten Dichtringen bei radialen Schwingbewegungen des Kratzringes ein Einfallen des Dichtringes vermieden, so daß eine ständig dichtende Anlage am Kratzring erreicht wird. Bei radie.len Schwingbewegungen des Kratzringes können sich die metallischen Ringe infolge des vorgesehenen Radialspieles gemeinsam trat dem Kratzring auf der radial inneren Nutv:and der Ringnut abstützen, während der Kratzring ir.it seinem axialen Schenkel die radial äußere Nutwand infolge des in diesem Bereich radial größeren Spieles nicht berühren kann. Durch eine derartige Zentrierung des Kratzringes kann vermieden werden, daß ti oh die metallischen Ringe unter dem Einfluß der'ständigen rad I f.-lon Beschleunigungen von ihrer Anlage am Kratzring losen una abheben können.

Eine Verbesserung der radialen Anlage der metallischen Ringe am Kratzring ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung gegenüber der Ringnut kann dadurch erzielt werden, daß die metallischen Ringe in radialer Richtung wechselseitig eingearbeitete Ausnehmungen aufweisen und verdrehgesichert so nebeneinander liegen, daß die Ausnehmungen des einen metallischen Ringes gegenüber dem anderen metallischen Ring derart versetzt si.nd, daß die Ausnehmungen gegenseitig verdeckt sind. Aufgrund dieser Ausnehmungen können die geschlossenen Ringe sowohl eine erhöhte Außenspannung als auch eine Elastizität in radialer Richtung erhalten. Mit der hierdurch erzielbaren verhältnismäßig geringen Flächenpressung an der dichtenden Anlage zwischen den metallischen Ringen und dem Kratzring kann die axiale Beweglichkeit des Kratzringes günstig beeinflußt wer-

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den. Durch die versetzte Anordnung der Ausnehmungen in den metallischen Ringen kann ein Übertreten des abzudichtenden Mediums weitgehend verhindert werden.

Um die dichtende Anlage der metallischen Ringe gegenüber dem Nutgrund der Ringnut sicherzustellen, kann der Nutgrund der Ringnut im Bereich des axialen Schenkels des L-förmigen Kratzringes eine ringförmige Aussparung aufweisen. Durch diese ringförmige Aussparung kann der Kratzring axiale Bewegungen ausführen, ohne mit·dem Nutgrund in Berührung zu kommen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch das Teilstück.einer Kolbenseitenwand mit einer erfindungsgemäßen Innendichtung und benachbarter Gehäuseseitenwarid, und

Fig. 2 die Teilansicht eines Schnittes gemäß Linie II-II in Fig. 1.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der in einer Kolbenstirnseite 1 einer Kolbenseitenwand 2 eine konzentrische Ringnut J> vorgesehen ist, in der ein im Querschnitt L-förmiger Kratzring 4 axialbeweglich eingesetzt ist. Der Kratzring 4 wird durch einen an seinem radialen Schenkel 4 a anliegenden, axialwirkenden Federring 5 gegen die benachbarte Gehäuseseitenwand 6 gedrückt, um das übertreten von Kühl- oder Schmiermittel aus dem Raum 7 radial nach außen entlang der Gehäuseseitenwand 6 in den Raum 8 und von dort in die Arbeitskammer zu verhindern. Der Kratzring 4 wird innerhalb der Ringnut J> durch einen elastischen Dichtring abgedichtet, der aus zwei geschlossenen, unmittelbar nebeneinanderliegenden metallischen Ringen 9 und 10 besteht. Die beiden metallischen Ring 9 und 10 liegen einerseits mit ihrem Außenumfang 9 & und 10 a dichtend und axialver-

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schiebbar am axialen Schenkel 4 t> des Kratzringes 4 an und werden andererseits von dem axial wirkenden Federring 5 an-'einander und mit einer radialen Seitenfläche 10b des metallischen Ringes 10 dichtend gegen den Nutgrund 11 der Ringnut 3 gedrückt, um auch das Übertreten von Kühl- oder Schmiermittel aus dem Raum 7 durch die Ringnut 3 hindurch in den Raum 8 und von dort in die Arbeitskammer zu verhindern.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weisen die beiden metallischen Ringe 9 und 10 zur Erzielung einer in radialer Richtung wirksam werdenden Elastizität gegenüber dem axialen Schenkel 4 b des Kratzringes 4 in radialer Richtung wechselseitig eingearbeitete Ausnehmungen 12 aufj wobei die beiden metallischen Ringe 9 und 10 zur Verhinderung von Kühl- oder Schmiermittelverlusten verdrehgesichert so angeordnet sind, daß die Ausnehmungen 12 des einen metallischen Ringes 9 gegenüber dem anderen metallischen Ring 10 versetzt sind, wodurch die Ausnehmungen 12 sich gegenseitig verdecken.

Der Nutgrund 11 weist im Bereich des axialen Schenkels 4 b des Kratzringes 4 eine ringförmige Aussparung 11 a auf, deren innere Umfangskante 11 b einen kleineren Durchmesser aufweist als der Außenumfang 9 a und 10a der metallischen Ringe 9 und 10. Dadurch wird vermieden, daß der axiale Schenkel 4 b bei Axialbewegungen des Kratzringes 4 gegenüber den am Nutgrund 11 anliegenden metallischen Ringen 9 und 10 am Nutgrund 11 ansteht und in seiner Beweglichkeit blockiert wird. Zur Gewährleistung einer einwandfreien Abdichtung erstreckt sich die Aussparung 11 a nicht bis zum Grund 12 a der Ausnehmungen 12.

Die radiale Zentrierung des Kratzringes 4 erfolgt über die metallischen Ringe 9 und 10, die gegenüber der radialen inneren Nutwand 3 a mit radialem Spiel eingesetzt sind, das kleiner ist als das radiale Spiel zwischen dem axialen Schenkel 4 b des Kratzringes 4 und der radial äußeren Nutwand 3 b.

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Die metallischen Ringe 9 und 10 können sich somit bei radialen' Schwingbewegungen des Kratzringes 4 auf der radial inneren Nutwand 3 ^a der Ringnut 2 abstützen. Entsprechend dem möglichen
Spiel können die metallischen Ring 9 und 10 gemeinsam mit dem
Kratzring 4 auf dem Nutgrund 11 gleitende Radialbewegungen ausführen, ohne daß hierbei über die Ausnehmungen 12 Undichtheiten auftreten können.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Kolben einer Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit einer Innendichtung, die einen im Querschnitt L-förmigen Kratzring aufweist, der axialbeweglich in einer konzentrischen Ringnut in einer Kolbenstirnwand angeordnet ist und federnd gegen die benachbarte Gehäuseseitenwand gedruckt wird, wobei der Kratzring innerhalb der Ringnut durch einen elastischen Dichtring abgedichtet wird, welcher zwischen dem axialen Schenkel des Kratzringes und mindestens einer Nutwand angeordnet ist, dadurch gekennze Ich.net, daß der elastische Dichtring aus zwei geschlossenen, unmittelbar nebeneinanderliegenden metallischen Ringen {9> 10) besteht, welche mit ihrem Außenumfang (9 a,.lDa) dichtend und axial verschiebbar am axialen Schenkel (4 b) des Kratzringes (4) anliegen, und mit ihrem Innenumfang gegenüber der radial inneren Nutwand (3 a) der Ringnut (3) mit einem radialen Spiel eingesetzt sind, das kleiner ist als das radiale Spiel zwischen dem axialen Schenkel (4 b) und der radial äußeren Nutwand (3 b), und daß zwischen dem radialen Schenkel (4a) des Kratzringes (4) und den metallischen Ringen (9> 1'O) ein den Kratzring (4) mit seiner Kratzkante axial gegen die Gehäuseseitenwand (6) und die metallischen Ringe (9, 10) axial aneinander und dichtend gegen den Nutgrund (11) der Ringnut (3) drückender Federring (5) angeordnet ist.

Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Ringe (9» 10) in radialer Richtung wechselseitig eingearbeitete Ausnehmungen (12) aufweisen und verdrehgesichert so nebeneinander liegen, daß die Ausnehmungen (12) des einen metallischen Ringes (9) gegenüber dem anderen metallischen Ring (10) derart versetzt sind, daß die Ausnahmungen (12) gegenseitig verdeckt sind.

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J5. Kolben nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß • der Nu'cgrund (11) der Ringnut (5) im Bereich des axialen Schenkels (4 b) des L-förmigen Kratzringes (4) eine ringförmige Aussparung (11 a) aufweist.

N/RRX, den IJ. 10.
Co/tk

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