DE2552246C3

DE2552246C3 - Mehreckiger Kolben für eine Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit einer Innendichtung

Info

Publication number: DE2552246C3
Application number: DE19752552246
Authority: DE
Inventors: Wulf Dipl.-Ing. 7107 Bad Wimpfen Leitermann
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1975-11-21
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1980-08-14
Also published as: FR2332420B1; JPS5265312A; DE2552246B2; DE2552246A1; JPS6048601B2; GB1545233A; FR2332420A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Innendichtung eines mehreckigen Kolbens einer Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart, der in einem aus einem Mantel mit mehrbogiger innerer Mantelfläche und zwei parallelen Seitenteilen bestehenden Gehäuse umläuft und auf dem Exzenter einer Exzenterwelle drehbar gelagert ist, wobei die Innendichtung mindestens einen Kratzring aufweist, der axialbeweglich in einer Ringnut in einer Kolbenstirnwand angeordnet ist und mit mindestens einer kreisförmigen Kratzkante federnd gegen die Seitenwand des benachbarten Seitenteiles gedrückt wird und mit dieser dichtend zusammenwirkt

Eine derartige Innendichtung ist aus der DE-OS 24 49 438 bekannt.

Bei mehreckigen Kolben der bekannten Art hat die in der Ringnut angeordnete Innendichtung die Aufgabe, den umlaufenden Kolben gegenüber der Seitenwand des Seitenteiles so abzudichten, daß ein Übertreten von Kühl- oder Schmiermittel radial nach außen entlang der Seitenwand in die Arbeitskammer verhindert wird.

Zur Erfüllung dieser Aufgabe ist bei der bekannten Maschine auf den jeweils in einer Ringnut angeordneten Kratzring der Innendichtung eine konzentrische ringförmige Kratzkante vorgesehen, welche während des Bewegungsablaufes das an der Seitenwand des Seitenteiles anhaftende Öl abschabt und radial nach innen fördert. Bekanntlich überfährt der Kratzring in seiner Gesamtheit bei einer vollen Umdrehung des Kolbens auf der Seitenwand des Seitenteiles einen kreisringförmigen Bereich, der von einer äußeren und inneren Hüllkurve begrenzt wird. Innerhalb dieses kreisringförmigen Bereichs führt dagegen jeder einzelne Punkt bzw. jeder Abschnitt des Kratzringes infolge der Bewegungsgeometrie des Kolbens wechselweise eine radial nach auswärts und einwärts gerichtete Bewegungsphase aus, wobei von jedem Punkt jeweils die Bahn einer Epitrochoide mit zwei achsnächsten Stellungen und zwei nach außen gerichteten Bogen geschrieben wird. •Dabei nimmt der Kratzring nach jeder vollen Umdrehung der Exzenterwelle gegenüber dem Seitenteil stets die gleiche Stellung ein. Dieser Bewegungsablauf jedes einzelnen Punktes des Kratzringes hat jedoch zur Folge, daß bei der Umkehrung von der nach einwärts zur auswärts gerichteten Bewegungsphase und umgekehrt also im Bereich der achsnächsten Stellungen

ίο bzw. der inneren Hüllkurve, auf der Seitenwand des Seitenteiles ein erhöhter einseitiger Verschleiß auftreten kann, wodurch ebenfalls das Verschleißbild der Kratzkante am Kratzring beeinträchtigt wird und somit eine dauerhafte Abdichtung des Kratzringes der

is Innendichtung nicht sichergestellt ist Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich der Kratzring mit dem Kolben mitdreht und jeder Punkt des Kratzringes stets dieselbe Bahn durchläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die Richtungsänderung des Kratzringes einer Innendichtung eingangs genannter Art verursachten Verschleißerscheinungen auf der Seitenwand des Seitenteiles und an dem in die Ringnut eingesetzten Kratzring weitgehend herabzusetzen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Kratzkante des Kratzringes exzentrisch zur Kolbendrehachse angeordnet ist. Durch eine derartige Maßnahme nimmt die Kratzkante des Kratzringes bei einer beispielsweise zweibogigen Epitrochoide nicht schon nach jeder Umdrehung der Exzenterwelle, sondern erst nach jeder vollen Umdrehung des Kolbens, also nach drei Umdrehungen der Exzenterwelle, die gleiche Stellung ein. Das hat u.a. den Vorteil, daß sowohl der in bezug auf die Exzenterwellendrehachse achsnächste, an die innere Hüllkurve grenzende Bereich auf der Seitenwand des Seitenteiles weniger häufig überschliffen wird als auch die Bahn jedes Punktes der Kratzkante im Bereich der achsnächsten Stellungen flacher verläuft. Dadurch kann im achsnächsten, von der äußeren und inneren Hüllkurve eingeschlossenen Bereich eine bedeutende Verschleißminderung erzielt und somit die Lebensdauer der Abdichtung zwischen dem Kolben und der Seitenwand erhöht werden.

Die zur Kolbendrehachse exzentrische Anordnung

♦5 der Kratzkanten des Kratzringes kann dadurch erreicht werden, daß die Ringnut für den Kratzring mit ihrem Mittelpunkt exzentrisch zur Kolbendrehachse angeordnet ist.
Normalerweise ist der Kratzring in seiner Nut gegen

'»ο Drehung gesichert (DE-AS 22 31 604, DE-OS 24 49 438). Es hat sich nun gezeigt, daß bei der vorgeschlagenen exzentrischen Kratzkante eine weitere Verbesserung im Verschleißverhalten des Kratzringes und der Seitenwand dadurch erreicht werden kann, daß der Kratzring in der Ringnut drehbar angeordnet ist. Dadurch kann der Kratzring aufgrund der ständig auf diesen einwirkenden Reibkraft, die von der Gleitbewegung auf der Seitenwand verursacht wird und gegen die Drehrichtung des Kolbens gerichtet ist, sowie wegen der Momentanbeschleunigung innerhalb der Ringnut relativ zum Kolben wandern, so daß selbst nach einer vollen Umdrehung des Kolbens jeder Abschnitt bzw. jeder Punkt des Kratzringes ständig eine andere Stellung innerhalb des vom Kratzring überschliffenen

hi kreisringförmigen Bereichs der äußeren und inneren ¹ lüllkurve einnehmen kann.

Da die Möglichkeit einer exzentrischen Anordnung der Ringnut für die Innendichtung in der Kolbenstirn-

wand infolge der Form des Kolbens und der übrigen mit dem Kolben zusammenwirkenden Einzelteile begrenzt ist, ist es zweckmäßig, daß der Mittelpunkt der Ringnut von der Kolbendrehachse in Richtung auf eine Kolbenecke versetzt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart mit einem dreieckigen Kolben in schematischer Darstellung, wobei ein Seitenteil weggelassen ist, und

F i g. 2 das Teilstück eines Längsschnittes durch den Kolben gemäß linie H-II in Fig. 1 mit einem Teilstück des benachbarten Serienteiles.

Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, in der eine Rotationskolbenmaschine in Trochoidenbauart dargestellt ist, die ein Gehäuse aufweist, das im wesentlichen aus einem Mantel 1 mit zweibogiger innerer Mantelfläche 2 und zwei parallelen Seitenteilen 3 besteht und von einer Exzenterwelle 4 uurchsetzt ist, auf deren Exzenter 5 ein dreieckiger Kolben 6 um die Kolbendrehachse K drehbar gelagert ist. Der Kolben 6 trägt an seinen Ecken Dichtleisten 7, die beim Umlauf des Kolbens 6 in Drehrichtung D ständig an der inneren Mantelfläche 2 entlanggleiten, wodurch volumenveränderliche Arbeitskammern A, B und C gebildet und gegeneinander abgedichtet werden. Zur seitlichen Abdichtung zwischen dem Kolben 6 und den Seitenteilen 3 sind in jeder Kolbenstirnwand bogenförmige Dichtstreifen 8 vorgesehen, die sich zwischen benachbarten Dichtleisten 7 erstrecken und mit diesen drrch Dichtbolzen 9 verbunden sind.

Um ein Übertreten von Schmieröl aus dem Bereich der Exzenterwelle 4 radial nach außen gegen die Dichtelemente 7,8 und 9 sowie in die Arbeitskammern A, Bund C zu verhindern, sind in jeder Kolbenstirnwand außerdem in je einer Ringnut 10 eine Innendichtung 11 angeordnet, die federnd gegen die Seitenwand 12 des benachbarten Seitenteiles 3 gedrückt wird. Bei Drehung des Kolbens 6 in Pfeilrichtung D folgt die Innendichtung 11 der vom Kolben 6 beschriebenen Bewegung, wobei an der Seitenwand 12 anhaftendes öl abgeschabt und radial nach innen gefördert wird. Die Ringnut 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel erfindungsgemäß mit ihrem Mittelpunkt M gegegenüber der Kolbendrehachse K des Kolbens 6 in Richtung auf eine Kolbenecke exzentrisch angeordnet Der Versatz des Mittelpunktes M gegenüber der Kolbendrehachse A. kann beispiels-

weise 1 mm betragen.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, besteht die zur Kolbendrehachse K exzentrische Innendichtung 11 bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem axialbeweglichen und in Umfangsrichtung drehbaren Kratzring 13, der an seiner der Seitenwand 12 zugewandten Stirnseite eine Kratzkante 14 aufweist und von einem am Grund der Ringnut 10 eingesetzten Federring 15 gegen die Seitenwand 12 gedruckt wird und mit dieser dichtend zusammenwirkt Der Kratzring 13 wird innerhalb der Ringnut 10 durch einen elastischen, vorzugsweise metallischen Dichtring 16 abgedichtet, wobei die Berührungsstellen sowohl zwischen dem Dichtring 16 und dem Kratzring 13 als auch zwischen dem Dichtring 16 und der Ringnut 10 aufeinander gleiten können.

Bei Drehung des Kolbens 6 überschleif· der Kratzring 13 mit seiner Kratzkante 14 einen Bereich, der von einer gestrichelt dargestellten äußeren Hüllkurve 17 und einer inneren Hüllkurve 18 begrenzt wird. Infolge der exzentrischen Anordnung der Kratzkante 14 gegenüber der Kolbendrehachse K wird die Seitenwand 12 des Seitenteiles 3 im Bereich der inneren Hüllkurve 18 von der Kratzkante 14 periodisch weniger oft überschliffen und die Bahn jedes Punktes der Kratzkante abgeflacht, so daß in diesem achsnächsten Bereich auf der Seitenwand 12 eine Verschleißminderung erreichbar ist, welche sich vorteilhaft auf die Kratzkante 14 auswirkt und somit die Lebensdauer der Innendichtung 11 zwischen der Seitenwand 12 und dem Kolben 6 erhöht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruchs:

1. Innendichtung eines mehreckigen Kolbens einer Rotationskolbenmaschine in Trocholdenbauart der in einem aus einem Mantel mit mehrbogiger innerer Mantelfläche und zwei parallelen Seitenteilen bestehenden Gehäuse umläuft und auf dem Exzenter einer Exzenterwelle drehbar gelagert ist, wobei die Innendichtung mindestens einen Kratzring aufweist, der axialbeweglich in einer Ringnut in einer Kolbenstirnwand angeordnet ist und mit mindestens einer kreisförmigen Kratzkante federnd gegen die Seitenwand des benachbarten Seitenteiles gedrückt wird und mit dieser dichtend zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzkante (14) des Kratzringes (13) exzentrisch zur Kolbendrehachse (K) angeordnet ist

2. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (10) für den Kratzring (13) mit ihrem Mittelpunkt (M) exzentrisch zur Kolbendrehachse (K)angeordnet ist

3. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Kratzring (13) in der Ringnut (10) drehbar angeordnet ist.

4. Innendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (M) der Ringnut von der Kolbendrehachse (K) in Richtung auf eine Kolbenecke versetzt ist.