DE2621509B2

DE2621509B2 - Innendichtung für einen Kolben einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart

Info

Publication number: DE2621509B2
Application number: DE2621509A
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Kurio; Kenichi Yamamoto
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1980-09-04
Also published as: JPS5255530Y2; US4080118A; DE2621509C3; DE2621509A1; JPS51144604U

Description

Die Erfindung betrifft eine Innendichtung für einen Kolben einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, in dessen Stirnwänden Dichtstreifen und jeweils eine ringförmige Dichtungen":, vorgesehen sind, welche einen ölabstreifring aufweist, der durch ein im Dichtungsnutgrund befindliches Federelement in dichtender Anlage an ein Gehäuseseitenteil gehalten ist und in seiner radial inneren Flankenwandung einen gegen die Dichtungsnutflanke abdichtenden O-Ring enthält, wobei zwischen den Dichtstreifen und dem ölabstreifring mindestens in einer Kolbenstirnwand eine Gassammeinut angeordnet ist.

Eine derartige Innendichtung ist aus der JA-GM 50-10909 bekannt. Zwar erzielt man durch die Gassamrnelnut eine gute Abschirmung des ölabstreif rings gegen die direkte Einwirkung der heißen Leckgase, die über die Dichtstreifen in den Raum zwischen der Stirnwand des Kolbens und dem benachbarten Gehäuseseitentcil eintreten, jedoch läßt die Lebensdauer der Innendichtung dennoch zu wünschen übrig, und /war im Hinblick auf die Ablagerung von aus den Leckgasen stammenden Schlämmen innerhalb der Dichtungsnut,

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer

Innendichtung der eingangs genannten Art die durch

die Leckgase bedingten Ablagerungen in der Dichtungsnutzu vermindern, um dadurch die Lebensdauer der Innendichtung zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Innendichtung nach der Erfindung gekennzeichnet durch folgende ίο Merkmale:

a) die Dichtungsnut ist mit der Gassammeinut verbunden,

b) die Gassammeinut überstreicht während der Kolbendrehung periodisch eine im gegenüber-

liegenden Gehäuseseitenteil befindliche Einlaßöffnung.

Im Zusammenhang mit dem Merkmal b) ist zu berücksichtigen, daß die US-PS 3323713 bereits eine im Gehäuseseitenteil angeordnete Einlaßöffnung be-

schreibt. Der hieraus resultierende periodische Druckabfall auf der Kolbenstirnwand wird als nachteilig empfunden, da der Druck der Leckgase zum Anpressen des ölabstreifringes beitragen soll.
Erfindungsgemäß hingegen wird bewußt die Gassammelnut periodisch entlüftet, wobei sich dieser Entlüftungseffekt gleichzeitig auf die Dichtungsnut überträgt. Dies führt zu einem periodischen Absaugen irgendwelcher Schlammbestandteile, die bereits bis in die Dichtungsnut vorgedrungen sind. Eine beträchtliehe Verlängerung der Lebensdauer der Innendichtung ist die Folge. Auch nach längerer Laufzeit kann also noch mit geringem Ölverbrauch gearbeitet werden. Vorzugsweise ist die Gassammeinut kreisringförmig ausgebildet. Sie kann dabei konzentrisch zur Dichtungsnut liegen, so daß sich der Pumpeffekt sehr gleichförmig auf letztere auswirkt.

Die Verbindung zwischen der Dichtungsnut und der Gassammeinut kann dadurch »hergestellt werden, daß man die Zwischenwand zwischen diesen beiden Nuten gegenüber der Kolbenstimwand zurücksetzt. Aus fertigungstechnischen Gründen hingegen kann es vorteilhaft sein, daß die Verbindung zwischen der Dichtungsnut und der Gassammeinut aus über den Umfang verteilten Durchlässen besteht. Dabei können, ebenfalls im Hinblick auf herstellungstechnische Vorteile, die Durchlässe in Form von Axialbohrungen ausgebildet sein, die sich bis zum Gassammelnutgrund erstrecken, der in gleicher Höhe mit dem Dichtungsnutgrund liegt.

so Die Innendichtung nach der Erfindung kann ferner dadurch gekennzeichnet sein, daß die radial äußere Flankenwandung der Gassammeinut vom Nutgrund nach radial außen geneigt verläuft. Dies erleichtert das Abströmen der Leckgase unter Mitnahme flüssiger oder fester Verunreinigungen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in¹ Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch den Bereich

wi einer Innendichtung zwischen Kolben und zugehörigem Gehäuseseitenteil,

Fig. 2 in entsprechender Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 3 in entsprechender Darstellung eine weitere

..i abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 4 ein Ölverbrauchsdiagramm von erfindungsgemäßen Innendichtungen im Vergleich zu bekannten Intwnclichtungcn.

Nach Fig, 1 ist ein Kolben 4 mit radial außen liegenden Dichtstreifen 9 versehen, die in entsprechenden Dichtstreifennuten 7 sitzen und von Federelementen 8, beispielsweise von Spiralfedern, aus der Kolbenstirnwand 5 herausgedrückt und in Anlage an einem gegenüberliegenden Gehäuseseitenteil 2 gehalten werden.

Radial weher innen ist der Kolben 4 mit einer Dichtungsnut 12 versehen, welche einen ölabstreifring 6 aufnimmt Dieser liegt mit einer lippe 6a an dem Gehäuseseitenteil an, und zwar unter der Wirkung eines Federelements 13, welches zwischen dem ölabstreifring und dem Dichtungsnutgrund 12a sitzt. Der ölabstreifring 6 ist in seiner radial innen liegenden Flankenwandung mit einer Ausnehmung versehen, die. einen O-Ring 15 enthält.

Zwischen der Dichtstreifennut 7 und der Dichtungsnut 12 befindet sich eine kreisringförmige Gassammelnut 16, welche periodisch eine nicht dargestellte, im Gehäuseseitenteil 2 angeordnete Einlaßöffnung überstreicht. Eine Ringtrennwand 18 liegt zwischen der Dichtungsnut 12 und der Gassammeinut 16. Erfindungsgemäß stehen diese beiden Nuten miteinander in Verbindung.

Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 1 hat diese Verbindung die Form eines Ringkanals 19, der dadurch entsteht, daß man die Ringtrennwand 18 gegenüber der Kolbenstirnwand S zurückversetzt. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß auch der Ringkanal 19 die Einlaßöffnung überstreicht.

Leckgase, die unter Druck an den Dichtstreifen 9 vorbei in den Raum zwischen der Kolbenstirnwand 5 und dem GehäuseseitenteU 2 eindringen, werden in der Gassammeinut 16 gesammelt und in ihrer Geschwindigkeit vermindert. Dies führt zu einer Schonung der Innendichtung und der von dieser geschützten Lagerung des Kolbens 4. Wenn die Gassammeinut 16 gegebenenfalls gemeinsam mit dem Ringkanal 19 die Einlaßörfnung überstreicht, werden die Leckgase in die Arbeitskammer eingesaugt.

Außerdem dient die Gassammeinut als thermischer Isolator, der die Wärmeübertragung von der Verbrennungskammer zum ölabstreifring in vorteilhafter Weise auf ein Minimum reduziert. Zu diesem Effekt trägt außerdem bei, daß die Ringtrennwand 18 gegenüber der Kolbenstimwand 5 zurückgesetzt ist und daher eine verringerte Wäimeübertragungsfläche aufweist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat die Gassammeinut 16 die gleiche Tiefe wie die Dichtungsnut 12. Abgewandelte Konstruktionen sind möglich, beispielsweise in Abhängigkeit von der Leckgasmenge und/oder der Kolbengröße.

So ist bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 eine etwas flachere Gassammeinut 26 vorgesehen. Ihre Ringtrennwand 28 schließt bündig mit der Kolbejistirowand 5 ab und ist mit einer Anzahl gleichmäßig verteilter Kanäle 29 versehen, die die Verbindung zur Dichtungsnut 12 herstellen,

Die Gassammleielnut 26 nach Fig. 2 weist eine radial äußere Flankenwandung 26a auf, die vom Nutgrund 26b nach radial außen geneigt verläuft. Auf diese Weise kann irgendwelches Kondensat, das sich auf der Kolbenstirnwand 5 bildet, einfacher in die ίο Gassammeinut eintreten. Außerdem wird während des Betriebes die Entfernung dieses Kondensats gefördert, und zwar durch die Wirkung der Zentrifugalkräfte, die zusätzlich zu dem Absaugeffekt auftreten. Bei dem Ausführungsbeipsiel nach Fig. 3 fluchtet is die Ringtrennwand 28 der Gassammeinut 16 ebenfalls wieder mit der Kolbenstirnwand 5. Die Verbindung zur Dichtungsnut 12 wird hier durch eine Anzahl gleichmäßig verteilter Axialbohrumen 39 hergestellt, die von der Kolbenstirnwand 5 au. bis zum auf gleieher Höhe liegenden Nutgrund der be<den Nuten geführt sind.

In dem Diagramm der Fig. 4 stellt die Abszir.se die Fahrstrecke mit 1000 km als Einheit und die Ordinate den Ölverbrauch von Kraftfahrzeugen in Fahrstrecke Km bezogen auf den Literverbrauch Ht dar, wobei das eine Fahrzeug durch eine Brennkraftmaschine gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 der Erfindung und die anderen drei durch bekannte Brennkraftmaschinen angetrieben werden; alle Brennkraftmaschineu werden unter wechselnden Bedingungen betrieben, einschließlich Leerlauf, Beschleunigung, Verzögerung und konstanter Fahrweisc. Die Kurven A, B, C und D entsprechen den Brennkraftmaschinen A, B, C und D, deren Konstruktion im folgenden kurz beschrieben wird.

Motor A: Der Kolben hat weder eine Gassammelnut noch einen Durchlaß zu deren Verbindung mit der Dichtungsnut.
Motor B: Der Kolben weist eine Gassammelnut, deren Tiefe gleich der der Dichtungsnut ist, jedoch keinen Durchlaß auf.
Motor C: Der Kolben weist eine Gassztnmelnut, jedoch keine Ringtrenmvand auf, die diese von der Dichtungsnut trennt.
Motor D: Der Kolben entspricht der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 1. Aus dem Diagramm der Fig. 4 ergibt sich, daß bei 1000 km/Liter Ölverbrauch ein Wagen mit einer erfindungsgemäßen Innendichtung des Kolbens etwa so 4000 km läuft, während er mit den bekannten Innendichtungen des Kolben:, nur eine Strecke von weniger als 2C00 km zurücklegt. Während also die bekannten Brennkraftmaschinen eine relativ große ölnvinge verbrauchen, gestattet die Erfindung eine Reduktion des Ölverbrauchs.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Innendichtung für einen Kojben einer KreiskoIben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, in dessen Stirnwanden Dichtstreifen und jeweils eine ringförmige Dichtungsnut vorgesehen sind, weiche einen ölabstreifring aufweist, der durch ein im Dichtungsnutgrund befindliches Federelement in dichtender Anlage an ein Gehäuseseitenteil gehalten ist und in seiner radial inneren Flankenwandung einen gegen die Dichtungsnutflanke abdichtenden O-Ring enthält, wobei zwischen den Dichtstreifen und dem ölabstreifring mindestens in einer Kolbenstirnwand eine Gassammeinut angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Dichtungsnut (12) ist mit der Gassammelmu (16; 26) verbunden,

b) die Gassaramelnut (16; 26) überstreicht während der Kolbendrehung periodisch eine im gegenüberliegenden Gehäuseseitenteil (2) befindliche Einlaßöffnung.

2. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gassammeinut (16; 26) kreisringförmig ausgebildet ist.

3. Innendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Dichtungsnut (12) und der Gassammelnut (16; 26) aus über den Umfang verteilten Durchlässen besteht.

4. Innendichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe in Form von Axialbohrungen (39) ausgebildet sind, die sich bis zum Gassammelnutgrund erstrecken, der in gleicher Höhe mit dem Dichtungsnutgrund liegt.

5. Innendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Flankenwandung (26a) der Gassammeinut (26) vom Nutgrund (266) nach radial außen geneigt verläuft.