DE2621509C3

DE2621509C3 - Innendichtung für einen Kolben einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart

Info

Publication number: DE2621509C3
Application number: DE2621509A
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Hiroshima Kurio
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE2621509B2; US4080118A; DE2621509A1; JPS5255530Y2; JPS51144604U

Description

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 S herausgedrückt und in Anlage an einem gegenüberliegenden Gehäuseseitenteil 2 gehalten werden.

Radial weiter 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 12α 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 GassaiTimelnut 16, welche periodisch eine nicht dargestellte, im Gehäuseseitenteil 2 angeordnete Einlaßöffnung überstreicht. Eine Ringtrennwand 18 iiegt zwischen der Dichtungsnut 12 und der Gassammeinut 16. Erfindungsgemäß stehen diese beiden Nuten miteinander in Verbindung.

Bei dem Alisführungsbeispiel nach Fig. 1 hat diese Verbindung die Form eines Ringkanals 19, der dadurch entsteht, daß man die Ringtrennwand 18 gegenüber der Kolbenstirnwand 5 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 Gehäuseseitenteil 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 Einlaßöffnung 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 Kolbenstirnwand 5 zurückgesetzt ist und daher eine verringerte Wärmeübertragungsfläche aufweist.

Bei dem Ausftfiirungsbeispiel 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 Fig. 2 eine etwas flachere Gassammeinut 26 vorgesehen. Ihre Ringtrennwand 28 schließt bündig mit der Kolbenstimwand 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 26ό 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 die Ringtrennwand 28 der Gassammeinut 16 ebenfalls wieder mit der Kolbenstirnwand 5, Die Verbindung zur Dichtungsnut 12 wird hier durch eine Anzahl gleichmäßig verteilter Axialbohrungen 39 hergestellt, die von der Kolbenstirnwand 5 aus bis zum auf gleieher Höhe liegenden Nutgrund der beiden Nuten geführt sind.

In dem Diagramm der Fig. 4 stellt die Abszisse die Fahrstrecke mit 1000 km als Einheit und die Ordinate den Ölverbrauch von Kraftfahrzeugen in Fahrstrecke Km bezogen auf den Literverbrauch Ut 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 Brennkraftmaschinen werden unter wechselnden Bedingungen betrieben, einschließlich Leerlauf, Beschleunigung, Verzögerung und konstanter Fahrweise. Die Kurven A₁ B, C und D entsprechen den Brennkraftmaschinen A₁ B, C und D, deren Konstruktion im folgenden kurz beschrieben wird.

Motor A: Der Kolben hat weder eine Gassam-

melnut noch einen Durchlaß zu deren

Verbindung mit der Dichtungsnut.

Motor B: Der Kolben weist eine Gassammeinut, deren Tiefe gleich der der Dichtungsnut

ist, jedoch keinen Durchlaß auf.
Motor C: Der Kolben weist eine Gassammeinut, jedoch keine Ringtrennwand auf, die die.se 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 Kolbens nur eine Strecke von weniger als 2000 km zurücklegt. Während also die bekannten Brennkraftmaschinen eine relativ große ölmenge verbrauchen, gestattet die Erfindung eine Reduktion des Ölverbrauchs.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Leckgasen stammenden Schlämmen innerhalb der Patentansprüche: Dichtungsnut. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer

1. Innendichtung für einen Kolben einer Kreis- Innendichtung der eingangs genannten Art die durch kolben-BrennkraftrnaschineinTrochoidenbauart, 5 die Leckgase bedingten Ablagerungen in der Dichin dessen Stirnwänden Dichtstreifen und jeweils tungsnut zu vermindern, um dadurch die Lebensdauer eine ringförmige Dichtungsnut vorgesehen sind, der Innendichtung zu erhöhen.

welche einen ölabstreifring aufweist, der durch Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Innendichtung

ein im Dichtungsnutgrund befindliches Federele- nach der Erfindung gekennzeichnet durch folgende ment in dichtender Anlage an ein Gehäuseseiten- io Merkmale:

teil gehalten ist und in seiner radial inneren Flan- a) die Dichtungsnut ist mit der Gassammeinut verkenwandung einen gegen die Dichtungsnutflanke bunden,

abdichtenden O-Ring enthält, wobei zwischen den b) die Gassammeinut überstreicht während der Dichtstreifen und dem Ölabstreifring mindestens Kolbendrehung periodisch eine im gegenüberin einer Kolbenstirnwand eine Gassammeinut an- 15 liegenden Gehäuseseitenteil befindliche Einlaßgeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende öffnung.

Merkmale: Im Zusammenhang mit dem Merkmal b) ist zu be-

a) die Dichtungsnut (12) ist mit der Güssam- rücksichtigen, daß die US-PS 3323713 bereits eine melnut (16; 26) verbunden, im Gehäuseseitenteil angeordnete Einlaßöffnung be-

b) die Gassammelnut (16; 26) überstreicht 20 schreibt. Der hieraus resultierende periodische während der Kolbendrehung periodisch eine Druckabfall auf der Kolbenstirnwand wird als nachim gegenüberliegenden Gehäuseseitenteil teilig empfunden, da der Druck der Leckgase zum (2) befindliche Einlaßöffnung. Anpressen des ölabstreifringes beitragen soll.

2. Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch Erfindungsgemäß hingegen wird bewußt die Gasgekennzeichnet, daß die Gassammelnut (16; 26) 25 sammelnut periodisch entlüftet, wobei sich dieser kreisringförmig ausgebildet ist. Eritlüftungseffekt gleichzeitig auf die Dichtungsnut

3. Innendichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- überträgt. Dies führt zu einem periodischen Absaugen durch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwi- irgendwelcher Schlammbestandteile, die bereits bis in sehen der Dichtungsnut (12) und der Gassammei- die Dichtungsnut vorgedrungen sind. Eine beträchtlinut (16; 26) aus über den Umfang verteilten 30 ehe Verlängerung der Lebensdauer der Innendichtung Durchlässen besteht. ist die Folge. Auch nach längerer Laufzeit kann also

4. Innendichtung nach Anspruch 3, dadurch noch mit geringem Ölverbrauch gearbeitet werden, gekennzeichnet, daß die Durchlässe in Form von Vorzugsweise ist die Gassammelnut kreisringför-Axialbohrungen (39) ausgebildet sind, die sich bis mig ausgebildet. Sie kann dabei konzentrisch zur zum Gassammelnutgrund erstrecken, der in glei- 35 Dichtungsnut liegen, so daß sich der Pumpeffekt sehr eher Höhe mit dem Dichtungsnutgrund liegt. gleichförmig auf letztere auswirkt.

5. Innendichtung nach einem der Ansprüche 1 ■ Die Verbindung zwischen der Dichtungsnut und bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial au- der Gassammelnut kann dadurch hergestellt werden, ßere Flankenwandung (26a) der Gassammelnut daß man die Zwischenwand zwischen diesen beiden (26) vom Nutgrund (266) nach radial außen ge- 40 Nuten gegenüber der Kolbenstirnwand zurücksetzt, neigt verläuft. Aus fertigungstechnischen Gründen hingegen kann es

vorteilhaft sein, daß die Verbindung zwischen der Dichtungsnut und der Gassammelnut aus über den

Umfang verteilten Durchlässen besteht. Dabei kön-

45 nen, ebenfalls im Hinblick auf herstellungstechnische Vorteile, die Durchlässe in Form von Axialbohrungen ausgebildet sein, die sich bis zum Gassammelnutgrund

Die Erfindung betrifft eine Innendichtung für einen erstrecken, der in gleicher Höhe mit dem Dichtungs-Kolbcn einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in malgrund liegt.

Trochoidenbauart, in dessen Stirnwänden Dichtstrei- 50 Die Innendichtung nach der Erfindung kann ferner fen und jeweils eine ringförmige Dichtungsnut vorge- dadurch gekennzeichnet sein, daß die radial äußere sehen sind, welche einen ölabstreifring aufweist, der Flankenwandung der Gassammelnut vom Nutgrund durch ein im Dichtungsnutgrund befindliches Feder- nach radial außen geneigt verläuft. Dies erleichtert element in dichtender Anlage an ein Gehäuseseitenteil das Abströmen der Leckgase unter Mitnahme flüssigehalten ist und in seiner radial inneren Flankenwan- 55 ger oder fester Verunreinigungen,
dung einen gegen die Dichtungsnutflanke abdichten- Die Erfindung wird im folgenden anhand bcvor-

den O-Ring enthält, wobei zwischen den Dichtstreifen zugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit und dem Ölabstreifring mindestens in einer Kolben- der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
stirnwand eine Gassammelnut angeordnet ist. Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch den Bereich

Eine derartige Innendichtung ist aus dem JP-GM 60 einer Innendichtung zwischen Kolben und zugehöri-50-10909 bekannt. Zwar erzielt man durch die Gas- gern Gehäuseseitenteil,

sammelnut eine gute Abschirmung des ölabstreifrings Fig. 2 in entsprechender Darstellung eine abge-

gegen die direkte Einwirkung der heißen Leckgase, wandelte Ausführungsform,

die über die Dichtstreifen in den Raum zwischen der Fig. 3 in entsprechender Darstellung eine weitere

Stirnwand des Kolbens und dem benachbarten Ge- es abgewandelte Ausführungsform,
häuseseitenteil eintreten, jedoch läßt die Lebensdauer Fig. 4 ein Ölverbrauchsdiagramm von erfindungs-

der Innendichtung dennoch zu wünschen übrig, und gemäßen Innendichtungen im Vergleich zu bekannten zwar im Hinblick auf die Ablagerung von aus den Innendichtungen.