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Rotationskolben-Brennkraftmaschine
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mit einem Gehäuse Die Erfindung betrifft eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine
mit einem Gehäuse, das einen ringförmigen Mantel aufweist, an dessen Stirnflächen
jeweils ein Seitenteil angesetzt ist, und einen Arbeitsraum begrenzt, in welchem
stets an der selben Stelle die Arbeitstakte Ansaugen, Verdichten, Expandieren und
Ausschieben erfolgen, wobei der Mantel axial sich erstreckende Kühlkanäle aufweist,
die mit Kühlräumen in den Seitenteilen in Verbindung stehen, und wobei zwischen
den Stirnflächen des Mantels und den angrenzenden Seitenteilen in einer umlaufenden
Vertiefung eine ringförmige, mit Durchtrittsöffnungen für das Kühlmittel versehene
Flachdichtung angeordnet ist.
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Die im allgemeinen einen elastischen Werkstoff aufweisenden Flachdichtungen
haben den Zweck, zusätzlich zur metallischen Dichtung der Gehäuseteile sowohl ein
Übertreten von Kühlmittel nach innen und außen zu vermeiden als auch gegen die Arbeitsgase
abzudichten.
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Bei Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Flachdichtung dabei sehr
unterschiedlichen Erwärmungen ausgesetzt, da der Mantel durch die in einem begrenzten
Raum und stets an der gleichen Stelle ablaufenden Arbeitstakte im Arbeitsraum in
einen relativ wärmeren Bereich, dem im wesentlichen die Verbrennungsseite des Arbeitsraumes
zugeordnet ist, und in einen relativ kühleren Bereich, der überwiegend auf der Ansaugseite
liegt, aufgeteilt ist. Aus diesem Grund besteht die vollständige Flachdichtung aus
einem Werkstoff, der gegen die Wärmebeanspruchung im relativ wärmeren Bereich beständig
ist, obwohl die Wärmebeanspruchung im relativ
kühleren Bereich nicht
so hoch ist. Abgesehen davon, daß diese Flachdichtung infolge ihrer Größe nur mit
großer Sorgfalt in die Vertiefung eingelegt werden kann, ist diese Flachdichtung
aber auch wegen des notwendigen wärmebeständigen Werkstoffes und des anfallenden
Verschnittes nur unter einem verhältnismäßig hohem Aufwand herzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Flachdichtung zwischen
dem Mantel und den Seitenteilen einfacher und kostengünstiger auszubilden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Flachdichtung
in mehrere Segmente aufgeteilt ist, die sich entsprechend den im Arbeitsraum stattfindenden
Arbeitstakten jeweils über den relativ wärmeren Bereich und den relativ kühleren
Bereich erstrekken und eine unterschiedliche Wärmebeständigkeit aufweisen.
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Durch diese Lösung kann bei der Herstellung der Flachdichtung eine
bedeutende Verringerung des Verschnittes und somit eine wesentliche Werkstoffeinsparung
erzielt werden. Außerdem gestattet die Aufteilung in einzelne Segmente ein einfacheres
und wenigerzeitraubendes Einlegen der Flachdichtung in die Vertiefung. Für den relativ
kühleren Bereich des Gehäuses kann durch diese Ausführung aber auch ein Dichtungswerkstoff
verwendet werden, der im Gegensatz zu der bekannten Flachdichtung eine geringere
Wärmebeständigkeit aufweist und somit weniger kostspielig ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können die Segmente der Flachdichtung
aus Blech bestehen und mit einer Beschichtung aus wärmebeständigen Werkstoffen versehen
sein.
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Unter Berücksichtigung der auf die Dichtung einwirkenden unterschiedlichen
Wärmebelastung kann die Beschichtung der Segmente, die im relativ kühleren Bereich
angeordnet sind, aus Nitril-Kautschuk bestehen, und die Beschichtung der Segmente,
die im relativ wärmeren Bereich angeordnet sind, aus Fluorkarbonat bestehen.
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Durch die Verwendung derartiger, für die jeweilige Wärmebelastung
ausreichenden Werkstoffe zur Beschichtung der Segmente kann gegenüber bekannten
Lösungen ein bedeutender Preisvorteil erzielt werden.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1
einen ringförmigen Mantel des Gehäuses einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine
in Trochoidenbauart, wobei die Seitenteile weggelassen sind, Fig. 2 das Teilstück
eines Längsschnittes durch den Mantel gemäß Linie'A-A in Fig. 1 in vergrößtertem
Maßstab, und Fig. 3 einen Schnitt durch eine Flachdichtung gemäß Linie A-A in Fig.
1 in vergrößertem Maßstab.
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Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Mantel 1 des
Gehäuses einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart gezeigt ist,
an dessen Stirnflächen 2 jeweils ein Seitenteil angesetzt ist, welche aber zur Verdeutlichung
der Erfindung nicht dargestellt sind. Der Mantel 1 begrenzt mit den Seitenteilen
einen Arbeitsraum 3, in welchem ein nicht gezeigter Kolben umläuft. Für den Antrieb
dieses Kolbens innerhalb des Arbeitsraumes 3 sind im Mantel 1 ein Einlaßkanal 4
für die Zuführung von Frischgas, zwei durch Mittellinien angedeutete Bohrungen 5
für Zündkerzen und ein Auslaßkanal 6 für den Ausschub von verbrannten Gasen vorgesehen.
Zwischen dem Einlaßkanal 4 und dem Auslaßkanal 6 erfolgen nacheinander in Pfeilrichtung
betrachtet stets an der gleichen Stelle die Arbeitstakte eines Viertaktverfahrens
Ansaugen, Verdichten, Expandieren und Ausschieben des Gasstromes, webei sich dieser
Arbeitsablauf in einer unterschiedlichen Erwärmung des Mantels 1 auswirkt. Zur Kühlung
des Mantels 1 sind Kühlkanäle 7
vorgesehen, die sich in axialer
Richtung von der einen nach der anderen Stirnfläche 2 erstrecken und mit entsprechenden
Kühlräumen in den Seitenteilen in Verbindung stehen.
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In Fig. 2 ist eine beispielsweise in jeder Stirnfläche 2 des Mantels
1 vorgesehene umlaufende Vertiefung 8 gezeigt, in die jeweils eine Flachdichtung
9 eingelegt wird, welche die Kühlkanäle 7 umschließt und eine zusätzliche Abdichtung
zwischen dem Mantel 1 und den angesetzten Seitenteilen bildet.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, besteht die Flachdichtung 9 im wesentlichen
aus einem inneren Ring 9a und einem äußeren Ring 9b, welche durch Stege 9c miteinander
verbunden sind. Die Flachdichtung 9 wird bei dieser Ausführung von einem beispielsweise
metallischen Körper aus Blech 10, der allseitig mit einer wärmebeständigen Beschichtung
11 aus Dichtungswerkstoff versehen ist, gebildet. Selbstverständlich ist eine Ausführung
auch ohne einen solchen Körper 10 aus Blech möglich.
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Wegen der unterschiedlichen Wärmebelastung ist die Flachdichtung 9
in mehrere einzelne Segmente 19, 29, 39 und 49 aufgeteilt, wobei die jeweiligen
Trennstellen über einen Steg 9c verlaufen, so daß die einzelnen Segmente an Stegen
9c aneinander anliegen. Dabei erstreckt sich beispielsweise das eine Segment 19
über den relativ kühleren Bereich des Mantels 1, in dem die Arbeitstakte Ansaugen
und Verdichten stattfinden. Daran schließt sich in Pfeilrichtung das Segment 29
an, daß sich über den relativ wärmeren Bereich erstreckt, in welchem das Zünden
erfolgt. Danach folgt das Segment 39, welches in dem Bereich angeordnet ist, in
dem die Arbeitsgase expandieren. Zwischen diesem Segment 39 und dem Segment 19 liegt
schließlich im Bereich des Ausschiebens der Arbeitsgase das Segment 49.
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Die Segmente 19 und 39 haben bei diesem Ausführungsbeispiel infolge
der relativ geringeren Wärmebelastung eine Beschichtung 11
aus Nitril-Kautschuk,
welches his etwa 1200 C wärmebeständig ist, während die Segmente 29 und 49 eine
Beschichtung 11 aus 0 Fluorkarbonat aufweisen, welches bis etwa 180 C wärmebeständig
ist. Die ungleichmäßige Aufteilung der Flachdichtung 9 hat den Vorteil, daß die
mit unterschiedlichen wärmebeständigen Werkstoffen beschichteten Segmente 19, 29,
39, 49 stets nur an einer bestimmten Stelle im Mantel 1 eingelegt werden können,
so daß keine Verwechselungsgefahr besteht.
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Da der Mantel 1 je nach Führung des Kühlmittels in den verschiedenen
Bereichen mehr oder weniger stark gekühlt werden kann, ist eine Verlagerung des
relativ kühleren und des relativ wärmeren Bereiches und daher selbstverständlich
eine von der Darstellung abweichende Einteilung der Flachdichtungssegmente möglich.
Ebenso kann beispielsweise das Segment 39 eine Beschichtung aus Fluerkarbonat und
das Segment 49 eine solche aus Nitril-Kautschuk erhalten.
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- Patentansprüche -