DE2716355C3

DE2716355C3 - Innendichtung für einen Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2716355C3
Application number: DE2716355A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Toyota Aichi Kato (Japan)
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1976-11-12
Filing date: 1977-04-13
Publication date: 1980-05-22
Also published as: US4102617A; DE2716355B2; DE2716355A1; JPS5360412A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innendichtung für einen Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit zwei in einer Ringnut der Kolbenstirnwand eingesetzten federbeaufschlagten Dichtringen, welche in ihrer einander zugewandten Wandungen Aussparungen zur Aufnahme ringförmiger elastischer Dichtelemente aufweisen und durch einen ringförmigen, aus Metall bestehenden Steg voneinander getrennt sind, der über ein elastisches Teil mit dem Nutgrund verbunden ist.

Eine solche Dichtung ist durch die US-PS 38 84 602 bekannt. Sie hat die Aufgabe, für ausreichende Gas- und öldichtheit an der Kontaktstelle zwischen der Stirnwand des Kolbens und der Innenwand des zugehörigen Seitenteiles zu sorgen. Bei der bekannten Innendichtung sind mit dem ringförmigen, aus Metall bestehenden Steg zwei Ringflansche fest verbunden, die in einer gemeinsamen, zum Nutgrund parallelen Ebene liegen und über die der Steg am Nutgrund abgestützt ist. Zwischen den Ringflanschen und dem Nutgrund befindet sich das ebenfalls ringförmig ausgebildete elastische Teil, das die Aufgabe hat, für Dichtheit zwischen dem Nutgrund und den Ringflanschen zu sorgen. Während des Betriebes erlaubt das elastische Teil praktisch keine Relativbewegung zwischen dem Steg und dem Kolben.

Wenn sich der mit der bekannten Innendichtung versehene Kolben der Rotationskolben-Brennkraftmaschine um seine Exzenterwelle herum dreht, sind die Dichtringe der Innendichtung nicht nur einer Kraft ausgesetzt, die diese Ringe entgegen der Drehrichtung des Kolbens entlang der Ringnut zu bewegen versucht, sondern auch einer Kraft, die die Dichtringe aufgrund von deren Berührung mit dem zugehörigen Seitenteil des Motorgehäuses in Radialrichtung des Kolbens beansprucht. Während einer bestimmten Drehphase des Kolbens bewegt sich ein Teil desselben relativ zum Seitenteil beispielsweise radial nach innen, wodurch die Dichtringe radial nach außen gedrückt und einseitig beansprucht werden. Dabei stützt sich der betreffende Teil des äußeren Dichtringes direkt über einep Ölfilm auf der äußeren Seitenwand der Ringnut ab, während ein entsprechender Teil des inneren Dichtringes über das in ihm angeordnete Dichtelement vom ringförmigen Steg abgestützt wird, wobei dieses Dichteiement außerordentlich stark zusammengedrückt wird. An einem diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Innendichtung spielen sich entsprechende Vorgänge ab, wobei dort das dem äußeren Dichtring zugeordnete außerordentlich stark zusammengedrückt wird. Durch ίο die ständig wechselnde starke Kompression der Dichtelemente ermüden diese, so daß sie sich abnützen und ihre Elastizität verlieren, wodurch wiederum die Dichtwirkung der Innendichtung abnimmt, was beispielsweise zu einer Erhöhung des Ölverbrauchs führt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Innendichtung einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine der gattungsgeniäßen Art eine Abnützung bzw. Alterung der ringförmigen elastischen Dichtelemente zu vermeiden und somit deren Lebensdauer zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das elastische Teil als schlauchförmiger Fortsatz des Steges ausgebildet ist, der eine radiale Auslenkung des Steges zuläßt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß der Steg nicht leicht in Radialrichtung bewegen kann, so daß er den in Radialrichtung auf die Dichtringe und die Dichtelemente wirkenden, wechselnden Belastungen nachgeben kann, so daß die Dichtelemente weniger stark zusammengedrückt und somit JO weniger stark beansprucht werden.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher Ji erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine, der die Lage der Innendichtung zeigt,

F i g. 2 einen Querschnitt gemäß II-II in F i g. 1 durch ίο eine Inne^ichtung und

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnliche Darstellung, die jedoch die beiden diametral gegenüberliegenden Abschnitte der Innendichtung während des Betriebes der Rotationskolben-Brennkraftmaschine zeigt.
Die in Fig. 1 dargestellte Rotationskolben-Brennkraftmaschine umfaßt ein Motorgehäuse mit einem Gehäusemantel 1, der eine trochoidale Mantellaufbahn hat, sowie mit Seitenteilen 2, die die gegenüberliegenden Stirnseiten des Gehäusemantels abschließen. Im Motorgehäuse sitzt ein polygonaler Kolben 4, der exzentrisch um eine Exzenterwelle 3 herum dreht und Ecken aufweist, die über die Mantellaufbahn des Gehäusemantels gleiten. In jeder Stirnwand 5 des Kolbens 4 sitzt eine ringförmige Innendichtung 6, die für Gas- und öldichtung an der Kontaktstelle zwischen der Stirnwand des Kolbens und der Innenwand des zugeordneten Seitenteiles sorgt.

Fig.2 zeigt im Schnitt gemäß II-II in Fig. 1 die Innendichtung 6 im unbelasteten Zustand. Die Innendichtung sitzt in einer Ringnut 7, die konzentrisch in der Stirnwand 5 des Kolbens 4 ausgebildet ist, und umfaßt einen ersten sowie einen zweiten Dichtungssatz. Jeder Dichtungssatz besteht aus einem elastischen Dichtring 8 bzw. 8', einer ringförmigen Wellenfeder 9 bzw. 9' und einem ringförmigen elastischen Dichtelement 10 bzw. SO'. Die beiden Dichtungssätze sind konzentrisch zueinander angeordnet, und für das beschriebene Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß sich der

Dichtring 8, die Wellenfedern 9 und das Dichtelement 10 radial weiter außen befinden als der Dichtring 8', die Wellenfeder 9'und das Dichtelement 10'.

Zwischen den beiden Dichtungssätzen ist eine Stegbaugruppe 11 angeordnet. Diese Stegbaugruppe 11 besteht aus einem Steg 12 aus Metall, uvr zwischen den beiden Dichtungssätzen, nämlich den beiden Dichtungselementen 10 und 10' angeordnet ist, und einem das elastische Teil bildenden schlauchförmigen Fortsatz 13 des Steges. Der Fortsatz 13 besteht aus flexiblem Material, beispielsweise aus Gummi und bildet einen Fuß für den Steg IZ Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Fortsatz 13 an seinem nicht mit dem Steg 12 verbundenen Ende einen ringförmigen Wulst 14 auf, der einen Metallring 16 als Kernelement umschließt und in eine in der Stirnwand 5 des Kolbens am Boden der Ringnut 7 ausgebildete Nut 15 eingesetzt ist

F i g. 3 zeigt die vorstehend beschriebene Innendichtung während des Betriebes der Rotationskolben-Brennkraftmaschine, v/obei außer einem oberen Abschnitt der Innendichtung auch der diametral gegenüberliegende untere Abschnitt dargestellt ist und angenommen ist, daß sich der Kolben während der in Fig.3 dargestellten Betriebsphase entsprechend dem Pfeil P nach unten bewegt. Während des dargestellten Betriebszustandes stützt sich der obere Abschnitt des inneren Dichtringes 8' über das Dichtelement 10' am Steg 12 ab, während der untere Abschnitt des inneren Dichtringes 8' das Dichtelement 10' nicht belastet.

Gleichzeitig stützt sich der untere Abschnitt des radial äußeren Dichtringes 3 über das Dichtelement 10 am Steg 12 ab, während der obere Abschnitt des Dichtelementes 10 nicht vom Dichtring 8 belastet ist Da der Steg 12 von seinem Fortsatz 13 so gehalten wird, daß er radial ausgelenkt werden kann, gibt der Steg 12 den durch die Dichtelemente 10 und 10' ausgeübten Belastungen nach, d.h. er ist bei dem in Fig.3 dargestellten Betriebszustand noch oben ausgelenkt, wodurch vermieden ist, daß die ringförmigen Dichtelemente 10 und 10' übermäßig zusammengedrückt werden. Wie aus Fig.3 erkennbar ist, verbleiben die Dichteiemente 10 und 10' vielmehr in ihrem ungefähr normal zusammengedrückten Zustand, der dem in F i g. 2 dargestellten Ruhezustand ähnlich ist.

Die ringförmigen elastischen Dichtelemente 10 und 10' werden somit während der gesamten Drehung des Kolbens zwischen den Dichtringen und dem Steg annähernd gleichmäßig, d. h. nicht wiederholt übermäßig stark, zusammengedrückt.

Da der Steg 12 getrennt vom Kolben 4 hergestellt wird, können die ringförmigen Umfangsflächen des Steges, die mit den ringförmigen, elastischen Dichtelementen in Berührung stehen, ferner mit jeder gewünschten Feinheit poliert werden, so daß die Abnutzung _tbzw. der Antrieb der Dichteiemente verringert und eine lange Lebensdauer der Dichtelemente sichergestellt ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Innendichtung für einen Kolben einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit zwei in einer Ringnut der Kolbenstirnwand eingesetzten federbeaufschlagten Dichtringen, welche in ihren einander zugewandten Wandungen Aussparungen zur Aufnahme ringförmiger elastischer Dichtelemente aufweisen und durch einen ringförmigen, aus Metall bestehenden Steg voneinander getrennt sind, der über ein elastisches Teil mit dem Nutgrund verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil als schlauchförmiger Fortsatz (13) des Steges (12) ausgebildet ist, der eine radiale Auslenkung des Steges zuläßt

Z Innendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des schlauchförmigen Fortsatzes (13) ein ringförmige. Wulst (14) vorgesehen ist, der in eine im Nutgrund befindliche ringförmige Nut (15) eingesetzt ist.

3. Innendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Wulst (14) einen Metallring (16) als Kernelement umschließt.