DE3520720A1

DE3520720A1 - Innendichtung einer rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE3520720A1
Application number: DE19853520720
Authority: DE
Inventors: Dankwart 8995 Weißensberg Eiermann
Original assignee: Wankel GmbH
Current assignee: Gnieser Auto-Technik 71404 Korb De GmbH
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1985-06-10
Publication date: 1986-12-11
Also published as: JPS6241901A; US4797076A

Description

HUBERT FREIHERR VON WELSER ..-..- -. . »-'-·^!' ^'^Α··^!^

RECHTSANWALT τιΓε^ θΛ '·«· ■''■<■''' ^ ZUGELASSEN AN DEN LANDGERICHTEN MÜNCHEN I UND Il
AM OBERLANDESGERIOHT MÜNCHEN UND AM
BAYERISCHEN OBERSTEN LANDESGERICHT

Beschreibung der Erfindung Innendichtung einer Rotationskolbenmaschine

Anmelder: Wankel GmbH

Haynauer Straße 38
1000 Berlin 46

Die Erfindung betrifft eine Innendichtung, die in der Stirnfläche eines auf einem Exzenter umlaufenden Kolbens einer Rotationskolbenmaschine angeordnet ist, die einen in ihrem axialen Querschnitt U-förmigen Grundkörper aufweist, dessen Schenkel zwei Dichtringe bilden, die mit ihren als Dichtflächen wirkenden Endflächen unter Anpressen durch Federwirkung an der benachbarten Seitenwand entlanggleiten, wobei eine zur Exzenterwelle koaxiale Bohrung in dieser Seitenwand beim Umlaufen des Kolbens von der inneren Dichtfläche teilweise überschliffen wird.

Derartige Innendichtungen haben den Zweck, den Übertritt von flüssigem Kühl- und Schmiermitteln aus dem Getriebe und Kolbenlagerraum in die Arbeitskammern dadurch zu verhindern daß die in dem Raum zwischen den beiden Dichtringen eingedrungene Leckflüssigkeit in den von der Dichtung

BANKKONTO: DEUTSCHE BANK AG MÜNCHEN 22/26 843 (BLZ 700 70010) ■ POSTSCHECKKONTO MÜNCHEN 1&Β&Θ4-6"-ANDFHKONTO ORJTSOHr RANK Ais MJNCHFM PP/Pf> B'.^r· (ΠΙ 7 7f.r 7(V-1"

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überschliffenen sichelförmigen Abschnitt der zur Exzenterwelle koaxialen öffnung in der Gehäuseseitenwand befördert wird.

In DE-PS 12 16 042 ist eine solche' Innendichtung und insbesondere ihre Wirkungsweise beschrieben. In DE-PS 22 02 899 und 25 50 889 sind derartige Innendichtungen beschrieben, die einzelne Kammern bildende Querstege zwischen den Schenkeln des U-förmigen Grundkörpers aufweisen, womit ein Zurücklaufen des Öls auf die die öffnung in der Gehäuseseitenwand nicht überschleifende Seite des Dichtringes verhindert wird. Beschrieben werden hierbei Dichtringe, die mit Flächen der Schenkel und Zwischenstege an den Seitenwänden anlaufen. Zwar ist bei den beiden letztgenannten Vorschlägen sichergestellt, daß diese Flächen gleichmäßig abgeschliffen werden und daher immer flächig anliegen. Es kann aber nicht verhindert werden, daß ein Ölfilm unter diesen Anlaufflächen erhalten bleibt und auf diese Weise immer noch Reste von Öl in die Arbeitsräume gelangen. Die Erfordernisse nach Reinheit der Abgase bei Motoren von Verbrennungsprodukten des Öls oder die der ölfreiheit der von Kompressoren gelieferten Druckluft kennen daher mit solchen Dichtungen nicht ausreichend erfüllt werden.

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Aufgabe der Erfindung ist eine noch weiter verbesserte ölabscheidung von den Gehäuseseitenwänden durch die erfindungsgemäße Dichtung.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die zwischen den Stegen des Grundkörpers des Dichtringes angeordneten Dichtlamellen bestreichen mit ihren gegen die Drehrichtung weisenden Kratzkanten auf der Gehäuseseitenwand Bahnen mit trochoidenförmigen Begrenzungen und mit je nach Stellung der Kratzkanten zu den Gehäuseachsen verschiedener Breite. Diese Bahnen überdecken sich überlappend und ergeben zusammen eine von den Kratzkanten freigeräumte Kreisringfläche, die die öffnung in der Gehäuseseitenwand konzentrisch umgibt und bis in die Nähe der Einsattelungen der Mantellaufbahn reicht. Dabei werden vor allem die nahe der öffnung in der Gehäuseseitenwand liegenden Bereiche bei jeder Umdrehung des Kolbens von mehreren Kratzkanten hintereinander überfahren. Durch die Schrägstellung der Kratzkanten mit.sich gegen Drehrichtung radial nach außen öffnendem Winkel zu Radien des Dichtringes, der nicht größer sein darf als der der Tangente zu dem aufsteigenden Ast der von dem inneren Kratzkanteneck beschriebenen Trochoidenbahn in deren Umkehrpunkt, da sonst die

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Kratzkanten radial nach außen arbeiten würden, wird erreicht, daß alle ölreste an der Gehäuseinnenwand innerhalb der genannten Kreisringfläche ausgeräumt werden. Es kann daher kein Ölfilm mehr von den Radialdichtungen des Kolbens überfahren werden und 'daher kein Öl mehr aus dem Kolbenlagerraum und dem Getriebe in die
Arbe its r äume ge1angeη.

Die Dichtlamellen können durch Punktschweißen oder Nieten mit ihrem Blechring oder untereinander in einem problemlosen automatischen Herstellungsverfahren
verbunden werden. Der Dichtlamellenring wird durch einfaches Einlegen in den Grundkörper des
Dichtringes montiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Radialschnitt durch eine

erfindungsgemäße Innendichtung in Ebene I-I in Fig. 2 in eingebautem Zustand;

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt in

Ebene II-II in Fig. 1 durch die gleiche Innendichtung in ausgebautem Zustand;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines

Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Innendichtung in ausgebautem Zustand;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Gehäuse

seitenwand, an der die erfindungsgemäße Innendichtung anläuft.

In Fig. 1 ist der Kolben einer Drehkolbenmaschine der Trochoidenbauweise mit 1 und die Gehäuseseitenwand dieser Maschine mit 2 bezeichnet, die beide nur

teilweise dargestellt sind. 3 ist die zur Exzenterwelle konzentrische Öffnung in der Gehäuseseitenwand Der U-förmige Grundkörper der Innendichtung ist mit 4 bezeichnet, die ihn gegen die benachbarte Gehäuseseitenwand 2 anpressende Tellerfeder mit 5. Der Grundkörper 4 weist einen radial äußeren, in der Zeichnung linken Schenkel 6 mit einem Anstellwinkel von 90° und einen radial inneren, in der Zeichnung rechten Schenkel 7 mit einem Anstellwinkel von von 60° auf, der die Öffnung in der Gehäuseseitenwand 2 in der in Fig. 1 gezeigten Kolbenstellung überfährt, wobei das innerhalb des Grundkörpers 4 eingeschlossene öl in diese Öffnung 3 und der Wirkung der Fliehkraft entleert wird. Die Schenkel 6 und 7 des Grundkörpers 4 liegen unter Wirkung der Tellerfeder 5 mit Anlaufflächen 8 und 9 an der Gehäuseseitenwand 2 an, wobei die Kante 10 der Tellerfeder 5 so an dem Grundkörper anliegen muß, daß die Belastung gleichmäßig auf die Anlaufflächen 8 und 9 verteilt ist. Statt der Tellerfeder 5 können andere Formen von Federn verwendet und der· Raum zwischen dein Grundkörper 4 und dem Kolben 1 weiter durch einen O-Ring abgedichtet werden.

In dem Grundkörper 4 ist an seiner Grundfläche anliegend ein rund ausgeschnittener Blechstreifen eingelegt, auf dem bei 13 durch Punktschweißen oder Nieten eine Vielzahl von Dichtlamellen 14 in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Diese Dichtlamellen 14 sind längere Streifen aus federndem Stahlblech und sie sind, solange die Innendichtung nicht eingebaut ist, von ihrem Befestigungspunkt bei 13 an in einem Winkel von etwa 30° abgespreizt. Ihre Länge ergibt sich daraus, daß sie in dieser Stellung über die Schenkel 6 und 7 hinausragen (Fig.2). Die Dichtlamellen sind so dicht aneinandergesetzt, daß sie sich überlappen und ihr Abstand untereinander ergibt sich aus dem Raum, der für ihre bei

13 befestigten an dem Blechstreifen anliegenden Abschnitt 16 benötigt wird. Auf diesen Blechstreifen 12 kann verzichtet werden, wenn die Dichtlamellen untereinander an ihren Abschnitten 16 befestigt werden. An ihren äußeren Enden weisen die Dichtlamellen

14 Kratzkanten 15 auf, die schräg zu den jeweilig sie schneidenden Radien der Innendichtung verlaufen und zwar mit ihrem radial äußeren Eök 17 in Drehrichtung des Kolbens vorne. Bei eingebauter Innendichtung liegen die Kratzkanten an der benachbarten Gehäuseseitenwand 2 unter dem Druck ihrer eigenen Federwirkung an, die jedoch nicht so groß ist, daß sie zu einem Abheben der Anlaufflächen 8 und 9 der Schenkel 6 und 7 führen würde. Um die Kratzkanten 15 scharf zu halten und vor allem das Anschleifen einer wegen

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der Spitzwinkligkeit des Anstellwinkels der Kratzkante 15 breiten Anlauffläche zu vermeiden, ist es zweckmäßig, daß die Dichtlamellen 14 aus einem dünnwandigen Blech ausgeschnitten sind. Durch Einbiegen der Dichtlamellen bei 1B prallel zur Kratzkante 15 kann ein gewünschter steilerer Anstellwinkel vorgesehen werden.

Der in der Ebene der Gehäuseseitenwand 2 liegende Winkel der Abschrägung der Kratzkanten 15 gegenüber der Radialrichtung ergibt sich aus Fig. 4: Sie zeigt die Gehäuseseitenwand 2 und die auf ihr in Richtung des Pfeiles 19 abgefahrene Trochoidenflache 20 einer Kratzkante 15, die in der dargestellten Stellung des in gestrichelter Linie gezeichneten Kolbens 1 in unterer Todpunktstellung mit ihrem radialen inneren Eck 21 an der langen Achse 22 des Kolbens 1 anliegt. Die Trochoidenflache 20 ist von den beiden Trochoiden 23 und 24 begrenzt. Die hier nicht dargestellten der Kratzkante 15 folgenden Kratzkanten überstreichen zur Trochoidenfläche 20 konkuente Flächen, die sich jedoch, je nach Abstand der Kratzkanten 15 untereinander entgegen dem Uhrzeigersinn verschieben und sich überlappen. Die von sämtlichen Kratzkanten 15 überstrichenen Trochoidenflachen decken eine zur Exzenterwelle 25 konzentrische Kreisringfläche 26 auf der Gehäuseseitenwand 2, die von den Kreisen 27 und 28 eingegrenzt ist.

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Der Winkel α der .Abschrägung der Kratzkanten 15 zu einem Radius der Innendichtung wird bestimmt von der Tangente 29 an dem aufsteigenden Ast der radial inneren Trochoidenbahn 23 an deren Umkehrpunkt 30, die von dem radial inneren Eck der Kratzkante 15 beschrieben wird. Der Winkel α der Abschrägung der Kratzkanten 15 ist dann derjenige zwischen der Tangente29 und dem durch den Umkehrpunkt 30 verlaufenden Radius 31 der Innendichtung, der hier mit der langen Achse 22 des Kolbens 1 zusammenfällt.

Der Abschrägwinkel der Kratzkanten kann spitzer sein als der Winkel α , er darf aber nicht stumpfer werden als dieser, da sonst die Kratzkanten 15 das öl nach außen statt nach innen befördern würden.

Um die federnde Beweglichkeit der Dichtlamellen im Hinblick auf den schrägen Anstellwinkel des Schenkels 7 des Grundkörpers 5 zu erhalten, können sie nicht so dicht an der Innenseite des Schenkels des U-förmigen Grundkörpers 4 anliegen, daß sich Kammern zwischen den Schenkeln 6 und 7 bilden. Das enge Aufeinanderfolgen der Kratzkanten 15 bewirkt jedoch, daß sich nie so große ölmengen ansammeln können, daß ein Durchsickern des Öls durch den Spalt zwischem dem Schenkel 7 und den Dichtlamellen 14 in den nicht über der öffnung 3 liegenden Teil des Dichtringes eintreten kann. Dabei kann jedoch die Breite der Dichtstreifen 14 so groß sein, daß das radial innere Eck 21 der Kratzkante 15 bei deren Pressen an der Gehäuseseitenwand 2 unmittelbar neben der Anlauffläche 8 des Schenkels 7 liegt.

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BezugsZeichenverzeichnis

1 Kolben

2 Gehäuseseitenwand

3 öffnung in 2

4 U-förmiger Grundkörper

5 Tellerfeder

6 linker Schenkel zu

7 rechter Schenkel zu

8 Anlauffläche zu 6

9 Anlauffläche zu 7

10 Kante von 5

11 Grundfläche von 4

12 Blechstreifen

13 Befestigungsstelle

14 Dichtlamellen

15 Kratzkanten

16 Befestigungsabschnitt

17 radial äußeres Eck von

1 8 Einbiegung von 14

19 Richtungspfeil

20 Trochoidenfläche

21 radial inneres Eck von

22 lange Achse von 1

23 innere Trochoidenbahn

24 äußere Trochoidenbahn

25 Exzenterwelle

26 Kreisringfläche

27 innerer Kreis zu

28 äußerer Kreis zu

2 9 Tangente

30 Umkehrpunkt von

31 Radius

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche :

1. Innendichtung, die in der Stirnfläche eines auf einem Exzenter umlaufenden Kolbens einer Rotationskolbenmaschine angeordnet ist, die einen in ihrem axialen Querschnitt U-förmigen Grundkörper aufweist, dessen Schenkel zwei Dichtringe bilden, die mit ihren als Dichtflächen wirkenden Endflächen unter Anpressen durch Federwirkung an der benachbarten Seitenwand entlanggleiten, wobei eine zur Exzenterwelle koaxiale Bohrung in dieser Seitenwand beim Umlaufen des Kolbens von der inneren Dichtfläche teilweise überschliffen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem U-förmigen Grundkörper (4) eine Mehrzahl von Dichtlamellen (14) angeordnet sind, die gegenüber der Grundfläche (11) dieses Grundkörpers (4) durch Federwirkung angepreßt mit einen spitzen Anstellwinkel aufweisenden Kratzkanten (15) an der benachbarten Gehäuseseitenwand (2) anlaufen, wobei die Kratzkanten (15) gegenüber einem durch ihr radial inneres Eck (19) verlaufenden Radius (29) der Innendichtung einen in Drehrichtung und nach außen sich öffnenden Winkel(α)bilden.

2. Innendichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Kratzkanten (15) gleich oder kleiner als der Winkel(α} ist, den eine Tangente (29) zum radial nach außen aufsteigenden Ast einer von einem inneren Eck (21) einer Kratzkante (15) auf der benachbarten Gehäuseseitenwand (2) beschriebenen Trochoidenlaufbahn (23) an deren Umkehrpunkt (30) zu einer diesen Umkehrpunkt (30) schneidenden Radius (31) bildet.

3. Innendichtung nach Anspruch 1, 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlamellen (14) aus einem elastischen dünnen Stahlblech ausgeschnitten

4. Innendichtung nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlamellen (14) an einem in dem Grundkörper (4) eingelegten ringförmigen Blechstreifen (12) befestigt sind.

5. Innendichtung nach Anspruch 1, >2, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlamellen (14) trapezförmig ausgeschnitten sind, wobei sie in ihrem Wurzelbereich die Breite der Grundfläche (11) des U-förmigen Grundkörpers (4) und die Kratzkante (15) eine Länge der lichten Weite zwischen den Anlaufflächen (8,9) der Schenkel (6,7) aufweisen.