DE3717800A1 - Axialdichtung einer rotationskolbenmaschine - Google Patents
Axialdichtung einer rotationskolbenmaschineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
- F01C19/08—Axially-movable sealings for working fluids
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Description
Die Erfindung betrifft eine Axialdichtung einer Ro
tationskolbenmaschine, bestehend aus einem in einem
von zwei gegeneinander in parallelen Flächen zuein
ander relativ beweglich anlaufenden Bauteilen vorgese
hene Nut beweglich angeordneten Dichtstreifen, der
im Zusammenwirken mit an seinen Enden anliegenden
Dichtbolzen an Abwinkelungen der von ihm gebildeten
Dichtgrenze den im zugeordneten Arbeitsraum gegenüber
dem Spaltraum zwischen den parallelen Flächen der Bau
teile und damit gegen die anderen Arbeitskammern der
Maschine abdichtet.
Diese Nuten verlaufen bei innengedichteten Maschinen
an der Seitenwänden der Kolben im wesentlichen parallel
zu den Kolbenflanken und nahe an deren Kanten. Im Grund
dieser Nuten sind Federn vorgesehen, die die Dicht
streifen mit ihrer Anlauffläche gegen die Seitenwände
drücken. Bei Betriebsdruck in der zugeordneten Arbeits
kammer werden sie von dem in die Nut eintretenden unter
Druck stehenden Arbeitsmittel gegen die von der Ar
beitskammer abliegende, radial innere Nutwand und mit
ihrer Anlagefläche gegen die Seitenwand gepreßt, an
der sie entlanggleiten. Diese Dichtung schließt also
immer dann ventilartig, wenn die Arbeitskammer, der
sie zugeordnet ist, unter Arbeitsdruck steht.
In diesem Zustand ergibt sich folgende Schwierigkeit:
Zwischen Nutwand und Dichtstreifen liegt ein Ölfilm,
auf den der Druck der Arbeitskammer vom Nutgrund her
einwirkt, so daß an der dem Nutgrund zugewandten Seite
der Dichtstreifen ein Gegendruck gegenüber dem auf sie
wirkenden Anpreßdruck und damit ein Kippmoment entsteht,
das die an der Anlauffläche anliegende Seite der Dicht
streifen von der Arbeitskammer wegdrückt und sie in
ihrer Nut verdreht, wobei Reibkräfte mitwirken können.
Damit heben sich die Dichtstreifen vom Nutgrund her
von der Nutwand, an der sie anlegen sollen unter Wir
kung des sich keilförmig aufstauenden Ölfilmes ab,
was zu beträchtlichen Leckverlusten an Druckgas und
zu entsprechenden Füllverlusten in im Ansaug befind
lichen Arbeitskammern führt.
Vorschläge zur Behebung dieser Schwierigkeiten sind
nicht bekannt.
Die der Erfindung sich stellende Aufgabe war daher,
das Entstehen eines Leckweges über den Grund der Nut
der Dichtstreifen und zwischen deren Anlagefläche und
der unterdruckseitigen Nutwand zu verhindern.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Ansprüchen.
Die erfindungsgemäßen Dichtsreifen haben, wie Ver
suche festgestellt haben, keinen Leckweg mehr zugelas
sen. Die vorgeschlagene Art ihrer Herstellung ist bil
lig und erfordert keinen neuen Arbeitsgang gegenüber
dem herkömmlichen Walzen zum Zweck der Verdichtung
des Materials solcher Dichtstreifen und ihrer not
wendigen Anpassung an die Krümmung ihrer Nut.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen
im folgenden näher erläutert. Diese Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 einen Radialschnitt durch einen Dichtstrei
fen nach dem Stand der Technik bei einer innen
gedichteten Rotationskolbenmaschine;
Fig. 2 einen gleichen Radialschnitt durch einen
erfindungsgemäßen Dichtstreifen;
Fig. 3 eine ausschnittweise Draufsicht auf einen
erfindungsgemäßen Dichtstreifen in axialer
Richtung nach dem Kolben zu gesehen;
Fig. 4 eine ausschnittweise Draufsicht auf den glei
chen erfindungsgemäßen Dichtstreifen in radia
ler Richtung von der Kolbenachse her gesehen;
Fig. 5 einen Radialschnitt durch eine Profilwalzen
anordnung zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Dichtstreifen in Ebene V-V in Fig. 6
Fig. 6 einen Axialschnitt durch die gleiche Profil
walzenanordnung in Ebene VI-VI in Fig. 5.
Fig. 1 zeigt bei a einen Ausschnitt aus dem Kolben,
bei b die Nut, in die der Dichtstreifen c eingelegt
ist, der an der Gehäuseseitenwand d abdichtend anläuft.
Er wird in Ruhelage von der Wellenfeder e, die im Grund
der Nut b liegt, gegen die Gehäuseseitenwand d ge
drückt. Im Betrieb der Maschine, wenn sich in der zu
geordneten Arbeitskammer Druck aufbaut, dringt dieser
durch die Pfeile f dargestellt, in den Spaltraum zwi
schen Gehäuseseitenwand d und Kolben a und preßt den
Dichtstreifen c gegen die radail innere unterdrucksei
tige Wand g der Nut b sowie durch Eintreten in den Nut
grund gegen Gehäuseseitenwand d.
Der Ölfilm zwischen Dichtstreifen c und der unterdruck
seitigen Nutwand g ist mit h bezeichnet. Auf ihn wirkt
der Druck im Grund der Nut, der durch die Pfeile i
dargestellt ist, so daß sich der Ölfilm keilförmig
unter den Dichtstreifen c schiebt. Es wirkt somit ein
Druck gegen die Anlagefläche des Dichtstreifens c, der
durch die Pfeile k dargestellt ist und der nach der Ge
häuseseitenwand d zu abnimmt.
Der Druck, der von der Arbeitkammer her auf den Dicht
streifen c vom Arbeitsmittel ausgeübt wird, ist durch
das Rechteck l dargestellt, der Gegendruck gegen die
Unterseite des Dichtstreifens c durch das Dreieck m.
Diese Druckbeaufschlagung muß von dem auf die Oberseite
des Dichtstreifens c wirkenden Druck abgezogen werden,
was durch das Dreieck n dargestellt ist, so daß der
Druck auf die Oberseite des Dichtstreifens nur mehr
derjenige ist, der von der Fläche o dargestellt wird.
Durch diese Druckverhältnisse wird der Dichtstreifen c
um das Eck p der unteren Nutkante in der Nut b in die
mit q bezeichnete, gestrichelt dargestellte Lage ge
kippt. Die Dichtwirkung des Dichtstreifens c kann da
durch weitgehend aufgehoben werden, wobei Reibkräfte,
Ölstau und Schwingungen des federnden Dichtstreifens
mitwirken.
Fig. 2 zeigt demgegenüber die gleiche Anordnung der
Axialdichtung, beispielsweise bei einer Trochoidenbrenn
kraftmaschine mit zweibogiger Mantellaufbahn, die einen
erfindungsgemäßen Dichtstreifen 1 aufweist, der in eine
Bogennut 2 im Kolben 3 eingesetzt ist und an der Gehäu
seseitenwand 4 abdichtend anläuft. An seiner an der ra
dial inneren Wand 5 der Nut anlaufenden Fläche 6 weist
der Dichtstreifen 1 Ausnehmungen 7 auf, die nach der
nach dem Grund der Nut 2 zuweisenden Seite durch eine
abgerundete Leiste 8 abgeschlossen sind und nach der Ge
häuseseitenwand 4 zu Öffnungen aufweisen, um unter dem
Dichtstreifen sich aufbauendem Gasdruck nach dem Spalt
raum 9 zwischen der Gehäuseseitenwand 4 und dem Kolben 3
unterhalb des Dichtstreifens 1 zu entlasten. Dieser
liegt daher mit seinem inneren Rand an der Wand 5 der
Nut 4 in seiner ganzen Länge linear mit der flachen
Abrundung der Leiste 8 an. Bei Kippbewegungen des Dicht
streifens, der bei den gegebenen Druckverhältnissen nur
mit seinem äußeren Rand nach oben, d.h. nach der Druck
seite zu möglich ist, bleibt durch Abrollen der Rundung
der Leiste 8 auf der Nutwand 5 immer eine lineare Dich
tung erhalten.
Die Ausnehmung 7 besteht in diesem Ausführungsbeispiel
aus einer flachen Nut 10, die axial nach innen von
der Leiste 8 begrenzt ist und mit axial nach außen,
nach der Gehäuseseitenwand 4 zu verlaufenden flachen
Ausnehmungen 11 in Verbindung steht, zwischen denen
schmale Anlaufflächen 12, die quer zur Richtung des
Dichtstreifens 1 liegen, stehengeblieben sind. Die
Ausnehmungen 11 öffnen sich bei 13 in den Spaltraum
9, um unter den Dichtstreifen eingedrungenes Druck
gas und überschüssiges Öl in den Innenraum des Maschi
ne abzuführen, wobei für diesen eine Entlüftung vor
gesehen sein muß.
Die Nut 10 an der Unterseite des Dichtstreifens 1 ist
zweckmäßigerweise an ihren Enden abgeschlossen, wie
dies bei 14 gezeigt ist, um keine Verbindung zwischen
den Bohrungen der beiderseits anschließenden Dicht
bolzen herzustellen.
Bei dieser Anordnung läuft der Dichtstreifen 1 nur an
der radialen Innenwand 5 der Nut 2 mit der Rundung
der Leiste 8 und den Anlaufflächen 12 an, die sich
rasch selbst einschleifen. Größere Flächen, die sich
an die Unebenheiten der Nutwandung nicht anpassen und
nicht einschleifen können, sind dabei vermieden und
der Dichtstreifen selbst erhält durch die Ausnehmungen
11 eine höhere elastische Verbiegbarkeit, mit der er
sich leicht and die Formungenauigkeiten und vor allem
an Wärmeverzüge anpassen kann.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Dichtstreifens
erfolgt zweckmäßigerweise durch Auswalzen eines im Quer
schnitt rechteckigen Streifens 15 aus Sintermaterial
zwischen zwei Profilrollen 16 und 17. Die Profilrolle
16 weist eine umlaufende Ausnehmung 18 für die Herstellung
der abgerundeten Leiste 8, eine umlaufende Ausbuchtung
19 für die Ausformung der Nut 10 und axial gerichtete
Ausbuchtungen 20 für die der Ausnehmungen 11. Die
Gegenrolle 17 weist ein glattes Profil 21 auf. Bei
dem Auswalzen ergibt sich zugleich die Krümmung der
Dichtleiste, mit der sie der Kolbenflanke folgt. Die
Verschlüsse 14 an den Enden der Nut 10 können bei ent
sprechender Größe der Profilrolle 16 durch Unterbre
chung der Ausbuchtung 19 hergestellt werden.
- Bezugszeichenverzeichnis:
zu Fig. 1
a Kolben
b Nut
c Dichtstreifen
d Gehäuseseitenwand
e Wellenfeder
f Pfeile für Druck
g radial innere Nutwand
h Ölfilm
i -
k Druck im Ölfilm
l Rechteck Arbeitsdruck von oben
m Druck des Ölfilms
n von l abzuziehender Druck
o verbleibender Druck
p Eck der Nutunterseite
q Lage von c nach Kippung
zu Fig. 2, 3 und 4
1 Dichtstreifen
2 Nut
3 Kolben
4 Gehäuseseitenwand
5 radial innere Wand der Nut
6 Unterseite Dichtstreifen
7 Ausnehmungen an 6
8 abgerundete Leiste
9 Spaltraum unterhalb des Dichtstreifens zwischen 4 und 4
10 flache Nut an der Unterseite des Dichtstreifens
11 flache Ausnehmung quer zu 10
12 Anlaufflächen zwischen 11
13 Eck an 5
14 Verschluß der Nut 10
15 im Querschnitt trapezförmiger Streifen aus Sintermaterial
16 Profilrolle
17 Gegenrolle
18 Ausnehmung für 8
19 Ausbuchtung für 10
20 Ausbuchtungen für 11
21 glattes Profil zu 17
Claims (5)
1. Axialdichtung einer Rotationskolbenmaschine, be
stehend aus einem in einem von zwei gegeneinander in
parallelen Flächen zueinander relativ beweglich anlau
fenden Bauteilen vorgesehene Nut beweglich angeordne
ten Dichtstreifen, der im Zusammenwirken mit an seinen
Enden anliegenden Dichtbolzen an Abwinkelungen der
von ihm gebildeten Dichtgrenze den im zugeordneten
Arbeitsraum gegenüber dem Spaltraum zwischen den paralle
len Flächen der Bauteile und damit gegen die anderen
Arbeitskammern der Maschine abdichtet,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtstreifen (1) an
seiner auf der unterdruckseitigen Wand (5) der Nut (2)
anliegenden Unterseite auf deren dem Nutgrund zugewandten
Seite eine an ihrer Auflage abgerundete Leiste (8) und
auf der der Gegenlauffläche (4) zugewandten Seite der
Leiste (8) Ausnehmungen (7) aufweist, die sich bis zur
Anlauffläche des Dichtstreifens (1) an der Gegenlauf
fläche erstrecken.
2. Axialdichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (7) quer
zum Dichtstreifen (1) verlaufende flache, durch schmale
Anlaufflächen (12) getrennte Ausnehmungen (11) sind,
die nach dem Nutgrund zu mit einer parallel zur
Leiste (8) verlaufenden flachen Nut (10) in Verbindung
stehen.
3. Axialdichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (10) an ihren Enden
(14) des Dichtstreifens (1) verschlossen sind.
4. Axialdichtung nach Anspruch 1, 2, 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtstreifen (1) aus
Sintermetall besteht.
5. Verfahren zur Herstellung eines Dichtstreifens einer
Axialdichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein im Querschnitt recht
eckiger Metallstreifen (15) zwischen zwei Profilrollen
(16, 17) aufgewalzt wird, wobei die Profilrolle (16)
eine umlaufende Ausnehmung (18) für Herstellung der ab
gerundeten Leiste (8), eine umlaufende Ausbuchtung (19)
für die Ausformung der Nut (10) und quer zum Dichtstrei
fen (1) verlaufende Ausbuchtungen (20) für die der Aus
nehmungen (11) aufweist und daß die Gegenrolle (17) mit
einem glatten Profil (21) versehen ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873717800 DE3717800A1 (de) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | Axialdichtung einer rotationskolbenmaschine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=6328494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873717800 Withdrawn DE3717800A1 (de) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | Axialdichtung einer rotationskolbenmaschine |
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JP (1) | JPH0733761B2 (de) |
DE (1) | DE3717800A1 (de) |
GB (1) | GB2208087B (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GNIESER GMBH AUTO-TECHNIK, 71404 KORB, DE |
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8170 | Reinstatement of the former position | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |