DE4209445A1 - Dichtungsanordnung für Kreiszylinder-Rotationskolbenmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für einen Kreiszylin­ der-Rotationskolbenmotor mit in einem zylindrischen Gehäuse um­ laufenden Flügelkolben, die Dichtleisten zur Abdichtung gegenüber dem Gehäuse sowie mindestens eine innere Dichtleiste zur Abdich­ tung gegenüber einer Welle umfaßt.

Derartige Rotationskolbenmotoren sind bekannt. Ein entsprechender Motor ist beispielsweise in der DE-PS 2 71 552 offenbart und in seiner Funktionsweise beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Rota­ tionskolbenmotor sind die Kolben paarweise und in einer Durchmes­ serebene umlaufend angeordnet, wobei jedes Kolbenpaar einer Welle zugeordnet ist, deren Drehachse mit der Achse des Gehäuses überein­ stimmt. Die Kolben dieses Motors haben einen kreisförmigen Quer­ schnitt und laufen in einem ringförmigen Gehäuse um, dessen Rin­ graum entsprechenden Querschnitt aufweist. Die Abdichtung der Kolben erfolgt durch Kolbenringe.

Die Geometrie des Gehäuses dieses Motors bedingt eine aufwendige Fertigung. Darüber hinaus treten Dichtungsprobleme insofern auf, als die Andruckkraft der zur Drehachse weisenden Teile der Kolbenringe aufgrund der auf diese einwirkenden Fliehkräfte reduziert wird und so entweder die nötige Vorspannung verlorengeht, bzw. eine größere gewählt werden muß, um bei höchster Drehzahl eine Rest-Andruck­ kraft zu bewahren. Die letztere Maßnahme führt aber zu erhöhtem Verschleiß bei Betrieb mit niedrigerer Drehzahl.

Schließlich ist ein ähnlich aufgebauter Motor aus der WO 86/01255 zu entnehmen, der grundsätzlich die gleiche Problematik aufweist. Dies gilt bezüglich der Abdichtung auch für eine dort offenbarte Variante mit Flügelkolben von rechteckigem Profil.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Dichtungsanordnung für Kreiszylinder-Rotationskolbenmotoren der letzterwähnten Bauart anzugeben, bei der insbesondere die zur Drehachse hinweisende Dichtleiste wie die äußere mit steigender Drehzahl eine gleichblei­ bende oder größere Andruckkraft erfährt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dicht­ leisten in Führungsnuten geführt sind, die sich in einer Ebene er­ strecken, daß sie sich an ihren Enden gegenseitig über Gehrungs­ flächen abstützen, und daß der inneren Dichtleiste ein fliehkraft­ abhängiges Andrucksystem zugeordnet ist, dessen Fliehkraft zum Andruck der inneren Dichtleiste umgelenkt ist.

Die damit erzielbaren Vorteile bestehen zusätzlich darin, daß auch die stirnseitigen Dichtleisten bei höherer Drehzahl eine zusätzliche Andruckkraft erfahren, so daß eine einwandfreie Abdichtung auch im Hoch-Drehzahlbereich gewährleistet ist.

Die innere Dichtleiste kann zweiteilig und das Andrucksystem zweck­ mäßigerweise innerhalb der Flügelkolben untergebracht sein. Dabei kann letzteres mindestens ein Fliehgewicht umfassen, welches jeweils mit einem Paar Übertragungselemente korrespondiert, die gegenüber einem in dem Flügelkolben vorgesehenen Widerlager radial nach außen abgestützt sind und mit den beiden Teilen der inneren Dicht­ leiste in Kontakt stehen.

Eine einfache und wenig aufwendige Ausführung des Andrucksystems ergibt sich, wenn das Fliehgewicht keilförmig ausgebildet ist und die Übertragungselemente einerseits mit den Keilflächen des Fliehgewich­ tes und andererseits über Gehrungsflächen mit den Enden der beiden Teile der inneren Dichtleiste in Kontakt stehen, die ebenfalls mit Gehrungsflächen versehen sind.

Um schließlich alle Dichtleisten auch bei der Drehzahl Null unter einer Mindestandruckkraft zu halten, kann das Fliehgewicht feder­ kraftbelastet sein, die dieses radial nach außen drängt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen in vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 einen im Querschnitt dargestellten erfindungsgemäßen Kreiskolbenmotor, wobei die Schnittführung längs der Linie I-I in Fig. 2 verläuft,

Fig. 2 einen zentralen Längsschnitt durch den Kreiskolbenmo­ tor nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Kolben.

Der erfindungsgemäße Kreiskolbenmotor weist ein Gehäuse 1 auf, welches aus einem Rohrabschnitt 2 besteht, der mittels als Flanschla­ ger ausgebildeter Deckelscheiben 3 und 4 beidseitig abgeschlossen ist. Diese sind in geeigneter Weise lösbar an dem Rohrabschnitt 2 des Gehäuses 1 befestigt und mit zu der Achse 5 desselben konzen­ trischen Lagerbohrungen versehen und umschließen gemeinsam mit dem Rohrabschnitt 2 mit ihren Innenflächen einen zylindrischen Kolbenraum. Jede Lagerbohrung dient der Lagerung einer Welle 6 bzw. 7, die somit miteinander fluchtend von verschiedenen Seiten in den Kolbenraum hineinragen, wobei sie sich im wesentlichen in der Mitte desselben treffen. Dabei ist eine zusätzliche Stützlagerung 8 vorgesehen, die durch einen z. B. an der Welle 6 angeordneten und in eine entsprechende Bohrung der Welle 7 hineinragenden abgesetzten Teil 9 der Welle 6 gebildet wird.

Jeder Welle 6 bzw. 7 ist ein Kolbenpaar 10 bzw. 11 zugeordnet, das aus zwei flügelartig gestalteten und um 180° versetzt auf der jeweili­ gen Welle 6 bzw. 7 angeordneten Flügelkolben 12 besteht. Die Flügelkolben 12 sind an den entsprechenden Wellen 6 bzw. 7 befe­ stigt und erstrecken sich in Achsrichtung des Gehäuses, wobei sie den verbleibenden Ringraum zwischen Wellen und Gehäuse ausfüllen. Dabei überragen die Flügelkolben 12 mit einem inneren Teil wechsel­ seitig die jeweils andere Welle 6 bzw. 7.

Zur Abdichtung gegenüber den Wellen 6, 7 und dem Gehäuse ist jeder Flügelkolben 12 mit Dichtleisten 13 bis 15 versehen, die in einer Führungsnut 16 geführt sind. Die Führungsnut 16 weist einen äußeren Abschnitt zur Aufnahme einer äußeren Dichtleiste 13 auf, die an den Stirnflächen des Flügelkolbens 12 in radiale Abschnitte zur Aufnahme von Axial-Dichtleisten 14 übergeht. Die radialen Abschnitte sind schließlich mit einem inneren Nutabschnitt verbun­ den, der im Bereich der Anbindung der Flügelkolben 12 an die zugehörige Welle als Nutkanal ausgebildet ist, der nach außen durch ein Widerlager 17 begrenzt ist und der Aufnahme einer inneren Dichtleiste 15 dient. Diese ist in ihrer Längsausdehnung in Dicht­ leistenteile 18 und 19 geteilt, wobei zwischen diesen im Bereich der Anbindung der Flügelkolben 12 an die Welle ein Andrucksystem 20 angeordnet ist. Alle Dichtleisten weisen an ihren Enden Gehrungsflä­ chen auf, über die sie gegenseitig in Kontakt treten.

Das Andrucksystem 20 besteht aus einem gegenüber der Welle 6 oder 7 durch eine Feder 21 abgestützten Fliehgewicht 22, daß im wesentli­ chen die Form eines gleichseitigen Trapezes hat, dessen Basis der Welle zuweist, und welches zwischen den Seitenwänden des Nutka­ nals geführt ist. Die nach außen konvergierend verlaufenden Tra­ pezseiten des Fliehgewichtes 22 bilden Flächen, die sich gegenüber im wesentlichen dreieckförmigen Übertragungselementen 23 abstüt­ zen, die mit ihrer Basis an dem Widerlager 17 anliegen. Die jeweils freie Seite der beiden Übertragungselemente 23 schließlich steht mit der Gehrungsfläche des jeweils zugeordneten Dichtleistenteils 18 bzw. 19 in Kontakt.

Das beschriebene Andrucksystem entfaltet seine Wirkung bei der Drehzahl Null mit Hilfe der Feder 21, die das Fliehgewicht 22 unter Ausübung einer Keilwirkung zwischen die Übertragungselemente 23 drängt, wodurch diese auf dem Widerlager 17 gleitend auseinander­ gedrängt werden. Diese Bewegung wird über die Gehrungsflächen der beiden Teile 18 und 19 der inneren Dichtleiste 15 übertragen, die ihrerseits die Axial-Dichtleisten 14 nach außen drängen. Dieser Effekt verstärkt sich bei laufendem Motor aufgrund der in Richtung der Kraft der Feder 21 zusätzlich auf das Fliehgewicht 22 einwirken­ den Fliehkraft.

Die an dem Fliehgewicht 22 angreifende Fliehkraft kann auch durch eine Hebelkonstruktion umgelenkt und auf die innere Dichtleiste 15 geführt werden.

Claims (7)

1. Dichtungsanordnung für einen Kreiszylinder-Rotationskolben­ motor mit in einem zylindrischen Gehäuse umlaufenden Flügelkolben (12), die Dichtleisten (13 und 14) zur Abdichtung gegenüber dem Gehäuse (1) sowie mindestens eine innere Dichtleiste (15) zur Ab­ dichtung gegenüber einer Welle (6 bzw. 7) umfaßt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtleisten (13 bis 15) in Führungsnuten geführt sind, die sich in einer Ebene erstrecken, daß sie sich an ihren Enden gegenseitig über Gehrungsflächen abstützen und daß der inneren Dichtleiste (15) ein fliehkraftabhängiges Andrucksystem (20) zuge­ ordnet ist, dessen Fliehkraft zum Andruck der inneren Dichtleiste (15) umgelenkt ist.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrucksystem (20) innerhalb der Flügelkolben (12) ange­ ordnet ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Dichtleiste (15) zweiteilig ausgeführt ist und das Andrucksystem (20) sowohl radial nach innen, als auch axial nach außen wirksam ist.

4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Andrucksystem (20) mindestens ein Fliehgewicht (22) umfaßt, welches jeweils mit einem Paar von Über­ tragungselementen (23) korrespondiert, die gegenüber einem in dem Flügelkolben (12) vorgesehenen Widerlager (17) radial nach außen abgestützt sind und mit den beiden Teilen (18 und 19) der inneren Dichtleiste (15) in Kontakt stehen.

5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (22) keilförmig ausgebil­ det ist und die Übertragungselemente (23) einerseits mit den Keil­ flächen des Fliehgewichts (22) und andererseits über Gehrungsflächen mit den Enden der beiden Teile der inneren Dichtleiste (15) in Kon­ takt stehen, die ebenfalls mit Gehrungsflächen versehen sind.

6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fliehgewicht (22) radial nach außen federkraftbelastet ist.

7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anordnung und Dimensionierung des Fliehgewichts (22) so ausgelegt ist, daß seine bei Rotation des dieses tragenden Flügelkolbens (12) entstehenden Fliehkräfte mindestens gleich oder größer als die auf die inneren Dichtleisten (15) wirken­ den Fliehkräfte sind.