EP0383143B1 - Radial sealing - Google Patents

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EP0383143B1
EP0383143B1 EP90102257A EP90102257A EP0383143B1 EP 0383143 B1 EP0383143 B1 EP 0383143B1 EP 90102257 A EP90102257 A EP 90102257A EP 90102257 A EP90102257 A EP 90102257A EP 0383143 B1 EP0383143 B1 EP 0383143B1
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EP
European Patent Office
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sealing strip
radial seal
running surface
filler piece
groove
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EP90102257A
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EP0383143A2 (en
EP0383143A3 (en
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Jonathan Mark Lauter
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John Deere Technologies International Inc
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Rotary Power International Inc
John Deere Technologies International Inc
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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
    • F01C19/02—Radially-movable sealings for working fluids
    • F01C19/04—Radially-movable sealings for working fluids of rigid material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialdichtung eines Kreiskolbenmotors mit einer inneren Lauffläche und einem mehreckigen Kolben, in dessen Ecken jeweils eine sich radial und axial erstreckende Nut zur verschiebbaren Aufnahme einer mit ihrer Oberkante gegen die Lauffläche zur Anlage bringbaren Dichtleiste eingearbeitet ist, die mindestens eine in Umfangsrichtung offene Durchbrechung aufweist, in der ein Füllstück lose in der zugehörigen Durchbrechung aufgenommen ist.The invention relates to a radial seal of a rotary piston engine with an inner running surface and a polygonal piston, in the corners of which a radially and axially extending groove for displaceably receiving a sealing strip which can be brought into abutment with its upper edge against the running surface and which has at least one in Has an open opening in the circumferential direction, in which a filler piece is loosely received in the associated opening.

Bei einer bekannten Radialdichtung (DE-A1-36 29 654) wird das Füllstück über eine Feder stets gegen die Oberkante der Unterbrechung gedrückt, wobei bei Druckbeaufschlagung zum Beispiel von der vorlaufenden Arbeitskammer her das Füllstück gegen die unterdruckseitige Wand der Nut gepreßt wird und somit eine Ventilwirkung entstehen soll. Danach soll die eine größere Masse aufweisende Dichtleiste gegen die unterdruckseitige Wand der Nut verschoben werden. Hierdurch wird aber der Reibkontakt der Dichtleiste an der Nutenwand erhöht, wodurch ein schnelles radiales Verschieben der Dichtleiste zumindest erschwert und die Dichtleistung vermindert wird.In a known radial seal (DE-A1-36 29 654), the filler is always pressed against the upper edge of the interruption via a spring, the presser being pressed against the vacuum-side wall of the groove, for example, from the leading working chamber when pressurized, and thus a Valve effect should arise. Then the sealing strip, which has a larger mass, is to be displaced against the vacuum-side wall of the groove. As a result, however, the frictional contact of the sealing strip on the groove wall is increased, as a result of which rapid radial displacement of the sealing strip is at least made more difficult and the sealing performance is reduced.

Bei der Radialdichtung von der die Erfindung ausgeht (DE-B-1 154 316), ist jedes Füllstrück aus metallischen Scheiben augebildet, durch die die Bewegungen der Radialdichtung radial einwärts aufgehalten werden sollen. Damit wirken die Füllstücke als Schwingungsdämpfer.In the radial seal from which the invention is based (DE-B-1 154 316), each filling piece is formed from metallic disks, by means of which the movements of the radial seal are to be stopped radially inwards. The fillers thus act as vibration dampers.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, den Gasdruck, der bei der Druckbeaufschlagung auf beide Seiten der Dichtleiste einwirkt, zu egalisieren, wobei die Radialbewegung der Dichtleisten nicht behindert oder verzögert werden soll. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst woren, daß jedes Füllstrück einen kleineren Reibungskoeffizienten als die zugehörige Dichtleiste aufweist, wodurch die Fähigkeit der Füllstrücke, sich radial zu bewegen, vergrößert wurde.The object to be achieved with the invention is seen in equalizing the gas pressure which acts on both sides of the sealing strip when pressure is applied, the radial movement of the sealing strips not being obstructed or delayed. This object has been achieved according to the invention in that each filling piece has a smaller coefficient of friction than the associated sealing strip, whereby the ability of the filling pieces to move radially has been increased.

Vorteilhaft kann erfindungsgemäß jede Dichtleiste mehrere mit gegenseitigem Abstand zueinander angeordnete und axial hintereinander liegende Durchbrechungen aufweisen, in denen jeweils ein Füllstück lose aufgenommen ist.Advantageously, according to the invention, each sealing strip can have a plurality of openings arranged at a mutual distance from one another and lying axially one behind the other, in each of which one filler piece is loosely received.

In der Zeichnung sind zwei nachfolgend näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

  • Fig. 1 die Radialdichtung nach der Erfindung im Querschnitt,
  • Fig. 2 eine Dichtleiste mit mehreren Durchbrechungen in Blickrichtung der Pfeile 2 - 2 in Fig. 1 und
  • Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, jedoch eine Dichtleiste mit nur einer Durchbrechung darstellend.
The drawing shows two exemplary embodiments of the invention which are explained in more detail below. It shows:
  • 1 shows the radial seal according to the invention in cross section,
  • Fig. 2 is a sealing strip with several openings in the direction of arrows 2 - 2 in Fig. 1 and
  • Fig. 3 is a similar representation as Fig. 2, but showing a sealing strip with only one opening.

Ein als Wankelmotor bekannt gewordener Kreiskolbenmotor ist mit einem Gehäuse 10 ausgerüstet, das eine innere Lauffläche 12 oder Mantelfläche aufweist und einumschließten Arbeitsraum 14 umschließt. Ein mit drei Ecken ausgerüsteter Kolben 16 läuft in dem Arbeitsraum 14 um einen herkömmlichen und der Einfachheit halber nicht dargestellten Exzenter um und ist an jeder Ecke mit einer sich radial und axial erstreckenden Nut 18 versehen, deren Seitenwände mit 20 und 22 bezeichnet sind.A rotary piston engine which has become known as a Wankel engine is equipped with a housing 10 which has an inner running surface 12 or lateral surface and encloses an enclosed working space 14. A piston 16 equipped with three corners rotates in the working space 14 around a conventional eccentric, which is not shown for the sake of simplicity and is provided at each corner with a radially and axially extending groove 18, the side walls of which are designated 20 and 22.

Die Nut 18 ist Teil einer Radialdichtung und nimmt eine Dichtleiste 28 mit einem gewissen seitlichen Spiel auf. Letztere ist in der Nut 18 radial verschiebbar, um im Einsatz dichtend gegen die innere Lauffläche 12 anliegen zu können. Normalerweise erfolgt die Radialbewegung in Richtung auf die innere Lauffläche 12 durch den im Arbeitsraum 14 herrschenden und von unten her auf die Dichtleiste 28 einwirkenden Gasdruck und kann durch eine nicht gezeigte Feder noch unterstützt werden. Der höhere Gasdruck in dem jeweiligen Arbeitsraum beaufschlagt dabei eine Seitenfläche der Dichtleiste und setzt sich fort bis zum Nutengrund, wodurch das Ausschieben der Dichtleiste erfolgt.The groove 18 is part of a radial seal and receives a sealing strip 28 with a certain lateral play. The latter is radially displaceable in the groove 18 in order to be able to bear against the inner running surface 12 in a sealing manner. The radial movement in the direction of the inner running surface 12 normally takes place due to the gas pressure prevailing in the working space 14 and acting on the sealing strip 28 from below and can be supported by a spring (not shown). The higher gas pressure in the respective work area acts on a side surface of the sealing strip and continues to the bottom of the groove, as a result of which the sealing strip is pushed out.

Die insbesondere in Fig. 2 dargestellte Dichtleiste 28 weist mehrere mit gegenseitigem Abstand zueinander angeordnete Durchbrechungen 30, beispielweise Bohrungen, auf, die sich durch die Dichtleiste 28 in einer Richtung erstrecken, die senkrecht zu den Seitenwänden 20 und 22 verläuft, d. h. die Durchbrechungen sind mit Bezug auf die Umlaufrichtung zu beiden Seiten offen und verringern die Seitenfläche der Dichtleiste 28, die dem Gasdifferentialdruck ausgesetzt ist. Die Durchbrechungen dienen darüber hinaus dazu, daß Gasdruck von einer Seite der Dichtleiste 28 zu deren gegenüberliegenden Seite gelangen kann, um damit sehr schnell den Gasdruck zwischen diesen beiden Seiten auszugleichen und um dadurch den Reibkontakt zwischen der Dichtleiste 28 und der jeweiligen Seitenwand 20, 22 der Nut 18 zu verringern. Jede in Fig. 2 dargestellte Durchbrechung 30 nimmt ein lose eingesetztes zylindrisches Füllstück 32 auf, das einen wesentlichen Teil des Volumens einer jeden Durchbrechung 30 ausfüllt und somit das Volumen reduziert, auf das der Gasdruck einwirken muß. Der Gasdifferentialdruck kann die Füllstücke 32 in einen Reibkontakt mit einer der Seitenwände 20 oder 22 der Nut 18 bringen. Jedoch behindert dieser Reibkontakt infolge der losen Füllstücke 32 nicht die Radialbewegung der Dichtleisten 28, da dadurch zwischen den Wänden der Durchbrechungen 30 bzw. ihren Mantelflächen und den Außenflächen der Füllstücke 32 ausreichend viel Spiel vorhanden ist.The sealing strip 28, shown in particular in FIG. 2, has a plurality of openings 30, for example bores, which are arranged at a mutual spacing from one another and extend through the sealing strip 28 in a direction perpendicular to the side walls 20 and 22, ie the openings are included With respect to the direction of rotation open on both sides and reduce the side surface of the sealing strip 28, which is exposed to the gas differential pressure. The breakthroughs also serve to allow gas pressure from one side of the sealing strip 28 to reach the opposite side thereof, in order to very quickly compensate for the gas pressure between these two sides and thereby to make frictional contact between the sealing strip 28 and the respective side wall 20, 22 of the Reduce groove 18. Each opening 30 shown in Fig. 2 receives a loosely inserted cylindrical filler 32 which fills a substantial part of the volume of each opening 30 and thus reduces the volume to which the gas pressure must act. The gas differential pressure can make the filler pieces 32 in frictional contact bring with one of the side walls 20 or 22 of the groove 18. However, this frictional contact as a result of the loose filler pieces 32 does not hinder the radial movement of the sealing strips 28, since there is a sufficient amount of play between the walls of the openings 30 or their outer surfaces and the outer faces of the filler pieces 32.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Dichtleiste 28 dargestellt, die im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 2 nur eine einzige große Durchbrechung 34, beispielsweise in rechteckiger Form, aufweist. In diese ist ein einziges Füllstück 36 mit geringerer Reibung ebenfalls lose eingesetzt. Alle Füllstücke 32 oder 34 sind vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das einen geringeren Reibungskoeffizienten aufweist als die zugehörige Dichtleiste 28, wie beispielsweise aus Phenol gewonnene Stoffe, Teflon oder Polyamid. Die sich daraus ergebende Radialdichtung hat kleine seitliche Dichtflächen, einen geringen seitlichen Reibkontakt und einen Gasdruckausgleich bei einem reduzierten dem Gasdruck ausgesetzten Volumen.FIG. 3 shows a further exemplary embodiment for a sealing strip 28 which, in contrast to the embodiment according to FIG. 2, has only a single large opening 34, for example in a rectangular shape. In this a single filler 36 with less friction is also loosely inserted. All fillers 32 or 34 are preferably made of a material that has a lower coefficient of friction than the associated sealing strip 28, such as substances obtained from phenol, Teflon or polyamide. The resulting radial seal has small lateral sealing surfaces, a low lateral frictional contact and a gas pressure compensation with a reduced volume exposed to the gas pressure.

Derartige Radialdichtungen sind bei allen mehreckigen Kolben einsetzbar.Such radial seals can be used with all polygonal pistons.

Claims (2)

1. Radial seal of a rotary piston engine with an inner running surface (12) and a multi-vertex piston (16), in each of whose vertices there is recessed a radially and axially extending groove (18) for sliding reception of a sealing strip (28) whose upper edge can be applied against the running surface (12), the sealing strip having at least one aperture (30 or 34) open in the circumferential direction, in which there is received a filler piece (32 or 36), loose in the associated aperture (30 or 34), characterized in that each filler piece (32 or 36) has a smaller coefficient of friction that the associated sealing strip (28).
2. Radial seal according to claim 1, characterized in that each sealing strip (28) has a plurality of apertures (30) spaced from one another and disposed axially one after the other and in each of which a loose filler piece (32) is received.
EP90102257A 1989-02-13 1990-02-06 Radial sealing Expired - Lifetime EP0383143B1 (en)

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EP0383143A2 EP0383143A2 (en) 1990-08-22
EP0383143A3 EP0383143A3 (en) 1991-02-27
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