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Axialdichtung für eine Rotationskolbenmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine Axialdichtung für Rotationskolbenmaschinen, bestehend aus einem Gehäuse
mit einem Mantel und Seitenteilen und aus einem mehreckigen Kolben, wobei in mindestens
einer Stirnfläche des Kolbens jeweils zwischen benachbarten Kolbenecken eine Nut
vorgesehen ist, in welcher ein Dichtstreifen axialbeweglich mit Spiel eingesetzt
ist, der am benachbarten Gehäuseseitenteil entlanggleitet. Der Dichtstreifen wird
dabei durch den Gasdruck in der benachbarten Arbeitskammer, der in die Nut eindringen
kann, axial nach außen an das Seitenteil angedrückt. Außerdem ist meist hinter dem
Dichtstreifen eine Feder vorgesehen, um insbesondere im Ansaugtakt eine Anlage dies
Dichtstreifens am Seitenteil zu gewährleisten.
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Es hat sich herausgestellt, daß der Dichtstreifen dazu neigt, sich
im Betrieb in seiner Nut schräg zu stellen, und zwar kippt er meist um die radial
innere Nutkante. Dabei kann der Gasdruck unter den Dichtstreifen gelangen, wodurch
das Anliegen des Dichtstreifens an der radial inneren Nutwand verhindert wird. Da
der Dichtstreifen im allgemeinen die Form eines Kreisbogenabschnittes hat, ist bei
einem Kippen eine Anlage des Dichtstreifens an dem Seitenbeil über seine ganze Länge
nicht gewährleistet, so daß sich Leckstellen ergeben, welche ein übertreten von
Druckgas radial nach innen zu in den Raum, der das Kolbenlager und das Kolbengetriebe
enthält, erfolgt. Andererseits kann es vorkommen, daß in der benachbarten Arbeitskammer
ein niedrigerer Druck herrscht als in dem Raum radial innerhalb des Dichtstreifens.
In diesem Fall, der beispielsweise während des Ansaugens eintreten kann, soll der
Dichtstreifen an der radial äußeren Nutwand anliegen, da die bei einem Kippen des
Dichtstreifens auftretenden Leckstellen das übertreten von Schmiermittel aus dem
radial innerhalb des Dichtstreifens liegenden Raum in die Arbeitskammer ermöglichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das beschriebene Kippen
des Dichtstreifens zu vermeiden bzw. im Falle eines Kippens eine möglichst umgehende
Anlage des Dichtstreifens an der betreffenden Nutwand zu erzielen. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß der bei einem Kippen des Dichtstreifens um eine Kante der
Nut von der der Kippkante entsprechenden Nutwand und der dieser Wand gegenüberliegenden
Wand des Dichtstreifens begrenzte Raum mit dem auf der Seite der Kippkante befindlichen
Raum zwischen der Stirnfläche des Kolbens und dem benachbarten Gehäuseseitenteil
in Verbindung steht. Dadurch wird vermieden, daß sich in dem genannten, von einer
Nutwand und der gegenüberliegenden Dichtstreifenwand begrenzten Raum ein Druck aufbauen
kann, der verhindern würde, daß sich der Dichtstreifen unter dem Druck aus der Arbeitskammer
bzw. aus dem radial innerhalb des Dichtstreifens liegenden Raum an der anderen Nutwand
anlegt. Die Entlüftung des genannten Raumes kann dadurch erfolgen, daß zumindest
die radial innere Nutkante durch Aussparungen unterbrochen ist, die in der radial
inneren Nutwand in einem Bereich enden, der vom Dichtstreifen überdeckt ist. Die
gleiche Wirkung kann dadurch erzielt worden, daß in der radial inneren Wand des
Dichtstreifens Aussparungen vorgesehen werden, die sich axial über die Nutkante
hinaus erstrecken und vor der axial inneren Stirnwand des Dichtstreifens enden.
Dieselben Maßnahmen können naturgemäß auch für die radial äußere Nutkante bzw. die
radial äußere Wand des Dichtstreifens vorgesehen werden, wenn dies nötig erscheint.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine
in Trochoidenbauart in schematischer Darstellung; wobei das vordere Gehäuseseitenteil
weggelassen ist, F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 in F i g. 1, und zwar ohne
eine der erfindungsgemäßen Maßnahmen, F i g. 3 einen Schnitt ähnlich F i g. 2 mit
einer ersten Ausführung der Erfindung, F i g. 4 einen Schnitt ähnlich F i g. 2 mit
einer zweiten Ausführung der Erfindung, und F i g. 5 eine perspektivische Ansicht
eines Dichtstreifens der in F i g. 4 verwendeten Ausführung.
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Das Gehäuse der Rotationskolben-Brennkraftmaschine besteht aus einem
Mantel 1 und den beiden Seitenteilen 2. Die innere Mantelfläche 3 hat die
Form
einer zweibogigen Epitrochoide. Das Gehäuse ist von einer Exzenterwelle 4 durchsetzt,
auf deren Exzenter 5 ein dreieckiger Kolben 6 drehbar gelagert ist. Im Ausführungsbeispiel
steht die Drehzahl des Kolbens 6 zur Drehzahl der Exzenterwelle 4 im Verhältnis
von 1:3. In den Ecken 7 des Kolbens 6 sind radialbewegliche Dichtleisten
8 angeordnet, die ständig an der inneren Mantelfläche 3 entlanggleiten, und
jeweils benachbarte Arbeitskammern 9 in Umfangsrichtung voneinander abdichten.
Im Mantel l sind ein Einlaßkanal 10, eine Zündkerze 11 und ein Auslaßkana112
vorgesehen, wodurch in jeder Arbeitskammer ein vollständiges Viertaktverfahren abläuft.
Die seitliche Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Gehäuse erfolgt durch Axialdichtungen,
die in mindestens einer Stirnfläche des Kolbens 6 angeordnet sind. Zu diesem Zwecke
ist jeweils zwischen benachbarten Kolbenecken 7 eine Nut 13 vorgesehen, in welcher
ein Dichtstreifen 14 axialbeweglich mit Spiel eingesetzt ist. Der Dichtstreifen
14 steht an seinen Enden mit Dichtbolzen 15 in Verbindung, welche den Anschluß
an die Dichtleisten 8 herstellen. Das Andrücken der Dichtstreifen
14 an das benachbarte Gehäuseseitenteil 2 erfolgt in erster Linie mit Hilfe
des Gasdruckes, der aus der benachbarten Arbeitskammer 9 durch den Spalt
16 zwischen der Stirnfläche 6a des Kolbens und dem Seitenteil in die Nut
13 hinter den Dichtstreifen 14 gelangen kann. Zusätzlich ist hinter dem Dichtstreifen
14 eine Feder 17 vorgesehen, welche das Andrücken des Dichtstreifens übernimmt,
wenn kein Gasdruck vorhanden ist, beispielsweise während des Ansaugtaktes. Mit
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ist ein Dichtring bezeichnet, der ein übertreten von Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit
in die Arbeitsräume verhindern soll.
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Im Betrieb kommt es vor, daß sich der Dichtstreifen 14 in seiner
Nut 13 schräg stellt, und zwar kippt er vorzugsweise um die radial innere
Nutkante 18.
Diese Stellung ist in F i g. 2 dargestellt. Das Druckgas aus
der Arbeitskammer 9 kann somit auch in den Raum unterhalb des Dichtstreifens
14 gelangen, d. h. in den Raum, der durch die radial innere Nutwand
1.9 und die gegenüberliegende Wand 14a des Dichtstreifens 14 begrenzt
ist. Dadurch heben sich die innerhalb der Nut 13 von oben und unten auf den
Dichtstreifen wirkenden Gaskräfte auf, d. h. der Dichtstreifen kommt nicht zur Anlage
an die radial innere Nutwand 19.
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Um das Druckpolster in dem von den Wänden 19 und 14 a begrenzten Raum
abzubauen bzw. den Aufbau eines solchen Druckkissens überhaupt zu verhindern, ist
beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 die radial innere Nutkante 18 durch
Aussparungen 22
unterbrochen, die in der radial inneren Nutwand
19
in einem Bereich enden, der vom Dichtstreifen 14
überdeckt ist. Auf
Grund dieser Aussparungen 22, die auch in F i g. 1 zu sehen sind, kann sich
in dem genannten Raum kein Druck aufbauen und es wird demzufolge eine plane Anlage
des Dichtstreifens 14
an der Nutwand 19 unter dem Druck in der Arbeitskammer
9 stattfinden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 und 5 sind in der
radial inneren Wand 14a des Dichtstreifens 14 Aussparungen 24 vorgesehen, die sich
axial über die Nutkante 18 hinaus erstrecken und vor der axial inneren Stirnwand
25 des Dichtstreifens 14
enden. Die Wirkungsweise dieser Aussparungen
24
ist dieselbe wie die der Aussparungen 22 in F i g. 3.
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Befindet sich die Arbeitskammer 9 im Ansaugtakt, so kann es
vorkommen, daß der Dichtstreifen 14 auf Grund des Ansaugunterdruckes und
gegebenenfalls auch auf Grund der Reibung zwischen dem Dichtstreifen und dem Seitenteil
2 um die radial äußere Nutkante 26 kippt. Dabei herrscht in dem Raum 28 radial innerhalb
des Dichtstreifens 14 zwischen Gehäusestirnfläche 6a und Seitenteil
2 derhöhereDruck, der eine plane Anlage des Dichtstreifens an der radial äußeren
Nutwand 27 bewirken soll. Da sich aber auch in diesem Falle ein Druckpolster, diesmal
zwischen der radial äußeren Nutwand 27 und der gegenüberliegenden Wand des
Dichtstreifens 14 aufbaut, kann diese Anlage nur erfolgen, wenn ein Abbau
dieses Druckpolsters stattfindet. Zu diesem Zwecke können die gestrichelt eingezeichneten
Aussparungen 29
(F i g. 3) bzw. 30 (F i g. 5) in der radial äußeren
Nutkante 26 bzw. in der radial äußeren Wand des Dichtstreifens 14 vorgesehen
werden.