DE2601394A1

DE2601394A1 - Scheiteldichtung

Info

Publication number: DE2601394A1
Application number: DE19762601394
Authority: DE
Inventors: Alexander Goloff
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1976-07-22
Also published as: US3963388A; JPS5183922A; GB1464836A

Description

CATERPILLAR TRACTOR CO., Peoria, Illinois 61629, U.S.A.

Scheiteldichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheiteldichtung für Drehkolbenmaschinen.

Die Grundkonstruktion und die Arbeitsweise von Drehkolbenraaschinen wie beispielsweise der sogenannten Wankelbauart sind seit langem bekannt, wobei allerdings diese Maschinen in der Praxis nicht in größerem Umfang verwendet werden. Ein wichtiger Grund dafür ist die Schwierigkeit, langlebige zuverlässige Dichtungen in diesen Maschinen vorzusehen. Dies gilt insbesondere für die Scheiteldichtungen. Es ist infolgedessen erwünscht, die Zuverlässigkeit von solchen Scheiteldichtungen zu erhöhen.

Zum Stand der Technik sei auf die US-Patente 3 194 489 und 3 485 217 verwiesen. Eine typische Drehkolbenmaschine verwendet Scheiteldichtungen, die eine Vielzahl von Komponenten in

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jeder Dichtung verwenden, von denen alle typischerweise einzeln im Rotor zusammengebaut werden. Die Anzahl der Teile zusammen mit dem individuellen Zusammenbau erhöht nicht nur die Kosten der Maschine, sondern vermindert auch die Zuverlässigkeit des Endprodukts. Wenn man bedenkt, daß beim einzelnen Zusammenbau der üblichen sechs Komponenten oder Bauteile, d.h. von normalerweise der Dichtung selbst, von zwei Bolzen und drei Vorspannfedern im Rotor die deutliche Möglichkeit besteht, daß einer oder mehrere der Teile weggelassen wird, so folgt daraus, daß bei Ingebrauchnahme die fehlerhafte Dichtung sehr bald ausfallen wird.

Die Erfindung beabsichtigt ganz allgemein eine Scheiteldichtung für Drehkolbenmaschinen vorzusehen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere sieht die Erfindung eine einstückige Dichtungsanordnung vor, die in einfacher Weise in Drehkolbenmaschinen als eine einstückige Einheit eingebaut werden kann, um Zuverlässigkeitsprobleme zu vermeiden, die durch während des Einbaus weggelassene Teile hervorgerufen werden könnten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die genannten Ziele mit einem Dichtungsgebilde erreicht, welches zwei mit Abstand angeordnete Bolzen aufweist, deren jeder einen im ganzen radial sich erstreckenden Schlitz besitzt. Jeder Schlitz weist gemäß der Erfindung einen.verbreiterten Dichtungshalteteil auf.

Zwischen den Bolzen sind erfindungsgemäß elastische Mitt.el vorgesehen, welche die beiden Bolzen zur Bildung einer Anordnung verbinden. Die elastischen Mittel drücken die Bolzen beim Einbau in die Drehkolbenmaschine voneinander weg, um die erforderliche Dichtungsberührung der Bolzen mit den Seitenwänden der Rotorkammer vorzusehen. Erfindungsgemäß bildet eine Schraubenfeder die elastischen Mittel.

In den Schlitzen der beiden Bolzen ist gemäß der Erfindung eine Scheiteldichtung angeordnet, die innerhalb des verbreiterten

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Dichtungshalteteils eines jeden der Schlitze einen erweiterten Abschnitt aufweist, um so zu verhindern, daß die Dichtung radial aus den Schlitzen herausfällt. Die Erfindung sieht ferner Mittel vor, welche eine wesentliche seitliche Relativbewegung zwischen den Bolzen und der Dichtung verhindern, so daß die Dichtung innerhalb der Anordnung gehalten wird.

Gemäß einem außerordentlich bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die eben genannten Mittel zur Verhinderung einer wesentlichen seitlichen Relativbewegung einen Vorsprung auf einer Seitenoberfläche der Dichtung auf, wobei der Vorsprung derart zwischen den Bolzen angeordnet ist, daß ein Innenende eines jeden Bolzens berührt wird, um eine wesentliche seitliche Bewegung auszuschließen.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Summe aus der Länge der Bolzen nur etwas kleiner ist als die Breite des Rotors, in dem die Dichtanordnung verwendet werden soll, wodurch der Rotor leichter insofern herzustellen ist, als ein gleichförmiger Schlitz an jedem Scheitel für jede Dichtanordnung zulässig ist.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, einen erfindungsgemäßen Führungsstift zur weiteren Verbindung der beiden Bolzen zu verwenden.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Dichtungsanordnung;

Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt einer Drehkolbenmaschine mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung;

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Fig. 3 einen Schnitt annähernd längs der Linie 3-3 in Fig. 2.

Die Zeichnung stellt eine gemäß der Erfindung ausgebildete Dichtungsanordnung dar, wobei insbesondere in Fig. 2 die Dichtungsanordnung in einer Drehkolbenmaschine verwendet wird, die ein Gehäuse 10 aufweist, welches eine Innenwand 12 besitzt. Das Gehäuse 10 weist - wie in Fig. 3 gezeigt - entgegengesetzt liegende Seitenwände 14 auf. Ein im ganzen mit 16 bezeichneter Rotor ist innerhalb der durch die Wände 12 und 14 definierten Kammer angeordnet und mit einer (nicht gezeigten) Welle in üblicher Weise verbunden.

Der Rotor 16 besitzt mehrere allgemein mit 18 bezeichnete Scheitel, wobei an jedem dieser Scheitel 18 die im ganzen mit 20 bezeichnete Dichtanordn-ung angeordnet ist.

Wie man insbesondere in Fig. 1 erkennt, wird die erfxndungsgemäße Dichtanordnung 20 durch zwei Bolzen 22 definiert, die in der gezeigten Weise mit geringem Abstand angeordnet sind, und wobei jeder Bolzen 22 eine zylindrische Außenoberfläche aufweist, obwohl auch andere Formen verwendet werden können, wenn dies zweckmäßig ist. Die Enden 24 eines jeden Bolzens 22, die vom anderen Bolzen 22 entfernt liegend angeordnet sind, dienen zum Dichtungseingriff mit den entsprechenden Seitenwänden 14, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die kombinierte Länge der beiden Bolzen 22 ist dabei nur etwas kleiner als die Breite des Rotors 16, wie sich dies aus Fig. 3 ergibt. Diese Konstruktion liefert eine maximale Halterung einer Dichtung.

Jeder Bolzen 22 besitzt einen sich nach oben öffnenden umgekehrten T-förmigen Schlitz 26. Anders ausgedrückt kann man auch sagen, daß jeder Schlitz 26 einen verbreiterten unteren Teil 28 aufweist, der Beschränkungen auf die Radialbewegung der Scheiteldichtung ausübt.

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Innerhalb der Schlitze 26 in den beiden Bolzen 22 ist eine langgestreckte Scheiteldichtung 30 angeordnet. Die Dichtung besitzt ebenfalls einen T-förmigen Querschnitt und ist derart dimensioniert, daß sie dann, wenn sie vollständig in dem Schlitz 26 und den Bolzen 22 aufgenommen ist, nicht in Radialrichtung sich entfernen kann. Es sei jedoch besonders betont, daß eine bestimmte Radialbewegung unter dem Einfluß der üblichen Vorspannfeder 32 aus den üblichen Gründen zulässig ist.

Die einander gegenüberliegenden Enden 34 der Bolzen 22 - vgl. dazu die Fig. 2 und 3 - umfassen einander gegenüberliegende mit Gewinde versehene Bohrungen 36 zur Aufnahme von entgegengesetzt liegenden Enden einer Schraubenfeder 38. Die Feder 38 dient sowohl zur Verbindung der beiden Bolzen 22 miteinander zu einer Anordnung, als auch zur Vorspannung der Bolzen 22 voneinander weg in festen Eingriff mit den entsprechenden Seitenwänden 14. Die Konstruktion ist dabei derart gewählt, daß dann, wenn die Anordnung nicht in einer Maschine installiert ist, der Abstand zwischen den Enden oder Stirnflächen 24 etwas größer ist als die Breite des Rotors 16, so daß beim Zusammenbau ein gewisses Zusammendrücken der Feder 38 auftritt. Die Größe dieses Zusammendrückens oder dieser Kompression ist derart gewählt, daß das gewünschte Ausmaß an Vorspannung erzeugt wird.

Wenn gewünscht können zusätzliche Bohrungen 40 in einem jeden der Bolzen 22 vorgesehen sein, um gleitend einen Führungsstift 42 aufzunehmen.

Um auszuschließen, daß die Dichtung 30 aus der Anordnung der Bolzen 22 axial austritt, sind Mittel vorgesehen, um eine wesentliche axiale Relativbewegung zwischen den Bolzen und der Dichtung auszuschließen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind diese Mittel in der Form eines Vorsprungs 44 (Fig. 2 und 3) ausgebildet, der derart an der Dichtung 30 angeordnet ist, daß er zwischen den Bolzen 22 liegt. Auf diese Weise wird die seitliche Bewegung der Dichtung relativ zu den Bolzen 22 beschränkt

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und zwar durch den Eingriff des Vorsprungs 44 mit dem Ende 34 des einen oder des anderen der Bolzen 22.

Der Vorsprung 44 kann durch Herausschlagen als letzter Vorgang bei der Bildung der Anordnung ausgeformt werden. Alternativ kann der Vorsprung zuvor auf der Dichtung 30 angeordnet sein, um durch den erweiterten Teil 28 des Schlitzes 26 vor dem Einsetzen der Feder 32 bewegbar zu sein_r aber nachdem die Bolzen auf der Feder 38 angeordnet sind.

Es sei bemerkt, daß die Verwendung des T-förmigen Schlitzes 26 nur eine der verschiedenen möglichen Konstruktionen zur Verhinderung unerwünschter Radialbewegungen der Dichtung 30 ist. Jede andere Konstruktionsform kann verwendet werden, welche die Dichtung 30 haltert und gleichzeitig eine solche Radialbewegung gestattet, die für den Dichteingriff zwischen der Dichtung und der Wand 12 für sämtliche Stellungen des Rotors 16 erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung hat eine Reihe von Vorteilengegenüber den bekannten Dichtungen. Beispielsweise kann die Dichtung mechanisch an einer Stelle entfernt vom Ort des Zusammenbaus der Maschinen oder Motoren zusammengebaut und verpackt werden, wodurch die Möglichkeit, daß einzelne Teile während des Zusammenbaus vergessen werden, minimiert wird. Darüber hinaus kann der Zusammenbau des Rotors am Fließband mit weniger Zeit erfolgen, was die Zusammenbaukosten reduziert und die Zuverlässigkeit der Maschine erhöht. Schließlich kann die Wartungsarbeit am Anwendungsplatz auch durch verhältnismäßig wenig ausgebildete Mechaniker mit einem größeren Grad an Zuverlässigkeit durchgeführt werden.

Man erkennt ferner, daß die Rotorkonstruktion darüber hinaus vereinfacht wird, da nur der Rotor mit einer hindurchgehenden Bohrung und einem Schlitz an jedem Scheitel versehen sein muß. Eine derartige Bearbeitung ist weniger kompliziert als die Aus-

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bildung eines Schlitzes zusammen mit flachen Sackbohrungen auf entgegengesetzten Seiten des Rotors zur Aufnahme der Bolzen.

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Claims

Patentansprüche

1/ Scheiteldichtungsanordnung für Drehkolbenmaschinen, gekennzeichnet durch ein Paar von mit Abstand angeordneten Bolzen (22) , deren jeder zum Eingriff mit einer entsprechenden Seitenwand (14) einer einen Rotor enthaltenden Kammer einer Drehkolbenmaschine geeignet ist, und wobei jeder der Bolzen (22) einen sich im ganzen radial erstreckenden Schlitz (26) aufweist, und wobei jeder dieser Schlitze (26) einen erweiterten Dichtungshalteteil (28) besitzt,

elastische Mittel (38) , die zwischen den Bolzen angeordnet sind und diese verbinden und sie beim Einbau in eine Drehkolbenmaschine voneinander weg in Eingriff mit einer entsprechenden Seitenwand (14) drücken,

eine in den Schlitzen- (26) der beiden Bolzen (22) aufgenommene Scheiteldichtung (30), die einen erweiterten Abschnitt innerhalb des erweiterten Dichtungshalterungsteils (28) eines jeden der Schlitze (26) aufweist,

und Mittel zur Verhinderung einer wesentlichen seitlichen Relativbewegung zwischen den Bolzen (22) und der Dichtung (30).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhinderungsmittel einen Vorsprung (44) auf einer Seitenoberfläche der Dichtung (30) umfassen, wobei der Vorsprung (44) zwischen den Bolzen (22) angeordnet ist, um mit einem entsprechenden Ende der Bolzen in Eingriff zu stehen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel eine Spirale (38) umfassen, die mit ihren Enden in die entsprechenden Bohrungen (40) in den Bolzen (22) eingeschraubt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Summe der Längen der Bolzen (22) nur etwas kleiner ist als die Breite des Rotors (16), mit dem die Dichtungsanordnung (20) zusammen verwendet wird.
5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Bolzen verbindenden Führungsstift (42) (Fig. 3).
6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Bolzen (22) eine zylindrische Außenoberfläche aufweist.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bolzen (22) mit einem umgekehrten sich nach oben öffnenden T-förmigen Schlitz (26) ausgestattet ist, und daß die Dichtung (30) ebenfalls einen T-förmigen Querschnitt derart besitzt, daß sie nach Aufnahme in dem Schlitz (26) .der Bolzen (22) nicht in Radialrichtung daraus entweichen kann.
8. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegende Enden (34) der Bolzen (22) gegenüberliegende mit Gewinde versehene Bohrungen (36) zur Aufnahme der entgegengesetzten Enden einer Schraubenfeder (38) aufweisen, die sowohl zur Verbindung der Bolzen miteinander als auch zur Vorspannung der Bolzen (22) voneinander weg in feste Berührung mit den entsprechenden Seitenwänden (14) dient.

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