DE2952240A1 - Rotor end face seal - comprises three or more adjacent hemispherical bodies in direction of pressure drop - Google Patents
Rotor end face seal - comprises three or more adjacent hemispherical bodies in direction of pressure dropInfo
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- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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- F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
- F01C19/005—Structure and composition of sealing elements such as sealing strips, sealing rings and the like; Coating of these elements
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
- F16J15/3408—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface
- F16J15/3424—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal at least one ring having an uneven slipping surface with microcavities
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Abstract
Description
BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stirnflächendichtung Mit Rotoren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.The invention relates to an end face seal with rotors of the type specified in the preamble of claim 1.
Stirnflächendichtungen von Rotoren unterliegen häufiq beträchtlichen Druckdifferenzen, so daß deren Abdichtung schwierig wird.Zw@r ;as@@@ sich durch Erhöhung der Reibungskoeffi@ienten zwischen de@ abzud@@@tender Flächen bei entsprechender Flächenpressung Dichtungswirkungen schaf -fen, doch müssen dann entsprechend hohe Reibiinqskräft-' aberwunden werden, die unter beträchtlicher Wärmeentwicklung zum Verschleiß führen. Deshalb werden in der Regel Dichtungselemente verwendet.End face seals of rotors are often subject to considerable Differences in pressure, making it difficult to seal them. Zw@r; as @@@ get through Increase in the coefficient of friction between de @ abzud @@@ tender surfaces with the appropriate Surface pressure create sealing effects, but must then be correspondingly high Frictional forces are wounds, which under considerable heat development to the Cause wear. That is why sealing elements are usually used.
Beispielsweise sind die Stirnflächen von nach den Wankel-Pinzip arbeitenden Verbrennungskraftmaschinen filigranartige Leisten in Nähe der Kanten bei den Stirnseiten des Rotors vorgesehen, bei welchen zunehmender Verschleiß die Abdichtungsn:öglicllkeiten gerabsetzt.For example, the end faces are working according to the Wankel principle Internal combustion engines filigree strips near the edges of the end faces of the rotor provided, in which increasing wear the seals: öglicllkeiten dismantled.
Noch nachteiliger als bei Drehkolben mit nicht @reisförmiger Drebewegung sind reine Gleitflächendichtungen bei Rotoren Ilit kreisförmiger Drehbewegung, beispielsweise bei Drehkolben von nittelachsigen Verbrennungskraftmaschinen oder bei Doppeldrehkolben mit Lemniskaten-Profil, weil sich hierbei Beschadigungen der ane@nande gleitenden Flächen wegen der sich ständig wiederholenden Kreisbahn verstärkt ausbilden können.Even more disadvantageous than with rotary lobes with non-rice-shaped rotary motion are pure sliding surface seals in rotors Ilit circular rotary motion, for example in the case of rotary lobes of central-axis internal combustion engines or in the case of double rotary lobes with lemniscate profile, because this results in damage to the ane @ nande sliding Due to the constantly repeating circular path, surfaces can develop more intensely.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stirnflächendichtung für Rotoren zu schaffen, die wirksamer als reine Gleitflächendichtungen ist und eine Einsparung dec beträchtlicher Autwandes für Dichtungsleisten zuläßt, ohne dabei merklich zu versch@@@@@@ Diese Aufgabenstellung wird durch die Ausbildung der @@@@tungselemente nach dem Vorschlag des Kennzeichnungste@ls des Patentanspruchs 1 gelöst. Nach den Vorschlägen der Unteransp@@@@ne bis 8 wird die Erfindung noch in vorteilhafter Weise weiterentw@ keit.The invention is based on the object of a face seal for rotors, which is more effective than pure sliding surface seals and a saving of considerable expenses for Sealing strips allows, without noticeably changing @@@@@@ This task is made possible by the Training of the @@@@ service elements according to the suggestion of the labeling department Claim 1 solved. According to the proposals of the sub-answers @@@@ ne to 8, the Invention still further development in an advantageous manner.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag kommt es bei den me@s@ unter nur sehr geringem achsialen Druck stehenden, sich relativ zuei@ der bewegenden Flächen schon bei überraschend niedrigen Relativgeschwindigkeiten zur Ausbildung eines Druckpolsters zw@schen den einander angrenzenden Flächen, welches ir achsialer @ Richtung t.With the suggestion according to the invention it comes under the me @ s @ There is only very little axial pressure relative to the moving surfaces even at surprisingly low relative speeds to form a pressure cushion between the adjacent surfaces, which is in the axial direction.
und eine selbst fur hochbelastete Verbrennungskraftmasch@@en seh@ wirkungsvolle Dichtung sshafft. Uas Schiiiierinittel, we@che@ t@ussig oder auch gasförmig sein kann, preßt sich zwischen die ge@@@@@te Flächen und verhindert somit deren mechanischen Verschle@ß. Auf diese Weise bleiben die einmal erzeugten Abmessungen der hd 1 iLO praktisch unbegrenzt erhalten. Die Ballenhöhe ist naturgema@ bei sehr hochbelasteten Dichtungen nur gering und liegt zwischen 1/100@ bis zu wenigen 1/100 mm. Dies ist für die Rauhigkeit der Gleitfl@ch sowie ihrer Gegenflächen zwar zu beachten, im übrigen allem ohne Eir -fluß auf die sich zuverlässig ausbildende Flächendichtung. bei ger geren Belastungen kommt na zu Bdllenhijhen zwischen @/10@ ii 1/10 @@, wobei der Ballendurchmesser gleichfalls mit zunehmende@ @allenh@he zunimmt. Grenzen sind indes durch die Bedingung gesetzt, daß in Richtung des Druckgefälles wenigstens drei einander benachbarter Ballen vorhanden sein müssen.and one even for highly stressed internal combustion engines effective poetry. Uas Schiiiierinittel, we @ che @ t @ ussig or also can be gaseous, presses between the ge @@@@@ te surfaces and thus prevents their mechanical wear. In this way, the dimensions once created remain the hd 1 iLO received practically unlimited. The ball height is naturally very high highly stressed seals only slightly and lies between 1/100 @ up to a few 1/100 mm. This is true for the roughness of the sliding surface and its mating surfaces Note, otherwise everything without any flow on the reliably developing surface seal. in the case of lower loads, there is a range between @ / 10 @ ii 1/10 @@, where the bale diameter also increases with increasing @ @ allenh @ he. Limits are however, set by the condition that in the direction of the pressure drop at least There must be three adjacent bales.
Die bereits erwähnte Notwendigkeit, die Rauhigkeitsmalie so zu wahl daß sie die Auswirkungen der vorgesehenen Ballenhöhe nicht tbeeirlträchtigen, sind im wesentlichen dann e@f@llt, w@@@ die Rauh@@ keit bei etwa 1/10 der Ballenhöhe liegt. Bei seh@ @@@e@ Ballenhöhe bedar@ dieser Wert noch der Herabsetzung.The already mentioned need to choose the roughness mark that way that they do not impair the effects of the intended ball height, are essentially then e @ f @ llt, w @@@ the roughness at about 1/10 of the ball height lies. With seh @ @@@ e @ bale height, this value must be reduced.
Das für die Dimensionierung vergleichsweise herange@o@ene Rad@allager
sollte mit einem relativen Lagerspiel im Bere@ch des Vorschlages des Anspruches
2 gewählt sein. In diesem Bereich wird die Ballenhöhe zweckmäßig proportional der
Grenzschichtd@@ke des vorhandenen Schmiermittels gewählt, wobei die kennzei@hnende
Lunge gleich dem Kalottenradius und die kennzeichnende Ceschwindigle@t gleich der
Relativgeschwindigkeit zwischen Rotor und St@@@w@@d des Maschinengehäuses an der
Stelle des Ballens ist. bie @@@n@-schichtdic@e berucksichtigt das Verhaltnis aus
dem @@odult v@n Zähigkeit des Sch@@ermittels mit der Weglange du@@h die @@@@hwindigkeit
als Wurzelwert nach der Beziehung
Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sei auf die sich auf grundsätzliche Gestaltungsanweisungen sowie Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen: Figur 1 einen Querschnitt durch einen Ballen sowie durch das zu Bemessungszwecken herangezogene Radiallager, Figur 2 den Kreisausschnitt ii aus Figur 1 in vergrC'ilt'tem Maßstab, Figur 3 die Veranschaulichung der Ermittlung der Ballen krümmung, Figur 4 eine Anzahl von Ballen der erfindungsgemäßen Art in dichtester Anordnung, Figur 5 die Anwendung der Erfindung bei einem schematisch dargestellten Drehkolben einer mittelachsigen Ver'ttr'einungskraftmaschine u n d Figur 6 die Anordnung der Erfindung bei einem schettatisch dargestellten Drehkolben einer Wankelinaschine.To further illustrate the invention, refer to Basic design instructions and drawings relating to exemplary embodiments Referenced. These show: FIG. 1 a cross section through a bale as well through the radial bearing used for dimensioning purposes, Figure 2 shows the section of a circle ii from FIG. 1 on an enlarged scale, FIG. 3 the illustration of the determination the bale curvature, Figure 4 shows a number of bales of the type according to the invention in closest arrangement, Figure 5 shows the application of the invention in a schematically shown rotary piston of a central axis Ver'ttr'einungskraftmaschine and FIG. 6 shows the arrangement of the invention in a rotary piston shown in a schematic manner a Wankelin machine.
Der Ballen 1 ist in Figur 1 durch Schraffur dargistellt. Seine Höhe h' ist mit 2 bezeichnet und gleich dem im Patentanspruch 1 bezeichneten radialen Lagerspiel s'. Das Radiallager sieht einen Lagerzapfen 3 sowie eine mit dem Spiel s' bemessene Lagerschale vor, deren umfang mit 4 bezeichnet ist. Bei dem Radiallager besteht ein relatives Lagerspiel von s/D von 0,02. Der Durchmesser D der Lagerschale 4 ist mit dem Durchmesser des Ballens 1 insofern verknüpft, als letzterer 3/4 des Wertes von D beträgt. Der Lagerzapfen 3 berührt die Lagerschale 4 am Auflagerpunkt 5, der als oberer Scheitelpunkt zeichnungsgemäß erkennbar ist. Wenn man eine Strecke einer Länge 3 D/4 vom Punkt 5 ausgehend horizontal nach unten verschiebt, so berühren ihre Enden schließlich den Lagerschalenumfang 4 an den Stellen 6, von denen eine bezeichnet ist.The bale 1 is shown in Figure 1 by hatching. Its height h 'is designated by 2 and is the same as the radial designated in claim 1 Bearing play s'. The radial bearing sees a journal 3 as well as one with the game s' dimensioned bearing shell, the scope of which is denoted by 4. At the radial bearing there is a relative bearing clearance of s / D of 0.02. The diameter D of the bearing shell 4 is linked to the diameter of the bale 1 in that the latter is 3/4 of the Value of D is. The bearing pin 3 touches the bearing shell 4 at the support point 5, which can be seen in the drawing as the upper vertex. When you have a route a length 3 D / 4 starting from point 5 horizontally downwards, so touch their ends finally the bearing shell circumference 4 at the points 6, one of which is designated.
Zur Veranschaulichung ist der Bereich in Nähe der Stelle 6 auf der gegenüberliegenden Seite gemäß Figur 2 vergrößert dargestellt. Darin ist R gleich dem Halbmesser der Lagerschale, während r gleich dem Halbmesser des Zapfens ist. Von der Stelle des Schnittpunktes 6 an bis zum Anfang des Lagerzapfens steht das Lagerspiel s', welches gleich der Höhe h' des Ballens ist. Der s' gegenüberliegende Winkel α ist definiert durch cosα gleich 3/4. Unter Berücksichtigung dieser Beziehungen läßt sich durch eine hier nicht näher dargestellte Berechnung der Wert für s' angeben mit Mit dem Ballendurchmesser gleich 3/4 D und der @allen@ @e h' s' ist der Ballen geometr@sch bereits vollst@@dig del@@@@ @@ Der @r@@-mungsradius kann damit als ein Kalottenhalbmesser konstr@iert werde@ Indes läßt er sich auch berechnen, zu welchem Zweck er in Figur 3 geometrisch veranschaulicht ist. Rechnerisch ergiht sich @iera@@ @@ den Krümmungshalbmesser R' des Ballens 1 R' = (0,56 R3 + s' ) / ( s').For the purpose of illustration, the area in the vicinity of the point 6 on the opposite side according to FIG. 2 is shown enlarged. Here, R is equal to the radius of the bearing shell, while r is equal to the radius of the journal. From the point of intersection 6 to the beginning of the bearing journal there is the bearing play s ', which is equal to the height h' of the bale. The opposite angle α s' is defined by cosα equal to 3/4. Taking these relationships into account, the value for s' can be specified using a calculation not shown here With the bale diameter equal to 3/4 D and the @ allen @ @eh 's' the bale geometr @ sch is already full @@ dig del @@@@ @@ The @r @@ - mung radius can thus be used as a calotte radius. At the same time, it can also be calculated for what purpose it is geometrically illustrated in FIG. Mathematically, @ iera @@ @@ results in the radius of curvature R 'of the bale 1 R' = (0.56 R3 + s ') / (s').
Wesentlich ist nun vor allem bei beengten Platzverhalt@@ssen, da@ genügend Ballen gewählt werden, um eine Abdichtung zu gewah@le@ste@ Figur 4 veranschaulicht eine besonders wirkungsvolle @ont@gu@ation der einzelnen Ballen 1. Das Druckgefälle @ ist in Ri@ntung eines Pfeiles dargestellt. Dieser Pfeil schneldet die @@ll@n 1', 1'' und 1''', die mithin der Bedingung des Vorschlages nach dem @ennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 genugen. Wie sich le@cht erkennen läßt, liegen die Mittelpunkte 8 der einzelnen B@llen 1 auf Scharen von untereinander parallelen Geraden, wobei sich die scha@en jewe@l, unter einem Winkel von 60° schneiden. Bei einer mit den genannten Ballen zu versehenen Flache kann es aus Platzgrunden ertorderlich sein, Ballen mit unterschiedlichen Druchmessern vorzusehen, wobei jedoch die Scheitelpunkte aller Ballen in einer Ebene @@egen mussen Es kann auch angebracht sein, bei einer mit den Ballen zu versehene@ Fläche bereichweise Ballenhöhe und Ballendur@hme@s@@ @b@@nde@@@, @@ beispielsweise den örtlich unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder örtlich abweichenden Schmierverhältnissen Rechnung zu tragen.It is now essential, especially when space is limited, @@ ssen, because @ enough bales can be selected in order to select a seal @ le @ ste @ Figure 4 illustrates a particularly effective @ ont @ gu @ ation of the individual bales 1. The pressure gradient @ is shown in the direction of an arrow. This arrow snaps the @@ ll @ n 1 ', 1 '' and 1 '' ', the condition of the proposal after the @labeling part of claim 1 suffice. As can easily be seen, the center points lie 8 of the individual balls 1 on flocks of straight lines parallel to one another, where the scha @ en jewe @ l, intersect at an angle of 60 °. At one with the area to be provided with the bales mentioned, it may be necessary for reasons of space, Provide balls with different diameters, but with the vertices all bales must be in one level. It can also be appropriate for one Area to be provided with the bales in areas bale height and bale length @ hme @ s @@ @ b @@ nde @@@, @@ for example the locally different speeds or locally deviating lubrication conditions must be taken into account.
Hierfür ist, wie bereits dargestellt wurde, eine ne Beziehung z@@ Grenzschichtdicke maßgeblich.For this purpose, as has already been shown, a ne relationship z @@ Boundary layer thickness decisive.
Eine praktische Anwendung veranschaulicht Figur 5. @s handelt sich hierbei um einen Drehkolben eines Drehkolbenpaares. @er zugehorige andere Drehkolben läßt sich mit ensprechend größerer Bu@hse aufstecken. Beide Drehkolben sind auf einer Scheibe lil angeordnet, die dem jeweils anderen Drehkolben eine Lauffläche 9 hietet An dieser Lauffläche 9 muß die Stirnseite des zeichnerisch nicht dargestellter Drehkolbens in gleicher Weise dichtend geführt sein wie die Stirnfläche 11 des dargestellten Drehkolbens an der lauffläche des nicht dargestellten. Somit werden zwischen den beiden Ilr'ehkolben katimern gebildet, die gegeneinander abgedichtet sein nüssen. Weiterhin @uß eine Abdichtung gegenüber der zeichnerisch nicht wiedergegebenen, die Kolben zentral durchsetzenden Antriebswelle gegeben seil. m die Abdichtung zu bewirken, sind nun die Stirnseiten 11 der l)rehkolben in der erfindungsgemäßen Weise mit kalottenartigen Ballen versehen. Dies ist bei einem Ausschnitt der zeichnerisch ddrgestellten Stirnseite 11 veranschaulicht. Man erkennt eine Vielzahl von einzelnen Ballen 12, deren Anordnung und Anzahl der Bedingung des Patentanspruchs 1 entspricht.Figure 5 illustrates a practical application here around a rotary piston of a rotary piston pair. @ he associated other Rotary piston can be attached with a correspondingly larger sleeve. Both rotary lobes are arranged on a disc lil, which gives the other rotary piston a running surface 9 has to be on this running surface 9, the face of the not shown in the drawing Rotary piston be guided in a sealing manner in the same way as the end face 11 of the illustrated Rotary piston on the running surface of the not shown. Thus, between the two Ilr'ehkolben katimern formed, which are sealed against each other nuts. Furthermore, a seal against the not shown in the drawing, the piston centrally penetrating drive shaft given rope. m the seal too effect, the end faces 11 of the l) roes are now in the manner according to the invention provided with dome-like balls. In the case of a section, this is graphically illustrated end face 11. One recognizes a multitude of individual ones Bales 12, the arrangement and number of which corresponds to the condition of claim 1.
Ein weiteres Beispiel zeigt Figur 6. Der Drehkolben 13 einer Wankelmaschine ist im Bereich seiner Ecken mit üblichen Dichtleisten 14 versehen. Die Sitrnseite 15 ist demgegenüber ohne Dichtleisten ausgeführt. Stattdessen besitzt sie, wie ein Ausschnitt zeigt, die in der erfindungsgemäßen Weise gestalteten Ballen 16, die in /rltl rind Anordnung wiederum der Bedingung des Patentanspruchs 1 genugen.Another example is shown in FIG. 6. The rotary piston 13 of a Wankel machine is provided with the usual sealing strips 14 in the area of its corners. The side In contrast, 15 is designed without sealing strips. Instead, owns them like one Detail shows the bales 16 designed in the manner according to the invention, the in / rltl rind arrangement in turn meet the condition of claim 1.
Somit kommt eine Abdichtung der einzelnen Kammern gegenein@nder sowie gleichfalls eine Abdichtung zwischen den Kammern und tILIn Innenraum 17 des Drehkolbens 13 zustande.Thus, the individual chambers are sealed against one another as well likewise a seal between the chambers and tILIn interior 17 of the rotary piston 13 came about.
In den Figuren 4 bis 6 sind Ballen mit jeweils kreisförmigen Crundrissen dargestellt worden. Diese Bedingung ist jedoch nicht unbedingte Voraussetzung, sondern es können auch kissenartige Ballen sein. Die Bedingung "kalottenartig" besagt im Sinne der Erfindung, d.vß die Ballen einen Scheitelpunkt oder Scheitelbereich derart besitzen. daI3 aus jeder Richtung die Ballenfläche gekrümmt ansteigt.In FIGS. 4 to 6 there are balls each with circular cracks has been shown. However, this condition is not an unconditional requirement, but rather it can also be pillow-like balls. The condition "dome-like" means im According to the invention, d.vß the bales have an apex or apex area such own. that the ball surface rises in a curved manner from every direction.
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Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792952240 DE2952240A1 (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Rotor end face seal - comprises three or more adjacent hemispherical bodies in direction of pressure drop |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792952240 DE2952240A1 (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Rotor end face seal - comprises three or more adjacent hemispherical bodies in direction of pressure drop |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2952240A1 true DE2952240A1 (en) | 1981-07-02 |
Family
ID=6089609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792952240 Withdrawn DE2952240A1 (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Rotor end face seal - comprises three or more adjacent hemispherical bodies in direction of pressure drop |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2952240A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6290480B1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-09-18 | Carrier Corporation | Screw machine |
AT507476B1 (en) * | 2008-10-17 | 2012-11-15 | Mahle Koenig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co | SEAL FOR CIRCULAR PISTON MACHINES |
-
1979
- 1979-12-22 DE DE19792952240 patent/DE2952240A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6290480B1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-09-18 | Carrier Corporation | Screw machine |
AU744102B2 (en) * | 1999-12-20 | 2002-02-14 | Carrier Corporation | Screw machine |
AT507476B1 (en) * | 2008-10-17 | 2012-11-15 | Mahle Koenig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co | SEAL FOR CIRCULAR PISTON MACHINES |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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