DE1949695C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Dichtleisten, angeordnet in Leistennuten in den Ecken eines mehreckigen, vorzugsweise dreieckigen, im Eingriff mit einer mehrbogigen Mantelinnenwandung einer Kreiskolbenmaschine befindlichen Kolbens, wobei die der Mantelinneiiwandung gegenüberliegende Leistenkuppe der Dichtleiste kreiszylindrisch ausgebildet ist und tangential in die Kolbenflankenkontur übergeht, und wobei die Dichtleiste auf der dem Kolben zugewandten Seite prismatische Fortsätze hat, von denen jeder in eine entsprechend geformte, parallel zur Maschinenachse verlaufende Nut mit Spiel eingreift.

Eine derartige Dichtleiste ist aus der österreichischen Patentschrift 256 552 bekannt.

Die bekannten Dichtleisten werden an die Mantelinnenwandung einerseits von einer gewellten Flachfeder und andererseits von dem im Nutgrund wirksamen Druck des Arbeitsmediums angedrückt.

Diese bekannte Dichtleiste wird bei hohen Drücken in einem Arbeitsraum und damit auch in dem unter der Dichtleiste gelegenen Nutgrund mit sehr großer Kraft an die Mantelinnenwandung gepreßt. Ganz besonders gilt dies, wenn der Berührpunkt zwischen Dichtleiste und Mantelinn^nwandung

ίο auf eine Seite der Dichtleiste gewandert ist, so daß diese vom Arbeitsraum her infolge eines dort herrschenden geringen Drucks nur mit einer geringen Kraft beaufschlagt wird. Die dabei auftretende Pressung kann so groß werden, daß der an der

Mantel innenwandung haftende ölschmierfilm durchstoßen wird. Die Folge davon ist metallische Reibung und schließlich sogar Fressen der Dichtleiste.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtleistenanordnung der eingangs beschriebenen Art zu

ao schaffen, die auch bei sehr hohen abzudichtenden Drücken nur mit geringen Überschußkräften gegen die Mantelinnenwandung gepreßt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dichtleiste wenigstens zwei prisma-

tische Fortsätze mit gewindeprofilähnlichem Querschnitt hat, und caß die Dichtleiste zwischen jeweils zwei Fortsätzen wenigstens eine durchgehende Radialbohrung aufweist.

Das hat der Vorteil, daß die nur eine geringe Krümmung aufweisende Gleitfläche der Dichtleiste, die sich der Krümmung der Mantellaufbahn des Gehäuseinnenraums weitgehend anschmiegt, nur auf einem mit dem Umlauf des Kolbens veränderlichen Teil ihrer Breite vom Hochdruck beaufschlagt wird, wodurch die die Dichtleiste an die Mantelinnenwandung anpressenden Überschußkräfte gering gehalten werden.

Darüber hinaus kann durch Mehrfachanordnung der prismatischen Fortsätze eine feinstufige Teil-

♦o beaufschlagung erreicht weiden. Von Vorteil ist noch die geringe Eigenmasse der Dichtleiste, so daß die Auswirkungen der Fliehkraft vermindert werden. Die erfindungsgemäße Dichtleiste eignet sich daher für hochtourige Maschinen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer Kolbenecke eines ersten Ausführungsbeispiels mit teilweise geschnittener Dichtleiste,

Fig. 2 eine Ansicht einer Kolbenecke mit einer anderen Ausführungsform einer Dichtleiste.

Ein dreieckiger Kolben 1, von dem in Fig. 1 nur eine seiner Ecken dargestellt ist, ist exzentrisch kreisend innerhalb eines Mantels angeordnet, der eine zweibogige, von einer Epitrochoide bzw. deren Äquidistante erzeugten, zylindrische Mantelinnenwandung 2 begrenzt ist. An jeder Ecke des Kolbens 1 ist eine Dichtleiste 3 angeordnet, die zwei benachbarte Arbeitsräume 4, 5 gegeneinander abdichtet.

Die der Mantelinnenwandung 2 zugewandte Außenfläche 6 der Dichtleiste 3 ist kreiszylindrisch gekrümmt. Dabei ist der Krümmungsradius τ so bestimmt, daß die Außenfläche 6 tangential in die Kolbenflankenkontur 7 des Kolbens 1 übergeht. Auf der dem Kolben 1 zugewandten Seite sind an der Dichtleiste zwei prismatische Fortsätze 8 ausgebildet. Ihr Querschnitt ist in der Form ähnlich dem Profil eines Gewindes ausgebildet. Die Flanken des Fort-

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satzes 8 schließen einen Winkel α von 30° ein. Die Dichtleiste 3 und Mantelinnenwandung 2 und der

Übergangsflächen zwischen zwei Fortsätzen 8 sind verlängerten Berührflankenlinie definiert,

gerundet. Zwischen den beiden Fortsätzen 8 ist die Auf diese Art können die Anpreßkrafte, die die

Dichtleiste von mehreren, im Querschnitt neben- Dichtleiste 3 gegen die Mantelinnenwandung »

einander liegenden, Radialbohrungen9 durchsetzt. 5 drücken, möglichst klein gehalten werden. _

Jeder Fortsatz 8 greift in eine ihm zugeordnete Nut Da die Drücke in dem vorlaufenden unc dem

10 im Kolben 1 ein. Solche Nuten 10 sind an jeder nachlaufenden Arbeitsraum beim Umlauf des KoJ-

Ecke des Kolbens angeordnet und verlaufen parallel bens zwischen Hochdruck und Niederdruck wecn-

zur Maschinenachse. Der Querschnitt der Nuten 10 sein, liegt die Dichtleiste 3 mit ihren Fortsätzen

ist ebenfalls gewindeprofilähnlich ausgebildet, so daß io nicht immer an der rückwärtigen Flanke der Nuten

der Nutquerschnitt dem Profil des zugeordneten des Kolbens an, sondern zeitweise — nämlich wenn

Fortsatzes 8 entspricht. Der Grund der Nuten 10 ist der Druck in der nachlaufenden Kammer 5 großer

gerundet. wird als in der vorlaufenden Kammer 4 — auch an

In den Stirnwänden des Kolbens 1 sind zur axialen der vorderen Flanke der Nuten 10 an. Auch in dieser

Abdichtung der Arbeitsräume abgefederte Dicht- 15 Lage werden die sich bildenden Spaltraume über

streifen Il in Nuten eingelassen. Die Dichtstreifen die Bohrungen 9 in der vorher beschriebenen Weise

Π stoßen mit ihren Enden stumpf auf die radial belastet bzw. entlastet, so daß auch in dieser Lage

abdichtenden Dichtleisten 3. eine möglichst kleine aber immer ausreichende

Beim Umlauf des Kolbens legt iich die innerhalb Anpreßkraft vorhanden ist.

eines geringen Spiels bewegliche Dichtleiste 3 infolge ao Der Flankenwechsel der Dichtleiste erfolgt etwa

eier zwischen ihr und der Mantelinnenwandung 2 der bei nahezu gleichem Druck in beiden Arbeitsräumen.

Arbeitsräume 4,5 wirksamen Reibungskräfte gegen Die dabei theoretisch eintretende Undichtheit ist

die — in von einem Pfeil 13 angezeigte Drehrichtung wegen der bestehenden geringen Druckunterschiede

des Kolbens gesehen — rückwärtigen Flanken der unschädlich.

Nuten 10 an. Zwischen den vorderen Flanken der 25 Das in Fig. 2 dargestellte Ausfülirungsbeispiei

Nuten 10 und der Fortsätze 8 entstehen schmale einer radialen Dichtleiste 3'ist prinzipiell gleich dem

Spaltraume 12,12 a. Der am vorderen Ende der ersten Ausführungsbeispiel. Diese Dichtleiste ge-

Dichtleiste 3 gelegene Spaltraum 12 ist di.ekt mit stattet eine noch feinere Abstufung der Entlastungs-

dem Arbeitsraum 4 verbunden; der vordere vor dem bzw. der Belastungsflächen, da die Dichtleiste vier

Berührungspunkt zwischen Dichtleiste 3 und Mantel- 30 Fortsätze 8' hat. Jeweils zwischen zwei Fortsätzen 8'

innenwandung 2 liegende Teil der Dichtleiste ist also ist eine Radialbohrung9' angeordnet. Dabei sind

druckentlastet. Der andere, zweite Spaltraum 12α ist die Radialbohrungen 9' parallel zur Maschiner-

über die Radialbohrung 9 je nach Lage des beim achse gegeneinander versetzt angeordnet. Jedem

Umlauf des Kolbens 1 sich ändernden Berührpunktes Fortsatz 8', dessen Profil dem beim ersten Aus-

zwischen Dichtleiste 3 und Mantelinnenwandung 2 35 führungsbeispiel beschriebenen entspricht, ist auch

in Verbindung mit dem rückwärtigen Arbeitsraum 5 wieder eine parallel zur Maschinenachse verlaufende

und dementsprechend belastet oder entlastet. Die Nut 10' zugeordnet.

von radial innen belastete bzw. entlastete Fläche Die Funktion ist sinngemäß wie beim ersten Aus-

der Dichtleiste 3 ändert sich also entsprechend der führungsbeispiel. Die oben erwähnte feinere Ab-

von radial außen mit Druck beaufschlagten Fläche 40 stufung der Beaufschlagungsbreite resultiert aus

der Dichtleiste. Es bleibt aber stets eine Überschuß- den hier vorhandenen vier Spalträumen 12', 12 a',

kraft bestehen, die längs der Berührflanke wirkt, an 12 ft', 12 c'.

der sich Fortsatz 8 und Nut 10 berühren. Diese Je nach Größe des Kolbens und des Krümmungs-

Überschußkraft, deren Größe durch die »Beauf- radius kann die Zahl der Fortsätze vergrößert und

schlagungsbreitc .< B bestimmt ist, hält die Dicht- 45 damit die Abstufung verfeinert werden. Es können

leiste 3 in dichtender Berührung mit der Mantel- natürlich, wenn dies die Verwendung der Maschine,

innenwandung 2. Die Beaufschlagungsbreite B ist als z.B. für hohe Drücke bestimmt, auJi noch mehr

der normale Abstand des Berührpunktes zwischen prismatische Fortsätze und Nuten angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dichtleisten, angeordnet in Leistennuten in den Ecken eines mehreckigen, verzugsweise dreieckigen, im Eingriff mit einer mehrbogigen Mantelinnenwandung einer Kreiskolbenmaschine befindlichen Kolbens, wobei die der Mantelinnenwandung gegenüberliegende Leistenkuppe der Dichtleiste kreiszylindrisch ausgebildet ist und tangential in die KolbenBankenkontur übergeht, und wobei die Dichtleiste auf der dem Kolben zugewandten Seite prismatische Fortsätze hat, von denen jeder in eine entsprechend geformte, parallel zur Maschinenachse verlaufende Nut mit Spiel eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (3,30 wenigstens zwei prismatische Fortsätze (8,80 mit gewinde,, rofilähnlichem Querschnitt hat, und daß die Dichtleiste (3, 3') zwischen jeweils zwei Fortsätzen (8, 8') wenigstens eine durchgehende Radialbohrung (9, 9') aufweist.

2. Dichtleisten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel (α) der Fortsätze (8, 8') und der Nu'en (10) 30 bis 60° beträgt.

3. Dichtleisten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund der Nuten (10) und die Übergangsflächen zwischen den Fortsätzen (8, 8') gerundet sind.

4. Dichtleisten naca eine.a der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (3,3') aus metallischem Werkstoff, insbesondere aus härtbarem Stahl, besteht.

5. Dichtleisten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (3, 30 aus einem verschleiß- und reibungsarmen Kunststoff besteht.

6. Dichtleisten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mit festigkeitserhöhenden Faserstoffen wie Glas-, Kohleoder Asbestfasern gefüllt ist.

7. Verfahren zur Herstellung von Dichtleisten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (3, 3'), vorzugsweise induktiv oder durch Nitrieren, oberflächengehärtet ist.