DE2349509A1 - Oeldichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. A. Grünecket 2. Oktober 1973

Dr.-Irq. Fi. ?i-~'e!dev

Dr.-li,g. *.-' '- P 7O86

9 München 2*., M..*s...aiuititäir. 43 *} ο'/ Q C Π Q

Nissan Motor Company, Ltd. No. 2, Takara-machi, ^anagawa-ku, Yokohama City, Japan

Öldichtung

Die Erfindung betrifft eine öldichtung für Drehkolbenverbrennungskraftmaschinen, deren Drehkolben ah einer Seitenfläche eine Ölringnut aufv/eiaen.

Zu den an sich bekannten Drehkolbenverbrertnungskraft— maschinen zählt auch der Wankel-Motoir» der einen in einem epitrochoidalen Gehäuse umlaufenden dreieckigen Drehkblben aufweist. Dieser Drehkolben ist in der Mitte hohl und ölgeachmiert. Durch die Peripherie de3 Drehkolbens und die Gehäuseinnenfläche werden die Arbeite* kammern definiert. Es ist daher erforderlich, einen

40981870500

Schnderölfluss aus der Mitte des Drehkolbens heraus nach aussert in die Kammern zu unterbinden. Um einen solchen Ölfluss möglichst klein zu halten, ist bereits bekannt, die Seitenfläche des.Drehkolbens zwischen seiner äusseren und inneren Peripherie mit einer Ölringnut zu versehen und in diese Ringnut eine Öldichtung einzulegen. Die Öldichtung hat dabei zwei Funktionen: Sie muss erstens · dynamisch dichten, um das Öl zum Mittelpunkt des Drehkolbens v/ährend des Betriebes der Maschine zurückzu— drücken, und sie muss zweitens statisch dichten, um zu verhindern, dass das Öl beim Stillstand der Maschine in die Kammern gelangt.

Für die dynamische Dichtung wird verbreitet eine Öldichtung verwendet, die aus einer Ringnut im Drehkolben, einem Dichtungsring und einer Feder besteht, die in die Ringnut so eingelegt ist, dass sie die Dichtung aus der Nut herausdrückt. Bei dieser Art der Dichtung zwingt die Feder den Dichtungsring axial auswärts gegen die an« grenzende Gehausewand, liegt jedoch nicht dichtend an; der Sohle der Ölringnut, in der der Dichtungsring liegt, an. Un auch der statischen Dichtung Rechnung zu tragen, ist es erforderlich, das Lecken des Öls oder des Arbeitsgaaes durch den Spalt zwischen dem Dichtungsring und 4er Nut hindurch zu unterbinden· Nach dem Stand der Technik diente dazu ein ö-Ring zwischen einem Teil des Dichtungsringes und einer der Seitenwände der Ringnut« . * «

Diese O-Ringe führten jedoch zu einer durchaus beachtlichen Reibungehemmung der Dichtungdringe in den Ringnuten des Drehkolbens, wodurch kleine axiale Bewegungen der Dichtungeringe aufgrund ajcialer Schwingungen oder Stösse des

409018/0300

Drehkolbens eingeschränkt bzw. verhindert wurden, was zu einem verstärkten Eindringen von Öl in die Arbeitskammern führte.

Bei dieser Art der Öldichtung müssen die Ö-Ringe in Nuten eingepasst werden, die an der Aussenseite der kreisringförmigen Dichtungsringe ausgebildet sind. Anschliessend müssen die O-Ringe zwischen diesen Nuten und der Wand der Kreisringnut des Drehkolbens so eingepasst werden, dass sie nicht übermässig mit der axialen Bewegung der, entsprechenden Dichtungsringe kollidieren. Durch dieses Erfordernis sind ausserdem Herstellungs- und Montageschwierigkeiten im Zusammenhang mit der Verwendung von Gldichtungen der genannten Art aufgetreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Dichtung zu schaffen, die bei einfacher Montage eine dauerhaft gute und zuverlässige dynamische und statische Dichtung zwischen den Drehkolben und der Gehäusewand in Drehkolbenverbrennungskraftmaschinen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss eine Dichtung der vorstehend genannten Art vorgeschlagen, gekennzeichnet durch einen in der Ringnut liegenden Dichtungsring mit einer äusseren und einer inneren sich radial erstreckenden axialen Begrenzungsfläche und durch ein elastisches Element, das so in die zwingende Ringnut eingepasst ist, dass es den Dichtungsring aus der Ringnut herausdrückt und dabei dichtend sowohl an der Sohle der Nut als auch an der Innenfläche des Dichtungsringes anliegt,

Bei dieser Art der Öldichtung, bei der das den Dichtungsring nach aussen beaufschlagende Element den Zwischenraum

40981870300

zwischen dem Dichtungsring und der Sohle der Ölringnut des Drehkolbens dichtend ausfüllt, kann auf einen O-Ring -zwischen einer der Seitenwände der Ölringnut und dem Dichtungsring verzichtet werden. Auf diese Weise erhält der Dichtungsring die erforderliche Freiheit, sich dichtend und anpassbar an die angrenzende Gehäusewand anlegen zu können» Dabei ist die statische Dichtkraft axial und nicht, wie nach dem Stand der Technik, radial gerichtet. Gleichzeitig wurden die herstellungstechnischen und montagetechnischen Schwierigkeiten, die mit den O-Ringen in diesem Zusammenhang verbunden waren, behoben.

Die Erfindung ist nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Äusführungsbeispielen naher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen

Querschnitt durch eine Drehkolbenverbrennungskraftmaschine mit einer Ölringnut in der Seitenfläche des Drehkolbensτ

Fig* 2 einen Längsschnitt durch die Maschine

nach Fig. 1·

Fig. 3 in vergrösserter Darstellung einen i Querschnitt durch eine Ölringnut in der Maschine nach den Figuren 1 und 2 mit einer Öldichtung nach dem Stand der Technikj -

Fig. 4 · einen Querschnitt entsprechend

der Fig. 3 mit einer Qldiichtung gemass der Erfindung?

Fig. 5 einen Teil eines Längsschnittes 409818/0300

durch eine Komponente der in Fig. gezeigten Öldichtungτ

Fig. 6 einen Teil eines Längsschnittes

einer modifizierten Äusführungsform des in Fig. 5 gezeigten Dichtungselementesj

Fig. 7a in perspektivischer Darstellung eine

weitere Ausbildungsform der in Fig. gezeigten Komponente und

Fig. 7b einen Schnitt nach VII-VII in Fig. 7a.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Drehkolbenverbrennungskraftmaschine vom Wankel^-Typ gezeigt, wobei das aus der Zarge und den Seitenwänden 14 bestehende Gehäuse 10 schematisch dargestellt ist. In dem Gehäuse 10 ist der Drehkolben 18 exzentrisch drehbar gelagert, der in Verbindung mit dem Gehäuse IO die Arbeitskammern 16 abgrenzt. Der Drehkolben ist auf einem Exzenterzapfen 2O einer Hauptwelle 22 gelagert und weist an seinen Seitehflachen je eine Ölringnut 24 in an sich bekannter Weise auf. Eine nähere Beschreibung der an sich wohlbekannten Vorrichtung kann an diesel: Stelle unterbleiben. V ^{: !}" "· -

In die in den Figuren 1 u^di 2 gez^igfe^ herköjpmlicihe Ö nut 24 werden die in Fig. 3 gezeigten Öldichtungen nach dem Stand der Technik eingesetzt. Diese Dichtung nach .-dem Stand der Technik (Fig. 3) weist in einer Ölringnut 24' einen Dichtungsring·26· auf, der aus der Ölringnut 24*. heraus in dichtenden Kontakt mit der Gehäuseseitenwand 14' gezwungen wird, beispielsweise durch eine Metallfeder 28*, um so eine dynamische Dichtung zu erzeugen. Der Dichtungsring 26' ist mit einer peripheren Nut 30 versehen, die

409818/0 300

zu Zwecken der statischen Dichtung den O-Ring 32' aufnehmer kann. Um dennoch eine axiale Beweglichkeit des Dichtungsringes 26' zu erhalten, muss die Umfangsnut 30' breiter als der Durchmesser des O-Ringes 32' ausgebildet sein. Ausserdem muss der Aussendurchmesser des Dichtungsringes 26' so bemessen sein« dass der O-Ring 32' so angemessen zusam—, me'ngedrücfct wird, dass einerseits zwar eine ausreichende statische Dichtung zustandekommt, andererseits aber die axiale Beweglichkeit des Dichtungsringes 26' so weit wie möglich erhalten bleibt. Die Nachteile dieser Dichtung bei der Herstellung der Teile, der Montage und im Betrieb sind-eingangs bereits beschrieben worden.

In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform einer Öldichtung gemäss der Erfindung gezeigt. In der Ölringnut 24 liegt ein Dichtungsring 34 und eine Vorrichtung zur Beaufschla-

gung des Hinges in Form eines kreisringförmigen elastischen Elementes 36, das den Ring 34 dichtend gegen die Gehäuseseitenwand 14 zwingt. . . ■

An der äusseren axialen Begrenzungsflache 40 des Dichtungsringes 34 ist eine Dichtungskante 42 ausgebildet, die der Gehäusewand 14 dichtend anliegt und so für die dynamische Dichtung sorgt. Der Dichtungsring 34 weist ausserdem^?eine innere und eine äussere radiale Wand 45 bzw. 46 auf, die nach innen gemeinsam mit der axialen inneren Begrenzungsfläche 44 des Dichtungsringes 34 eine Nut beschreiben, die sich gegen die Sohle 38 der Ringnut 24 hin öffnets Das elastische Element 36 liegt in der Nut, bzw. in dem U-Profil des Dichtungsringes und liegt dichtend sowohl an der inneren axialen Begrenzungsfläche 44 des Dichtungsringes 34 als auch an der Sohle 38 der Ölringnut 24 an. Auf diese^Weise wird die statische Dichtung bewirkt«

409818/0300

Das elastische Element 36, das in der Fig·. 5 gezeigt ist, besteht im allgemeinen aus einer gewellten metallischen Blattfeder 48 und einem relativ steifen elastomeren Element 5O, das einstückig mit der Feder 48 verbunden ist. Das elastomere Element 50 ist so bemessen, dass seine Oberfläche im Wesentlichen in der durch die Scheitelpunkte der Vorwölbungen der"gewellten Blattfeder 48 definierten Fläche liegt* Vorzugsweise bedeckt das elastomere Element 50 dabei jedoch die Scheitelpunkte der Vorwölbungen der gewellten Federn, um eine bessere statische Dichtung zu erzielen. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung zwingt die Blattfeder 48 des elastischen Elementes 36 den Dichtungsring 34 axial aus der Olringnut 24 heraus. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung liegt das elastomere Element 50 dichtend an der inneren axialen Bftgrenzungafläche 44 des Ölringes 34 und an der Sohle 38 der Ölringnut 24 an* so dass kein,Öl an dem elastischen Element 36 vorbeigelangen kann.

In der Flg. 6 ist eine modifizierte Ausführungsform des elastischen Elementes 36 dargestellt. Für das gezeigte elastische Element 36a wird ein relativ weiches elastomeres Element SOa im Gegensatz zu dem relativ steifen Element: in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform verwendet« Das weiche elastomere Element 5Oa erstreckt sich im entspannten Zustand des elastischen Elementes 36a zwischen den Vorwölbungen der Blattfeder 48a nach aussen über' äle Scheitelpunkte der Vorwölbungen heraus. Dieser entspannte Zustand ist in der Fig* 6 durch die ausgezogenen Linien dargestellt. In dem in Fig· 4 gezeigten beaufschlagten Zustand wird das elastische Element 36a jedoch in der Weise zusammengedruckt, dass das weiche elastische Element 50a im wesentlichen durch die Fläche begrenzt wird, die durch die Scheitelpunkte der Vorwölbungen der gewellten Blattfeder 48a definiert ist. Diese Stellung im beaufschlagten Zustand

409818/03 00

in der Fig. 6 durch die unterbrochen gezeichneten Linien angedeutet. -

Eine weitere Ausbildung des elastischen Elementes 36 ist in den Figuren 7a und 7b dargestellt. Das gezeigte elastische Element 36b weist im Bereich der Scheitelpunkte der Vorwölbungen Öffnungen 52 in der gewellten Blattfeder 48b auf. Durch diese Öffnungen 52 hindurch sind die Teilstüqke oder Schichten der elastischen Elemente 5Ob auf beiden Seiten der Feder 48b miteinander verbunden, wodurch das elastische Element 36b eine höhere Scherfestigkeit erhält.

Durch die im vorstehenden beschriebene Öldichtung wird in allen ihren Ausführungsformen gegenüber der den O-Ring verwendenden Dichtung nach dem Stand der Technik neben einer besseren Dichtung mit längerer Standzeit vor allem auch eine spürbare Drückung der Montagekosten und des Montageaufwandes erreicht*

409818/0300

Claims (7)

1. Patentansprüche

   l.y Öldichtung für Drehkolbenver brennung skr af tmaschinen,, deren Drehkolben an einer Seitenfläche eine Ölringnut

   ■-" aufweisen, gekennzeichnet durch einen in der Ringnut (24) liegenden Dichtungsring (34) mit einer äusseren und einer inneren sich radial erstreckenden axialen Begrenzungsfläche (40,44) und durch ein elastisches ,. Element (36), das so in die zwingende Ringnut (24) eingepasst ist, dass es den Dichtungsring (34) aus der Ringnut herausdrückt und dabei dichtend sowohl an der Sohle (38) .der ETut (24) als auch an der Innenfläche (44) des Dichtungsringes (34) anliegt.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (36) einstückig aus einer Feder (48) und einem elastomeren Element (50) besteht.
3. 3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (48) eine mit mehreren Vorwölbungen versehene gewellte metallische Blattfeder ist.
4. 4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Element (50) axial auswärts im wesentlichen durch die durch die Scheitelpunkte der Vorwölbungen der Blattfeder■. (48) definierte Flache begrenzt ist. .
5. 5. Dichtung nach Anspruch 3_r dadurch gekennzeichnet* dass das elastomere Element (5Oa) im entspannten Zustand des elastischen Elementes (36a) zwischen den Vor-

   409818/0300

   Wölbungen der Blattfeder (48a) axial nach aussen herausragt und in der Weise verformbar ist, dass es im beaufschlagten Zustand durch die durch die Scheitelpunkte der Vorwölbungen der Blattfeder (48a) definierte Fläche axial auswärts begrenzt ist.
6. 6. Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwölbungen' der Blattfeder (48b) Öffnungen (52) aufweisen und dass die Schichten des elastomeren Elementes (5Ob) auf den beiden Seiten der Blattfeder durch diese Öffnungen (52) hindurch miteinander verbunden sind.
7. 7. öldichtung zur Verwendung in einer ölringmit in der Seitenwand eines Drehkolbens, mit einem öldiehtungsring, der in der ölringnut aufgenommen ist und innere und äußere, sich radial erstreckende Axialendwende aufweist, einer Dichtungsfläche an der äußeren Endwand, Einrichtungen, um die Dichtungsfläche aus der Ölringnut herauszudrücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, um die Dichtungsfläche aus 'der ölringnut herauszudrücken ein ringförmiges, federndes Glied aufweisen, das aus einer Feder besteht, die aus einem Stück mit einem elastumeren Glied gebildet ist, wobei das federnde Glied dichtend gegen die Bodenwand der ölringnut und die innere Endwand des Dichtungsringes anliegt»

   409818/0300

   Leersei t ö