DE2027115A1 - Rotationskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, NeckarsuZm/Württ. und WANKEL GMBH „ Lindau/Bodensee

Rotationskolben-Brennkraftmaschine

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-Brennkraft« maschine mit einem Gehäuse, dessen innere Mantelfläche zusammen mit Seitenteilen einen Innenraum begrenzt; in dem ein Kolben drehbar angeordnet ist_e der Radialdichtungen in Form von Dicht" I leisten trägt, die an der inneren Mantelfläche und an den Innenflächen der Seitenteile entlanggleiten.

Um eine Anpassung der Länge der Dichtleiste an die Breite der inneren Mantelfläche zu erreichen,, ist es bekannt, die Dicht·= leiste aus einem trapezförmigen Mittelteil und drexeckförtnigen Endteilon zusammenzusetzen,) wobei die Kuppe des Mittelteils an der inneren Mantelfläche und die Endteile an den Innenflächen der Seitenteile entlanggleiten. Bei dieser Ausführung ist ein geringer Leckspalt an jeder Ecke der Dichtleiste _% also an den Übergangsstellen von der inneren Mantelflache auf die Innen·= flächen der Seitenteile, nicht zu vermeiden _t da die zusammen-= g gesetste Dichtleiste nur bei einer bestimmten Breite der inneren Mantelfläche ein vollständiges Rechteck bildet und diese Breite auf Grund der unterschiedlichen Erwärmung im Betrieb nicht konstant ist. Außerdem tritt im Betrieb eine Anlage der axialen Enden des Mittelteils an den Innenflächen der Seiten·= teile ein, die einen Längenverschleiß des Mittelteils zur Folge hat und die genannten Leckspalte vergrößert. Wenn das Mittelteil schneller verschleißt als die 3ndteile₈ was in der Praxis wegen der großen Streubreite dar Verschleißwerte

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bei gleichem Werkstoff nicht vermeidbar iet₉ so können sich die Spitzen der dreieckförmigen Endteile in die innere Mantel-» fläche eingraben und einen vorzeitigen Verschleiß dieser Fläche herbeiführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine optimale Dichtheit über einen langen Zeitraum zu erreichen und d&n Verschleiß in den Innenflächen des Gehäuses und an der Dichtleiste möglichst gering zu halten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagene daß die innere Mantelfläche aus einem härteren Werkstoff besteht als die Innenflächen der Seitenteile und daß jede Dichtleiste aus einem ausschließlich auf der inneren Mantelfläche gleitenden trapezförmigen Mittelteil und zwei sowohl auf der inneren Mantelfläche als auch auf der Innenfläche des betreffenden Seitenteils gleitenden« ebenfalls im wesentlichen trapezförmigen Endteilen zusammengesetzt ist, wobei zumindest die auf der inneren Mantelfläche gleitende Kuppe des Mittelteils aus einem härteren Werkstoff besteht als die Endteile_o

Durch diesen Vorschlag wird erreicht ₈ daß bei einem Höhenver·=» schleiß des Hittelteils die mit des* harten inneren Hantel» fläche zusammenwirkenden Abschnitte der Endteile auf Grund ihres weicheren Materials mindestens im gleichen Maße wie das Mittelteil ohne Riefenbildung an der inneren Mantelfläche abgeschliffen werden, so daß eine abdichtende Anlage der Dichtleiste sowohl an der inneren Mantelfläche als auch an den Innenflächen der Seitenteile über lange Laufzeiten erhalten bleibt. Die Dichtleiste kann so eingebaut werden, daß zunächst nur die Endteile durch die Feder an die innere Mantelfläche angedrüek werden. Da diese Endteile aus einem

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relativ-«-^cichen Material bestehen, schleifen sie sich schnell so weit ab, daß sie zusammen mit dem Mittelteil ein Rechteck bilden_t das sowohl an der inneren Mantelfläche als auch an den Innenflächen der Seitenteile anliegt. Damit wird der Zu~ stand optimaler Dichtheit in kürzester Frist erreicht und es wird vermieden, daß auf Grund von Toleranzechwankungon zunächst nur das Mittelteil an der inneren Mantelfläche anliegt, das auf Grund seines härteren Materials erst nach längerer Laufzeit so weit abgeschliffen ',fürde,, daß auch die Endteile an der inneren Mantelfläche zur Anlage kommen. |

Vorzugsweise ist die Dichtleiste so zusammengesetzt, daß ihr Mittelteil mit seiner langen Seite an der inneren Mantelfläche anliegt₀ Ein Verschleiß der mit den Innenflächen der Seitenteile zusammenwirkenden Flächen der Endteile hat dann aur Folge, daß die Endteile stärker an die innere Mantelfläche angedrückt werden_} da sie sich nicht an dem Mittelteil abstützen können. Dadurch werden die Endteile von der inneren Mantelfläche schnell so weit abgeschliffen, daß eine Anlage der Dichtleiste an beiden Seitenteilen gewährleistet ist.

Um die Verschleißwerte der inneren Mantelfläche und der Innenflächen der Seitenteile sowie der mit diesen Flächen zusammen- ™ wirkenden Teile der Dichtleiste gering zu halten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die izinere Mantelfläche aus einer Nickelschicht mit eingelagerten Hartstoffteilchen, das Mittelteil der Dichtleiste aus einem Werkstoff mit einer Harte (HV₁₀) von mindestens 600, vorzugsweise über 1000, und die Endteile der Dichtleiste aus einem Werkstoff mit einer Härte (HV₁₀) von 300 bis 500 herzustellen. Bei dieser Materialpaarung haben sich besonders günstige Verschleißterte ergeben.

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Die die innere Mantelfläche bildende Nickelschicht enthält vorzugsweise 2-8% Siliciumkarbid^Teilchen ojit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 1 μ wad das Mittelteil der Dichtleiste besteht aus einem Werkstoff mit mindestens 30 Gewichtsprozent Titankarbid„ während die Endteile der Dichtleiste aus einer Gußeisenlegierung bestehen, wie sie für Kolbenringe verwendet wird.

Bevorzugte Werkstofft für das Mittelteil der Dichtleiste sind:

1. eine Eisenlegierung mit 34 ₆5 % TiC, 0,2 % Ni, 0,55 ?έ C₁ 2,0 % Mo und 6,5 % Cr,

2. eine Eisenlegierung mit 33 % TiC₅ 15 % Ni, 5 % Mo, 9 % Co, 0,7 % Ti, 0,7 tf Al und 0,5 % Cu.

Die H^v ₁₀~Härte der Legierung 1 beträgt etwa 1030 «· 1090-_t die Härte der zweiten Legierung; e.txra 700 ·=. 750.

Als Material für die Endteile der Dichtleiste kommt ein Gußeisen mit einem Anteil von 3,4% - 3,8% C, 2,5 % - 3,2 % Si, 0,8%- 1,3 % Mo und Anteilen von Mn₈ Cr„ Va₈ Cu und Ni unter 1 % in Frage.
Dieses Material hat eine HV₁₀»Härte von etwa 350 - 450«

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung im Längsschnitt, und

Fig. 2 einen Teilschnitt, in dem die Lage der Dichtleisten» teile beim Einbau dargestellt ist.

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Bis RotatxoHskolben-Brena-tkraftmaschine in Troehoidenbauart besteat aus einera Gehäuse 1, dan sieh aus eisern Mantel 2 und .5 ei te at eilen 3 und 4 zusammensetzt _Β die rsusammen einen Innen= raum ρ begrenaen, in dsni ein Kolben 6 atif dem Exzenter 7 einer Earsent erwell β 8 drehbar gelagert ist. Der Kolben 6 ist mit radialen Nuten 9 versehen,, in denen mindestens je eine Dicht« leiste 10 angeordnet ist $ die sich aus einem trapesförmigen Mittelteil 11 und im wesentlichen dx"eieekförmigen Endteiien

. Die Teilung der Dichtleiste iet so vorgedaß das Mittelteil 11 mit seiner langen Seite aussc?a3.isßlich auf der inneren Mantelfläche 13 gleitet, während ™ die Sndteile 12 sowohl a:a der inneren Mantelfläche. 13 als s.i-.cn an den Innenflächen Ik der Seitenteils 3 und 4 anliegen. Eine Blattfeder 15 stützt sich aiit -ihren Enden an den Unter-= ceitsn der Sndteile 12 ab und drückt diese radial nach außen, •vrebei iib<sr die schrägen Anlageflächeii 16 zwischen dam Mittelteil 11 'αηά den Endteilen 12 gleichzeitig eine Andrüekung des Mittelteiis 11 an die innere Mantelfläche 1-3 und. eine An« drücl<i3ng der Endteile 12 an die Innenflächen l4 der Seitent&ili 3₉ 4 erfolgt. ■

I>ie innere Mantelfläche 13 wird von einer galvanisch aufgebrachten Nickelsschicht mit einem Gehalt von 2 - 8 % SiC=>Pulver ä gebildet. Die Innenflächan 14 der Seitenteile 3_ε 4 bestehen aus nitrier-gehärtetem Gußeisen, das Mittelteil 11 der Dichtleiste 10 besteht aus einer Eisenlegierung mit einem hohen. Anteil an TiC und einer HV.,_o=>Härte von mindestens 600. Sndteile 12 der Dichtleiste 10 sind aus einem Kolbenring Gußeisen mit einer HV₁₀<=Häfte von 350 - 450 hergestellt. Diese Materialpaarungen ergeben besonders günstige Ver«= schleißwerte.

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Fig» 2 asigt eine bevorsugte Art des Einbaues der Dichtleiste« Wie ersichtlich_t erfolgt der Einbar. dra>r&.rt„ daß ssunächs'u nur die Endteile 12 durch di© Feder i;j n:a -die innere Mantelfläche 13 angedrückt werden. Da ä:leso aus einem relativ weichen Material bestehen, werden sie im Betrieb schnell auf die Höhe des Mittelteils Il abgeschliffen,, 3O daß nach kurzer Einlaufseit der in Fig. 1 gezeigte Sustand erreicht ist, in dem das Mittelteil 11 und die Sndteile 12 über die ganze Breite der inneren Mantelfläche 13 an dieser anliegen.

Pa t ent svnsprü

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   /l ,Λ Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, dessen innere Mantelfläche zusammen mit den Seitenteilen einen - Innenraum begrenzt_r in dem ein Kolben drehbar gelagert ist, der Radialdichtungen in Form von Dichtleisten aufweist, die an der inneren Mantelfläche und an den Innenflächen der Seitenteile entlanggleiten, dadurch ge kenn-ζ e i ch η e t , daß die innere Mantelfläche (13) aus einem härteren Werkstoff besteht als die Innenflächen (14) der Seitenteile (3, k) und daß jede Dichtleiste (10) aus einem ausschließlich auf der inneren Mantelfläche (13) gleitenden, trapezförmigen Mittelteil (11) und zwei sowohl tuf der inneren Mantelfläche (13) als auch auf der Innenfläche (l4) des betreffenden Seitenteils (3 bzw. 4) gleitenden _t im wesentlichen ebenfalls trapezförmigen Endteilen (12) besteht, wobei zumindest die auf der inneren Mantelfläche (13) gleitende Kuppe des Mittelteils (ll) aus einem härteren Werkstoff besteht als die Endteile (12).

   2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Mantelfläche (13) von einer Nickelschicht mit eingelagerten Hartstoffteil" chen gebildet ist und daß das Mittelteil (11) der Dichtleiste (10) aus einem Werkstoff mit einer Härte (HV_1Q) von mindestens 600, vorzugsweise über 1000, und die End» -;eile (12) der Dichtleiste (10) aus einem Werkstoff mit einer HV₁₀-Härt« von 300 - 500 bestehen»

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   · Rota tionskolben-Brennkraf tma β chine nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ni ekel schicht 2-8 % SiC~Teilchen enthält und daß das Mittelteil ClD der Dichtleiste (£0) atts einer Eisenlegierung mit mindestens 50 % TiC und die Bndteile (12) aus einen KolbenringoGußeisen bestehen· ^:.

   29.5.1970 Sp/bS

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