CH186907A - Kolben mit Kolbenring an Flüssigkeitsdruck-Maschinen. - Google Patents

Description

  Kolben mit Kolbenring an     Flüssigkeitsdruck-Maschinen.       Es sind     Olschabringe    für Kolben be  kannt, die im     Oberteil    (das heisst     hochdruck-          seitig)    scharf gegen den Zylinder zurück  gesetzt sind, so dass zwischen ihrem Ober  teil und der Zylinderfläche ein Raum frei  bleibt. Bei solchen Ringen sind zwecks Er  zielung genügender Schabwirkung (das  heisst genügender Pressung nach aussen) die  Spannungen oberhalb     und    unterhalb des  Ringes ausgeglichen mit Hilfe von Längs  schlitzen, welche hinter dem Ring durch in  der Kolbenwandung verlaufen.  



  Im Gegensatz zum vorstehenden soll die  Erfindung lediglich Kolben mit     Druckab-          dichtungsringen    betreffen, bei denen der  Druck unterhalb (das heisst auf der einen  Seite) des Ringes dank der abdichtenden  Wirkung des Ringes geringer ist als der  Druck oberhalb (das heisst auf der andern  Seite) des Ringes.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf einen Kolben mit Kolbenring an     Flüs-          sigkeits-Druckmaschinen.    Der Kolbenring  ist von ungefähr     L-förmigem    Querschnitt,    dessen einer Schenkel sich dem Kolben ent  lang erstreckt, während der zweite (in der       Fig.    waagrechte) Schenkel in eine Umfangs  rinne des Kolbens greift und längs seines       äussern    Umfanges axial ein Stück weit so  ausgeschnitten ist,     dass    in     Verbindung    mit  der Zylinderwand eine Aussparung     j    vor  liegt,

   welche sich gegen den     Flüssigkeits-          druckraum    (das heisst den Raum mit dem  grösseren Drucke) hin öffnet. Diese Ausspa  rung ist von solcher Tiefe, dass der darin ent  wickelte, radial einwärts gerichtete Druck  gleich oder grösser ist als der innerhalb der  Rinne e in der Richtung auswärts auf den  Ring wirkende Druck. Der achsparallele  Schenkel des     L-förmigen    Querschnittes ist so  gebaut, dass sein äusserer Umfang die Lager  fläche zwischen Ring und Zylinderwandung  bildet.  



  Der     arwähnte    achsparallele Schenkel des       Ringquerschnittes    muss, als Folge obiger Be  dingung, so gewählt sein, dass die Tiefe der  genannten Aussparung gleich oder grösser  ist als die axiale Tiefe des     innern    Umfanges      des Ringes innerhalb der Rinne. Die innere  Wand des     Schenkels    bildet auf der Nieder  druckseite in     Verbindung    mit der Kolben  wandung eine zweite     Aussparung,    und zwar  so, dass     unter    dem Einfluss des Druckes auf  der Niederdruckseite eine Auswärtsdruck  komponente auf den Ring ausgeübt wird.  



  Der genannte achsparallele     Schenkel     kann so bemessen werden, dass zwischen  Ring     und    Wandung eine angemessene Lager  fläche vorhanden ist und dass der innerhalb  der     zweiterwähnten    Aussparung (auf der  Niederdruckseite)     entwickelte    und auswärts  wirkende Druck von solcher Grösse ist; dass  ein gewünschter resultierender Auswärts  druck auf den Ring entsteht, der in Verbin  dung mit dem statischen Drucke (das heisst       mit    der mechanischen     Vorspannung)    des  Ringes genügt, eine     wirksame    Abdichtung  zu sichern.  



  Der innerhalb der erstgenannten Ausspa  rung auf den Ring einwärts wirkende Druck,  der     innerhalb    der zweiten Aussparung aus  wärtswirkende Druck und die Tiefe der  Lagerfläche lassen sich in ihrer Beziehung  zueinander durch Versuch bestimmen, um  bei geringster Abnutzung     punkto    Dichtung  eine Höchstwirkung zu erzielen.  



  Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus  führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan  des, hier mit senkrechter Zylinderachse.  



       Fig.    1 ist     eine    Darstellung eines Kolben  ringes gewöhnlicher Ausbildung;       Fig.    2 ist eine Darstellung eines gemäss  der vorliegenden Erfindung ausgebildeten       Kolbenringes.     



  Wie zunächst aus     Fig.    1 ersichtlich, be  zeichnet<I>a</I> den Kolben,<I>b</I> den Kolbenring, c  die     Zylinderwand    und d die untere Sitz  fläche,des     Ringes    in der Nut e des genann  ten Kolbens. Angenommen, der grösste Druck  werde oberhalb des Kolbenringes b vom       Raum    f her ausgeübt und sei an einem Über  gang auf die untere Seite dieses Kolbenrin  ges     verhindert    durch die abdichtende Wir  kung dieses auf der untern Sitzfläche d  ruhenden     Kolbenringes,    so ist dank des    Spiels des Kolbenringes b in der Nut e dem  Druckmedium ein Durchgang vom Raume  <I>f</I> über den Ring weg zum Raume<I>t</I> hinter  diesem gegeben.

   Der im Raume 7 hinter dem  Ring b herrschende Druck muss also sehr an  nähernd gleich sein dem im Raume f wirk  samen Drucke. Daraus ergibt sich grosser  Lagerdruck und starke Abnützung des Kol  benringes und der Zylinderwandung     c    in  folge dieses     Mediumdruckes.     



  Wie nun aus der     Fig.    2 ersichtlich, be  sitzt der neue Kolbenring b im     wesentlichen          L-förmigen    Querschnitt mit einem Aus  schnitt     h    an seiner untern Fläche     bezw.    in  seiner     innern    Umfangswandung, während an  der     äussern    Umfangswandung des Kolben  ringes<I>b</I> ein von der     obern    Seite     k    (der  Druckseite) des Ringes b nach abwärts  reichender ringförmiger Ausschnitt j vorge  sehen ist.  



  Der Kolbenring b ruht auf der untern  Sitzfläche d der Nut e, und auf die innere  Umfangswandung m des genannten Ringes  b, die hier, zum Teil infolge der     Ausneh-          mung        h,    kleiner ist als .die äussere Fläche o,  wirkt die im Raume f herrschende Span  nung. Die auf den untern Teil     n    des Kolben  ringes b, das heisst im Raume     y    wirkende  Spannung ist,     wie    angenommen wurde, klei  ner als die vom Raume f herrührende. Auf  die Fläche o .des Anschnittes j am äussern.  Umfange des Ringes wirkt die vom genann  ten Raum f herrührende, grössere Spannung.  



  Es ist     demnach    ersichtlich, dass dem am  äussern Umfang des Ringes vorhandenen       Ausschnitt    j eine solche Tiefe gegeben wer  den     kann,        .dass    die auf die Fläche o des ge  nannten     Ausschnittes    j einwirkende Span  nung den nach auswärts gerichteten, durch  die von     .den    über und unter dem Kolbenring  b befindlichen Räumen her auf die rückwär  tigen Flächen m     bezw.        n    des     genannten    Rin  ges einwirkenden Spannungen entstehenden,  auf den Ring ausgeübten Druck, ganz oder  teilweise,     wie    .erforderlich, ausgleichen kann,

    selbst     wenn    der     hinter    dem obern Teil  m ausgeübte Druck den Wert des im Raume  f wirkenden Druck erreicht.      In dieser Weise kann     abgesehen    von der  mechanischen     Vorspannung    jede gewünschte  Kleinheit des Betriebsdruckes zwischen dem  Kolbenring     b    und der Wandung c des Zy  linders an der .Stelle p erreicht und demzu  folge die Abnutzung dieser Teile auf ein  Mindestmass reduziert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolben mit Kolbenring an Flüssigkeits- druek-Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (b) im wesentlichen L- förmigen Querschnitt besitzt, dessen einer Schenkel sich dem Kolben entlang erstreckt, während der zweite Schenkel in die Kolben rinne (e) eingreift, wobei längs des äusseren Umfanges des Kolbenringes axial ein Stück weggeschnitten und dadurch in Verbindung mit der Zylinderwand (c) eine Aussparung (j) geschaffen ist, die sich gegen denjenigen Zylinderraum mit der grösseren Spannung des Druckmediums (f) hin öffnet, während jener erste, achsparallele Schenkel auf der Niederdruckseite (g)

   des Kolbenringes in Verbindung mit dem Kolben eine Ausspa rung (h) bildet, dass ferner die ersterwähnte Aussparung (j) von solcher axialer Tiefe ist, Sass der darin entwickelte Druck nach ein- wärts gleich oder grösser ist als der auf den Ring wirkende Auswärtsdruck, der durch den innerhalb des Ringes in der Rinne (e) wir kenden Druck des Arbeitsmediums ver ursacht ist, .dass ferner die Mantelfläche des gegen die Niederdruckseite hin gerichteten Teils des Ringes die Lagerfläche (p) an der Zylinderwand (c) bildet, und die zweit genannte Aussparung (h) so geformt und bemessen ist, dass unter dem Einfluss des Druckes auf der Unterdruckseite (g)

   des Ringes eine Auswärtsdruckkomponente vor handen ist. UNTERANSPRUCH: Kolben mit Kolbenring nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring einen Umfangsausschnitt besitzt, der eine Aussparung (j) von rechteckigem Querschnitt bildet, dass ferner die innere Wandung (n) des achsparallelen Schenkels sich von der Fläche (d) der in die Rinne eingreifenden Ringteile weg nach aussen er weitert.