DE2422015B2 - Ungeteilter kolben mit dichtungs- und fuehrungsringen - Google Patents

Description

überlappende Stöße mit rechteckigem oder trapezarti- Führungsrings stets aneinandergepreßt werden und

gern Querschnitt gerader oder schräger Bauart. praktisch keine Stoßfuge auftritt. Da ferner der

Empfohlen wird dabei eine derartige Einstellung der ⁶5 Dichtungsring mit seiner vom Kolbenboden, d. h. von

Dichtungsringe gegenüber den benachbarten, daß auf der Druckraumseite des Zylinders abgewandten Stirn-

diese Weise die Undichtigkeit auf ein Minimum fläche unmittelbar an dem Führungsring anliegt, wird

beschränkt wird. gleichzeitig erreicht, daß der Führungsring die plasti-

sehe Verformung der Stirnflächen des Dichtungsrings begrenzt und somit dem Verschleiß des Dichtungsrings entgegenwirkt Auf diese Weise bleibt auch bei langer Betriebsdauer eine gute Dichtung erhalten. Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Ausführung auf Mittel verzichtete werden, um eine Relativbewegung der Ringe zu vermeiden. Selbst wenn nämlich der Stoß bzw. dk; Stöße des Dichtungsrings bei Betrieb mit dem Stoß bzw. den Stoßen des Führungsrings fluchten sollten, wird doch wegen des fugenlosen Aneinanderliegens der Stöße des Führungsrings auch in einem solchen Fall für eine ausgezeichnete Dichtwirkung gesorgt

Dank dem Anliegen der Stirnflächen der Dichtungsringe an die der Führungsringe, sind also die freien Räume zwischen den Dichtungsringstößen, welche die Undichtigkeiten verursachen, durch die Stirnflächen der Führungsringe abgeschirmt, wodurch die unerwünschten Spiele eingeschränkt werden. Überdies wird, da der z. B. aus Polytetraflouräthylen erzeugte, gegen Formänderung anfällige Dichtungsring mit seiner Stirnfläche an den z. B. aus Kchlen-Graphit-Werkstoff erzeugten Führungsring anliegt, der Dichtungsring gegen unerwünschte Formänderung seiner dem Führungsring berührenden Stirnfläche, insbesondere bei hohen Drucken des Arbeitsmittels, geschützt Der Führungsring wird durch das Anliegen seiner kegelartigen Stirnfläche an der Nutfläche im Kolben gegen eine zusätzliche und unerwünschte Arbeit als Dichtungsring jeschützt und an die Zylinderlaufbahn nur durch die Massenkräfte angepreßt.

Durch die erfindungsgemäße Lösung des ungeteilten Kolbenringsatzes werden insbesondere die Energieverluste in schmierungsfreien Verdichtern durch Verminderung der Undichtigkeit im Raum der Dichtungs- wie auch der Führungsringstöße herabgesetzt.

Aus der GB-PS 2 62 716 ist zwar bekannt, einen Dichtungsring und einen zusätzlichen Ring in einer gemeinsamen Nut anzuordnen, wobei der zusätzliche Ring an einer Kegelstumpffläche anliegt. Im Gegensatz zu der dem erfindungsgemäßen Führungsring zugeordneten Funktion, die Lage des Kolbens gegenüber der Zylinderlauffläche zu fixieren und eine Undichtigkeit an den Dichtungsringstößen zu vermeiden, hat der zusätzliche Ring bei der bekannten Anordnung die Aufgabe, den Dichtungsring nut seiner Stirnfläche an die Stirnfläche der Nut anzupressen. Dazu muß der zusätzliche Anpreßring eine hohe Elastizität aufweisen. Gegenüber der Aufgabe und Funktion des erfindungsgemäßen Führungsrings hat der Anpreßring bei der bekannten Anordnung eine ganz andere Funktion und Wirkung; der Anpreßring dient nicht dazu, wie dies bei dem Führungsring der erfindungsgemäßen Anordnung der Fall ist, die Lage des Kolbens gegenüber der Zylinderlauffläche zu fixieren und eine Undichtigkeit an den Ringstößen zu verhindern.

Ein Ausführungsbeispiel des ungeteilten Kolbensatzes mit geschnittenen Dichtungs- und Führungsringen für Maschinen und Apparate vorzugsweise in schmierungsfreien Hochdruck-Verdichtern, ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei F i g. 1 die Ansicht eines Kolbens mit den Ringen, und Fig.2 einen Teil der Druckseite, zur Hälfte im Querschnitt und zur Hälfte in Seitenansicht zeigt.

Wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, enthält der erfindungsgemäße Kolbenringsatz einen aus einem oder mehreren Segmenten bestehenden Dichtungsring 1 und einen aus einem oder mehreren Segmenten bestehenden Führungsring 2, die je eine kreiskegelförmige Stirnseite 3 haben, wobei jeder Führungsring mit dem Dichtungsring in Berührung steht und gemeinsam in einer Nut 4 des im Zylinder 6 angeordneten Kolbens montiert ist. Da in den meisten ungeteilten Kolbensätzen mehr Dichtungsringe 1 als Ringe 2 eingebaut sind, sind die Dichtungsringe, die keine Partner in Form von Führungsringen besitzen, in Nuten mit rechteckigem Querschnitt außerhalb der Nuten an den vom Druckraum weitest entlegenen Stellen des Kolbens 5 angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Dichtungsringe mit überlappenden Stößen nut

   Patentansprüche- trapezartigem Querschnitt sind sehr kostspielig Sie

   i-aientansprucne. ^v^ darüber hinaus nur einen äußerst geringen

   - 1. Ungeteilter Kolben, insbesondere für schroie- Dichtungseffekt
   rungsfreie Hochdruck-Verdichter, mit mindestens 5 Angewendet werfen;^aucha™ere
   einem Kolbenringsatz, der einen geteilten oder sungen,bei denenidie Dichtimgsnnge p„„. ™,
   geschlitzten Dichtungsring und einen! vom Kolben- Kolbennut montiert werfen, wobei die Stoße
   boden gesehen, hinter dem Dichtungsring und an Wⁿg^eg^^eB!^mand ₁?^rver^^tZtsri_hpn, _7tm ? .. .
   diesem anliegend, in einer gemeinsten Nut mit Die die Einstellung des Kobens zum ZyUnder dem Dichtungsring angeordneten geteilten oder io bestimmenden Fühnjngsnnge werden als geteüte oder geschlitzten Führungsring umfaßt, der im Einbauzu- ungeteilte Ringe ausgeführt und in besonderen Nuten stand am Nutgrund anliegt und gleichzeitig peri- montiert, deren Form sich von der der fur die odisch die Zylinderlauffläche infolge der Arbeits- Dichtungsringe bestimmten Nuten unterscheidet
   spiele berührt, dadurch gekennzeichnet. Damit die geteilten Fuhmngsringe die Je innere daß die vom Dichtungsring (1) abgewandte Stirnflä- 15 Walzfläche bestimmen am Boden der Kolbennut .2he(3)desFührun_Ssrings(2)eineKegelsiumpffläche anliegen, werden im Kolben Nuten mit trapezartigem mit vom Dichtungsring weggeriüiteter Spitze und Querschnitt verwendet Eventuell werden in den mit mindestens teilweise geradliniger Erzeugender Führungsringen spezielle Umfangsnuten oder Radialnuist, daß der Führungsring (2) so bemessen ist, daß der ten eingesetzt, die den Führungsring von einer dem oder die Ringstöße im eingebauten Zustand des 20 Dichtungsring ähnlichen Arbeit entlasten.
   Ringes geschlossen sind, und daß er aus einem D? die Führungsnnge m anderen Nuten als die nichtmetallischem Werkstoff besteht, der eine Dichtungsringe montiert werden, haben sie grundsätzhöhere Verformungsbeständigkeit aufweist als der lieh keinen Einfluß auf die Verbesserung der Dichtigkeit Werkstoff des Dichtungsrings (1). im Raum der Dichtungsringstöße, die mit zunehmendem

   25 Verschleiß der Ringe vergrößert werden. Sie haben

   weiter auch keinen Einfluß auf eine Verbesserung der

   Arbeitsbedingungen der Dichtungsringe, insbesondere

   Die Erfindung betrifft einen ungeteilten Kolben der begrenzen sie in keinem Fall die plastische Verformung

   im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. der Stirnflächen der Dichtungsringe.

   Die bisher bekannten und angewendeten Kolbensät- 30 Diese Undichtigkeiten sind mit großen Energieverlu-

   ze geben keine Gewähr für eine vollständige Dichtig- sten verbunden, insbesondere bei der Verdichtung von

   keit, insbesondere im Raum der Dichtungsringstöße, Gasen auf einen Druck in der Größenordnung von

   vorzugsweise bei schmierungsfreien Verdichtern, und einigen hundert Atmosphären. In manchen Fällen ist es

   zwar wegen der beträchtlichen Spiele zwischen dem auch schwierig, die vorausgesetzten Arbeitsparameter

   Kolben und Zylinder, die der Arbeitsweise der aus 35 einzuhalten, insbesondere hinsichtlich Leistung und

   nichtmetallischem Werkstoff, z. B. Polytetraflouräthylen Druck.

   mit die Reibungs-Verschleißeigensch^ften verbessern- Aus der DT-AS 11 29 019 ist ein Kolbenringsatz mit

   den Füllstoffen, erzeugten Kolbenringe zuzuschreiben einem Führungsring bekannt, der als dünnwandige

   sind. Diese Spiele, die mehrfach größer sind als die Hülse mit erheblicher axialer Länge ausgebildet ist und

   Spiele zwischen Zylinder und Kolben mit Metallringen, 40 auf beiden Stirnseiten von je einem Dichtungsring

   bei denen der Kolben geschmiert wird, können oft flankiert wird. Dabei handelt es sich um einen geteilten

   einige Millimeter betragen. Sie haben einen entschei- oder geschlitzten Dichtungsring. Dieser geschlitzte

   denden Einfluß auf den Schutz des Zylinders und des Führungsring kann sich bei Verschleiß radial ausdehnen.

   Kolbens vor gegenseitigem Kontakt. Eine Berührung so daß dadurch eine Vergrößerung des Stoßspiels

   zwischen dem Zylinder und dem Kolben führt zur 45 eintreten muß und damit die Dichtwirkung verringert

   mechanischen Beschädigung der zusammenarbeitenden wird. Darüber hinaus weist die bekannte Ringanord-

   Flächen des Zylinders und der Kolbenringe. Dabei wird nung keine Verarehsicherung auf, so daß sich die Stöße

   die aus dem Verschleißprodukt der nichtmetallischen überdecken können.

   Kolbenringe am Zylinder entstandene Filmschicht Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

   zerstört, wodurch der Verdichter störanfällig wird. |e 5° einen ungeteilten Kolben mit einem Kolbenringsatz zu

   größer das Spiel zwischen Zylinder und Kolben ist. schaffen, der eine hohe Dichtigkeit gewährleistet und

   umso größer ist die Zugabe für den Verschleiß des eine plastische Verformung der Dichtungsringe und

   Führungsringes. Umso langer ist damit auch seine damit den Verschleiß der Dichtungsringe verringert.

   Lebensdauer. Je größer aber das Spiel ist, desto größer Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil

   wird auch die Undidnigkeit und desto größer werden 55 des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst,

   auch die schädlichen Räume und die damit verbundenen Trotz Verschleißes des Führungsringes an seiner

   Energieverluste. äußeren Mantelfläche ändert sich das Arbeitsspiel an

   Da bedeutende Spiele zwischen Zylinder und Kolben den Stoßen des Führungsringes bei der erfindungsge-

   unentbehrlich sind, hat die Einschränkung der Undich- mäßen Ausführung nicht. Durch die Kugelstumpfform

   tigkeit im Raum der Dichtungsringstöße große Bedeu- 60 seiner vom Dichtungsring abgewandten Stirnfläche und

   tung. Daher werden auch in der Praxis Dichtungsring- durch die komplementär dazu geformte Stirnfläche der

   stoße unterschiedlichster Konstruktion verwendet, wie Nut wird nämlich erreicht, daß der bzw. die Stöße des