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Kolbendichtun ! r.
Kolbendichtungen, deren Ringe an ihrer dem Raum höheren Druckes zugewendeten Seite (Hochdruckseite) eine ringförmige Aussparung aufweisen, in die das Druckmittel eintritt und so die dichtende Gleitfläche des Ringes entlastet, sind bekannt. Ein beträchtlicher Nachteil dieser Dichtungen ist darin gelegen, dass die Verringerung des Druckes auf die dichtenden Ringflächen nur durch die Verkleinerung dieser Flächen erzielt wird, auf denen übrigens auch dann noch annähernd der volle spezifische Nutendruck lastet, so dass auch bei den mit der erwähnten Aussparung versehenen Ringen ein erheblicher Ver- schleiss an der Dichtungsfläche auftritt.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Dichtung, die von diesem Nachteil frei ist. Nach der Erfindung ist nämlich der die dichtende Ringwand bildende Teil jedes Ringes nach der Seite des niedrigeren Druckes (der Niederdruckseite) hin verlängert, während die Kolbenwand hinter dem verlängerten Ringwandteil derart zurücktritt, dass hinter diesem Wandteil ein nach der Niederdruckseite hin offener Raum gebildet wird. Die Tiefe der ringförmigen, nach der Hochdruckseite offenen Aussparung in der dichtenden Ringwand ist hiebei so gewählt, dass der auf die Wand der Aussparung wirkende Druck annähernd gleich oder grösser ist als der Druck, mit dem das in der Kolbennut auf die Rückwand des Kolbenringes wirkende Druckmittel den Dichtungsring gegen die Zylinderwand zu pressen sucht.
Die der Zylinderwand anliegende Dichtungsfläche des verlängerten Ringteiles steht daher nur unter der Pressung des niedriger gespannten Druckmittels, das in den Raum zwischen der verlängerten Ringwand und der zurücktretenden Kolbenwand eintritt, so dass die Abnutzung der aneinander gleitenden Teile der Dichtung wesentlich verringert wird.
Die bei der erfindungsgemässen Kolbendichtung verwendeten Ringe, deren dichtender Wandteil nach der Niederdruckseite hin verlängert ist, weisen somit einen Querschnitt von etwa L-förmiger Grundform auf. Die im dichtenden Ringwandteil vorgesehene, ringförmige Aussparung ist hiebei von einer Tiefe, die annähernd gleich oder grösser ist als die Höhe der in der Kolbennut befindlichen Ringrückwand, so dass die dichtende Fläche des Ringes vollständig oder nahezu vollständig durch die Verlängerung der Ringwand gebildet wird.
Die Bauart nach der Erfindung ermöglicht so die Verwendung ausreichend breiter Ringgleitflächen, die bei der mässigen, von der Niederdruckseite herrührenden Pressung in Verbindung mit der üblichen Federung der Ringe genügt, um eine zufriedenstellende Wirksamkeit der Kolbendichtung sicherzustellen.
Mit Rücksicht auf die wirksamen Drücke können die Abmessungen der Aussparung und des Raumes hinter der Verlängerung des Ringes, zweckmässig durch Versuche, so bestimmt werden, dass die Kolbendichtung bei geringster Abnutzung den günstigsten Nutzeffekt ergibt.
Die Zeichnung veranschaulicht in Axialschnitten in Fig. 1 einen Kolbenring gewöhnlicher Bauart und in Fig. 2 eine beispielsweise Ausführungsform des Kolbenringes nach der Erfindung.
In der die übliche Kolbendichtung zeigenden Fig. 1 ist mit a der Kolben, mit b der Dichtungsring, mit e die Zylinderwand und mit d die untere Sitzfläche des Ringes in der Ringnut e des Kolbens a bezeichnet. Wird angenommen, dass der höhere Druck, der im Raum f oberhalb des Kolbenringes b herrscht, dadurch verhindert wird, sich nach dem unterhalb des Kolbenringes b befindlichen Raume g fortzupflanzen, dass der auf seiner unteren Sitzfläche d ruhende Ring b die beiden Räume gegeneinander abdichtet, so wird dem Druckmittel durch das Spiel des Kolbenringes b in der Nut e vom oberhalb des Ringes befindlichen Raume f nach dem an der Innenseite des Ringes befindlichen Raume t ein Weg freigegeben.
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Die im Raume t herrschende Spannung kommt dann der im Raume f herrschenden Spannung innerhalb enger Grenzen gleich, so dass die Druckmittelspannung im Raume t beim Betrieb einen beträchtlichen vom Kolbenring b auf die Wand c des Zylinders ausgeübten Druck verursacht, unter dessen Einwirkung sowohl der Kolbenring als auch die Zylinderwand stark abgenutzt wird.
Wie nun die Fig. 2 zeigt, ist gemäss der Erfindung an der Unterseite des Kolbenringes b ein durch einen konischen Fortsatz n des Kolbenringes b und die Wand einer in Abstand von diesem befindlichen konischen Erweiterung der Kolbenringnut e gebildeter Hohlraum h, am äusseren Umfange des Kolbenringes b aber eine von der Ringoberseite k abwärts reichende, ringförmige Ausnehmung 1 vorgesehen.
Der Kolbenring b ruht auf der unteren Sitzfläche d der Nut e. Auf die Rückwand m des Ringes b wirkt hiebei die im Raume t herrschende Spannung, die wegen der Drosselung etwas kleiner ist als der Druck im Raum f und überdies, in dem durch die zurücktretende Kolbenwand gebildeten konischen Ringraum h die im Raume, herrschende niedrigere Pressung, während auf die Wand o der Ausnehmung am äusseren Umfange des Ringes die Spannung des Raumes f einwirkt.
Es kann nun der an der Ringaussenseite vorhandenen Ausnehmúng 1 eine solche Tiefe gegeben werden, dass die auf die Fläche o der Ausnehmung 1 wirkende Spannung den auswärts gerichteten Druck. der durch die von den oberhalb und unterhalb des Kolbenringes b befindlichen Räumen her auf die Innenseiten m bzw. n des Ringes einwirkenden Spannungen verursacht wird, nach Wunsch ganz oder teilweise ausgleichen kann, auch wenn der auf den oberen Teil en des Kolbenringes b einwirkende Druck der im Raum f herrschenden Spannung gleich ist.
Derart kann an der Berührungsstelle p zwischen dem Kolbenring und der Wand c des Zylindern jeder gewünschte Betriebsdruck : erreicht werden, wodurch die Abnutzung dieser Teile auf ein Mindestmass reduziert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kolbendichtung, deren Ringe mit einer nach der Hochdruckseite offenen Aussparung der dichtenden Ringwand versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der abdichtende Teil jedes Ringes nach der Niederdruckseite (g) verlängert ist und die Kolbenwand hinter dem verlängerten Ringwandteil (n) so zurücktritt, dass hinter diesem ein nach der Niederdruckseite (g) offener Raum (h) gebildet ist, wobei die nach der Hochdruckseite (f) offene Aussparung (i) der dichtenden Ringwand so tief ist, dass der auf die Wand der Aussparung (i) wirkende Druck annähernd gleich oder grösser ist als der Druck, mit dem das auf die Rückwand (m) des Kolbenringes wirkende Druckmittel den Dichtungsring gegen die Zylinderwand (e) presst, somit die der Zylinderwand anliegende Dichtungsfläche (p) des verlängerten
Ringteiles (n)
praktisch nur unter dem Druck des in den Raum (h) eintretenden Druckmittels niedrigerer
Spannung steht.