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Dichtungsanordnung zwischen zwei wenigstens im wesentlichen koaxial angeordneten gegeneinander beweglichen Körpern
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wird das Medium beim Durchfliessen dieses Spaltes in den beiden Richtungen im wesentlichen den gleichenStrömungswiderstand vorfinden. Hiedurch wird die Menge des Mediums, die bei einem hohen Druck vom Raum über dem Kolben zum Raum unter dem Kolben fliesst, gleich der Menge des Mediums sein, die im andern Fall vom Raum unter dem Kolben zum Raum über dem Kolben fliesst.
Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung der Kombination nach der Erfindung in einer Heissgaskolbenmaschine liegt darin, dass durch die Abwesenheit von Schmieröl zwischen den sich längs einander bewegenden Oberflächen es jetzt nicht mehr möglich ist, dass durch das Medium Schmierölreste mitgeführt werden, wodurch der Regenerator verunreinigt würde.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 schematisch und nicht massstäblich einen Kolben und einen Zylinder in einem axialen Querschnitt, wobei der Kolben mit zwei mantelförmigen Elementen versehen ist, Fig. 2 ebenfalls schematisch und nicht massstäblich einen axialen Querschnitt eines Zylinders und eine Kolbens, wobei an der Zylinderwand zwei mantelförmige Elemente befestigt sind und Fig. 3 schliesslich einen axialen Querschnitt eines Kolbens. der mit zwei mantelförmigen Elementen versehen ist.
In Fig. l ist die Zylinderwand mit 11 bezeichnet, und der im Zylinder bewegliche Kolben ist aus dem Basisteil 12 aufgebaut, der mit der Stirnfläche 13 des Kolbens ein Ganzes bildet. Am Basisteil 12 ist das biegsame mantelförmige Element 14 befestigt. Mit diesem mantelförmigen Element 14 ist das ringförmige Konstruktionsglied 15 fest verbunden, welches Glied das biegsame mantelförmige Element 16 trägt.
Das mantelförmige Element 16 ist dabei derart koaxial mit dem mantelförmigen Element 14 angeordnet, dass zwischen diesen Elementen ein ringförmiger Spalt 17 offen bleibt.
Die Wirkungsweise dieser Kombination ist wie folgt : Wenn im Raum 18, der sich ober der Stirnfläche 13 des Kolbens befindet, ein höherer Druck herrscht als im Raum 19, der sich unter dem Kolben befindet, so wird dieser höhere Druck auch im Raum 17 auftreten, wodurch die mantelförmigen Elemente 14 und 16 sich etwas deformieren. Durch diese Deformation wird aber auch der Spalt, der sich zwischen dem mantelförmigen Element 16 und der Zylinderwand 11 befindet, entsprechend verengt. Andernfalls, d. h., wenn der Druck im Raum 19 höher ist als derjenige im Raum 18, wird dieser Druck nur auf die von der Zylinderwand 11 abgewendete Seite des innen liegenden mantelförmigen Elementes 14 ausgeübt werden.
Hiedurch wird das Element 14 nun eine derartige Deformierung erfahren, dass das Element 14 und mit diesem das Element 16 etwas näher an die Zylinderwand 11 gedrückt wird, wodurch auch jetzt wieder eine Verengung des Durchganges zwischen dem Mantel des Elementes 16 und der Zylinderwand 11 auftritt. Da die Verengung des Spaltes zwischen dem Kolben und der Zylinderwand in den beiden Fällen einander gleich sein kann, wird pro Hub die gleiche Menge Medium durch den Spalt fliessen.
In Fig. 2 ist der im wesentlichen nichtdeformierbare Kolben mit 23 bezeichnet. Dieser Kolben 23 ist im Zylinder 21 beweglich. An diesem Zylinder 21 ist das mantelförmige Element 26 befestigt, das ringsum fest mit dem ringförmigen Konstruktionsglied 25 verbunden ist. Mit dem Konstruktionsglied 25 ist das mantelförmige Element 24 verbunden, das derart koaxial mit dem mantelförmigen Element 26 angeordnet ist, dass zwischen diesen Elementen ein ringförmiger Spalt 27 vorhanden ist. Zwischen dem mantelförmigen Element 26 und dem Zylinderbelag 20 ist ein zweiter ringförmiger Spalt 22 vorgesehen.
Die Wirkungsweise dieser Kombination ist folgende : Wenn im Raum 28 ein hoher Druck herrscht, so wird dieser auch im Raum 27 zwischen den mantelförmigen Elementen 24 und 26 auftreten. Die mantelförmigen Elemente werden sich unter dem Einfluss dieses hohen Druckes innerhalb gewisser Grenzen deformieren, wodurch der Raum zwischen dem Element 24 und dem Kolben 23 entsprechend verengt wird.
Ist anderseits ein höherer Druck im Raum 29, so wird dieser ebenfalls im Spalt 22 zwischen der Zylinderwand 21 und dem mantelförmigen Element 26 auftreten. Durch diesen Drucl. werden nun auf das Element 26 radial nach innen gerichtete Kräfte ausgeübt, unter deren Einfluss sich dieses Element innerhalb gewisser Grenzen deformiert, wodurch auch in diesem Fall wieder eine Verengung des Raumes zwischen dem mantelförmigen Element 24 und dem Kolben 23 erreicht wird. Auch bei dieser Konstruktion ist also wieder erreicht, dass der Raum zwischen dem Kolben 23 und dem mantelförmigen Element 24 beim hin und hergehenden Hub im wesentlichen den gleichen Strömungswiderstand aufweist.
Fig. 3 zeigt einen Kolben, der aus dem Körper 31 aufgebaut ist, an dem der Basisteil 33 durch eine Lötverbindung 32 befestigt ist. Am Basisteil 33 ist ebenfalls mit einer Lötverbindung 34 das mantelförmige Konstruktionsglied 35 befestigt. Am Körper 31 sind regelmässig am Umfang verteilt Stützglieder 36 vorgesehen, die ebenfalls mit dem mantelförmigen Konstruktionsglied 35 und dem Basisteil 33 verbunden sind. Am biegsamen deformierbaren Teil 37 des mantelförmigen Konstruktionsgliedes 35 ist durch eine Lötverbindung 38 ein ebenfalls biegsames mantelförmige Element 39 befestigt, das derart koaxial gegen- über dem Teil 37 des mantelförmigen Konstruktionsgliedes 35 angeordnet ist, dass zwischen diesen Elementen ein Spalt 40 vorhanden ist.
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Sealing arrangement between two at least substantially coaxially arranged mutually movable bodies
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the medium will find essentially the same flow resistance in both directions when flowing through this gap. As a result, the amount of medium that flows from the space above the piston to the space below the piston at a high pressure will be equal to the amount of medium that flows from the space below the piston to the space above the piston in the other case.
An additional advantage of using the combination according to the invention in a hot gas piston machine is that due to the absence of lubricating oil between the surfaces moving along each other, it is no longer possible for lubricating oil residues to be carried along by the medium, which would contaminate the regenerator.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing. 1 shows, schematically and not to scale, a piston and a cylinder in an axial cross section, the piston being provided with two jacket-shaped elements, FIG. 2 also schematically and not to scale, an axial cross section of a cylinder and a piston, with Cylinder wall, two jacket-shaped elements are attached and FIG. 3 finally shows an axial cross section of a piston. which is provided with two jacket-shaped elements.
In Fig. 1, the cylinder wall is designated by 11, and the piston movable in the cylinder is constructed from the base part 12, which forms a whole with the end face 13 of the piston. The flexible jacket-shaped element 14 is attached to the base part 12. With this jacket-shaped element 14, the ring-shaped structural member 15 is firmly connected, which member carries the flexible jacket-shaped element 16.
The jacket-shaped element 16 is arranged coaxially with the jacket-shaped element 14 in such a way that an annular gap 17 remains open between these elements.
The mode of operation of this combination is as follows: If there is a higher pressure in space 18, which is located above the end face 13 of the piston than in space 19, which is below the piston, this higher pressure will also occur in space 17, whereby the shell-shaped elements 14 and 16 deform somewhat. As a result of this deformation, however, the gap which is located between the jacket-shaped element 16 and the cylinder wall 11 is correspondingly narrowed. Otherwise, d. That is to say, if the pressure in space 19 is higher than that in space 18, this pressure will only be exerted on the side of the inner shell-shaped element 14 facing away from the cylinder wall 11.
As a result, the element 14 is now deformed in such a way that the element 14 and with it the element 16 are pressed somewhat closer to the cylinder wall 11, whereby a narrowing of the passage between the jacket of the element 16 and the cylinder wall 11 occurs again. Since the narrowing of the gap between the piston and the cylinder wall can be the same in both cases, the same amount of medium will flow through the gap per stroke.
The essentially non-deformable piston is designated by 23 in FIG. This piston 23 is movable in the cylinder 21. The jacket-shaped element 26 is attached to this cylinder 21 and is firmly connected all around to the annular structural member 25. The casing-shaped element 24 is connected to the structural member 25 and is arranged coaxially with the casing-shaped element 26 in such a way that an annular gap 27 is present between these elements. A second annular gap 22 is provided between the jacket-shaped element 26 and the cylinder lining 20.
The mode of operation of this combination is as follows: If there is high pressure in space 28, this will also occur in space 27 between the jacket-shaped elements 24 and 26. The shell-shaped elements will deform within certain limits under the influence of this high pressure, whereby the space between the element 24 and the piston 23 is correspondingly narrowed.
If, on the other hand, there is a higher pressure in the space 29, this will also occur in the gap 22 between the cylinder wall 21 and the jacket-shaped element 26. Through this pressure. Forces directed radially inward are now exerted on the element 26, under the influence of which this element is deformed within certain limits, whereby in this case too a narrowing of the space between the jacket-shaped element 24 and the piston 23 is achieved. With this construction it is again achieved that the space between the piston 23 and the jacket-shaped element 24 has essentially the same flow resistance during the reciprocating stroke.
3 shows a piston which is built up from the body 31, to which the base part 33 is attached by a soldered joint 32. The jacket-shaped structural member 35 is also attached to the base part 33 with a soldered connection 34. Support members 36 are provided on the body 31, regularly distributed around the circumference, which are also connected to the jacket-shaped structural member 35 and the base part 33. On the flexible, deformable part 37 of the jacket-shaped structural member 35, a likewise flexible jacket-shaped element 39 is fastened by a soldered joint 38, which is arranged coaxially opposite the part 37 of the jacket-shaped structural member 35 that a gap 40 is present between these elements.