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Vorrichtung bestehend aus der Kombination von zwei axial gegeneinander beweglichen, koaxial angeordneten Maschinenteilen, z. B. Dichtungsanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung bestehend aus der Kombination von zwei axial ge- geneinander beweglichen, koaxial angeordneten Maschinenteilen, z. B. Dichtungsanordnung, wobei der erste (äussere) Maschinenteil eine Büchse trägt, die im Längsschnitt gesehen einen praktisch rechteckigen Querschnitt aufweist, deren Länge mindestens das Dreifache der Wandstärke beträgt, und die dem zweiten (inneren) Maschinenteil zugewendete Oberfläche dieser Büchse spielfrei an dessen Oberfläche anliegt, während die von dem zweiten Maschinenteil abgewendete Seite der Büchse durch mindestens einen elastischen Ring gasdicht mit dem ersten Maschinenteil verbunden ist.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art wird zur Abdichtung eines Kolbens in einem passenden Zylinder benutzt ; hiebei ist beabsichtigt, die auftretenden Reibungsverluste auf ein Mindestmass herabzusetzen.
Es wurde nun gefunden, dass durch besondere Ausbildung der Büchse und durch Aufbringen eines Kräftesystems besonderer Art auf die äussere Umfläche der Büchse eine Vorrichtung erhalten werden kann, bei welcher das Mass einer, bei der axialen Bewegung des zweiten Maschinenteiles zwischen diesem und der diesem Maschinenteil zugewendeten Oberfläche der Büchse trasportierten Flüssigkeit eingestellt werden kann. Der Transport kann sogar vollkommen unterbunden werden. In Abhängigkeit von dem von Fall zu Fall veränderlichen Bedarf kann die erfindungsgemässe Vorrichtung somit z. B. als Dichtungsanordnung oder auch als Flüssigkeitszufuhrvorrichtung (Pumpe) sogar gegen einen verhältnismässig hohen Druck dienen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eingangs erwähnter Art weist das Merkmal auf, dass die Büchse aus Metall besteht und gegebenenfalls mit einem aus organischem Material bestehenden Futter versehen ist und dass auf die äussere Umfläche der Büchse Kräfte angreifen, deren Wirkrichtung gegen den zweiten (inneren) Maschinenteil gerichtet ist und deren Summenauswirkung in einer asymmetrisch zur Längsabmessung der Büchse gelegenen Zone auftritt.
Unter dem Begriff Summenauswirkung sind dabei sowohl die Gesamtheit der Kräfte als auch die von diesen Kräften herrührenden Verformungen und Flächenpressungen zwischen der Büchse und dem zweiten Maschinenteil zu verstehen.
Obgleich die einander zugewendeten Oberflächen der Büchse und des zweiten Maschinenteiles spielfrei miteinander in Berührung sind, ist zwischen diesen Oberflächen infolge der unvermeidlichen Unebenheiten der Flächen stets eine äusserst dünne Flüssigkeitshaut vorhanden, die eine schmierende Wirkung auf diese Oberflächen ausübt und diese somit vor zu starker Abnutzung schützt. Diese Flüssigkeitshaut ist so dünn, dass sie durch Adhäsion stets an der Oberfläche gebunden bleibt. Ihre Anwesenheit ist also unbe-
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von einem gegebenenfalls darauf überlagerten Flüssigkeitsfilm, der durch die auf die äussere Umfläche der Büchse angreifenden Kräfte beeinflusst werden kann, zu unterscheiden.
Bei geeigneter Festlegung der auf der äusseren Umfläche der Büchse angreifenden Kräfte kann die Flüssigkeitsmenge, die in Form des letztgenannten Flüssigkeitsfilms durch den Spalt zwischen den einander zugewendeten Oberflächen der Büchse und des zweiten Maschinenteiles während einer relativen Bewegungs-
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richtung dem zweiten Maschinenteil und der Büchse transportiert wird,. einen andern Wert haben als bei der andern relativen Bewegungsrichtung. In der Ruhelage liegt die Büchse mit ihrer dem zweiten Maschinenteil zugewendeten Oberfläche spielfrei auf der Oberfläche des zweiten Maschinenteiles ; es ist nicht nötig, schwer herstellbare leicht konische Büchsen zu verwenden.
Die Gestalt und das Material der Büchse sind derart zu wählen, dass bei der Bewegung der Büchse gegenüber dem betreffenden Maschinenteil eine elastische Verformung der Büchse möglich ist.
Dichtungsanordnungen, die eine Büchse aufweisen, wobei auf die äussere Umfläche dieser Büchse
Kräfte angreifen, sind aus den USA-Patentschriften Nr. 2, 892, 645 und Nr. 2, 931, 673 und aus der franz.
Patentschrift Nr. 1. 101. 256 bekannt. Bei diesen Anordnungen sind die Kräfte aber symmetrisch über die Längsabmessung der Büchse verteilt. Dies hat zur Folge, dass die Flüssigkeitsmenge, die in Form des Flüssigkeitsfilms durch den Spalt zwischen der Büchse und einer darin axial bewegbaren Stange transportiert wird, bei beiden Bewegungsrichtungen gleich ist. Demzufolge wird keine Flüssigkeit nach einer Seite gepumpt. Des weiteren sind aus der brit-Patentschrift Nr. 224, 101 und der USA-Patentschrift Nr. 2, 857, 184 Dichtungsanordnungen bekannt, wo statt einer Büchse ein mit einer Manschette versehener Ring verwendet wird. Ein derartiger Ring ist nicht geeignet, eine Beeinflussung des Flüssigkeitstransportes in der beim Erfindungsgegenstand vorliegenden Art zu ermöglichen.
Die auf der äusseren Umfläche der beim Erfindungsgegenstand vorgesehenen Büchse angreifenden Kräfte können z. B. durch mechanische Federn erzeugt werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind jedoch die auf der äusseren Umfläche der Büchse angreifenden Kräfte unmittelbar hydraulisch oder pneumatisch, durch Zufuhr eines unter Druck stehenden Mediums (Flüssigkeit oder Gas) an die äussere Umfläche der Büchse, erzeugt.
Die erfindungsgemäss--Vorrichtung kann vorteilhaft dazu angewendet werden, zwei Räume voneinander zu trennen, von denen einer ein Gas unter höherem Druck und der andere ein Gas unter niedrigerem Druck und eine Flüssigkeit enthält. Wenn in diesem Falle die Summenauswirkung der auf der äusseren Umfläche der Büchse angreifenden Kräfte in einer Zone auftritt, welche dem Raum mit dem Gas unter hö- heremDruck zugewendet ist, so zeigt es sich, dass im Betrieb dieser. Anlage einerseits ein gasdichter Verschluss zwischen den Räumen vorhanden ist und anderseits Flüssigkeit aus dem Raum mit dem niedrigeren Druck nach demRaum mit dem höheren Druck transportiert wird.
Tritt hingegendieseSummenauswirkung in einer Zone auf, welche dem Raum mit dem Gas unter niedrigerem Druck und mit der Flüssigkeit zugewendet ist, so ist ein gasdichter Verschluss von dem Hochdruckraum nach dem Niederdruckraum vorhanden und es wird keine Flüssigkeit von dem Niederdruckraum nach dem Hochdruckraum befördert. In letzterem Falle wirkt somit die erfindungsgemässe Vorrichtung als Dichtungsanordnung (Flüssigkeitssperre und Gasabdichtung).
Es ist auch möglich, die erfindungsgemässe Vorrichtung zwischen zwei Räume einzufügen, von denen einer eine Flüssigkeit unter höherem Druck und der andere eine Flüssigkeit unter niedrigerem Druck enthält. Wenn die Summenauswirkung der an der äusseren Umfläche der Büchse angreifenden Kräfte in einer Zone auftritt, die dem Raum mit der Flüssigkeit unter höherem Druck zugewendet ist, so ist die Vorrichtung wie eine Flüssigkeitstransportvorrichtung (Pumpe) von dem Raum mit niedrigerem Flüssigkeitsdruck nach dem Raum mit höherem Flüssigkeitsdruck wirksam.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht aus zwei axial hintereinander angeordneten Kombinationen der oben angeführten Art und weist das Merkmal auf, dass der innere Maschinenteil beiden Kombinationen gemeinsam ist und die beiden Büchsen drei axial hintereinanderliegende Räume voneinander trennen, deren mittlerer an die einander zugewendeten Seiten der beiden Büchsen grenzt und sich in dem einen der an die einander abgewendeten Seiten der Büchsen grenzenden Räume ein Gas unter hohemDruck und in dem andern ein Gas unter niedrigemDruck und eine Flüssigkeit befindet und dass die auf die Büchsen angreifenden Kräftesysteme in Zonen angreifen, die dem mittleren Raum benachbart liegen.
Hiebei wird bei der Bewegung des inneren Maschinenteiles der mittlere Raum mit Flüssigkeit gefüllt, wodurch gleichzeitig eine Flüssigkeitsabdichtung gebildet wird, die beim Stillstehen der Anlage das Abflie - ssen des Gases unter höherem Druck nach der Niederdruckseite verhütet.
Neben den angeführten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind selbstverständlich'auch andere Anordnungen, die eine oder mehrere Büchsen aufweisen, möglich.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung kann sowohl der erste Maschinenteil feststehend und der zweite beweglich sein, als auch die umgekehrte Anordnung vorliegen. Der zweite Maschinenteil ist insbeson- dere als Stange oder als Kolben, der sich in einem Zylinder bewegt, ausgebildet. Als organisches Futter, das gegebenenfalls in der Büchse angeordnet sein kann, ist z B. ein Kunststoff, wie etwa Superpolyamid, geeignet.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Bei allen in dieser dargestellten Aus- führungsformen ist der zweite Maschinenteil als Stange ausgebildet, die in einer stillstehenden Büchse axial beweglich ist. Die Büchse wird vom ersten Maschinenteil abgestützt ; dieser wird nachstehend als Büchsenträger bezeichnet. In der Zeichnung sind die die Stange führenden Bauteile einfachheitshalber weggelassen.
Die Fig. l und 2 der Zeichnung zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung, die als Dichtunganordnung bzw. Flüssigkeitssperre dient. Diese Ausführungsform dient dazu, den Raum oberhalb der Büchse möglichst frei von Flüssigkeit zu halten. Die Ausführungsformen nach den Fig. l und 2 unterscheiden sich insofern voneinander, als bei der Ausführung nach Fig. l die auf der äusseren Umfläche der Büchse angrei- fenden Kräftesysteme von Federn erzeugt werden, während bei der Ausführungsform nach Fig. 2 diese Kräfte durch ein unter Druck stehendes Gas erzeugt werden.
Weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in Fig. 3 und 4 dargestellt. Bei diesen Ausführungsformen greifen die auf die äussere Umfläche der Büchse einwirkenden Kräfte am oberen Ende der Büchse an. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden diese Kräfte durch ein Federsystem und bei der Ausführungsform nach Fig. 4 durch ein unter Druck stehendes Medium ausgeübt. Ansonsten sind diese beiden Ausführungsformen grundsätzlich identisch.
Falls in dem Raum unterhalb der Büchse Flüssigkeit vorhanden ist, wird bei diesen Ausführungsformen zwischen den einander zugewendeten Oberflächen der stillstehenden Büchse und der darin auf-und abwartsbeweglichen Stange Flüssigkeit von unten nach oben gefördert, trotz der Tatsache, dass die Oberflächen der Büchse und der Stange in der Ruhelage spielfrei aneinander anliegen. Die Ölförderung findet auch statt, wenn oberhalb der Büchse ein wesentlich grösserer Gasdruck vorherrscht als unterhalb der Büchse.
Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen Ausführungsformen, bei denen auf einer Stange zwei Büchsen angeordnet sind. Hiebei werden die auf die Umflächen der Büchsen angreifenden Kräfte bei der Ausführungform nachFig. 5 durch Federn und bei der Ausführungsform nach Fig. 6 durch ein unter Druck befindliches Medium hergestellt. Die Wahl der Angriffsstellen der auf die äussere Umfläche der Büchsen angreifenden Kräfte ermöglicht bei diesen Ausführungsformen eine Flüssigkeitsbeförderung nach dem zwischen den beiden Büchsen liegenden Raum von beiden Seiten her, so dass die obere Büchse als Flüssigkeitssperre für den oberhalb der Büchse liegenden Raum und die untere Büchse als Flüssigkeitspumpe nach oben wirksam ist.
Infolge dieser Wirkung entsteht bei diesenAusfUhrungsformen in dem erwähnten Zwischenraum eine Hochdruck-Flüssigkeitsabdichtung, die beim Stillstehen der Vorrichtung ein Abströmen von Gas unter hohem Druck aus dem Raum oberhalb der Büchsen verhütet. Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 bezeichnet 10 die hin-und herbewegliche Stange, die in dem aus den Hälften lla und llb bestehenden Büchsenträger beweglichist. Dieser Träger bildet aisoden ersten Maschinenteil, der die Büchse 15 trägt. Die Stange 10 bildet den zweiten Maschinenteil. Sie bewegt sich mit Spiel im Büchsenträger. In einer Ausneb-
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Büchse beträgt.
Der Raum zwischen der Aussenseite dieser im wesentlichen zylindrischen Büchse und der Innenseite der Ausnehmung 16 ist durch einen elastischen O-Ring 17 praktisch ausgefüllt. Die Stange 10 ist von einer weiteren Ausnehmung 12 umgeben, an deren unterem Ende mittels nicht näher dargestellter Mittel ein Ring 13 mit einem gewissen Spiel angebracht ist. Dieser Ring 13 trägt ein Anzahl in axialer Richtung verhältnismässig steifer, in Querrichtung nachgiebiger Finger 14. Die oberen Enden 14a dieser nachgiebigen Finger ruhen auf einem abgesetzten, zylindrischen Teil 15b der Büchse 15 auf.
Es wird angenommen, dass in dem Raum A oberhalb der Büchse 15 ein Gasdruck von z. B. 100 at vorherrscht, während im Raum B unterhalb der Büchse 15 ein Gasdruck von 1 at vorherrscht, und im Raum B eine Flüssigkeit, z. B. Schmieröl, vorhanden ist. In Fig. 1 ist ersichtlich, dass oberhalb der Büchse ein spaltförmiger Raum 18 vorhanden ist, der eine offene Verbindung zwischen dem Raum A und der Ausneh- mung 16 bildet. In der Ruhelage der Vorrichtung stellt die Büchse 15, die spielfrei auf der Stange 10 aufruht, eine vollständige Abdichtung zwischen den Räumen A und B her.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden auf diese Büchse 15 beim Stillstand der Stange zwei radial nach innen gerichtete Kräftesysteme ausgeübt. Ein Kräftesystem stammt von dem im Raum A vorherrschenden hohen Gasdruck, der auch in der durch den Spalt 18 mit dem Raum A verbundenen Ausnehmung 16 vorhanden ist und sich auch durch das Vorhandensein des elastischen O-Ringes 17 gleichmässig über denjenigen Teil der Umfläche der Büchse 15 verteilt, der dem zylindrischen Wandteil der Ausneh- mung 16 gegenüberliegt. Anderseits üben die federnden Finger 14 auf das Ende 15b der Büchse 15 Kräfte aus.
Die zwei Kräftesysteme sind einander gegenüber derart bemessen, dass der von den Fingern 14 auf die
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Büchse ausgeübte Druck grösser ist als der Druck, der auf den verbleibenden Teil der Büchse durch den im Raum A herrschenden Gasdruck ausgeübt wird.
Weiter befindet sich Schmieröl in den stets vorhandenen Vertiefungen (auch als Rauhigkeit bezeichnet) der Oberfläche der Stange 10. Trotz der Tatsache, dass die Büchse 15 spielfrei an der Oberfläche der Stange 10 anliegt, kann dieses Schmieröl sich während des Aufwärtshubes der Stange längs der Innenseite der Büchse 15 aufwärts bewegen. Wenn die Stange 10 sich nach unten bewegt, wird, falls die Büchse über ihre ganze Länge gleichmässig an die Stange angepresst ist, vom oberen Rand der Büchse stets ein wenig von dem auf der Oberfläche der Stange 10 haftenden Öl abgestreift und sammelt sichsomit im Raum A an.
Durch die obgenannte Bemessung der von den federnden Fingern 14 auf die Büchse ausgeübten Kräfte tritt die Summenauswirkung der auf der äusseren Umfläche der Buchse angreifenden Kräfte in einer asymmetrisch zur Längsabmessung der Büchse gelegenen Zone, die den Angriffspunkten der federnden Finger benachbart ist, auf. Durch diese Verteilung der auf der äusseren Umfläche der Büchse angreifen- den Kräfte wird nicht nur ein Abstreifen kleiner Ölmengen von der Stange, das zu einer Ansammlung von Öl im Raum A führt, vermieden, sondern es wird darüber hinaus Öl, das sich auf der Stange im Raum A befindet, während der Abwärtsbewegung der Stange durch den äusserst engen Spalt zwischen Stange und Büchse in den Raum B gefördert.
Diese Förderwirkung kann so erklärt werden.. dass der auf der Stange haftende Ölfilm, vermöge des ihm innewohnenden Druckes, beim Abwärtsbewegen der Stange den oberen Teil der Büchse 15, der dem Büchsenteil, auf dem die Enden der Federn 14 angreifen, gegenüberliegt, stärker aufweitet als den unteren Teil der Büchse, wodurch sich zwischen der Oberfläche der Stange und der Innenseite der BUchse ein sehr schmaler, im Schnitt keilförmiger Spalt bildet, der sich nach unten verjüngt.
Aus der Hydraulik ist es bekannt, dass in einem solchen Keil eine Pumpwirkung auf die Flüssigkeit ausgeübt wird, u. zw. in Richtung des engsten Endes des Keiles. Diese Pumpwirkung ist somit auf die dabei auftretende elastische Verformung des Materials der Büchse 15 zurückzuführen. Im vorliegenden Fall führt diese-Pumpwirkung zu einer Beförderung von Flüssigkeit von dem oberen Ende der Büchse 15-längs der Innenfläche dieser Büchse nach dem Raum unterhalb dieser Büchse. Durch die Anpresskraft, die von den Federn 14 auf das untere Ende der BUchse ausgeübt wird, liegt bei dem Aufwärtshub der Stange die Mög- lichkeit der Bildung eines solchen Keiles praktisch nicht vor. Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung tritt somit diese Pumpwirkung lediglich von oben nach unten auf.
Beim Aufwärtshub der Stange wird praktisch kein Öl längs der Büchse 15 befördert.
Sollte in dem oberhalb der Büchse 15 vorhandenen Raum A Flüssigkeit vorhanden sein, so wird wäh- rend des Abwärtshubes der Stange eine nach unten gerichtete Pumpwirkung auftreten. Ist, wie oben ange- nommen, im Raum A keine Flüssigkeit vorhanden, verhindert die in Fig. l dargestellte Vorrichtung das
Eindringen von Flüssigkeit aus dem Raum B in den Raum A und wirkt somit als Dichtungsanordnung bzw. als Ölsperre von unten nach oben.
Die inFig. 2 dargestellte Vorrichtung entspricht hinsichtlich ihrer Dichtungs-bzw. Pumpwirkung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Auch die Vorrichtung gemäss Fig. 2 weist eine Stange 20 auf, die sich durch den aus zwei Hälften 21a und 21b bestehenden Büchsenträger erstreckt, welche Hälften die Stange mit geringem Spiel umgeben. In einer Ausnehmung 22 in der Büchsenträgerhälfte 21a ist eine im wesentlichen zylindrische Büchse 23 untergebracht, deren Länge annähernd das Fünffache ihrer Stärke beträgt und deren Innenseite in der Ruhelage der Vorrichtung spielfrei auf der Oberfläche der Stange liegt. Der Raum zwischen der Rückseite der Büchse 23 und der Wand 25 der Ausnehmung 22 ist durch einen elastischen O-Ring 24 ausgefüllt.
In dem Raum A herrscht ein höher, in dem Raum B hingegen ein niedriger Gasdruck vor und im letzteren Raum befindet sich auch Öl. Auf die Büchse 23 greifen zwei radial nach innen gerichtete Kräftesysteme an.
Eines dieser Systeme stammt von dem Gasdruck im Raum A, der sich durch den Spalt zwischen der Büchsenträgerhälfte 21a und der Stange 20 bis in die die Büchse 23 umgebende Ausnehmung fortpflanzt.
Das andere Kräftesystem, das asymmetrisch zur Längsabmessung der Büchse 23 auf dem unteren Teil der Büchsenumfläche angreift, wird durch ein unter Druck stehendes Medium, das durch einen Kanal 27 und einen Querkanal 26 dem unteren Teil der die Büchse umgebenden Ausnehmung zugeführt wird, erzeugt.
Wie die Ausführungsform nach Fig. 1 hat auch diese Vorrichtung die Eigenschaft, dass eine Flüssigkeitsperre von unten nach oben gebildet wird.
Sowohl in der Ausführungsform nach Fig. 3 als auch in der nach Fig. 4 ist eine Stange 30 vorgesehen, die in einem aus zwei Teilen 31a und 31b bestehenden Büchsenträger beweglich angeordnet ist. In einer Ausnehmung 32 der Büchsenträgerhälfte 31b ist eine Büchse 33 mit einem rechteckigen Querschnitt und einemLänge-Stärkeverhältnis von etwa 6 : 1 untergebracht, welche Büchse auf der Rückseite durch einen elastischen O-Ring 34 abgestützt wird. Die Buche 33 besteht aus Weissmetall und liegt mit der Innenfläche
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spielfrei an derAussenfläche derStange 30 an. In beiden Ausführungsformen greift an der äusseren Umfläche der Büchse 33 ein gegenüber der Längsabmessung der Büchse asymmetrisches Kräftesystem an.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 stammt dieses Kräftesystem von einer Anzahl steifer Federn 35, die an einem abgesetzten Teil 33a der Büchse 33 angreifen. Diese Federn sind auf einem Ring 36 angebracht, der in einer weiteren Ausnehmung 36a am oberen Ende durch nicht dargestellte Mittel angebracht ist. Bei der Ausführungsform nach Fig, 4 wird durch die Leitungen 47 und 48 ein unter Druck stehendes Medium dem oberen Teil der die Büchse umgebenden Ausnehmung zugeführt und übt somit an einem zur Längsabmessung der Buchse asymmetrisch liegenden Teil der BUchsenumfläche einen radial nach innen wirksamen Druck aus.
Bei diesen Ausführungsformen wird während des Aufwärtshubes der Stange 30 unter der Wirkung des Druckes in der Flüssigkeitsschichte, die sich zwischen der Aussenfläche der Stange 30 und der Innenseite der Buchse 33 befindet, die Büchse 33 elastisch verformt, wobei der untere Teil der Büchse 33 aufgeweitet wird, wodurch sich zwischen der Aussenfläche der Stange und der Innenseite der Büchse 33 ein Raum
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vor, da das obere Ende der Büchse bei der Ausführungsform nach Fig. 3 durch die Federn 35 und bei der Ausführungsform nach Fig. 4 durch das durch die Leitung 48 zugeführte Medium gegen die Stange gepresst wird.
Diese beiden Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind somit während des Abwärtshubes der Stange 30 als Dichtungsanordnung bzw. als FlUssigkeitssperre, die einen Flüssigkeitstransport aus dem Raum A in den Raum B verhindert, wirksam.
Die bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 vom Raum B nach dem Raum A gerichtete Flüssigkeitsförderung findet auch dann, wenn im Raum A oberhalb der Büchse 33 ein wesentlich grösserer Gasdruck als im Raum B unterhalb der Büchse 33 vorherrscht, mithin gegen die Wirkung des Druckes im Raum A statt. Diese Ausführungsformen bilden somit eine nach oben wirksame Flüssigkeitspumpe.
In den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 ist eine Stange 50 in einem aus zwei Teilen 51a und
51b bestehenden Büchsenträger axial hin-und herbeweglich. Auf der Stange 50 sind bei diesen Ausfüh- rungsformen zwei Büchsen 52,57, die aus Weissmetall bestehen und die Stange spielfrei umgeben, in einem Abstand voneinander angeordnet. Die Länge der Büchsen beträgt etwa das Fünffache ihrer Wandstärke. Die Büchsen befinden sich in entsprechenden Ausnehmungen der Büchsenträger. In diesen Ausnehmungen sind ferner O-Ringe 53, 58, die die Büchsen aussen umgeben, angeordnet. In beiden Aus- führungsformen greift auf dem unteren Teil der äusseren Umfläche der oberen Büchse 52 ein Kräftesystem an, dessen Wirkrichtung nach innen gerichtet ist.
Bei der Vorrichtung gemäss Fig. 5 wird dieses Kräftesystem durch eine Anzahl von Federn 54 hergestellt, die von einem Ring 55 getragen werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird das Kräftesystem durch ein unter Druck stehendes Medium, das durch den Kanal 66 und den Seitenkanal 66a dem unteren Teil der die Büchse 52 umgebenden Ausnehmung zugeleitet wird, erzeugt. In gleicher Weise greift auf dem oberen Teil der äusseren Umfläche der unteren Büchse 57 ein Kräftesystem an, dessen Wirkrichtung nach innen gerichtet ist. Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 wird dieses Kräftesystem durch eine Anzahl von Federn 59 hergestellt, die wie die Federn 54 vom Ring 55 getragen werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird das Kräftesystem durch ein unter Druck stehendes Medium, das vom Kanal 66 über einen Seitenkanal 66b dem oberen Teil der die Büchse 57 umgebenden Ausnehmung zugeleitet wird, erzeugt. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 ist ausserhalb des Raumes A unterhalb der Büchse 52 und ausserhalb des Raumes B oberhalb der Büchse 57 noch ein dritter Raum C vorhanden, der zwischen den beiden Büchsen 52 und 57 liegt.
Jedes der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele ist somit als eine Anordnung zweier erfindungsgemässer Vorrichtungen anzusehen, die durch die Tatsache, dass die Stange 50 beiden Vorrichtungen gemeinsam ist, konstruktiv verbunden sind.
Analog zu der an Hand der in den Fig. 1- 4 dargestellten AusfUhrungsbeispiele erläuterten Wirkungs- weise ist ersichtlich, dass, wenn sich in einem der Räume A und B Flüssigkeit, z. B. Öl, befindet, nahezu unabhängig von den Drücken in den Räumen A und B die Büchse 52 während der Abwärtsbewegung der Stange eine Pumpwirkung auf die Flüssigkeit nach unten und die Büchse 57 während der Aufwärtsbewegung der Stange eine Pumpwirkung auf die Flüssigkeit nach oben ausübt. Dies hat zur Folge, dass der Raum C stets mit Flüssigkeit gefüllt wird und damit gefüllt bleibt, auch wenn die Stange 50 stillsteht, da die Büchse 52 nach oben und die Büchse 57 nach unten alsölsperre wirksam ist.
Gewünschtenfalls kann der Raum C mit einem einer Federspannung unterliegenden, schematisch dargestellten Sicherheits-
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ventil 71 versehen werden, um einen unzulässigen Anstieg des Öldruckes im Raum C zu verhüten.
Die geschilderte Vorrichtung lässt sich z. B. anwenden, wenn im Raum A ein hoher Gasdruck und in dem Raum B ein niedriger Gasdruck vorherrscht. Der Raum A kann z. B. der Arbeitsraum eines Heissgas- motors und der Raum B der Kurbelwellenkasten dieses Motors sein, in welchem Kasten sich ausserdem Öl befindet. Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung wird vermieden, dass Schmieröl in den Raum A gelangt und gleichzeitig erreicht, dass beim Stillstehen der Maschine der mit Öl gefüllte Raum C als Flüssigkeitsabdichtung wirksam ist, wodurch ein Entweichen des gasförmigen Mediums aus dem Hochdruckraum A nach dem Niederdruckraum B verhütet wird.
UmAbnutzung der miteinander zusammenwirkenden Oberflächen der Büchsen und der Stange auf ein Mindestmass herabzusetzen, ist es vorteilhaft, die Härte der Oberfläche dieser Teile verschieden zu wählen. Vorzugsweise wird die bequem austauschbare Büchse aus einem weicheren Material hergestellt als die Stange. So wurde z. B. in den oben beschriebenen Beispielen als Material für die Buchsen Weissmetall vor- gesehen.
Es ist jedoch auch eine stählerne Büchse sehr gut brauchbar. Gegebenenfalls kann die Büchse mit einem Futter, z. B. aus einem Kunststoff, wie Superpolyamid, versehen sein ; hinsichtlich der für die Büchse charakteristischen Abmessungen ist dabei das Futter als ein Teil der Büchse anzusehen. Zum Erzielen der gewünschten Spielfreiheit zwischen der Büchse und der Stange hat es sich als möglich gezeigt, die Passung zwischen Büchse und Stange als leichte Presspassung auszulegen.
Es ist weiter sehr wichtig, u. zw. um einen dünnen Flüssigkeitsfilm zwischen den einander zugewen- deten Oberflächen der Büchse und der Stange und insbesondere um eine geringe Abnutzung zu erzielen, die Unebenheiten der beiden Oberflächen möglichst klein zu halten. Geeignete Bearbeitungsverfahren für die
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