<B>Aus</B> zwei Elementen zusammengesetzter Dichtungsring für Kolben und Verfahren zu dessen Herstellung. Die Erfindung bezieht sich auf einen aus zwei Elementen zusammengesetzten, federn den Dichtungsring für Kolben mit Schloss- dielitung und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Der Dielitungsring nacli der Er findung ist dadurch gekennzeichnet, dass das die Gleitfläche aufweisende, erste Element eine auf den Umfang des Ringes sich erstrek- kende Ausnehmung besitzt, die eine nur im Bereich des Ringschlosses bis zur Gleitfläche durchgehende,' ebene BegrenzLingsfläche und eine gegen die Ringseite geringeren Druckes sich er-#1--ekende zylindrische Begrenzungs fläche aufweist,
und dass das als Schlossdich.- tung zur Wirkung<U>kommende,</U> zweite Ele ment, dessen Höhe mit der Tiefe der zylin drischen Aufnehmung des Gleitelementes übereinstimmt, so in die Ausnahme eingesetzt ist, dass es im Bereich des Ringschlosses nicht nur die zylindrische Fläche der Ausnehmung, sondern gleichzeitig auch noch die Gleit fläche des Zylinders berührt. Bei der Her stellung eines Dichtungsringes entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung werden mindestens ein Paar gemeinsamer Flächen an den beiden Elementen gemeinsam bearbeitet.
Es empfiehlt sich, das als Schlossdichtung zur Wirkung kommende Element so auszu bilden, dass es an der zylindrischen Begren zungsfläche der Ausnehmung des Gleit- eleinentes federnd anliegt. Hierbei kann das als Schlossdichti--Lug zur Wirkung kommende Element seitlich des durch das Ringschloss gehenden Durchmessers geschlitzt sein.
Bei der Bearbeitung der beiden Elemente können zum Beispiel die Gleitfläclien oder die gegen die Ringseite geringeren Druckes ge legenen ebenen Flächen beider Elemente ge meinsam bearbeitet werden. Zur gemeinsamen Bearbeitung der Gleitflächen beider Ele mente kann zum Beispiel das Gleitelement in dem normalen Betrieb entsprechend gespann ter Stellung auf einer Rundbearbeitungs- maseliine eingespannt und das als Schloss- dichtung zurWirkung kommende Element in die Ausnehmung des Gleitelementes eingelegt werden.
Bei der Bearbeitung der gemein samen ebenen Begrenzungsflächen wird zweckmässig das als Schlossdichtung zurWir- kung kommende Element, in das Gleitelement eingelegt, auf einer Planbearbeitungsmaschine bezw. einer Planscheibe einer Rundbearbei- tungsmaschine aufgespannt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist nachstehend an einem als Ausführungsbei spiel der Erfindung auf der Zeichnung dar gestellten Dichtungsring beispielsweise erläu tert. Fig. <B>1</B> zeigt die Ansicht des Ringes von unten, Fig. 2 die seitliche Ansicht von der Seblossseite und Fig. <B>3</B> eine teilweise Ansicht von oben im Bereich des Ringschlosses. Fig. 4 bis<B>7</B> zeigen<B>je</B> einen Schnitt nach den Linien IV-IV, V-V, VI-VI bezw. VII-VII der Fig. <B>1</B> in grösserem Massstab.
Fig. <B>8</B> und<B>9</B> zeigen<B>je</B> eine pers-Pektivische Ansicht des Ringschlosses, das eine Mal von oben und das andere Mal von unten, wobei die rechte Hälfte des Dielltungselementes zur besseren Veranschaulichung weggelassen ist.
Der in der Zeichnung dargestellte Dich tungsring ist aus zwei Elementen I und II zusammengesetzt. Die äussere zyliudriselie Fläche I des ersten Elementes<B>1</B> gleitet auf der Fläche 2 des Zylinders<B>3.</B> Hierdurch wird der den Ring in einer Nute 4 tragende Kol-. ben <B>5</B> im Zylinder<B>3</B> gedielitet. Zur Bildung des Ringschlosses<B>7</B> ist das Element I einer Meridianebene <B>6</B> entlang aufgeschlitzt, so dass es sieh federnd an die Gleitflächen 2 des Zylinders<B>3</B> anlegen kann.
Zur Aufnahme des Elementes II besitzt das Gleitelement I eine Ausnehmung, welche eine nur im Be reich des Ringschlosses bis an die Gleitfläc'he <B>1</B> durchgehende ebene Begrenzungsfläche<B>8</B> und eine gegen die Ringseite<B>N</B> geringeren Druckes sich erstreckende zylindrische Be grenzungsfläche<B>9</B> aufweist.
Die Höhe h des Dielltungselementes II ist gleich gross wie die Tiefe t der Ausnehmung im Gleitelement. Das Element II ist dabei so in der Ausnehmung des Elementes I ein gesetzt, dass es im Bereich des Ringsehlosses <B>7</B> nicht nur die zylindriselle Fläche<B>9</B> der Ausnehmung des Elementes I, sondern gleich- zeitig auch noch die Gleitfläche 2 des Zylin ders<B>3</B> berührt.
Um das Anliegen an der Zylinderfläche<B>9</B> und an der Gleitfläche 2 zu sichern, ist das Element II an der Stelle<B>10</B> aufgeschlitzt und mit elastischer Vorspan- nung in die Ausnehmung eingesetzt. Die Stelle <B>10</B> ist zweckmässig ungefähr um<B>90'</B> gegen das Ringschloss <B>7</B> versetzt, so dass sie seitlich der durch das Ringschloss <B>7</B> gellenden Meri- dianebene <B>6</B> zu liegen kommt.
Im Bereich des normalen Ringquerschnit tes IV (Fig. <B>1</B> und 4)<U>kommt</U> die Abdieh- fung zwischen der Hochdruckseite H und der Niederdruckseite<B>N</B> des Kolbens<B>5</B> einerseits durch die Gleitfläche <B>1</B> und anderseits durch die ebene Fläche<B>11</B> zustande. Der Spalt 12 wird dann vom Medium hohen Druckes und der Spalt<B>13</B> vom Medium niedrigen Druckes erfüllt sein.
An der Stelle des Schnittes V-V (Fig. <B>1</B> und<B>5)</B> und ebenso an der Stelle des Schnittes VI-VI (Fig. <B>1</B> und<B>6)</B> wird die Dichtung ebenfalls an der Gleitfläche<B>1</B> und an der Ebene<B>11</B> erreicht. In der Mitte des Ringschlosses beim Schnitt VII-VII Wig. <B>1</B> und<B>7)</B> übernimmt jedoch allein der Dich tungsring H mit der zyliudrischen Fläche 14 und der ebenen Fläche<B>11</B> die Dichtung. Der Ring besitzt mithin selbst im Bereich des Ringschlosses keine Stelle, an welcher die Dichtung nicht durch die eine oder andere Fläche restlos gesichert wäre.
Es ist somit nicht möglich, dass von der Hochdruckseite H das abzudichtende Medium durch eine Lücke nach der Niederdruckseite<B>N</B> durchströmen könnte.
Zur Herstellung des beschriebenen Dich tungsringes wird zweckmässig zunächst das Element I auf einen etwas grösseren Durch messer gleich mit der Ausnehmung fertig ge dreht und die Ausnehmung im Bereich des Ringschlosses bis zur Gleitfläche<B>1</B> durch Fräsen ausgedehnt. Hierbei ist dafür Sorge i zu tragen, dass in der Ausbuchtung im Be reich des Ringschlosses die ebene Begren zungsfläche<B>8</B> der durch Drehen hergestellten Ausnehmung genau mit der ebenen Begren- zungsfläche der durch Fräsen hergestellten<B>1</B> Ausbuchtung der Ausnehmung zusammen- fällt.
Zuletzt wird cler Ring in der Meridian- ebene <B>6</B> aufgeschlitzt.
Das Element H wird aus einem Ring her gestellt, dessen Höhe mit der Tiefe der Aus- nehmung im Element I übereinstimmt. Die radiale Breite des Ringes stimmt mit der radialen Breite des Elementes I überein. Durch teilweises Ausfräsen am äussern Um fang des Ringes entsteht im Bereich des Ringschlosses die bis an die Gleitfläche 2 des Zylinders<B>3</B> reichende Ausbuchtung.
Seitlich der durch das Ringschloss gehenden Meridian- ebene wird das Element II aufgesehlitzt; es kann alsdann unter elastischer Vorspannung in die Ausnehmung des Elementes I eingelegt werden.
Zur gemeinsamen Bearbeitung der Gleit flächen<B>1</B> des Elementes I und 14 des<B>Ele-</B> mentes II wird zunächst das Element I nicht ganz auf den dem normalen Betrieb entspre chenden Durchmesser elastisch zusammen gedrückt, dann auf eine Rundbearbeitungs- maschine, zum Beispiel eine Drehbank oder eine Rundschleifmaschine, mittels axialer Anpressung zentrisch aufgespannt.
Schliess- lieh wird noch das Element II in die Aus- nehmung des aufgespannten Elementes I ein gelegt, worauf die gemeinsame Feinbearbei tung der Gleitflächen <B>1</B> und 12 auf dem Durchmesser des Zylinders erfolgen kann.
Die gemeinsame Bearbeitung der Auflage flächen<B>11</B> an den Elementen I und II wird zweckmässig auf einer Planbearbeitungs- maschine, zum Beispiel auf einer Planschleif maschine, oder auf der Plansc'heibe einer Rundbearbeitungsmaschine durchgeführt. Das Element II wird in die Ausnehmung des Ele mentes<B>1</B> eingesetzt und zum Beispiel mittels ,eines magnetischen Futters festgespannt, worauf die gemeinsamen ebenen Flächen<B>11</B> durch Drehen oder Schleifen fein bearbeitet werden können.
Der beschriebene Dichtungsring eignet sieh für alle möglichen kolbenartigen Maschinen elemente, zum Beispiel für Kolben und für Kolbenstangen mit hin- und hergehender Be wegung. In den meisten Fällen werden zweck mässig beide Elemente aus gleichem Baustof <B>f</B> hergestellt. Es könnte sieh aber auch im einen oder andern Fall empfehlen, für das Diclitungselement einen andern Baustoff zu verwenden als lür das Gleitelement. Hierbei spielt die Lage der Kolbenachse keine Bedeu tung. Der Dichtungsring kann auch für schräg oder horizontal sich bewegende Kol ben oder für solche, die von unten nach oben abgedichtet sein müssen, Verwendung finden.
Die Anwendung eines Ringes nach der Er findung wird sich ganz besonders bei Maschi nen mit hohen Kolbengeschwindigkeiten, hohen Dichtungsdrücken, und 'hohen Tem peraturen empfehlen.
<B> Sealing ring made of </B> two elements for pistons and process for their production. The invention relates to a spring-loaded sealing ring for pistons with a lock line, composed of two elements, and to a method for its production.
The dielectric ring according to the invention is characterized in that the first element having the sliding surface has a recess extending over the circumference of the ring, which has a flat limiting surface that extends only in the area of the ring lock up to the sliding surface and one against the Ring side with lower pressure # 1 - has an eccentric cylindrical boundary surface,
and that the second element, which is effective as a lock seal, whose height corresponds to the depth of the cylindrical recess of the sliding element, is inserted into the exception in such a way that it is not in the area of the ring lock only the cylindrical surface of the recess, but at the same time also touches the sliding surface of the cylinder. In the manufacture of a sealing ring according to the method of the invention, at least one pair of common surfaces on the two elements are processed together.
It is advisable to design the element that acts as a lock seal in such a way that it rests resiliently on the cylindrical boundary surface of the recess of the sliding element. Here, the element that acts as a lock seal can be slotted on the side of the diameter going through the ring lock.
When machining the two elements, for example, the sliding surfaces or the flat surfaces of both elements placed against the ring side with less pressure can be machined together. For joint machining of the sliding surfaces of both elements, for example, the sliding element can be clamped in the normal operation in a correspondingly clamped position on a round machining center and the element that acts as a lock seal can be inserted into the recess of the sliding element.
When processing the common flat boundary surfaces, the element that comes into effect as a lock seal is expediently inserted into the sliding element, on a plane processing machine or clamped on a face plate of a rotary processing machine.
The method according to the invention is tert erläu example below using a sealing ring as a Ausführungsbei game of the invention on the drawing represents. FIG. 1 shows the view of the ring from below, FIG. 2 shows the side view from the lock side and FIG. 3 shows a partial view from above in the area of the ring lock. Fig. 4 to <B> 7 </B> show <B> each </B> a section along the lines IV-IV, V-V, VI-VI respectively. VII-VII of Fig. 1 on a larger scale.
FIGS. 8 and 9 each show a perspective view of the ring lock, one time from above and the other time from below, with the right half of the Dielltungselementes is omitted for better illustration.
The sealing ring shown in the drawing is composed of two elements I and II. The outer cylindrical surface I of the first element <B> 1 </B> slides on the surface 2 of the cylinder <B> 3. </B> As a result, the piston bearing the ring in a groove 4 becomes. ben <B> 5 </B> in the <B> 3 </B> cylinder. To form the ring lock <B> 7 </B>, the element I is slit along a meridian plane <B> 6 </B>, so that it can spring against the sliding surfaces 2 of the cylinder <B> 3 </B> .
To accommodate the element II, the sliding element I has a recess which has a flat boundary surface 8 that is continuous only in the area of the ring lock up to the sliding surface <B> 1 </B> and one against the ring side Has <B> N </B> lower pressure extending cylindrical boundary surface <B> 9 </B>.
The height h of the Dielltungselementes II is the same as the depth t of the recess in the sliding element. The element II is set in the recess of the element I in such a way that in the area of the ring lock <B> 7 </B> it is not only the cylindrical surface <B> 9 </B> of the recess of the element I, but the same - also touches the sliding surface 2 of the cylinder <B> 3 </B> in good time.
In order to secure the contact with the cylinder surface <B> 9 </B> and on the sliding surface 2, the element II is slit open at the point <B> 10 </B> and inserted into the recess with elastic pretension. The point <B> 10 </B> is expediently offset by approximately <B> 90 '</B> against the ring lock <B> 7 </B>, so that it is laterally of the by the ring lock <B> 7 </ B> jarring meridian level <B> 6 </B> comes to lie.
In the area of the normal ring cross-section IV (FIGS. 1 and 4) there is a gap between the high pressure side H and the low pressure side N of the piston <B> 5 </B> on the one hand by the sliding surface <B> 1 </B> and on the other hand by the flat surface <B> 11 </B>. The gap 12 will then be filled by the medium of high pressure and the gap <B> 13 </B> by the medium of low pressure.
At the point of the section VV (Fig. 1 </B> and <B> 5) </B> and also at the point of the section VI-VI (Fig. <B> 1 </B> and < B> 6) </B> the seal is also reached on the sliding surface <B> 1 </B> and on the level <B> 11 </B>. In the middle of the ring lock at section VII-VII Wig. <B> 1 </B> and <B> 7) </B>, however, only the sealing ring H with the cylindrical surface 14 and the flat surface <B> 11 </B> performs the seal. The ring therefore does not have any point even in the area of the ring lock at which the seal is not completely secured by one or the other surface.
It is therefore not possible for the medium to be sealed to flow from the high pressure side H through a gap to the low pressure side <B> N </B>.
To produce the described sealing ring, element I is expediently first turned to a slightly larger diameter equal to the recess and the recess in the area of the ring lock is expanded by milling to the sliding surface 1. In this case, care must be taken that in the bulge in the area of the ring lock the planar limiting surface <B> 8 </B> of the recess made by turning exactly matches the planar limiting surface of the planar limiting surface made by milling / B> bulge of the recess collapses.
Finally, the ring is slit in the meridian plane <B> 6 </B>.
Element H is made from a ring, the height of which corresponds to the depth of the recess in element I. The radial width of the ring corresponds to the radial width of the element I. By partially milling out the outer circumference of the ring, the bulge reaching up to the sliding surface 2 of the cylinder <B> 3 </B> is created in the area of the ring lock.
To the side of the meridian plane going through the ring lock, element II is seated; it can then be inserted into the recess of the element I under elastic pretension.
For joint processing of the sliding surfaces <B> 1 </B> of element I and 14 of <B> element </B> mentes II, element I is initially not completely pressed together elastically to the diameter corresponding to normal operation, then clamped centrically on a cylindrical machining center, for example a lathe or a cylindrical grinding machine, by means of axial pressure.
Finally, element II is placed in the recess of the clamped element I, whereupon the joint fine machining of the sliding surfaces 1 and 12 can take place on the diameter of the cylinder.
The joint processing of the support surfaces 11 on the elements I and II is expediently carried out on a face processing machine, for example on a face grinding machine, or on the face disk of a round processing machine. The element II is inserted into the recess of the element <B> 1 </B> and clamped for example by means of a magnetic chuck, whereupon the common flat surfaces <B> 11 </B> can be finely machined by turning or grinding .
The sealing ring described is suitable for all possible piston-like machine elements, for example for pistons and for piston rods with reciprocating movement. In most cases, both elements are expediently made from the same building material. In one case or the other, however, it could also recommend using a different building material for the sealing element than for the sliding element. The position of the piston axis is irrelevant here. The sealing ring can also be used for obliquely or horizontally moving Kol ben or for those that must be sealed from bottom to top.
The use of a ring according to the invention is particularly recommended for machines with high piston speeds, high sealing pressures and 'high temperatures.