Dichtungseinrichtung an ineinandergleitenden Maschinenteilen mit zylindriseben Laufflächen. Vorliegende Erfindung betrifft eine Dich tungseinrichtung an ineinandergleitenden Ma schinenteilen mit zylindrischen Lauffläehen, welche einen mindestens an einer Umfangs stelle aufgeschnittenen Dichtungsring besitzt, an dem Flanschen in von der Lauffläche ab gewendeter Richtung abstehen.
Solche Dich tungsringe werden insbesondere für Kolben oder Zylinderdeckel von Verbrennungskraft- maschinen, Kompressoren usw. verwendet und besitzen etwa<B>C-, E-</B> oder F-förmigen Quer schnitt.
Bei den bekannten Diehtungseinriehtun- gen dieser Art sind die Ringflanschen mit ebenen Sitzfläehen versehen, was den Nachteil hat, dass der geringen Kontaktfläehe wegen die Wärmeübertragung auf den den Dich tungsring tragenden Masellinenteil zu klein ist.
Es ist aber besonders bei Kantenschutzrin- gen von grosser, sogar ausschlaggebender Be deutung, durch reichlich bemessene Kontakt flächen eine möglichst gute Wärmeableitung zu sichern.
Erfindungsgenläss soll dies dadurch er reicht sein, dass wenigstens jener Planseh, wel cher der Überdruekseite zugekehrt ist, mit einer konischen Sitzfläche versehen ist.
Zweckmässig überlappen sich die Enden des Diehtungsringes zwecks Bildung eines Ringschlosses in Umfangsrichtung mit<B>Flä-</B> chen, die wenigstens annähernd radial verlau fen und dabei den Dielitungsring von der zy- lindrisehen Lauffläehe zur konischen Sitz fläche durchsetzen.
In beiliegender Zeichnung sind einige Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des mehr oder weniger schematisch veran schaulicht.
Fig. <B>1</B> ist ein Axialsehnitt durch zwei Dich- tungseinriehtungen an einem Zylinder.
Fig. 2 zeigt einen Dichtungsring davon perspektiviseh von innen.
Fig. <B>3</B> zeigt den andern Dichtungsring und den Zwisehenring von innen.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansieht des Ringsehlosses des Zwischenringes, und Fig. <B>5</B> ist ein Axialsehnitt durch eine wei tere Dichtungseinriehtung.
Bei dem in Fig. <B>1</B> gezeigten Motor handelt es sich um einen Sehiebermotor nach der Burt- McCollum-Bauart, bei der sowohl der Arbeits kolben 4 als auch der Zylinderdeckel 2 abge dichtet sind. Im Arbeitszylinder<B>1</B> kann der mit<B>3</B> bezeichnete Rundschieber seine für die sen Motortyp charakteristische kreisende Be wegung ausführen, um die Einlass- und Aus- lassöffnungen zu steuern.
In Fig. <B>1</B> ist nur ein Auslasskanal <B>11</B> des Zylinders gezeichnet, ebenso auch nur eine der entsprechenden<B>Öff-</B> nungen<B>30</B> des Schiebers<B>3.</B> Dieser befindet sieh hier nahe seiner höchsten Stellung, wes halb die Öffnung<B>30</B> im Schieber sich in dem Zwischenraum befindet, welcher zwischen dem Zylinder<B>1</B> und dem in den Rundsehieber hin einragenden Zylinderdeekel 2 angeordnet ist.
Zwischen dem Zylinder und dem Rundschie- ber ist meist kein spezielles Dichtungsorgan erforderlich; dagegen muss der Zylinderdeckel gegen die Innenfläche des Rundschiebers ebenso wirksam abgedichtet sein wie der Ar beitskolben gegen die Zylinderwand. Bisher wurden für diesen Zweck gewöhnliche, selbst, federnde Kolbenringe angewendet, welche in Ringnuten des zylindrischen Teils des Zylin derdeckels und des Kolbens angeordnet, waren.
Gemäss Fig. <B>1</B> ist ein Dichtungsring<B>5</B> an gewendet, der zugleich als Kantenschutzring mit F-förmigem Querschnitt ausgeführt ist, indem von dem rohrförmigen Hauptteil zwei Flanschen<B>5'</B> und <B>5"</B> in radialer Richtung nach innen abstehen.
Der Flanseh <B>5'</B> ist bei spielsweise ungefähr in der Höhenmitte an geordnet und dient als Verankerungsflansch, wobei ein Federring <B>70</B> so zwischen diesen Flansell und die Ringnutseitenfläche im<B>Zy-</B> linderdeckel eingelegt ist, dass er den Dich tungsring ständig nach oben drückt, und hier durch auch den dichtenden Flansch<B>5",</B> wel cher sieh an dem dem Verbrennungsraum zu gekehrten Rand des Dichtungsringes befindet und eine konische Sitzfläche<B>10</B> besitzt,
stän dig gegen die ebenfalls konische Anliegefläche am Umfang des Zylinderdeckels presst. Die konische Sitzfläche<B>10</B> ist bei gleicher radialer Dimension des Dichtungsflansches grösser, als wenn sie eben wäre, insbesondere auch im Verhältnis zur Fläche<B>50</B> des Dichtungsflan sches, welch letztere der direkten Einwirkung der heissen Verbrennungsgase ausgesetzt ist.
Die beiden Ringenden sind zur Abdich tung gegen Gas und<B>Öl</B> durch ein Schloss ver bunden. Dieses ist dadurch gebildet, dass sieh die Enden in Umfangsriehtung mit Flächen<B>50</B> überlappen, die radial oder schwach konisch verlaufen und dabei den Dichtungsring von der zylindrisehen Lauffläche ungefähr zur Mitte derkonischen Sitdläche, <B>10</B> durchsetzen.
Statt gemäss Fig. 2 nur eine überlappung aufzuweisen, können selbstverständlich auch mehrere Überlappungen vorgesehen sein; ebenso können die Schnittflächen<B>9</B> und<B>9'</B> eine.-von der axialen abweichende Richtung aufweisen. Wegen der guten Abdichtung steuert der Schieber<B>3</B> mit der Kante<B>3"</B> den Auslasskanal <B>11</B> genau im richtigen Augenblick, das heisst, wenn sie in genau gleiche Höhe mit der Ober fläche 20 des Zylinderdeckels 2 bzw. mit der obern Kante des Auslasskanals <B>11</B> kommt.
Bei den bisher bekannten Ausführungen dagegen können die hochgespannten und heissen Ver brennungsgase schon in die Schieberöffnung <B>30</B> und dadurch auch an allen Dichtungsrin gen am Zylinderdeckel vorbeidringen, sobald die untere Kante<B>3"</B> der Schieberöffnung <B>30</B> den Dielltungsring passiert, welcher dem Ar beitsraum des Zylinders am nächsten liegt.
Wenn man, wie in Fig. <B>1</B> gezeigt. die axiale Hölle des Dichtungsringes<B>5</B> etwas grösser als jene der Sehieberöffnung <B>30</B> wählt, können keine Verbrennungsgase oder Reste in den Zwischenraum zwischen Schieber und Zylin derdeckel dringen. Da der an dem Zylinder deckel angeordnete Dichtungsring stillsteht, hat die, grössere Masse desselben keinerlei Be deutung.
Für den Kolben 4 ist gemäss Fig. <B>1</B> ein Dichtungsring<B>6</B> verwendet, der C-förmigen Querschnitt hat, also zwei nach innen abste hende Flanschen<B>6'</B> und W' besitzt. Der Kol- benboden 40 geht an seinem Aussenrand in eine konische Fläche über, welche die Anliege- iläche für die ebenfalls konische Sitzfläche 46 des dem Verbrennungsraum zugekehrten Dich tungsflansches<B>6'</B> bildet.
Vorteilhaft ist ein Federring<B>90</B> zwischen dem Kolben und der Innenseite des Dichtungs ringes angeordnet, teils um den Anliegedruck au der Lauffläche regulieren zu können, teils um der Kipptendenz des Kolbens um den Kol benbolzen entgegenzuwirken oder eventuellen Verschiebungen des Kolbens in radialer Rich tung.
Statt nur einer Überlappung sind am Dichtungsring<B>6</B> zwei Überlappungen vorgese hen, wobei die einen Überlappungsflächen <B>60</B> den Dichtungsring<B>6</B> von der zylindrischen Lauffläehe zur konischen Setzfläche 46 des Dichtungsflansches<B>6'</B> durchsetzen, während die andern überlappungsflächen <B>60</B> den Ring von der zylindrischen Laliffläehe zur koni- sehen Sitzfläehe <B>80</B> des Verankerungsflan- sches<B>6"</B> durchsetzen,
der einem vorzugsweise nur an einer Stelle seines Umfanges aufge schnittenem Zwischenring<B>8</B> anliegt.
Der im Querschnitt zum Beispiel trapez- förmige Zwisehenring <B>8</B> besitzt aussen eine konische Fläche, mit welcher er gegen die ko nische Sitzfläche<B>80</B> des Verankerungsflan- sches <B>6"</B> anliegt und dabei die untere der bei den überlappungen des Dichtungsringes<B>6</B> überdeckt. Der Ring wird an der Stirnfläche <B>60</B> den Verbrennungsgasen ausgesetzt. Durch die Sehlitzbreiten <B>61</B> bzw. <B>61'</B> erhält der Ring <B>6</B> die erforderliche Bewegungs- und Anpas sungsfreiheit in der Umfangsrichtung.
Nach Fig. 4 ist der Zwischenring<B>8</B> mit einem Ringschloss versehen, das an einer an dern Stelle des Umfanges plaeiert wird als das Ringsehloss des Dichtungsringes<B>6.</B> Zur Bildung dieses Schlosses überlappen sieh die Enden des Ringes<B>8</B> mit axial verlaufenden Flächen<B>80.</B> Diese Flächen<B>80</B> erstrecken sieh zwischen der Anliegefläehe <B>8'</B> des Ringes<B>8</B> in der Kolbenringnut und der konischen Anliege- fläche zur Sitzfläche<B>80</B> des Verankerungs- flansches <B>6".</B> Der Ring<B>8</B> hat
durch seine etwa axial verlaufenden Schlitze<B>81</B> und<B>82</B> die peripherielle Anpassungsfähigkeit.
Nach Fig. <B>5</B> ist der Dichtungsring<B>6</B> wie ein gewöhnlicher Kolbenring, also in einer Kolbenringnut an der zylindrischen Lauf fläche eines Kolbens, und nicht als Kanten- schutzring, angeordnet. Gleichwohl ist der Vorteil des besseren Kontaktes mit dem Kol ben 4 erhalten, so dass eine wesentlich verbes serte Wärmeabfuhr vom heissen Arbeitskolben zur gekühlten Zylinderwand stattfindet.
Dies wird erreicht teils zufolge der durch die ko nische Gestaltung bedeutend vergrösserten Kontaktfläche und teils aus dem Grunde, weil der Dichtungsring an dieser Fläche in perma nentem intimem Kontakt mit der konischen Anliegefläche steht, während die bisher übli chen Dichtungsringe nur intermittierenden Kontakt mit den radialen Seitenflächen der Kolbenringnuten haben, welche überdies bei gleichen Ringdimensionen kleiner sind.
Das Andrüeken des Zwischenringes<B>8</B> an den Ver- ankerungsflanseh <B>6"</B> bewirkt ein Andrücken des Dichtungsflansches<B>6'</B> gegen die konische Anliegefläche des Kolbens 4 und wird durch Vorspannung des Zwischenringes<B>8</B> oder einer Zusatzieder <B>88</B> erreicht.
Welche ausschlaggebende Bedeutung ein intimer und ununterbrochener Kontakt vom Standpunkt der Wärmeübertragung im Ver gleich mit nur intermittlerendem Kontakt be sitzt, geht aus praktischen Messungen der Wärmeübergangszahlen hervor, die an den verschiedenen Begrenzungsflächen normaler Kolbenringe festgestellt wurden.
Die durch schnittliche Wärmeübergangszahl Tür die zy- lindrisehe Lauffläche gegen die Zylinderwand ist etwa<B>30 000</B> Keal/him\P) <B>C,</B> während die untere Seitenfläehe des Kolbenringes nur etwa 14<B>000</B> Kea1./hl'in#/" <B>C</B> und die obere Seitenflä- ehe des Kolbenringes gar nur<B>600</B> Keal/h/ni2/0 <B>C</B> überträgt.
Hieraus erkennt man den grossen Vorteil, welcher vom Gesichtspunkt der Wärmeableitung durch die Schaffung eines permanenten Kontaktes mittels überdies rela tiv grosser Kontaktilächen erzielt werden kann.
Durch den ständigen Kontakt, welcher an den Anliegeflächen des Dichtungsringes und des Masehinenteils besteht, wird auch das Risiko einer Deformation bei relativ hohem spez. Fläehendruck vermindert, während bei gewöhnlichen oder nur ausgehöhlten Dich tungsringen das Risiko für ein Aushäm mern der Kolbenringnutenseitenflächen grö sser ist zufolge des axialen Spiels.
Selbstver- ständlieh hindert nichts, die Anliegefläche zur weiteren Sicherung gegen etwaige Deforma tionen, speziell bei Leichtmetallkolben, in schon bekannter Weise durch Auflage här teren Metalles oder dergleichen ni armieren.
Die Erfindung umfasst ausser den darge stellten Diehtungseinriehtungen auch solche, bei welchen der Diehtungsring aus zwei oder mehreren Sektoren zusammengesetzt ist, was etwa der Fall ist, wenn man aus betrieblichen Rücksichten gezwungen ist, den Flansehen, verhältnismässig grosse radiale Breite zugeben. Es kann auch in gewissen Fällen vorteilhaft sein, mehr als zwei Flanschen anzuordnen, z. B. zur kräftigeren Verankerung bei sehr selln.ellaufenden Maschinen oder dergleichen.