DD155856A3

DD155856A3 - Pendelkolben ohne kolbenringe

Info

Publication number: DD155856A3
Application number: DD22185380A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Guenther
Original assignee: Eberhard Guenther
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1980-06-16
Publication date: 1982-07-14
Also published as: CS236943B1; YU141281A; DE3049290A1; HU191177B; SU1458636A1; CS267581A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Pendelkolben ohne Kolbenringe, insbesondere fuer hermetische Kleinkaeltemaschinen. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, unter Beibehaltung der Linienberuehrung des Kolbens im Zylinder die Leckverlustrate zu senken ohne die mechanischen Verluste und die Fertigungskosten zu erhoehen. Die Aufgabe wird erfuellt, indem kolbenstangenseitig mehrere, gegenueber der starren Kugelscheiben verschiebbare Kugelscheiben angeordnet und mittels Spannelement befestigt sind.

Description

22 1 85 3 -*-

Scharfenstein,den 01. 02. 1982

Erfinder Dipl.-Ing» Günther, Eberhard

Bevollm, Vertreter. Pat.-Ing, Werner Linke und/oder Pat,-Ing. Henry Stöckel

Titel der Erfindung . .

Pendelkolben ohne Kolbenringe Anwendungsgebiet

Die Erfindung bezieht sich auf Pendelkolben ohne Kolbenringe, insbesondere für hermetische Kleinkälteinaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, den Kolben fest mit der Kolbenstange zu verbinden, Dabei kann der Kolben als Kugel oder als Kugelscheibe ausgebildet sein. Als eine weitere Lösung ist ein Kolbenteil bekannt, welches auch fest mit der Kolbenstange verbunden ist und in Abdichtung zur Zylinderwand mit einer flexiblen Dichtungsmanschette versehen ..ist. Nachteilig in beiden Fällen ist die vorhandene einfache Linienberiihrung des Kolbens zur Zylinderwand und

- 2- 221 85 3

. der damit erhöhte Leckverlust bei der Verdichtung. Außerdem wird die Dichtungsmanschette stark deformiert und deren Lebensdauer dadurch wesentlich verringert. Zur Senkung der Leckverluste wurde vorgeschlagen, einen 5 o.g. Kolben zu fertigen, der ein oder mehrere Dicht- und Führungsringe, entsprechend der im Kraft- und Arbeitsmaschinenbau üblichen Kolbenringe, verwendet. Diese L b'sung bedingt, eine von der Zylinderform abweichende Laufbahn für den .Kolben und erhöhten Aufwand zur notwen- ^q digen Beweglichkeitsgestaltung der Dicht- und Führungsringe, wie in der DE-OS 27 08 208 beschrieben.

Ziel der Erfindung

•je Ziel der Erfindung ist es, die Leckverluste auf ein vertretbares Maß zu senken, ohne die Fertigungekosten und die mechanischen Verluste durch die Kolben-Zylinder-Paarung spürbar zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird

25. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Verwendung von Linienberührung zwischen Kolben und Zylinder einen Kolben mit verbesserter Abdichtung anzugeben.

.- Merkmale der Erfindung

Dies wird erreicht, indem .der Kolben aus Kugelscheiben besteht, welche gegenseitig verschiebbar angeordnet sind und nur die erste mit der Pleuelstange fest verbunden ist, wobei die Kugelscheiben mittels Spann- und Befestigungselemente gegen die festverbundene Kugelscheibe gedrückt werden. Dabei wird eine Anzahl Kugel-

- ³·- 22 1 853

scheiben zusätzlich zur festverbündenen Kugelscheibe verwendet. Als besonders zweckmäßig hat sich dabei die Anordnung einer aus Plastwerkstoff bestehenden Kugelscheibe zwischen zwei Stahlscheiben erwiesen. Es besteht auch die Möglichkeit alle beweglichen Kugelscheiben aus Plastwerkstoff herzustellen, wobei daflir ein noch fixierter PTFE-Plastwerkstoff gut geeignet ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, die beweglichen Kugelscheiben so zu gestalten, daß IQ auftretendes Spiel ausgeglichen wird. Der techn.-ökonomische Effekt der Erfindung liegt vor allem in der Senkung des Energiebedarfes und der Fertigungskosten der hermetischen Kleinkältemaschinen.

-j 5 AusfUhrungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Pendelkolben im Längsschnitt

Der Kolben nach Fig. 1 weist eine Kugelscheibe 1 auf, welche mit der Kolbenstange 2 fest verbunden ist. Auf dieses Bauteil wird eine Anzahl von Kugelscheiben 3 aufgebracht, die durch eine Scheibe 4, ein Spannelement und ein'Befestigungselement 6 gegen die Kugelscheibe 1 gedrückt werden. Wesentlichen Einfluß auf die gute Funktion des Pendelkolbens hat die minimale Breite der Ku-

OQ gelscheiben. Sie wird vorzugsweise nach der Beziehung

bä . . festgelegt.

Dabei sind: r = Kurbelradius

^c 1 = Kolbenstangenlänge bis Kolbenboden

d = Kolb.endurchmesser

-4 - 221 85 3

Die Wirkung des Kolbens bei der Umdrehung der Kurbelwelle erfolgt durch ein Verschieben der Kugelscheiben 1 und 3 relativ zueinander und relativ zur Scheibe 4. Die Relativ- bewegung ist dabei sehr gering. Darüber hinaus tritt noch eine Bewegung durch das Schrägstellen der Kugelscheiben 1 und 3 im Zylinder 7 auf.

Diese Bewegung ist der Kolbenbewegung überlagert. Die mittlere Kugelscheibe 3 wird dabei vorzugsweise aus Plast-'werkstoff gefertigt, um die Reibungsverluste zwischen den Kugelscheiben 1 und 3 zu verringern, Aus den gleichen . GrUnden kann die Scheibe 4 an ihrer Anlagefläche zur Kugelscheibe 3 mit Plastwerkstoff beschichtet werden. Um die . Lässigkeit zwischen den Kugelscheiben 1 und 3 zu vermindern, kann die mittlere Kugelscheibe 3 an beiden Planflächen mit

•je kleinen konzentrischen Rillen versehen werden.

Bei dem Pendelkolben nach Pig. 1 können die Kugelscheiben weiterhin einen Versatz zwischen Innenring 8 und Außenring aufweisen. Ein kegelstumpfförmiger Körper 10 verbindet beide Ringe. Dadurch ist es möglich, daß durch die Vorspannkraft cles Spannelementes 5 die Kugelscheiben 3 bei entstehendem Spiel nachgestellt werden.

Das beschriebene Beispiel bezieht sich speziell auf die Anwendung in hermetischen Kleinkältemaschinen, Die Konstruktion dieses Pendelkolbens eignet sich selbstverständlich auch für andere Anwendungsfälle, z.B. für Verdichter mit anderen Fördermedien oder auch für Pumpen,

Claims

- 5 - . 221 853 ErfindungsansprUche ;

1. Pendelkolben ohne Kolbenringe, insbesondere fUr hermetische Kleinkältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß kolbenstangenseitig mehrere, gegenüber der starren Kugelscheibe verschiebbare Kugelscheiben angeordnet und .5 mittels Spannelement befestigt sind,

2» Pendelkolben nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Kugelscheiben aus gegeneinander versetzten Innen- und Außenringen bestehen, die durch einen kegelstumpfartigen Körper verbunden sind.

3· Pendelkolben nach Pkt· 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelscheiben aus Stahl und/oder elastischem Plast· werkstoff bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung