DD155856A3

DD155856A3 - PENDULUM PISTON WITHOUT PISTON RINGS

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: YU141281A; SU1458636A1; DE3049290A1; CS236943B1; HU191177B; 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.The invention relates to pendulum without piston rings, especially for hermetic small-scale machines. The aim and object of the invention are, while maintaining the line contact of the piston in the cylinder to reduce the leakage rate without increasing the mechanical losses and manufacturing costs. The object is met by a plurality of piston rod side, relative to the rigid spherical discs slidable spherical discs are arranged and fixed by means of clamping element.

Description

22 1 85 3 -*- 22 1 85 3 - * -

Scharfenstein,den 01. 02. 1982Scharfenstein, the 01. 02. 1982

Erfinder Dipl.-Ing» Günther, EberhardInventor Dipl.-Ing. Günther, Eberhard

Bevollm, Vertreter. Pat.-Ing, Werner Linke und/oder Pat,-Ing. Henry StöckelBevollm, representative. Pat.-Ing, Werner Linke and / or Pat, -Ing. Henry Stoeckel

Titel der Erfindung . .Title of the invention. ,

Pendelkolben ohne Kolbenringe AnwendungsgebietPendulum piston without piston rings Application

Die Erfindung bezieht sich auf Pendelkolben ohne Kolbenringe, insbesondere für hermetische Kleinkälteinaschinen.The invention relates to pendulum piston without piston rings, especially for hermetic refrigeration machines.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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 undIt is known to connect the piston fixed to the piston rod, in which case the piston may be formed as a ball or a spherical disk. As a further solution, a piston member is known, which is also firmly connected to the piston rod and provided in sealing to the cylinder wall with a flexible gasket .. istist. A disadvantage in both cases is the existing simple Linienberiihrung the piston to the cylinder wall and

- 2- 221 85 3- 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., the resulting increased leakage during compaction. In addition, the gasket is greatly deformed and thereby significantly reduced their life. In order to reduce the leakage losses it was proposed to use a 5 o.g. To manufacture pistons, the one or more sealing and guiding rings, according to the usual in power and construction machinery piston rings used. This embodiment requires a raceway deviating from the cylindrical shape for the piston and increased expenditure on the necessary mobility design of the sealing and guiding rings, as described in DE-OS 27 08 208.

Ziel der ErfindungObject of the invention

•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.• per object of the invention is to reduce the leakage to an acceptable level, without noticeably increasing the production costs and mechanical losses due to the piston-cylinder pairing.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

- die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird- The technical problem which is solved by the invention

25. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Verwendung von Linienberührung zwischen Kolben und Zylinder einen Kolben mit verbesserter Abdichtung anzugeben.25. The object of the invention is to provide a piston with improved sealing using line contact between the piston and cylinder.

.- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

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-This is achieved by .The piston consists of spherical disks, which are arranged mutually displaceable and only the first is firmly connected to the connecting rod, wherein the spherical disks are pressed by means of clamping and fastening elements against the fixed ball disk. A number of ball

- ³·- 22 1 853- 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.discs used in addition to festverbündenen spherical disc. The arrangement of a spherical plastic disc between two steel discs has proven particularly expedient. It is also possible to produce all movable spherical discs made of plastic material, for which a still-fixed PTFE plastic material is well suited. Another feature of the invention is to make the movable spherical discs so that IQ occurring game is compensated. The technical-economic effect of the invention is mainly in the reduction of energy consumption and manufacturing costs of hermetic small refrigeration machines.

-j 5 AusfUhrungsbeispielExample 5

Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel erläutert. Dabei zeigtThe invention will be explained below using the example. It shows

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Pendelkolben im LängsschnittFig. 1 shows a pendulum piston according to the invention in longitudinal section

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-The piston of FIG. 1 has a spherical disk 1, which is fixedly connected to the piston rod 2. On this component, a number of spherical disks 3 is applied, which are pressed by a disc 4, a clamping element and''fixing element 6 against the spherical disk 1. The minimum width of the cou-

OQ gelscheiben. Sie wird vorzugsweise nach der BeziehungOQ slices. It is preferably after the relationship

bä . . festgelegt.bä. , established.

Dabei sind: r = KurbelradiusWhere: r = crank radius

^c 1 = Kolbenstangenlänge bis Kolbenboden^ c 1 = piston rod length to piston bottom

d = Kolb.endurchmesserd = piston diameter

-4 - 221 85 3-4 - 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.The action of the piston during the rotation of the crankshaft takes place by a displacement of the spherical disks 1 and 3 relative to each other and relative to the disk 4. The relative movement is very small. In addition, a movement occurs by the tilting of the spherical discs 1 and 3 in the cylinder 7.

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 mitThis movement is superimposed on the piston movement. The middle spherical disc 3 is preferably made of plastic material in order to reduce the friction losses between the spherical discs 1 and 3, from the same. For reasons, the disc 4 can be coated on its contact surface with the spherical disc 3 with plastic material. To the . Laxity between the spherical disks 1 and 3 to reduce, the middle spherical disk 3 on both flat surfaces with

•je kleinen konzentrischen Rillen versehen werden.• be provided with small concentric grooves.

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.At the pendulum piston after Pig. 1, the spherical discs can continue to have an offset between inner ring 8 and outer ring. A frusto-conical body 10 connects both rings. This makes it possible that the spherical washers 3 are readjusted by the biasing force of the clamping element 5 in the resulting game.

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,The example described relates specifically to the use in hermetic small refrigeration machines, The construction of this pendulum piston is of course also suitable for other applications, e.g. for compressors with other fluids or also for pumps,

Claims

- 5 -. 221 853 Invention Claims;

1. pendulum piston without piston rings, in particular for hermetic small refrigerators, characterized in that the piston rod side arranged a plurality of, relative to the rigid spherical disk slidable spherical discs and .5 are fixed by means of clamping element,

2 » pendulum piston according to item 1, characterized in that the displaceable spherical discs consist of staggered inner and outer rings, which are connected by a truncated cone-like body.

3 · pendulum piston according to item 1 and 2, characterized in that the spherical discs consist of steel and / or elastic plastic material.

For this 1 sheet drawing