DE1238289B - Durch das Arbeitsmittel beruehrungsfrei gefuehrter Kolben fuer Hubkolbenmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16 j

Deutsche Kl.: 47 f -19/01

Nummer: 1238 289

Aktenzeichen: G 30216 XII/47 f

Anmeldetag: 2. August 1960

Auslegetag: 6. April 1967

Das Hauptpatent 1173 297 betrifft einen durch das Arbeitsmittel berührungsfrei geführten Kolben für Hubkolbenmaschinen, der an seinem Mantel mindestens drei symmetrisch angeordnete Zentrierräume aufweist, die mit dem Arbeitsraum durch Strömungswege verbunden sind, in denen einen Druckabbau in den Zentrierräumen verhindernde Rückschlagventile und zusätzlich zwischen diesen und den Zentrierräumen Drosselstellen angeordnet sind.

Es ist bekannt, bei berührungsfreien Lagern poröses Material zu verwenden und unmittelbar am Lagerspalt so anzuordnen, daß es einen Teil der Lagerschale bildet. Diese Art von Lagern weist wesentliche Nachteile auf. Bei einer eventuellen Berührung der Lagerschale und der Welle während des Laufes oder bei einem Aufliegen der Welle auf den Lagerschalen im Stillstand sind die Konstruktionsteile starken mechanischen Beanspruchungen unterworfen. Würde ein unmittelbar am Lagerspalt angeordneter poröser Werkstoff keine guten Notlauf¹ eigenschaften haben, so würden sich in kurzer Zeit durch Abrieb entstandene kleine Werkstoffteilchen in den Poren festsetzen, deren Querschnitte verstopfen und so die Drosselwirkung unterbinden. Derartige Lagerschalen müßten in kurzen Zeitabständen ausgewechselt werden. Diese Maßnahmen erfordern jedoch einen beträchtlichen Aufwand an Zeit und Werkstoff, was die vorteilhafte Verwendung von porösen Werkstoffen zur Drosselung stark mindert, wenn nicht sogar aufhebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch das Arbeitsmittel geführten berührungsfreien Kolben für Hubkolbenmaschinen zu entwickeln, der eine große Lebensdauer aufweist und der es ermöglicht, zur Schmiermittelzufuhr wesentlich billigere poröse Werkstoffe heranzuziehen, deren Anwendung bisher daran scheiterte, daß Notlaufeigenschaften in Verbindung mit Drosseleigenschaften gefordert wurden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Drosseistellen in an sich bekannter Weise durch poröses, insbesondere mikroporöses Material gebildet werden und daß die Drosselkörper so angeordnet sind, daß eine Bearbeitung der Kolbenoberfläche und eine Veränderung der Drosselcharakteristik auch nach dem Einbau der Drosselkörper unabhängig voneinander möglich sind.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dieses poröse, insbesondere mikroporöse Material, beispielsweise Porzellan, Sintermetalle oder Kunststoff entsprechenden Porositätsgrades, in Form einer hohlzylinderförmigen Buchse in den zwischen den Rück-Durch das Arbeitsmittel berührungsfrei
geführter Kolben für Hubkolbenmaschinen

Zusatz zum Patent: 1173 297

Anmelder:

Linde Aktiengesellschaft, Wiesbaden

Als Erfinder benannt:

Bernhard Schreiber, Köln-Merheim

schlagventilen und den Zentrierräumen gebildeten Druckspeicherraum einzusetzen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, nicht sämtliche Zentrierräume durch ein einziges Bauteil, nämlich den porösen Mantel, vom Lagerspaltraum zu trennen, sondern in jedem Zentrierraum ein einzelnes Bauteil aus porösem Material einzulassen.

Die Gestalt der Zentrierräume ist beliebig. Diese, beispielsweise als Schlitze ausgebildeten Zentrierräume, können auf Kreisen verteilt werden, deren Ebenen sich senkrecht zur Kolbenachse erstrecken. Auch eine Anordnung von Zentrierräumen, deren Querschnitte beispielsweise von runder Gestalt sind, parallel zur Kolbenachse ist möglich. Als drittes Beispiel sei die Anordnung von Zentrierräumen beliebiger Gestalt am Kolbenumfang schräg zur Kolbenachse erwähnt.

Kolbenkörper und Kolbendeckel können auch aus einem Material mit Notlaufeigenschaften gefertigt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 a einen erfindungsgemäßen, durch das verarbeitete Mittel geführten, berührungsfreien Kolben im Längsschnitt,

F i g. 1 b die Seitenansicht eines derartigen Kolbens.

Der in F i g. 1 a im Längsschnitt dargestellte erfindungsgemäße Kolben weist gemäß Patent 1173 297 in jeder Stirnseite je eine Druckeinlaßöffnung 11 auf. Diese Druckeinlaßöffnungen 11 haben die Aufgabe,

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eine zentrierende Wirkung in beiden Bewegungsrichtungen sicherzustellen. Eine von ihnen ist in den Kolbendeckel? eingearbeitet. Jede dieser Druckeinlaßöffnungen ist mit einem Rückschlagventil 5 ausgerüstet, das sich nur gegen den Arbeitsraum hin öffnet, der unter Druck steht. Im Kolbenkörper 2 ist nur ein einziger ringförmiger Druckspeicherraum 9 vorgesehen, in dem beide Druckeinlaßöffnungen 11 münden. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Druckspeicherraum 9 nur mit dem Arbeitsraum verbunden ist, der gerade unter Druck steht und daß er vom anderen Arbeitsraum abgeschlossen ist. Am äußeren Umfang des Druckspeicherraums 9 befindet sich ein an den Stellen 10 mit Dichtungen versehener einteiliger poröser Mantel 1.

Das unter Druck stehende Medium gelangt vom Druckspeicherraum 9 über die Kapillaren des porösen Materials 1 in die Zentrierräume 3 und von dort in den Spaltraum 12. Die Abmessungen der Zentrierräume ergeben sich aus dem Verhältnis der durch sie freigegebenen Kapillarquerschnitte (Drosselquerschnitte) des porösen Mantels 1 und dem freien Gasabflußquerschnitt, welcher sich aus dem seitlichen Kolbenspiel, dem Kolbendurchmesser und der Anzahl der Abflußquerschnitte ergibt. Im Spaltraum 12 baut sich ein Druckfeld auf, dessen Ausgangspunkt die Zentrierräume 3 bilden. Der Druck im Spaltraum 12 weist in der Nähe der Zentrierräume 3 maximalen Wert auf und fällt in Richtung auf den Arbeitsraum hin ab, der nicht unter Druck steht. Entlastungskanäle 4, die am Kolbenumfang vorgesehen sind und durch Bohrungen 4 α mit einer Sammelleitung 4 b in Verbindung stehen, schaffen eine zusätzliche Möglichkeit, das Druckfeld im Spaltraum 12 zu beeinflussen. Die Sammelleitung 4 b ist durch zwei Rückschlagventile 6 von den beiden Arbeitsräumen abgeschlossen. Herrscht in den Ringkanälen 4 ein Überdruck, so strömt das Arbeitsmittel über die Sammelleitung 4 b und durch das Rückschlagventil 6 in den Arbeitsraum, der nicht unter Druck steht.

F i g. 1 b zeigt die Seitenansicht des in F i g. 1 a im Längsschnitt dargestellten erfindungsgemäßen Kolbens. Die schlitzförmigen Zentrierräume 3 liegen auf Kreisen verteilt, die am Kolbenumfang verlaufen und deren Ebenen sich senkrecht zur Kolbenachse erstrecken. Zwischen diesen Zentrierräumen 3, die Querschnitte des porösen Materials freigeben, befinden sich Entlastungskanäle 4, die zu den Zentrierräumen 3 parallel laufen und mit radialen Bohrungen 4 α versehen sind.

Die Erfindung hat gegenüber der Verwendung von porösem Material als Drosselorgan in Lagerschalen, den Vorteil, daß eine Beschränkung auf poröse Materialien, welche Drosseleigenschaften und Notlaufeigenschaften gleichzeitig aufweisen müssen, nicht erforderlich ist, sondern auch solche poröse Stoffe Verwendung finden können, die keine Notlaufeigenschaften aufweisen. Diese Tatsache bringt eine erhebliche Verringerung der Materialkosten mit sich. Darüber hinaus sind die Drosselkörper so angeordnet, daß eine sich als notwendig erweisende Veränderung der Drosselcharakteristik auch nach dem Einbau der Drosselkörper vorgenommen werden kann und eine Bearbeitung der Kolbenoberfläche möglich ist, ohne die Drosselcharakteristik zu beeinträchtigen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Durch das Arbeitsmittel berührungsfrei geführter Kolben für Hubkolbenmaschinen, der an seinem Mantel mindestens drei symmetrisch angeordnete Zentrierräume aufweist, die mit dem Arbeitsraum durch Strömungswege verbunden sind, in denen einen Druckabbau in den Zentrierräumen verhindernde Rückschlagventile und zusätzlich zwischen diesen und den Zentrierräumen Drosselstellen angeordnet sind, nach Patent 1173 297, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstellen in an sich bekannter Weise durch poröses, insbesondere mikroporöses Material gebildet werden und daß die Drosselkörper (1) so angeordnet sind, daß eine Bearbeitung der Kolbenoberfläche und eine Veränderung der Drosselcharakteristik auch nach dem Einbau der Drosselkörper unabhängig voneinander möglich sind.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (1) aus einer hohlzylinderförmigen Buchse besteht, die in den zwischen den Rückschlagventilen (5) und den Zentrierräumen (3) gebildeten Druckspeicherräumen (9) eingesetzt ist.

3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkörper in die Zentrierräume (3) eingesetzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 517 649, 837 026,
327;

französische Patentschrift Nr. 1 088 218;
USA.- Patentschriften Nr. 2 683 636, 2 907 594.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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