DE1503463A1

DE1503463A1 - Compressor piston

Info

Publication number: DE1503463A1
Application number: DE19661503463
Authority: DE
Inventors: Hugo Heidenreich; Wilhelm Lehmbruck; Hugo Lennewski
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1966-07-27
Filing date: 1966-07-27
Publication date: 1970-08-13
Also published as: CH460233A; GB1133677A; NL6710254A; AT270045B; LU54182A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für Kompressoren mit in Ringnuten eingelegten Kolbenringen aus einem Kunststoff, zum Beispiel Polytetrafluoräthylen.The invention relates to a piston for compressors with piston rings made of a plastic, for example polytetrafluoroethylene, inserted into annular grooves.

Kompressoren für gasförmige Medien arbeiten vielfach im so genannten Trockenlauf, damit das Medium frei von Schmier-Ölverunreinigungen ist und da die Anwendung von Schmieröl beispielsweise bei der Verdichtung von Sauerstoff unmöglich ist. Aus diesem Grunde hat man bei derartigen Kompressoren die üblichen Metallkolbenringe durch Kolbenringe aus einem geeigneten Kunststoff ersetzt, der unter anderem selbstschmierende Eigenschaft hat. Die Kunststoffkolbenringe sind an einer Umfangsstelle in üblicher Weise durchgetrennt, damit sie in die Ringnuten des Kolbens eingelegt werden können, und sind so bemessen, dass sie mit ihren Seitenflächen genügend satt an den Seitenflanken der Ringnuten anliegen, nicht aber mit ihrer inneren Umfangsfläche an dem Nutengrund der Ringnuten anliegen, so dass am Nutengrund der Ringnuten ein ringförmiger Zwischenraum verbleibt. Es hat sich nun gezeigt, dass diese Kunststoffkolbenringe verhältnismäßig rasch verschleißen und dann Betriebsstörungen verursachen, weil ein durch Verschleiß dünn gewordener Kolbenring der Gefahr unterliegt, dass er aus seiner Ringnut in den Spielraum zwischen Kolben und Zylinder herausspringt. Die Kolbenringe müssen daher nach einer gewissen, nicht sehr hohen Zahl von Betriebsstunden erneuert werden, was häufige, kostspielige Stillsetzungen des Kompressors und Montagearbeiten erfordert. Außerdem sind neue Kunststoffkolbenringe außerordentlich teuer. Ein sehr hohe Verschleiß der Kunststoffkolbenringe ist vor allem bei Kompressoren zu beobachten, bei denen ein hoher so genannter Differenzdruck, das heißt ein hoher Druckunterschied zwischen dem Verdichtungsenddruck vor den Kolbenringen und dem Atmosphärendruck oder anderem Gegendruck hinter den Kolbenringen vorhanden ist, vor allem beispielsweise bei einem Differenzdruck von 40 atü oder mehr.Compressors for gaseous media often work in so-called dry running so that the medium is free from lubricating oil contamination and since the use of lubricating oil, for example when compressing oxygen, is impossible. For this reason, the usual metal piston rings in such compressors have been replaced by piston rings made of a suitable plastic, which among other things has self-lubricating properties. The plastic piston rings are cut through at a circumferential point in the usual way so that they can be inserted into the annular grooves of the piston, and are dimensioned so that their side surfaces are sufficiently snug against the side flanks of the annular grooves, but not with their inner circumferential surface on the groove base of the annular grooves rest, so that an annular gap remains at the groove base of the annular grooves. It has now been shown that these plastic piston rings wear out relatively quickly and then cause operational malfunctions because a piston ring that has become thin due to wear is subject to the risk of it jumping out of its annular groove into the clearance between the piston and cylinder. The piston rings must therefore be renewed after a certain, not very high number of operating hours, which requires frequent, costly shutdowns of the compressor and assembly work. In addition, new plastic piston rings are extremely expensive. A very high level of wear on the plastic piston rings can be observed above all in compressors in which there is a high so-called differential pressure, i.e. a high pressure difference between the compression end pressure in front of the piston rings and the atmospheric pressure or other counter pressure behind the piston rings, especially for example Differential pressure of 40 atmospheres or more.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Verschleiß der bekannten üblichen Kunststoffkolbenringe herabzusetzen und damit ihre Lebensdauer zu erhöhen.The invention has set itself the task of reducing the wear and tear of the known customary plastic piston rings and thus increasing their service life.

Es wurde gefunden, dass durch in den ringförmigen Zwischenraum am Nutengrund der Ringnuten eindringendes, zu verdichtendes Medium in diesem Zwischenraum ein bestimmter, unter anderem vom Verdichtungsenddruck, Differenzdruck, Druck des angesaugten Mediums, der Drehzahl des Kompressors und der mittleren Kolbengeschwindigkeit abhängender Druck herrscht, der die innere Umfangsfläche der Kolbenringe beaufschlagt und daher die Kolbenringe mit sehr hoher Druckkraft radial nach außen gegen die Zylinderwandung anpresst, und dass die von diesem Druck erzeugte Druckkraft die Ursache für den hohen Verschleiß der Kunststoffkolbenringe ist und ein zum abdichtenden Andrücken der Kolbenringe überhaupt erforderliches Maß an Druckkraft weit übersteigt.It has been found that, due to the medium to be compressed penetrating into the annular space at the base of the annular grooves, a certain pressure prevails in this space, which depends, among other things, on the final compression pressure, differential pressure, pressure of the medium drawn in, the speed of the compressor and the mean piston speed acts on the inner circumferential surface of the piston rings and therefore presses the piston rings radially outward against the cylinder wall with a very high compressive force, and that the compressive force generated by this pressure is the cause of the high wear of the plastic piston rings and one for sealing pressing of the piston rings at all far exceeds the required amount of compressive force.

Die gestellte Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Seitenflanken der Ringnuten vom Nutengrund nach außen in Richtung zum vorderen, vom Verdichtungsdruck beaufschlagten Kolbenende hin geneigt sind und mit der Längsachse des Kolbens einen Neigungswinkel bilden, dass die Kolbenringe in ihrem Querschnitt dem Querschnitt der Ringnuten angepasst sind, an dem Nutengrund nicht anliegen und auf ihrer dem beaufschlagten Kolbenende zugewandten Seitenfläche sowie auf ihrer dem Nutengrund zugewandten Umfangsfläche von dem zu verdichtenden Medium beaufschlagt werden und dass die Tangentialkomponente der auf die Umfangsfläche wirkenden Kraft etwas größer ist als die ihr entgegengesetzte Tangentialkomponente der auf die Seitenfläche wirkenden Kraft.The object is now achieved according to the invention in that the side flanks of the ring grooves are inclined from the groove base outwards in the direction of the front piston end acted upon by the compression pressure and form an angle of inclination with the longitudinal axis of the piston so that the cross section of the piston rings corresponds to the cross section of the ring grooves are adapted, do not rest on the groove base and are acted upon by the medium to be compressed on their side surface facing the loaded piston end and on their circumferential surface facing the groove base and that the tangential component of the force acting on the circumferential surface is somewhat greater than the tangential component of the opposite tangential component the force acting on the side surface.

Durch die Schräglage der Seitenflächen des Kolbenringes und der Seitenflanken der Ringnut wird also die in axialer Richtung auf dem Kolbenring einwirkende Kraft, die sich aus der Seitenflächengröße und dem Verdichtungsenddruck ergibt, in eine Normalkomponente und eine Tangentialkomponente zerlegt, die dem Kolbenring in die Ringnut hineinzudrücken trachtet, und die in radialer Richtung auf den Kolbenring einwirkende Kraft, die sich aus der Größe der inneren Umfangsfläche des Kolbenringes und dem in ringförmigen Zwischenraum am Nutengrund der Ringnut herrschenden Druck ergibt, ebenfalls in eine Normalkomponente und eine Tangentialkomponente zerlegt, die den Kolbenring aus der Ringnut herauszudrücken trachtet. Es kann daher durch Veränderung des Neigungswinkels die Größe der beiden Tangentialkomponenten verändert werden, und es kann nun ohne weiteres ein solcher Neigungswinkel ermittelt und bei der Herstellung der Ringnuten und der Kolbenringe vorgesehen werden, dass die Tangentialkomponente der letztgenannten radialen Kraft etwas größer ist als die Tangentialkomponente der erstgenannten axialen Kraft. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahme wird daher eine vollkommen ausreichende Anpresskraft herbeigeführt, die wesentlich geringer ist als die bei den bekannten Kolbenringen auftretende Anpresskraft, und infolgedessen eine erhebliche Verringerung des mechanischen Verschleißes der Kolbenringe und eine bedeutende Erhöhung der Lebensdauer der Kolbenringe erzielt.Due to the inclined position of the side surfaces of the piston ring and the side flanks of the ring groove, the force acting on the piston ring in the axial direction, which results from the side surface size and the final compression pressure, is broken down into a normal component and a tangential component, which tends to push the piston ring into the ring groove , and the force acting in the radial direction on the piston ring, which results from the size of the inner circumferential surface of the piston ring and the pressure prevailing in the annular space at the base of the annular groove, also into a normal component and a tangential component disassembled, which seeks to push the piston ring out of the ring groove. The size of the two tangential components can therefore be changed by changing the angle of inclination, and such an angle of inclination can now easily be determined and when the ring grooves and piston rings are manufactured, the tangential component of the latter radial force is slightly larger than the tangential component the former axial force. With the help of the measure according to the invention, a completely sufficient contact pressure is brought about, which is significantly lower than the contact force occurring with the known piston rings, and consequently a considerable reduction in the mechanical wear of the piston rings and a significant increase in the service life of the piston rings.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und eines vergleichenden Versuchsergebnisses näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and a comparative test result.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Kompressorkolben 1 und einen Zylinder 2. Mit 3 ist das vordere, vom Verdichtungsdruck beaufschlagte Kolbenende bezeichnet. Der Kolben 1 trägt Kolbenringe 4 aus einem geeigneten, an sich bekannten Kunststoff, die in Ringnuten 5 eingelegt sind. Die Kolbenringe 4 liegen mit ihren Seitenflächen 8 in üblicher Weise satt beziehungsweise mit ganz geringem Spiel an den Seitenflanken 6 der Ringnuten 5 an. Die inneren Umfangsflächen 9 der Kolbenringe 4 stehen in einem radialen Abstand von Nutengrund 7 der Ringnuten 5, so dass am Nutengrund der Ringnuten ein ringförmiger Zwischenraum gebildet ist. Die Kolbenringe 4 sind an einer Umfangsstelle in nicht näher dargestellter Weise mit üblicher Schnittausführung durchgeschnitten beziehungsweise getrennt, so dass sie im Durchmesser vergrößert werden können, damit man sie einerseits in die Ringnuten 5 einlegen kann und damit sie andererseits auseinander gespreizt und abdichtend gegen den Zylinder 2 angedrückt werden können. Die Seitenflanken 6 der Ringnuten 5 und die Seitenflächen 8 der Kolbenringe 4 sind, vom Nutengrund 7 nach außen gesehen, in Richtung zum vorderen, vom Verdichtungsdruck beaufschlagten Kolbenende 3 hin geneigt und bilden mit der Längsachse des Kolbens 1 einen Neigungswinkel a. Das zu verdichtende Medium übt nun auf einem Kolbenring 4 eine axial gerichtete Druckkraft P aus, die sich aufgrund der Schräglage des Kolbenringes und der Ringnut in eine nicht näher dargestellte, senkrecht zur Seitenfläche 8 beziehungsweise Seitenflanke 6 stehende Normalkomponente und in eine in Richtung der Seitenfläche 8 beziehungsweise Seitenflanke 6 verlaufende, zur Kolbenachse weisende Tangentialkomponente T zerlegt. Beim Betrieb des Kompressors dringt in den ringförmigen Zwischenraum auf der inneren Umfangsfläche des Kolbenringes zu verdichtendes Medium ein, und es baut sich in diesem ringförmigen Zwischenraum ein bestimmter Druck des eingeschlossenen Mediums auf, so dass auf dem Kolbenring eine radial gerichtete Druckkraft P1 ausgeübt wird. Auch diese Druckkraft Ptief1, zerlegt sich auf Grund der Schräglage des Kolbenringes und der Ringnut in eine nicht näher dargestellte Normalkomponente und eine Tangentialkomponente Ttief1, die nach außen weist und der Tangentialkomponente T entgegenwirkt. Mit kleiner werdendem Winkel a verkleinert sich die Tangentialkomponente Ttief1 und vergrößert sich die Tangentialkomponente T. Der Winkel a ist so bemessen, dass die Tangentialkomponente Ttief1 etwas größer ist als die Tangentialkomponente T. Infolgedessen wird der Kolbenring mit einer solchen Anpresskraft gegen die Zylinderwandung angedrückt, die zur Erzielung einer Dichtheit vollständig ausreicht und wesentlich kleiner ist als die radiale Druckkraft Ptief1, die bei den bekannten Kolben und Kolbenringen mit senkrecht zur Kolbenlängsachse stehenden Seitenflanken der Ringnuten und Seitenflächen der Kolbenringe den hohen Verschleiß der Kolbenringe verursacht. Da der Reibungskraftanteil der Druckkraft P größer ist als der Reibungskraftanteil der Druckkraft Ptief1, haben die Reibungskräfte keinen negativen Einfluss auf die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahme und können daher vernachlässigt werden.The drawing shows a schematic representation of a compressor piston 1 and a cylinder 2. The front piston end to which the compression pressure is applied is denoted by 3. The piston 1 carries piston rings 4 made of a suitable plastic known per se, which are inserted into annular grooves 5. The piston rings 4 rest with their side faces 8 in the usual way, or with very little play, against the side flanks 6 of the annular grooves 5. The inner peripheral surfaces 9 of the piston rings 4 are in a radial distance from the groove base 7 of the annular grooves 5, so that an annular gap is formed at the groove base of the annular grooves. The piston rings 4 are cut through or separated at a circumferential point in a manner not shown in detail with the usual sectional design, so that they can be enlarged in diameter so that they can be inserted into the annular grooves 5 on the one hand and so that they are spread apart and sealingly against the cylinder 2 on the other hand can be pressed. The side flanks 6 of the annular grooves 5 and the side surfaces 8 of the piston rings 4 are inclined towards the front piston end 3, which is acted upon by the compression pressure, and form an inclination angle α with the longitudinal axis of the piston 1, as seen from the groove base 7 outwards. The medium to be compressed now exerts an axially directed compressive force P on a piston ring 4, which, due to the inclined position of the piston ring and the ring groove, is converted into a normal component, not shown, perpendicular to the side surface 8 or side flank 6, and into a normal component in the direction of the side surface 8 or side flank 6 running tangential component T pointing to the piston axis is broken down. When the compressor is in operation, the medium to be compressed penetrates into the annular space on the inner circumferential surface of the piston ring, and a certain pressure of the enclosed medium builds up in this annular space, so that a radially directed compressive force P1 is exerted on the piston ring. This pressure force Ptief1 is also broken down due to the inclined position of the piston ring and the annular groove into a normal component (not shown in more detail) and a tangential component Ttief1, which points outwards and counteracts the tangential component T. As the angle a becomes smaller, the tangential component Ttief1 decreases and the tangential component T. The angle a is dimensioned in such a way that the tangential component Ttief1 is slightly larger than the tangential component T. As a result, the piston ring is pressed against the cylinder wall with such a pressure that is completely sufficient to achieve a tightness and is significantly smaller than the radial pressure force Ptief1, which causes the high wear of the piston rings in the known pistons and piston rings with side flanks of the ring grooves and side surfaces of the piston rings perpendicular to the piston longitudinal axis. Since the frictional force component of the compressive force P is greater than the frictional force component of the compressive force Ptief1, the frictional forces have no negative influence on the effect of the measure according to the invention and can therefore be neglected.

Es wurden mit einem Kolbenkompressor Vergleichsversuche mit Kunststoffkolbenringen der bekannten Art und mit Kunststoffkolbenringen gemäß der Erfindung durchgeführt. Der Kompressor hatte einen Zylinder mit einem Innendurchmesser von 85 mm und einen Kolben mit einem Durchmesser von 83 mm. Die Drehzahl betrug 300 Umdrehungen pro Minute, der Hub 320 mm und die mittlere Kolbengeschwindigkeit 3,25 m/sec. Das zu verdichtende gasförmige Medium gelangte in den Kompressor mit einem Ansaugdruck von 30 atü und wurde auf einem Verdichtungsenddruck von 80 atü verdichtet. Die Kolbenstange des einfach wirkenden Kompressors führte ins Freie, so dass auf der Kolbenrückseite im wesentlichen Atmosphärendruck herrschte und der Kolben von den Kunststoffkolbenringen gegen einen Differenzdruck von 70 atü abzudichten war. Die Abdichtung erfolgte in beiden zu vergleichenden Fällen durch 7 Kolbenringe, die einen Innendurchmesser von 71 mm und eine radiale Höhe von 7 mm hatten. Die Kolbenringe hatten eine axiale Dicke von 5,8 mm und waren in Ringnuten mit einer axialen lichten Weite von 6 mm eingelegt. Um die Gefahr zu vermeiden, dass ein durch Verschleiß dünner werdender Kolbenring aus seiner Ringnut herausspringt und sich im Spielraum zwischen Kolben und Zylinder verklemmt, ergab sich die Notwendigkeit, einen Verschleiß des Kolbenringes bis zu 4 mm zuzulassen und ihn sodann durch einen neuen Kolbenring zu ersetzen.Comparative tests with plastic piston rings of the known type and with plastic piston rings according to the invention were carried out with a piston compressor. The compressor had a cylinder with an inner diameter of 85 mm and a piston with a diameter of 83 mm. The speed was 300 revolutions per minute, the stroke 320 mm and the mean piston speed 3.25 m / sec. The gaseous medium to be compressed entered the compressor with a suction pressure of 30 atm and was opened compressed to a final compression pressure of 80 atm. The piston rod of the single-acting compressor led into the open, so that on the back of the piston there was essentially atmospheric pressure and the piston had to be sealed by the plastic piston rings against a differential pressure of 70 atmospheres. In both cases to be compared, sealing was carried out by 7 piston rings, which had an internal diameter of 71 mm and a radial height of 7 mm. The piston rings had an axial thickness of 5.8 mm and were inserted into ring grooves with an axial clearance of 6 mm. In order to avoid the risk of a piston ring becoming thinner due to wear jumping out of its ring groove and jamming in the clearance between piston and cylinder, it was necessary to allow the piston ring to wear up to 4 mm and then replace it with a new piston ring .

Für die bekannten, üblichen Kunststoffkolbenringe mit senkrecht zur Kolbenlängsachse stehenden Seitenflächen wurde ein Kolben verwendet, dessen Ringnuten dementsprechend ebenfalls senkrecht zur Kolbenlängsachse stehende Seitenflanken besaßen. Im Laufe des Betriebes des Kompressors zeigte sich, dass der am rückwärtigen, der Kolbenstange zugewandten Kolbenende angeordnete Kolbenring einem stärkeren Verschleiß ausgesetzt ist als die vor ihm liegenden Kolbenringe. Bereits nach einer Betriebsdauer von ungefähr 250 Stunden erreichte der Verschleiß des letzten Kolbenringes das maximal zulässige Maß von 4 mm, so dass eine Stillsetzung und Demontage des Kompressors und ein Ersatz des verschlissenen Kolbenringes durch einen neuen Kolbenring erforderlich wurde. Es wäre zwar möglich, die Kolbenringe von Zeit zu Zeit umzusetzen und den letzten Kolbenring rechtzeitig vor Erreichen des zulässigen Verschleißes gegen einen jeweils am wenigstens verschlissenen Kolbenring auszutauschen, bezüglich Montageaufwand und Stillstandzeiten des Kompressors bringt dies aber gegenüber dem Einbau eines neuen Kolbenringes keinen Gewinn. Es wurde festgestellt, dass selbst beim Umsetzen der Kolbenringe nach einer Betriebsdauer von rund 400 Stunden der Verschleiß aller Kolbenringe das zulässige Maß von 4 mm erreicht hatte und dass dann alle Kolbenringe durch neue Kolbenringe ersetzt werden mussten.For the known, customary plastic piston rings with side surfaces perpendicular to the piston longitudinal axis, a piston was used whose ring grooves likewise had side flanks perpendicular to the piston longitudinal axis. In the course of operation of the compressor it was found that the piston ring arranged on the rear end of the piston facing the piston rod is subject to greater wear than the piston rings in front of it. After only about 250 hours of operation, the wear on the last piston ring reached the maximum permissible level of 4 mm, so that the compressor had to be shut down and dismantled and replaced of the worn piston ring was required by a new piston ring. It would be possible to move the piston rings from time to time and to replace the last piston ring with the least worn piston ring in good time before the permissible wear is reached, but in terms of installation effort and downtimes of the compressor, this does not bring any gain compared to installing a new piston ring. It was found that even when the piston rings were moved after an operating time of around 400 hours, the wear on all piston rings had reached the permissible level of 4 mm and that all piston rings then had to be replaced with new piston rings.

Es wurde sodann ein Kolben verwendet, bei dem die Seitenflanken der Ringnuten erfindungsgemäß in Richtung zum vorderen Kolbenende hin geneigt waren und mit der Längsachse des Kolbens einen Neigungswinkel bildeten. In die Ringnuten wurden Kunststoffkolbenringe aus gleichem Material eingelegt, die in ihrem Querschnitt dem Querschnitt der Ringnuten angepasst waren, das heißt, deren Seitenflächen gleichfalls zum vorderen Kolbenende hin geneigt waren und mit der Längsachse des Kolbens den gleichen Neigungswinkel bildeten. Der Ermittlung der Größe des Neigungswinkels lag der Differenzdruck von 70 atü und ein in dem ringförmigen Zwischenraum am Nutengrund der Ringnuten herrschender Druck in Höhe von 50 % des Differenzdruckes zugrunde. Der Betrag von rund 50 % des Differenzdruckes für diesen Druck in dem ringförmigen Zwischenraum dürfte auch für andere in der Praxis in Betracht kommende und verwendete, vergleichbare Kompressoren brauchbar sein. Aus dem Differenzdruck und der Seitenflächengröße der Kolbenringe wurde die axial gerichtete Druckkraft P und aus dem in vorerwähnten ringförmigen Zwischenraum herrschenden Druck und der Größe der inneren Umfangsfläche der Kolbenringe wurde die radial gerichtete Druckkraft Ptief1 ermittelt. Mit Hilfe eines Kräftediagramms wurden die Druckkräfte P und Ptief1 in ihre Normalkomponente und Tangentialkomponente zerlegt und auf diesem Wege ein Neigungswinkel ermittelt, bei dem die Tangentialkomponente Ttief1 der Druckkraft Ptief1 etwas größer ist als die Tangentialkomponente T der Druckkraft P. Der Neigungswinkel wurde mit 70° ermittelt und der Herstellung der Ringnuten und Kolbenringe zugrunde gelegt. Es ergab sich, dass erst nach einer Betriebsdauer von rund 1.000 Stunden der Verschleiß des am stärksten auf Verschleiß beanspruchten Kolbenringes nur 2,3 mm betrug. Das bedeutet also, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Kompressorkolbens und seiner Kunststoffkolbenringe die Lebensdauer eines Kolbenringes bis zum zulässigen Verschleißausmaß ein Vielfaches der Lebensdauer der herkömmlichen, bekannten Kunststoffkolbenringe beträgt.A piston was then used in which, according to the invention, the side flanks of the annular grooves were inclined in the direction of the front piston end and formed an angle of inclination with the longitudinal axis of the piston. Plastic piston rings made of the same material were inserted into the annular grooves, the cross-section of which was matched to the cross-section of the annular grooves, that is, whose side surfaces were also inclined towards the front piston end and formed the same angle of inclination with the longitudinal axis of the piston. The determination of the size of the angle of inclination was based on the differential pressure of 70 atmospheres and a pressure of 50% of the differential pressure prevailing in the annular space at the base of the annular grooves. The amount of around 50% of the differential pressure for this pressure in the annular space should also apply to others in practice Considerable and used, comparable compressors can be useful. The axially directed compressive force P was determined from the differential pressure and the size of the side surface of the piston rings, and the radially directed compressive force Ptief1 was determined from the pressure prevailing in the aforementioned annular space and the size of the inner circumferential surface of the piston rings. With the help of a force diagram, the compressive forces P and Ptief1 were broken down into their normal component and tangential component and in this way an angle of inclination was determined at which the tangential component Ttief1 of the compressive force Ptief1 is slightly larger than the tangential component T of the compressive force P. The angle of inclination was determined to be 70 ° and the production of the ring grooves and piston rings. It was found that only after an operating time of around 1,000 hours did the wear on the piston ring, which is most heavily stressed, only wear out 2.3 mm. This means that due to the inventive design of a compressor piston and its plastic piston rings, the service life of a piston ring up to the permissible level of wear is a multiple of the service life of the conventional, known plastic piston rings.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei Kompressoren mit doppelt wirkenden Kolben mit gleichem Vorteil anwendbar. Sie eignet sich auch, um die Lebensdauer der Dichtungsringe einer Kolbenstangenpackung zu erhöhen.Of course, the invention can also be used with the same advantage in compressors with double-acting pistons. It is also suitable for increasing the service life of the sealing rings in a piston rod packing.

Claims

Pistons for compressors with piston rings made of a plastic, for example polytetrafluoroethylene, inserted in annular grooves, characterized in that the side flanks (6) of the annular grooves (5) from the groove base (7) outwards in the direction of the front piston end (3) acted upon by the compression pressure are inclined and form an angle of inclination (a) with the longitudinal axis of the piston (1) so that the cross-section of the piston rings (4) is adapted to the cross-section of the annular grooves (5), does not rest against the groove base (7) and is acted upon by them Piston end (3) facing side surface (8) and on its circumferential surface (9) facing the groove bottom (7) are acted upon by the medium to be compressed, and that the tangential component (Ttief1) of the force (Ptief1) acting on the circumferential surface (9) is somewhat is greater than the opposite tangential component (T) of the force (P) acting on the side surface (8).